DE112011105111T5

DE112011105111T5 - Absperrklappe

Info

Publication number: DE112011105111T5
Application number: DE112011105111.5T
Authority: DE
Inventors: Katsunori Takai; Satoru Hasegawa; Masayuki Yokoyama; Haruo Watanuki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2011-03-30
Publication date: 2014-01-23
Also published as: US20130299728A1; JP5279968B2; JPWO2012131777A1; WO2012131777A1

Abstract

Eine Dicke t eines Ventils 30 ist kleiner als ein Abstand (Zwischensitzabstand) T von einem ersten Sitzteil 12 zu einem zweiten Sitzteil 13 in einer Ventildickenrichtung, festgesetzt, und somit werden ein Spalt zwischen dem Ventil 30 und dem ersten Sitzteil 12 und ein Spalt zwischen dem Ventil 30 und dem zweiten Sitzteil 13 reduziert, um eine Sitz-Leckage bei allen Variationen einer Abmessung desselben zu unterdrücken.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Stufentyp-Absperrklappe, bei der ein Ventil gegen eine in einem Fluiddurchgang vorgesehene Stufe angrenzt.
STAND DER TECHNIK
Eine konventionelle Absperrklappe weist eine Struktur auf, bei der entlang der inneren Umfangsfläche eines Fluiddurchgangs eine als Ventilsitz dienende Stufe vorgesehen ist, und die äußere Umfangsfläche des Ventils im Querschnitt in einer geneigten Form oder einer Bogenform ausgebildet ist; daher wird die äußere Umfangsfläche des Ventils mit der Stufe in Linienkontakt gebracht, um dadurch den Fluiddurchgang zu schließen (s. z. B. Patentdokument 1). Wenn die Abmessungen der Teile infolge von Hitze verändert werden, besteht eine Neigung, dass ein Spalt bei dem Linienkontaktbereich entsteht, was in dem Auftreten der Leckage zwischen dem Ventil und dem Sitz resultiert (hiernach als die „Sitz-Leckage” bezeichnet). In einem Fall, in dem ein Fluid mit einer relativ niedrigeren Temperatur hindurch geströmt wird, ist das Ventil aus Gummi ausgebildet, um die Haftung mit der Fläche des Sitzes zu verbessern (hier z. B. Patentdokument 2), oder das Ventil wird mittels eines Federelements gegen den Sitz gedrückt, und dadurch die Sitz-Leckage zu unterdrücken. In einer Absperrklappe zum Steuern eines Fluids bei hoher Temperatur, wie einem AGR(Abgasrückführungs)-Ventil, durch welches ein Abgas (600 bis 700°C) strömt, können Teile mit einer niedrigeren Wärmebeständigkeit wie Gummi und Federelemente jedoch nicht zum Unterdrücken der Sitz-Leckage eingesetzt werden.
Um die Wirkungen der Veränderung der Abmessungen infolge von Wärme zu reduzieren, besteht daher eine Absperrklappe mit einer solchen Struktur (sogenanntes Stufentyp-Ventil), dass die Vorder- und Rückflächen des Ventils mit den Stufen in Flächenkontakt gebracht werden, die entlang der inneren Umfangsfläche des Fluiddurchgangs bereitgestellt sind, um dadurch den Fluiddurchgang zu schließen. Bei der Absperrklappe dieses Typs liegt die Vorderfläche an einer Seite des Ventils und die Rückfläche auf der anderen Seite desselben gegen die Stufen an, mit der zentralen Drehachse als eine Grenze, welche die Überlappungstoleranzen zwischen den Vorder- und Rückflächen des Ventils und den Stufen bereitstellt; dementsprechend ist die Veränderung der Sitz-Leckage klein, selbst wenn die Abmessungen infolge von Wärme verändert werden.
STAND DER TECHNIK
PATENTDOKUMENTE

Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldung mit Veröffentlichungsnummer 2004-263723
Patentdokument 2: Japanische Patentanmeldung mit Veröffentlichungsnummer H6-17945

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFIDNUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDEN PROBLEME
Um die Sitz-Leckage während dem Schließen des Ventils bei der Stufentyp-Absperrklappe zu unterdrücken, ist es notwendig, den Spalt zwischen dem Ventil und der Stufe auf eine solche Weise zu minimieren, dass die Dicke des Ventils, und der Abstand zwischen den Stufen, gegen welche die Vorder- und Rückflächen des Ventils anliegen (Zwischensitzabstand, der später beschrieben werden wird) mit hoher Präzision verarbeitet werden. Es besteht jedoch das Problem, dass das Ausmaß der Sitz-Leckage großteils infolge einer Variation der Abmessung desselben variiert, selbst wenn der Aufbau zum Minimieren des Spalts ausgelegt ist.
Um der Störung zwischen dem Ventil und der Stufe (oder dem Fluiddurchgang) beim Drehen des Ventils vorzubeugen, kann die Stufe bei der Absperrklappe ferner nicht bei einem Abschnitt der inneren Umfangsfläche des durch den Ventilschaft zu durchdringenden Fluiddurchgangs ausgebildet werden. Daher besteht das Problem, dass aus der Umgebung des Ventilschafts Leckage auftritt.
