一种电子阀的密封结构论文和设计-马俊

全文摘要

本实用新型公开了一种电子阀的密封结构，包括密封件、阀芯和接管，所述的密封件具有与所述阀芯连接的入口端和与所述接管连接的出口端，其特征在于所述密封件的入口端与所述的阀芯过盈配合，形成第一密封区域；所述密封件的内壁设有环状的凸筋，所述凸筋与接管一端的外周面过盈配合，形成第二密封区域。本实用新型的一种电子阀的密封结构，所述的密封件通过至少两个密封区域与所述的阀芯和接管形成双重密封，大大提高了产品的密封性能，从而确保流道内的流体介质不会泄漏。

主设计要求

1.一种电子阀的密封结构，包括密封件、阀芯和接管，所述的密封件具有与所述阀芯连接的入口端和与所述接管连接的出口端，其特征在于所述密封件的入口端与所述的阀芯过盈配合，形成第一密封区域；所述密封件的内壁设有环状的凸筋，所述凸筋与接管一端的外周面过盈配合，形成第二密封区域。

设计方案

2.如权利要求1所述的一种电子阀的密封结构，其特征在于所述的凸筋为两条或两条以上。

3.如权利要求2所述的一种电子阀的密封结构，其特征在于相邻凸筋的间隙大于1mm。

4.如权利要求3所述的一种电子阀的密封结构，其特征在于所述凸筋的过盈量不低于5%。

5.如权利要求1所述的一种电子阀的密封结构，其特征在于所述密封件的内壁呈锥形，与其连接的接管一端的外周面也呈相应的锥形。

6.如权利要求1所述的一种电子阀的密封结构，其特征在于所述密封件的入口端与阀芯配合的过盈量不低于5%。

7.如权利要求1所述的一种电子阀的密封结构，其特征在于所述密封件的入口端具有与所述阀芯形状的相适配的入口端面，其上覆有耐磨、润滑涂层。

8.如权利要求1所述的一种电子阀的密封结构，其特征在于所述密封件的外壁上还设有加强筋。

9.如权利要求8所述的一种电子阀的密封结构，其特征在于所述的加强筋为多条，呈轴向设置。

10.如权利要求9所述的一种电子阀的密封结构，其特征在于多条加强筋周向均布。

11.如权利要求1~10任何一项所述的一种电子阀的密封结构，其特征在于所述接管一端还设有一个环形的密封平面，该密封平面与所述密封件的出口端配合，形成第三密封区域。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及新能源汽车热管理系统中所用的电子阀产品领域，具体地说是一种电子阀的密封结构。

背景技术

电子阀是用来控制流体的自动化基础元件，其结构包括阀体、阀芯、接管和动力装置。所述的接管设置在阀体上，用于将介质引入和排出阀体。所述阀芯设置于阀体下部，为电子阀的执行部分。所述的动力装置包括电机、齿轮系和控制电路板，设置在阀体上部。电子阀通过电机驱动，把动力传输到阀芯轴，带动阀芯在阀体内转动，阀芯上设有相关流道，通过调节阀芯的旋转角度，进行电子阀流道的切换和流量的控制，从而控制新能源冷却系统中的流体介质回路的流向和流量。

在电子阀内部的阀芯和接管之间设置有密封件，用于阀芯和接管之间的流道密封，要求在阀芯旋转过程中，也要实现阀芯和密封件、密封件和接管之间的密封，防止阀芯和接管形成的流道内部的防冻液介质泄漏到阀体内，导致电子阀内漏和失效，故密封件两端需要同时实现密封，所以对于密封件的密封性能要求非常高。另外，由于阀芯正常工作状态下，需要经常性旋转，密封件使用时间久了会出现磨损，导致电子阀泄漏，故密封件和阀芯配合面需要特殊处理，用摩擦系数小和耐磨的材料，来增加电子水阀的寿命。

为此，美国专利申请US 2007\/0267588 A1公开了一种用于密封流量控制阀的密封件。该密封件包括与流量控制装置配合的入口、与阀体配合的出口，以及在密封件壁上形成的折皱。该折皱类似于手风琴或风箱结构，当密封件的内外壁之间的压力差增大时，该折皱将密封件沿长度方向张开。密封件的这种张开迫使密封件的入口偏向阀芯，同时密封件的出口偏向阀体或接管，因而密封件的入口和出口紧紧压住与其对应连接的部件，从而起到防止泄漏的效果。

上述结构的密封件，折皱部分的张开是通过密封件内外表面的压差来实现的。当电子阀处于并断或小流量状态时，由于阀芯的流道内流体介质被分为两路，其中一路从接管流出，另一路流入阀体内靠近阀体出口的腔室内，因而密封件内外表面的压差较大，可以起到密封效果。但是，当电子阀处于大流量或完全打开状态时，密封件内外表面的压差较小，仍有可能出现泄漏现象。

