CN102224367A - 具有泄压能力的热旁通阀 - Google Patents

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Abstract

一种用于热交换器回路的旁通阀，该热交换器回路包括冷却器(12)，所述旁通阀包括阀室(48)和用于使流体流入和流出该阀室的端口。热敏致动器(64)安装在阀室内并且可以根据流体温度影响的其主体温度而伸出或缩回。旁通阀座(154)连同旁通阀元件(62)一起设在阀套内，所述旁通阀元件可借助于致动器而移动成与阀座接合或与阀座脱离接合。泄压阀安装在该阀室内并且具有可在关闭和打开位置之间移动从而关闭或打开泄压端口的泄压阀元件(210)。该泄压阀元件被偏压向关闭位置。在该阀室的端部中积聚的过高压力使该泄压阀元件移向其打开位置。

Description

具有泄压能力的热旁通阀
技术领域
本发明涉及用于热交换器回路的旁通阀，在热交换器回路中存在用于热交换流体的冷却器或冷却器单元。
背景技术
例如在汽车工业中，热交换器被用来冷却或加热诸如机油或传动流体或油的某些流体。举例来说，在传动流体的情况下，被称作冷却器的热交换器被用来冷却传动流体。该热交换器通常远离传动装置设置，并且在正常工作状态下通过供给管道接收来自传动装置的热传动油，将其冷却并通过回流管道将其输送回传动装置。然而，当传动装置是凉的时，例如在起动状态下，即使有的话，传动油或流体是非常有粘性的并且不会容易地流过热交换器。在这种情况下，传动装置可能会缺油并且造成损坏或不稳定性能。如果回油的数量充足但是由于低环境温度而过度冷却，传动装置的累积性损坏也会出现。举例来说，在这种情况下，油中的水汽凝结(在高温下将会汽化)会积聚并造成腐蚀或油劣变。
为了克服低温流动缺乏问题，过去已经提议各种解决方案。一种方案是在热交换器供给管路和回流管路之间使用旁通通路，往往具有位于该旁路通路中的热致动旁通阀。旁通阀的示例示于Long制造有限公司的、于2001年7月3日公开的美国专利No.6,253,837中。使用热旁通阀来绕过冷却器可实现油或流体的快速加热，除了解决上述提及的问题还可以带来改进的燃料经济性。
Behr Thermot-tronik有限公司的、于1998年8月11日公开的美国专利No.5,791,557描述了提供旁通能力的另一种形式的恒温阀。这个阀包括阀套和可插入到该阀套中的、预先组装的结构单元。该结构单元包括带有复位弹簧的恒温工作元件和可移动阀元件。工作元件的轴环形成流入阀的阀滑块，在冷却状态下该阀滑块阻断进口和出口之间的流入连接。阀室的下部被用作可在回流方向通过旁通阀阻断的旁通管道。该旁通阀包括旁通阀座和旁通阀盘。阀座被模制成装配到阀套腔部中的保持部件。
在用于汽车传动装置的一种已知形式的旁通阀装置中，其中旁通阀通过位于阀室一端的出口和位于阀室相对端的进口与冷却器连接，热敏致动器或蜡马达(wax motor)设置在阀室内，使得其具有位于一个端部的第一端和设置在相对端部的第二端。活塞从致动器的第一端伸出并通过突出到匹配的凹部内而接合阀室的相邻端。阀座在阀室内设置成邻近致动器第二端并且这个阀座在旁通端口周围延伸，该旁通端口可通过被安装用于在致动器主体上滑动的环形阀环而关闭或打开。复位弹簧穿过旁通端口并与致动器主体的第二端接合，从而促使其远离阀座。
旁通阀的这种顺流布置的难点在于当过高压力积聚在包括致动器的阀室的一端时，未设置泄压装置。希望提供泄压能力以免旁通阀单元中的各部件的过度磨损或潜在故障，并且还帮助避免冷却器单元的早期磨损或故障。
发明内容
根据本发明的一个示例性实施例，提供一种用于热交换器回路的旁通阀设备，所述热交换器回路用于冷却热交换流体，所述旁通阀设备包括：旁通阀装置，该旁通阀装置具有：阀套，所述阀套形成有带有相对的第一端部和第二端部的阀室；第一端口，用于使热交换流体流入所述第二端部；第二端口，用于使热交换流体从所述第二端部流出到冷却器；第三端口，用于使热交换流体从所述第一端部流出；和第四端口，用于使所述热交换流体从所述冷却器流入所述第一端部。热敏致动器安装在所述阀室内并且适于根据在所述阀设备使用期间受热交换流体温度影响的所述热敏致动器的温度而伸出或缩回。所述致动器具有布置在所述第二端部中的第一端和朝向所述第一端部布置的第二端。旁通阀座设置在所述阀套中并且所述旁通阀元件安装在所述阀室内并能够通过所述致动器的伸出或缩回而移动，从而与所述阀座接合或脱离接合，从而打开或关闭用于使所述热交换流体从所述第二端部向所述第一端部流动的旁通端口。同时还设置有泄压阀机构，所述泄压阀机构安装在所述阀室内并具有能够在关闭位置和打开位置之间移动的至少一个泄压阀元件，在所述关闭位置，至少一个泄压端口关闭，而在所述打开位置，所述至少一个泄压端口打开。所述至少一个泄压阀元件被偏压向所述关闭位置。当在旁通阀使用期间在所述阀室的所述第二端部积聚过高压力时，所述第二端部中的所述热交换流体的压力使所述至少一个泄压阀元件移动到其打开位置，从而减小过高的压力。
