專利名稱：限壓密封活塞及其排氣制動蝶閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種限壓密封活塞及其排氣制動碟閥，屬于機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
排氣制動器是車輛的一種輔助制動裝置，特別適用于(重型)載重汽車和(大型) 客車及工程車輛，可增強(qiáng)車輛的制動性能，不需使用或少使用主制動器(傳統(tǒng)的摩擦制動器)，就能將車輛控制在一定的安全速度范圍內(nèi)，預(yù)防車輛制動失靈，確保行車安全?，F(xiàn)有的排氣制動器主要由氣缸或真空助力缸和與其連接的排氣制動閥組成。在車輛正常行駛狀態(tài)下，發(fā)動機(jī)的廢氣流經(jīng)排氣制動閥后排出。在需要制動時，車輛的控制系統(tǒng)控制氣缸或真空助力缸運(yùn)動，氣缸或真空助力缸帶動排氣制動閥中的蝶片翻轉(zhuǎn)一定的角度，將閥體內(nèi)腔分割為封閉的進(jìn)氣腔和排氣腔。發(fā)動機(jī)排出的廢氣被堵截在進(jìn)氣腔中，形成發(fā)動機(jī)排氣制動。在閥體內(nèi)部還設(shè)有用于調(diào)壓的機(jī)構(gòu)，控制調(diào)節(jié)閥體內(nèi)部氣壓的大小。現(xiàn)有的調(diào)壓機(jī)構(gòu)，包括開設(shè)在蝶片上的泄壓缺口和對應(yīng)設(shè)置在閥體下端的挺桿裝置。當(dāng)?shù)D(zhuǎn)處于關(guān)閉位置時，在適當(dāng)?shù)臍鈮合?，挺桿端部剛好封堵在閥片的泄壓缺口處。根據(jù)進(jìn)氣腔中氣壓的大小不同，挺桿裝置中的挺桿可以上下運(yùn)動，挺桿端部與閥片的泄壓缺口之間產(chǎn)生間隙或重新封堵，使進(jìn)氣腔中的氣體適量排放或達(dá)到新的氣壓平衡，從而起到調(diào)節(jié)壓力的作用?，F(xiàn)有的挺桿通常采用上下等徑的圓柱體，圓柱體的外壁光滑，內(nèi)部形成中空的內(nèi)腔，并在內(nèi)腔中設(shè)有彈簧。由于現(xiàn)有的挺桿采用了等徑結(jié)構(gòu)，不容易對其位置和運(yùn)動行程加以控制。同時，在氣流作用下，挺桿很容易因產(chǎn)生附壁效應(yīng)而貼靠在挺桿孔的一側(cè)側(cè)壁上， 造成氣體的泄漏量大，影響制動效果。另外，由于挺桿的頂端是凸伸在閥體內(nèi)部的，設(shè)置在挺桿內(nèi)腔中的彈簧，在閥體內(nèi)腔中的發(fā)動機(jī)排氣的高溫環(huán)境下工作，極易因發(fā)生受熱變形而失效。再有，現(xiàn)有的排氣制動閥為了保證達(dá)到良好的制動效果，要求設(shè)置在挺桿內(nèi)腔中的彈簧的剛度較大，其剛度大小與發(fā)動機(jī)的氣門彈簧剛度近似，在工作過程中，兩者容易產(chǎn)生共振，噪音增大，甚至帶來安全隱患。而且發(fā)動機(jī)的氣缸通常為多個，不同氣缸按吸、壓、爆、 排順序做功，閥體進(jìn)氣腔中的發(fā)動機(jī)廢氣脈動進(jìn)入，氣壓不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種限壓密封活塞及其排氣制動蝶閥。結(jié)構(gòu)簡單緊湊，減小限壓密封活塞的運(yùn)動阻力，減少廢氣泄漏；有效控制限壓密封活塞的位置和運(yùn)動行程。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的—種限壓密封活塞，包括活塞本體，所述的活塞本體為階梯狀，由上部的挺桿和下部的支座組成，挺桿的直徑小于支座的直徑；所述的挺桿的外表面上開設(shè)有第一環(huán)槽。所述的第一環(huán)槽的開設(shè)數(shù)量為一個以上，相鄰兩條第一環(huán)槽之間的間隔不小于 2mm ο
