分段式排气歧管气体密封装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种分段式排气歧管气体密封装置。本发明专利技术公开了一种用于防止发动机系统的分段式歧管中排气气体的泄漏的系统和方法。在一方面，组件包括第一歧管、法兰、具有凹入部分的第一支架和第二支架，该凹入部分配置为容纳压缩环以传递密封力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发动机排气系统中的密封装置，更具体而言，涉及一种用于分段式排气歧管组件的密封装置。
技术介绍
内燃发动机可具有用于将燃烧产物排出发动机燃烧室的排气歧管。而组成排气气体的这些燃烧产物被排出到周围环境中。在某些情况下，发动机的排气歧管可成型为单个整体，其特征是与各自缸相互连接的多个排气入口与相应的燃烧室流体连通。分段式排气歧管组件在燃烧发动机系统也是常见的。这些歧管组件包括多个独立的歧管节段，每个节段通常连接到内燃发动机的关联的缸，以接收来自那里的燃烧产物。歧管节段可通过延伸贯穿相邻歧管节段的法兰的滑配接头和/或螺栓接合。歧管节段可配置为适应各个节段之间的距离变化，以能够允许在内燃发动机运行与停止期间的热膨胀与收缩。可出现在使用分段式歧管组件的内燃发动机中的一个问题在于，在两个法兰之间或在滑配接头的凸凹歧管部分之间的螺栓连接和通常为平面的表面不能提供有效的密封，从而排气气体能从歧管组件中泄漏。垫圈或密封剂也可用于在排气连接器与歧管节段之间的法兰连接。用于热膨胀补偿的传统技术也涉及使用密封圈。例如，为了补偿分段式排气歧管中在内燃发动机运行期间的热膨胀和运行结束后的热收缩，密封装置可与法兰连接结合使用。再来，不论使用法兰还是滑配接头连接，传统的分段式排气歧管组件都可发生泄漏。例如由于发动机的高温和强运动环境，现有技术的密封圈随时间流逝会趋于疲劳和泄漏。美国专利No.4,641,861提出了一种密封装置，其具有柔性接头，尤其适用于所公开的发动机排气系统的管道。该专利公开了如下内容，锁紧环被布置在第一管道的扩口端部上，止动法兰和可滑动锁紧法兰都位于第二管道上，在止动法兰和可滑动锁紧法兰之间布置有波形弹簧。通过第一管道扩口端部中的密封座对具有球形表面的密封圈进行定位。相应地在锁紧环和锁紧法兰上提供有卡口式联接部件，从而通过克服波形弹簧的阻力将锁紧环和锁紧法兰压紧在一起并且将它们相对彼此旋转以接合卡口联接部件来组装接头。但是，所建立的有效密封在接合独立管道的连接处仍承受泄漏。本专利技术重点解决现有技术的这些和其他不足之处。
技术实现思路
在一方面，组件包括：第一歧管节段，其具有在该第一歧管节段中形成的第一流体通道并且具有布置在第一歧管节段的第一端部处的法兰；第一支架，其布置成与法兰相邻，第一支架限定至少第一内表面的一部分；第一凹入部分，其布置成与第一支架相邻；第二歧管节段，其具有在该第二歧管节段中形成的第二流体通道，第二歧管节段布置成第一内表面相邻；和压缩环，其布置成与第一凹入部分相邻。在一方面，第一歧管节段具有在该第一歧管节段中形成的第一流体通道并且具有布置在第一歧管节段的第一端部处的法兰；第一支架，其联接到法兰，其中，第一支架限定至少第一凹处的一部分和第二凹处的一部分；第一压缩环，其布置成与第一凹处相邻；第二压缩环，其布置成与第二凹处相邻，其中，第二压缩环具有凹形曲面或凹形多边形横截面，其中，内角朝向第一压缩环取向；以及第二歧管节段，其具有在该第二歧管节段中形成的第二流体通道，第二歧管布置成与第一支架的内表面相邻，其中，第一压缩环和第二压缩环提供在第二歧管与第一支架之间的密封接合。在一方面，第一歧管节段具有在该第一歧管节段中形成的第一
流体通道并且具有布置在第一歧管节段的第一端部处的法兰；第一支架联接到法兰；第一凹入部分在第一支架的第一端部中形成；弹簧元件布置成与第一凹入部分相邻；压缩环布置成与弹簧元件相邻；以及第二歧管节段具有在该第二歧管节段中形成的第二流体通道，第二歧管布置成与第一支架的内表面相邻，其中，弹簧偏置压缩环，以提供在第二歧管节段与第一支架之间的密封接合。附图说明图1示出了具有根据本专利技术的方方面面的分段式排气歧管组件的内燃发动机的示意图。图2示出了根据本专利技术的方方面面的分段式排气歧管组件的一部分的示意图。图3示出了根据本专利技术的方方面面的图2的分段式排气歧管组件的横剖视图。图4示出了根据本专利技术的方方面面的第一压缩环的分解图。图5示出了根据本专利技术的方方面面的分段式排气歧管组件的横剖视图。图6示出了根据本专利技术的方方面面的分段式排气歧管组件的横剖视图。图7示出了根据本专利技术的方方面面的分段式排气歧管组件的横剖视图。具体实施方式本专利技术针对改进一种滑动配合接头。在本专利技术的一个方面中，用于分段式排气歧管的滑动配合组件可配置为传递径向力和轴向力以密封连接的歧管节段，以防止歧管组件中的排气泄漏。在接下来进一步详细描述的一些实施例中，上述方案可通过将压缩环和凹入部分并入联接到歧管节段法兰的一个或多个支架来实现。图1示出了内燃发动机100，其具有排气歧管组件102。排气歧
