CN103090098A - 一种调温器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种调温器，包括壳体、推杆、可在受热后膨胀而推动推杆移动的热感应体、压缩弹簧、环形密封圈、内阀体和环形外阀体，环形密封圈固定安装在环形外阀体上，所述环形密封圈和环形外阀体环绕所述内阀体，环形密封圈和内阀体将壳体内部空间分成第一空腔和第二空腔；所述环形密封圈的外环面可与壳体挤压接触以阻止第一空腔和第二空腔内的液体通过所述外环面与壳体之间的通道相互流动，所述环形密封圈的内环面可与内阀体挤压接触以阻止第一空腔和第二空腔内的液体通过所述内环面与内阀体之间的通道相互流动，所述压缩弹簧的两端分别与壳体和内阀体抵接且对内阀体施加向第二空腔方向的挤压作用。该调温器可对流量进行精确控制。

Description

一种调温器
技术领域
本发明涉及一种调温器。
背景技术
调温器是发动机冷却系统中的一种常用部件，调温器的作用是根据冷却液的温度高低，自动开启或关闭，以改变冷却液的流向，进而实现对温度的控制。
现有技术中的调温器的工作原理是利用某些物质的热胀冷缩性质比较敏感的这一点来制作的，比如说用石蜡。当冷却液的温度较低时，调温器关闭，当冷却液的温度升高到某一定值时，石蜡受热膨胀到一定程度，调温器开启。在调温器开启后，其流量的变化不好控制，无法对流量进行精确控制。
发明内容
本发明为解决上述现有的调温器无法对流量进行精确控制的问题，提供一种调温器，该调温器可对流量进行精确控制。
本发明的调温器，包括壳体、推杆和可在受热后膨胀而推动推杆移动的热感应体，所述热感应体和推杆设置在壳体内，其中，
所述调温器还包括设置在壳体内的压缩弹簧、环形密封圈、内阀体和环形外阀体，环形密封圈固定安装在环形外阀体上，所述环形密封圈和环形外阀体环绕所述内阀体，环形密封圈和内阀体将壳体内部空间分成第一空腔和第二空腔；
所述环形密封圈的外环面可与壳体挤压接触以阻止第一空腔和第二空腔内的液体通过所述外环面与壳体之间的通道相互流动，所述环形密封圈的内环面可与内阀体挤压接触以阻止第一空腔和第二空腔内的液体通过所述内环面与内阀体之间的通道相互流动，所述压缩弹簧的两端分别与壳体和内阀体抵接且对内阀体施加向第二空腔方向的挤压作用；
当第二空腔的液体温度超过第一设定值时，所述推杆在热感应体的推动下驱动内阀体克服所述挤压作用向第一空腔方向运动进而使所述内环面与内阀体脱离接触；
当第二空腔的液体温度继续升高到比第一设定值大的第二设定值时，所述内阀体向第一空腔方向运动到与环形外阀体的被驱动部接触并通过所述被驱动部带动环形外阀体向第一空腔方向运动进而使所述外环面与壳体脱离接触。
进一步地，所述压缩弹簧设置在第一空腔内，所述热感应体设置在第二空腔内，所述压缩弹簧、内阀体、推杆及热感应体沿内阀体的运动方向顺次布置。
进一步地，所述环形外阀体包括上环形件和下环形件，所述环形密封圈夹设在上环形件和下环形件之间且三者之间固定连接。
进一步地，内阀体包括圆盘形基板、在圆盘形基板的一侧形成的第一导向部和在圆盘形基板的另一侧形成的第二导向部；下环形件上设有第一中心孔，第一导向部位于第一中心孔内，第一导向部与第一中心孔之间为间隙配合；壳体上形成有与第二导向部相适配的第二导向孔，第二导向部位于第二导向孔中且二者之间间隙配合。
进一步地，上环形件上设有至少一个悬置部，所述悬置部位于圆盘形基板的上方，从内阀体的运动方向看，所述悬置部与圆盘形基板重叠。
进一步地，所述内阀体还包括第三导向部，第三导向部与第二导向部位于圆盘形基板的同一侧，第三导向部包括多个从圆盘形基板的外边沿沿圆盘形基板的轴向伸出的弧形板部，多个弧形板部沿圆盘形基板的周向分布，第二导向部位于多个弧形板部中间，上环形件上设有第二中心孔和与弧形板部数量相等的第一突起部，多个第一突起部沿第二中心孔的周向分布，每个第一突起部上设有一个悬置部，各悬置部位于第二中心孔的上方，相邻两个第一突起部之间形成导向缺口，第二导向部和多个弧形板部均从第二中心孔中穿过且可沿第二中心孔的轴向移动，各弧形板部分别位于一个对应的导向缺口中，各弧形板部与导向缺口之间间隙配合。
