CN107614950A - 旁通阀 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种能够致动两种不同温度的旁通阀。该阀具有与流体入口流体连通的第一孔和具有与第一出口流体连通的第一端和与第二出口流体连通的第二端的第二孔。第一和第二分支端口分别将第一孔与第二孔的第一端以及第二孔的第一孔与第二端互连。第一阀机构布置在第一孔中以控制流体流向所述第一分支端口,并且可在第一致动温度下可操作。第二阀机构布置在第二孔中以控制流向第二出口的流动,并且在与第一致动温度不同的第二致动温度下可操作,第一和第二阀机构串联地操作,以提供三种不同的操作状态。
Description
相关申请的交叉参考
本申请要求于2015年5月29日提交的美国临时专利申请No.62/168,350的优先权和权益,其内容通过引用并入本文。
技术领域
本说明书涉及一种阀,特别是一种可在两个不同温度下被致动而提供多个操作状态的热旁通阀。
背景技术
已知使用阀来控制汽车系统内整个热交换回路内的流体的流动。控制阀或热旁通阀(TBV)通常与热交换器结合使用,以将流体引导至相应的热交换器而用于加热或冷却,或者引导热交换回路中的其它位置的流体,以便在热交换器的传热功能不需要或仅间歇需要的条件下旁通热交换器。控制阀或热旁通阀也经常用于汽车系统中以感测特定流体的温度,以便将其引导至合适的热交换器,以便辅助例如:(i)将汽车系统流体维持在最佳温度范围或(ii)使汽车流体的温度在最佳操作范围内。
控制阀或热旁通阀经常通过外部流体管线结合到热交换系统中,所述外部流体管线又连接到热交换器的入口/出口,控制阀与热交换器分离并且在外部流体管线内在热交换器的上游或下游连接。在一些应用中,多个控制阀或热旁通阀被组合使用,以实现特定的控制序列以有效地指示通过整个热交换回路的流体流动,从而在各种操作条件下确保流体被引导至合适的热交换器或汽车系统部件。
组合和互连各个单独的阀可能会增加与汽车系统相关的总成本,并且还可能导致多个潜在的故障点和/或泄漏点。对于特定系统的空间和/或尺寸约束也可以通过需要多个组合起来的单个阀来阻止,以实现期望的操作或控制顺序。因此,能够提供多个操作状态,并且通过在第一预定温度下以及在第二不同预定温度下再次致动来响应各种操作条件的单个旁通阀可以有助于总体成本节约、空间节省、重量减轻和/或操作效率,且因此是可取的。
发明内容
根据本公开的示例性实施例,提供了一种旁通阀,其包括主体;在所述主体中形成的第一孔,所述第一孔具有第一端和第二端;在所述主体中形成的第二孔,所述第二孔与所述第一孔间隔开并大体平行于所述第一孔延伸,所述第二孔具有第一端和第二端;与所述第一孔流体连通的流体入口;与所述第二孔的第一端连通的第一流体出口;与所述第二孔的第二端连通的第二流体出口;将所述第一孔和所述第二孔的所述第一端流体互连的第一分支端口(first branch port);将所述第一孔和所述第二孔的所述第二端流体互连的第二分支端口;布置在所述第一孔中、用于控制流向所述第一分支端口或所述第二分支端口流动的第一阀机构;以及布置在所述第二孔中、用于控制从所述第一分支端口或所述第二分支端口流向所述第一出口或所述第二出口流动的第二阀机构;其中,所述第一阀机构在第一预定致动温度下致动,而所述第二阀机构在第二预定致动温度下致动。
附图说明
通过示例,现在将参考示出本申请的示例实施例的附图,其中:
图1是处于第一操作状态的根据本公开的旁通阀的示例性实施例的示意性横截面图;
图2是处于第二操作状态的图1的旁通阀的横截面图;
图3是处于第三操作状态的图1的旁通阀的横截面图;
图4是图1-3的旁通阀中使用的阀机构的正视图;
图5是与图1-3的旁通阀的第一阀机构结合使用的示例性阀封闭帽的透视图;
