CN107076167A - 具有轴向可移动挡板的阀组 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆的冷却回路的泵(1)的阀组(10)。泵(1)包括泵体(2)，该泵体具有用于容纳阀组(10)的室；其中，在壳体的底部上形成有用于冷却液的出口嘴(80)。阀组(10)包括阻塞器(30)，该阻塞器可命令处于打开位置和关闭位置，该打开位置远离嘴(80)，在该打开位置中允许冷却液通过，而在关闭位置中阻断冷却液通过嘴(80)。

Description

具有轴向可移动挡板的阀组
本发明涉及一种用于车辆的冷却回路的泵的阀组，该车辆诸如为汽车或摩托车。
众所周知的是，冷却泵及其组成部件是用于(特别是车辆中的)热机的冷却回路的最重要元件。因此，非常注重这些部件的适当设计及其性能的持续改进。
在申请人名下的文献EP-A1-1503083和WO2011/095907A1中示出了冷却泵的实例。
特别地，在文献WO2011/095907A1的上下文中，阀组件可从泵中作为筒状件(cartridge)取出的事实是特别重要的。
所述类型的阀组的主要问题在于以简单且随时间可再现的方式有效地阻塞冷却液的通过。换言之，必要的是，阀单元实现其用于调节冷却液通过的部件的功能，而不会损害其寿命周期并且不负担(burdening)使适于执行所述阻塞的阀组的特定部件移动的移动装置。特别地，这种阻塞必须发生，以便不会不利地影响冷却液的运动，例如在冷却回路中引起湍流或空化现象。
本发明的目的是提供一种适于以可靠且有效的方式(例如使在阻塞之前的现有技术的冷却泵的典型的所述空化问题最小化)解决和执行阻塞流体的所述操作的阀组。
通过根据权利要求1实现的阀组实现这个目的。还通过根据权利要求12的包括所述阀组的泵和通过根据权利要求13所述的发动机缸体来实现这个目的。
从根据附图通过非限制性实例给出的以下描述中将使根据本发明的阀组的特征和优点变得显而易见，附图中：
-图1示出了根据第一实施方式的包括根据本发明的阀组的冷却泵的俯视图；
-图2a和图2b分别以打开构造和关闭构造的两个立体图表示图1所示的包括根据本发明的阀组的冷却泵的实例；
-图3a和图3b分别示出了沿图2a和图2b中存在的平面V-V和平面VI-VI的两个截面图；
-图4示出了根据优选实施方式的阀组的分离部件的立体图；
-图5a和图5b分别表示具有处于打开位置和关闭位置的阻塞器的图4的阀组的两个截面图。
根据本发明的实施方式，附图标记1表示用于车辆的冷却回路的泵，其包括泵体2和容纳在泵体2中的转子4。优选地，泵1被机械地致动。优选地，转子4是径向型的。
泵体2可连接至电机的冷却回路，并且特别地，可连接至上游的吸入回路的一部分(液体从该吸入回路吸入)以及下游的输出回路的一部分(液体在压力下朝向电机馈送至该输出回路)。
设置成围绕转子的旋转轴线R-R旋转的转子4适于从吸入部分吸入冷却液并且在压力下将其输送到输出部分。
在转子的下游，泵体2具有优选地具有蜗壳形状(volute shape，螺旋形状)的输送室6以及从输送室6延伸的至少一个输送管道8。输送室6和至少一个输送管道8除了输送管道的开口(即，朝向冷却回路的下游部分的出口嘴80)之外不具有通向其他管道的其它开口。
在一些优选实施方式中，泵体2包括多个输送管道8，其分别适于允许冷却液在两个独立的回路中流动，这两个回路例如为用于冷却电机的第一特定冷却回路以及用于冷却包括在车辆中的其他部件的第二特定冷却回路。
在优选实施方式中，泵体2包括出口嘴80，冷却液通过该出口嘴离开泵1以进入冷却回路，特别是在其管道中。换言之，出口嘴80是泵1的在冷却回路的管道之前的输出通道8的最后部分。
此外，根据优选实施方式，冷却液被设定为通过转子4在输送室6内运动，然后沿相对于转子4的切线方向在输送管道8内运动。冷却液然后被设定为沿流动方向在输送管道8内运动；优选地，流动方向由流动轴线F-F限定。
