CN106286906B - 一种浮动单向阀和电驱动装置 - Google Patents

一种浮动单向阀和电驱动装置 Download PDF

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Abstract

一种浮动单向阀和电驱动装置，所述浮动单向阀用于电驱动装置的排水孔的水密封，所述排水孔位于电驱动装置的壳体的最底端，所述浮动单向阀包括浮动阀和限位机构，所述浮动阀为圆锥体，被所述限位机构限定在穹顶空间之中，所述穹顶空间设置在所述壳体底端排水孔外侧，其包括一个开口向下的半球形空间，所述半球形空间的最上顶端为所述排水孔，所述限位机构为网格板，覆盖所述穹顶空间的向下开口，其中，所述浮动阀具有比重大于水圆锥尖部，其余部分由比重小于水的材料构成并具有呈球面的圆锥顶部，所述圆锥顶部面积大于所述排水孔。在不涉水的情况下，排水孔充分打开，小颗粒固体杂质容易从排水孔中排出而不会在排水孔周围堆积。

Description

一种浮动单向阀和电驱动装置
技术领域
本发明涉及一种单向阀，尤其涉及一种浮动单向阀，还涉及一种电驱动装置，该电驱动装置具有所述浮动单向阀。
背景技术
在电驱动车辆中的电驱动模块工作时，电动机的温度会急剧增高，因而电驱动模块在不工作的时候与工作的时候具有很大的温度差，巨大的温度差会导致空气因为热膨胀和收缩而进出，在温度降低的时候，内部空气中的水汽会因为冷凝而变成液态，从而形成积液。因此电驱动车辆的电驱动模块都需要开设向外排水的排水孔。因为空间限制，不能增加抽吸装置，排水孔必须设置在电驱动模块壳体的最低处，利用重力作用进行积液排除。燃油驱动的车辆在涉水时，如果发动机进水将会导致车辆熄火，甚至会带来报废的严重后果，而在电驱动的车辆中，由于电气系统的特性，如果电驱动模块，例如电动机进水，其后果将更为严重。因此，在涉水的工况下，排水孔又可能成为最大的进水孔。
现有的电驱动模块中，采用自封闭的浮动阀门来进行涉水工况下的排水孔自动关闭，如图1a所示，在正常工况下，阀门20因为重力和引导弹簧50的作用力而下坠，排水孔开启，电机壳体10内部的水可以通过排水孔流出；而在涉水工况中，由于外部水位的上升，阀门20因为浮力而上升，从而封闭排水孔，如图1b所示。但是这种方案由于需要保证上浮过程中阀门20能够准确塞入排水孔，需要设置引导结构，比如引导弹簧50，并且阀门20上端与排水孔下沿的距离不宜过大。这样的阀门在排除内部积水的时候正常，而一旦电驱动模块内部存在一些固体粉末状杂质或者与水混合的泥状杂质，由于排水孔即使在开启的状态时，其外排的空间依然有限，这些杂质会堆积在排水孔周围，久而造成排水孔堵塞，不能排水，或者造成排水孔径减小，阻碍阀门进入，造成密封阀不密封。
因此，需要提供一种具有改进结构的自封闭密封阀以解决上述问题。
发明内容
本发明解决的问题是电驱动装置壳体的排水孔单向阀容易被固态杂质阻塞。
为解决上述问题，本发明提供一种浮动单向阀，用于电驱动装置的排水孔的水密封，所述排水孔位于电驱动装置的壳体的最底端，所述单向阀包括浮动阀和限位机构，所述浮动阀为圆锥体，被所述限位机构限定在穹顶空间之中，所述穹顶空间设置在所述壳体底端排水孔外侧，其包括一个开口向下的半球形空间，所述半球形空间的最上顶端为所述排水孔，所述限位机构为网格板，覆盖所述穹顶空间的向下开口，其中，所述浮动阀具有比重大于水的重力部作为圆锥尖部，其余部分由比重小于水的材料构成作为浮力部，所述浮力部具有呈球面的圆锥顶部，所述圆锥顶部面积大于所述排水孔。
可选地，所述圆锥顶部的曲率半径小于所述穹顶空间的半球形的曲率半径。
可选地，所述浮动阀的锥角不大于90度。
可选地，所述重力部由金属材料构成。
可选地，所述重力部由磁性材料构成，所述网格板由非磁性材料构成。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：在不涉水的情况下，排水孔充分打开，小颗粒固体杂质容易从排水孔中排出而不会在排水孔周围堆积，并且浮动单向阀能够震动或者受磁场的影响而翻动或滚动，有利于将停留在网格板上的固体杂质清除。
此外，本发明还提供一种在排水孔上具有上述浮动单向阀的电驱动装置，其可用作于电动车辆或者混合动力车辆的动力源。
附图说明
图1a-1b是现有的电驱动装置中的浮动单向阀的示意图；
图2是本发明的浮动单向阀的密封状态示意图；
图3是图2所示浮动单向阀的开放状态示意图；
图4是图2所示浮动单向阀在开放状态的滚动或翻动示意图。
具体实施方式
如图2所示，本发明的浮动单向阀设置在电驱动装置壳体1的底部，包括呈圆锥体的浮动阀2，半球形的穹顶空间3以及网格板4，其中，所述浮动阀2包括浮力部21和重力部22，所述重力部22位于所述浮动阀2的圆锥尖端，其由质量密度较大(至少远大于水的比重)的金属材料构成，所述浮动阀2的其余部分构成浮力部21，由比重小于水的材料构成，并且浮动阀2的整体平均比重小于水，使其能够在水中浮起来。所述浮力部21具有球面形的圆锥顶部23，所述圆锥顶部23的面积足够完全覆盖住所述壳体1上的排水孔，起到防止下方液体进入壳体内部空间的密封效果。所述穹顶空间3设置在所述壳体1的底端外侧，其空间足以容纳浮动阀2，穹顶空间3的顶部为排水孔，所述穹顶空间3为半球形，其曲率半径大于所述圆锥顶部23的曲率半径，因而可以与竖直的浮动阀2配合实现密封效果。穹顶空间3的底部设置网格板4用于限制浮动阀2的活动位置。
如图3所示，本发明的单向阀在车辆未涉水或涉水但水位没有上升到电驱动装置底端的时候处于开放状态，此时因为浮动阀2没有受到浮力的支持，处于横置状态，又因为其锥形的设计，不会对排水孔的有效排出面积产生任何影响，即，排水孔被最大程度地开启，最大限度地避免小颗粒固体杂质、粉末状杂质或者泥状杂质的堆积，使这些杂质能够顺着排水孔和网格板4上的网孔排出。
当车辆涉水并且水位逐渐上升时，水位透过网格板4上升，所述浮动阀2的吃水深度也逐渐上升，因为所述重力部22的比重远大于水，而浮力部21的比重小于水，所以所述浮动阀2逐渐呈重力部22在下，浮力部21在上的直立状态，当水位继续上升，浮动阀2所受到的浮力大于其总重量的时候，浮动阀2上浮，所述圆锥顶部23在最上方，逐渐向排水孔靠近，并且在水位尚未到达排水孔的时候完成与排水孔的贴合，实现排水孔完全密封，外部的水无法进入电驱动装置的壳体1内部。
当车辆离开涉水区域，水位逐渐下降，则浮动阀2也随水位下降，由重力部22先接触网格板4，随即逐渐倾斜，最后呈完全横置状态，如图3，排水孔再次完全开放。
如图4所示，在排水孔完全开放的状态，由于所述重力部22比重大，即，质量大但体积小，而又处于圆锥体的尖端，所以在车辆开动过程中，所述浮动阀2会因为车身的震动而产生近似以重力部22为中心的滚动或翻动，这样的运动进一步帮助处于所述穹顶空间3中的杂质被推动而掉出所述网格板4的网孔。
在此，所述浮动阀2的重力部22由具有磁性的金属材料构成，网格板4采用塑料构成，在电驱动装置运转过程中，壳体1上会产生不断变化的感应磁场，该感应磁场同样能够使所述浮动阀2产生滚动或翻动，如此在车辆未熄火但没有开动，即车身没有震动的情况下也能产生上述效果，在车身有震动的情况下能够加强上述效果。其中网格板4也可以由其他非磁性材料构成，比如铝制。
虽然本发明仅就某些示范性实施方式进行描述，这些描述应该仅作为示例而不构成限制。在所附权利要求书记载的范围内，在不脱离本发明精神和范围情况下，各种变化均是可能的。

