CN106468367B - 带有集成式固定功能的止回阀组件 - Google Patents

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Abstract

一种用于板式冷却器的止回阀包括：具有带有开口端的大体为圆柱形外壁的塑料壳体、与其一体成型的内部支撑结构、以及阀座。活塞位于支撑结构内并可轴向地朝向和远离阀座移动。偏压构件将活塞压向阀座。弹性密封元件在壳体和底板之间提供密封。外壁包括第一和第二部分，第一部分包括由贯穿外壁的狭槽限定的多个能向内弯曲的掣子，用于将阀附接到板式冷却器的底板上。

Description

带有集成式固定功能的止回阀组件
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年8月14日提交的美国临时专利申请No.62/205,399的优先权和权益，其全文在此引入以供参考。
技术领域
本发明涉及一种改进的阀结构，更具体地涉及一种用于结合到热交换器模块中的止回阀(anti-drain valve)的改进结构，热交换器模块诸如是发动机油冷却器或者变速器油冷却器。
背景技术
利用热交换流体冷却油的板式热交换器是众所周知的。在车辆应用中，这种热交换器通常安装在平的冲压金属底板上，例如通过钎焊，以形成热交换器模块。然后热交换器模块机械地安装到变速器或者发动机壳体上，利用底板提供具有结构刚度的模块。
底板可以包括一个或多个流体开口，提供热交换器的一个或多个流体歧管和变速器或者发动机壳体的一个或多个流体端口之间的直接流体连通，由此至少部分避免了流体管线和配件的需求。在典型结构中，变速器或者发动机壳体的出油端口通过底板的进油口与热交换器的进油歧管流体连通。
单向压力致动阀可以安装在变速器或者发动机壳体的出油端口和热交换器的进油歧管之间，以便允许高压油从发动机流到热交换器，以及防止从进油歧管到变速器或者发动机壳体的回流。这种止回阀通常具有圆柱形阀壳，其直接连接到热交换器的金属底板上并且从底板的底面伸到变速器或者发动机壳体的出油端口内。
要求止回阀与底板形成液密密封连接。为了实现与底板的液密连接，认为必需形成可密封连接到底板的金属制阀壳，例如通过钎焊或者锻压，或者通过使壳体与底板的一体成型。因此，常规的止回阀通常包括圆柱形铝制套筒形式的壳体，其与铝制底板一体形成或者其钎焊或者锻压到底板上。阀的内部部件可提供为一体式组件，随后该组件被插入到壳体内，例如通过压配合。这种阀的例子公开于2015年5月14日出版的、通常指定的美国公开号US 2015/0129164A1(Oilier)中。
虽然阀内部部件中的一些可由诸如塑料的相对便宜的材料制成，但需要由金属形成阀壳以及通过钎焊、锻压或一体式结构将其连接到底板上，这些是重大限制，这将导致更高的材料成本和附加的制造步骤，由此增加热交换器模块的成本。另外，圆柱形金属壳体的需要限制了在阀结构方面实现改进的可能(opportunities)，诸如壳体与其他阀部件的集成，因而限制了在阀结构方面实现成本降低的可能。
因此有需要对热交换器模块结构进行改进，以及特别需要一种这样的止回阀，即该止回阀具有简化结构并且避免了高成本制造步骤，同时提供了与底板的液密密封连接。
发明内容
在实施例中，提供一种用于板式冷却器的止回阀，所述板式冷却器具有带有油口的底板。该止回阀包括：(a)塑料壳体，其具有带有内表面和外表面的大体圆柱形外壁、敞开式第一端和第二端、以及与外壁一体形成并附接到其内表面的内部支撑结构；(b)阀座，其邻近壳体的第二端；(c)活塞，其位于支撑结构内并可轴向地朝向和远离阀座移动；(d)偏压构件，其位于支撑结构内并且将活塞压向阀座；以及(e)第一弹性密封元件，其邻近壳体的第一端并且适合于在壳体和底板之间提供密封。
壳体的外壁包括第一部分和相邻的第二部分，第一部分邻近壳体的第一端并且限定出具有第一外径的第一轴向表面，第一外径小于底板油口的内径，第二部分远离壳体的第一端并且限定出具有第二外径的第二轴向表面，第二外径大于油口的内径。
壳体的第一部分进一步限定出多个能向内弯曲的掣子(detents)，每个掣子都由贯穿外壁并且邻近壳体第一端的一对狭槽形成；并且每个掣子都具有从第一轴向表面径向向外伸出的末端部。
在实施例中，壳体进一步包括从第一轴向表面向外延伸到第二轴向表面的第一径向表面；以及由所述掣子限定的多个第二径向表面，其中每个所述掣子的末端部沿着一个所述第二径向表面从第一轴向表面径向向外伸出；并且第一径向表面与每个第二径向表面轴向间隔一距离，该距离略大于油口内周边缘处底板的厚度，因此用于容纳并夹持内周边缘的槽是由第一轴向表面、第一径向表面和每个所述掣子的第二径向表面限定的。
在实施例中，第一弹性密封元件设在所述槽中，并且第一弹性密封元件包括第一环形密封圈。在实施例中，第一环形密封圈部分地容纳在第一径向表面内的凹陷部内；并且第一径向表面和第二径向表面之间的距离是这样的：当油口的内周边缘容纳在所述槽中时，第一环形密封圈在第一径向表面和邻近油口的内周边缘的底板表面之间被压缩。
在实施例中，每个掣子的末端部都具有在第二径向表面和壳体的第一端之间向内成一角度的倾斜表面，因此壳体的第一端具有小于油口内径的直径。
在实施例中，活塞具有朝向壳体第一端的第一表面和朝向壳体第二端的第二表面；其中活塞的第二表面适合于密封地接合阀座；并且活塞的第一表面适合于接合偏压构件。