Die vorliegende Erfindung wurde vorgenommen, um die vorstehend erwähnten Probleme zu lösen, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Absperrklappe bereitzustellen, so dass die Sitz-Leckage infolge der Variation der Abmessung unterdrückt wird.
MITTEL ZUM LÖSEN DES PROBLEMS
Eine Absperrklappe gemäß der Erfindung weist auf: ein Gehäuse, das mit einem Fluiddurchgang versehen ist; einen Ventilschaft, der durch eine an dem Gehäuse befestigtes Lagerelement drehbar gehalten wird; ein im Wesentlichen kreisförmiges Ventil mit einer Ventilschaft-Durchgangsbohrung zum dadurch Einführen des Ventilschafts, und das sich gemeinsam mit dem Ventilschaft dreht; und einem Ventilsitz, der als eine entlang der inneren Umfangsfläche des Fluiddurchgangs vorgesehene Stufe ausgebildet ist, um der ein erstes Sitzteil in einem Halbbogen, das mit der Ventilschaft-Durchgangsbohrung als eine Grenze gegen eine Vorderfläche eines ersten Halbflügels des Ventils angrenzt, und ein zweites Sitzteil in einem Halbbogen aufweist, das gegen eine Rückfläche eines weiteren Halbflügels desselben angrenzt; es ist so ausgebildet, dass eine Dicke des Ventils kleiner ist als ein Abstand von dem ersten Sitzteil zu dem zweiten Sitzteil in einer Richtung dieser Dicke.
WIRKUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der Erfindung kann, wenn die Dicke des Ventils kleiner ist als der Abstand von dem ersten Sitzteil zu dem zweiten Sitzteil in einer Richtung dieser Dicke, der Spalt zwischen dem Ventil und dem Sitzteil reduziert werden, selbst wenn eine Variation der Abmessung auftritt, und somit kann die Sitz-Leckage infolge der Variation der Abmessung unterdrückt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Vorderansicht, die einen Aufbau einer Absperrklappe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Querschnittsansicht der Absperrklappe gemäß der ersten Ausführungsform, entlang einer Linie AA geschnitten, die in 1 gezeigt ist.
3 ist eine Ansicht zum Aufzeigen der Sitz-Leckage einer Absperrklappe gemäß der ersten Ausführungsform.
4 ist eine Ansicht zum Aufzeigen der Sitz-Leckage einer Absperrklappe, bei welcher die Dicke eines Ventils größer als ein Zwischensitzabstand ist.
5 ist eine Grafik, die Veränderungen einer Durchlassfläche und einer Sitz-Leckagemenge im Verhältnis zu der Differenz zwischen der Ventildicke und dem Zwischensitzabstand zeigt.
6 ist eine Querschnittsansicht der Absperrklappe gemäß der ersten Ausführungsform, entlang einer Linie DD geschnitten, die in 2 gezeigt ist.
7 ist ein Grundriss, der einen Aufbau eines Abgasrückführungsventils zeigt, an dem die Absperrklappe gemäß der ersten Ausführungsform angebracht ist.
8 ist eine partielle Querschnittsansicht des in 7 gezeigten Abgasrückführungsventils, aus einer Seitenrichtung desselben betrachtet.
BEVORZUGTE AUFÜHRUNGSFORM ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Hiernach werden, um die vorliegende Erfindung detaillierter zu erklären, Ausführungsformen zum Ausführen der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführungsform
Eine in einer Vorderansicht von 1 und einer Querschnittsansicht von 2 gezeigte Absperrklappe weist auf: ein in einem (nicht gezeigten) Rohr zum dadurch Zirkulierenlassen eines Fluids eingeschobenes Gehäuse 10; ein drehbar in dem Gehäuse 10 gehaltener Ventilschaft 20; und ein integral mit dem Ventilschaft 20 drehendes Ventil 30, das durch eine Ventilschaft-Durchgangsbohrung 31 eingeschoben und durch einen Stift 21 befestigt ist, zum Öffnen und Schließen eines Fluiddurchgangs 11.
Im Folgenden werden die der stromaufwärtigen Seite zugewandte Fläche des Ventils 30 und die Fläche desselben, die der stromabwärtigen Seite zugewandt ist, zur Vereinfachung der Erklärung in einem Ventilschließzustand unterscheidend jeweils als „Vorderseite” und „Hinterseite” bezeichnet. Es kann jedoch jede Fläche desselben als die Vorderseite oder die Rückseite festgelegt werden.
