CN110431365A - 用于控制流体流的阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制流体流的阀（1、1a）、特别是膨胀阀，其具有阀器件壳体（10、10a）和阀器件（20、20a），该阀器件壳体带有第一和第二开口（12、12a、14、14a），该阀器件具有旋转对称的基本形状，并且可旋转地布置在所述阀器件壳体（10、10a）的内部。提出如下方面，所述阀器件（20、20a）具有凹部，其中，所述凹部（30、30a、30b、30c）具有变化的尺寸，并且所述凹部（30、30a、30b、30c）的部分区域（32、32a）贯通地穿过所述阀器件（20、20a）构造。

Description

用于控制流体流的阀

技术领域

本发明涉及一种根据独立权利要求所述类型的阀。

背景技术

用于调节流体流的阀是已知的。也已知的是，为了调控多于一种的流体流而使用相应数量的阀。

发明内容

有利的是，根据本发明的阀可以如此设定流体流、特别是用于两个蒸发器的冷却剂流，从而能够产生具有所希望的冷却功率的连续的运行。在此，可以接近如下阀位置，该阀位置为两个蒸发器同时提供所希望的均匀的流体流。如果设定到合适的阀位置，阀就不必移动像蒸发器上的冷却功率不变那么久，由此可以节能，并且减小阀驱动机构的磨损。

根据本发明的阀尤其能实现仅利用一个驱动机构针对两个蒸发器独立地进行膨胀调节，这尤其节约成本。旋转的阀器件的构造必须设计成使得各出口的打开横截面作为驱动位置的函数而如此叠加，从而能实现在两个出口处的冷却剂流的全部所希望的组合。可以利用一个根据本发明的阀来调节两个流体流。

采用在从属权利要求中列出的措施，得到在独立权利要求中给出的特征的有利的改进和改善。

有利的是，阀器件具有罐形的或者套筒形的基本形状。此外有利的是，阀器件具有盘形的基本形状。这是一种可易于制造的阀器件。

特别有利的是，罐形或者套筒形地构造的阀器件具有阀器件罩壳、阀器件底部和阀器件边缘。阀器件边缘指向第一开口的方向。优选地，第一开口设计成在阀壳体内部的轴向孔。阀器件罩壳具有至少一个凹部。根据阀器件相对于第二开口的位置、特别是旋转位置、优选凹部的位置，可调控流经第二开口、优选流经第一开口、阀器件的内部区域和第二开口的流体流。阀器件优选构造成空心柱体。可根据第二开口的覆盖度（Überdeckung），利用阀器件来调节通流量（Durchströmung）。

被视为有利的是，凹部中的至少一个特别是构造在盘形的阀器件的顶侧和/或底侧上。有利的是，至少一个凹部尤其是在阀器件的顶侧和/或底侧上或者外圆周中构造成通道、特别是槽。由此产生对通流横截面积的有利的调节。

有利的是，凹部的贯通的区域构造成特别是圆形的孔，优选构造成缺口。由此产生最佳的通流横截面，其特别是可以适配于开口的横截面。

特别有利的是，阀器件壳体具有第三开口。根据阀器件、优选阀器件的至少一个凹部相对于第三开口的位置、特别是旋转位置，可调控流经第三开口、优选第一开口、阀器件的内部区域和第三开口的流体流。因而，可以利用一个阀来调控两个分开的流体流。可根据第三开口的覆盖度，利用阀器件来调节通流量。

有利的是，阀器件具有特别是多于两个的第二凹部。它们由此允许根据旋转位置任意地调控第二和第三开口的通流横截面。

有利的是，凹部中的至少一个在圆周方向上具有变化的尺寸，特别是横截面积、深度和/或宽度。产生了根据阀器件相对于阀壳体和开口的旋转位置对通流横截面进行调控。

有利的是，第二开口和第三开口在阀器件壳体中沿阀的纵向方向和/或圆周方向观察彼此错开地构造。由此产生对流体流的可调控性。

特别有利的是，用于使得阀器件旋转的促动器尤其设置成步进马达、有刷马达或无刷马达。产生了对阀器件的旋转位置的精确设定。

有利的是，阀器件壳体具有通流区域。该通流区域构造成凹部。阀器件特别是可旋转地布置在通流区域中。

被视为有利的是，设置与阀器件壳体牢固地连接的凸缘。该凸缘使得阀器件保持就位。凸缘使得通流区域相对于外界密封，阀器件布置在该通流区域中。

有利的是，一个凹部和/或多个凹部经过如此构造，从而由开口之一形成的第一流体流，经过旋转角上升至最大值，并且然后中断，而由另一开口形成的第二流体流，经过特别是相同的旋转角多次上升，特别是上升至最大值，并且之后中断。产生了对两个流体流的简单的可调节性。

