[發明專利]優化成對標準O型環密封件具有魯棒性的流體閥端口

有效

• 申請號: 201210175300.4
• 申請日: 2012-05-31
• 公開（公告）號: CN102808980A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: B.K.巴特尼克;P.小瓦倫西亞;C.W.約翰遜;B.F.湯普金斯
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: F16K27/00
• 分類號: F16K27/00;F16K51/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 原紹輝

技術領域

本發明涉及流體閥端口，并且更具體地涉及與其一起使用的密封件。更為具體地，本發明涉及被設置成實現標準O型環的優化使用的流體閥端口。

背景技術

流體閥機構為了控制流體的流量而使用一個或多個流體閥端口。流體閥機構包括具有與(用于傳送或移除流體的)第一流體輸送管線流體連通的第一端口開口的第一閥體，并且進一步包括具有與(提供流體的傳送或移除中另一者的)第二流體輸送管線流體連通的第二端口開口的第二閥體。動力設備(即馬達或致動器)被設置用于選擇性地相對于第二閥體移動第一閥體以由此選擇性地使第一和第二端口開口對準并由此調節由此經過的流體連通，其中對準選擇性的范圍通常是從不對準狀態到完全對準狀態，在不對準狀態阻止流體流動通過第一和第二端口開口，而在完全對準狀態則最大程度地不阻礙流體流動通過第一和第二端口開口。

為了避免第一和第二閥體之間的流體泄漏，設有通常由連接至流體輸送管線的閥體承載的密封件，其中密封件圍繞在閥體處的閥門開口。更常見地，橡膠O型環經常被用作密封件，其中O型環被安置在承載O型環的閥體內成形的密封件溝槽中。因為O型環被壓縮在密封件溝槽的底面和相對閥體的側壁之間，所以由避免流體泄漏的O型環提供了可滑動的密封件。

現參照圖17，示意性地示出了具有現有技術中的常規流體閥端口12的流體閥機構10。可移動的閥體或“閥芯”14在其中成形有密封件溝槽16，O型環18被安置在密封件溝槽16內，其中O型環圍繞閥芯端口開口20。固定的閥體或“歧管”22具有歧管端口開口24。現另外參照圖18，其中O型環18橫跨歧管端口開口24，O型環中未受支撐的橫跨部分18'傾向于從密封件溝槽16中彈出，這種趨勢會由于隨著閥芯相對于歧管旋轉而動態地施加至O型環的拉伸和壓縮作用力而加劇。O型環從其密封件溝槽中彈出的這種趨勢可以導致過早的磨損、切割、干擾或者其提供的密封件的故障。通常，對于O型環中未受支撐的橫跨部分，O型環在其密封件溝槽內的安置問題會在未受支撐的橫跨部分的長度超過O型環的大約3倍直徑時出現。一種現有技術中的已知技術是通過底切密封件溝槽的壁部來避免O型環彈出。正如在圖19中作為示例所示的那樣，閥芯14'擁有帶有底切壁28的密封件溝槽26，由此即使是O型環18中存在未受支撐的橫跨部分18'，O型環也仍然會被限制在密封件溝槽內。

盡管底切壁阻止了O型環從其密封件溝槽中彈出，但是底切需要高成本的機械加工并且通常都要配裝與現貨供應的標準O型環相比也是高成本的定制O型環。而且，O型環從其密封件溝槽中彈出的問題會由于高頻率的打開/關閉循環、長期暴露給大范圍的溫度波動以及與老化相關的O型環彈性下降而加劇。

因此，在本領域內仍然需要以某種方式提供一種流體閥端口，其被設置為允許以最小的磨損并且無切割或干擾地將標準O型環可操作地保持在其密封件溝槽內，其中密封件溝槽是簡單的直線式形狀。

發明內容

本發明是一種優化的流體閥端口，被設置為允許以最小的磨損并且無切割或干擾地將標準O型環可操作地保持在其密封件溝槽內，其中密封件溝槽是簡單的易于加工的直線式形狀。

根據本發明優化的流體閥端口具有以下特征：1)密封件優選是在第一或第二閥體(也就是閥芯或歧管)之一上設置的優選為簡單直線式形狀(即U形)密封件溝槽內安置的標準O型環；2)O型環中的在閥門端口交錯期間未受支撐的橫跨部分被限制為小于約三倍O型環直徑的長度；以及3)有鑒于特征2)，因此在O型環的區域內，流體閥端口的流體流動面積被最大化。

根據本發明的優化的流體端口閥是流體閥機構的部件，具有例如通過電馬達或致動器可彼此相對移動的第一閥體和第二閥體。對于每一種優化的流體端口閥，第一和第二閥體之一在其中成形有密封件溝槽。O型環被安置在其中并且在由O型環界定的區域內被同心設置的第一端口開口被成形為穿透第一和第二閥體之一。第一和第二閥體中的另一個具有形成為穿透該另一個的多個第二端口開口，它們互相設置為使得多個第二端口開口可以響應第一閥體相對于第二閥體的移動而與第一端口開口對準。第二端口開口的分布使得它們被通過腹板互相分離。由此，腹板為O型環提供支撐，否則O型環就會在在第一開口響應第一和第二閥體的移動而相對于多個第二端口開口交錯期間具有未受支撐的橫跨部分。因此，O型環關鍵地由腹板支撐，由此O型環未受支撐的長度不大于O型環直徑的約三倍。另外，根據本發明的優化的流體端口閥被設置用于平滑和最大化流體流量，而且同時為O型環提供支撐并最小化O型環的磨損。