Der Fluiddurchgang 11 ist in dem Gehäuse 10 ausgebildet, und eine als ein Ventilsitz dienende Stufe ist an der inneren Umfangsfläche des Fluiddurchgangs 11 ausgebildet. Wie vorstehend erläutert, kann der Ventilsitz bei der Absperrklappe, um der Störung zwischen dem Ventil 30 und dem Ventilsitz beim Drehen des Ventils 30 vorzubeugen, nicht in der Nähe des Ventilschafts 20 platziert werden. Aus diesem Grund ist er so ausgebildet, dass zwei Stufen in einem Halbbogen entlang der inneren Umfangsfläche des Fluiddurchgangs 11 ausgebildet sind, wohingegen bei einem von dem Ventilschaft 20 zu durchdringenden Bereich keine Stufe bereitgestellt ist. Bei dem gezeigten Beispiel ist die gegen die Vorderfläche eines Halbflügels des Ventils 30, mit der Ventilschaft-Durchgangsbohrung 31 als eine Grenze der zwei Stufen, anliegende Stufe als ein erstes Sitzteil 12 definiert, und die gegen die Rückseite eines anderen Halbflügels desselben anliegende Stufe ist als ein zweites Sitzteil 13 definiert.
Wie in 2 gezeigt, ist die Dicke t des Ventils 30 kleiner als der Zwischensitzabstand T festgesetzt, wenn die Dicke des Ventils 30 als t definiert ist, und der Abstand in der Ventildickenrichtung von dem ersten Sitzteil 12 zu dem zweiten Sitzteil 13 als ein Zwischensitzabstand T definiert ist; daher wird eine Zunahme der Sitz-Leckagemenge von den Spalten (Zwischenraum) zwischen dem Ventil 30 und dem ersten Sitzteil 12 und dem zweiten Sitzteil 13 unterdrückt, wenn eine Variation der Abmessung derselben auftritt.
3 ist eine Ansicht zum Aufzeigen der Sitz-Leckage, wenn die Variation der Abmessung in der Absperrklappe gemäß der ersten Ausführungsform auftritt, und 3(a) zeigt eine Querschnittsansicht, bei einer Position geschnitten, die einer Linie AA in 1 entspricht. Selbst wenn die Gestaltung dazu ausgebildet ist, die Spalte zwischen dem Ventil 30 und dem ersten Sitzteil 12 und dem zweiten Sitzteil 13 zu minimieren, grenzen die Außenumfänge des Ventils 30, wenn die Variationen der Abmessung auftritt, wie für angrenzende Teile 12a und 13a in 3 aufgezeigt, in einer Richtung senkrecht zu einer zentralen Drehachse X gegen das erste Sitzteil 12 und das zweite Sitzteil 13 an. Aus diesem Grund werden die Spalte (Spaltbereiche, die in 3 als schwarze Bereiche angegeben sind) zwischen dem Ventil 30 und dem ersten Sitzteil 12, und zwischen dem Ventil 30 und dem zweiten Sitzteil 13 jeweils erzeugt, was zu der Sitz-Leckage führt. 3(b) ist eine Ansicht, die so gezeigt ist, dass der Spalt zwischen dem zweiten Sitzteil 13 und dem Ventil 30 mit einem Bereich ersetzt wird, und 3(c) ist eine Projektionsfläche des Spalts zwischen dem zweiten Sitzteil 13 und dem Ventil 30. Wie durch die schwarzen Bereiche in 3(a)–(c) gezeigt ist, wird der Bereich des Spalts von der äußeren Umfangsseite des Ventils 30 in Richtung des Ventilschafts 20 auf der Mittelseite größer. Dasselbe gilt auch für den Spalt zwischen dem ersten Sitzteil 12 und dem Ventil 30.
Umgekehrt wird eine Beschreibung eines Falls, in dem die Dicke t des Ventils identisch mit dem oder größer als der Zwischensitzabstand T festgesetzt ist. Ein Referenzbeispiel, das in 4 gezeigt ist, ist eine Ansicht zum Aufzeigen der Sitz-Leckage in einem Fall, in dem ein Ventil 30a mit einer Dicke eingesetzt wird, die identisch ist mit oder größer ist als der Zwischensitzabstand T. In dem Fall des dicken Ventils 30a grenzen die Außenumfänge des Ventils 30a bei einer Position, die näher zu dem Ventilschaft 20 ist, wenn die Variation der Abmessung auftritt, wie für angrenzende Teile 12b und 13b in 4(a) gezeigt, gegen das erste Sitzteil 12 und das zweite Sitzteil 13 an. Aus diesem Grund werden die Spalte (Spaltbereiche, die durch die schwarzen Bereiche in 4 angegeben sind) zwischen dem Ventil 30a und dem ersten Sitzteil 12, und zwischen dem Ventil 30a und dem zweiten Sitzteil 13 jeweils erzeugt, was zu der Sitz-Leckage führt. 4(b) ist eine Ansicht, die so gezeigt ist, dass der Spalt zwischen dem zweiten Sitzteil 13 und dem Ventil 30a mit einem Bereich ersetzt ist, und 4(c) ist eine Projektionsfläche des Spalts zwischen dem zweiten Sitzteil 13 und dem Ventil 30a. Wie durch die schwarzen Bereiche in 4(a) bis 4(c) angegeben, wird der Bereich des Spalts von der Mittelseite des Ventils 30a her, die näher zu dem Ventilschaft 20 ist, in Richtung der äußeren Umfangsseite größer.