进一步地，圆盘形基板上设有相对内阀体运动方向倾斜的第一圆锥形斜面，所述第一圆锥形斜面位于所述内环面的斜上方并与所述内环面挤压接触；壳体上设有相对内阀体运动方向倾斜的第二圆锥形斜面，所述第二圆锥形斜面位于所述外环面的斜下方并与所述外环面挤压接触。
进一步地，第一导向部包括中心圆柱部和多个环绕中心圆柱部的导向板部。
本发明的有益效果是：本发明的调温器，第一腔体和第二腔体内的液体可通过两个通道相互流通，一个是所述外环面与壳体之间的通道，另一个是所述内环面与内阀体之间的通道。当第二腔体内的液体的温度较低时，两个通道都关闭；当温度升高到第一设定值时，内阀体向第一腔体方向运动，所述内环面与内阀体之间的通道打开，可让一定流量的液体在第一腔体和第二腔体之间流通；温度继续升高，内阀体继续向第一腔体方向运动，当温度升高到第二设定值时，内阀体带动环形外阀体向第一腔体方向运动，所述外环面与壳体之间的通道也打开，由于两个通道都打开，可让更大流量的液体在第一腔体和第二腔体之间流通。通过设置两个通道，可对流量进行精确控制。
附图说明
图1是本发明一种实施方式的调温器的剖视结构示意图；
图2是本发明一种实施方式的调温器中内阀体的结构示意图；
图3是本发明一种实施方式的调温器中上环形件的结构示意图；
图4是本发明一种实施方式的调温器中下环形件的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-4所示，本发明一种实施方式的调温器，包括壳体1、推杆2和可在受热后膨胀而推动推杆2移动的热感应体3，所述热感应体3和推杆2设置在壳体1内，其中，所述调温器还包括设置在壳体1内的压缩弹簧4、环形密封圈5、内阀体6和环形外阀体，环形密封圈5固定安装在环形外阀体上，所述环形密封圈5和环形外阀体环绕所述内阀体6，环形密封圈5和内阀体6将壳体1内部空间分成第一空腔15和第二空腔16；所述环形密封圈5的外环面可与壳体1挤压接触以阻止第一空腔15和第二空腔16内的液体通过所述外环面与壳体1之间的通道相互流动，所述环形密封圈5的内环面可与内阀体6挤压接触以阻止第一空腔15和第二空腔16内的液体通过所述内环面与内阀体6之间的通道相互流动，所述压缩弹簧4的两端分别与壳体1和内阀体6抵接且对内阀体6施加向第二空腔16方向的挤压作用；当第二空腔16的液体温度超过第一设定值时，所述推杆2在热感应体3的推动下驱动内阀体6克服所述挤压作用向第一空腔15方向运动进而使所述内环面与内阀体6脱离接触；当第二空腔16的液体温度继续升高到比第一设定值大的第二设定值时，所述内阀体6向第一空腔15方向运动到与环形外阀体的被驱动部接触并通过所述被驱动部带动环形外阀体向第一空腔15方向运动进而使所述外环面与壳体1脱离接触。
当内环面与内阀体6脱离接触时，内环面与内阀体6之间形成间隙，所述内环面与内阀体6之间的通道即是指内环面与内阀体6之间的间隙。当所述外环面与壳体1脱离接触时，所述外环面与壳体1 之间形成间隙，所述外环面与壳体1之间的通道即是指外环面与壳体1之间的间隙。
所述被驱动部可以有各种形式，有一种做法是在内阀体6向第一空腔15的运动路径上设置一个或多个阻挡部，内阀体6运动到一定位置后受到所述阻挡部的阻挡，通过所述阻挡，环形外阀体反而被内阀体6带动而随内阀体6运动。下述的悬置部706即是被驱动部的一种形式。
