复合密封件以及包括该密封件的机动车排气背压传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种复合密封件（100），其包括：硬质材料外环（110），在其任一个横截面上形成封闭的矩形，其竖边的长度是硬质材料外环（110）的厚度；从硬质材料外环（110）的圆形内表面沿径向向内延伸地布置的硬质材料片内圈（111），其厚度小于硬质材料外环（110）的厚度；以及固定在硬质材料片内圈（111）上的弹性材料密封圈（120），其具有沿径向向外敞开的槽口，硬质材料片内圈（111）伸入槽口内。本实用新型的复合密封件能够在起到保证密封效果的同时保持位置稳定，防止输出漂移。本实用新型还公开了一种包括复合密封件（100）的机动车排气背压传感器。
【专利说明】复合密封件以及包括该密封件的机动车排气背压传感器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种复合密封件，这种复合密封件可以用于机动车排气背压传感器。本实用新型还涉及包括所述复合密封件的机动车排气背压传感器。
【背景技术】
[0002]为了满足日益严苛的排放法规要求，达到更好的燃油经济性，各大发动机厂商设计出很多控制策略，基于某种控制模式，需要采集发动机的排气背压，即EGR和增压涡轮之前的压力。该处环境十分恶劣，温度高达150°C;存在复杂的燃烧气体及烟尘；另外，实际压力不仅存在正压，还存在负压。
[0003]现有陶瓷电容压力传感器是基于两片陶瓷板上涂覆金属层，通过陶瓷板变形改变陶瓷板间距使电容发生变化，来实现对压力的感应。由于传感器属于电容型的，所以对介质的介电常数非常敏感。为了祛除介质引起的输出漂移，应避免介质处于陶瓷片感应区径向向外的部分，即让密封圈尽可能地靠近感应区，但是又不能使密封圈压于感应区上。
实用新型内容
[0004]为了克服现有技术中存在的问题，本实用新型的第一方面提供一种复合密封件，所述复合密封件包括:圆环形的硬质材料外环，所述硬质材料外环具有旋转对称轴线，所述硬质材料外环还具有圆形内表面、圆形外表面、平面形上表面以及平面形下表面，在包含所述旋转对称轴线的所述硬质材料外环的两个横截面中的任一个横截面上，所述圆形内表面、圆形外表面、平面形上表面以及平面形下表面形成一个封闭的矩形，所述封闭矩形的上下两条横边由所述平面形上表面以及平面形下表面形成，所述封闭矩形的左右两条竖边由所述圆形内表面以及圆形外表面形成，所述竖边的长度是所述硬质材料外环的轴向厚度；从所述硬质材料外环的所述圆形内表面沿径向向内延伸地布置的硬质材料片内圈，所述硬质材料片内圈的厚度小于所述硬质材料外环的厚度；以及固定在所述硬质材料片内圈上的弹性材料密封圈，所述弹性材料密封圈具有沿径向向外敞开的槽口，从而所述弹性材料密封圈的横截面呈大致C形，所述硬质材料片内圈伸入所述沿径向向外敞开的槽口内，并且所述弹性材料密封圈的轴向厚度大于所述硬质材料外环的轴向厚度。
[0005]本实用新型利用硬质材料外环来阻挡密封圈的径向向外扩张。因为同时要求在负压下密封圈不能被径向向内吸入，所以利用薄的硬质材料片内圈增加密封圈的接触面积，增大粘结力；另一方面，通过密封圈本身在受到挤压时将会“抱紧”薄的硬质材料片内圈，所以密封圈本身更难以被径向向内吸入。因而，能够避免介质处于陶瓷片感应区径向向外的部分(即让密封圈尽可能地靠近感应区，但是又不能使密封圈压于感应区上)。采用本实用新型的复合密封件，能够在起到保证密封效果的同时，保持位置稳定，防止输出漂移。
[0006]根据本实用新型的第二方面，提供一种机动车排气背压传感器，所述机动车排气背压传感器中安装有如上所述的本实用新型的第一方面的复合密封件。
[0007]本实用新型的复合密封件能够使得机动车排气背压传感器的密封性能更为稳定可靠，从而使得机动车排气背压传感器能够稳定可靠地工作，以便使得机动车能够满足曰益严苛的排放法规要求，并达到更好的燃油经济性。
[0008]下面结合附图和实施例，对本实用新型的各个方面的技术细节做更详细的说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型的复合密封件的一个实施例的剖视示意图。
[0010]图2是一种机动车排气背压传感器的剖视意图，该机动车排气背压传感器设有本实用新型的复合密封件。
[0011]【图号列表】
[0012]100复合密封件
[0013]110硬质材料外环
[0014]111硬质材料片内圈
[0015]120弹性材料密封圈
[0016]200机动车排气背压传感器 [0017]210接插件
[0018]220 电路板
[0019]230陶瓷板(或称“陶瓷敏感元件”)