所述的支座的外表面上開設(shè)有第二環(huán)槽。所述的第二環(huán)槽的開設(shè)數(shù)量為一個以上，相鄰兩條第二環(huán)槽之間的間隔不小于2mm。根據(jù)不同的需要，所述的第一環(huán)槽和/或第二環(huán)槽的槽體截面形狀可以為半圓形、梯形、U形或矩形。當(dāng)槽體的截面形狀為梯形時，梯形的短邊靠近中心軸側(cè)。根據(jù)需要，所述的第一環(huán)槽和第二環(huán)槽的槽深尺寸和槽寬尺寸分別為0. Imm^ 槽深彡0. 5mm, 0. 3mm彡槽寬彡2. 5_。為了確保與蝶片泄壓缺口的上下面能形成面密封，在所述的挺桿上、下圓周面分別開設(shè)有扁平部，扁平部自挺桿的頂端朝支座方向開設(shè)，扁平部的寬度> 2. 5mm，寬度的上限值小于挺桿的半徑，扁平部的長度小于所述的挺桿端部到所述的第一環(huán)槽的距離，扁平部的末端距第一環(huán)槽的距離彡2. 5mm。所述的支座的外圓上開設(shè)有導(dǎo)向槽，所述的導(dǎo)向槽與所述的扁平部的中心對稱面相同。所述的導(dǎo)向槽的寬度為3-6mm，深度為1. 8_4mm，長度為5_20mm。所述的支座內(nèi)部開設(shè)有彈簧安裝孔，該彈簧安裝孔為盲孔或階梯孔，其深度小于支座長度；所述的彈簧安裝孔的內(nèi)壁與導(dǎo)向槽槽底之間的壁厚尺寸，2mm《壁厚< 8mm。本發(fā)明還提供一種排氣制動蝶閥，包括閥體，閥體內(nèi)設(shè)有蝶片，蝶片的邊緣開設(shè)有泄壓缺口 ；所述的蝶片通過轉(zhuǎn)軸固定在閥體內(nèi)腔中，所述的蝶片與操作機(jī)構(gòu)相連，操作機(jī)構(gòu)帶動蝶片以轉(zhuǎn)軸為中心在閥體內(nèi)腔中翻轉(zhuǎn)，蝶片關(guān)閉時將閥體內(nèi)腔分割成進(jìn)氣腔和排氣腔；所述的閥體上設(shè)有限壓裝置，包括設(shè)置在閥體側(cè)壁上的限壓裝置殼體，限壓裝置殼體的底部設(shè)有彈簧端蓋，所述的限壓裝置殼體內(nèi)滑動安裝有上述的限壓密封活塞，所述的挺桿通過開設(shè)在閥體內(nèi)壁上的開孔，凸伸到閥體內(nèi)腔，并對應(yīng)插設(shè)在所述的泄壓缺口中；所述的支座設(shè)置在限壓裝置殼體內(nèi)；所述的開孔外側(cè)、進(jìn)氣腔壁上還開設(shè)有靜壓孔；所述的第一環(huán)槽位于閥體內(nèi)壁上的開孔內(nèi)側(cè)；所述的支座底部安裝有限壓彈簧，該限壓彈簧與彈簧端蓋相抵頂。所述的支座上端面與限壓裝置殼體內(nèi)壁之間設(shè)有間隙。所述的靜壓孔的數(shù)量為2-5個，最外側(cè)的兩個靜壓孔的中心線夾角不大于120°， 且在蝶片關(guān)閉時，所述的靜壓孔位于所述的泄壓缺口的閥體進(jìn)氣口端。所述的靜壓孔的直徑尺寸為2mm彡D彡5mm。所述的靜壓孔的深度與直徑的比值L/D彡2. 5。所述的挺桿上、下圓周面分別開設(shè)的扁平部的底面之間的距離，與所述的泄壓缺口的寬度對應(yīng)設(shè)置。所述的限壓裝置殼體上設(shè)有定位銷，對應(yīng)凸伸在所述的導(dǎo)向槽內(nèi)。所述的操作機(jī)構(gòu)包括一端鉸接在所述的轉(zhuǎn)軸上的搖臂，搖臂的另一端與動力源相連，所述的動力源為氣缸或真空助力缸。為確保設(shè)定的限壓壓力穩(wěn)定一致不受排氣背壓的影響，所述的限壓裝置殼體上和 /或所述的彈簧端蓋上均開設(shè)有通氣孔。所述的限壓彈簧為單級彈簧或者雙級彈簧，包括大彈簧和小彈簧，兩者同軸套設(shè)在小彈簧定位導(dǎo)向桿上，小彈簧設(shè)置在大彈簧的內(nèi)側(cè)中間，小彈簧定位導(dǎo)向桿一端抵頂在彈簧端蓋的內(nèi)壁上，另一端可移動對應(yīng)設(shè)置在階梯孔的內(nèi)孔中，大彈簧一端抵頂在彈簧端蓋的內(nèi)壁上，另一端抵頂在階梯孔的外孔中。綜上所述，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單緊湊，減小限壓密封活塞的運(yùn)動阻力，減少廢氣泄漏；有效控制限壓密封活塞的位置和運(yùn)動行程。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)地說明。


