CN108730250B - 液压系统的混合阀装置以及油冷却系统和压缩机系统 - Google Patents

液压系统的混合阀装置以及油冷却系统和压缩机系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于液压系统的混合阀装置(01)。混合阀装置设置有介质腔(03)，在介质腔(03)中设置有混合缸(04)、第一和第二入口室(08)以及出口(13)。此外，设置有混合活塞(05)，混合活塞(05)轴向安装并且能够在混合缸(04)中轴向移动，混合活塞(05)设置有流动路径，流动路径具有入口开口(11)和出口开口，根据混合活塞(05)的轴向位置，入口开口的可变截面通向第一和/或第二入口室(08)，出口开口通向混合缸(04)的出口(13)。推杆(18)轴向安装并且能够轴向移动，以及连接到混合活塞(05)以改变混合活塞(05)的轴向位置。驱动器作为致动器连接到推杆(18)，以使推杆(18)轴向移动。驱动器是电动机(15)，其完全地布置在介质腔(03)内。本发明还涉及具有该混合阀装置(01)的油冷却系统和具有该油冷却系统的压缩机系统。

Description

液压系统的混合阀装置以及油冷却系统和压缩机系统
技术领域
本发明涉及用于液压系统的混合阀装置。混合阀装置包括混合缸、混合活塞和驱动器，所述驱动器使混合活塞相对于混合缸轴向地移动，以使不同量的介质流入到混合缸中。本发明还涉及具有所述混合阀装置的油冷却系统以及配备有所述冷却系统的压缩机系统。
背景技术
当不同的介质或具有不同性质的类似介质将以大体积进行混合时，大多数不同的技术实现方式需要混合阀装置。典型的应用是混合流体介质(具体地，水、油或其他液压液体)，以提供预设初始温度的介质，为了此目的，将具有较高温度的介质组分与具有较低温度的介质组分混合。因此，混合阀装置控制通过两种介质组分的流动混合物提供的混合介质的温度。
EP 2 484 911 A2公开了一种用于控制喷油压缩空气压缩机的操作温度的装置，所述装置包括用于提供期望温度的油的温度控制混合阀。该阀具有变化尺寸的控制元件。
EP 2 526 297 B1公开了一种压缩机系统，该压缩机系统在润滑剂回路中使用阀。在阀壳体中设置混合隔室，热润滑剂和/或冷润滑剂可变地输入到混合隔室中并进行混合。阀壳体内的轴环布置连接到外部致动器，所述致动器使轴环在壳体中的第一位置与第二位置之间轴向地移动。
以上提到的解决方案的缺点在于，阀壳体外部的致动器通过必须直接穿过壳体的推杆连接到轴环。通常，阀壳体中产生高压力，使得在阀壳体与能够轴向移动的推杆之间的通过点处出现密封问题。在此点出现的润滑剂的渗漏是永久不可避免的问题。致动器还必须产生巨大的力，因为其不仅必须克服用于轴向移动轴环的密封点处的巨大的摩擦力，而且其还要抵消阀壳体中存在的压力。
发明内容
本发明的目的是基于现有技术提供一种克服了提到的缺点的改进的混合阀装置。此外，必须提供具体用于压缩机系统中的改进的油冷却系统。
所述目的和其他目的通过根据所附权利要求1的混合阀装置、根据权利要求9的油冷却系统和根据权利要求10的压缩机系统而解决。从属权利要求详细说明了优选实施方式。
本发明的混合阀装置还包括待填充优选为流体介质的介质腔。在介质腔中，形成有混合缸、至少第一入口室和第二入口室以及出口。入口室轴向地偏移并且各自连接到指定的介质供应通道。入口室通向介质缸或结合到介质缸中。通过介质供应通道供应至少两种流体组分以进行混合。混合阀装置还包括混合活塞，混合活塞轴向地安装并且能够在混合缸中轴向地移动。混合活塞设置有至少一个流动路径，至少一个流动路径具有至少一个入口开口和至少一个出口开口，其中，至少一个入口开口优选地布置在混合活塞的外周，至少一个出口开口优选地轴向定位在混合活塞的一个端面上。
根据混合活塞的轴向位置，具有可变截面的入口开口通向第一入口室和/或第二入口室，根据轴向位置，使得用于介质通过第一入口室和/或第二入口室流入的可变截面可用。这改变了在混合室中混合在一起的介质组分的各自的体积流量。出口开口通向混合缸的出口，以在出口处提供混合的介质。根据混合活塞的轴向位移可能性以及入口室和混合活塞中的入口开口的协调位置，能够使用各种不同的操作条件设置。通常，混合活塞的不同的轴向位置允许第一介质组分仅通过第一介质室流入，第二介质组分仅通过第二介质室流入，或者不同量的两种组分同时流入并在出口处混合和提供。在某些应用中，混合阀完全地关闭，从而阻止两种组分流入。
混合阀装置还包括推杆，该推杆轴向地安装并且可轴向地移动，并且该推杆作为致动器连接到混合活塞，以改变混合活塞相对于混合缸的轴向位置。还设置有驱动器，该驱动器作为致动器连接到推杆以使所述推杆与混合活塞一起轴向移动。通过混合活塞在混合缸内的轴向移动，到达以上描述的位置，从而提供不同量的介质组分。
根据本发明，混合阀装置由完全地布置在介质腔内的电动机驱动。
本发明的显著优点在于，移动部件不再从介质腔引出，从而排除渗漏。电动机完全位于流过腔的介质中。只有电动机的电源线或控制线仍需引出到外部，但是所述电源线或控制线不移动，并且能够容易地密封它们的通过点。又一优点在于电动机和由所述电动机驱动的推杆总是负载介质腔中产生的相同的压力。因此，对于推杆和连接到推杆的混合活塞的轴向移动，不需要克服静态压力差，并且小的驱动力就足够了。