5 ist eine Grafik, die Veränderungen des Spaltbereichs und der Sitz-Leckagemenge in Verhältnis zu dem Abstand zwischen Ventildicke t und dem Zwischensitzabstand T zeigt. In der Zeichnung zeigt eine horizontale Achse die Ventildicke t – den Zwischensitzabstand T (mm); eine vertikale Achse auf der linken Seite der Grafik zeigt den Spaltbereich (mm²) des Spalts, und die vertikale Achse auf der rechten Seite der Grafik zeigt die Menge an Sitz-Leckage (L/min) des Spalts. Bei diesem Beispiel sind die Spaltbereiche und die Sitz-Leckagemengen jeweils für zwei Typen an Ventilen mit relativ größeren und kleineren Durchmessern gezeigt. Ferner wird angenommen, dass die Variationen der Abmessung in diesem Fall identisch sind, unabhängig von der Größe des Abstandes zwischen der Ventildicke t und dem Zwischensitzabstand T.
Aus der Grafik geht hervor, dass der Spaltbereich, wenn t > T, sowohl bei dem Ventil mit größerem Durchmesser (dünne Strichlinie) als auch bei dem Ventil mit kleinerem Durchmesser (Strichpunktlinie), größer ist als der Spaltbereich, wenn t < T. Daher ist die Sitz-Leckagemenge sowohl bei dem Ventil mit größerem Durchmesser (dicke Strichlinie) als auch bei dem Ventil mit kleinerem Durchmesser (dicke Strichpunktlinie) größer, wenn t > T, als die Sitz-Leckagemenge, wenn t < T. Dementsprechend kann die Sitz-Leckagemenge auf eine solche Menge unterdrückt werden, dass die Ventildicke t kleiner ist als der Zwischensitzabstand T, unabhängig von dem Ventildurchmesser.
Wie vorstehend erwähnt, kann der Ventilsitz bei der Absperrklappe, um die Störung zwischen dem Ventil 30 und dem Ventil 6 beim Drehen des Ventils 30 zu vermeiden, nicht in der Nähe des Ventilschafts 20 platziert werden. Aus diesem Grund werden zwischen beiden Halbbogenenden des ersten Sitzteils 12 und des Ventilschafts 20, und zwischen beiden Halbbogenenden des zweiten Sitzteils 13 und dem Ventilschaft 20 jeweils notwendigerweise Spalte erzeugt. Daher erstrecken sich, wie in 1 und 2 gezeigt, beide Endabschnitte der Stufe in einem Halbbogen, welcher das erste Sitzteil 12 bildet, entlang der inneren Umfangsfläche des Fluiddurchgangs 11, um dadurch Deckteile 14 zu bilden, die einen Teil der äußeren Umfangsfläche eines Fluiddurchgang-Vorsprungabschnitts des Ventilschafts 20 bei zwei Stellen jeweils zu umschließen. Ähnlich dazu erstrecken sich beide Endabschnitte der Stufe in einem Halbbogen, welcher das zweite Sitzteil 13 bildet, entlang der inneren Umfangsfläche des Fluiddurchgangs 11, um dadurch Deckteile 15 zu bilden, die einen Teil der äußeren Umfangsfläche des Fluiddurchgang-Vorsprungabschnitts des Ventilschafts 20 bei zwei Stellen jeweils zu umschließen. Jedes Deckteil 14 deckt den Spalt zwischen dem Ventilschaft 20 und dem ersten Sitzteil 12 ab, und jedes Deckteil 15 deckt den Spalt zwischen dem Ventilschaft 20 und dem zweiten Sitzteil 13 ab, was Leckage von den Spalten unterdrückt.
Die Erstreckungsabstände der Deckteile 14 und 15 sind auf Basis eines Betätigungswinkels des Ventils 30 festgesetzt, so dass dagegen vorgebeugt wird, dass diese beim Drehen des Ventils 30 in Kontakt gelangen. Ferner wird, wenn das Ventil 30 in das Gehäuse 10 eingebaut wird, das folgende Verfahren implementiert: das Ventil 30 wird in einer schrägen Richtung zwischen den gegenüberliegenden Flächen der Deckteile 14 und 15 eingeführt; dann wird der Ventilschaft 20 durch die Durchgangsbohrung des Gehäuses 10 und die Ventilschaft-Durchgangsbohrung 31 eingeführt; und der Stift 21 wird in das Ventil 30 eingepasst und der Ventilschaft 20 daran gesichert, und somit wird benötigt, dass die Erstreckungsabstände der Deckteile 14 und 15 unter Berücksichtigung der Dicke des Ventils 30 festgesetzt werden.
Vorzugsweise sind die Flächen der Deckteile 14 und 15, die dem Ventilschaft 20 zugewandt sind, in einer gekrümmten Fläche entlang der Form des Ventilschafts 20 ausgebildet, um so den Zwischenraum zu reduzieren; beispielsweise wenn ein durch den Ventilschaft 20 zu durchdringendes Loch in dem Gehäuse 10 verarbeitet wird, werden die gekrümmten Flächen der Deckteile 14 und 15 simultan verarbeitet.