圖1為本發(fā)明限壓密封活塞實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2A-圖2D為本發(fā)明限壓密封活塞第一環(huán)槽和/或第二環(huán)槽的槽體截面形狀示意圖；圖3為本發(fā)明限壓密封活塞實(shí)施例一的剖面圖；圖4為本發(fā)明排氣制動碟閥中限壓裝置實(shí)施例一局部結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明排氣制動碟閥中靜壓孔位置示意圖；圖6為圖5A-A剖視圖；圖7為本發(fā)明排氣制動蝶閥蝶片處于打開狀態(tài)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為圖7左視圖；圖9為圖7俯視圖；圖10為本發(fā)明排氣制動蝶閥蝶片處于關(guān)閉狀態(tài)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為圖10俯視圖；圖12A為蝶片關(guān)閉狀態(tài)，蝶片缺口處于封堵狀態(tài)示意圖；圖12B為蝶片關(guān)閉狀態(tài)，蝶片缺口處于完全打開狀態(tài)示意圖；圖13為本發(fā)明限壓密封活塞實(shí)施例二的剖面圖；圖14為圖13俯視圖；圖15為本發(fā)明排氣制動碟閥中限壓裝置實(shí)施例二局部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一圖1為本發(fā)明限壓密封活塞實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明提供一種限壓密封活塞20，包括活塞本體，所述的活塞本體為階梯狀，由上部的挺桿21和下部的支座22組成，挺桿21的直徑小于支座22的直徑，在挺桿21的外表面上開設(shè)有第一環(huán)槽211。 根據(jù)不同的需要，第一環(huán)槽211的開設(shè)數(shù)量可以為一個或者一個以上。當(dāng)開設(shè)數(shù)量為一個以上時，相鄰的兩條第一環(huán)槽211之間的間隔應(yīng)當(dāng)不小于2mm。與此同時，在支座22的外表面上開設(shè)有第二環(huán)槽221。第二環(huán)槽221的開設(shè)數(shù)量同樣可以為一個或者一個以上，當(dāng)開設(shè)數(shù)量為一個以上時，為確保限壓密封活塞20的密封特性，相鄰兩條第二環(huán)槽221之間的間隔不小于2mm。設(shè)置第一環(huán)槽211和第二環(huán)槽221的目的，是為了確保限壓密封活塞20在閥體1相應(yīng)安裝孔內(nèi)的居中，避免偏置使泄漏量增大。為保證不因?yàn)殚_環(huán)槽而減少密封部分的長度，第一環(huán)槽211和第二環(huán)槽221的底部槽寬尺寸控制在0. 3-2. 5mm之間；為確保不削弱限壓密封活塞20的強(qiáng)度，槽深控制在0. 1-0. 5mm之間。另外為確保挺桿21的密封特性，挺桿扁平部212距第一環(huán)槽211之間的距離不小于2. 5mm.圖2A-圖2D為本發(fā)明限壓密封活塞第一環(huán)槽和/或第二環(huán)槽的槽體截面形狀示意圖。如圖2A-圖2D所示，根據(jù)不同的需要，所述的第一環(huán)槽211和/或第二環(huán)槽221的槽體截面形狀可以為半圓形、梯形、U形或矩形。參考圖2B所示，若環(huán)槽的槽體截面形狀為梯形，則梯形的短邊靠近中心軸側(cè)。為了確保限壓密封活塞安裝到排氣制動碟閥中之后，與蝶片泄壓缺口的上下面能形成面密封，在所述的挺桿21上、下圓周面分別銑扁形成扁平部212，扁平部212自挺桿21 的頂端朝支座22方向開設(shè)。導(dǎo)向槽023)與扁平部012)的中心對稱面相同。為確保面密封的效果，限壓密封活塞挺桿21部分頭部上下面銑扁的寬度控制在不小于2. 5mm至不超過挺桿圓柱面部分的半徑尺寸之間。