在该阀设备的示例性变形方案中，所述致动器是蜡马达，所述蜡马达具有活塞和圆筒形本体，所述活塞接合所述阀室的一端，所述活塞滑动地安装于所述圆筒形本体中，所述活塞从所述圆筒形本体伸出。复位弹簧安装在所述阀室的相对端部并且具有在所述致动器的远离所述活塞设置的封闭端接合所述致动器的一个弹簧端。
在根据本发明的旁通阀的另一个示例性实施例中，提供一种用于热交换器回路的旁通阀，所述热交换器回路用于冷却热交换流体，所述旁通阀包括阀套，该阀套形成有阀室并具有分别用于将所述热交换流体供给到所述阀室和使所述热交换流体从所述阀室返回的第一端口和第二端口，以及分别用于将所述热交换流体供给到冷却器和使所述热交换流体从所述冷却器返回的第三端口和第四端口。该阀还具有热敏致动器，该热敏致动器被安装在所述阀室内并具有轴部和从所述致动器的第一端伸出的活塞。所述活塞适于根据所述轴部的温度而从所述第一端伸出或缩回到所述第一端，所述活塞延伸到在所述阀室的一端形成在所述阀套中的凹部中并由所述凹部保持，使得所述轴部能够响应于所述活塞的伸出或缩回而在所述阀室内移动。弹簧罩邻近所述致动器的远离所述第一端的第二端安装在所述阀室的旁通部分中。所述弹簧罩形成有具有旁通端口并形成有至少一个泄压端口的阀座，所述热交换流体能够通过所述旁通端口在所述阀的低温旁通状态下流动。存在至少一个端口关闭装置，其安装在罩中或罩上并适合在正常工作状态下关闭至少一个泄压端口。旁通阀元件安装在所述轴部上并能够通过所述致动器从第一位置移动到第二位置，在所述第一位置，所述旁通端口打开，而在所述第二位置，所述旁通端口由所述旁通阀元件关闭。复位弹簧安装在所述罩内并且具有在所述第二端接合所述致动器的一个弹簧端，以便偏压所述轴部远离所述阀座和所述旁通端口。当在所述旁通阀的使用期间在位于所述阀座的致动器侧的所述阀室内积聚过高压力时，所述至少一个端口关闭装置移动到打开位置并允许所述热交换流体流过所述至少一个泄压端口，从而减小压力积聚。
在该旁通阀的示例性变形方案中，所述弹簧罩包括彼此可拆卸地连接的第一罩部和第二罩部以及所述至少一个泄压端口，所述第一罩部形成有所述阀座，所述阀座是环形的、并围绕所述旁通端口延伸。
根据本发明的旁通阀的另一个示例性实施例，提供一种用于安装在传动装置和冷却单元之间的旁通阀，所述冷却单元用来冷却用于所述传动装置的传动流体，所述阀包括：阀套，所述阀套具有阀室、连接到所述阀室以将所述传动流体供给到所述传动装置和使所述传动流体从所述传动装置返回的第一孔构件以及连接到所述阀室以将所述传动流体供给到所述冷却单元和使所述传动流体从所述冷却单元返回的第二孔构件。所述阀具有热敏致动器，所述热敏致动器安装在所述阀室内，并包括具有相对的第一端和第二端的致动器主体以及从所述第一端伸出的活塞。所述活塞适于根据所述主体的温度而从所述第一端伸出或缩回到所述主体中。所述活塞适于并被设置为在所述阀室的一端接合所述阀套，使得所述主体能够响应于所述活塞的伸出或缩回而在所述阀室内沿直线移动。阀座元件位于所述阀室内，所述阀座元件邻近所述致动器的所述第二端，所述阀座元件形成旁通口，所述传动流体能够通过该旁通口在所述阀的低温旁通状态下沿第一方向流动。所述阀座元件还具有泄压端口装置，所述传动流体能够通过所述泄压端口装置在与所述第一方向相对的相反方向上流动。泄压阀机构安装在所述阀室内并能够在关闭位置和打开位置之间移动，在所述关闭位置中，所述泄压端口装置关闭，而在所述打开位置中，所述泄压端口装置打开。所述泄压阀机构被压向所述关闭位置。还设置有安装在阀室中并可通过致动器主体从旁通位置移动到阀座接合位置的旁通阀元件，在旁通位置，旁通口打开，在阀座接合位置，旁通口关闭。复位弹簧设置成偏压致动器至活塞缩回位置。该弹簧具有第一弹簧端和第二弹簧端，第一弹簧端接合致动器主体的第二端，第二弹簧端接合位于所述阀室内的支撑表面。当在旁通阀使用期间在包含所述致动器的所述阀室的一部分中积聚过高压力时，所述泄压阀机构移动到其打开位置，以允许所述传动流体流过所述泄压端口装置，从而减小压力积聚。
在该旁通阀的示例性变形方案中，泄压端口装置包括多个分布在阀座元件的环形顶部附近的泄压端口并且该泄压阀机构包括安装在环形顶部下方并通过螺旋形弹簧偏压的环形圈元件。
附图说明
现在将参考附图描述本发明的示例性实施例，自始至终相同的元件和特征用相同的附图标记表示，其中：
图1是根据本发明示例性实施例的旁通阀的部分截面正视图，显示了处于允许热交换流体绕过热交换器的处于打开位置的旁通阀；