在实施例中，偏压构件包括具有第一端和第二端的轴向延伸的盘簧，第一端接合活塞的第一表面，盘簧可响应于施加到活塞第二表面上的预定流体压力压缩；其中支撑结构包括接合并夹持盘簧第二端的轴向延伸的管状支撑构件。
在实施例中，活塞的第一表面为中空杯状形式，其适合于接合并容纳盘簧的第一端，其中管状支撑构件至少部分容纳在盘簧的第二端内；并且盘簧在活塞和管状支撑构件之间受到压缩并将活塞偏压至阀的关闭位置。
在实施例中，支撑结构进一步包括在壳体内轴向延伸的多个活塞引导构件，其中活塞引导构件与活塞的第二表面接合或与其紧邻；活塞引导构件向内与壳体的圆柱形外壁的内表面隔开。
在实施例中，管状支撑构件通过多个径向延伸的腹板附接到大体圆柱形的外壁的内表面，其中各腹板以间距分开。
在实施例中，壳体的第二部分为具有敞开式顶部的大体杯形，带有径向向外延伸的唇部以及位于限定进油口的底面中的中心孔；壳体的第一部分包括圆筒环，其具有容纳在槽内的下部，其中圆筒环具有内表面和外表面，该内表面部分地限定出大体圆柱形外壁的内表面的内表面，该外表面限定出第一轴向表面的外表面。
在实施例中，圆周槽位于唇部和多个轴向向上延伸的指状结构之间，指状结构沿着圆筒环的内表面延伸到唇部上方；其中至少一些指状结构具有邻近其自由端的孔，这些孔适合于容纳从圆筒环的内表面向内延伸的向内突伸的突出部并且位于相邻的成对所述径向腹板之间，其中突出部设计尺寸和定位以便容纳在指状结构的孔内，从而将壳体的第一和第二部分锁在一起；以及至少一些指状结构接合并支撑掣子的内表面。
在实施例中，阀座形成在圆筒环的第一端面上，圆筒环还具有第二端面、内圆柱面和外圆柱面；其中圆筒环的外圆柱面具有小于壳体的圆柱形外壁的内表面的直径的直径；并且圆筒环至少部分容纳并夹持在壳体的第二端内。在实施例中，圆筒环与壳体形成互锁连接。
在实施例中，圆筒环的第一端面具有第二弹性密封元件；并且第二弹性密封元件定位成使得其接触活塞。
在实施例中，第二弹性密封元件包括第二环形密封圈，其部分地容纳在位于圆筒环第一端面内的环形槽内；并且第二环形密封圈夹持在圆筒环的第一端面和壳体的内部支撑结构之间。
在实施例中，还提供一种热交换器模块，其包括：(a)如上所述的止回阀；(b)具有流体进口歧管的热交换器；和(c)具有顶面和底面的底板，其中顶面附接于热交换器，并且底板具有与热交换器的流体进口歧管流体连通的流体进口；第一弹性密封元件被压缩在第一径向表面和邻近流体进口的内周边缘的底板的底面之间，并且与底板和第一径向表面密封接合。在实施例中，底板底面具有紧邻流体进口的斜面，该进口具有从底面向内延伸到底板顶面的斜面，从而形成锥形密封表面。
附图说明
现在参考伴随附图仅仅通过举例的方式描述本发明，其中：
图1是从包括根据本发明的止回阀的热交换器模块的顶部和侧面来看的透视图；
图2是从顶部和侧面来看的分解透视图，显示出图1中热交换器模块的底板组件和止回阀；
图3是部分横截面上的透视图，显示出图1的底板油口和止回阀；
图4是根据第一实施例的止回阀部件的分解透视图；
图5是贯穿图4的止回阀和底板的纵剖视图，使阀打开；
图6是贯穿图4的止回阀和底板的纵剖视图，使阀关闭；
图7是图4的止回阀的壳体的孤立透视图，从第一端和侧面来看，部分剖视并切开以显示支撑结构；
图8是沿图7中线8-8′截取的壳体的剖视俯视图；
图9是与图6类似的剖视，显示出阀和底板的一些备选结构特征；
图10是特写剖视图，显示出位于相对厚的单层底板的进油口内的止回阀的一部分；
图11是根据第二实施例的止回阀部件的分解透视图；
图12是侧视图，显示出安装在底板中的图11的止回阀；
图13A和13B是沿图12中线13-13′的剖视图，分别显示出处于关闭和打开位置的止回阀；
图14是图11的止回阀的仰视透视图；以及
图15是图11的止回阀的俯视透视图。
具体实施方式
图1和2图示出包括根据本发明的止回阀10的热交换器模块110。
热交换器模块110由固定附接于底板组件114上的热交换器112组成。在该实施例中，热交换器模块110特别适合于直接安装到汽车发动机壳体或者外壳(未示出)的外部，因此起到发动机的油冷却器(EOC)的作用。然而，可以理解的是，热交换器模块110适用于其他目的或应用。例如，热交换器模块110反过来起到变速器油冷却器(TOC)的作用，在这种情况下热交换器模块110适合于直接安装到变速器壳体或者外壳的外部。
在该实施例中，底板组件114包括多个层并由第一适配板(adapter plate)116组成，第一适配板通过第一垫板118直接钎焊到热交换器112的底座上。第二适配板120通过第二垫板122直接焊接到第一适配板116的相对表面上。
第一适配板116是相对厚的机制或成形铝板，其提供要求的结构刚度，用于将热交换器模块110直接安装到发动机壳体上，而垫板118，122明显比第一适配板116薄并且由钎焊包铝(braze clad aluminum)制成。第一适配板116包括位于第一适配板116内切口形式的沟槽部分124。切口或者沟槽部分124延伸到底板组件114的延伸部分126，并且与第一和第二垫板118，122一起形成底板组件114内的流体传递通128，该流体传递通道128的一端经由形成于第一垫板118内的相应流体开口130与热交换器112中的一个流体歧管(本实施例中的进油歧管)连通。图9还显示出流体传递通道128如何形成在各板118，122之间。