发明内容

本实用新型要解决的是现有技术存在的上述技术问题，旨在提供一种改进型的电子阀的密封结构。

为解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：一种电子阀的密封结构，包括密封件、阀芯和接管，所述的密封件具有与所述阀芯连接的入口端和与所述接管连接的出口端，其特征在于所述密封件的入口端与所述的阀芯过盈配合，形成第一密封区域；所述密封件的内壁设有环状的凸筋，所述凸筋与接管一端的外周面过盈配合，形成第二密封区域。

本实用新型的一种电子阀的密封结构，所述的密封件通过至少两个密封区域与所述的阀芯和接管形成双重密封，大大提高了产品的密封性能，从而确保流道内的流体介质不会泄漏。

作为本实用新型的改进，所述的凸筋为两条或两条以上。相邻凸筋的间隙大于1mm。在增加电子阀的密封性能的同时，不会影响密封件的弹性，使阀芯的扭力保持在较小的范围内。

作为本实用新型的进一步改进，所述凸筋的过盈量不低于5%。

作为本实用新型的再进一步改进，所述密封件的内壁呈锥形，与其连接的接管一端的外周面也呈相应的锥形。所述的锥形面能够更好地引导密封件与接管的连接。

作为本实用新型的再进一步改进，所述密封件的入口端与阀芯配合的过盈量不低于5%。

作为本实用新型的再进一步改进，所述密封件的入口端具有与所述阀芯形状的相适配的入口端面，其上覆有耐磨、润滑涂层。

所述的入口端面为弧形面、抛物面或马鞍面。

所述的耐磨、润滑涂层可以采用陶瓷材料，如Al_{2<\/sub>O_{3<\/sub>陶瓷。该陶瓷材料具有硬度高、耐磨性好的优点。在Al_{2<\/sub>O_{3<\/sub>中加入TiO_{2<\/sub>和ZrO_{2<\/sub>等陶瓷材料和固体润滑剂有利于改善其摩擦磨损性能。}}}}}}

所述的耐磨、润滑涂层也可以采用自润滑材料，如石墨和Mo_{2<\/sub>S基自润滑材料。为了更好发挥石墨和Mo_{2<\/sub>S的摩擦磨损性能，也可以采用以这两种材料为基的复合材料。}}

作为本实用新型的再进一步改进，所述密封件的外壁上还设有加强筋。所述的加强筋可加大密封件压缩后的反作用力，增加了密封件的抗压变能力，防止出现密封间隙而导致密封性能下降的问题，从而进一步增加了密封的可靠性。

作为本实用新型的再进一步改进，所述的加强筋为多条。所述的加强筋可以呈周向设置，也可以呈轴向设置。优选后者结构，并且多条轴向加强筋周向均布。

作为本实用新型的再进一步改进，所述接管一端还设有一个环形的密封平面，该密封平面与所述密封件的出口端配合，形成第三密封区域。所述的密封件通过至三个密封区域与所述的阀芯和接管形成多重密封，进一步提高了产品的密封性能，从而确保流道内的流体介质不会泄漏。

作为本实用新型的更进一步改进，所述的密封件采用橡胶材料。优选地，所述的密封件采用EPDM。EPDM即三元乙丙橡胶，是乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物，主要性能优势在于以下几方面：

（1）性价比高，生胶密度只有0.86～0.90kg\/m3，是生胶密度最轻的常用橡胶；且可大量填充以降低胶料成本。

（2）优异的耐老化特性，耐天候、耐臭氧、耐日光、耐热、耐水、耐水蒸气、耐紫外线、耐辐射等老化性能，在与其他不饱和的二烯类橡胶如NR、SBR、BR、NBR、和CR等并用时，EPDM可起到高分子抗氧剂或防老剂的作用。

（3）优异的耐化学药品特性，耐酸、碱、洗涤剂、动植物油、醇、酮等；杰出的耐水、耐过热水、耐水蒸气性能；耐极性油性能。

（4）优良的绝缘性能，体积电阻率1016Q·cm、击穿电压30～40MV\/m、介电常数（1kHz，20℃）2.27。

（5）适用温度范围广，最低使用温度-40～-60℃，可长期在130℃条件下使用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的电子阀的密封结构部分的示意图。

图2是本实用新型密封件的立体图。

图3是本实用新型密封件的结构示意图。

图4是本实用新型密封结构的示意图。

图中，1-密封件，2-阀体，3-接管，4-阀芯，5-第一密封区域，6-第二密封区域，7-第三密封区域，8-箭头；

101-密封件的外壁，102-密封件的外部加强筋，103-密封件的内部凸筋，104-密封件的内壁，105-密封件的入口端，106-密封件的出口端，107-密封件的入口端面，108-密封件的出口端面，109-密封件的流道；

201-阀体内的阀芯容置腔，202-阀体的接管连接端口；

301-接管的环形凸缘，302-接管的环形密封平面，303-接管的一端，304-接管一端的外周面，305-接管内的流道，306-接管上与阀体的焊接部位。

具体实施方式

参照图1，本实用新型的一种电子阀的密封结构，包括阀体2、密封件1、阀芯4和接管3。为了更好地说明各部分的结构特征，图1先将密封件1移除。所述的阀体2内设有阀芯容置腔201，以及接管连接端口202。所述阀芯4置于所述的容置腔201内。所述的接管3与阀体上的接管连接端口202的端部焊接。