图6是与图1-3的旁通阀的第二阀机构结合使用的示例性阀封闭帽的透视图;以及
图7是示意性系统图,其示出了如何将旁通阀结合到汽车系统流体回路中。
在不同的附图中可以使用相似的附图标记来表示相似的部件。
具体实施方式
现在将详细参考本技术的示例性实施方式。示例实施例仅以解释技术的方式提供,而不是对技术的限制。本领域技术人员将明白,可以对本技术中进行各种修改和变化。因此,本技术旨在涵盖落入本技术范围内的这类修改和变化。
虽然在整个说明书和权利要求中使用诸如“顶部”,“底部”,“上”,“下”,“左”,“右”,“向上”,“向下”术语,这些术语的使用仅为了方便。不应该推断使用这些术语中的任何一个需要本文所述的任何旁通阀在使用中具有特定的取向。
现在参照图1-3,其示出了根据本公开的旁通阀10的示例性实施例。在本示例性实施例中,旁通阀10旨在根据特定的操作条件流体连接至至少一个热交换器,并且可用于将来自流体源的流体引导至至少一个热交换器以用于加热或冷却,或引导整个热交换器回路中其它地方的流体,以在某些操作条件下旁通热交换器。示出了如何将旁通阀10结合到汽车系统内的热交换回路中的示意图,例如在图7中。如图7所示的示例性实施例所示,旁通阀10布置在流体源11(例如发动机、变速器等)和热交换器13的中间,其中旁通阀10流体联接到流体源上的流体出口15和热交换器13上的流体入口17。旁通阀10还流体地接到回流管线(return line)19,用于引导流体离开热交换器13并且经回流管线19将流体返回到流体源11(或潜在的是整个流体回路中的其它地方)。
旁通阀10具有主体12(本文也称为“壳体12”),其中形成有第一孔14和第二孔16。第一孔14和第二孔16在主体12内彼此并排且隔开布置,并且大致彼此平行地延伸。具有比第一孔14小的横截面流动面积的第一孔延伸部18与第一孔14同轴并从其延伸,并且串联地与第一孔14流体连通。类似地,具有比所述第二孔16更小的横截面流动面积的第二孔延伸部20与第二孔16同轴并从其延伸,并且串联地与第二孔16流体连通,第一孔延伸部18和第二孔延伸部20在主体12内彼此相对布置,即,当阀10处于图1-3中所示的取向时,第一孔延伸部18从第一孔14的下端向下延伸,而第二孔延伸部20从第二孔16的上端向上延伸。
主体12限定延伸到主体12中的三个主流体端口或开口22、24、26。第一流体端口22(在本文中也被称为“入口端口22”或“第一流体入口”)与第一孔14连通,并且在本主题示例性实施例中用作将控制流体引入旁通阀10的流体入口。控制流体可以例如包括发动机冷却剂,例如乙二醇、水或它们的混合物。第二流体端口24(在本文中也被称为“第一出口端口24”或“第一流体出口”)与第二孔16连通,并且在本主题示例性实施例中用作第一出口端口。第三流体端口26(在本文中也被称为“第二出口端口26”或“第二流体出口”)与第二孔延伸部20连通,并且在本主题示例性实施例中用作第二出口端口。在本主题示例性实施例中,具有比第二孔延伸部20小的横截面流动面积的又一个延伸孔21与第二孔延伸部20同轴并从其延伸,并串联地与第二孔延伸部20流体连通,并与第三流体端口26形成接头,因而与第二孔延伸部20和第三流体端口26流体地互连。然而,将理解,在其他实施例中,第二孔延伸部20可以直接连接到第三流体端口26,并且其他布置也是可能的。
流体端口22、24、26可以具有内螺纹,用于接收相应的流体管线或流体配件的相应的螺纹端部,以便在整个流体或热交换回路内互连旁通阀10。可替代地,旁通阀10可以使用其它方法连接在整个热交换回路或汽车系统内,所述方法包括例如围绕相应的流体导管或配件来模制流体端口22、24、26,或者在流体端口22、24、26内钎焊或焊接流体导管(conduit)的端部或配件。
