CN109983265B - 压力操作关闭阀及包括此压力操作关闭阀的流体分配系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆流体分配系统的压力操作关闭阀，包括至少一个阀壳(2)、由所述阀壳(2)围成的阀室(3)、至少一个第一流体入口(5)、至少一个第一流体出口(6a)、通入所述阀室(3)的至少一个第一流体入口管(7)、通入所述阀室(3)的至少一个第一流体出口管(8)以及能够滑动地设置在所述阀室(3)中的至少一个第一阀体，所述阀体抵靠阀座(10)保持关闭并且能够通过在所述入口管(7)中提供的且作用于所述阀体的流体压力来操作，从而将所述阀体从所述阀座(10)抬升，其中设置有在致动时选择性地闭锁或解锁所述阀体的机械止挡件。本发明还涉及一种利用这种压力操作关闭阀的流体输送装置。

Description

压力操作关闭阀及包括此压力操作关闭阀的流体分配系统

技术领域

本发明涉及一种用于车辆流体分配系统的压力操作关闭阀，包括至少一个阀壳、由所述阀壳围成的阀室、至少一个第一流体入口、至少一个第一流体出口、通入所述阀室的至少一个第一流体入口管、通入所述阀室的至少一个第一流体出口管、能够滑动地设置在所述阀室中的至少一个第一阀体，所述阀体抵靠阀座保持关闭并且能通过在所述入口管中提供的且作用于所述阀体的流体压力来操作，从而在加压时将所述阀体从所述阀座上抬升。

本发明还涉及一种流体分配装置，包括流体泵、第一进给管线、通向多个流体消耗装置的多个流体输送管线以及压力操作阀。

本发明还涉及一种具有数个消耗装置的车辆清洗系统。

因为乘用车通常不仅包括挡风玻璃清洁系统，而且包括后窗清洁系统和前大灯清洁系统以及针对车辆的各种摄像头及各种其他传感器的清洁系统，所以乘用车的现代挡风玻璃清洗系统通常包括两个或两个以上清洁流体消耗装置。在过去几年里，需要在车辆运行过程中通过车辆清洗系统来清洁的表面的数量增加，而且将继续增加。随着自动驾驶车辆的发展，需要清洗的摄像头及传感器表面越来越多。

背景技术

向清洗系统添加泵和流体贮存器，具有增加重量、成本和复杂性等缺点，并且需要车辆内的显著空间。

因此，非常期望仅具有一个清洁流体源和一个清洁流体泵以选择性地向数个消耗装置提供清洁流体。举例来说，清洁流体源可以是清洁流体罐/清洗流体罐，清洁流体通过清洁流体泵和进给管线系统从所述清洁流体罐/清洗流体罐供应到消耗装置。

使用单个清洁流体泵从一个源向数个目标输送清洁流体的一般概念在本领域中是公知的，例如从专利公开US7,240,682即可得知。该参考文献中公开的系统包括用于车窗和/或前大灯清洁装置的清洗流体泵，该泵壳体具有至少两个可选择性地操作的出口以及所述泵的可轴向移位的叶轮。可以通过反转所述泵的电动机的旋转方向来选择性地对所述泵的第一出口和第二出口加压。然而，这一概念只适用于数量有限的消耗装置/目标。

如果必须向两个以上的消耗装置/目标供应流体，则需要可切换阀来选择性地向某一消耗装置提供清洁流体。由于所需的阀的数量将与消耗装置数量相对应，并且每个阀均需要用于切换/致动装置，其中切换/致动例如通过机电致动器实现，因此，用于将清洁流体分配到多个消耗装置的多出口分配装置是比较复杂和昂贵的。

通常情况下，希望利用包括压力操作阀的系统，因为这些阀不需要机电或电磁致动。然而，这种压力操作关闭阀的缺点是，它们不允许在不浪费清洁流体的情况下对每个消耗装置进行精确的单独控制。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种易于控制的压力操作关闭阀。此外，本发明的另一目的是提供一种包括至少一个压力操作关闭阀的流体分配装置，其允许对每个消耗装置的单独控制并允许在仅很少或没有浪费清洁流体的情况下选择性地向每个消耗装置供应清洁流体。

