JP2015105628A - Oil drain structure for oil mist separator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関のブローバイガスを処理するオイルミストセパレータのオイルドレイン構造に関する。 The present invention relates to an oil drain structure of an oil mist separator that processes blow-by gas of an internal combustion engine.
周知のように、内燃機関のヘッドカバーには、燃焼室からクランクケースに吹き抜けたブローバイガス中のオイルミストを分離・除去するオイルミストセパレータが設けられる。このオイルミストセパレータは、衝突板等を用いてブローバイガスからオイルミストを分離し、分離後のガスを吸気系へ供給するとともに、分離したオイルをドレインパイプを通して内燃機関の内部へ戻すようになっている。 As is well known, the head cover of an internal combustion engine is provided with an oil mist separator that separates and removes oil mist in blow-by gas blown from the combustion chamber into the crankcase. This oil mist separator separates oil mist from blow-by gas using a collision plate or the like, supplies the separated gas to the intake system, and returns the separated oil to the inside of the internal combustion engine through a drain pipe. Yes.
ここで、吸気負圧が作用するオイルミストセパレータの内部と機関内部との圧力差が大きくなると、機関内部からドレインパイプを通してオイルミストセパレータの内部へオイルが逆流したり、ブローバイガスによる吸気系へのオイルの持ち出しや吹き出しを生じるおそれがある。 Here, when the pressure difference between the inside of the oil mist separator and the inside of the engine where the intake negative pressure acts becomes large, the oil flows backward from the inside of the engine through the drain pipe to the inside of the oil mist separator, or to the intake system by blow-by gas. Oil may be taken out or blown out.
その対策として、特許文献1には、ドレインパイプの下端のオイル排出孔に、逆止弁を設けたオイルセパレータが開示されている。上記逆止弁は、オイル排出孔を下面側から開閉する弁体と、ドレインパイプ内にオリフィスとなる微小間隙を介して嵌合した弁頭部と、これらの弁体と弁頭部とを連結した軸部と、から構成され、上記軸部が上記オイル排出孔を貫通している。 As a countermeasure, Patent Document 1 discloses an oil separator in which a check valve is provided in an oil discharge hole at a lower end of a drain pipe. The check valve connects a valve body that opens and closes an oil discharge hole from the lower surface side, a valve head that is fitted in a drain pipe through a minute gap that becomes an orifice, and the valve body and the valve head. The shaft portion penetrates the oil discharge hole.
このものでは、機関内部の圧力とオイルミストセパレータ内部の負圧との圧力差によりオイル排出孔を通してブローバイガスが通流しようとすると、オリフィスとなる微小間隙を通る流れにより弁頭部に上向きの付勢力が作用し、軸部を介して連結されている弁体がオイル排出孔を下面側から閉塞する。一方、ドレインパイプ内にオイルが溜まり、その油面高さが上昇してくると、オイルの重力が逆止弁に下向きに作用し、いずれ逆止弁が下方へ移動して弁体がオイル排出孔を開放する。 In this case, when blow-by gas flows through the oil discharge hole due to the pressure difference between the pressure inside the engine and the negative pressure inside the oil mist separator, the valve head is attached upward by the flow through the minute gap that becomes the orifice. The force acts, and the valve body connected through the shaft portion closes the oil discharge hole from the lower surface side. On the other hand, when oil accumulates in the drain pipe and the oil level rises, the gravity of the oil acts downward on the check valve and eventually the check valve moves downward and the valve body discharges the oil. Open the hole.
このような動作の繰り返しにより、ドレインパイプ内にオイルが過度に溜まることなく、逆止弁を概ね閉弁状態に維持することができ、ブローバイガスの通流やオイルの逆流が抑制される。 By repeating such an operation, the check valve can be maintained in a substantially closed state without excessive accumulation of oil in the drain pipe, and the flow of blow-by gas and the back flow of oil are suppressed.