根据优选实施方式，泵1(且特别是泵体2)的出口嘴80位于与流动轴线F-F平行或基本平行地延伸的位置；换言之，出口嘴80不横向于流动方向延伸，并因此，在进入冷却回路的管道的入口处，液体的运动不继续沿流动方向。优选地，嘴80形成在界定输送管道8的壁上。
换言之，冷却回路从泵体2与其横向地(即，与输送管道8横向地)延伸，例如与所述输送管道8垂直地延伸，因此垂直于流动轴线F-F延伸。
根据优选实施方式，泵体2在所述出口嘴80附近具有壳体室200。
换言之，泵体2包括壳体室200，该壳体室包括出口嘴80。
优选地，壳体室200沿着主轴线X-X延伸。
根据优选实施方式，所述主轴线X-X从出口嘴80延伸。
优选地，主轴线X-X投射于流动轴线F-F。优选地，主轴线X-X垂直于流动轴线F-F。
优选地，主轴线X-X平行于转子的旋转轴线R-R。
换言之，壳体室200从出口嘴80向前延伸。
泵单元1包括阀组10，该阀组目的是调节由转子4设定运动的冷却液的通过。
在优选实施方式中，所述阀组10以可从壳体室200移除的方式插入。换言之，阀组10具有筒状结构，以便允许在壳体室200内插入和取出。
根据优选实施方式，阀组10包括适于沿着主轴线X-X轴向移动的阻塞器30，以便执行冷却液的通过的所述调节。
根据优选实施方式，阻塞器30可在以下位置移动：
-打开位置，远离嘴80，在该打开位置中允许冷却液通过该嘴；以及
-关闭位置，在该关闭位置中阻塞冷却液通过嘴80。
在一些实施方式中，当阀组10处于关闭构造并且因此阻塞器30处于关闭位置时，输送室6被关闭并且液体保持在其中，例如保持由旋转的转子4搅动。
优选地，在打开构造中，阀组10允许最大可能量的冷却液的运送。
根据优选实施方式，如下文更充分地描述的，处于关闭位置的阻塞器30适于接合界定出口嘴80的周界边缘81。换言之，阻塞器30具有能够密封地关闭出口80的形状，例如，其成形为复制出口嘴80的形状，以便密封地接合定界该出口的边缘81。再换句话说，阻塞器30适于接合输送管道8的壁，在其中形成有出口嘴80。鉴于上述内容，阻塞器30进行阻塞所需的动作在平面上以平面方式发生。
根据优选实施方式，阻塞器30包括接触唇缘31，其适于接合出口嘴80的边缘81，以在关闭位置阻断冷却液的通过。换言之，接触唇缘31复制出口嘴80的边缘81的形状，以在阻塞器的关闭位置执行所述接合。
根据优选实施方式，泵体2(特别是输送通道8)包括连接歧管89，以便促进与连接至泵1的冷却回路的管道接合。优选地，歧管89与出口嘴80连续。优选地，歧管89平行于主轴线X-X延伸。
优选地，阻塞器30包括放置在接触唇缘31上的防漏密封件。优选地，所述密封件32是O形环。
根据优选实施方式，阻塞器30包括偏移部分35，在阻塞器30定位在打开位置时，该偏移部分适于使冷却液的运动朝向嘴80偏移。换言之，偏移部分35适于使冷却液的运动从基本上平行于流动轴线F-F的方向偏移到基本上平行于主轴线X-X的出口方向。
优选地，偏移部分35具有曲线图案，其识别为凹形。
根据优选实施方式，偏移部分35在接触唇缘31内。换言之，在接触唇缘31与边缘81接合的该关闭位置中，偏移部分35延伸超过嘴80，例如在提供它的实施方式中，延伸到与泵1直接连接的冷却回路的管道中或出口歧管89中。
优选地，偏移部分35在其移动远离唇缘31时具有锥形图案。
根据优选实施方式，阀组10还包括线性致动器40，该线性致动器可操作地连接成使其在打开位置与关闭位置之间移动。
优选地，致动器40包括可操作地连接到阻塞器30的驱动部分400；例如，驱动部分400是可平移操作的轴或适于执行旋转平移运动的元件。
换言之，致动器40是可机械地、气动地或电气地操作以获得阻塞器30的线性运动的部件。
优选地，阀组10还包括密封元件5，该密封元件适于避免冷却液与线性致动器40接触，特别是避免冷却液与驱动部分400接触。
根据优选实施方式，密封元件5适于根据阻塞器30的位置改变其形状；换言之，在阻塞器所在的任意位置中，即，当其在打开位置移动时和当其被命令处于关闭位置中时，密封元件5适于保护致动器40免受水的影响，特别是保护其与阻塞器30直接接触的部分免受水的影响。