这些目的及其他目的通过压力操作关闭阀以及使用此种压力操作关闭阀的流体分配装置实现。

术语“目标”、“消耗装置”和“装置”在下文中含义相同。在本专利申请的意义上说，这样的消耗装置被视为用于车辆的需要清洁的传感器、摄像机镜头或挡风玻璃或任何其他表面的压力致动清洁系统的清洗喷嘴或液压或甚至气动驱动器。这也涵盖了不仅使用清洁流体进行自清洁动作，而且使用清洁流体驱动车辆清洗系统的可移动部件的装置。

根据本发明的一方面，提供了一种用于车辆流体分配系统的压力操作关闭阀。所述压力操作关闭阀包括至少一个阀壳、由所述阀壳围成的阀室、至少一个第一流体入口、至少一个第一流体出口、通入所述阀室的至少一个第一流体入口管、通入所述阀室的至少一个第一流体出口管、以及能够滑动地设置在所述阀室中的至少一个第一阀体，所述阀体抵靠阀座保持关闭并且能够通过在所述入口管中提供的且作用于所述阀体的流体压力来操作，从而将所述阀体从所述阀座上抬升，其中设置有在致动时选择性地闭锁或解锁所述阀体的机械止挡件。

由于选择性地闭锁或解锁所述阀体的机械止挡件特征，因此，即使在施加流体压力且没有流体从出口排出时，也可以防止所述阀打开。通过这种设计，可以容易地提供一种能够对第一流体出口进行简单精确的机械控制的压力操作关闭阀。

如果暂时将机械止挡件从所述阀上取下，则在使泵运行并施加流体压力时，流体将通过所述阀的第一流体出口管排出。机械止挡件可以选择性地解锁阀体，以便使流体出口根据需要输送流体。

根据本发明所述的压力操作关闭阀可以包括阀体，所述阀体为弹性隔膜。所述隔膜可以或可以不被弹性偏压抵靠在阀座上，也就是朝向关闭位置。

如果所述关闭阀包括至少一个第二阀体、至少一个第二流体出口管、至少一个第二流体出口和选择机构，所述选择机构包括所述机械止挡件并被配置成在致动时选择性地闭锁或解锁所述第一阀体或所述第二阀体，则根据本发明的压力操作关闭阀的设计是特别有利的。通过包括机械止挡件的选择机构，可能很容易控制多个阀体，从而很容易选择性地将流体提供给一个或多个流体出口。

选择机构可以例如包括作为机械止挡件的控制凸轮。控制凸轮可以包括呈突起和/或凹痕和/或凸轮凹槽形式的凸轮表面，这些凸轮表面可以相对于阀体定位，使得根据选择机构的位置，选择性地闭锁或解锁第一阀体或第二阀体或其他阀体。

选择机构可以可旋转地或可滑动地设置在所述阀壳内或阀壳处，从而根据选择机构的位置选择性地闭锁和解锁阀体。例如，选择机构可以呈选择滑块或选择轴的形式。

本发明的另一方面涉及一种流体分配装置，所述流体分配装置包括流体泵、第一进给管线、通向多个流体消耗装置的多个流体输送管线、以及具有多个阀体和多个流体出口的至少一个压力操作阀，所述进给管线和所述流体输送管线通过所述压力操作关闭阀连接。优选地，所述流体分配装置的所述压力操作关闭阀包括至少第一阀体及第二阀体、至少一个第二流体出口管、至少一个第二流体出口、以及选择机构，所述选择机构包括机械止挡件并被配置成在致动时选择性地闭锁或解锁所述第一阀体和/或所述第二阀体。