在所述的阀芯4内开设有流道（图中未显示）。流体介质按箭头8所示方向从阀芯4的流道流向接管3内的流道305。

所述的阀芯4的上部与动力装置的齿轮系连动，并在齿轮的带动下可绕其芯轴转动。

当阀芯4的流道与接管3内的流道305不导通时，电子阀处于关闭状态。

当阀芯4转过一定角度后，其流道与接管3内的流道305部分开始导通。继续转动阀芯4，阀芯4的流道与接管3内的流道305导通的面积增大，下游的流量也随之增大。

继续转动阀芯4，当阀芯4的流道与接管3内的流道305处于同一直线时，两者的导通面积最大，此时电子阀处于最大流量状态。

通过控制阀芯4的转动角度，可以实现电子阀的切换和流量控制。

为了达到精确控制流量的目的，进入到接管流道305内的流体介质不能回流到阀体的阀芯容置腔201内。因此，需要在阀芯4和接管3之间设置密封件1。同时，为了保证密封件1与接管3之间的密封性能，所述的接管3也作了改进。

所述接管3的一端304插入到阀体的接管连接端口202内。接管一端304可以是圆管结构，也可以是带一定锥度的锥管结构。接管一端304的外周面303作为与密封件1的一个密封面，优选采用圆锥面，能够更好地导入密封件1并形成紧密接触。接管一端304的厚度可以相同，也可以逐渐变小。

接管一端304的外周面上还设有环形凸缘301。该环形凸缘301位于接管一端304的端面307和接管与阀体之间的焊接部位306之间。所述凸缘301朝向阀芯4的环形平面302构成接管3与密封件1的另一个密封面。

参照图2、图3和图4，本实用新型的密封件1具有与所述阀芯4连接的入口端105、与所述接管3连接的出口端106，所述密封件的入口端105与所述的阀芯4过盈配合，形成第一密封区域5；所述密封件1的内壁设有环状的凸筋103，所述凸筋103与接管一端的外周面303过盈配合，形成第二密封区域6；所述密封件的出口端108与接管的环形密封平面302配合，形成第三密封区域7。

本实用新型的一种电子阀的密封结构，所述的密封件1通过三个密封区域与所述的阀芯4和接管3形成多重密封，大大提高了产品的密封性能，从而确保流道内的流体介质不会泄漏。

所述的凸筋103为两条或两条以上。相邻凸筋103的间隙大于1mm。在增加电子阀的密封性能的同时，不会影响密封件的弹性，使阀芯4的扭力保持在较小的范围内。所述凸筋103与接管外周面303配合的过盈量不低于5%。

所述密封件的内壁104与接管端部的结构相适配。优选地，所述密封件的内壁104呈锥形。锥形面能够更好地引导密封件1与接管3的连接。

所述的电子阀可以采用任何制式结构，例如蝶阀。所述的阀芯4可以是任何形状，包括但不限于圆柱形或球形。所述密封件的入口端105具有与所述阀芯4形状的相适配的入口端面107，例如弧形面、抛物面或马鞍面。所述密封件的入口端与阀芯配合的过盈量不低于5%。

所述密封件的入口端面107上覆有耐磨、润滑涂层。该耐磨、润滑涂层可减小密封件1与阀芯4之间的摩擦力，延长电子阀的使用寿命。同时使阀芯的扭力保持在一个较小的范围内。

所述的耐磨、润滑涂层可以采用符合性能要求的任何材料。优选地，所述的耐磨、润滑涂层采用陶瓷材料，如Al_{2<\/sub>O_{3<\/sub>陶瓷。该陶瓷材料具有硬度高、耐磨性好的优点。在Al_{2<\/sub>O_{3<\/sub>中加入TiO_{2<\/sub>和ZrO_{2<\/sub>等陶瓷材料和固体润滑剂有利于改善其摩擦磨损性能。}}}}}}

所述密封件1的外壁上还设有加强筋102。所述的加强筋102可加大密封件1压缩后的反作用力，增加了密封件1的抗压变能力，防止出现密封间隙而导致密封性能下降的问题，从而进一步增加了密封的可靠性。

所述的加强筋102为1到多条。所述的加强筋102可以呈周向设置，也可以呈轴向设置。在本实施方式中，所述的加强筋102为多条，沿周向均布。每条加强筋102呈轴向设置。

所述的密封件1采用弹性材料。优选地，所述的密封件1橡胶材料。在本实施方式中，所述的密封件1采用EPDM，使本实用新型具有性价比高、优异的耐老化特性、优异的耐化学药品特性、优良的绝缘性能和适用温度范围广的特性。

应该理解到的是：上述实施例只是对本实用新型的说明，而不是对本实用新型的限制，任何不超出本实用新型实质精神范围内的实用新型创造，均落入本实用新型的保护范围之内。

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