しかしながら、特許文献1の構成においては、オイル排出孔の下方に位置する弁体が径方向に拘束されておらず、また軸部とオイル排出孔内周との間には実質的なオイル流路となる比較的大きな間隙が存在するので、内燃機関の振動や車両走行中の加速度などによって逆止弁の姿勢が不安定となりやすい。例えば、逆止弁がオイル排出孔に対し傾いた姿勢でもって上下動した結果、軸部がオイル排出孔の開口縁に引っ掛かって、所期の開閉動作が得られない、といった懸念がある。 However, in the configuration of Patent Document 1, the valve body positioned below the oil discharge hole is not restricted in the radial direction, and a substantial oil flow path is provided between the shaft portion and the inner periphery of the oil discharge hole. Therefore, the check valve posture tends to be unstable due to vibrations of the internal combustion engine, acceleration during traveling of the vehicle, and the like. For example, there is a concern that as a result of the check valve moving up and down in a posture inclined with respect to the oil discharge hole, the shaft portion is caught by the opening edge of the oil discharge hole, and the desired opening / closing operation cannot be obtained.
また、特許文献1の構成では、下方へ向かって細長く突出したドレインパイプの下端から、逆止弁(特に弁体部分)がさらに下方へ突出しているので、内燃機関に組み付ける前の状態で、他部品と衝突しやすく、逆止弁が破損したり、オイル排出孔から脱落してしまう虞がある。 Moreover, in the structure of patent document 1, since the non-return valve (especially valve body part) protrudes further downward from the lower end of the drain pipe which protruded elongate downward, it is in a state before assembling to the internal combustion engine. It may easily collide with parts, and the check valve may be damaged or fall out of the oil discharge hole.
本発明は、内燃機関のブローバイガスからオイルミストを分離し、分離後のガスを吸気系へ供給するとともに、分離したオイルをドレインパイプを通して内燃機関の内部へ排出するオイルミストセパレータのオイルドレイン構造において、
上記ドレインパイプの下端にオイル排出孔が該ドレインパイプの軸方向に沿って貫通形成されるとともに、このオイル排出孔を開閉する逆止弁を有し、
この逆止弁は、
上記オイル排出孔の下方に位置し、該オイル排出孔を下面側から開閉する弁体と、
上記ドレインパイプ内にオリフィスとなる微小間隙を介して嵌合し、かつ上記ドレインパイプの軸方向に移動可能な弁頭部と、
上記オイル排出孔を貫通して延び、上記弁体と上記弁頭部とを連結した軸部と、
を備えてなり、
さらに、上記ドレインパイプの下端に、上記弁体の移動空間の外周を囲むガイド部材が設けられている。
The present invention relates to an oil drain structure of an oil mist separator that separates oil mist from blow-by gas of an internal combustion engine, supplies the separated gas to an intake system, and discharges the separated oil into the internal combustion engine through a drain pipe. ,
An oil discharge hole is formed at the lower end of the drain pipe along the axial direction of the drain pipe, and has a check valve for opening and closing the oil discharge hole,
This check valve
A valve body located below the oil discharge hole and opening and closing the oil discharge hole from the lower surface side;
A valve head that is fitted in the drain pipe through a micro gap serving as an orifice and is movable in the axial direction of the drain pipe;
A shaft portion extending through the oil discharge hole and connecting the valve body and the valve head;
With
Furthermore, a guide member is provided at the lower end of the drain pipe to surround the outer periphery of the moving space of the valve body.
好ましい一つの態様では、オリフィスとなる微小間隙が安定的に得られるように、上記弁頭部が球形をなしており、オイル排出孔上端の着座部に揺動可能に着座する。 In a preferred embodiment, the valve head has a spherical shape so that a minute gap serving as an orifice can be stably obtained, and sits swingably on a seat at the upper end of the oil discharge hole.