流体传递管道128的另一端延伸到底板组件114的延伸部分126，并且适合于通过第二适配板120中的流体开口132连接到汽车系统元件壳体上的相应流体端口(发动机壳体上的发动机油出口)，该流体开口包括本实施例中的进油口，进油口132具有内周边缘131。延伸部分126因此提供热交换器112内的一个流体歧管，即本实施例中的进油歧管的间接流体连接(即，至少部分超出热交换器112的边界或者覆盖区(footprint))。
第二适配板120同样具有与热交换器112中分离的流体歧管流体连通的两个附加的流体开口134，136。在图示的特定实施例中，流体开口134经由形成在第一适配板116和垫板118，122中的相应开口与热交换器112的出油口歧管连通，这些开口图示于图2中，并且流体开口联接到发动机壳体上的相应流体端口(即，进油端口)。流体开口136经由形成在第一适配板116和垫板118，122中的相应开口与热交换器112的冷却剂入口歧管连通，这些开口图示于图2中，并且流体开口联接到发动机壳体上的相应流体端口(即，冷却剂入口)。
如图1所示，热交换器112进一步包括冷却剂出口配件138，其钎焊到热交换器112的顶板140并且与热交换器112的冷却剂入口歧管连通。
第二适配板120同样绕着圆周设置有多个孔142，每个孔都与第一适配板116，垫板118，122以及汽车系统元件壳体(即发动机壳体)上的相应开口对齐。每个孔142都适合于容纳用于将热交换器模块110固定到部件壳体上的紧固装置(诸如螺栓)。
虽然已经描述了流体循环通过热交换器模块110的特定实施例，但是本领域技术人员应当理解的是，这不是用来进行限制的，并且对于通过热交换器模块110的确切流体管路以及设置在热交换器112和/或底板组件114的板上的流体端口的数量和位置的变化，将取决于热交换器112的特定结构以及热交换器模块110的特定应用。此外，在某些实施例中，底板结构不要求热交换器歧管与发动机壳体上的相应端口之间的偏移量，其中底板结构简化并且不必包括适配板和/或多个垫板。例如，正如接下来进一步论述的，底板包括单层。在在此描述的、具有单层底板的实施例中，底板以附图标记114标示。
第二适配板120具有与第二垫板122接触的顶面144和适合于被固定到发动机壳体表面上的相对底面146。从底面146伸出并且与进油口132形成液密的密封连接的是阀10，该阀为通过流体(油)压力致动的单向阀，允许高压发动机油从发动机壳体上的发动机油出口流到热交换器112的进油口歧管，但是防止油在较低发动机油压的条件下从热交换器112的进油口歧管回流至发动机壳体上的发动机油出口。因此，阀10在此被称为“止回(anti-drain)”阀。止回阀10适合于被容纳在发动机壳体上的发动机油出口内。
现在接下来参考图3-10描述根据第一实施例的止回阀10的结构。
如图4所示，止回阀10包括四个部件：壳体12，阀座14，活塞16和偏压构件18。为了使材料成本最小化，除了偏压构件18之外的所有部件都由塑料制成。
壳体12包括圆柱形外壁13，具有内表面20和外表面22。壳体12具有纵向中心轴线A并且具有沿轴线A等距间隔的第一端24和第二端26。第一和第二端24，26都是敞开的。
除了限定出沿轴线A的轴向方向之外，壳体12还参照轴线A限定出径向方向。因此，诸如″内部″、″外部″、″内部的″、″外部的″、″向内″、″向外″的术语以及类似的术语指的是相对于轴线A的元件的径向方向和/或位置。在此描述的任一元件的长度都沿轴线A限定，并且在此描述的任一元件的宽度和/或厚度都限定在垂直于轴线A的径向方向，除非另有陈述。
整体上以附图标记28标示并且接下来参考图7和8更详细地进行论述的内部支撑结构与外壁13一体成型并且附接到其内表面20。应当理解的是，在壳体12是由塑料制成的情况下，例如通过注塑，外圆柱形壁13和支撑结构28可轻松地结合，反之由金属，诸如铝，形成的这种集成式结构是不实用的。还应理解的是，支撑结构28和外圆柱形壁13的集成减少了阀部件的数量，从而降低了材料和/或制造成本。
壳体12的外壁13的直径沿其外表面22不同。例如，如附图所示，外壁13包括第一部分30和相邻的第二部分32。在本实施例中，第一部分30具有比第二部分32小的直径。第一部分30邻近壳体的第一端24并且限定出具有第一外径的第一轴向表面34，第一外径小于进油口132的内径，第一外径只是略小于进油口132的内径，因此外壁13的第一部分30适合于紧紧地容纳在进油口132内。
外壁13的第二部分32远离壳体12的第一端24并且限定出具有第二外径的第二轴向表面36，第二外径大于第一外径并且大于进油口132的内径，因此外壁13的第二部分32过大而不能装配到进油口132内。在本实施例中，外壁13的第二部分32从第一部分30延伸到壳体12的第二端26，形成具有不变直径并且延伸到壳体12的第二端26的第二轴向表面36。然而，应当理解的是，这种配置不是必需的，并且第二部分32无需延伸到壳体12的第二端26。
在本实施例中，外壁13进一步包括从第一轴向表面34向外延伸到第二轴向表面36的第一径向表面37。第一径向表面37被图示为与第一轴向表面34和第二轴向表面36成大约90度的角度定位的平面。然而，正如接下来进一步论述的，在所有实施例中情况不一定是这样。