Claims (6)

1.一种浮动单向阀，用于电驱动装置的排水孔的水密封，所述排水孔位于电驱动装置的壳体(1)的最底端，所述浮动单向阀包括浮动阀(2)和限位机构，其特征在于：所述浮动阀(2)为圆锥体，被所述限位机构限定在穹顶空间(3)之中，所述穹顶空间(3)设置在所述壳体(1)底端排水孔外侧，其包括一个开口向下的半球形空间，所述半球形空间的最上顶端为所述排水孔，所述限位机构为网格板(4)，覆盖所述穹顶空间(3)的向下开口，其中，所述浮动阀(2)具有比重大于水的重力部(22)作为圆锥尖部，其余部分由比重小于水的材料构成作为浮力部(21)，所述浮力部(21)具有呈球面的圆锥顶部(23)，所述圆锥顶部(23)面积大于所述排水孔；所述浮动阀(2)的整体平均比重小于水。
2.如权利要求1所述的浮动单向阀，其特征在于：所述圆锥顶部(23)的曲率半径小于所述穹顶空间(3)的半球形的曲率半径。
3.如权利要求2所述的浮动单向阀，其特征在于：所述浮动阀(2)的锥角不大于90度。
4.如权利要求1所述的浮动单向阀，其特征在于：所述重力部(22)由金属材料构成。
5.如权利要求4所述的浮动单向阀，其特征在于：所述重力部(22)由磁性材料构成，所述网格板(4)由非磁性材料构成。
6.一种电驱动装置，用作电动车辆或混合动力车辆的动力源，其包括电动机和壳体(1)，所述电动机设置在所述壳体(1)内，所述壳体(1)的最底端具有排水口，其特征在于所述排水口上设有如权利要求1至5中任一项所述的浮动单向阀。
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