扁平部212的長度小于所述的挺桿21端部到所述的第一環(huán)槽211的距離，扁平部的末端距第一環(huán)槽的距離彡2. 5mm。結(jié)合圖1所示，挺桿21的頭部213邊緣為半徑為R的圓弧形狀，形成與蝶片泄壓缺口 31底面的線性密封。采用這樣的結(jié)構(gòu)，當(dāng)?shù)?0關(guān)閉時，能確保限壓密封活塞20方便的進(jìn)入蝶片的泄壓缺口 31內(nèi)形成密封。圖3為本發(fā)明限壓密封活塞實(shí)施例一的剖面圖。如圖1并結(jié)合圖3所示，限壓密封活塞20的支座22設(shè)有導(dǎo)向槽223，導(dǎo)向槽223與定位銷3配合，確保限壓密封活塞20不發(fā)生徑向轉(zhuǎn)動，以確保蝶片30的泄壓缺口 31與限壓密封活塞20的扁平部212的兩側(cè)相配合形成密封。為保證導(dǎo)向部位的強(qiáng)度和剛度，同時又要盡可能不因開槽而削弱密封性能。導(dǎo)向槽223的寬度設(shè)計控制在3-6mm、深度控制在1. 8_4mm，長度為5_20mm。結(jié)合圖3所示，限壓密封活塞20的支座22尾部設(shè)有彈簧安裝孔222，根據(jù)彈簧的不同級別設(shè)置，該彈簧安裝孔222的結(jié)構(gòu)可以選擇為盲孔或者階梯孔2221。在圖3所示的實(shí)施例中，該彈簧安裝孔222為盲孔。為確保不削弱限壓密封活塞20的強(qiáng)度，限壓密封活塞支座22上的彈簧安裝孔222與導(dǎo)向槽223槽底之間的壁厚不得小于2mm，大于8mm，其深度小于支座22的長度，同時深度要求大于等于限壓彈簧7在預(yù)計狀態(tài)的2倍導(dǎo)程，從而確保限壓彈簧7在其內(nèi)部不因受力而彎曲，從而影響蝶閥30設(shè)定限壓力的準(zhǔn)確。圖4為本發(fā)明排氣制動碟閥中限壓裝置實(shí)施例一局部結(jié)構(gòu)示意圖，圖5為本發(fā)明排氣制動碟閥中靜壓孔位置示意圖。如圖4并結(jié)合圖5所示，本發(fā)明還提供一種排氣制動蝶閥，包括閥體1，閥體1內(nèi)設(shè)有蝶片30，蝶片30的邊緣開設(shè)有泄壓缺口 31。所述的蝶片 30通過轉(zhuǎn)軸11固定在閥體1內(nèi)腔中，所述的蝶片30與操作機(jī)構(gòu)相連，操作機(jī)構(gòu)帶動蝶片 30以轉(zhuǎn)軸11為中心在閥體1內(nèi)腔中翻轉(zhuǎn)，蝶片30關(guān)閉時將閥體1內(nèi)腔分割成進(jìn)氣腔和排氣腔；所述的閥體1上設(shè)有限壓裝置，包括設(shè)置在閥體1側(cè)壁上的限壓裝置殼體8，限壓裝置殼體8的底部設(shè)有彈簧端蓋40，所述的限壓裝置殼體8內(nèi)滑動安裝有上述的限壓密封活塞20，所述的挺桿21通過開設(shè)在閥體1內(nèi)壁上的開孔100，凸伸到閥體1內(nèi)腔，并對應(yīng)插設(shè)在所述的泄壓缺口 31中；所述的支座22設(shè)置在限壓裝置殼體8內(nèi)；所述的開孔100外側(cè)、 進(jìn)氣腔壁上還開設(shè)有靜壓孔9 ；所述的第一環(huán)槽211位于閥體內(nèi)壁上的開孔100內(nèi)側(cè)；所述的支座22底部安裝有限壓彈簧7，該限壓彈簧7與彈簧端蓋40相抵頂。為了保證限壓密封活塞20的自由移動，所述的支座22上端面224與限壓裝置殼體8內(nèi)壁81之間設(shè)有間隙。如圖5所示，所述的靜壓孔9的開設(shè)數(shù)量通常為2-5個，最外側(cè)的兩個靜壓孔9 的中心線夾角不大于120°，且在蝶片30關(guān)閉時，所述的靜壓孔9位于所述的泄壓缺口 31 的閥體進(jìn)氣口端。所述的靜壓孔9的直徑尺寸為2mm彡D彡5mm，深度與直徑的比值H/ D 彡 2. 5。所述的挺桿21上、下圓周面分別開設(shè)的扁平部212的底面之間的距離，與所述的泄壓缺口 31的寬度對應(yīng)設(shè)置。所述的限壓裝置殼體8上設(shè)有定位銷3，對應(yīng)凸伸在所述的導(dǎo)向槽223內(nèi)。為確保設(shè)定的限壓壓力穩(wěn)定一致不受排氣背壓的影響，所述的限壓裝置殼體8上和/或所述的彈簧端蓋40上均開設(shè)有通氣孔4。