外壁13的第一部分30进一步包括多个可向内弯曲的弹性掣子38，每个掣子被限定在贯穿邻近壳体12第一端24的外壁13的一对间距很小的狭槽40之间。在图示实施例中，狭槽40轴向延伸并且基本上在第一部分30的整个长度上延伸。图示止回阀10包括五个掣子38，然而，可以理解的是，掣子38的数量可以多于或少于附图中所示的数量。
每个掣子38都具有远离壳体12的第一端24的基部42，其中掣子38的厚度与位于掣子38之间的外壁13的第一部分30的厚度相同。每个基部42的外表面形成第一轴向表面34的一部分。
每个掣子38还具有邻近壳体12的第一端24定位的末端部44，末端部44具有比基部42的厚度大的最大厚度。末端部44从基部42以及第一轴向表面34向外伸出。末端部44的厚度是这样的：使得掣子38的末端部44在松弛状态下向外伸到进油口132的内径外。
外壁13的第一部分30进一步包括多个第二径向表面46，每个第二径向表面都限定为这样一个表面，掣子38的末端部44沿该表面从基部42(即第一轴向表面34)径向向外伸出。每个第二径向表面46都被图示为一平面，该平面与第一轴向表面34和第二轴向表面36成大约90度的角度定位并且平行于第一径向表面37。然而，正如接下来进一步论述的，在所有实施例中情况不一定是这样。例如，第二径向表面46可与壳体12的第一端24纵向成一角度。
第一和第二径向表面37，46彼此间隔一轴向距离，该轴向距离略大于进油口132的内周边缘131的厚度，该厚度在本实施例中对应于第二适配板120的厚度。因此，每个掣子38限定出槽48，设计该槽的尺寸和形状以容纳并夹持进油口132的内周边缘131，该槽48是由基部42上的第一轴向表面34、第一径向表面37和第二径向表面46限定的。图5和6显示出容纳并夹持在槽48内的进油口132的内周边缘131。
每个掣子38的基部42都能向内弯曲一定程度，使得掣子38的末端部44可在应用中等压力时被向内推动，与第一轴向表面34大体齐平。这允许掣子38在通过在壳体12上施加轴向力将壳体12的第一端24插入到进油口132时向内弯曲。此外，一旦掣子38的末端部44穿过开口132，掣子38的弹性允许其回弹至松弛的释放位置。因此，外壁13的第一部分30与进油口132形成干涉配合或者搭卡扣配合，并且阻止阀10从第二适配板120的开口132退出。
应当理解的是，在壳体12由塑料制成的情况下，在阀10的第一端24形成掣子38比较简单，而壳体12由金属制成的情况更困难、成本更高。此外，塑料掣子38的弹性应该比形成在金属壳体内具有可比(径向)厚度的掣子的弹性更好。
为了使第一部分30容易通过开口132插入，每个掣子38的末端部44都具有斜面50，该斜面在第二径向表面46和壳体12的第一端24之间向内成一定角度。因此，壳体12的第一端24具有比进油口132的内径小的直径，允许其被插入到开口132内。
止回阀10还包括用于在阀壳12和第二适配板120之间提供液密密封的装置。在这点上，阀10进一步包括第一弹性密封元件，该元件如图3所示包括诸如O型圈的第一环状密封圈52，其具有略大于第一轴向表面34的直径的内径和小于第二轴向表面36的直径的外径。
第一密封圈52可简单地夹持在由掣子38提供的槽48内。可替换地，第一密封圈52可部分容纳在设于第一轴向表面34和/或第一径向表面37内的凹部54内。第一密封圈52的尺寸是这样的，以致于当进油口132的内周边缘131容纳在由掣子38限定的槽48中时，其可被压缩在第一径向表面37和/或第一轴向表面34与位于进油口132的内周边缘131或与其邻近的第二适配板120的表面(即，图2中的底面146)之间。第一密封圈52的压缩使其与壳体12和第二适配板120紧密地密封接触，由此在第二适配板120和阀10的壳体12之间提供液密密封。
为了有助于提供液密密封，通过第一密封圈52接合的第二适配板120的表面，例如其底面146，可如此成形以便改进与第一密封圈52的密封接触。例如，如附图所示，紧邻进油口132的第二适配板120的底面146可具有向内从底面146伸到顶面144的斜面56。该斜面56提供锥形密封面，其有助于密封并保持第一密封圈52的位置。因此，由上述描述可以看出，在此描述的阀结构允许在阀壳12和底板114之间形成有效液密密封，同时避免已知的具有金属壳体的止回阀的上述缺陷。
阀座14邻近壳体12的第二端26设置。在图示实施例中，阀座14形成在圆筒环58的第一端面60上，其中第一端面60在组装后的阀10内背向第二端26。环58还具有相对的第二端面62，内圆柱面64和外圆柱面66。内圆柱面64限定了进口68，阀10通过该进口从变速器或者发动机壳体的出口端口接收油。环58可由塑料制成，例如通过模制。
圆筒环58的外圆柱面66具有小于壳体12的内表面20的直径的直径，因此其至少部分容纳并夹持在壳体12的第二端26内。在本实施例中，圆筒环58紧紧地容纳在壳体12的第二端26内，使环58与壳体12形成互锁连接。例如，在本实施例中，圆筒环58的外表面66具有向外延伸的楔形突出部70，该突出部适合于容纳并夹持在圆周延伸的狭槽72内，该狭槽至少部分通过外壁13的第二部分32从其内表面伸出。在图示实施例中，狭槽72完全穿过外壁13以便提供圆筒环58是否已经正确插入到壳体12内的可见指示。塑料环58和塑料壳体12的弹性允许足够的变形从而允许环58插入到壳体12的第二端26内。
活塞16具有朝向壳体12的第一端24的第一表面82和朝向壳体12的第二端26的第二表面84。第二表面84适合于密封接合阀座14，而第一表面82适合于接合偏压构件18。