管组件102包括多个歧管节段104，例如，彼此流体连通的第一歧管节段104A和第二歧管节段104B。如图1中所示，每个歧管节段104可与内燃发动机100的相应的燃烧气缸106流体连通。燃烧气缸106可形成气缸组108，歧管节段104从气缸组接收排气气体燃烧产物。歧管节段104和气缸组108可经由排气道(未示出)流体连通。如所示出的那样，气缸盖110可固定在发动机100上，与燃烧气缸106的气缸组108相邻。作为示意性的实例，随着燃烧发动机100中建立压力并且温度上升，泄漏可发生在歧管节段104之间，此处传统的滑动配合接头不可提供充分的密封。本专利技术涉及滑动配合组件112，其配置为使排气气体从排气歧管组件102的连接的歧管节段104中的这种渗漏最小化和/或防止排气气体从此处渗漏。参考图2，滑动配合组件112流体连接两个歧管节段、例如104A和104B并且可包括法兰214、第一支架216和第二支架218。在一方面，法兰214可布置在第一歧管节段104A的第一端部222处。第一支架216可通过一个或多个联接机构220(例如螺栓和螺母机构)与第一歧管节段104A的法兰214联接。第一支架216可与法兰214间隔，例如使得第二支架218可布置在第一支架216与第一歧管节段104A的法兰214之间。因而，联接机构220可使第一支架216和第二支架218都与法兰214联接，为此第二支架218位于第一支架216与法兰214之间并且第二支架218承受由联接机构220和第一支架216提供的压缩力。参考图3，第一支架216和第二支架218可包括通孔并且可共同限定沿着第一支架216和第二支架218中的每个的内周面的第一内表面332。作为实例，第一内表面332可被设置尺寸，以具有能够容纳歧管节段104之一(例如第二歧管节段104B)的至少一部分的直径。因而，第一支架216和第二支架218可容纳第二歧管节段104B并且使第一歧管节段104A的流体通道324能够与第二歧管节段104B的流体通道338流体连通。在某些方面，第二歧管节段104B可具有第一端部336，该第一端部布置成大体上与第一内表面332呈90度(°)角。如此处所使用的，术语“大体上呈90度角”可表示相对第一内表面332法线测出的角度偏差小于或等于10％。当第二歧管节段104B布置成与第一内表面332相邻时，间隙334可限定在第一端部336与法兰214之间。在某些方面，第一歧管节段104A、第二歧管节段104B、第一支架216和第二支架218可由相同材料或者具有相同或相似的热学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合排气歧管组件，包括：第一歧管节段，其具有在该第一歧管节段中形成的第一流体通道并且具有布置在所述第一歧管节段的第一端部处的法兰；第一支架，其联接到所述法兰，其中，所述第一支架限定至少第一凹处的一部分和第二凹处的一部分；第一压缩环，其布置成与所述第一凹处相邻；第二压缩环，其布置成与所述第二凹处相邻，其中，所述第二压缩环具有凹形曲面或凹形多边形横截面，其中，内角朝向所述第一压缩环取向；以及第二歧管节段，其具有在该第二歧管节段中形成的第二流体通道，所述第二歧管布置成与所述第一支架的内表面相邻，其中，所述第一压缩环和所述第二压缩环提供在所述第二歧管与所述第一支架之间的密封接合。

【技术特征摘要】
2015.05.28 US 14/723,8221.一种组合排气歧管组件，包括：第一歧管节段，其具有在该第一歧管节段中形成的第一流体通道并且具有布置在所述第一歧管节段的第一端部处的法兰；第一支架，其联接到所述法兰，其中，所述第一支架限定至少第一凹处的一部分和第二凹处的一部分；第一压缩环，其布置成与所述第一凹处相邻；第二压缩环，其布置成与所述第二凹处相邻，其中，所述第二压缩环具有凹形曲面或凹形多边形横截面，其中，内角朝向所述第一压缩环取向；以及第二歧管节段，其具有在该第二歧管节段中形成的第二流体通道，所述第二歧管布置成与所述第一支架的内表面相邻，其中，所述第一压缩环和所述第二压缩环提供在所述第二歧管与所述第一支架之间的密封接合。2.根据权利要求1所述的组合排气歧管组件，还包括布置在所述第一支架与所述法兰之间的第二支架，其中，所述第二歧管节段布置成与所述第二支架的内表面相邻。3.根据权利要求2所述的组合排气歧管组件，其中，所述第二支架限定至少所述第一凹处的一部分。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·琼斯，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：美国;US