特别有利的是，经过旋转角形成的第二流体流锯齿形地设计，其中，特别是在各锯齿之间形成间歇，流体流在这些间歇中被开口中断。

有利的是，阀具有压力传感器。压力传感器内置到阀器件壳体中。压力传感器检测在开口之一、特别是第二或第三开口中的流体的（低）压力。压力传感器输出如下压力信号，该压力信号将在阀的电子机构中被处理。根据所检测的压力，阀器件的旋转位置经过如此调节，从而在一个或两个后置的蒸发器中不会出现过热。通流量将根据压力予以调控。在阀之外无需额外的压力传感器，由此可以减少在系统和连接管路中的组件数量，这有利地降低了系统的复杂性。

附图说明

附图中示出了一些实施例，并在后续说明中予以详述。其中示出：

图1示出第一实施例；

图2示出根据本发明的阀的阀器件的一种实施方式；

图3为相应于第一实施例的根据本发明的阀的剖视图；

图4为相应于第一实施例的阀器件的开口和凹部的剖视图；

图5示出阀器件相对于阀壳体的多个旋转位置；

图6示出另一实施例；

图7为阀器件的一种实施方式的俯视图；

图8为根据图7的阀器件的实施方式的仰视图；

图9为相应于第二实施例的根据本发明的阀的剖视图；并且

图10示出第二和第三开口相对于阀器件的旋转位置的打开横截面的比值。

具体实施方式

图1以分解图示出根据本发明的阀1的第一实施例。该阀1具有阀器件壳体10。阀器件壳体10具有至少一个第一开口12。优选地，阀器件壳体10具有第一开口12、第二开口14和第三开口16。特别地，第一开口12构造成入口。第二开口14和第三开口16分别构造成出口。第二和第三开口14、16在阀器件壳体10内部垂直于阀1的纵轴线构造。第二和第三开口14、16尤其设计成径向孔。阀器件壳体10尤其可以构造成阀器件组块。

此外，阀1具有阀器件20。该阀器件20构造成相对于阀器件壳体10可移动、可旋转。特别地，阀器件20部分地布置在阀器件壳体10内部。阀器件壳体10为了容纳阀器件20而具有凹部18。凹部18形成通流区域18。阀器件20构造成使得它能相对于阀器件壳体10沿圆周方向移动。开口12、14、16通入到通流区域18中。通流区域18朝向阀器件壳体10的表面开口。

阀器件20具有旋转对称的、特别是柱形的基本形状。阀器件20罐形地或者套筒形地构造。

图2示出了阀器件20的放大视图。阀器件20具有罩壳22、底部24和边缘26。阀器件20的罐形的基本形状在朝第一开口12的方向上开口。底部24尤其构造成圆形的盘。优选地，底部还可以仅包括一个或多个连接元件、特别是辐条。阀器件20朝向边缘26开口。 边缘26形成阀器件20的轴向端。阀器件20以其边缘26指向第一开口12的方向。阀器件20具有内部区域。内部区域被罩壳22和底部24包围。罩壳22具有至少一个凹部30。

凹部30具有变化的深度和/或宽度。在凹部的部分区域中，该凹部贯通地构造。凹部30的贯通的区域特别是构造成圆形。凹部30的贯通的区域优选构造成孔。凹部包括缺口。

凹部30的至少一部分沿阀器件20的圆周方向延伸。

凹部30构造成通道，特别是构造成槽，优选构造成侧向铣削的狭槽。凹部30在圆周方向上至少部分地沿特别是罩壳22的表面延伸。

优选地，阀器件20具有多于一个的凹部30。这些凹部30沿圆周方向错开地、特别是彼此间隔开地布置。此外，在阀器件20的纵向方向上，这些凹部30错开地、特别是间隔开地布置。根据图2，阀器件20具有两组凹部30。第一组凹部30a在纵向方向上与第二组凹部30b间隔开地构造。一组凹部30又在圆周方向上彼此间隔开地布置。