在图示实施例中，活塞16具有蘑菇形状，带有具有轴向延伸的中空阀杆86的第一表面82，并且活塞16具有邻接第一和第二表面82，84的外周表面88，外周表面88紧密容纳在支撑结构28的环形壁78内。
如图2-6所示，偏压构件18包括具有第一端90和第二端92的轴向延伸的盘簧，第一端90接合活塞16的第一表面82，偏压构件18将活塞16压向图6的关闭位置，并且响应于施加到活塞16的第二表面84上的预定流体压力轴向压缩，以便使阀10打开至图5所示的位置。
偏压构件18通过轴向延伸的管状支撑构件94来支撑，其中管状支撑构件94被偏压构件18环绕并且可滑动地容纳在活塞16的中空杆86内。形成为支撑结构28的一部分的管状支撑构件94居中定位在壳体12内，并且自杯形弹簧支承件96的中心轴向延伸，其中偏压构件18的第二端容纳在杯形支座96内。管状支撑构件94和杯形支座96都与壳体12的内表面20一体形成，因此均是固定的。因此，在活塞16的第二表面84上施加的预定量的流体压力引起偏压构件18的压缩以及活塞16远离阀座14朝向图5所示的打开位置的轴向运动。
杯形弹簧支承件96具有外周边缘98，其与壳体12的内表面20间隔并且通过多个轴向延伸的肋100与其相连，这些肋在弹簧支承件96的圆周边缘98的圆周上间隔设置。尤其是，如图7和8所示，每个肋100都具有连接到环形壁78上的一端和连接到杯形弹簧支承件96的外周边缘98上的相对端，由此支撑弹簧支承件96和管状支撑构件94。如图8中最佳所见，肋100和壳体12的内表面20之间的环形空间限定出阀10的出口101。在图示实施例中有五个肋100，然而，应当理解的是，肋100的数量可大于或小于在此所示的。
支撑结构28进一步包括在环形壁78和杯形弹簧支承件96的外边缘98之间轴向延伸的多个轴向延伸的活塞引导面102，引导面102与活塞16的外周表面88接合或者紧邻。这些面102在活塞16朝向和远离阀座14轴向移动时对其进行引导和支撑。
引导面102与壳体12一体成型并且在内部与其内表面20间隔。引导面102可通过肋100附接于壳体12的内表面20上，并且在图示实施例中，引导面102包括肋100的内表面。
肋100沿环形壁78的圆周相互之间等距间隔。相邻的肋100通过孔108隔开，孔在图7中明显可见，与壳体12的第一端24流体连通。使阀10如图5所示地打开，这些孔108也与壳体12的第二端26流体连通，由此允许油从壳体12的第二端26流到第一端24。使阀10如图6所示地关闭，活塞16阻止壳体12的第二端26和孔108之间的流动，由此阻止油从壳体12的第二端26流到第一端24。
现在参考图9如下描述止回阀和热交换器模块的某些附件和/或备选特征。如下所述的实施例与上述的止回阀10和热交换器110共用若干共同特征。因此，除非另有陈述，这些特征的上述描述同样用于接下来的实施例，并且这些相同的特征在附图和接下来的描述中以相同的附图标记标示。
如图9所示，圆筒环58的第一端60具有第二弹性密封元件，诸如第二环形密封圈74，其如此设置使得其在阀10处于关闭位置时接触活塞16。因此，在设置第二环形密封圈74的情况下，其形成阀座14的环形密封面。
第二环形密封圈74可部分容纳在位于圆筒环58的第一端面60内的环形凹部或槽76内。在组装后的阀10内，第二环形密封圈74被夹持在圆筒环58的第一端面60和壳体12的内部支撑结构28之间。在本实施例中，内部支撑机构28包括与壳体12一体成型并从其内表面20向内伸出的环形壁78。槽76和环形壁78一起形成用于容纳第二密封圈74的空腔，该空腔具有向内朝向的开口80，第二密封圈74通过该开口接触活塞16。因此，在提供第二密封圈74的情况下，其形成阀座14的密封面。
图9进一步显示出止回阀10如何结合到图1和2所示的多层底板组件114中，该组件如并且显示出这些板118，122之间的流体传递通道128。
虽然上述实施例涉及适用于密封连接到位于底板组件114内的第二适配板120的进油口132的内周边缘131上的阀10，但是应当理解的是，阀10适用于其他底板结构。在这点上，阀10可密封连接到单层底板114上，其中进油口132的内周边缘131的厚度与底板114的厚度相同，或者进油口132的内周边缘131的厚度小于底板114的实施例。
例如，在进油口132的内周边缘厚度与底板114的厚度相同的情况下，底板114具有与上述实施例中的第二适配板120相同的厚度。
在进油口132的内周边缘厚度小于底板114的厚度的情况下，进油口132的内周边缘131具有沉孔，因此进油口132的内周边缘在厚度上相对于底板114的厚度减小，并且限定出具有与阀壳12的第二径向表面46结合的径向表面150的向内伸出的边缘部分152，因此，边缘部分容纳在槽48内。该结构图示于图10中。
现在参考附图如下描述根据第二实施例的止回阀200的结构，其中加以200的类似附图标记用来表示类似的特征。止回阀200在此描述为适合于容纳在如上所述的热交换器模块110的适配板120的进油口132中。
如图11所示，止回阀200包括具有整体上圆柱形的外壁213的壳体212，壳体212包括第一部分230和第二部分232。为了使材料成本最小化，壳体212由塑料制成。
外壁213具有内表面220和外表面222。壳体212具有纵向中心轴线A′并且具有沿轴线A′等距间隔的第一开口端224和第二开口端226。