Ferner sind, wie in 1 gezeigt, zwischen dem Ventilschaft 20 und den Endabschnitten der Ventilschaft-Durchgangsbohrung 31 Rohrelemente 40 und 41 angebracht. In einem Zustand, in dem der Ventilschaft 20 durch das Ventilschaft-Durchgangsbohrung 31 eingeführt wird, kann ein leichter Spalt zwischen der äußeren Umfangsfläche des Ventilschafts 20 und der inneren Umfangsfläche der Ventilschaft-Durchgangsbohrung 31 erzeugt werden. In diesem Fall füllen die Rohrelemente 40 und 41 den Spalt, um dadurch die Leckage des Fluids zu unterdrücken.
6 ist eine Querschnittsansicht eines Abschnitts der Absperrklappe, entlang einer Linie DD geschnitten, die in 2 gezeigt ist. In einem Beispiel von 6 ist der Endabschnitt der Ventilschaft-Durchgangsbohrung 31 hinsichtlich seines Durchmessers vergrößert, um ein Rohrelement-Presspassteil 32 zu bilden, und ein Rohrelement 41 ist in das Rohrelement-Presspassteil 32 pressgepasst (oder mit einem kleinen Zwischenraum eingeführt), um dadurch das Rohrelement 41 an dem Ventil 30 zu befestigen. Danach wird der Ventilschaft 20 durch die Ventilschaft-Durchgangsbohrung 31 eingeführt, und simultan dazu auch durch das Rohrelement 41 eingeführt. Das Rohrelement 41 füllt den Spalt zwischen dem Ventilschaft 20 und dem Ventil 30, um dadurch die Fluidleckage zu unterdrücken. Ferner überdeckt der Endabschnitt des Rohrelements 41 die äußere Umfangsfläche des Ventilschafts 20, die von der Ventilschaft-Durchgangsbohrung 31 hervorsteht; im Ergebnis sind der Spalt des ersten Sitzteils 12 und der Spalt des zweiten Sitzteils 13 gefüllt, was ebenfalls die Fluidleckage von den Spalten unterdrücken kann.
Obwohl die Illustration in 6 weggelassen wurde, weist das Rohrelement 40 ebenfalls denselben Aufbau wie denjenigen des Rohrelements 41 auf. Im Übrigen kann das Rohrelement jeweils an beiden Endabschnitten der Ventilschaft-Durchgangsbohrung 31 oder nur an einem von diesem angebracht sein.
Im Übrigen ist es ebenfalls möglich, eine Ausrichtung zwischen dem Loch des Ventilschafts 20 und dem Loch des Ventils 30 zum Einpassen des Stifts 21 auszuführen, wenn der Aufbau so ist, dass der Innendurchmesser des Rohrelements 41 leicht größer als der Außendurchmesser des Ventilschafts 20 ausgebildet ist, so dass der Ventilschaft 20 gleichzeitig dazu zu dem Rohrelement 41 gedreht werden kann, wenn der Ventilschaft 20 durch die Ventilschaft-Durchgangsbohrung 31 und das Rohrelement 41 eingeführt wird.
Wie in 1 gezeigt, kann ferner ein Lagerelement 17 in dem Gehäuse 10 in einem leicht in Richtung des Innendurchmessers des Fluiddurchgangs 11 in hervorstehender Weise vorgesehen sein, so dass die Endflächen des hervorstehenden Lagerelements 17 und das Rohrelement 41 aneinander angrenzen. Der hervorstehende Endabschnitt des Lagerelements 17 füllt den Spalt bei der Position, die nicht durch die Deckteile 14 und 15 überdeckt ist, um dadurch die Leckage von dem Spalt zu unterdrücken.
Ferner kann auch vorgesehen sein, dass eine Last in der Richtung der zentralen Drehachse X auf den Ventilschaft 20 ausgeübt wird, so dass das Rohrelement 41 gedreht wird, während es an das Lagerelement 17 angrenzt. Auf diese Weise wird der Spalt zwischen den Endflächen des Lagerelements 17 und dem Rohrelement 41 minimiert; daher wird es unwahrscheinlicher, dass das Fluid in den Spalt zwischen den Rohrelementen 41 und dem Ventilschaft 20 läuft, und es wird ebenfalls unwahrscheinlicher, das das Fluid in den Spalt zwischen dem Lagerelement 17 und dem Ventilschaft 20 läuft. Im Ergebnis ist es möglich, dagegen vorzubeugen, dass Fluid aus der Umgebung des Ventilschafts 20 entlang der Richtung der zentralen Drehachse X zu der Außenseite hin leckt. Ein Verfahren zum Ausüben eines Drucks auf den Ventilschaft 20 wird nachstehend beschrieben werden.
Ferner kann in dem Fall des vorstehenden Aufbaus ein Positionieren des Ventilschafts 20, mit dem Ventil 30 und dem Rohrelement 40 integriert, auch durch die angrenzende Position des Rohrelements 41 und des Lagerelements 17 ausgeführt werden.