图2是另一个部分截面正视图，显示该旁通阀处于其关闭位置；
图3是从上方看的旁通阀的等轴测视图，阀套以虚线表示，以便显示内部的阀组件；
图4是与图3类似的等轴测视图，但是增加了箭头用来表示热交换流体的流动方向；
图5是用于图1和图2所示的阀的旁通阀组件的正视图；
图6是图1所示的旁通阀的封盖的侧视图；
图7是图6所示的封盖的立体图；
图8是用于图1所示的旁通阀的环形圈的立体图；
图9是一等轴测视图，显示出用于图1所示旁通阀的旁通阀座和泄压组件的上端和一侧；
图10是用于图9所示组件的弹簧的等轴测视图；
图11是图9所示组件的俯视图；
图12是图9所示组件的截面视图，该视图沿图11中线XII-XII截取；
图13是仅用于图9所示组件的阀座元件的俯视图；
图14是一等轴测视图，显示出形成图9所示组件的底侧的弹簧座的顶侧；
图15是图14所示弹簧座元件的仰视图；
图16是一等轴测视图，显示出用于图9所示组件的环形圈元件的顶侧；
图17是图16所示的环形圈元件的俯视图；
图18是图16和17所示的环形圈元件的边视图；
图19是致动器、安装在其上的旁通阀元件和泄压阀机构的替换形式的示意性侧视图；
图20是图19所示挡板式泄压阀和弹簧罩的等轴测视图；
图21是与图19类似的示意性侧视图，但是显示了泄压阀组件和弹簧罩的其他形式；
图22是用于图21所示的阀组件的弹簧座元件的俯视图；和
图23是用于图21所示的弹簧笼形元件中的环形顶部构件或板的俯视图。
具体实施方式
参考图1和2，显示了总的以参考数字14表示的旁通阀的示例，该旁通阀可用在热交换器回路中，以控制到热交换器12的流体例如传动流体的流动，该热交换器与第一和第二管道28、32连接。如果热交换器12用来冷却传动流体或传动油，则该热交换器可以是标准结构的冷却器或冷却器单元。管道28、32连接到阀的出口端口50和进口端口56。这些端口还可被认为是连接到阀室48、用于将传动流体供给到热交换器12和使传动流体从热交换器返回的孔构件。管道34、36还连接到阀14中的端口52、58并且所述管道34、36可以连接到例如传动装置(未示出)的车辆构件上。因为四个管道28、32、34、36连接到阀上，阀14被称为四通旁通阀。
阀14具有在其中形成有阀室48的阀套46。形成在阀室内的是第一旁通端口54，环形端壁60在其周围延伸。阀室48可以是基本上圆筒形的并由圆筒形壁49限定。阀套46可由钢或另一种金属制成或者可选地由例如塑料材料的可模制材料制成，塑料材料可以是热塑性或热固性材料并且可以包括例如玻璃纤维或颗粒增强物的增强物。阀套可限定上述出口端口50和主进口端口或孔52。阀室48通过端口54形成在如下所述的弹簧罩150内并在图9单独示出旁通端口连通。端口50、52、56和58可以加工有如图所示的内螺纹，用于分别接纳管道28、34、32和36的螺纹端部。然而，管道和端口可以使用其他方法选择性地被连接，其他方法包括例如在管道周围模制端口。
环形端壁60面对阀室并为弹簧罩150提供支撑。旁通阀组件38位于阀套内并可操作地打开和关闭由弹簧罩形成的第二旁通端口152(参见图9、11和12)。阀组件38包括有时也被称为热力马达的热敏致动器64。在所示实施例中，该组件是活塞和气缸型装置，其中气缸体充满例如蜡的热敏材料，这些材料膨胀或收缩使致动器在通过热交换流体加热到预定温度时沿轴向延伸。
如图1至4所示，致动器64沿着阀室和端口54的中心轴线设置。致动器的气缸形成沿着阀室的中心轴线设置的中心轴部66。该轴部具有小于旁通端口152的直径的封闭底端。在图示实施例中为环形圈62的旁通阀元件在如图1所示的正常或″低温″位置滑动安装在轴部上并邻近其封闭端，即图示的底端设置。在图2所示的″高温″位置，旁通阀元件接合围绕端口152延伸的环形阀座154，从而关闭该阀口并防止任何旁通流进入阀室。
如图5所示，旁通阀组件包括复位弹簧70，其具有在在封闭端接合致动器的第一弹簧端(在此也被称为致动器第二端)使得偏压轴部远离阀座154。通过被设置在形成于封闭端部68中的槽(未示出)，使端部40可以被附接到致动器。复位弹簧具有相对的第二端，其接合由形成罩150的两个罩部分中的位于下方的罩部分形成的弹簧座158。弹簧70还用作防止环62在离开阀座时(如图1所示)从致动器的轴上滑落的限位器。
正如图5所示，致动器的主体包括环形突肩72并且过载弹簧(override spring)74安装在突肩和环62之间的主体上。弹簧74使该环推向或偏压向复位弹簧70，从而压向阀座154。