这种设计是最有利的，因此这种设计实现了仅使用一个选择机构来轻松控制在同一个阀壳内的多个阀或多个阀体，所述选择机构实际上只需要一个控制装置并且优选地仅需要至少一个驱动器。阀体可以保持非常简单，例如，阀体可以是朝向其阀座被弹性偏压，或者甚至通过弹性材料的张力朝向其阀座被偏压的弹性隔膜。

除了呈弹性隔膜的形式，阀体也可以呈刚性活塞或翻盖的形式。

优选地，流体输送管线均与第一进给管线并联。

在尤其有利实施例中，根据本发明所述的流体分配装置包括第一阀组和第二阀组，每个阀组均包括多个阀体和多个流体出口，所述阀组通过第一进给管线及第二进给管线与一个单独的流体泵并联。

在本发明意义上，阀组是包围多个阀室及多个阀体的阀壳。

对于上述流体分配装置的实施例，非常有利的情况是，流体泵是旋转可逆的双出口燃油泵，使得可以根据泵的旋转方向将流体供应到第一阀组或第二阀组。

在根据本发明的所述流体分配装置的优选变型中，第一阀组和第二阀组设置在同一个流体分配壳体中，选择机构可滑动地设置在所述流体分配壳体内位于所述阀组之间，使得所述选择机构选择性地闭锁和解锁并联的所述第一阀组及第二阀组的阀体。

具体地，包括旋转可逆双出口泵的流体分配装置使可用出口的数量加倍并且从而使可用流体出口的数量加倍。只使用一个选择机构即可控制所有可用出口或所有可用阀体，在简单控制方面和成本方面非常有效。

优选地，设置有驱动所述选择机构以便选择性地打开和关闭所述压力操作阀的所述流体出口的电驱动器。

所述电驱动器可以是电磁驱动器或步进电动机中的至少一种。

本发明的又另一方面涉及一种车辆清洗系统，所述车辆清洗系统包括选自包括以下各项的一组装置的至少两个消耗装置：前大灯清洗装置、后窗玻璃清洗装置、前窗玻璃清洗装置、前视摄像头清洗装置、后视摄像头清洗装置、侧视摄像头清洗装置、环视摄像头清洗装置以及传感器清洁清洗装置，所述车辆清洗系统还包括上述类型的流体分配装置。

附图说明

现在将参照附图通过例子来描述本发明的有利实施例，在这些附图中：

图1为根据本发明的压力操作关闭阀的实施例的相当简化的示意图，

图2为根据本发明的流体分配装置的第一实施例的示意图，

图3为根据图2的实施例的示意图，其中箭头指示选择机构的操作，

图4为根据图3的实施例的示意图，示出了选择机构的另一种操作模式，

图5示出了根据本发明的流体分配装置的又另一个实施例，该实施例包括由同一个选择机构控制的第一阀组及第二阀组，

图6为根据本发明的流体分配装置的一个实施例的示意图，该实施例包括用于驱动选择滑块的两个电磁驱动器，

图7示出了根据图6的流体分配装置，包括用于驱动选择机构的一个单独的电驱动器，以及

图8示出了针对根据本发明的流体分配装置的选择机构的又另一驱动概念。

具体实施方式

现在参照图1，图1示出了根据本发明的用于以下说明的车辆流体分配系统的压力操作关闭阀1。

压力操作关闭阀1包括包围阀室3的阀壳2，在阀室3中设置有阀体，所述阀体呈弹性且柔性隔膜4的形式。

阀壳2包括第一流体入口5a和第一流体出口6a。第一流体入口5a属于汇入阀室3的流体入口管7，而第一流体出口6a属于通入阀室3的第一流体出口管8。

在阀室2内，设置有选择滑块9，选择滑块9可从左向右滑动，并且反之亦然。选择滑块9可以由图1未示出的电动机驱动。选择滑块9可以为隔膜4提供机械止挡件。

图1示出了隔膜4的闭锁位置，隔膜4抵靠在位于第一流体入口管7的通入阀室6的开口的外周的阀座10上。隔膜4在面向阀室3内部的一侧具有凸轮从动件11。图1中的凸轮从动件11抵接选择滑块9，选择滑块9用作机械止挡件4。处于这个位置的隔膜保持抵靠在阀座10上。凸轮从动件11可以是隔膜4的一体部件。但是，可替代地，凸轮从动件11也可以是单独部件。

