CN105683634A - 旁通阀 - Google Patents

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Abstract

一种旁通阀(100)和包括旁通阀的阀组件(200)。所述旁通阀包括歧管(102)和阀杆(119)，所述歧管具有4个端口(104，106，110和114)，所述阀杆(119)包括两个密封件(130，132)，两个所述密封件(130，132)沿所述阀杆的长度设置。所述阀杆可移动至第一阀位置和第二阀位置，以可选择地组合彼此流体连通的端口。

Description

旁通阀
技术领域
本发明的实施方式大体上涉及旁通阀和使用旁通阀的阀系统。
背景技术
旁通阀可在阀系统中使用，在阀系统中，期望选择性地将流体从一个入口引导至两个流体路径中的一个。旁通阀一般包括致动器以选择性地将流体引导至期望的流体路径。
在一些实施方式中，例如汽车热控制系统，根据流经所述阀的流体的热条件(athermalcondition)，热旁通阀的致动器通过该阀将流体导向两个可替代路径中的一个。目前，热旁通阀使用蜡马达(waxmotor)来感测温度并通过驱动热旁通阀响应。然而，蜡马达可能不精确、不可靠和对操作条件的反应慢。
因此，需要提供一种能够克服这些缺陷的热旁通阀。
发明内容
在此提供旁通阀和阀组件的实施方式。在一些实施方式中，旁通阀包括歧管，所述歧管包括流体连通的第一端口和第二端口；第三端口可选择地与所述第一端口和所述第二端口流体连通；以及第四端口可选择地与所述第三端口流体连通。阀杆支撑为在第一位置和第二位置之间线性移动。第一密封件沿所述阀杆的长度线性地固定，并且第二密封件沿阀杆的长度线性地固定并与所述第一密封件间隔设置。所述阀杆的第一位置将所述第一密封件布置为关闭所述第三端口与所述第一端口和所述第二端口的流体连通，以及将所述第二密封件布置为打开所述第三端口与所述第四端口的流体连通。所述阀杆的第二位置将所述第一密封件布置为打开所述第三端口与所述第一端口和所述第二端口的流体连通，以及将所述第二密封件布置为关闭所述第三端口与所述第四端口的流体连通。
在一些实施方式中，阀组件包括歧管，所述歧管包括流体连通第一端口和第二端口；第三端口可选择地与所述第一端口和所述第二端口流体连通；第四端口可选择地与所述第三端口流体连通。阀杆支撑为在第一位置和第二位置之间线性移动。第一密封件沿所述阀杆的长度线性地固定，并且第二密封件沿阀杆的长度线性地固定并与所述第一密封件间隔设置。所述阀杆的第一位置将所述第一密封件布置为关闭所述第三端口与所述第一端口和所述第二端口的流体连通，以及将所述第二密封件布置为打开所述第三端口与所述第四端口的流体连通。所述阀杆的第二位置将所述第一密封件布置为打开所述第三端口与所述第一端口和所述第二端口的流体连通，以及将所述第二密封件布置为关闭所述第三端口与所述第四端口的流体连通。所述致动器连接至所述阀，所述致动器包括支撑为在第一位置和第二位置之间线性移动废热可移动电枢。所述电枢与所述阀杆对齐，以使得所述阀杆响应所述电枢的移动而移动。
本发明的其它或进一步的实施方式在下面描述。
附图说明
上文简单概括的描述了本发明的实施方式，下文将更加详细的讨论，本发明的实施方式可以通过参考附图所描绘的本发明的示例性实施方式被理解。需注意的是，然而，附图仅示出本发明的典型实施方式，因此不应被认为限定本发明的范围，因本发明可容许其它等同效果的实施方式。
图1A描绘了根据本发明的一个实施方式的旁通阀在第一位置的剖视图；
图1B描绘了图1A中的旁通阀在第二位置的剖视图；
图2A描绘了根据本发明的实施方式的旁通阀组件在第一位置的剖视图；
图2B描绘了图2A中的旁通阀组件在第二位置的剖视图。
为便于理解，在可能的情况下，同一附图标记用于指示图中共同的同一部件。所述的图不是按比例画出的，且可能为清楚的目的而被简化。可以预见的是，在没有进一步详述的情况下，一个实施方式中的部件和特征可有利地合并在其它实施方式中。