第一分支端口30形成在主体12内,并且在其一端与第一孔延伸部18和第二孔16流体地互连,第一分支端口30布置成与第二流体端口24大致共线和/或与第二流体端口24同轴。因此,为了制造目的,第二流体端口24和第一分支端口30可以由穿过主体12、穿过第二孔16延伸的单个孔形成。相比第一分支端口30,第二分支端口32也形成在主体部分12内,与第一分支端口30大体平行并分开延伸,并且在其另一端处将第一孔14和第二孔16流体地互连。
第一外周阀座34形成在第一孔14与第一孔延伸部18之间的过渡部或接头处。在所示实施例中,第一阀座34面向第一孔14并且呈环形肩部的形式形成在第一阀开口36周围。第二外周阀座38形成在第二孔16和第二孔延伸部20之间的过渡部或接合处。在所示实施例中,第二阀座38面向第二孔16并呈围绕第二阀开口40的环形肩部的形式。
温度响应阀致动器或第一阀机构42(1)布置在第一孔14内并且可操作地联接到阀盘44,以使阀盘44朝向和远离阀座34移动,从而关闭和打开阀开口36。如图4所示的阀致动器或阀机构42有时被称为热马达,并且通常具有活塞-缸体配置,其中缸体46填充有热敏材料,例如蜡,当热敏材料被加热到预定温度或在预定温度范围内时,热敏材料膨胀和收缩而导致活塞47轴向延伸出缸体46。可替代地,可以使用特别设置为在特定温度或温度范围内致动的电子阀机构来代替如上所述由热马达致动的机械阀机构。
阀机构42(1)的复位弹簧48具有连接到缸体46的第一或下端50的第一或上端49(图4)以及附接或以其他方式固定在第一孔延伸部18的底部闭合端52的第二或上端51。当阀机构42(1)被致动时,活塞47轴向向上延伸出缸体46,由此在第一轴向方向(即,向下)朝向阀座34移动缸体46和阀盘44,因此缸体46抵抗复位弹簧48使其压缩。因此,当热敏材料返回到其初始状态时,复位弹簧48用于推动阀机构42(1)回到其第一或中立位置。
超越弹簧(override spring)54布置在缸体46上并具有固定或附接到缸体46的第二或上端56的第一或上端55以及固定于或接合于阀盘44的第二端57。超越弹簧54用于将阀盘44朝向阀座34推动或偏置,但也允许阀盘44在特定的操作条件下,例如在旁通阀10内的压力增加超过一定水平的情况下,被移动或推动远离阀座34。阀盘44可以按照美国专利No.6,253,837中公开的阀的方式刚性固定到缸体46上,或者可以沿着缸体46的外表面滑动,该专利的全部内容通过引用并入本文。
垫圈或第二阀盘58布置并固定在阀致动器42(1)的缸体46的第二端部56的顶部以便与缸体46一起移动,第二阀盘58用于密封相应阀封闭帽60(在本文中也被称为“第一阀封闭帽60”)中的开口,该相应阀封闭帽60布置在第一孔14内,如将在下面进一步详细描述,并且如在图2和图3中最清楚地示出。
具有与先前描述的第一温度响应阀机构42(1)相同的总体结构的第二温度响应阀致动器或阀机构42(2)布置在第二孔16内,并且通常相对于第一孔阀致动器或机构42(1)设置。因此,第一阀机构42(1)在第一轴向方向布置,而第二阀机构42(2)被布置成取向在第二轴向方向上。
第二阀机构42(2)在结构上类似于第一阀机构42(1),且因此也可操作地联接到阀盘44,以便使阀盘44朝向和远离位于第二孔16和第二孔延伸部20之间的过渡部或接头处的阀座38移动,从而关闭和打开第二阀开口40。第二阀机构42(2)还设置有复位弹簧48,该复位弹簧具有附接到第二阀机构42(2)的缸体46(图4)的一个端部50的第一或下端49,以及附接或以其他方式固定在第二孔延伸部20的相对端部62处的第二或上端51。可以理解,第二孔延伸部20的相对端部62是敞开的环形端部,其具有使延伸孔21从其延伸的中心开口。