本発明の逆止弁においては、例えば、弁体がオイル排出孔の下端開口よりも下方に離間してオイル排出孔が開いている状態で、機関運転中の吸気系の負圧がオイルミストセパレータ内に作用すると、ドレインパイプ内にオリフィスとなる微小間隙を介して配置された弁頭部が吸気負圧により上方へ吸引されるために、逆止弁が上昇つまり閉弁方向へ移動し、弁体によってオイル排出孔が閉塞される。一方、この閉弁状態でドレインパイプ内にオイルが溜まり、その油面高さが上昇してくると、オイルの重力が逆止弁に下向きに作用し、いずれ逆止弁が下方へ移動して弁体がオイル排出孔を開放する。これにより、ドレインパイプ内のオイルが排出される。そして、オイルの排出後は、再び吸気負圧によって逆止弁が閉作動する。従って、内燃機関の運転中は、逆止弁が閉じた状態でオイルが適当量まで溜まっては逆止弁が開いてオイルが排出される、という動作を繰り返す形となり、ドレインパイプ内にオイルが過度に溜まることなく、ブローバイガスの流入が抑制される。 In the check valve of the present invention, for example, the negative pressure of the intake system during operation of the engine is reduced by the oil mist separator while the valve body is spaced below the lower end opening of the oil discharge hole and the oil discharge hole is open. As the valve head located in the drain pipe through a minute gap that is an orifice is sucked upward by the negative intake pressure, the check valve rises, that is, moves in the valve closing direction. The body closes the oil discharge hole. On the other hand, when oil accumulates in the drain pipe in this closed state and the oil level rises, the gravity of the oil acts downward on the check valve and eventually the check valve moves downward. The valve body opens the oil discharge hole. Thereby, the oil in the drain pipe is discharged. After the oil is discharged, the check valve is closed again by the intake negative pressure. Therefore, during the operation of the internal combustion engine, the operation is repeated such that when the check valve is closed and a sufficient amount of oil is accumulated, the check valve is opened and the oil is discharged. Inflow of blow-by gas is suppressed without accumulating excessively.
そして、本発明では、上下に移動する弁体の移動空間の外周をガイド部材が囲っている。従って、逆止弁の過度の傾きが制限され、運転中の逆止弁の姿勢が安定したものとなる。 And in this invention, the guide member surrounds the outer periphery of the movement space of the valve body which moves up and down. Therefore, the excessive inclination of the check valve is limited, and the posture of the check valve during operation becomes stable.
また、ガイド部材によって弁体が囲まれているので、逆止弁が外部との接触から保護され、内燃機関に組み付ける前の逆止弁の破損や脱落が回避される。 Further, since the valve body is surrounded by the guide member, the check valve is protected from contact with the outside, and the check valve is prevented from being damaged or dropped before being assembled to the internal combustion engine.
好ましい一つの態様では、上記ガイド部材は、上記弁体の径よりも大きな内径を有する円筒形をなしている。このような円筒形のガイド部材に、さらに上下方向に沿って延びた複数のスリットを設けるようにしてもよい。 In a preferred embodiment, the guide member has a cylindrical shape having an inner diameter larger than the diameter of the valve body. Such a cylindrical guide member may be further provided with a plurality of slits extending in the vertical direction.
また好ましい他の一つの態様では、上記ガイド部材は、上下方向に沿って延びた複数の棒状部材からなり、これらの棒状部材が上記移動空間の外周を囲むように配置されている。 In another preferred embodiment, the guide member is composed of a plurality of bar-shaped members extending in the vertical direction, and these bar-shaped members are arranged so as to surround the outer periphery of the moving space.
この発明によれば、ドレインパイプ内でのブローバイガスの流れおよびオイルの自重によって開閉動作を繰り返す逆止弁の姿勢が安定したものとなり、内燃機関の振動や車両走行中の加速度などに対し、所期の特性をより安定的に得ることができる。 According to this invention, the posture of the check valve that repeats opening and closing operations by the flow of blow-by gas in the drain pipe and the dead weight of the oil becomes stable. The characteristics of the period can be obtained more stably.
また、内燃機関に組み付ける前の段階で逆止弁を破損等から保護することができる。 Further, the check valve can be protected from damage or the like before being assembled to the internal combustion engine.