内阀体6包括圆盘形基板601、在圆盘形基板601的一侧形成的第一导向部、在圆盘形基板601的另一侧形成的第二导向部602和第三导向部。第一导向部包括中心圆柱部603、四个环绕中心圆柱部603的导向板部604和四个环绕中心圆柱部603的加强筋板605，加强筋板605和导向板部604沿中心圆柱部603的圆周方向交替间隔设置，各导向板部604与圆盘形基板601及中心圆柱部603相连，各加强筋板605与圆盘形基板601及中心圆柱部603相连，加强筋板605的主要作用是增强圆盘形基板601与中心圆柱部603之间的强度，增强整个内阀体6的强度，中心圆柱部603上设置有与所述推杆2相适配的第三中心孔606。第二导向部602成圆柱形，第三导向部包括四个从圆盘形基板601的外边沿沿圆盘形基板601的轴向伸出的弧形板部607，四个弧形板部607沿圆盘形基板601的周向均匀分布，第二导向部602位于四个弧形板部607中间。
环形外阀体包括上环形件701和下环形件702，所述环形密封圈5夹设在上环形件701和下环形件702之间。上环形件701、环形密封圈5和下环形件702之间通过三个螺钉固定连接，具体地，上环形件701上设有三个向下环形件702伸出的第一圆柱部，三个第一圆柱部沿上环形件701的圆周方向均匀分布，每个第一圆柱部上设有一个与所述螺钉相适配的螺纹孔，环形密封圈5上设有三个与第一圆柱部相适配的第一安装孔，下环形件702上设有三个与所述螺钉相适配的第二安装孔，各第一圆柱部分别从一个对应的第一安装孔中穿过，各螺钉分别从一个第二安装孔中穿过，并拧入一个对应的螺纹孔中。当然，上环形件701、环形密封圈5和下环形件702之间也可通过其它可行的方式固定连接，此处不再一一说明。设置上环形件701和下环形件702的作用是为了方便环形密封圈5的安装。
下环形件702上设有第一中心孔703，第一导向部位于第一中心孔703内，第一导向部与第一中心孔703之间为间隙配合，第一导向部可沿第一中心孔703的轴向来回移动，第一中心孔703对第一导向部产生导向作用，第一导向部上形成有供液体穿过的空隙。具体来说，中心圆柱部603、导向板部604和加强筋板605都位于第一中心孔703内，各导向板部604与第一中心孔703之间间隙配合，所述空隙即相邻导向板部604之间的间隙。
上环形件701上设有第二中心孔704和四个第一突起部705，四个第一突起部705沿第二中心孔704的周向均匀分布，每个第一突起部705上设有一个悬置部706，四个悬置部706位于第二中心孔704的上方，相邻两个第一突起部705之间形成导向缺口707，从第二中心孔704的轴向看去，四个悬置部706位于第二中心孔704中。圆盘形基板601的最大直径比第二中心孔704的直径稍小，第二导向部602和四个弧形板部607均从第二中心孔704中穿过且可沿第二中心孔704的轴向移动。四个弧形板部607分别位于四个导向缺口707中，各弧形板部607与导向缺口707之间间隙配合，因此，当内阀体6与环形外阀体之间相对运动时，弧形板部607与导向缺口707之间形成导向作用。
壳体1上形成有与第二导向部602相适配的第二导向孔101，第二导向部602的一部分位于第二导向孔101中且二者之间间隙配合，第二导向部602可相对第二导向孔101移动。
圆盘形基板601上设有向外倾斜的第一圆锥形斜面608，所述第一圆锥形斜面608位于环形密封圈5的内环面的斜上方并与所述内环面挤压接触，通过挤压接触对二者的接合面进行密封，同时，由于第一圆锥形斜面608位于环形密封圈5的内环面的斜上方，可阻止环形密封圈5向上运动，即可阻止环形外阀体向上运动。壳体1上设有相对内阀体6运动方向倾斜的第二圆锥形斜面102，所述第二圆锥形斜面102位于所述外环面的斜下方并与所述外环面挤压接触。通过设置第二圆锥形斜面102，可阻止环形外阀体向下运动。
推杆2、热感应体3、压缩弹簧4、环形密封圈5、内阀体6和环形外阀体都位于壳体1内，环形密封圈5和内阀体6将壳体1内部空间分成第一空腔15和第二空腔16。推杆2和热感应体3位于第二空腔16中，推杆2的下端安装在热感应体3中，推杆2的上端安装在第三中心孔606中，当热感应体3受热膨胀时，热感应体3对推杆2产生向上的推动作用，推杆2对内阀体6产生向上的推动作用。第二导向部602伸到第一空腔15中，压缩弹簧4位于第一空腔15中，压缩弹簧4的上端与壳体1抵接，压缩弹簧4的下端与圆盘形基板601抵接，压缩弹簧4对内阀体6产生向下的压紧作用。