凹部30a特别是与第三开口16配合作用。第二组凹部30b与第二开口14配合作用。阀器件20或凹部30能实现调控流经第一、第二和第三开口12、14、16的流体流。该调控在此根据阀器件20相对于开口12、14、16的旋转位置来进行。该调控根据第二开口14和第三开口16被阀器件20的凹部30、30a、30b遮盖程度来进行。特别地，该调控根据阀器件20中的凹部30相对于开口12、14和16的位置来进行。第三开口16的打开横截面通过阀器件20中的第一组凹部30a来调控。对打开横截面的改变，进而对流体流的调控，根据阀器件20的旋转位置来进行。

阀器件20的外壁紧密地贴靠在阀器件壳体10的内壁上。一旦阀器件20的外壁的无凹部30的部分位于阀器件壳体10的内壁中的第三开口16上面，相应的开口16就完全封闭。如果阀器件20的外壁上的凹部30通过旋转而处于阀器件壳体中的第三开口16上面，则可以开启（freigeben）所希望的打开横截面。

第二开口14的打开横截面通过阀器件20中的第二组凹部30b予以控制。一旦阀器件20的外壁的无凹部30b的部分位于阀器件壳体10的内壁中的开口14上面，第二开口14就完全封闭。如果阀器件20的外壁中的相应的凹部30b通过旋转针对第二开口14而处于阀器件壳体10中的开口上面，则可以开启所希望的打开横截面。

阀器件20中的第一组和第二组凹部30经过如此设计，从而第二组具有比第一组凹部30a更多的凹部30b。同样，第一组凹部30a的间距比第二组凹部30b的间距大四倍。附加地，第一组凹部30a经过如此设计，从而打开横截面的通过旋转运动而从封闭到最大程度开启所历经的长度明显大于第一组。凹部30a的在圆周方向上的长度大于凹部30b。第一组凹部30a的打开横截面延伸经过第二组凹部30b的多个开口14。第一组凹部30a尤其形成拉长的、具有减小的横截面的通道。第二组凹部30b尤其形成相比于凹部30a较短的、具有减小的横截面的通道。

图3所示为根据第一实施方式的根据本发明的阀1的剖视图。阀器件20布置在阀器件壳体10的通流区域18中。第一、第二和第三开口12、14、16通入到通流区域18中。通流区域18尤其被凸缘42封闭。优选地，凸缘42把阀器件20保持在通流区域18中。凸缘42防止阀器件20沿阀1的轴向方向移动超过正常的公差间隙。凸缘42借助螺钉43与阀器件壳体10固定地连接。

此外设置有轴40。该轴40至少部分地在凸缘42中延伸。特别地，轴40通过凸缘42可旋转地得到支承。轴40具有环绕的弯折部（Falz），该弯折部防止轴40沿轴向方向移动。

此外，阀1具有保持部50。该保持部50把阀器件壳体10与促动器壳体60连接起来。促动器壳体60包括两个壳体部分61和62。两个壳体部分61和62借助密封圈63受到防护，以防在促动器壳体60的内腔与其外界之间的流体交换。在壳体部分61和62内部，布置了电的驱动机构64。该电的驱动机构64尤其设计成步进马达、无刷马达或有刷马达。

另外，阀1具有传动机构66。该传动机构66使得电的驱动机构64的旋转运动转向（umlenken）至轴40。特别地，传动元件66与轴40牢固地连接。另一传动元件66与马达轴牢固地连接。传动机构66是指齿轮传动机构。

壳体部分61和62借助卡夹68相互连接，这些卡夹安置在壳体部分61和62的外圆周上。

在壳体部分62的区域中或者在壳体部分62的内腔中，布置着马达电子机构70。马达电子机构70用于操控电动机64。马达电子机构70尤其具有霍尔传感器。该霍尔传感器获取轴40的或者传动机构66的传动轮之一的准确位置。

图4所示为凹部30的放大的剖视图。剖切线按垂直于阀1的轴向方向设计的平面延伸。依据阀器件20的相对于开口14、16的位置，可以形成流体流。流体流可以从阀器件20的内腔经过凹部30的贯通的区域32和凹部30的通道形的、特别是槽形的区域。沿相反方向设计流体流同样是可行的。根据阀器件20的相对于开口14、16的旋转位置，横截面积d变为d’。能够流经凹部30的流体流或流体的量根据横截面积的大小而改变。