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図1に示すように、オイルミストセパレータ1は、内燃機関のシリンダヘッドの上面を覆うように取り付けられるシリンダヘッドカバーの内部に設けられており、クランク室からブローバイガスが導入されるガス導入部2と、導入されたブローバイガスからオイルミストを分離するオイルミスト分離部3と、オイルミスト分離後のガスを吸気系へ供給するガス出口部4と、分離されたオイルを内燃機関のシリンダヘッドの内部へ排出するドレインパイプ5と、を備えている。オイルミスト分離部3では、例えばブローバイガスを衝突板に衝突させることにより気液分離が行われる。ドレインパイプ5は、車両搭載状態でオイルミストセパレータ1の下壁部より概ね鉛直下方へ延びており、その下端がシリンダヘッドの内部に開放し、オイルミストセパレータ1内のオイルをシリンダヘッド内へ滴下するように構成されている。そして、このドレインパイプ5の下端部に逆止弁10が取り付けられている。ドレインパイプ5は、本発明の要部である円筒状のガイド部材21を一体に備えている。これらのドレインパイプ5、逆止弁10およびガイド部材21を主体として、オイルドレイン構造が構成されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the oil mist separator 1 is provided inside a cylinder head cover that is attached so as to cover the upper surface of the cylinder head of the internal combustion engine, and includes a gas introduction unit 2 that introduces blow-by gas from the crank chamber. , An oil mist separation part 3 for separating the oil mist from the introduced blow-by gas, a
図2および図3は、オイルドレイン構造の第1実施例を示している。ドレインパイプ5は、合成樹脂材料によりオイルミストセパレータ1の少なくとも一部と一体的に形成されるもので、オイルミストセパレータ1の底壁部から下方へ延びる円筒状の筒部6を主体としている。このドレインパイプ5の下端部内側には、下向きに凸な略円錐状の面をなす着座部7が設けられており、この着座部7の中央に、筒部6内径よりも小径のオイル排出孔8がドレインパイプ5の軸方向に沿って貫通形成されている。
2 and 3 show a first embodiment of the oil drain structure. The
また、オイル排出孔8の周囲に位置する上記の着座部7には、径方向に延びる3本の補助オイル排出通路9が周方向に等間隔に形成されている。各補助オイル排出通路9は、径方向に延在するスリット状に形成されており、従って、着座部7は実質的に3つの円弧状部分に分割されている(図3参照)。そのため、後述する逆止弁10の弁頭部12が着座部7に着座している状態においても、ドレインパイプ5内に溜まったオイルが補助オイル排出通路9を通してオイル排出孔8から排出可能である。
In addition, three auxiliary
逆止弁10は、ドレインパイプ5のオイル排出孔8よりも下方に配置された三角錐形の弁体11と、ドレインパイプ5の筒部6内にオリフィスとなる微小間隙14を隔てて嵌合した弁頭部12と、両者を一体的に連結する棒状をなす軸部13と、から構成されている。筒部6内に収容された上記弁頭部12は、上記微小間隙14の存在によりドレインパイプ5の軸方向に移動可能であり、かつ軸部13は、オイル排出孔8よりも小径であって、同様に、ドレインパイプ5の軸方向に移動可能な状態でオイル排出孔8を貫通している。従って、逆止弁10は、全体として、ドレインパイプ5の軸方向つまり上下方向に所定量移動可能である。逆止弁10の下端に位置する弁体11は、逆止弁10が最も上方に位置するときに、オイル排出孔8の下端開口を閉塞し、逆止弁10が下降した位置では、オイル排出孔8を開放する。
The
弁頭部12は、所定半径の球形をなす。詳しくは、弁頭部12の半径は筒部6内周面の半径よりも微小間隙14の分だけ短い。このように弁頭部12が球形をなすことから、逆止弁10が傾いても微小間隙14の大きさは変化しない。弁頭部12は、図2に示すように、逆止弁10が最も下方に位置する開弁状態のときに、オイル排出孔8の上端周縁に設けられた着座部7に着座する。弁頭部12は球形であるので、逆止弁10は、弁頭部12が着座した状態においても揺動可能となっている。この開弁状態では、ドレインパイプ5内に溜まったオイルが、弁頭部12と筒部6との間の微小間隙14および補助オイル排出通路9を経由して下方の機関内部へと排出される。なお、上記筒部6の内周面は、少なくとも上記弁頭部12が移動する範囲においては一定通路断面の単純な円筒形に構成されている。
The
弁体11は、逆止弁10が最も上方に位置するときにオイル排出孔8の下端開口を閉塞する平坦なシール面11aと、下面側の適宜な角度の円錐面11bと、からなる三角錐形をなす。
The