类似于第一阀机构42(1)的功能,当第二阀机构42(2)被致动时,活塞47轴向向下延伸出缸体46,由此在第二轴向方向(即,向上)朝向阀座38移动缸体46和附接的阀盘44,该第二轴向方向大致与第一轴向方向相对,从而抵抗复位弹簧48,导致复位弹簧48以与关于第一阀机构42(1)所述的相似方式被压缩。
第二阀机构42(2)还包括布置在第二阀致动器42(2)的缸体46上的超越弹簧54,超越弹簧54具有固定或附接到缸体46的第二或下端56的第一或下端55和与阀盘44固定或结合的第二或上端57。因此,如同第一阀机构42(1)的情况一样,第二阀致动器42(2)的超越弹簧54用于向上朝向阀座38推动或偏置阀盘44,但是也允许阀盘44在特定的操作条件下,例如在旁通阀10内的压力增加超过一定水平的情况下,被移动或推动远离相应的阀座38。
垫圈或第二阀盘58也布置并固定在第二阀机构42(2)的缸体46的底部或第二端部56,以与缸体46一起移动,第二阀盘58用于密封与第二孔16相关联的相应阀封闭帽64(在此也称为“第二阀封闭帽64”)中的开口,如图2和3所示,且如在下面进一步的详细描述。
从图4可以看出,第一和第二阀机构42(1)和42(2)可以是相同的。
第一孔14包括形成在主体12中的开口66,其与阀开口36相对,并且在组装旁通阀10的过程中,阀组件或第一阀机构42(1)能够通过该开口36插入到第一孔14中。如上所述,在将第一阀机构42(1)布置就位之后,将第一阀封闭帽60插入到开口66中以密封第一孔14,或者替代地,第一阀封闭帽60可以是通过将第一阀机构42(1)的活塞47插入到第一封闭帽60的中心套筒部分68的中空内部而与第一阀机构42(1)预装配,然后可以将该子组件(subassembly)通过开口66插入主体12。根据本领域已知的原理,帽60可以由可模制的塑料材料或任何合适的材料形成。在一些形式中,封闭帽60可以由钢或其他金属形成。在图5中单独示出了第一阀封闭帽60。
如图2所示,第一阀封闭帽60限定了互连第一孔14和第二分支端口32的流动路径的一部分,如部分地由流动方向箭头63所指示。更具体地,帽60包括上部圆柱形插塞部分70和间隔开的限定中央开口71的盘状环形端部分72,圆柱形插塞部分70和环形端部分72通过一系列间隔开的叶片或支柱74连接在一起。因此,进入第一孔14的流体可以通过帽60的盘状环形端部72的中心开口71,并通过在间隔开的支柱74之间形成的敞开空间,如流动方向箭头75所示(例如参见图2和图3)。
在所示的实施例中,第一阀封闭帽60的中央开口71具有阶梯孔,该阶梯孔具有足以接收第二阀盘58的第一直径92(图5),且该阶梯孔具有小于盘58的直径的第二直径94(图5),并具有在第一和第二直径92、94之间延伸的内延伸环形肩部28(图5)。当中央开口71被第二阀盘58密封时,阀盘58与环形肩部28密封接合,并且至少部分地嵌入中心开口71的第一孔内。然而可以理解,用于密封中心开口71的这种特定布置不是必需的,并且盘58可以密封抵靠帽60的环形端部72的底(外)表面,使得盘58不会嵌入帽60的内部。
类似地,第二孔16包括与阀开口40相对的开口78,并且在组装旁通阀10的过程中,第二阀机构42(2)可以通过开口78插入到第二孔16中。在将第二阀机构42(2)布置到第二孔16内适当位置之后,阀封闭帽64被插入到开口78中以密封第二孔16,或者可选地,第二阀封闭帽64可以通过将第二阀机构42(2)的活塞47插入到第二封闭帽64的中心套筒部分68的中空内部而与第二阀机构42(2)预装配,然后可以将该子组件通过开口78插入主体12中。