除了限定出沿轴线A′的轴向方向，壳体212还根据轴线A′限定出径向方向。因此，诸如″内部″、″外部″、″内部的″、″外部的″、″向内″、″向外″的术语以及类似的术语指的是相对于轴线A的元件的径向方向和/或位置。在此结合本实施例描述的任一元件的长度都沿轴线A′限定，并且在此描述的任一元件的宽度和/或厚度都限定在垂直于轴线A′的径向方向，除非另有陈述。
大体以附图标记228标示并且接下来更详细地进行论述的内部支撑结构与外壁213一体成型。应当理解的是，在壳体212是由塑料制成的情况下，例如通过注塑，外圆柱形壁213和支撑结构228可轻松地结合，反之由金属，诸如铝，形成的这种集成式结构是不实用的。还应理解的是，支撑结构228和外圆柱形壁213的集成减少了阀200的部件数量，从而降低了材料和/或制造成本。
壳体212包括第一部分230和相邻的第二部分232。第一部分230邻近壳体的第一端224并且限定出具有第一外径的第一轴向表面234，第一外径小于进油口132的内径，第一外径只是略小于进油口132的内径，因此壳体212的第一部分230适合于紧紧地容纳在进油口132内。
壳体212的第二部分232远离壳体212的第一端224并且限定出具有第二外径的第二轴向表面236，第二外径大于第一外径并且大于进油口132的内径，因此壳体212的第二部分232过大而不能装配到进油口132内。在本实施例中，壳体212的第二部分232延伸到壳体212的第二端226，使第二轴向表面236朝向壳体212的第二端226在直径上减少。壳体212的第二部分232大体为具有敞开式顶部的杯形，带有径向向外延伸的唇部402以及位于限定出进油口268的底面的中心孔，以及沿外表面222用来为唇部402提供支撑的轴向延伸的支撑肋412。
在本实施例中，壳体212的第二部分232进一步包括在第二部分232的敞开式顶部部分地限定出唇部402的第一径向表面237。在组装后的壳体212中，第一径向表面237从第一轴向表面234向外延伸到第二轴向表面236。第一径向表面237被图示为与第一轴向表面234和第二轴向表面236成大约90度的角度定位的平面，但这不是必需的。
壳体212的第一部分230进一步包括多个向内弯曲的弹性掣子238，每个掣子都限定在贯穿邻近壳体212的第一端224的外壁213的一对间距很小的狭槽240之间。在图示实施例中，狭槽240轴向延伸。图示止回阀200包括五个这种掣子238，然而，可以理解的是，掣子238的数量可以多于或少于附图中所示的数量。
每个掣子238都具有远离壳体212的第一端224的基部242，其中掣子238的厚度与位于掣子238之间的外壁213的第一部分230的厚度相同。每个基部242的外表面形成第一轴向表面234的一部分。
每个掣子238还具有位于壳体212的第一端224的末端部244或自由端，末端部244具有比基部242的厚度大的最大厚度。末端部244的厚度是这样的：使得在掣子38处于松弛状态时末端部244相对于基部242和第一轴向表面234以及相对于进油口132的内径径向向外伸出。
壳体进一步包括由掣子238限定的多个第二径向表面246，每个第二径向表面246都包括一表面，掣子238的末端部244沿该表面从基部242(即第一轴向表面234)径向向外伸出。每个第二径向表面246都被图示为一平面，该平面与第一轴向表面234和第二轴向表面236成大约90度的角度定位并且平行于第一径向表面237。然而，这不是必需的。例如，第二径向表面246可与壳体212的第一端224成一角度。
第一和第二径向表面237，246彼此间隔一轴向距离，该轴向距离略大于进油口132的内周边缘131的厚度，该厚度在本实施例中小于第二适配板120的厚度。每个掣子238限定出槽248，设计该槽的尺寸和形状以容纳并夹持进油口132的内周边缘131，槽248是由第一轴向表面234，第一径向表面237和第二径向表面246限定的。图13显示出容纳并夹持在槽248内的进油口132的内周边缘131。
每个掣子238的基部242都能向内弯曲一定程度，使得掣子238的末端部244可在应用中等压力时被向内推动，与第一轴向表面234大体齐平。这允许掣子238在通过在壳体212上施加轴向力将壳体212的第一端224插入到进油口132时向内弯曲。此外，一旦末端部244穿过开口132，掣子238的弹性允许其回弹至松弛的释放位置。因此，壳体212的第一部分230与进油口132形成干涉配合或者卡扣配合，并且阻止阀200从第二适配板120的开口132退出。
应当理解的是，在壳体212由塑料制成的情况下，在阀200的第一端224形成掣子238比较简单，而壳体212由金属制成的情况更困难、成本更高。此外，塑料掣子238的弹性应该比形成在金属壳体内具有可比(径向)厚度的掣子的弹性更好。
为了使阀200容易插入到开口132，每个掣子238的末端部244都具有斜面250，该斜面在第二径向表面46和壳体12的第一端24之间向内成一定角度。因此，壳体12的第一端24具有比进油口132的内径小的直径，允许其被插入到开口132内。
止回阀200还包括用于在阀壳212和第二适配板120之间提供液密密封的装置。在这点上，阀200进一步包括第一弹性密封元件252，在图示实施例中该元件包括O型圈或异形垫圈，其具有略大于第一轴向表面234的直径的内径和小于第二轴向表面236的直径的外径。