根据改进的实施方式，混合缸可以设置有多于两个入口室，以相应的供应并混合几种介质组分。在优选实施方式中，入口室布置为混合缸的环形截面扩展部。所述截面扩展部可位于混合缸的并行、轴向间隔的截面平面中，并且在整个圆周上或仅在较小的部分上延伸。
混合活塞优选地形成为圆柱形套筒，圆柱形套筒设置有分布在圆周处的几个槽状的入口开口。在选择混合活塞的相应的轴向位置后，入口开口与入口室相对，从而允许介质从入口室流到套筒内，或入口开口与入口室轴向地偏移，从而阻止介质流入。可以通过通向相应室的仅部分打开的入口开口的中间位置来控制体积流量。
根据优选实施方式，电动机是具有连接到推杆或与推杆集成的能够轴向移动的驱动杆的步进电机。在更简单的情况下，驱动杆从步进电机轴向地引出，从而形成推杆并直接地连接到混合活塞。
具体实施方式的特征在于，完整的电动机在介质腔中压力释放地布置，使得无论混合活塞的轴向位置如何，均避免沿着完整的电动机的轴向范围的压力差。为了此目的，完整的电动机或电动机的一部分位于混合缸本身中。
一个实施方式示出了在混合缸的端面区域中(即，在介质腔的与出口轴向相对的端部)用封闭板锁闭的介质腔。封闭板优选地承载电动机。例如使用传统的密封件将密封板密封到围绕介质腔的壳体。另外的优点在于，利用从混合缸延伸到封闭板的压力平衡通道，可以平衡电动机壳体的两个轴向端部之间的压力。
根据优选实施方式，混合阀装置配置成用于油回路中的温度控制，由此，通过第一入口室以第一温度以及通过第二入口室以第二温度提供油。混合布置的尺寸优选地设计成使得允许替换先前常用的恒温阀而无需进一步的结构改变。
根据介质组分的期望混合比例，从外部控制单元提供信号以控制电动机。如果将根据温度来执行混合，则需要温度传感器，所述温度传感器具体地记录并提供混合缸的出口处的混合介质的温度，并且如果需要，还记录并提供入口室和控制单元处的介质组分的温度。根据优选实施方式，至少一个温度传感器集成在混合阀装置中。
本发明还提供了一种具有封闭油回路的油冷却系统，该油冷却系统包括冷却器、热源和温度控制单元，其中，所述冷却器用于冷却循环油，热源用于以预设入口温度提供冷却油，温度控制单元用于设置预设入口温度。温度控制单元包括先前描述的实施方式中的一个或其组合的混合阀装置。最后，本发明提供了一种压缩机系统，该压缩机系统具有用于产生压缩空气的喷油压缩机单元和所述油冷却系统。
附图说明
根据附图，通过优选实施方式的以下描述提供了本发明的其他优点和特性。
图1示出了本发明的混合阀装置01的一部分的剖视图.
具体实施方式
唯一的附图示出了本发明的混合阀装置01的一部分的剖视图。混合阀装置01具有壳体02，所述壳体是液压系统(例如，油冷却系统)的整体部。介质腔03形成在壳体02内，在操作期间，介质流过介质腔03。介质腔03的部分形成混合缸04，混合活塞05布置在混合缸04中，所述混合活塞能够在轴向方向上移动。盘簧对混合活塞05产生轴向作用并且将混合活塞05压到零状态中。
混合缸04的壁部分与第一入口室08a和第二入口室08b相邻。入口室08在混合缸04周围呈环形部分延伸并且在其内部打开，只要此开口不被混合活塞05的壁封闭即可。入口室分别连接到介质供应通道09a、09b，介质组分沿着介质供应通道09a、09b提供以供介质组分的混合。混合缸04在其壁中具有几个入口开口11，所述入口开口形成为在圆周处定向的槽。应由于混合活塞的适当的轴向定位，入口开口11在任何情况下均与入口室08适配，相应的介质组分流入介质活塞内部。然后，流动路径通过位于混合活塞05的端面处的出口开口12延伸到混合缸04的出口13。
混合阀装置还包括电动机15，所述电动机优选地为步进电机并且用作混合活塞05的调整驱动器。电动机与封闭板16适配，所述封闭板在混合缸04的端部处紧密地密封介质腔03。因此，完整的电动机布置在介质腔内，从而意味着各侧的压力比均相同。
在示出的实施方式中，电动机的远离封闭板16的部分部分地突出到混合活塞05的整合部分17中。电动机15作为致动器通过能够轴向移动的驱动杆连接到混合活塞05。驱动杆用作推杆，由电动机致动的驱动杆执行混合活塞05在混合缸04中的轴向移动。在活塞侧的端部处，驱动杆18例如安装在混合活塞05的中间板19上。中间板优选地设置有开口(未示出)，使得中间板19的两侧处的压力比相等。在相对的轴向侧处，驱动杆18与一个压力端21一起从电动机壳体引出，所述压力端21位于介质腔03中，并且经受与混合活塞05相同的压力。如果其他构造措施尚不足以制造压力释放连接，则设置单独的压力平衡通道22，从而将混合缸04连接到电动机的后侧和驱动杆的释放压力端21。
附图标记列表
01 混合阀装置
02 壳体
03 介质腔
04 混合缸
05 混合活塞
08 入口室
08a 第一入口室
08b 第二入口室
09a 第一介质供应通道
09b 第二介质供应通道
11 入口开口
12 出口开口
13 出口
15 电动机
16 封闭板
17 整合部分
18 推杆
19 中间板
21 压力端
22 压力平衡通道