Wenn der Außendurchmesser des Lagerelements 17 erhöht wird, kann der Spalt bei dem nicht durch die Deckteile 14 und 15 überdeckten Abschnitt effizient gefüllt werden; wenn der Außendurchmesser desselben jedoch identisch mit dem oder größer als der Außendurchmesser des Rohrelements 41 gemacht wird, kann das Ventil 30 mit dem Lagerelement 17 bei Drehung des Ventils 30 in Kontakt gelangen. Aus diesem Grund ist der Außendurchmesser des Lagerelements 17 vorzugsweise im Wesentlichen mit dem Außendurchmesser des Rohrelements 41 identisch ausgebildet.
Im Übrigen kann in Betracht gezogen werden, obwohl bei dem Beispiel von 1 nicht ausgeführt, dass das Rohrelement 40 und das Lagerelement 16 aneinander angrenzen, anstelle des Angrenzens zwischen dem Rohrelement 41 und dem Lagerelement 17. In diesem Fall kann der Aufbau wie folgt sein: Das Lagerelement 16 ist in dem Gehäuse 10 in Richtung des Innendurchmessers des Fluiddurchgangs 11 in einer leicht hervorstehenden Weise platziert; daher wird in der zu der vorstehenden entgegengesetzten Richtung eine Last auf den Ventilschaft 20 ausgeübt, so dass die Endfläche des hervorstehenden Lagerelements 16 an das Rohrelement 40 angrenzt.
Als nächstes wird eine Beschreibung eines Gehäuses angegeben, bei dem die Absperrklappe gemäß der ersten Ausführungsform in einem Abgasrückführungsventil angewendet wird. 7 zeigt einen Grundriss des Abgasrückführungsventils, und 8 zeigt eine fragmentarische Querschnittsansicht desselben, aus einer Seitenrichtung desselben betrachtet. In dem gezeigten Beispiel kann, obwohl die zwei Ventile 30 in dem einzelnen Gehäuse 10 montiert sind, die Anzahl derselben eine gewünschte Anzahl sein. Hiernach werden zur Vereinfachung der Erklärung die zwei Ventile 30 unterschiedlich als Ventile 30-1 und 30-2 bezeichnet.
Ein Motor 100 erzeugt eine Antriebskraft zum Öffnen und Schließen der Ventile 30-1 und 30-2 und dreht eine Antriebswelle 101. Eine Endseite der Antriebswelle 101 erstreckt sich in den Innenraum einer Verbindungskammer 102 und ist mit einem Bindeglied 103 zum so Drehen des Bindeglieds 103 verbunden. Wenn das Bindeglied 103 durch Vorwärtsdrehen oder Rückwärtsdrehen des Motors 103 gedreht wird, wird die Rotationsleistung des Bindeglieds 103 über eine Vielzahl von Bindegliedern auf den Ventilschaft 20 übertragen, so dass die Ventile 30-1 und 30-2, die an dem Ventilschaft 20 befestigt sind, gedreht werden. Ferner ist an der oberen Endseite des Ventilschafts 20 eine Rückstellfeder 104 als eine Störungssicherheit vorgesehen, und die Rückstellfeder 104 zwingt den Ventilschaft 20 zum dadurch in die vorgegebenen Drehpositionen Zurückführen der Ventile 30-1 und 30-2. Ferner ist die Rückstellfeder 104 mit einem breiten Abstand zwischen den Spulen aufgewickelt und in der Verbindungskammer 102 komprimiert eingesetzt, um in dem Zwischenraum geschmälert zu sein. Auf diese Weise wird der Ventilschaft 20, wie durch einen Pfeil in 8 angegeben, unter einer Last der Rückstellfeder 104 in der Aufwärtsrichtung der zentralen Drehachse X unter Druck gesetzt.