再參考圖4所示，圖中的箭頭方向?yàn)閺U氣氣流方向。圖4中所示的狀態(tài)為蝶片30 關(guān)閉，但排氣背壓不高未達(dá)到限壓裝置的開啟背壓的狀態(tài)。當(dāng)排氣壓力升高，排氣壓力將通過兩條途徑作用于限壓密封活塞20，一為發(fā)動機(jī)廢氣的脈動背壓將直接作用于圖示限壓密封活塞20的頭部213，作用力為F1、二為發(fā)動機(jī)廢氣通過閥體1上設(shè)計的靜壓孔9作用于限壓密封活塞支座22的頭部，作用力為F2，在本實(shí)施例中，靜壓孔9的深度與直徑之比大于等于2，這樣將過濾掉一部分脈動背壓。而另一方面，限壓密封活塞20還收到限壓彈簧7給它的反向作用力F’當(dāng)隨著蝶片30的關(guān)閉，排氣背壓上升到超過限壓機(jī)構(gòu)設(shè)定的開啟背壓時，也就是說排氣背壓產(chǎn)生的FJF2 > F肖時，限壓密封活塞30將向彈簧端蓋40側(cè)移動， 蝶片泄壓缺口 31打開，為確保設(shè)定的限壓壓力穩(wěn)定一致不受排氣背壓的影響，在限壓裝置殼體8上設(shè)通氣孔4或/和彈簧端蓋40上均設(shè)計有通氣孔4，這樣可保證限壓密封活塞30 的支座22尾部的空氣壓力為大氣壓，其壓力調(diào)定只依賴限壓彈簧7 ；而且限壓密封活塞的支座22的尾部開有彈簧安裝孔222，從徑向方向上限制限壓彈簧7的彎曲，而且彈簧安裝孔222的深度要求大于等于限壓彈簧7在預(yù)計狀態(tài)的2倍導(dǎo)程，從而確保限壓彈簧7在其內(nèi)部不因受力而彎曲從而影響蝶閥30設(shè)定的排氣背壓限定的限壓裝置開啟壓力的準(zhǔn)確。圖5為本發(fā)明靜壓孔位置示意圖，圖6為圖5A-A剖視圖。如圖5及圖6所示，箭頭方向?yàn)闅饬鞣较?。在蝶?0處于關(guān)閉位置時，靜壓孔9 一定要在蝶片30泄壓缺口 31的進(jìn)氣端側(cè)，這樣可確保把蝶閥限壓機(jī)構(gòu)的控制壓力為蝶閥進(jìn)氣壓力。為確保靜壓孔9的不受發(fā)動機(jī)排氣積碳等的影響，靜壓孔9的直徑要求大于等于2mm，且一般布置2_5個靜壓孔 9 ；同時由于重卡發(fā)動機(jī)一般為多缸柴油機(jī)，柴油機(jī)各缸按正時時序排氣，排氣壓力將脈動變化，為避免高頻脈動壓力變化引起限壓彈簧7的共振，靜壓孔9的深度與直徑的比值H/ D 彡 2. 5。圖7為本發(fā)明排氣制動蝶閥蝶片處于打開狀態(tài)的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖8為圖7左視圖，圖9為圖7俯視圖。如圖7、圖8以及圖9所示，本發(fā)明所提供的排氣制動蝶閥的工作過程是這樣的由于排氣制動蝶閥的氣缸2為單作用氣缸，單作用氣缸的活塞桿側(cè)安裝有復(fù)位彈簧5，當(dāng)排氣制動蝶閥的氣缸2的進(jìn)氣口停止供氣并通過汽車輔助制動的控制回路接通大氣的時候，氣缸2的活塞桿在原位即圖示位置。在發(fā)動機(jī)做正功的工作狀態(tài)時，蝶閥不工作，也就是說由于蝶片30處于打開狀態(tài)，限壓密封活塞20在限壓彈簧7的作用下，限壓密封活塞支座22的頭部頂在在閥體孔端面上，從而對閥體靜壓孔9實(shí)施端面密封，這時由于蝶閥處于打開狀態(tài)，蝶閥過流的氣體壓力低，而且氣體壓力只作用于限壓密封活塞20 的挺桿頭部23和閥體靜壓孔9的面積上，低的壓力以及相對較小的受力面積，將無法使限壓密封活塞20克服限壓彈簧7的預(yù)緊力而后退；將決定發(fā)動機(jī)燃燒的廢氣不能通過靜壓孔 9進(jìn)入限壓裝置內(nèi)部，此時極少量的廢氣通過限壓活塞20與閥體1間隙的泄露是可以忽略不計的，廢氣只能通過閥體內(nèi)蝶片30的兩側(cè)通道通過排氣蝶閥排出。如圖9所示，所述的操作機(jī)構(gòu)包括一端鉸接在所述的轉(zhuǎn)軸11上的搖臂12，搖臂12 的另一端與動力源相連，所述的動力源為氣缸2或真空助力缸。