本実施例では、逆止弁10は、弁体11、弁頭部12および軸部13の三者がゴム材料を用いて一体に成形されている。この逆止弁10は、ゴムの弾性変形を利用してオイル排出孔8に組み付けられる。例えば、筒部6の内側に上方から逆止弁10を挿入し、かつ空気圧を用いて圧力差を与えることで、三角錐形の弁体11が弾性変形しつつオイル排出孔8を通過する。従って、筒部6先端部を半割構造としたり、弁体11と弁頭部12とを軸部13の挿入後に一体に接合するなどの複雑な工程は不要である。
In the present embodiment, the
上記の逆止弁10は、シリンダヘッドの内部空間からオイル排出孔8を通してオイルミストセパレータ1内に流入しようとするブローバイガスの流れと、ドレインパイプ5内に溜まるオイルの自重と、の関係によって開閉動作を繰り返す。これにより、オイル排出孔8を通したブローバイガスの流入やオイルの逆流を阻止しつつ、ドレインパイプ5内に溜まったオイルを確実にシリンダヘッド内に排出することができる。
The
一方、逆止弁10を保護ならびにガイドするガイド部材21が、ドレインパイプ5の下端からさらに下方に延びるように設けられている。この第1実施例においては、ガイド部材21は、ドレインパイプ5と一体に合成樹脂材料にて成形されているとともに、ドレインパイプ5の外径と等しい外径を有する単純な円筒形をなしており、従って、外観上は、ドレインパイプ5とガイド部材21とが1本の連続した円筒形状をなしている。
On the other hand, a
図2に示すように、逆止弁10が下端位置にあるときに、弁体11の下端頂点よりも下方までガイド部材21は延びている。つまり、逆止弁10の上下移動に伴う弁体11の移動空間の全長に亘って該移動空間の外周を囲むように、円筒状のガイド部材21が設けられている。ガイド部材21の内周面21aは、単純な円筒面をなしており、弁体11外周縁との間に適宜な間隙22が生じるように、弁体11の径よりも僅かに大きな内径を有している。ここで、ガイド部材21における間隙22は、弁頭部12と筒部6内周面との間の微小間隙14より大きく設定されており、間隙22を通過するブローバイガスの流れによる特性変化ができるだけ生じないようにしている。また逆に間隙22が過度に大きいと、それだけ逆止弁10の姿勢変化が許容されてしまうので、逆止弁10が最大限に傾いても軸部13がオイル排出孔8の開口縁に接触することがない程度に、間隙22の大きさを設定することが望ましい。
As shown in FIG. 2, when the
このようにガイド部材21を備えたオイルドレイン構造によれば、内燃機関の振動や車両走行中の加速度などによって逆止弁10が傾こうとしたときに、弁体11がガイド部材21の内周面21aに接触するので、逆止弁10の傾きが制限される。従って、開閉動作を繰り返す逆止弁10の姿勢が安定したものとなり、例えば軸部13がオイル排出孔8の開口縁に引っ掛かって一時的に動作不良となるようなことがない。
According to the oil drain structure provided with the
また、合成樹脂製の剛性を有するガイド部材21によって逆止弁10が囲まれているため、逆止弁10が外部に露出することなく保護される。例えば、オイルミストセパレータ1を備えたシリンダヘッドカバーを部品状態で搬送する際やシリンダヘッドに取り付ける際などに、逆止弁10が他部品と衝突して破損したり、オイル排出孔8から脱落してしまうことがない。
Further, since the
次に、図4および図5は、本発明のオイルドレイン構造の第2実施例を示している。この実施例のガイド部材21は、第1実施例のガイド部材21と同様の円筒形の基本形状を有しているが、さらに、上下方向に沿って延びた複数のスリット23を備えている。このスリット23は、筒部6ならびにガイド部材21の中心軸線と平行に延びた直線状をなし、かつガイド部材21の下端に達している。
Next, FIGS. 4 and 5 show a second embodiment of the oil drain structure of the present invention. The
このような構成によれば、第1実施例と同様にガイド部材21によって逆止弁10に対するガイド機能ならびに保護機能が得られるが、特に、弁体11とオイル排出孔8との間に生じる空間がスリット23を介して外部に開放されているため、スリット23を通してブローバイガスやオイルが流れることができる。従って、例えばブローバイガスの流れによるガイド部材21内での弁体11上下の圧力差の発生などが抑制され、逆止弁10の所期の作動特性を損なうことがない。
According to such a configuration, a guide function and a protection function for the
次に、図6および図7は、本発明のオイルドレイン構造の第3実施例を示している。この実施例のガイド部材21は、上下方向に沿って延びた複数(例えば6本)の棒状部材25から構成されている。これらの棒状部材25は、例えばドレインパイプ5と一体に成形された合成樹脂製のものであって、各々、断面円形の細長い棒状をなし、ドレインパイプ5の下端から該ドレインパイプ5の中心軸線と平行に延びており、その下端は、逆止弁10が下端位置にあるときの弁体11の下端頂点よりも下方に達している。そして、複数の棒状部材25は、図7に示すように、弁体11の外側を囲む円に沿って配置されており、全体として、弁体11の移動空間の外周を囲んでいる。
Next, FIGS. 6 and 7 show a third embodiment of the oil drain structure of the present invention. The