阀套46在一端具有开口81，并且阀组件38可通过该开口在旁通阀组装期间插入阀室内。在图6和7中更详细示出了封盖80插入到开口中以密封阀室并可被认为是阀套46的一部分。封盖80可由可模制的塑料材料制成并且可以包含例如玻璃纤维的增强物。在某些方案中封盖可由钢或其他金属制成。
致动器64具有从致动器第一端伸出的活塞76。该活塞附接于或装配在形成于盖中的轴向凹部78内。该活塞适合于根据受流体温度影响的轴部66的温度而从致动器的第一端伸出或缩回到致动器的第一端。可以理解，轴部可响应于活塞的伸出和缩回而在阀室内移动。由于活塞与被认为是阀室第一端的盖相接合，尤其是由于其与凹部上端相接合，活塞的向上运动受到限制。因此当致动器达到预定温度从而其沿轴向延伸时，迫使中心轴66向下经过旁通端口152压缩复位弹簧。突肩72随中心轴向下移动并挤压过载螺旋弹簧74，使得把旁通阀元件或环62向下压以接合阀座154。当阀室内的温度降到低于预定温度时，活塞缩回并且复位弹簧向上推动中心轴66，使阀元件62再次离开阀座154。这有效地同时打开上部旁通端口152，允许旁通流通过两个端口54和152。
正如图1和2清楚可见，出口端口50和主进口端口52沿着阀组件38的轴线方向相对彼此偏置。盖80在这两个端口之间限定了一部分流动路径，在图6中由箭头96部分地表示。盖包括通过一系列间隔开的叶片或支柱89连接在一起的上部气缸塞部分86和间隔开的盘状环形部分88。气缸塞部分86限定出外部圆筒形壁90，其尺寸设计为可装配到形成阀室的圆筒形通道和较大直径的头部92中。形成阀室的通道具有大直径的外端部，其中设有盖头部92。盖通过盖头部和围绕通道圆周形成的盖座94之间的接合而设置在圆筒形通道内。环形槽102形成在圆筒形壁90中以容纳O形密封圈204。
盖的环状部分88限定了中心开口或阀端口87。在图2图示的工作模式下，热交换流体从端口52流入并经过阀端口87和叶片89然后从端口50流出。致动器在轴部66的上端具有加大的圆筒形头部65。该头部具有上表面84，其可以与环状部分88的下表面82相配合以限制流体在低温操作状态下通过阀端口8的流动。因此如图1所示，上表面84可以接合盖的下表面以阻塞阀端口，而在图2所示的正常流动阶段不是这种情况。在某些示例性实施例中，盖80不包括下部88、支柱89或阀端口87。当阀套是塑料的时候，盖80可超声焊接到阀套的主要部分上以便密封开口81。
图1、2和4中示出了将盖保持在开口81中的另一种方式。具体地，C形夹160插入开口中以接合盖的顶部，该夹子保持在围绕开口形成的环形槽中。
分别在图8中图示的阀元件或环62可由例如塑料的合成材料制成。例如，对不同应用场合，合适的材料可以是聚酰胺4/6或聚酰胺66，但是合适的尼龙也是可以使用的。该环具有圆筒形内表面110，其限定出轴66通过的中心开口100。沿圆周向内延伸的弧刷(wiper)或肋112在中间绕表面110延伸，用于轴的滑动接合。在一个具体实施例中，肋112具有为环的厚度1/3到1/7之间的厚度。环的一个示例具有3mm的厚度，带有内径为8.43到8.48mm的中心开口100。弧刷的尺寸是经过选择的以便于环62在轴66的LMC-MMC(其中LMC指的是″最小实体条件″而MMC指的是″最大实体条件″)范围内使用，同时在环和轴之间提供防泄漏的非粘结性密封。
现在描述由图9至18图示的弹簧罩150的细节。弹簧罩安装在阀室48的旁通部分上，即邻近旁通端口54的部分上。弹簧罩包括分别在图14和15中图示的第一罩部分162和第二罩部分164。这两部分在图9和12所示的示例性实施例中是相互可拆卸连接的。第一部分162具有四条从阀座154向下延伸的腿(如图12所示)。这些腿166由弹性材料制成，使得可向外弯曲以与第二部分164附接。每条腿在其自由端都形成有内部倾斜的端部凸缘168，如图12所示。端部凸缘在170处具有便于第二部分164附接的、面向内并面向下的表面。腿以间隙172间隔开。每个间隙都是由相邻的腿的相对边缘173、174限定的。第一部分162具有形成阀座154的、大体上平的圆形顶部176。至少一个泄压端口形成在这个顶部中，并且在图示的罩150中有四个弧形泄压端口178。如果需要可以在顶部有更多端口或更少端口。图14和15所示的第二罩部分具有可形成有多个开口182的、平的底面180，热交换流体可通过这些开口流进旁通级。开口182由扁平轮辐184分开，在图示实施例中有六个轮辐。轮辐延伸到圆形中心轮毂186，如果需要该轮毂可形成有中心孔188。从部分164的顶表面向上延伸的是在192处形成有向外突出的凸缘的环形轮缘190。由于该凸缘上的倾斜外表面，轮缘190可被推成与腿或连接器166锁定接合，如图12所示。通过这种方式，两部分162、164连在一起形成一种笼形元件。