第二阀封闭帽64在图6中被单独示出,并且在结构上与用于密封第一孔14的第一阀封闭帽60的结构相似,因为它也具有圆柱形的插塞部分79和间隔开的限定中央开口82的盘状环形端部80,圆柱形插塞部分79和环形端部分80通过一系列间隔开的叶片或支柱81连接在一起。在图1-3所示的本主题示例性实施例中,第二阀封闭帽64的支柱81延伸得比第一阀封闭帽60的支柱74长,因此第二阀封闭帽64比第一阀封闭帽60更长并且进一步地延伸到第二孔16中。在本主题示例性实施例中,较长的第二阀封闭帽64确保了第一和第二分支端口30、32的平行布置。与第一阀封闭帽60一样,进入第二孔16的流体可以通过第二阀封闭帽64的盘状环形端部80的中央开口82,并通过间隔开的支柱81之间形成的空间或间隙,如图3中的流动方向箭头84、86所示。
在所示的实施例中,第二阀封闭帽64的中央开口82具有阶梯孔,该阶梯孔具有足以接收第二阀盘58的第一直径和比盘58的直径小的第二直径,且具有在第一和第二直径之间延伸的内延伸环形肩部28(图6)。当中央开口82被第二阀盘58密封时,阀盘58与环形肩部28密封接合,并且至少部分地嵌入中央开口82的第一孔内。然而应当理解,用于密封中央开口82的布置不是必需的,并且盘58可以密封抵靠帽64的环形端部80的底(外)表面,使得盘58不嵌入帽64的内部。
两个阀封闭帽60、64还可以包括形成在各自的圆柱形插塞部分70、79中的凹槽85,用于接收合适的密封装置或O形环87,以确保在当帽60、64插入到阀10的主体部分12中时,在相应的开口66、78和阀封闭帽60、64和壁之间建立流体密封。
额外的密封塞83可用于封闭或密封可能形成在阀10的主体12中的任何额外的开口或未使用的端口。例如,为了便于制造,互连第一孔14和第二孔18的第二分支端口32可以由端口或开口88形成,该端口或开口88形成在主体12的表面中并且延伸通过主体12到第一孔14并且通过第一孔14到第二孔16。从主体12的外表面延伸到第一孔14的端口88的部分基本上是不使用的,并且可以通过任何合适的密封塞83或用于密封开口88的任何其他合适的装置来密封或封闭,且可以包括O形环90。
在阀10的组装过程中,选择第一和第二阀机构42(1)、42(2),使得第二阀机构42(2)在与第一阀机构42(1)不同的热范围操作或致动。这可以基于容纳在每个阀机构42(1)、42(2)的缸体46内的特定热材料的热性能实现。或者,如上所述,可以使用设定为不同的致动温度的电子控制阀。
在操作中,当控制流体通过入口端口22进入阀10并流入第一孔14时,第一阀机构42(1)处于其第一或中立位置,第二阀盘58密封第一阀封闭帽60的环形端部72,且第一阀盘44与阀座34间隔开,如图1所示。因此,当第一阀机构42(1)处于其第一或中立位置时,阀开口36和与第一阀机构42(1)关联的第一孔延伸部18打开并且与第一孔14流体连通。因此,进入第一孔14的流体经由开口36流过打开阀盘44进入第一孔延伸部18,如图1中的流动方向箭头43、45所示。如流动方向箭头53所示,流体从第一孔延伸部18流过第一分支端口30到达第二孔16。由于第一阀机构42(1)和第二阀机构42(2)在其各自的孔14、16中相对的配置,第一分支端口30在第二孔16的端部(下端)将第一孔14和第二孔16互连,第二孔16的该端部远离与第二阀机构42(2)关联的热致动器。因此,经由第一分支端口30进入第二孔16的流体不会与第二阀机构42(2)直接接触。而是,从第一孔14经由第一分支端口30进入第二孔16的控制流体通过在第二阀封闭帽64的支柱81之间形成的打开通道(参见图1中的流动方向箭头53),且通过第一出口端口24从阀10排放,在第一出口端口24处控制流体可以被引导到形成整个系统的一部分的适当的下游部件,如热交换器13(例如参见图7)。