この第3実施例においても、第1実施例や第2実施例と同様に、ガイド部材21によって逆止弁10のガイドおよび保護がなされる。特に、この実施例では、第2実施例と同じく、ガイド部材21の内側が閉空間とならないので、逆止弁10の作動特性に影響を与えることがない。
In the third embodiment, the
なお、棒状部材25の本数は、図示の実施例に限定されるものではなく、弁体11の位置の規制ならびに外部との衝突からの保護が図れる範囲であれば、その本数は任意である。また、断面が非円形の棒状部材25であってもよい。
The number of the rod-
次に、図8は、本発明のオイルドレイン構造の第4実施例を示している。この実施例は、第1〜第3実施例に比較してより大型のオイルドレイン構造に適した構成であり、逆止弁10の弁頭部12が、オイル中で浮子として機能するように、合成樹脂材料にて中空形状に形成されている。従って、ドレインパイプ5中にオイルが溜まると、浮力により逆止弁10を上方へ付勢する力が発生し、オイルが所定レベルに達するまで、より確実に閉弁状態を保つように作用する。
Next, FIG. 8 shows a fourth embodiment of the oil drain structure of the present invention. This embodiment is a configuration suitable for a larger oil drain structure compared to the first to third embodiments, and the
なお、この実施例では、弁体11および軸部13も合成樹脂製であり、弁体11は単純な円板状をなしている。着座部7は、4つの円弧状部分に分割されている。
In this embodiment, the
弁体11の移動空間の外周を囲むガイド部材21は、第2実施例と同様の構成であり、円筒形の基本形状を有し、かつ上下方向に沿って延びた複数のスリット23を備えている。なお、このガイド部材21は、やはりドレインパイプ5と一体に成形されている。
The
5…ドレインパイプ
6…筒部
7…着座部
8…オイル排出孔
10…逆止弁
11…弁体
12…弁頭部
13…軸部
21…ガイド部材
23…スリット
DESCRIPTION OF
Claims (5)
上記ドレインパイプの下端にオイル排出孔が該ドレインパイプの軸方向に沿って貫通形成されるとともに、このオイル排出孔を開閉する逆止弁を有し、
この逆止弁は、
上記オイル排出孔の下方に位置し、該オイル排出孔を下面側から開閉する弁体と、
上記ドレインパイプ内にオリフィスとなる微小間隙を介して嵌合し、かつ上記ドレインパイプの軸方向に移動可能な弁頭部と、
上記オイル排出孔を貫通して延び、上記弁体と上記弁頭部とを連結した軸部と、
を備えてなり、
さらに、上記ドレインパイプの下端に、上記弁体の移動空間の外周を囲むガイド部材が設けられている、ことを特徴とするオイルミストセパレータのオイルドレイン構造。 In the oil drain structure of the oil mist separator that separates the oil mist from the blow-by gas of the internal combustion engine, supplies the separated gas to the intake system, and discharges the separated oil into the internal combustion engine through the drain pipe,
An oil discharge hole is formed at the lower end of the drain pipe along the axial direction of the drain pipe, and has a check valve for opening and closing the oil discharge hole,
This check valve
A valve body located below the oil discharge hole and opening and closing the oil discharge hole from the lower surface side;
A valve head that is fitted in the drain pipe through a micro gap serving as an orifice and is movable in the axial direction of the drain pipe;
A shaft portion extending through the oil discharge hole and connecting the valve body and the valve head;
With
An oil drain structure for an oil mist separator, wherein a guide member is provided at the lower end of the drain pipe to surround the outer periphery of the moving space of the valve body.
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