弹簧罩150出于泄压目的保持两个部件。首先其保持至少一个端口关闭装置，该装置可安装在罩中或罩上并在正常工作状态下用来关闭泄压端口178。环形圈元件形式的端口关闭装置的一种形式图示于图16至18中。这种环形端口关闭元件210可在罩150中移动并由此被导向。螺旋形弹簧212将关闭元件210偏压至端口关闭元件关闭泄压端口178的关闭位置。关闭位置图示于图12中。该端口关闭元件形成有多个端口插塞脊部214，其数目与泄压端口的数目相对应。在元件210的关闭位置，每个脊部都被接纳在相应的一个泄压端口中，以便以密封方式关闭泄压端口。为了使脊部正确对准，元件210还形成有四个径向突出的一体导向装置216。这些弧形导向装置具有与上述形成在腿之间的间隙172的宽度相当的长度。因此导向装置216的端部和腿的边缘173、174之间的接合使脊部214与其相应的释放端口正确对准。应当指出，在图3和4所示的弹簧罩中，腿166′明显比图9所示的腿窄。
图9和10所示的图示弹簧212是通过扁平碳钢螺旋金属丝218形成的。金属丝可以已知方式形成有如220处所示的均匀分布的波纹。借助于这种弹簧，可将弹簧力均匀地施加到端口关闭元件210的底侧。弹簧的底端224靠在由第二部分164形成的扁平弹簧座上。
可以看出的是，端口关闭元件210和弹簧212形成一种通过弹簧罩安装在阀室内并可在关闭位置和打开位置之间移动的泄压阀机构，在关闭位置，泄压端口178(被称为泄压端口装置)关闭，而在打开位置，该泄压端口打开，这种泄压阀机构通过弹簧212偏压向关闭位置。当在旁通阀14使用期间在包含致动器的阀室48部分中积聚过高压力时，泄压阀机构移动到其打开位置从而允许热交换流体，即传动流体流过泄压端口178，从而降低压力积聚。
需要指出，在阀的一个实施例中由弹簧罩的部分164形成的座为复位弹簧70以及弹簧212提供座。复位弹簧70穿过开口226伸出，从而其第二端或底部弹簧端与弹簧座158提供的支撑表面接合。然而，在图1和2所示的实施例中，复位弹簧的底端靠在阀室的端壁60上并由其支撑。在阀的这种方案中，除了由连接到腿166′的扁平环形成的环形内凸缘151之外，弹簧罩150的底端基本上是敞开的。
图19和20图示了用于旁通阀的泄压阀机构的替代结构。除了下文所述并图示于图19和20中的差异之外，这种替代旁通阀的结构可以与如上所述并图示于图1和2中的类似。此外，位于第一端或上端的复位弹簧70附接于致动器64的封闭端。该弹簧的第二端接合于形成阀室的端壁并在旁通端口54附近延伸的、朝向上方的支撑表面232。在这个实施例中相对狭小的端口或孔54通向源于传动装置、经过通道234的主进口端口并通过通道236通向冷却器的出口端口。过载弹簧74接合于旁通阀环62以便将该环偏压向复位弹簧和阀座238。
在这个实施例中，阀座238是由一体笼形元件240形成的，其具有基本上平的、环形顶部242。笼形元件240单独图示于图20中。复位弹簧70设置在如图所示的笼形元件中央并延伸通过中心孔244。在复位弹簧周围延伸的是挡板式阀弹簧246，该弹簧与复位弹簧同轴，但具有更大的直径。弹簧246可以是标准螺旋弹簧形式或者可以是如图10所示的那类螺旋弹簧。从顶部242向下延伸的是多个垂直于顶部的腿248。在图示的示例性实施例中，有四个这种围绕顶部圆周均匀分布的腿。每个腿都包括沿径向向内延伸的底部250，具有向上扭转的端部252。底部250为弹簧246的底端提供弹簧座，如图19所示。虽然图示了四个腿，可以有少于四个或多于四个的腿。弹簧246的上端接合抵靠并偏压至少一个端口关闭元件，该元件是至少一个由弹性弹簧材料、即弹簧钢制成的挡板式阀元件。每个元件254的内部都通过铆钉256或另一个合适的紧固件附接于顶部242的底部。如果在笼形元件顶部上方积聚过高的压力，每个泄压阀元件的一部分能够向下移动，从而允许流体或油流过相应的阀端口260。这种情况可能出现在中心孔244被致动器和旁通阀环62关闭时。
现在转向图21至23图示的替换阀结构，该替换旁通阀除了现在描述的差异之外以与图1至4图示所类似的方式构造。这个实施例也设置有包围复位弹簧70和螺旋型泄压阀弹簧272的弹簧笼形元件270。该弹簧笼形元件具有分别图示于图23中的顶部元件274，该顶部元件形成与旁通阀环62接合的旁通阀座。多个长形的连接件276连接到顶部元件274并从顶部元件274向下延伸。如果需要，连接件276的顶端部分可形成有缩小的直径，用于插入形成在顶部元件中的连接孔278中。该连接件可由形成在顶端部分上的螺纹连接或例如通过焊接永久附接。
平面弹簧座280安装在连接件的底端以便与顶部元件274间隔。连接件或隔离件276的缩小端可延伸到围绕弹簧座圆周分布的小孔282内。座280可通过几种不同连接方法中的任一种固定到连接件上，例如通过诸如小螺母284的螺纹紧固件。为了便于油或流体流过该弹簧座，设置至少几个开口286。