In dem Abgasrückführventil wird der Ventilschaft durch die Ventilschaft-Durchgangsbohrung eingeführt, welche in jedem der Ventile 30-1 und 30-2 bereitgestellt ist, der Stift 21 in den Ventilschaft 20 und das Ventil 30-1 eingepasst, und der Stift 21 wird auch in den Ventilschaft 20 und das daran zu befestigende Ventil 30-2 jeweils eingepasst. In dem Fall dieses Aufbaus wird, nachdem der Ventilschaft 20 durch die Ventilschaft-Durchgangsbohrung eingeführt wurde, eine Ausrichtung zwischen den Stifteinpasslöchern, die in dem Ventilschaft 20 und den Ventilen 30 geöffnet sind, benötigt, und somit wird ein kleiner Spalt zwischen der äußeren Umfangsfläche des Ventilschafts 20 und der inneren Umfangsfläche der Ventilschaft-Durchgangsbohrung notwendig. Aus diesem Grund besteht die Möglichkeit, dass ein Hochtemperaturgas durch den Spalt zur Außenseite des Gehäuses 10 hin (z. B. Verbindungskammer 102) austritt. Ebenfalls besteht auch ein gleitender Spalt zwischen dem Ventilschaft 20 und dem Lagerelement 16, und somit besteht, wenn ein Fluid in den Spalt eindringt, die Möglichkeit der Leckage desselben außerhalb des Gehäuses 10. Daher ist das Rohrelement 40 an dem oberseitigen Endabschnitt der Ventilschaft-Durchgangsbohrung des Ventils 30-1 befestigt, wobei das dem Endabschnitt des Rohrelements 40 zugewandte Lagerelement 16 von dem Fluiddurchgang 11 hervorstehend ausgebildet ist, und die Endfläche des Rohrelements 40 wird dazu gebracht, gegen die vorstehende Endfläche des Lagerelements 16 durch Wirkung des unter Druck Setzens die Rückstellfeder 104 anzuliegen. Auf eine solche Weise wird es unwahrscheinlicher, dass das Hochtemperaturgas, welches durch den Fluiddurchgang 11 strömt, von dem Spalt zwischen dem Ventilschaft 20 und dem Rohrelement 40 in den Spalt zwischen dem Ventilschaft 20 und der Ventilschaft-Durchgangsbohrung des Ventils 30 eindringt, und ebenfalls unwahrscheinlicher, dass es in den Spalt zwischen dem Lagerelement 16 und dem Ventilschaft 20 eindringt. Daher kann die Leckage aus der Umgebung des Ventilschafts 20 zu der Außenseite des Gehäuses 10 hin unterdrückt werden. Es wird darauf hingewiesen, dass die Druckbeaufschlagung, um das Rohrelement 40 gegen das Lagerelement 16 zum Anliegen zu bringen, bei der Rückstellfeder 104 erzeugt wird, was eine Zunahme der Anzahl an Teilen desselben verhindert.
Andererseits befinden sich an der unteren Endseite der zentralen Drehachse X auch Spalte zwischen den Rohrelementen 41 und dem Ventilschaft 20, und zwischen dem Lagerelement 17 und dem Ventilschaft 20; in die Bodenfläche des Gehäuses 10 ist jedoch eine (in 8 gezeigte) Abdeckung 105 eingepasst und befestigt, und somit tritt kein Gas aus der Abdeckung 105 aus, selbst wenn das Hochtemperaturgas um den Schaft herum leckt. Aus diesem Grund grenzt bei dem gezeigten Beispiel kein Lagerelement 17 gegen das Rohrelement 41 an.
Gemäß dem Vorstehenden ist die Absperrklappe in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform dazu ausgebildet, aufzuweisen: das Gehäuse 10, das mit dem Fluiddurchgang 11 versehen ist; den Ventilschaft 20, der durch die an dem Gehäuse 10 befestigen Lagerelemente 16, 17 drehbar gehalten wird; das im Wesentlichen kreisförmige Ventil 30 mit der Ventilschaft-Durchgangsbohrung 31 zum dadurch Einführen des Ventilschafts 20, das sich gemeinsam mit dem Ventilschaft 20 dreht; und den Ventilsitz, der die entlang der inneren Umfangsfläche des Fluiddurchgangs 11 vorgesehene Stufe darstellt, und der das erste Sitzteil 12 in einem Halbbogen, das gegen die Vorderfläche des einen Halbflügels des Ventils 30 anliegt, mit der Ventilschaft-Durchgangsbohrung 31 als eine Grenze, und das zweite Sitzteil 13 in einem Halbbogen aufweist, das gegen die Rückfläche des anderen Halbflügels desselben anliegt; ferner wird in Betracht gezogen, dass die Dicke t des Ventils 30 kleiner ist als der Zwischensitzabstand T. Aus diesem Grund können, selbst wenn die Variation der Abmessung auftritt, der Spalt zwischen dem Ventil 30 und dem ersten Sitzteil 12, und der Spalt zwischen dem Ventil 30 und dem zweiten Sitzteil 13 reduziert werden, um dadurch die Sitz-Leckage zu unterdrücken.
Zusätzlich dazu erstrecken sich wie bei der ersten Ausführungsform beide halbbogenförmigen Endabschnitte des ersten Sitzteils 12, und beide halbbogenförmigen Endabschnitte des zweiten Sitzteils 13 entlang der inneren Umfangsfläche des Fluiddurchgangs 11, um so die Deckteile 14 und 15 zu bilden, welche die Abschnitte der äußeren Umfangsfläche des Ventilschafts 20 umschließen. Aus diesem Grund können die Spalte zwischen dem Ventilschaft 20 und dem ersten Sitzteil 12 und dem zweiten Sitzteil 13 überdeckt werden, um das Austreten des Fluids zu unterdrücken.
Ferner ist die Absperrklappe wie bei der ersten Ausführungsform dazu ausgebildet, die Rohrelemente 40 und 41 aufzuweisen, die zwischen den Endabschnitten der Ventilschaft-Durchgangsbohrung 31 und dem Ventilschaft 20 befestigt sind, und somit kann der Spalt zwischen dem Ventilschaft 20 und dem Ventil 30 gefüllt werden, um damit die Fluidleckage in der Richtung der zentralen Drehachse X zu unterdrücken.