选择滑块9在面向隔膜4的一侧具有凸轮凹槽12，并且一旦选择滑块9被定位成使得隔膜4的凸轮从动件11与凸轮凹槽12对齐，凸轮从动件11就紧密地嵌入凸轮凹槽12中。在这个位置，进入第一流体入口5的流体将作用于隔膜4并且流体的液压将把隔膜4从阀座10抬升，从而经由阀室3在第一流体入口管7与第一流体出口管8之间建立流体连通。

在这些图中，对选择滑块9的设计是相当简化的，例如凸轮凹槽12被示出为横截面呈矩形。然而，该领域的技术人员将领会，选择滑块9的面向隔膜4的侧面可以具有任何形状并且具体地可以被设计为具有平滑过渡和控制曲线的凸轮表面。

该领域的技术人员也将领会，除了选择滑块9，还可以设置具有凸轮表面的可旋转轴或圆盘作为隔膜4的机械止挡件。

例如，在图1中，一旦选择滑块9从左向右移动，就允许凸轮从动件11移动到凸轮凹槽12中，凸轮从动件嵌入凸轮凹槽中，并且从而在对第一流体入口5a加压时，允许将隔膜4从阀座10抬升。

下文将参照图2至图4来说明流体分配装置13的第一实施例。在图2至图4中，相同的部件将用相同的参考标记表示。

根据图2的流体分配装置13包括呈流体箱14形式的流体源、流体输送泵15、第一进给管线16a以及第一流体输送管线17a、第二流体输送管线17b和第三流体输送管线17c，所述第一流体输送管线17a、第二流体输送管线17b以及第三流体输送管线17c通向多个流体消耗装置，例如，车辆挡风玻璃清洗系统的多个(如两个)喷嘴。

流体分配装置13包括流体分配壳体18，在流体分配壳体18中设置有如前面所述类型的压力操作关闭阀1。根据本实施例的压力操作关闭阀1具有第一流体入口5a、第一流体出口6a、第二流体出口6b以及第三流体出口6c。压力操作关闭阀1的阀壳2呈第一阀组19a的形式，第一阀组19a包括第一阀体、第二阀体及第三阀体，这些阀体连接到对应于如图1所示的凸轮从动件11的第一凸轮从动件20a、第二凸轮从动件20b及第三凸轮从动件20c。

在阀壳2处，设置有只具有一个凸轮凹槽12的选择滑块9。选择滑块9由电动机21驱动，电动机21可以将选择滑块向左移动(如图3所示)或向右移动(如图4所示)。

当流体输送泵15运行时，流体经由第一进给管线16a输送到第一流体入口并且将液压施加到第一阀体、第二阀体以及第三阀体。

现参照图2，在选择滑块9位于如图所示的位置的情况下，允许第一凸轮从动件20b进入凸轮凹槽12，并且因此准许通过流体压力抬升第二阀体，与此同时所有其他阀体均保持在其阀座内并且防止其被打开。在这种情况下，流体经由第二流体出口6b输送到第二流体输送管线17b和消耗装置，例如车辆挡风玻璃清洗系统的喷嘴。

如图3以及箭头所示，当电动机21以顺时针方向运行时，选择板9移动到允许凸轮从动件20a被抬升的位置，使得第一阀体可以打开并且在第一进给管线16a与第一流体输送管线17a之间建立流体连接。

如图4所示，当电动机21以逆时针方向运行时，选择板9移动到允许第三凸轮从动件20c移动到凸轮凹槽12内的位置，从而在第一进给管线16a与第三流体输送管线17c之间将建立流体连接。