在图21的实施例中，弹簧272在其顶端接合一个环形泄压阀元件288。该元件可通过从其顶表面伸出的导向销290进行导向，这些销伸到形成在顶部元件274中的导向孔292内(见图23)。弧形泄压阀端口294可设在位于孔292之间的顶部元件中并且这些端口与在关闭位置密封这些端口的阀元件288对准并位于该阀元件上方。同时图示于图23中的是复位弹簧可以延伸通过的中央旁通孔296。在顶部元件274上方的阀室内积聚的过高压力将使泄压阀元件288克服弹簧272的阻力向下运动，从而打开泄压端口294。
具有顺流泄压功能的、根据本发明的旁通阀结构可被用在阀套的两孔阀结构或三孔阀结构中。在两孔阀结构中，阀室48设在具有较大直径的第一孔中，并且具有较小直径的第二孔由该阀室向下延伸。旁通流可由该阀室经过该较小的孔。在三孔结构中，复位弹簧70延伸通过第二孔，该孔具有比阀室48更小的直径。该结构具有从第二孔向下延伸的第三孔从而连接到通向传动装的主出口和来自冷却器的进口，并且第三孔比第二孔小。三个孔的设计局限是出于实际目的，第三个小孔的直径被限制为最大8mm。然而该阀结构的优势在于，由于复位弹簧不与从冷却器到传动装置的流体流干涉，因此获得低压降。上述弹簧罩或笼形元件的优势在于，可以使用两孔旁通阀结构同时仍然使复位弹簧的底端抬起，以便不影响流体从冷却器到传动装置的直接流动。因此利用弹簧罩，较小的第二孔的直径可以大于8mm。另外，与现有技术中的旁通阀相比，该结构在工作温度范围内提供了更一致的泄压值。
虽然已经在几个示例性实施例中具体图示和描述了本发明，例如具有提供顺流泄压功能的特别应用的实施例，可以理解，本发明未被限制为在此图示的细节，因为很清楚在未脱离本发明的实质和范围的情况下，本领域普通技术人员可对所公开的旁通阀的形式或细节及其操作进行各种省略、变形、代替和变化。例如，在不脱离本发明的本质和范围的情况下本领域普通技术人员可以容易地改变本发明以适应各种其它应用。

Claims (20)

1.一种用于热交换器回路的旁通阀，所述热交换器回路用于冷却热交换流体，所述旁通阀包括：
阀套(46)，该阀套形成有阀室(48)并具有分别用于将所述热交换流体供给到所述阀室和使所述热交换流体从所述阀室返回的第一端口和第二端口(52，58)，以及分别用于将所述热交换流体供给到冷却器(12)和使所述热交换流体从所述冷却器返回的第三端口和第四端口(50，56)；
热敏致动器(64)，该热敏致动器被安装在所述阀室内并具有轴部(66)和从所述致动器的第一端伸出的活塞(76)，所述活塞适于根据所述轴部的温度而从所述第一端伸出或缩回到所述第一端，所述活塞延伸到在所述阀室的一端形成在所述阀套中的凹部(78)中并由所述凹部保持，使得所述轴部能够响应于所述活塞的伸出或缩回而在所述阀室内移动；
弹簧罩(150)，该弹簧罩邻近所述致动器的远离所述第一端的第二端安装在所述阀室的旁通部分中，所述弹簧罩形成具有旁通端口的阀座(154)，所述热交换流体能够通过所述旁通端口在所述阀的低温旁通状态下流动；
旁通阀元件(62)，该旁通阀元件安装在所述轴部(66)上并能够通过所述致动器从第一位置移动到第二位置，在所述第一位置，所述旁通端口(152)打开，而在所述第二位置，所述旁通端口由所述旁通阀元件关闭；以及
复位弹簧，该复位弹簧安装在所述罩内并且具有第一复位弹簧端和第二复位弹簧端；
所述旁通阀的特征在于，所述弹簧罩(150)形成有至少一个泄压端口(178)，所述旁通阀包括至少一个端口关闭装置(210)，该至少一个端口关闭装置安装在所述罩中或所述罩上并适合在正常工作状态下关闭所述至少一个泄压端口，所述第一复位弹簧端在所述致动器的所述第二端接合所述致动器(64)以便偏压所述轴部(66)远离所述阀座(154)和所述旁通端口(152)，
其中，当在所述旁通阀的使用期间在位于所述阀座的致动器侧的所述阀室内积聚过高压力时，所述至少一个端口关闭装置(210)移动到打开位置并允许所述热交换流体流过所述至少一个泄压端口(178)，从而减小压力积聚。
2.根据权利要求1所述的旁通阀，其特征在于，所述弹簧罩(150)包括彼此可拆卸地连接的第一罩部和第二罩部(162，164)，所述第一罩部(162)形成有所述阀座(154)和所述至少一个泄压端口(178)，所述阀座是环形的、并围绕所述旁通端口延伸，并且所述第二罩部(164)形成用于作为所述至少一个端口关闭装置(210)的一部分的另一个弹簧的座。
3.根据权利要求1或2所述的旁通阀，其特征在于，过载弹簧(74)安装在所述致动器(64)上并将所述旁通阀元件(162)偏压向所述阀座和所述旁通端口。