圖10為本發(fā)明排氣制動蝶閥蝶片處于關(guān)閉狀態(tài)的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖11為圖10俯視圖。如圖9、圖10并結(jié)合圖11所示，當(dāng)汽車的輔助制動控制回路向氣缸2的進(jìn)氣口通氣，氣缸2的活塞桿伸出，帶動相連的銷座，銷座通過搖臂總成12帶動轉(zhuǎn)軸11，轉(zhuǎn)軸11帶動蝶片30旋轉(zhuǎn)，直至蝶片30的斜外圓靠向并頂在閥體1內(nèi)壁上，蝶片30處于關(guān)閉狀態(tài)。圖12A為蝶片關(guān)閉狀態(tài)，蝶片缺口處于封堵狀態(tài)示意圖，圖12B為蝶片關(guān)閉狀態(tài)， 蝶片缺口處于完全打開狀態(tài)示意圖。如圖12A及12B所示，蝶片30關(guān)閉的同時，蝶片30的泄壓缺口 31將對限壓密封活塞20的挺桿頭部213進(jìn)行包容，蝶片30的泄壓缺口 31端面將壓在限壓密封活塞挺桿頭部213弧形面上，迫使限壓密封活塞20向彈簧端蓋40方向移動，此時限壓密封活塞支座22頭部離開閥體孔端面。此時，由于蝶閥關(guān)閉閥前的高壓氣體進(jìn)入靜壓反饋腔，此刻蝶閥限壓密封活塞20的受力面積擴(kuò)大為限壓密封活塞支座22面積減去挺桿部分的環(huán)形面積再加上由蝶片30和限壓密封活塞挺桿頭部213形成的密封在密封面或線的進(jìn)氣端一側(cè)的截面積。在限壓彈簧7的預(yù)緊力大于背壓與限壓密封活塞20的受壓面積的乘積時，限壓密封活塞挺桿頭部213弧形面將保持與蝶片30的泄壓缺口 31端面的接觸，也就是說此時的蝶閥的閥前背壓值小于設(shè)定的背壓值。當(dāng)隨著蝶閥閥前背壓值的上升，當(dāng)閥前背壓與限壓密封活塞20的受壓面積的乘積大于限壓彈簧7的預(yù)緊力時，限壓密封活塞20將繼續(xù)向向彈簧端蓋40方向移動，并隨著閥前背壓的提高，當(dāng)閥前背壓達(dá)到限壓裝置的最高設(shè)定壓力時限壓密封活塞20將移動到限壓密封活塞支座22的后端面與彈簧端蓋40的前端面相抵的位置，限壓裝置的調(diào)壓也將達(dá)到極限。實(shí)施例二在上述的實(shí)施例一中，當(dāng)?shù)y的限壓裝置采用一根限壓彈簧7的結(jié)構(gòu)時，為確保限壓彈簧7在其內(nèi)部不因受力而彎曲從而影響蝶閥設(shè)定限壓力的準(zhǔn)確，在限壓密封活塞的支座22尾部設(shè)置了彈簧安裝孔222，參見圖3、圖4所示，利用彈簧安裝孔222的外徑對限壓彈簧7進(jìn)行定位，其安裝孔要設(shè)計成盲孔，且其盲孔的深度要求大于等于限壓彈簧7在預(yù)緊受力狀態(tài)的2倍導(dǎo)程，從而確保限壓彈簧7不在受力后有脫出的可能。圖13為本發(fā)明限壓密封活塞實(shí)施例二的剖面圖，圖14為圖13俯視圖。如圖13并結(jié)合圖14所示，當(dāng)?shù)y設(shè)定的壓力較高，限壓裝置采用單限壓彈簧7的結(jié)構(gòu)設(shè)置已經(jīng)無法滿足調(diào)壓要求時，限壓裝置設(shè)計可采用兩根限壓彈簧的結(jié)構(gòu)，但這一結(jié)構(gòu)如仍采用在限壓密封活塞的支座22尾部設(shè)置一個盲孔結(jié)構(gòu)的內(nèi)彈簧安裝孔對兩根彈簧進(jìn)行定位顯然是不可能的，而且如果不能對兩根彈簧進(jìn)行可靠的定位，在彈簧受力發(fā)生彎曲時，兩根彈簧勢必發(fā)生纏繞，使其無法發(fā)揮作用。如圖13所示，本實(shí)施例中的彈簧安裝孔設(shè)置為階梯孔2221。圖15為本發(fā)明排氣制動碟閥中限壓裝置實(shí)施例二局部結(jié)構(gòu)示意圖。如圖15所示， 在這樣的情況下，采用心軸結(jié)構(gòu)，即采用小彈簧定位導(dǎo)向桿73對小彈簧72進(jìn)行定位，而繼續(xù)采用彈簧安裝孔對大彈簧71進(jìn)行定位。而小彈簧定位導(dǎo)向桿73由于直徑較細(xì)，為確保定位的可靠性，對小彈簧72采用全長度定位方式。