因此,旁通阀10具有第一操作状态,如图1所示,其中第一阀机构42(1)和第二阀机构42(2)在其各自的第一或中立位置,且每个机构42(1)、42(2)的第二阀盘58密封抵靠相应的阀封闭帽60、64的对应环形端部72、80,每个阀机构42(1)、42(2)的阀盘44与相应的环形阀座36、38间隔开,且进入阀10的控制流体的温度在第一预定范围内,例如低于90摄氏度。
因此,当进入阀10的控制流体处于第一预定温度范围内时,例如,低于90摄氏度,如由第一阀机构42(1)感测的那样,第一阀机构42(1)保持打开(或在其第一中立位置),允许控制流体通过阀开口36、分支端口30、直到第二孔16,流体通过第一出口端口24排出,并且可以被引导到形成整个流体或热交换回路的部件的适当系统部件。
在例如汽车的情况下,将系统流体(例如发动机油、变速器流体、轮轴油、排气等)引导至用于升温和/或冷却的热交换器,或在其它运行条件下旁通热交换器,以避免在不需要热交换器的升温和/或冷却功能时在整个系统中的压力损失是有利的,其中升温和/或冷却取决于在车辆运行期间系统流体的具体温度。例如,在汽车处于冷启动条件的情况下,为了使系统流体的温度尽可能快地达到其最佳工作温度,许多系统流体都需要升温。在这种情况下,可以在流体源11(例如发动机、变速器等)和相应的热交换器13(例如发动机油冷却器(EOC)、变速器油冷却器(TOC)、排气热回收(EGHR)等)的中间位置引入阀10,如图7所示,以便当控制流体的温度处于第一预定范围内时,将离开阀10的控制流体引导至热交换器用于升温。旁通阀10也可用于在其他操作条件下旁通过热交换器13,并在其他操作条件下将控制流体再引导至热交换器13,如下所述。
当进入阀10的控制流体的温度增加到第二预定范围内时,例如高于100摄氏度且低于120摄氏度的温度,通过入口端口22进入第一孔14的控制流体与第一阀机构42(1)接触,使得容纳在第一阀机构42(1)的缸体46内的热材料膨胀,由此致动第一阀机构42(1),使得阀盘44密封抵靠环形阀座34从而阻断或关闭阀开口36。这使得原本压靠第一阀封闭帽60的环形端部72的第二阀盘58移动离开第一阀封闭帽60,从而打开和/或暴露第一阀封闭帽60的环形端部72的中央开口71。因此,进入第一孔14的控制流体可以通过第一阀封闭帽60的环形端部72的中央开口71,并且通过在支柱74之间形成的间隙或空间进入第二分支端口32,如图2所示。流体在箭头75的方向上从第二分支端口32转移到或流入第二孔16,与第二阀机构42(2)接触。由于第二阀机构42(2)被选择或特别设定为在与第一阀机构42(1)不同且更高的温度下运行/致动,所以当进入第二孔16的控制流体的温度在第二预定范围(例如,高于100摄氏度且低于120摄氏度的温度)时,第二阀机构42(2)保持在其第一或中立位置,其阀盘44与相应的阀座38间隔开,并且第二阀盘58贴着相应第二阀封闭帽64的环形端部80按压或密封,如图2所示。因此,第二阀盘58或垫圈58防止流体流过形成在第二阀封闭帽64的环形端部80中的中央开口82并通过在支柱81之间形成的空间或间隙,同时第一阀盘44允许经由第二分支端口32进入第二孔16的控制流体从第二孔16流过阀开口40,并在这里通过第二出口端口26从阀10排出,如图2中的流动方向箭头65、67所示,有效地旁通过布置成与阀10的第一出口端口24流体连通的热交换器13(或其他系统部件),在此其可被引导到整个系统内的其他地方或返回到流体源11。