Ferner sind die Lagerelemente 16 und 17 wie bei der ersten Ausführungsform an dem Gehäuse 10 befestigt, wobei die Endabschnitte der Elemente in den Fluiddurchgang 11 hineinragen, und somit füllen die Endabschnitte der Lagerelemente 16 und 17 die Spalte zwischen dem Ventilschaft 20 und dem ersten Sitzteil 12 und dem zweiten Sitzteil 13, um somit die Fluidleckage zu unterdrücken.
Darüber hinaus ist es, wie bei der ersten Ausführungsform, dazu ausgebildet, dass irgendeines der Rohrelemente 40 und 41 gedreht wird, während es gegen den Endabschnitt von irgendeinem der Lagerelemente 16 und 17, die in den Fluiddurchgang 11 hineinragen, anliegt, durch das unter Druck setzen, das auf den Ventilschaft 20 einwirkt, und somit kann irgendeiner der Spalte zwischen dem Rohrelement 40 und dem Lagerelement 16 oder zwischen dem Rohrelement 41 und dem Lagerelement 17 gefüllt werden, um die Fluidleckage zu unterdrücken. Auch die Fluidleckage aus der Umgebung des Ventilschafts 20 zur Außenseite des Gehäuses 10 hin kann unterdrückt werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass es bei der vorliegenden Erfindung innerhalb des Rahmens der Erfindung möglich ist, irgendwelche Bestandteile der Ausführungsform abzuwandeln oder irgendwelche Bestandteile bei der Ausführungsform wegzulassen.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Da die Absperrklappe der vorliegenden Erfindung dazu ausgebildet ist, die Sitz-Leckage infolge der Variation der Abmessung der Stufentyp-Absperrklappe zu unterdrücken, ist diese, wie vorstehend beschrieben, dazu geeignet, in einem Abgasrückführungsventil eingesetzt zu werden, das dazu neigt, dimensionale Veränderungen infolge von Wärme zu durchlaufen.
ERKLÄRUNG VON BEZUGSZEICHEN

10 Gehäuse, 11 Fluiddurchgang, 12 erstes Sitzteil, 13 zweites Sitzteil, 12a, 12b, 13a, 13b angrenzendes Teil, 14, 15 Deckteil, 16, 17 Lagerelement, 20 Ventilschaft, 21 Stift, 30, 30a, 30-1, 30-2 Ventil, 31 Ventilschaft-Durchgangsbohrung, 32 Rohrelement-Presspassteil, 40, 41 Rohrelement, 100 Motor, 101 Antriebswelle, 102 Verbindungskammer 103 Bindeglied, 104 Rückstellfeder, 105 Abdeckung.

Claims

Absperrklappe mit: einem Gehäuse, das mit einem Fluiddurchgang versehen ist; einem Ventilschaft, der durch ein an dem Gehäuse befestigtes Lagerelement drehbar gehalten wird; einem im Wesentlichen kreisförmigen Ventil, das eine Ventilschaft-Durchgangsbohrung zum dadurch Einführen des Ventilschafts aufweist, und das sich gemeinsam mit dem Ventilschaft dreht; und einem Ventilsitz, der als eine entlang einer inneren Umfangsfläche des Fluiddurchgangs vorgesehene Stufe ausgebildet ist, und der ein erstes Sitzteil in einem Halbbogen, das mit der Ventilschaft-Durchgangsbohrung als eine Grenze gegen eine Vorderfläche eines Halbflügels des Ventils angrenzt, und ein zweites Sitzteil in einem Halbbogen aufweist, das gegen eine Rückseite eines weiteren Halbflügels desselben angrenzt, wobei eine Dicke des Ventils kleiner ist als ein Abstand von dem ersten Sitzteil zu dem zweiten Sitzteil in einer Richtung dieser Dicke.
Absperrklappe nach Anspruch 1, bei der sich beide halbbogenförmigen Endabschnitte des ersten Sitzteils, und beide halbbogenförmigen Endabschnitte des zweiten Sitzteils jeweils entlang der inneren Umfangsfläche des Fluiddurchgangs erstrecken, um ein Deckteil zu bilden, das einen Teil der äußeren Umfangsfläche des Ventilschafts umschließt.
Absperrklappe nach Anspruch 1, mit einem Rohrelement, das zwischen einem Endabschnitt der Ventilschaft-Durchgangsbohrung und dem Ventilschaft befestigt ist.
Absperrklappe nach Anspruch 1, bei der das Lagerelement an dem Gehäuse befestigt ist, wobei der Endabschnitt des Elements in den Fluiddurchgang hineinragt.
Absperrklappe nach Anspruch 3, bei der das Lagerelement an dem Gehäuse befestigt ist, wobei der Endabschnitt des Elements in den Fluiddurchgang hineinragt, und das Rohrelement durch auf den Ventilschaft einwirkende Druckbeaufschlagung gedreht wird, während es an den Endabschnitt des in dem Fluiddurchgang hineinragenden Lagerelements angrenzt.