4.根据权利要求1所述的旁通阀，其特征在于，所述至少一个端口关闭装置(210)包括能够在所述罩(150)内移动并由此被导向的环形端口关闭元件和将所述端口关闭元件偏压至关闭位置的弹簧(212)，在所述关闭位置中，所述端口关闭元件关闭所述至少一个泄压端口(178)。
5.根据权利要求4所述的旁通阀，其特征在于，存在围绕所述阀座(154)分布的多个所述至少一个泄压端口(178)，存在形成在所述端口关闭元件上的相应的、多个端口插塞脊部(214)，并且在所述端口关闭元件的关闭位置，所述脊部中的每个脊部均被接纳在所述泄压端口(178)中的相应一个泄压端口中，以便以密封方式关闭所述泄压端口。
6.根据权利要求1所述的旁通阀，其特征在于，所述至少一个端口关闭装置(210)是至少一个挡板式阀元件，该挡板式阀元件可移动地安装在所述罩中或所述罩上并由弹性弹簧材料制成，用来将所述至少一个挡板式阀元件偏压至关闭位置。
7.根据权利要求1所述的旁通阀，其特征在于，存在多个所述至少一个泄压端口(260)，所述至少一个端口关闭装置(210)包括安装在所述罩中的多个可移动端口关闭元件(254)，并且所述罩具有安装在其中并围绕所述复位弹簧(70)延伸的第二弹簧(246)，所述第二弹簧接合所述端口关闭元件(254)并将所述端口关闭元件偏压向关闭位置，在该关闭位置，所述多个泄压端口(260)被关闭。
8.根据权利要求7所述的旁通阀，其特征在于，所述弹簧罩(150)包括形成所述阀座的一体式笼形元件(240)，该一体式笼形元件具有基本上平的、环形的顶部(242)和形成在所述一体式笼形元件中的多个所述至少一个泄压端口(260)，并且具有从所述阀座向下延伸并垂直于该阀座的顶部的腿(248)，所述腿中的每个腿都包括沿径向向内延伸的底部(250)，所述第二弹簧(246)的底端由所述腿的底部支撑。
9.根据权利要求1所述的旁通阀，其特征在于，所述弹簧罩包括笼形元件(270)，该笼形元件具有形成所述阀座并提供多个所述至少一个泄压端口(294)的环形顶部元件(274)，具有从所述顶部元件向下延伸并与其刚性连接的多个连接件(276)，并且具有安装在所述连接件上并与所述顶部元件间隔开的平面形弹簧座(280)，所述复位弹簧(70)的一端接合所述弹簧座以被保持在所述罩内。
10.一种用于安装在传动装置和冷却单元之间的旁通阀，所述冷却单元用来冷却用于所述传动装置的传动流体，所述阀包括：
阀套(46)，所述阀套具有阀室(48)、连接到所述阀室以将所述传动流体供给到所述传动装置和使所述传动流体从所述传动装置返回的第一孔构件(52，58)以及连接到所述阀室以将所述传动流体供给到所述冷却单元(12)和使所述传动流体从所述冷却单元返回的第二孔构件(50，56)；
热敏致动器(64)，所述热敏致动器安装在所述阀室内，并包括具有相对的第一端和第二端的致动器主体(66)以及从所述第一端伸出的活塞(76)，所述活塞适于根据所述主体的温度而从所述第一端伸出或缩回到所述主体中，所述活塞适于并被设置为在所述阀室的一端接合所述阀套，使得所述主体能够响应于所述活塞的伸出或缩回而在所述阀室(48)内沿直线移动；
位于所述阀室内的阀座元件(150)，所述阀座元件邻近所述致动器的所述第二端，所述阀座元件形成旁通口，所述传动流体能够通过该旁通口在所述阀的低温旁通状态下沿第一方向流动；
旁通阀元件(62)，所述旁通阀元件安装在所述阀室(48)内并且能够借助于所述致动器主体而从旁通位置移动到阀座接合位置，在所述旁通位置中，所述旁通口打开，而在所述阀座接合位置，所述旁通口关闭；
复位弹簧(70)，所述复位弹簧被安装在所述阀套(46)内并且具有第一复位弹簧端和第二复位弹簧端；
所述旁通阀的特征在于，所述阀座元件具有泄压端口装置(178)，所述传动流体能够通过所述泄压端口装置在与所述第一方向相对的相反方向上流动，泄压阀机构(210)安装在所述阀室内并能够在关闭位置和打开位置之间移动，在所述关闭位置中，所述泄压端口装置关闭，而在所述打开位置中，所述泄压端口装置打开，所述泄压阀机构被压向所述关闭位置，
其中，所述第一复位弹簧端接合所述致动器主体(66)的第二端，所述第二复位弹簧端接合位于所述阀室(48)内的支撑表面，所述复位弹簧将所述致动器偏压至活塞缩回位置，并且
当在旁通阀使用期间在包含所述致动器的所述阀室的一部分中积聚过高压力时，所述泄压阀机构移动到其打开位置，以允许所述传动流体流过所述泄压端口装置，从而减小压力积聚。
11.根据权利要求10所述的旁通阀，其特征在于，所述泄压端口装置包括分布在所述阀座元件的环形顶部(176)周围的多个泄压端口(178)，并且所述泄压阀机构包括安装在所述环形顶部下方的环形圈元件(210)和螺旋形弹簧(212)，所述螺旋形弹簧具有接合所述环形圈元件的顶端，以便将所述环形圈元件偏压至泄压端口关闭位置。