图5示出了根据本发明的流体分配装置的另一个实施例，图中相同的部件用相同的参考标记表示。

根据图5的实施例与根据图2至图4的实施例的不同之处在于：流体输送泵15被设计为具有可逆旋转方向且具有第一进给管线16a以及第二进给管线16b的双泵。流体输送装置13包括第一阀组19a和第二阀组19b，第一阀组19a和第二阀组19b的设计大致相同。第一阀组19a以及第二阀组19b均包括分别设置在第一阀室、第二阀室以及第三阀室内的第一阀体、第二阀体以及第三阀体。阀组19a、19b均有自己的阀壳2。

该领域的技术人员将领会，数个阀组可以设置在同一个阀壳内。

两个阀壳设置在流体分配壳体18中。第一阀组以及第二阀组均具有第一流体入口5以及分别连接到第一流体输送管线17a、第二流体输送管线17b和第三流体输送管线17c的第一流体出口6a、第二流体出口6b和第三流体出口6c。

在流体分配壳体18中，仅设置有一个单独的选择滑块9，所述选择滑块9任一侧均有凸轮凹槽12。第一阀组19a和第二阀组19b均包括分别连接到第一阀体、第二阀体及第三阀体的第一凸轮从动件20a、第二凸轮从动件20b以及第三凸轮从动件20c。第一阀组19a与第二阀组19b各自的凸轮从动件20a、20b、20c均彼此相对，并且选择滑块9设置在第一阀组19a和第二阀组19b之间，使得第一阀组19a和第二阀组19b的第二凸轮从动件20b均在图5所示位置接合在选择滑块9的任一侧的凸轮凹槽12。第一进给管线16a与第一流体输送管线17a、第二流体输送管线17b以及第三流体输送管线17c并联，而第二进给管线16b与第二阀组19b的第一流体输送管线17a、第二流体输送管线17b以及第三流体输送管线17c也并联。在流体输送泵15以正电极性运行时，流体经由第一进给管线16a从流体输送泵15输送到第一阀组19a，在流体输送泵15以反电极性运行时，流体经由第二进给管线16b从流体输送泵15输送到第二阀组19b。

现在参照图6至图8，这些图示出了具有针对选择滑块9的不同驱动机构的流体分配装置13的不同实施例。为了简单起见，图6至图8中没有示出流体输送装置13的所有部件。相同的部件用相同的参考标记表示。

现在转到图6，图6示出了流体输送装置13的第一阀组19a和安装在第一阀组19a处的选择滑块9。选择滑块9具有包括第一电磁致动器22a以及第二电磁致动器22b的驱动机构。第一电磁致动器22a的通电将选择滑块9从左向右推进，第二电磁致动器22b的通电将选择滑块9从右向左推进。从图6可以看出，选择滑块9有三个位置，选择滑块9的凸轮凹槽12可以相对第一凸轮从动件20a、第二凸轮从动件20b及第三凸轮从动件20c呈现三个不同位置。

现在参照图7，图7示出了针对选择滑块9的又另一驱动概念。第一阀组19a有三个以上的流体出口，使得选择滑块9必须呈现三个以上的不同位置。选择滑块9由电动机21驱动，电动机21由电动机控制器23致动。电动机控制器23接收来自位置编码器24的控制信号，位置编码器24可以例如检测选择滑块9上的位置标记。

图8示出了驱动选择滑块的又另一概念。选择滑块9由步进电动机25驱动，步进电动机25接收来自步进电动机控制器26的控制信号。

参考标记：

1 压力操作关闭阀

2 阀壳

3 阀室

4 隔膜

5 第一流体入口

6a、6b、6c第一、第二及第三流体出口

7 流体入口管

8 第一流体出口管

9 选择滑块

10 阀座

11 凸轮从动件

12 凸轮从动件凹槽

13 流体分配装置

14 流体箱

15 流体输送泵

16a、16b第一及第二进给管线

17a、17b、17c第一、第二及第三流体输送管线

18流体分配壳体

19a、19b第一及第二阀组

20a、20b、20c第一、第二及第三凸轮从动件

21电动机

22a、22b第一及第二电磁致动器

23 电动机控制器

24 位置编码器

25 步进电动机

26 步进电动机控制器

Claims (9)