根据优选实施方式，所述密封元件5是波纹管密封件。
根据优选实施方式，阀组10还包括适于容纳在壳体室200中并沿主轴线X-X延伸的阀体12。阻塞器30适于滑动地容纳在所述阀体12内。
优选地，阀体12具有与壳体室200耦接的形状。优选地，阀体12事实上具有能够复制壳体室200形状的形状和尺寸。
优选地，阀体12具有圆柱形形状。
根据优选实施方式，阀体12包括侧壁18，在侧壁18中形成有液体流过的入口开口188。
优选地，阀体12包括底板16，在该底板中形成有轴向面向嘴80定位的出口开口；根据该实施方式，处于关闭位置的阻塞器30接合界定出口开口168的周界边缘168'。
换言之，在阀体12上形成有允许冷却液通过的特定开口，例如横向于流动轴线F-F的入口开口188和横向于主轴线X-X的出口开口168。
根据上述描述，在包括阀体12的实施方式中，阻塞器30以与已经关于阻塞器30与出口开口80(并因此与其边缘81)之间的相互作用描述的相同的方式直接接合阀体12，接合阀体的边缘168'(此外，如在附图中所示的实施方式中所描述的)。
根据优选实施方式，阻塞器30包括轴向延伸的引导元件39，该引导元件适于在界定壳体室的壁中接合壳体室200或接合其内部的阀体12，以便引导阻塞器30沿着主轴线X-X滑动。
优选地，所述引导元件39在轴向方向上复制阻塞器30的形状，特别是凸缘31的形状。
根据优选实施方式，上述冷却泵1可直接在容纳有冷却回路的车辆的发动机缸体(engine block)中导出。例如，泵体2或其一部分直接形成在发动机缸体中。
优选地，泵体2由两个部分(例如两个外壳)构成，这两个部分适于彼此接合以界定转子室、输送室和输送管道。因此，优选地，所述部分或所述外壳中的一个形成在发动机缸体中，而第二个安装在其上。注意，在附图中，泵体2始终示出为打开的，例如，始终示出仅一个所述外壳，例如可在车辆的发动机缸体中直接导出的外壳部分。换言之，优选地，阀组10可以可移除的方式以筒状物形式从发动机缸体本身插入。
创新地，本发明覆盖的阀组、包括该阀组的冷却泵和包括该泵的发动机缸体特别适于实现预期目的，即，在车辆的冷却系统中提供有效且可靠的阀组。
此外，有利地，本发明的阀组允许调节冷却液，以便不会不利地影响其运动；换言之，有利地，在其对冷却液的作用中，所讨论的阀组在冷却回路中引起最小的湍流或空化现象。
另一优点在于以下事实：适于在主轴线的方向上滑动的阻塞器的具体实施方式有利于沿主轴线的平移运动。
再另一优点在于以下事实：阀组具有比冷却系统的阀组的寿命周期更长的循环寿命，这是因为其被设计成适于保护其致动装置免受冷却液的影响。
有利地，阀组横向于出口嘴直接作用在该出口嘴上，使得简单地管理关闭和阻塞的操作。
此外，有利地，泵(特别是泵体的一个外壳)是内燃机的发动机缸体的一体式部件，因此减小了车辆内部的总体尺寸。
另一个有利的方面还与以下事实相关：阻塞器被成形为有利于冷却液的运动，而不是运动中的冷却液必须绕开的障碍。
有利地，阀组被定位成直接在出口通道与冷却回路的管道之间的铰接位置中并可在其中移动，由此避免其例如沿着所述输送管道定位。
根据另一有利的方面，阀组(特别是管道和阻塞器组)具有的几何形状和截面使得例如通过利用文丘里效应来促进冷却液的运动。
有利地，在提供阀体的实施方式中，具有相同阀体但是具有不同阻塞器的阀组可以根据在汽车或摩托车的寿命周期中可能发生的需求而可互换地插入到泵组中。因此，这种实施方式的另一有利方面是从阻塞器的特定需要使泵的设计(特别是壳体腔的设计)完全自由。
有利地，与现有技术中典型的解决方案不同，阀组的放置不影响泵的设计，其中例如蝶阀的使用对设计者、泵本身和输送通道施加特定的解决方案和技术。
显然，本领域技术人员为了满足特定需要可以对上述阀组和泵进行改变，这些都包含在由所附权利要求限定的保护范围内。

Claims (13)