当然，为了实现液体的循环流动，第一空腔15和第二空腔16均要设置与其它部件相连的开口，开口的具体设置方法和设置位置是现有技术，此处不再赘述。
所述壳体1可以是一个整体，不过为了安装方便，壳体1由上壳体和下壳体两部分相互连接而成，具体地，上壳体和下壳体之间通过螺钉固定连接，为了增强密封效果，还在上壳体和下壳体的连接处设置了密封环。下壳体可以是一个独立的零件，也可以是其它零件上的结构，比如说，当本实施方式的调温器用于发动机冷却系统时，所述下壳体可以是发动机机体上的结构。
下面描述本实施方式的调温器的工作原理。当第二空腔16中的液体的温度较低时，热感应体3的膨胀较少，热感应体3对推杆2的推动作用较小，推杆2对内阀体6向上的推动作用较小，推杆2对内阀体6向上的推动作用小于压缩弹簧4对内阀体6向下的压紧作用，因此内阀体6位于最下端的位置，由于第一圆锥形斜面608对环形密封圈5及环形外阀体的阻止作用，环形外阀体也位于最下端的位置，此时环形密封圈5的外环面与壳体1挤压接触，因此此时第一空腔15与第二空腔16之间是不连通的。当第二空腔16中的液体的温度升高到超过第一设定值时，热感应体3的膨胀增大，推杆2对内阀体6向上的推动作用大于压缩弹簧4对内阀体6向下的压紧作用，因此内阀体6开始向上运动，第一圆锥形斜面608与环形密封圈5的内环面分开，第一空腔15与第二空腔16中的液体可通过第一圆锥形斜面608与环形密封圈5的内环面之间的间隙相互流动，即第一空腔15与第二空腔16连通。第二空腔16中的液体的温度继续升高，则内阀体6继续向上运动，当第二空腔16中的液体的温度升高到超过第二设定值(第二设定值大于第一设定值)时，圆盘形基板601与所述悬置部706接触并通过所述接触推动上环形件701向上运动，下环形件702和环形密封圈5也随着上环形件701向上运动，此时环形密封圈5的外环面与壳体1脱离接触，第一空腔15与第二空腔16中的液体可通过所述外环面与壳体1之间的间隙相互流动。
即第一空腔15和第二空腔16中的液体有两条相互流通的通道，一条是内阀体6和环形密封圈5之间的通道，另一条是环形密封圈5和壳体1之间的通道。这样，当温度位于第一设定值与第二设定值之间时，一条通道开启，可使较小流量的液体在第一空腔15与第二空腔16之间流动；当温度位于第二设定值之上时，另一条通道也开启，两条通道都开启，可使较大流量的液体在第一空腔15与第二空腔16之间流动。通过通道数量的控制，达到液体流量的控制。由于都是通过机械结构实现，结构简单，性能可靠，且成本较低。
热感应体3主要由石蜡制作，当然也可选用别的热胀冷缩性能好的材料。
当本实施方式的调温器用于发动机冷却系统时，所述第一设定值在81-85度之间，所述第二设定值在93-97度之间。当本实施方式的调温器用于别的领域时，第一设定值和第二设定值可根据实际需要进行调整。
本实施方式中，所述温度的单位“度”是指“摄氏度”。
本实施方式中，所述的上下均以图1中所示的上下为准。
本实施方式中，所述间隙配合应广义的理解，不光指孔与轴之间的间隙配合，而且指相配合的两个特征或零件之间有一定的间隙使两个零件可相对运动。
本实施方式中，通过设置一个环形密封圈5，可对两个位置进行密封，结构简单，安装方便，降低了成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种调温器，包括壳体(1)、推杆(2)和可在受热后膨胀而推动推杆(2)移动的热感应体(3)，所述热感应体(3)和推杆(2)设置在壳体(1)内，其特征在于，
所述调温器还包括设置在壳体(1)内的压缩弹簧(4)、环形密封圈(5)、内阀体(6)和环形外阀体，环形密封圈(5)固定安装在环形外阀体上，所述环形密封圈(5)和环形外阀体环绕所述内阀体(6)，环形密封圈(5)和内阀体(6)将壳体(1)内部空间分成第一空腔(15)和第二空腔(16)；