針對限壓密封活塞20需沿小彈簧定位導(dǎo)向桿73的軸向運(yùn)動，因此在限壓密封活塞的支座22尾部需開有階梯孔2221，以方便小彈簧定位導(dǎo)向桿73的進(jìn)入，可在限壓密封活塞20的全行程都實(shí)現(xiàn)小彈簧定位導(dǎo)向桿73對小彈簧72的全長度以確保定位的可靠。為確保單內(nèi)彈簧(雙內(nèi)彈簧-大彈簧)的可靠定位，除在限壓密封活塞的支座22 尾部需開有彈簧安裝階梯孔2221外，在彈簧端蓋40上也開有小彈簧定位導(dǎo)向桿安裝孔41， 這樣可確保了單內(nèi)彈簧(雙內(nèi)彈簧-大彈簧)在受力后不發(fā)生受力變形。兩者唯一的不同是，彈簧端蓋40在實(shí)施例一中的單內(nèi)彈簧限壓裝置上開的通氣孔4，不得以換成了安裝小彈簧定位導(dǎo)向桿的安裝孔41，這樣確保大彈簧71定位的安裝孔與小彈簧72定位的心軸的同心。這樣對閥體上設(shè)置的閥體通氣孔4就需要增加數(shù)量或增大孔徑以確保限壓密封活塞 20的尾部的空氣壓力為大氣壓，其壓力調(diào)定只依賴限壓彈簧。 需要說明的是，以上所述的各個實(shí)施例中僅舉例之用，并不因此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，可根據(jù)需要作簡單的變化或修改。
權(quán)利要求
1.一種限壓密封活塞，包括活塞本體，其特征在于，所述的活塞本體為階梯狀，由上部的挺桿和下部的支座0 組成，挺桿的直徑小于支座0 的直徑；所述的挺桿 (21)的外表面上開設(shè)有第一環(huán)槽011)。
2.如權(quán)利要求1所述的限壓密封活塞，其特征在于，所述的第一環(huán)槽(211)的開設(shè)數(shù)量為一個以上，相鄰兩條第一環(huán)槽011)之間的間隔不小于2mm;所述的支座0 的外表面上開設(shè)有第二環(huán)槽021)；所述的第二環(huán)槽021)的開設(shè)數(shù)量為一個以上，相鄰兩條第二環(huán)槽(221)之間的間隔不小于2mm ；所述的第一環(huán)槽011)和/或第二環(huán)槽021)的槽體截面形狀為半圓形、梯形、U形或矩形；所述的梯形的短邊靠近中心軸側(cè)；所述的第一環(huán)槽011)和第二環(huán)槽021)的槽深尺寸和槽寬尺寸分別為0. Imm彡槽深彡0. 5mm, 0. 3mm彡槽寬彡2. 5mm。
3.如權(quán)利要求1所述的限壓密封活塞，其特征在于，在所述的挺桿上、下圓周面分別開設(shè)有扁平部012)，扁平部012)自挺桿的頂端朝支座02)方向開設(shè)，扁平部 (212)的寬度>2. 5mm，寬度的上限值小于挺桿Ql)的半徑，扁平部012)的長度小于所述的挺桿端部(213)到所述的第一環(huán)槽011)的距離，扁平部012)的末端距第一環(huán)槽(211) 的距離彡2. 5mm ；所述的支座02)的外圓上開設(shè)有導(dǎo)向槽023)，所述的導(dǎo)向槽(223)與所述的扁平部 (212)的中心對稱面相同；所述的導(dǎo)向槽023)的寬度為3-6mm，深度為1. 8_4mm，長度為5_20mm。
4.如權(quán)利要求3所述的限壓密封活塞，其特征在于，所述的支座02)內(nèi)部開設(shè)有彈簧安裝孔022)，該彈簧安裝孔(22 為盲孔或階梯孔(2221)，其深度小于支座0 長度；所述的彈簧安裝孔022)的內(nèi)壁與導(dǎo)向槽023)槽底之間的壁厚尺寸，2mm彡壁厚彡8mm。
5.一種排氣制動蝶閥，包括閥體(1)，閥體(1)內(nèi)設(shè)有蝶片(30)，蝶片(30)的邊緣開設(shè)有泄壓缺口(31)；所述的蝶片(30)通過轉(zhuǎn)軸(11)固定在閥體(1)內(nèi)腔中，所述的蝶片 (30)與操作機(jī)構(gòu)相連，操作機(jī)構(gòu)帶動蝶片(30)以轉(zhuǎn)軸(11)為中心在閥體(1)內(nèi)腔中翻轉(zhuǎn)， 