随着进入阀10的控制流体的温度继续增加到第三预定温度范围(例如在汽车的正常运行期间),例如大于130摄氏度的温度时,随着容纳在第二阀机构42(2)的相应缸体46内的热材料在该温度下膨胀,第二阀机构42(2)开始致动,使得阀盘44与环形阀座38密封接触,从而有效地关闭或阻断阀开口40。因此,例如在大于130摄氏度的温度下进入阀10的流体通过第一阀封闭帽60的中央开口71流入第一孔14,通过第一阀封闭帽60的中央开口71到达第二分支端口32,这是因为第一阀开口36被阀盘44阻断,第一阀机构42(1)已经致动。流体从第二分支端口32进入第二孔16,流体在此与第二阀机构42(2)接触,第二阀机构42(2)中的热材料膨胀,控制流体的温度处于第三预定范围内,由此致动第二阀机构42(2)并使其进入其第二或关闭位置,如图3所示。随着第二阀机构42(2)被致动,阀盘44与第二外周阀座38接触并密封,有效地密封或关闭第二阀开口40,同时第二阀盘或垫圈58现与第二阀封闭帽64的环形部分80间隔开。因此,从第二分支端口32进入第二孔16的流体流过第二阀封闭帽64的环形端部80的中央开口82,并且流过形成在支柱81之间的间隙或空间,流体由此从阀10排出,再一次通过第一出口端口24,由此其可被引导到热交换器13以便冷却。因此,在两个不同的温度范围内的单一控制流体可以被引导到相同的流体出口端口,例如,阀10的主体12的第一出口端口24直至到连接的部件,例如热交换器13,同时控制流体可以在处于不同的温度范围内时被引导通过不同的流体出口端口,例如,第二出口端口26。
虽然已经描述了旁通阀的示例性实施例,但是本领域技术人员将会理解,可以对所描述的实施例进行某些改变和修改。因此,上面讨论的实施例应当做是说明性的,而不是限制性的。
Claims (16)
1.一种旁通阀,包括:
主体;
第一孔,其形成在所述主体中,所述第一孔具有第一端和第二端;
第二孔,其形成在所述主体中,所述第二孔与所述第一孔间隔开并大体平行于所述第一孔延伸,所述第二孔具有第一端和第二端;
流体入口,其与所述第一孔流体连通;
第一流体出口,其与所述第二孔的第一端连通;
第二流体出口,其与所述第二孔的第二端连通;
第一分支端口,其将所述第一孔与所述第二孔的所述第一端流体互连;
第二分支端口,其将所述第一孔与所述第二孔的所述第二端流体互连;
第一阀机构,其布置在所述第一孔中,用于控制流向所述第一分支端口或所述第二分支端口的流动;以及
第二阀机构,其布置在所述第二孔中,用于控制从所述第一分支端口或所述第二分支端口流向所述第一出口或所述第二出口的流动;
其中,所述第一阀机构在第一预定致动温度下致动,而所述第二阀机构在第二预定致动温度下致动。
2.如权利要求1所述的旁通阀,其中,所述第一分支端口将所述第一孔的所述第二端和所述第二孔的所述第一端流体互连;并且其中,所述第二分支端口将所述第一孔的所述第一端和所述第二孔的所述第二端流体互连。
3.如权利要求1或2所述的旁通阀,其中,所述第一阀机构能够在第一位置和第二位置之间操作,其中在所述第一位置,所述第一孔与所述第一分支端口流体连通,在所述第二位置,所述第一孔与所述第二分支端口流体连通;以及
所述第二阀机构可在第一位置和第二位置之间操作,其中所述第一位置经由所述第二孔在所述第一分支端口和所述第一流体出口之间建立流体连通,或经由所述第二孔在所述第二分支端口和所述第二流体出口之间建立流体连通,所述第二位置在所述第二分支端口和仅所述第一流体出口之间建立流体连通。
4.如权利要求3所述的旁通阀,其中,当所述第一阀机构处于所述第一位置时,所述第二分支端口与所述流体入口流体隔离;以及
其中,当所述第二阀处于所述第一位置时,所述第二孔的所述第一端与所述第二孔的所述第二端流体隔离。
5.如权利要求3或4所述的旁通阀,包括:
第一操作状态,其中所述第一阀机构处于所述第一位置且所述第二阀机构处于所述第一位置,所述流体入口通过所述第一孔的第二端、所述第一分支端口和所述第二孔的第一端与所述第一流体出口流体连通;