Claims (10)

1.用于液压系统的混合阀装置，具有：
-介质腔(03)，在所述介质腔(03)中形成有混合缸(04)、至少一个连接到指定的第一介质供应通道(09a)的第一入口室(08a)和连接到指定的第二介质供应通道(09b)的第二入口室(08b)以及出口(13)，其中，所述第一入口室(08a)和所述第二入口室(08b)相对于彼此轴向地偏移布置，并且通向所述混合缸(04)，其中，待混合的至少两种介质组分能够经由所述第一介质供应通道(09a)和所述第二介质供应通道(09b)供应；
-混合活塞(05)，所述混合活塞(05)轴向能够移动地安装在所述混合缸(04)中，并且包括至少一个流动路径，所述流动路径具有至少一个入口开口(11)和出口开口(12)，其中，根据所述混合活塞(05)的轴向位置，所述至少一个入口开口(11)的可变截面通向所述第一入口室(08a)和/或所述第二入口室(08b)，所述出口开口(12)通向所述混合缸(04)的出口(13)；
-推杆(18)，所述推杆(18)能够轴向移动地安装，并且所述推杆(18)连接到所述混合活塞(05)，以改变所述混合活塞(05)的轴向位置；
-驱动器，所述驱动器作为致动器连接到所述推杆(18)，以使所述推杆(18)轴向地移动；
其特征在于，所述驱动器是电动机(15)，所述电动机(15)完全地布置在所述介质腔(03)内。
2.根据权利要求1所述的混合阀装置，其特征在于，所述电动机(15)是具有能够轴向移动的驱动杆的步进电机，所述驱动杆连接到所述推杆或与所述推杆形成为整体。
3.根据权利要求1或2所述的混合阀装置，其特征在于，所述电动机(15)在所述介质腔(03)内压力释放地布置，使得无论所述混合活塞(05)的轴向位置如何，沿着所述电动机(15)的轴向范围均没有压力差发生。
4.根据权利要求1所述的混合阀装置，其特征在于，所述第一入口室(08a)和所述第二入口室(08b)形成为所述混合缸(04)的环形截面扩展部。
5.根据权利要求1所述的混合阀装置，其特征在于，所述混合活塞(05)形成为圆柱形套筒，所述圆柱形套筒包括沿圆周分布的多个狭槽状入口开口(11)。
6.根据权利要求1所述的混合阀装置，其特征在于，所述混合缸(04)在其与所述出口(13)轴向相对的端部处连接至封闭板(16)，所述封闭板(16)承载所述电动机(15)。
7.根据权利要求6所述的混合阀装置，其特征在于，压力平衡通道(22)从所述混合缸(04)延伸到所述封闭板(16)，以在所述电动机(15)的所有侧上提供平衡的压力。
8.根据权利要求1所述的混合阀装置，其特征在于，所述混合阀装置配置成用于油回路中的温度控制，其中，能够在第一温度下通过所述第一入口室(08a)以及在第二温度下通过所述第二入口室(08b)提供油，以及其中，设置温度传感器，所述温度传感器至少在所述混合缸(04)的所述出口(13)处记录所述介质的温度。
9.油冷却系统，具有封闭油回路、冷却器、热源以及温度控制单元，其中，所述冷却器用于冷却在所述回路中运送的油，冷却油以预设入口温度提供至所述热源，所述温度控制单元用于设置所述预设入口温度，
其特征在于，所述温度控制单元包括根据权利要求1至8中任一项所述的混合阀装置(01)。
10.压缩机系统，其特征在于，具有用于产生压缩空气的喷油压缩机单元和根据权利要求9所述的油冷却系统。
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