所述环形密封圈(5)的外环面可与壳体(1)挤压接触以阻止第一空腔(15)和第二空腔(16)内的液体通过所述外环面与壳体(1)之间的通道相互流动，所述环形密封圈(5)的内环面可与内阀体(6)挤压接触以阻止第一空腔(15)和第二空腔(16)内的液体通过所述内环面与内阀体(6)之间的通道相互流动，所述压缩弹簧(4)的两端分别与壳体(1)和内阀体(6)抵接且对内阀体(6)施加向第二空腔(16)方向的挤压作用；
当第二空腔(16)的液体温度超过第一设定值时，所述推杆(2)在热感应体(3)的推动下驱动内阀体(6)克服所述挤压作用向第一空腔(15)方向运动进而使所述内环面与内阀体(6)脱离接触；
当第二空腔(16)的液体温度继续升高到比第一设定值大的第二设定值时，所述内阀体(6)向第一空腔(15)方向运动到与环形外阀体的被驱动部接触并通过所述被驱动部带动环形外阀体向第一空腔(15)方向运动进而使所述外环面与壳体(1)脱离接触。
2.如权利要求1所述的调温器，其特征在于，所述压缩弹簧(4)设置在第一空腔(15)内，所述热感应体(3)设置在第二空腔(16)内，所述压缩弹簧(4)、内阀体(6)、推杆(2)及热感应体(3)沿内阀体(6)的运动方向顺次布置。
3.如权利要求1所述的调温器，其特征在于，所述环形外阀体包括上环形件(701)和下环形件(702)，所述环形密封圈(5)夹设在上环形件(701)和下环形件(702)之间且三者之间固定连接。
4.如权利要求3所述的调温器，其特征在于，内阀体(6)包括圆盘形基板(601)、在圆盘形基板(601)的一侧形成的第一导向部和在圆盘形基板(601)的另一侧形成的第二导向部(602)；下环形件(702)上设有第一中心孔(703)，第一导向部位于第一中心孔(703)内，第一导向部与第一中心孔(703)之间为间隙配合；壳体(1)上形成有与第二导向部(602)相适配的第二导向孔(101)，第二导向部(602)位于第二导向孔(101)中且二者之间间隙配合。
5.如权利要求4所述的调温器，其特征在于，上环形件(701)上设有至少一个悬置部(706)，所述悬置部(706)位于圆盘形基板(601)的上方，从内阀体(6)的运动方向看，所述悬置部(706)与圆盘形基板(601)重叠。
6.如权利要求5所述的调温器，其特征在于，所述内阀体(6)还包括第三导向部，第三导向部与第二导向部(602)位于圆盘形基板(601)的同一侧，第三导向部包括多个从圆盘形基板(601)的外边沿沿圆盘形基板(601)的轴向伸出的弧形板部(607)，多个弧形板部(607)沿圆盘形基板(601)的周向分布，第二导向部(602)位于多个弧形板部(607)中间，上环形件(701)上设有第二中心孔(704)和与弧形板部(607)数量相等的第一突起部(705)，多个第一突起部(705)沿第二中心孔(704)的周向分布，每个第一突起部(705)上设有一个悬置部(706)，各悬置部(706)位于第二中心孔(704)的上方，相邻两个第一突起部(705)之间形成导向缺口(707)，第二导向部(602)和多个弧形板部(607)均从第二中心孔(704)中穿过且可沿第二中心孔(704)的轴向移动，各弧形板部(607)分别位于一个对应的导向缺口(707)中，各弧形板部(607)与导向缺口(707)之间间隙配合。
7.如权利要求4所述的调温器，其特征在于，圆盘形基板(601)上设有相对内阀体(6)运动方向倾斜的第一圆锥形斜面(608)，所述第一圆锥形斜面(608)位于所述内环面的斜上方并与所述内环面挤压接触；壳体(1)上设有相对内阀体(6)运动方向倾斜的第二圆锥形斜面(102)，所述第二圆锥形斜面(102)位于所述外环面的斜下方并与所述外环面挤压接触。
8.如权利要求4所述的调温器，其特征在于，第一导向部包括中心圆柱部(603)和多个环绕中心圆柱部(603)的导向板部(604)。
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