蝶片(30)關(guān)閉時將閥體(1)內(nèi)腔分割成進(jìn)氣腔和排氣腔；所述的閥體(1)上設(shè)有限壓裝置，包括設(shè)置在閥體(1)側(cè)壁上的限壓裝置殼體(8)，限壓裝置殼體(8)的底部設(shè)有彈簧端蓋(40)，其特征在于，所述的限壓裝置殼體(8)內(nèi)滑動安裝有如權(quán)利要求1-4任一項所述的限壓密封活塞(20)，所述的挺桿通過開設(shè)在閥體(1)內(nèi)壁上的開孔(100)，凸伸到閥體(1)內(nèi)腔，并對應(yīng)插設(shè)在所述的泄壓缺口(31)中；所述的支座0 設(shè)置在限壓裝置殼體 ⑶內(nèi)；所述的開孔(100)外側(cè)、進(jìn)氣腔壁上還開設(shè)有靜壓孔(9)；所述的第一環(huán)槽011)位于閥體內(nèi)壁上的開孔內(nèi)側(cè)；所述的支座02)底部安裝有限壓彈簧(7)，該限壓彈簧(7)與彈簧端蓋GO)相抵頂。
6.如權(quán)利要求5所述的排氣制動蝶閥，其特征在于，所述的支座02)上端面(224)與限壓裝置殼體⑶內(nèi)壁(81)之間設(shè)有間隙。
7.如權(quán)利要求5所述的排氣制動蝶閥，其特征在于，所述的靜壓孔(9)的數(shù)量為2-5 個，最外側(cè)的兩個靜壓孔(9)的中心線夾角不大于120°，且在蝶片(30)關(guān)閉時，所述的靜壓孔(9)位于所述的泄壓缺口(31)的閥體進(jìn)氣口端；所述的靜壓孔(9)的直徑尺寸為2mm彡D彡5mm ；所述的靜壓孔(9)的深度與直徑的比值H/D彡2. 5。
8.如權(quán)利要求5所述的排氣制動蝶閥，其特征在于，所述的挺桿上、下圓周面分別開設(shè)的扁平部012)的底面之間的距離，與所述的泄壓缺口(31)的寬度對應(yīng)設(shè)置；所述的限壓裝置殼體(8)上設(shè)有定位銷(3)，對應(yīng)凸伸在所述的導(dǎo)向槽023)內(nèi)；所述的操作機(jī)構(gòu)包括一端鉸接在所述的轉(zhuǎn)軸(11)上的搖臂(12)，搖臂(12)的另一端與動力源相連，所述的動力源為氣缸(2)或真空助力缸。
9.如權(quán)利要求5所述的排氣制動蝶閥，其特征在于，所述的限壓裝置殼體(8)上和/或所述的彈簧端蓋GO)上均開設(shè)有通氣孔(4)。
10.如權(quán)利要求5所述的排氣制動碟閥，其特征在于，所述的限壓彈簧(7)為單級彈簧或者雙級彈簧；所述的雙級彈簧包括大彈簧(71)和小彈簧(72)，兩者同軸套設(shè)在小彈簧定位導(dǎo)向桿 (73)上，小彈簧(7 設(shè)置在大彈簧(71)的內(nèi)側(cè)中間，小彈簧定位導(dǎo)向桿(7 —端抵頂在彈簧端蓋GO)的內(nèi)壁上，另一端可移動對應(yīng)設(shè)置在階梯孔0221)的內(nèi)孔中，大彈簧(71) 一端抵頂在彈簧端蓋GO)的內(nèi)壁上，另一端抵頂在階梯孔0221)的外孔中。
全文摘要
一種限壓密封活塞，包括由挺桿(21)和支座(22)組成的階梯狀活塞本體，挺桿(21)的外表面上開設(shè)有第一環(huán)槽(211)；在排氣制動蝶閥的閥體(1)側(cè)壁上的限壓裝置殼體(8)內(nèi)滑動安裝有限壓密封活塞(20)，挺桿(21)通過開設(shè)在閥體(1)內(nèi)壁上的開孔(100)，凸伸到閥體(1)內(nèi)腔，并對應(yīng)插設(shè)在泄壓缺口(31)中；支座(22)設(shè)置在限壓裝置殼體(8)內(nèi)；開孔(100)外側(cè)、進(jìn)氣腔壁上還開設(shè)有靜壓孔(9)；第一環(huán)槽(211)位于閥體內(nèi)壁上的開孔內(nèi)側(cè)；支座(22)底部安裝有限壓彈簧(7)，該限壓彈簧(7)與彈簧端蓋(40)相抵頂。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單緊湊，限壓密封活塞運(yùn)動阻力小，廢氣泄漏少，有效控制活塞的位置和運(yùn)動行程。
文檔編號B60T15/02GK102182563SQ20111002983
公開日2011年9月14日 申請日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月25日
發(fā)明者吳科峰 申請人:浙江億日氣動科技有限公司