12.根据权利要求10所述的旁通阀，其特征在于，所述泄压阀机构(210)是至少一个挡板式阀元件，该挡板式阀元件可移动地安装在所述阀座元件(240)中或所述阀座元件上并由弹性弹簧材料制成，用来将所述至少一个挡板式阀元件偏压至关闭位置。
13.根据权利要求10所述的旁通阀，其特征在于，设有弹簧座元件和间隔开的连接腿(248)，所述弹簧座元件提供基本上平的弹簧座(238)，所述间隔开的连接腿在所述弹簧座和所述阀座元件之间延伸并连接所述弹簧座和所述阀座元件，所述弹簧座为所述复位弹簧(70)的第二弹簧端提供所述支撑表面，其中所述泄压阀机构包括围绕所述复位弹簧延伸并且还接合所述弹簧座的泄压弹簧(246)，并且所述泄压弹簧(246)将所述泄压阀机构偏压向所述关闭位置。
14.根据权利要求11所述的旁通阀，其特征在于，所述环形顶部(176)在其中央形成有所述旁通口(152)，并且至少多个连接腿(166)垂直于所述顶部延伸并与所述顶部一体地连接，所述旁通阀包括弹簧座元件(164)，该弹簧座元件连接到所述连接腿的自由端并为所述复位弹簧的第二端提供所述支撑表面，并且所述连接腿适于将所述环形圈元件(210)的运动引导向所述泄压端口关闭位置或远离所述泄压端口关闭位置。
15.一种用于热交换器回路的旁通阀设备，所述热交换器回路用于冷却热交换流体，所述旁通阀设备包括：
旁通阀装置，该旁通阀装置具有：阀套(46)，所述阀套形成有带有相对的第一端部和第二端部的阀室(48)；第一端口(52)，用于使热交换流体流入所述第二端部；第二端口(50)，用于使热交换流体从所述第二端部流出到冷却器；第三端口(58)，用于使热交换流体从所述第一端部流出；和第四端口(56)，用于使所述热交换流体从所述冷却器流入所述第一端部，热敏致动器(64)，该热敏致动器安装在所述阀室内并且适于根据在所述阀设备使用期间受热交换流体温度影响的所述热敏致动器的温度而伸出或缩回，所述致动器具有布置在所述第二端部中的第一端和朝向所述第一端部布置的第二端，旁通阀座(154)，所述旁通阀座设置在所述阀套中，以及旁通阀元件(62)，所述旁通阀元件安装在所述阀室内并能够通过所述致动器的伸出或缩回而移动，从而与所述阀座接合或脱离接合，从而打开或关闭用于使所述热交换流体从所述第二端部向所述第一端部流动的旁通端口(152)；
所述旁通阀设备的特征在于，设有泄压阀机构(210)，所述泄压阀机构安装在所述阀室内并具有能够在关闭位置和打开位置之间移动的至少一个泄压阀元件，在所述关闭位置，至少一个泄压端口(178)关闭，而在所述打开位置，所述至少一个泄压端口(178)打开，所述至少一个泄压阀元件被偏压向所述关闭位置，
其中，当在旁通阀使用期间在所述阀室的所述第二端部积聚过高压力时，所述第二端部中的所述热交换流体的压力使所述至少一个泄压阀元件移动到其打开位置，从而减小过高的压力。
16.根据权利要求15所述的旁通阀设备，其特征在于，所述致动器(64)是蜡马达，所述蜡马达具有活塞(76)和圆筒形本体，所述活塞接合所述阀室的一端，所述活塞滑动地安装于所述圆筒形本体中，所述活塞从所述圆筒形本体伸出，并且一复位弹簧(70)位于所述第一端部并且具有在所述致动器的远离所述活塞的封闭端接合所述致动器的一个弹簧端。
17.根据权利要求16所述的旁通阀装置，其特征在于，一弹簧罩(150)安装在所述阀室的所述第一端部中并且具有形成所述旁通阀座(154)的第一端和形成弹簧座(164)的第二端。
18.根据权利要求17所述的旁通阀设备，其特征在于，所述弹簧罩(150)的所述第一端还设有多个所述至少一个泄压端口(178)，并且所述至少一个泄压阀元件是安装在所述弹簧罩内并由此被导向的滑动阀环(210)。
19.根据权利要求15或16所述的旁通阀设备，其特征在于，一弹簧罩(240)安装在所述阀室的所述第一端部中，并具有形成所述旁通阀座(238)、所述旁通端口(244)和所述至少一个泄压端口(260)的环形第一端部，并且还具有连接到所述第一端并垂直于所述第一端延伸的腿(248，276)和附接于所述腿的远离所述环形第一端的端部的弹簧座装置(250，280)。
20.根据权利要求17所述的旁通阀设备，其特征在于，所述泄压阀机构(210)包括安装在所述弹簧罩中的泄压阀弹簧(212)，所述泄压阀弹簧围绕所述复位弹簧(70)延伸并与所述复位弹簧同轴，所述泄压阀弹簧(212)具有接合所述至少一个泄压阀元件(210)的第一弹簧端和在所述弹簧罩的第二端接合所述弹簧座(164)的第二弹簧端。
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