[0020]240六角管
【具体实施方式】
[0021]参见图1，本实用新型的第一方面提供一种复合密封件100，所述复合密封件100包括:圆环形的硬质材料外环110，所述硬质材料外环110具有旋转对称轴线，所述硬质材料外环110还具有圆形内表面、圆形外表面、平面形上表面以及平面形下表面，在包含所述旋转对称轴线的所述硬质材料外环110的两个横截面中的任一个横截面上，所述圆形内表面、圆形外表面、平面形上表面以及平面形下表面形成一个封闭的矩形，所述封闭矩形的上下两条横边由所述平面形上表面以及平面形下表面形成，所述封闭矩形的左右两条竖边由所述圆形内表面以及圆形外表面形成，所述竖边的长度是所述硬质材料外环110的轴向厚度；从所述硬质材料外环110的所述圆形内表面沿径向向内延伸地布置的硬质材料片内圈111，所述硬质材料片内圈111的厚度小于所述硬质材料外环110的厚度；以及固定在所述硬质材料片内圈111上的弹性材料密封圈120，所述弹性材料密封圈120具有沿径向向外敞开的槽口，从而所述弹性材料密封圈120的横截面呈大致C形，所述硬质材料片内圈111伸入所述沿径向向外敞开的槽口内，并且所述弹性材料密封圈120的轴向厚度大于所述硬质材料外环Iio的轴向厚度。
[0022]本实用新型利用硬质材料外环110来阻挡密封圈120的径向向外扩张。因为同时要求在负压下密封圈120不能被径向向内吸入，所以利用薄硬质材料片(亦即，硬质材料片内圈111)增大与密封圈120的接触面积，从而增大粘结力；另一方面，通过密封圈120本身在受到挤压时将会“抱紧”硬质材料片内圈111，所以密封圈120本身更难以被径向向内吸入。因而，采用本实用新型的复合密封件100，能够在起到保证密封效果的同时，保持位置稳定，防止输出漂移。[0023]在本实用新型的第一方面的一些优选实施例中，所述硬质材料外环110和所述硬质材料片内圈111 二者可以是一体地形成的，从而使它们之间的连接更为牢固，尺寸更为精确。
[0024]在本实用新型的第一方面的一些优选实施例中，所述弹性材料密封圈120的横截面的外轮廓可以呈大致圆形；所述弹性材料密封圈120的泊松比可以为0.3至0.7，该泊松比可以由技术人员根据实际需要而加以选择。
[0025]在本实用新型的第一方面的一些优选实施例中，所述硬质材料片内圈111可以沿着所述硬质材料外环110的厚度方向居中地布置，从而在所述硬质材料片内圈111的上表面和所述硬质材料外环110的上表面之间形成的上侧竖向台阶面的高度与在所述硬质材料片内圈111的下表面和所述硬质材料外环110的下表面之间形成的下侧竖向台阶面的高
度相等。
[0026]在本实用新型的第一方面的一些优选实施例中，所述弹性材料密封圈120的径向外侧的所述槽口的上侧和下侧分别具有与所述上侧竖向台阶面以及所述下侧竖向台阶面相匹配的上侧竖向环面和下侧竖向环面。
[0027]在本实用新型的第一方面的一些优选实施例中，所述弹性材料密封圈120的所述上侧竖向环面以及所述下侧竖向环面的高度，可以分别与所述上侧竖向台阶面以及所述下侧竖向台阶面的高度相等。
[0028]在本实用新型的第一方面的一些优选实施例中，所述弹性材料密封圈120的上侧圆弧表面的径向外周缘与所述硬质材料外环110的平面形上表面的径向内周缘相切地相邻，从而在所述上侧圆弧表面与所述平面形上表面之间形成平滑过渡；并且所述弹性材料密封圈120的下侧圆弧表面的径向外周缘与所述硬质材料外环110的平面形下表面的径向内周缘相切地相邻，从而在所述下侧圆弧表面与所述平面形下表面之间形成平滑过渡。
[0029]在本实用新型的第一方面的一些优选实施例中，所述弹性材料密封圈120与所述硬质材料外环110和/或所述硬质材料片内圈111的接触表面之间可以用机械方式和/或化学方式相连接，其中:所述机械方式可以包括迷宫式卡接，以及键/槽式连接，或者其他具有等效作用的机械连接方式；所述化学方式包括:粘接剂粘接、在金属材料上模制弹性材料，或者其他具有等效作用的化学连接方式。
[0030]在本实用新型的第一方面的一些优选实施例中，所述硬质材料外环110和所述硬质材料片内圈111可以由铝、铜、不锈钢、碳钢、合金钢或者ABS (工程塑料)制成；所述弹性材料密封圈120可以由碳氟化合物、氟硅树脂或丁腈橡胶等等制成。
[0031]参看图2，本实用新型的第二方面提供一种机动车排气背压传感器200，所述机动车排气背压传感器200中安装有本实用新型第一方面的复合密封件100。