在参考用于汽车热控系统的热旁通阀的描述的同时，在保持本发明所要求的精神和范围内，本发明可进行用于不同应用的修改，因为本发明潜在的应用的范围是很大的，且因为本发明想要适合于许多这样的改变。
具体实施方式
图1A描述了根据本发明的实施方式的非限制性旁通阀，阀100。阀100包括具有第一端口104的歧管102，第一端口104与第二端口106流体连通。如图示出的，管道108连接第一端口104和第二端口106，然而所述端口可以在没有连接件的情况下直接连通。仅为便于说明，第一端口104和第二端口106示出为沿轴线112共线。第一端口104和第二端口106可具有定位为除180度之外的成角度关系的共面的轴线。
歧管102包括第三端口110，第三端口110偏离于第一端口104和第二端口106并通过管道118b和108可选择地与第一端口104和第二端口106流体连通(下面将讨论)。在实施方式中，第一端口104和第二端口106直接流体连通，第三端口110在该两个端口之间的某一位置与第一端口104和第二端口106直接流体连通。第三端口110用虚线示出，以表示该端口的轴线垂直于所示的页面且垂直于轴线112。所示出的第三端口110的方位仅为清楚且容易地说明。第三端口110也可定位为与轴线112和所述页面成其它角度的方位。
歧管102包括第四端口114，第四端口114偏离于第一端口102、第二端口104和第三端口110，并通过管道117和118a可选择地与第三端口110(下面将讨论)流体连通。仅为清楚且容易地说明，如图1A所显示，第四端口114的轴线116平行于轴线112并垂直于第三端口110。第四端口114可定位为分别与第一端口104、第二端口106和第三端口110成其它角度的位置。
管道118a和118b在歧管102中沿轴线128对齐，且可统称为管道118。管道118a在具有第一密封表面122的第一端终止。管道118b在具有第二密封表面126的第二端124终止。
阀杆119设置在歧管102中与轴线128对齐并支撑为至少在图1A所示的第一阀位置和图1B所示的第二阀位置之间沿轴线128线性移动。第一密封件130在第一位置沿阀杆119的长度线性地固定，以使得第一密封件130设置在第一端口104和第二端口106之间的管道108中邻近管道118b的第二端部124。在不包括管道108的实施例中，第一密封件130直接设置在第一端口104和第二端口106之间。
第二密封件132在与第一密封件130间隔的第二位置沿阀杆119的长度线性地固定，以使得第二密封件132设置在管道117中邻近管道118a的第一端120。
在所述第一阀位置，阀杆119设置在如图1A所示的向右的位置，以使得第一密封件130在紧靠第二密封表面126的密封位置。第一密封件130的密封表面和第二密封表面126配合(cooperateto)地关闭第三端口110与第一端口104、第二端口106和管道108(如果存在)的流体连通。为了本发明的目的，如果流体被阻止或基本被阻止流入关闭的端口，该端口的流体连通被关闭。相反地，如果流体被提供给一个打开的端口，该端口的流体连通打开。
在所述第一阀位置，第二密封件132设置为使第三端口110打开与第四端口114和管道117的流体连通。在图1A所示的非限制性实施方式中，当阀杆119位于第一阀位置时，第二密封件132大约设置在管道117的中间，虽然使得第三端口110打开与第四端口114的流体连通的任意位置是可接受的。
阀杆119可以通过弹性件(例如，弹簧134)被压迫至第一阀位置，该弹性件位于歧管102的一部分和设置在阀杆119端部的帽盖136之间。弹性件134对帽盖136施加弹性力以将阀杆119保持在第一阀位置。
在所述第二阀位置，如图1B所示，阀杆119设置在如图所示的向左的位置，这样第一密封件远离管道118b的第二端移动并打开第三端口110与第一端口104、第二端口106和管道108(如果存在)的流体连通。第二密封件132的密封表面设置在靠近第一密封表面122的密封位置，以使得第二密封件132和第一密封表面122配合地关闭第四端口114与第三端口110的流体连通。