密封元件252可夹持在槽248内或者部分容纳在与如上参考阀10论述并且图示于图6中的凹部54对应的凹部(未示出)内。密封元件252的尺寸是这样的，以致于其可被压缩在第一径向表面237和位于进油口132的内周边缘131或与其邻近的第二适配板120之间，如图13所示。密封元件252的压缩使其与壳体212和第二适配板120紧密地密封接触，由此在第二适配板120和阀10的阀200的壳体212之间提供液密密封。
环形阀座214邻近壳体212的第二端226限定在其第二部分232内。阀座214限定了进油口268，阀200通过该进油口从变速器或者发动机壳体的出口端口接收油。
阀200进一步包括整体上呈杯形的活塞216，具有朝向壳体212的第一端224的第一或内表面282和朝向壳体212的第二端226的第二或外表面284。第二表面284适合于密封接合阀座214的环形密封面。
活塞216的第一表面282为中空杯状形式，其适合于接合并容纳偏压构件218的第一端290，偏压构件包括轴向延伸的盘簧。偏压构件218具有通过轴向延伸的管状支撑构件294支撑的第二端292，该管状支撑构件居中定位在壳体212内并且形成为壳体212的第一部分230的一部分。管状支撑构件294至少部分容纳在偏压构件218的第二端292内。偏压构件218在活塞216和管状支撑构件294之间受到压缩并将活塞216偏压至图13所示的关闭位置，其中外表面284密封接合阀座214以防止油通过进油口268进入阀200。偏压构件可响应于施加到活塞216的第二表面284上的预定流体压力压缩以便使阀200打开。
管状支撑构件294形成为支撑结构228的一部分，并且支撑构件294的基部在其第一部分230中通过多个径向延伸的腹板295附接于壳体212的内表面220。
支撑结构228进一步包括多个细长的、轴向延伸的活塞引导构件302，其为在壳体的第二部分232中从壳体212的内表面220径向向内伸出的翅片形状。引导构件302分别具有与活塞216的外表面284，尤其是外表面284的圆柱形部分，接合或者紧靠的轴向延伸的内边缘，外表面形成活塞216的轴向延伸侧壁。引导构件302沿壳体212的内表面220圆周方向上等距间隔，并且相互配合用以在活塞216朝向和远离阀座214轴向移动时对其进行引导和支撑。
当足够的油压作用在活塞216的露出部分即在图14中通过进油口268可见的活塞216的部分时，克服偏压构件218的偏压力推动活塞216与阀座214脱离接合，由此打开进油口268并且允许油进入阀200。然后油在将活塞216和壳体212的内表面220分开的引导构件302之间流过阀200的内部，并且通过在位于壳体212的第一端224的径向腹板295之间流动流出阀200。
如上所述，阀200的壳体212包括第一和第二部分230，232。壳体212的两件式结构允许阀200通过如下方式组装，即，首先形成包括活塞216、偏压构件218和壳体212的第一部分230的子组件，通过壳体的第二部分232的敞开式顶部插入活塞216，而后将壳体212的第一和第二部分230，232推到一起，从而连接各部分230，232并且同时压缩偏压构件218。在提供密封元件252的情况下，可以在壳体212组装后将其插入到槽248中，或者在壳体212组装前将其放在第一径向表面237上。
壳体212的第一和第二部分230，232被配置为以彼此基本密封接合的方式锁在一起。例如，在图示实施例中，圆周槽400设在壳体212的第二部分232的敞开式顶部。槽400位于第二部分232的径向向外延伸的唇部402内部，并且位于唇部402和多个轴向向上延伸的指状结构404之间，指状结构沿壳体212的内表面220延伸到唇部402上方。指状结构404沿内表面220的圆周等距间隔，并且至少一些指状结构404具有邻近其自由端的孔406。如图15所示，没有孔的指状结构404(在附图中标示为404′)接合并支撑掣子238的内表面，由此帮助防止阀200与底板组件114分离。
壳体212的第一部分230为限定出壳体212的一部分外壁213的圆筒环408形式。尤其是，圆筒环408具有部分限定出大体圆柱形外壁213的内表面220的内表面，以及限定出第一轴向表面234的外表面。圆筒环408承载作为圆筒环408的向上延伸部的掣子238。多个径向腹板295从圆筒环408的内表面向内伸向管状支撑构件294的基部。在相邻腹板295之间沿圆筒环408的内表面以等距间隔设置的是向内伸出的突出部410，该突出部如此设计尺寸和定位以便容纳在指状结构404的孔406内，从而将壳体212的第一和第二部分230，232锁在一起。
为了组装壳体212，使第一部分的圆筒环408与第二部分的槽400接合，以致圆筒环的下部容纳在槽400内。同时，第二部分的指状结构404容纳在位于相邻腹板295之间的间距内，可以理解的是，指状结构404之间的间距足够宽以容纳腹板295，如图15中所见。还应当理解的是，指状结构404略有弹性从而允许其径向向内弯曲足够的距离以允许指状结构404的顶部在阀200的组装期间滑过突出部410。
尽管已经结合一些实施例描述了本发明，但是不局限于此。而是，本发明包括落入接下来的权利要求范围内的所有实施例。

Claims (16)

1.一种用于板式冷却器的止回阀，所述板式冷却器具有带有油口的底板，该止回阀包括：