[0032]如图2所示，机动车排气背压传感器200可以包括:接插件210、电路板220、陶瓷板(或称“陶瓷敏感元件”)230、六角管240。本实用新型第一方面的复合密封件100安装在陶瓷板230的下方、并且安装在六角管240的内部空间的密封表面上。六角管240的内部空间的内径大致等于硬质材料外环110的外径，从而将硬质材料外环110紧密地嵌置在六角管240的内部空间中。弹性材料密封圈120在六角管240的内部空间的密封表面与陶瓷板230之间受压，从而在它们之间起到密封作用。
[0033]本实用新型的复合密封件100能够使得机动车排气背压传感器200的密封性能更为稳定可靠，从而使得机动车排气背压传感器200能够稳定可靠地工作，以便使得机动车能够满足日益严苛的排放法规要求，并达到更好的燃油经济性。
【权利要求】
1.一种复合密封件(100)，其特征在于，所述复合密封件(100)包括: 圆环形的硬质材料外环(110)，所述硬质材料外环(110)具有旋转对称轴线，所述硬质材料外环(110)还具有圆形内表面、圆形外表面、平面形上表面以及平面形下表面，在包含所述旋转对称轴线的所述硬质材料外环(110)的两个横截面中的任一个横截面上，所述圆形内表面、圆形外表面、平面形上表面以及平面形下表面形成一个封闭的矩形，所述封闭矩形的上下两条横边由所述平面形上表面以及平面形下表面形成，所述封闭矩形的左右两条竖边由所述圆形内表面以及圆形外表面形成，所述竖边的长度是所述硬质材料外环(110)的轴向厚度； 从所述硬质材料外环(110)的所述圆形内表面沿径向向内延伸地布置的硬质材料片内圈(111),所述硬质材料片内圈(111)的厚度小于所述硬质材料外环(110)的厚度；以及 固定在所述硬质材料片内圈(111)上的弹性材料密封圈(120)，所述弹性材料密封圈(120)具有沿径向向外敞开的槽口，从而所述弹性材料密封圈(120)的横截面呈大致C形，所述硬质材料片内圈(111)伸入所述沿径向向外敞开的槽口内，并且所述弹性材料密封圈(120)的轴向厚度大于所述硬质材料外环(110)的轴向厚度。
2.如权利要求1所述的复合密封件(100)，其特征在于:所述硬质材料外环(110)和所述硬质材料片内圈(111) 二者是一体地形成的。
3.如权利要求1所述的复合密封件(100)，其特征在于:所述弹性材料密封圈(120)的横截面的外轮廓呈大致圆形；所述弹性材料密封圈(120)的泊松比为0.3至0.7。
4.如权利要求1所述的复合密封件(100)，其特征在于:所述硬质材料片内圈(111)沿着所述硬质材料外环(110)的厚度方向居中地布置，从而在所述硬质材料片内圈(111)的上表面和所述硬质材料外环(110)的上表面之间形成的上侧竖向台阶面的高度与在所述硬质材料片内圈(111)的下表面和所述硬质材料外环(110)的下表面之间形成的下侧竖向台阶面的闻度相等。
5.如权利要求4所述的复合密封件(100)，其特征在于:所述弹性材料密封圈(120)的径向外侧的所述槽口的上侧和下侧分别具有与所述上侧竖向台阶面以及所述下侧竖向台阶面相匹配的上侧竖向环面和下侧竖向环面。
6.如权利要求5所述的复合密封件(100)，其特征在于:所述弹性材料密封圈(120)的所述上侧竖向环面以及所述下侧竖向环面的高度，分别与所述上侧竖向台阶面以及所述下侧竖向台阶面的高度相等。
7.如权利要求6所述的复合密封件(100)，其特征在于: 所述弹性材料密封圈(120 )的上侧圆弧表面的径向外周缘与所述硬质材料外环(110)的平面形上表面的径向内周缘相切地相邻，从而在所述上侧圆弧表面与所述平面形上表面之间形成平滑过渡；并且 所述弹性材料密封圈(120 )的下侧圆弧表面的径向外周缘与所述硬质材料外环(110)的平面形下表面的径向内周缘相切地相邻，从而在所述下侧圆弧表面与所述平面形下表面之间形成平滑过渡。
8.如权利要求1一 7中的任一项所述的复合密封件(100)，其特征在于: 所述弹性材料密封圈(120)与所述硬质材料外环(110)和/或所述硬质材料片内圈(111)的接触表面之间用机械方式和/或化学方式相连接，其中:所述机械方式包括迷宫式卡接，以及键/槽式连接；所述化学方式包括粘接剂粘接，以及在金属材料上模制弹性材料。
9.如权利要求1一 7中的任一项所述的复合密封件(100)，其特征在于:所述硬质材料外环(110)和所述硬质材料片内圈(111)由铝、铜、不锈钢、碳钢、合金钢或者ABS制成；所述弹性材料密封圈(120)由碳氟化合物、氟硅树脂或丁腈橡胶制成。
10.一种机动车排气背压传感器，其特征在于:所述机动车排气背压传感器中安装有如权利要求1 一 9中的任一项所述的复合密封件(100)。
【文档编号】G01L19/00GK203770630SQ201320891276
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】孙江涛, 王雷 申请人:森萨塔科技（常州）有限公司