第二操作状态,其中所述第一阀机构处于所述第二位置且所述第二阀机构处于所述第一位置,所述流体入口通过所述第一孔的第一端、所述第二分支端口和所述第二孔的第二端与所述第二流体出口流体连通;以及
第三操作状态,其中所述第一阀机构处于所述第二位置并且所述第二阀机构处于所述第二位置,所述流体入口通过所述第一孔的第一端、所述第二分支端口和所述第二孔的第一端与所述第一流体出口流体连通。
6.如权利要求1至5中任一项所述的旁通阀,其中,所述第一致动温度近似小于或等于90℃,并且其中所述第二致动温度近似大于或等于120℃。
7.如权利要求1至6中任一项所述的旁通阀,其中所述第一分支端口和所述第二分支端口大致垂直于所述第一孔和第二孔延伸,所述第一分支端口和所述第二分支端口彼此间隔开且大致平行。
8.如权利要求1至7中任一项所述的旁通阀,还包括:
第一孔延伸部,其与所述第一孔串联地连通,且沿着所述第一孔的中心轴线与所述第一孔基本对齐;
第二孔延伸部,其与所述第二孔串联地连通,且沿着所述第二孔的中心轴线与所述第二孔基本对齐;
第一阀座,其在所述第一孔和所述第一孔延伸部之间的接合处面向所述第一孔;以及
第二阀座,其在所述第二孔和所述第二孔延伸部之间的接合处面向所述第二孔;
其中,所述第一分支端口从所述第一孔延伸部延伸,使所述第一孔和所述第二孔流体互连,且所述第二流体出口与所述第二延伸孔连通。
9.如权利要求8所述的旁通阀,其中,所述第一阀机构在所述第一致动温度下作用于所述第一阀座,以将所述第一孔延伸部和所述第一分支端口与所述第一孔流体隔离;以及
其中所述第二阀机构作用于所述第二阀座,使所述第二延伸孔和所述第二流体出口与所述第二孔流体隔离。
10.如权利要求8或9所述的旁通阀,其中,所述第一延伸孔和所述第二延伸孔各自具有分别小于所述第一和第二孔的横截面流动面积;以及
其中所述第一和第二延伸孔相对于彼此设置,所述第一延伸孔从所述第一孔的所述第二端延伸,而所述第二延伸孔从所述第二孔的所述第二端延伸。
11.如权利要求1至10中任一项所述的旁通阀,还包括布置在所述第一孔中的第一阀封闭帽,其与所述主体形成流体密封,所述第一阀机构与所述阀封闭帽配合以控制从所述第一孔向所述第二分支端口的流动;以及
第二阀封闭帽,其布置在所述第二孔中并且与所述主体部分形成流体密封,所述第二阀机构与所述第二阀封闭帽配合以控制从所述第二分支端口到所述第一流体出口的流动。
12.如权利要求11所述的旁通阀,其中每个所述阀封闭帽包括:
缸体塞端部,其用于与所述主体形成流体密封;
敞开的环形端部,其用于与相应的第一或第二阀机构配合;以及
一系列支柱,其将所述缸体塞端部和所述敞开的环形端部互连,并在其间形成流体通道。
13.如权利要求12所述的旁通阀,其中,所述第二阀封闭帽的支柱比所述第一阀封闭帽的支柱长,所述第二阀封闭帽具有比所述第一阀封闭帽更大的总体长度。
14.如权利要求1至13中任一项所述的旁通阀,其中,所述第一和第二阀机构是以下可选方案之一:机械阀或电子阀。
15.如权利要求1至14中任一项所述的旁通阀,其中,所述第一和第二阀机构是机械阀,每个所述机械阀包括:
缸体部分,其容纳热敏材料;
活塞,其滑动地连接到所述缸体以响应所述热敏材料的膨胀和/或收缩而移动;
第一阀盘,其连接到所述缸体的第一端以与相应的阀座配合;以及
第二阀盘,其连接到所述缸体的相对的第二端。
16.如权利要求5所述的旁通阀,其中,所述第一流体出口连接到热交换器的入口,所述旁通阀在所述第一和第三操作状态下将控制流体引导到所述热交换器,且其中在所述第二流体出口连接到流体返回管线,以在所述第二操作状态下引导所述控制流体远离所述热交换器。
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