(a)塑料壳体，其具有带有内表面和外表面的大体圆柱形外壁、敞开式第一和第二端、以及与外壁一体形成并附接到其内表面的内部支撑结构；
(b)阀座，其邻近壳体的第二端；
(c)活塞，其位于支撑结构内并可轴向地朝向和远离阀座移动；
(d)偏压构件，其位于支撑结构内并且将活塞压向阀座；和
(e)第一弹性密封元件，其邻近壳体的第一端并且适合于在壳体和底板之间提供密封；
其中壳体的外壁包括第一部分和相邻的第二部分，第一部分邻近壳体的第一端并且限定出具有第一外径的第一轴向表面，第一外径小于底板油口的内径，第二部分远离壳体的第一端并且限定出具有第二外径的第二轴向表面，第二外径大于油口的内径；
其中壳体的第一部分进一步限定出多个能向内弯曲的掣子，每个掣子都由贯穿外壁并且邻近壳体第一端的一对狭槽形成；和
其中每个掣子都具有从第一轴向表面径向向外伸出的末端部；
其中活塞具有朝向壳体第一端的第一表面和朝向壳体第二端的第二表面；
其中活塞的第二表面适合于密封地接合阀座；
其中活塞的第一表面适合于接合偏压构件；
其中偏压构件包括具有第一端和第二端的轴向延伸的盘簧，第一端接合活塞的第一表面，盘簧能响应于施加到活塞第二表面上的预定流体压力压缩；
其中支撑结构包括接合并夹持盘簧第二端的轴向延伸的管状支撑构件；以及
管状支撑构件通过多个径向延伸的腹板附接到大体圆柱形的外壁的内表面，其中各腹板以间距分开。
2.根据权利要求1所述的止回阀，其特征在于，壳体进一步包括从第一轴向表面向外延伸到第二轴向表面的第一径向表面；和
其中壳体进一步包括由所述掣子限定的多个第二径向表面，其中每个所述掣子的末端部沿着一个所述第二径向表面从第一轴向表面径向向外伸出；以及
其中第一径向表面与每个第二径向表面轴向间隔一距离，该距离略大于油口内周边缘处底板的厚度，因此用于容纳并夹持内周边缘的槽是由第一轴向表面、第一径向表面和每个所述掣子的第二径向表面限定的。
3.根据权利要求2所述的止回阀，其特征在于，第一弹性密封元件设在所述槽内。
4.根据权利要求3所述的止回阀，其特征在于，第一弹性密封元件包括第一环形密封圈。
5.根据权利要求4所述的止回阀，其特征在于，第一环形密封圈部分地容纳在位于第一径向表面内的凹陷部内；并且
其中第一径向表面和第二径向表面之间的距离是这样的：当油口的内周边缘容纳在所述槽中时，第一环形密封圈在第一径向表面和邻近油口的内周边缘的底板表面之间被压缩。
6.如权利要求5所述的止回阀，其特征在于，每个掣子的末端部都具有在第二径向表面和壳体的第一端之间向内成一角度的倾斜表面，因此壳体的第一端具有小于油口内径的直径。
7.根据权利要求1所述的止回阀，其特征在于，活塞的第一表面为中空杯状形式，其适合于接合并容纳盘簧的第一端，其中管状支撑构件至少部分容纳在盘簧的第二端内；以及
其中盘簧在活塞和管状支撑构件之间受到压缩并将活塞偏压至阀的关闭位置。
8.根据权利要求1所述的止回阀，其特征在于，支撑结构进一步包括在壳体内轴向延伸的多个活塞引导构件，其中活塞引导构件与活塞的第二表面接合或与其紧邻；
其中活塞引导构件向内与壳体的圆柱形外壁的内表面隔开。
9.根据权利要求2所述的止回阀，其特征在于，壳体的第二部分为具有敞开式顶部的大体杯形，带有径向向外延伸的唇部以及位于限定进油口的底面中的中心孔；
其中壳体的第一部分包括圆筒环部分，其具有容纳在槽内的下部，其中圆筒环部分具有内表面和外表面，该内表面部分地限定出大体圆柱形外壁的内表面，该外表面限定出第一轴向表面的外表面。
10.根据权利要求9所述的止回阀，其特征在于，圆周槽位于唇部和多个轴向向上延伸的指状结构之间，指状结构沿着圆筒环部分的内表面延伸到唇部上方；
其中至少一些指状结构具有邻近其自由端的孔，这些孔适合于容纳从圆筒环部分的内表面向内延伸的向内突伸的突出部并且位于相邻的成对所述径向腹板之间，其中突出部设计尺寸和定位以便容纳在指状结构的孔内，从而将壳体的第一和第二部分锁在一起；以及
至少一些指状结构接合并支撑掣子的内表面。
11.根据权利要求1所述的止回阀，其特征在于，阀座形成在圆筒环的第一端面上，圆筒环还具有第二端面、内圆柱面和外圆柱面；
其中圆筒环的外圆柱面具有小于壳体的圆柱形外壁的内表面的直径的直径；以及
其中圆筒环至少部分地容纳并夹持在壳体的第二端内。
12.根据权利要求11所述的止回阀，其特征在于，圆筒环与壳体形成互锁连接。
13.根据权利要求11所述的止回阀，其特征在于，圆筒环的第一端面具有第二弹性密封元件；并且
第二弹性密封元件定位成使得其接触活塞。
14.根据权利要求13所述的止回阀，其特征在于，第二弹性密封元件包括第二环形密封圈，其部分地容纳在位于圆筒环第一端面内的环形槽内；以及
其中第二环形密封圈夹持在圆筒环的第一端面和壳体的内部支撑结构之间。
15.一种热交换器模块包括：
(a)根据权利要求1-14中任一项所述的止回阀；
(b)具有流体进口歧管的热交换器；和
(c)具有顶面和底面的底板，其中顶面附接于热交换器，并且底板具有与热交换器的流体进口歧管流体连通的流体进口；
第一弹性密封元件被压缩在第一径向表面和邻近流体进口的内周边缘的底板的底面之间，并且与底板和第一径向表面密封接合。
16.根据权利要求15所述的热交换器模块，其特征在于，底板底面具有紧邻流体进口的斜面，该进口具有从底面向内延伸到底板顶面的斜面，从而形成锥形密封表面。
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