1.一种流体分配装置，包括为旋转可逆双出口泵的流体输送泵（15）、第一进给管线（16a）、第二进给管线（16b）、通向多个流体消耗装置的多个流体输送管线（17a、17b、17c）以及呈压力操作关闭阀形式的第一阀组（19a）和第二阀组（19b），所述压力操作关闭阀（1），包括：至少一个阀壳（2）、由所述阀壳（2）围成的阀室（3）、至少一个第一流体入口（5）、至少一个第一流体出口（6a）、通入所述阀室（3）的至少一个第一流体入口管（7）、通入所述阀室（3）的至少一个第一流体出口管（8）、以及能够滑动地设置在所述阀室（3）中的至少一个第一阀体，所述阀体抵靠阀座（10）保持关闭并且能够通过在所述入口管（7）中提供的且作用于所述阀体的流体压力来操作，从而将所述阀体从所述阀座（10）抬升，其中设置有在致动时选择性地闭锁或解锁所述阀体的机械止挡件,

其中，所述阀体为弹性隔膜（4），其中选择机构包括作为机械止挡件的控制凸轮，其中所述选择机构能够滑动地设置在所述阀壳（2）处，从而根据所述选择机构的位置来选择性地闭锁和解锁所述阀体，并且其中所述隔膜（4）在面向所述阀室（3）的内部的一侧具有凸轮从动件（11），

其中，所述阀体抵靠位于所述第一流体入口管（7）的通入所述阀室（3）的开口的外周的所述阀座（10）保持关闭，使得在致动前没有流体进入所述阀室，

每个阀组均包括多个阀体和多个流体出口（6a、6b、6c），所述第一阀组（19a）以及所述第二阀组（19b）通过第一进给管线（16a）和第二进给管线（16b）并联连接到一个单独的流体输送泵，所述第一阀组（19a）和所述第二阀组（19b）设置在同一个流体分配壳体（18）内，仅一个单独的选择机构在所述流体分配壳体（18）内能够滑动地设置于所述第一阀组（19a）和所述第二阀组（19b）之间，使得所述选择机构选择性地闭锁和解锁并联的所述第一阀组（19a）以及所述第二阀组（19b）的所述阀体，所述选择机构的任一侧均具有凸轮凹槽（12）。

2.根据权利要求1所述的流体分配装置，其特征在于：所述选择机构呈选择滑块（9）或选择轴的形式。

3.根据权利要求1或2所述的流体分配装置，所述第一进给管线（16a）与所述多个流体输送管线（17a、17b、17c）通过所述压力操作关闭阀（1）连接。

4.根据权利要求3所述的流体分配装置，其特征在于：所述多个流体输送管线（17a、17b、17c）并联连接到所述第一进给管线（16a）。

5.根据权利要求3所述的流体分配装置，其特征在于：驱动所述选择机构以便选择性地打开和关闭所述压力操作关闭阀（1）的所述流体出口（6a、6b、6c）的电驱动器。

6.根据权利要求5所述的流体分配装置，其特征在于：所述电驱动器包括电磁驱动器（22a、22b）。

7.根据权利要求6所述的流体分配装置，其特征在于：所述电磁驱动器包括电动机驱动器。

8.根据权利要求7所述的流体分配装置，其特征在于，所述电动机驱动器包括步进电动机（25）。

9.一种车辆清洗系统，包括：选自包括以下各项的一组装置的至少两个消耗装置：前大灯清洗装置、后窗玻璃清洗装置、前窗玻璃清洗装置、前视摄像头清洗装置、夜视系统、车牌、后视摄像头清洗装置、侧视摄像头清洗装置、环视摄像头清洗装置以及传感器清洁装置，所述车辆清洗系统还包括根据权利要求1至8中任一项所述的流体分配装置（13）。