1.阀组(10)，用于车辆的冷却回路的泵(1)，其中，所述泵(1)包括转子(4)和容纳所述转子(4)的泵体(2)，其中，所述泵体(2)具有壳体室(200)，所述壳体室包括所述泵(1)的出口嘴(80)，冷却液通过所述出口嘴流出，其中，所述壳体室(200)沿着投射至流动轴线(F-F)的主轴线(X-X)延伸，所述流动轴线限定通过所述转子(4)移动的冷却流体的移动方向，其中，所述阀组(10)能以能移除的方式从所述壳体室(200)插入，并且所述阀组包括适于沿着所述主轴线(X-X)轴向移动进入以下位置的阻塞器(30)：
-打开位置，远离所述嘴(80)，在所述打开位置中允许冷却液的通过；以及
-关闭位置，在所述关闭位置中阻断冷却液通过所述嘴(80)。
2.根据权利要求1所述的阀组(10)，其中，所述主轴线(X-X)垂直于所述流动轴线(F-F)且平行于所述转子(4)的旋转轴线(R-R)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的阀组(10)，还包括线性致动器(40)，所述线性致动器通过驱动部分(400)操作地连接至所述阻塞器(30)以使所述阻塞器在所述打开位置与所述关闭位置之间移动。
4.根据权利要求3所述的阀组(10)，还包括密封元件(5)，诸如波纹管密封件，所述密封元件适于根据所述阻塞器(30)的位置改变所述密封元件的形状，以便防止冷却液与所述线性致动器(40)接触，特别是防止冷却液与所述驱动部分(400)接触。
5.根据前述权利要求中任一项所述的阀组(10)，其中，所述阻塞器(30)包括接触唇缘(31)，所述接触唇缘适于接合界定所述出口嘴(80)的边缘(81)，以在所述关闭位置中执行阻断冷却液的通过，其中，放置在所述接触唇缘(31)上的所述阻塞器(30)包括防漏密封件(32)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的阀组(10)，其中，所述阻塞器包括偏移部分(35)，所述偏移部分适于在所述阻塞器(30)处于所述打开位置时将冷却液的移动转向所述嘴(80)，即，使冷却液的移动从基本上平行于所述流动轴线(F-F)的方向偏移到基本上平行于所述主轴线(X-X)的输出方向。
7.根据权利要求6所述的阀组(10)，其中，所述偏移部分(35)具有曲线图案，所述曲线图案识别为凹形。
8.根据权利要求6和7中的任一项所述的阀组(10)，其中，所述偏移部分(35)定位在所述接触唇缘(31)内的位置中。
9.根据前述权利要求中任一项所述的阀组(10)，还包括阀体(12)，所述阀体优选为圆柱形，所述阀体适于容纳在所述壳体室(200)中并沿着所述主轴线(X-X)延伸，所述阻塞器(30)适于滑动地容纳在所述阀体内。
10.根据权利要求9所述的阀组(10)，其中，所述阀体(12)包括侧壁(18)以及底部上的板(16)，在所述侧壁中形成有冷却液流过的入口开口(188)，在所述板中形成有轴向面向所述嘴(80)定位的出口开口(168)，其中，处于所述关闭位置中的所述阻塞器(30)接合界定所述出口开口(168)的周界边缘(168')。
11.根据前述权利要求中任一项所述的阀组(10)，其中，所述阻塞器(30)包括轴向延伸的引导元件(39)，所述引导元件适于在界定壳体室(200)的壁中接合所述壳体室或接合所述壳体室内的所述阀体(12)，以便引导所述阻塞器(30)沿着所述主轴线(X-X)滑动。
12.用于车辆的冷却回路的泵(1)，包括：
-泵体(2)，包括沿着主轴线(X-X)从所述泵(1)的出口嘴(80)延伸的壳体室(200)；
-转子(4)，通过吸入部分吸入冷却液并在压力下将所述冷却液输送到输送部分；
-根据前述权利要求中任一项所述的阀组(10)，所述阀组以能取出的方式插入所述壳体室(200)中。
13.发动机缸体，容纳根据权利要求12所述的用于车辆的冷却回路的冷却泵(1)，其中，所述泵体(2)或所述泵体的一部分形成在所述缸体中。
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