在图1A中的第一阀位置和图1B中的第二阀位置，第一端口104与第二端口106的流体连通均打开。
仅为便于说明，第一密封件130和第二密封件132示出为大致平坦的盘体。密封件130，132可为适合打开或关闭第三端口110用于可选择地与第一端口104、第二端口106或第四端口114流体连通的任意结构，包括尺寸、形状和材料。
根据本发明的实施方式，图2A和图2B示出了旁通阀组件，组件200。组件200包括连接至致动器(例如，机电螺线管(solenoid)，螺线管202)的旁通阀100。也可采用其他的致动器。螺线管202包括可移动电枢204，该可移动电枢204支撑为至少在图2A的第一电枢位置和图2B的第二电枢位置之间线性移动。电枢204与阀杆119对齐且与阀杆119连接，以使得阀杆119响应电枢204的线性移动而移动。所述电枢位置和所述第二电枢位置对应于图1A的第一阀位置和图1B的第二阀位置。
在螺线管202中的线圈206电连接至电源208，电源208由通过电连接的控制器210控制，以向线圈206提供可选择的电信号(例如，电流)。电枢204响应施加在线圈212上的电流而移动。控制器210可以向线圈212提供分别对应于第一能量状态和第二能量状态的至少第一电信号和第二电信号。例如，第一电信号可以为对应于断电的螺线管状态的0安培电流，并且，第二电信号可以为对应于通电的螺线管状态的更大的或非零安培电流。第一能量状态使得电枢移动至对应于第一阀位置的第一位置，第二能量状态使得电枢移动至对应于第二阀位置的第二位置。
图2A和图2B中的旁通阀组件的第一端口104可流动地连接至(fluidlycoupledto)流体源，该流体源至少具有热传递能力。在一些实施方式中，第一端口104可流动地连接至汽车传动系统流出的液体。
第二端口106可流动地连接至热传递装置的入口，第四端口114可流动地连接至热传递装置的出口。第三端口110可流动地连接至保持位置(holdinglocation)，例如，汽车变速器油底壳，该汽车变速器油底壳配置为向所述变速器传送液体。
在实施方式中，热传递装置为冷却器，例如，变速箱冷却器(atransmissioncooler)，该冷却器配置为将流经所述冷却器的热传递部件的传动液中的热量移除。
如上所述，在图1A和图2A中的第一阀位置，阀杆119设置在图中所示的向右的位置，这样第一密封件130在靠紧第二密封表面126的密封位置，关闭第三端口110与第一端口104、第二端口106的流体连通。在所述第一阀位置，第二密封件132设置为打开第三端口110与第四端口114和管道117的流体连通。
如上所述的在第一位置的配置，流进第一端口104的液流(如箭头212所指示)继续流出第二端口106(如箭头214所指示)，并进入变速箱冷却器(未显示)。液流通过第四端口114(如箭头216所指示)返回至旁通阀并进入管道117，该管道117在与第四端口114相对的端部终止，液流继续进入管道118a并从第三端口110流出(如箭头218所指示)进入汽车变速器油底壳。这种状况可与非电能驱动器(例如，螺旋管202)关联，并代表默认的(或自动防故障)状状态。对于汽车传动系统，第一阀位置可以与正常操作状态对应。在开始预热(warm-up)之后，经过冷却器的流体从传动液移除过多的热量，以有利于保持所述传动液在期望温度或操作温度或一定温度范围内。
图1B和2B的第二阀位置可与汽车传动系统的开始预热阶段相对应。可通过电源208提供非零电信号并通过控制器210控制，以使得阀杆119位于第二阀位置，在该第二阀位置的第二密封件132在紧靠第一端部120的密封位置，关闭管道117和118a之间的流体流通。
流入第一端口104的流体212可首先从第二端口106流动214出，进入热传递装置(未显示)。流体216可继续从热传递装置进入第四端口114和管道117。然而，流体216不能离开管道117，导致流体216和214的中断。流体212被引入管道118b并从第三端口110流出(如箭头218的尾部所指示)进入汽车变速器油底壳。这种状态可与电能驱动器(例如，螺线管202)关联。对于汽车传动系统，所述第二阀位置可与开始的启动状态对应。通过阻止传动液进入传动系统冷却器，热量不能从传动液移除，该传动系统可较快速地获得操作温度。在汽车传动系统中，改进的传动功能和性能可与获得操作温度关联。
因此，在此提供一种旁通阀和旁通阀组件。本发明的旁通阀和旁通阀组件有利于提升汽车热控制系统中旁通阀的精确度、可靠性和反应速度。
本领域中的那些普通技术人员可认识到在不脱离下述的权利要求的精神或范围的情况下可对上述进行很多修改和改变。例如，虽然参考的是车辆传动系统，其它的对热状态敏感的机械系统为获得最佳性能可受益于所公开的流体控制阀和阀系统。

Claims (15)

1.一种旁通阀，所述旁通阀包括：
歧管，所述歧管包括：
第一端口和第二端口，所述第一端口和所述第二端口流体连通；
第三端口，所述第三端口选择性地与所述第一端口和所述第二端口流体连通；以及
第四端口，所述第四端口选择性地与所述第三端口流体连通；
阀杆，所述阀杆支撑为在第一阀位置和第二阀位置之间线性移动；
第一密封件，所述第一密封件沿所述阀杆的长度线性地固定；
第二密封件，所述第二密封件沿所述阀杆的长度线性地固定，所述第二密封件与所述第一密封件间隔设置；
其中，所述第一阀位置将所述第一密封件布置为关闭所述第三端口与所述第一端口和所述第二端口的流体连通，以及将所述第二密封件布置为打开所述第三端口与所述第四端口的流体连通，并且所述第二阀位置将所述第一密封件布置为打开所述第三端口与所述第一端口和所述第二端口的流体连通，以及将所述第二密封件布置为关闭所述第三端口与所述第四端口的流体连通。
2.根据权利要求1所述的阀，其中，所述第一端口和所述第二端口通过第一管道选择性地流体连通。
3.根据权利要求1所述的阀，其中，所述第四端口通过第二管道选择性地与所述第三端口流体连通。
4.根据权利要求1所述的阀，其中，当所述阀杆在第一位置和第二位置时，所述第一端口和所述第二端口流体连通。
5.根据权利要求1所述的阀，其中，所述第一密封件和所述第二密封件中的一者为提升阀。
6.根据权利要求1所述的阀，其中，所述第一端口的轴线和所述第二端口的轴线共线并与所述第一管道的轴线对齐。
7.根据权利要求6所述的阀，其中，所述第三端口的轴线垂直于所述第一端口和所述第二端口的轴线。
8.根据权利要求6所述的阀，其中，所述第四端口的轴线与所述第二管道的轴线共线且平行于所述第一端口和所述第二端口的轴线。
9.根据权利要求8所述的阀，其中，所述第三端口的轴线设置在所述第一管道的轴线和所述第二管道的轴线之间。
10.根据权利要求9所述的阀，其中，所述第三端口的轴线垂直于所述第一管道和所述第二管道的轴线所形成的平面。
11.一种阀组件，所述阀组件包括：
权利要求1中所述的阀；以及
致动器，所述致动器连接至所述阀，所述致动器包括支撑为在第一位置和第二位置之间线性移动的可移动电枢；
其中，所述电枢与所述阀杆对齐，以使得所述阀杆响应所述电枢的移动而移动。
12.根据权利要求11所述的阀组件，其中，所述致动器为机电螺线管，所述电枢能够响应于施加给所述机电螺线管的第一电信号和第二电信号而移动。
13.根据权利要求12所述的阀组件，其中，所述螺线管包括线圈，并且进一步包括通过控制器控制的电源，所述控制器用于向所述线圈提供所述第一电信号和所述第二电信号。
14.根据权利要求12所述的阀组件，其中，所述电枢的所述第一位置对应于所述第一阀位置，所述电枢的所述第二位置对应于所述第二阀位置。
15.根据权利要求12所述的阀组件，其中，所述第一电信号对应于断电的螺线管状态，所述第二电信号对应于通电的螺线管状态。
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