按照图4，在逆时针地旋转时，凹部30的横截面积减小。横截面积的减小导致打开横截面的减小，进而导致流经凹部30的流体流减小。在阀器件20顺时针旋转时，横截面积增大。如果凹部30的贯通的区域32形成开口14、16的延长部，则流体能够以减小的阻力从开口流入到内腔中，或者也可以相反地流动。通流横截面积等于d’。

图5所示为阀1的在第二开口14区域中的剖视图。在阀器件20的根据图5a的位置，形成了最大的打开横截面。流体可以直接从开口14经由凹部30的贯通的区域32流入到内腔中，反之亦然。

图5b示出相对于图5a旋转了的阀器件20。对于该阀器件5b，流体沿着凹部30的通道形的部分和凹部30的贯通的区域32流动。

图5c所示为阀1的在第三开口16区域中的剖视图。图5c在此同样示出最大的打开横截面。凹部30的区域32在阀器件20的内腔中形成开口16的一种延长部。

在图5d中示出，阀器件20相对于图5c中的阀器件20略微旋转。在此，流体沿着凹部30的贯通的区域32和凹部30或者凹部30的通道形的部分向开口16流动。打开横截面d相比于5c设计得较小。

图6示出根据本发明的阀1a的另一实施例。阀1a具有阀器件壳体10a。在阀器件壳体10a中构造有开口12、14、16。第一开口12、第二开口14和第三开口16沿轴向方向通入到阀器件壳体10的通流区域18a中。在通流区域18a中构造有阀盘20a。阀盘20a在其中间具有凹部30c。

图7中所示为阀器件20a的俯视图，图8中所示为阀器件20a的仰视图。在其外圆周上，阀器件20a具有环绕的槽21。在该槽内部布置有密封圈49。该密封圈49防止阀器件20a在该阀器件20a的边缘区域中绕流。

凹部30c实现从第一开口12到通流区域18a中的流体流。阀盘20a根据其旋转位置封闭第二开口14a和第三开口16a。阀盘20a具有凹部30a。凹部30a具有贯通的区域32a。贯通的区域32a贯通地延伸穿过阀器件20a或阀盘20a。凹部32a具有缺口。凹部30a沿阀盘20a的圆周方向延伸。凹部30a在中点具有均匀的半径。凹部30a沿着或者逆着圆周方向具有增加的深度。该深度在贯通的凹部32的区域中最大。凹部30具有弯曲部，该弯曲部带有特别是均匀的半径。凹部30沿圆周方向和/或沿着径向方向彼此间隔开。

图9所示为阀1a的剖视图。凸缘42a借助螺钉43a拧紧在盖板41a上。凸缘42a具有与凸缘42相同的功能。盖板41a将阀器件壳体10a的通流区域18a封闭。在盖板41a与阀器件壳体10a之间构造有密封元件。在阀器件20a与开口12a、14a、16a之间的过渡部处构造有密封件。这些密封件防止并非所愿地绕流阀器件20a。

在各开口与阀器件20a之间构造有密封元件。

此外构造有轴40a。该轴40a与阀器件20a建立起固定的连接。轴40a在此具有与根据第一实施例的轴40相同的任务。

阀器件20a构造成柱形对称的元件。

根据第二实施例的阀可以借助保持部50按照图1与促动器壳体60连接。也可以使用根据第一实施例的促动器。

图10示范性地示出，第二开口14的和第三开口16的打开横截面积是如何作为阀器件20a相对于阀器件壳体10a的旋转位置的函数产生的。

对于第三开口16，产生了根据曲线82的特性，而第二开口14具有根据曲线90的特性。

x-轴相应于旋转位置。y-轴相应于打开横截面积。第二开口14的打开横截面积可以通过改变阀器件20的旋转位置来明显地改变，而第三开口16的打开横截面积几乎保持恒定。

另一方面，第三开口16的打开横截面积可以调节，而第二开口14的打开横截面积保持不变，如果又操控相邻锯齿上的相同的点。

第二开口14的打开横截面积沿着阀器件20的旋转位置呈锯齿形地设计。

替代于第二开口14的所示的锯齿形特性，通过阀器件20的设计，另一种振荡形的特性也可以是有益的。同样，第三开口16的特性也可以具有不同于所示直线的另一形状。

没有流体流在各锯齿之间的中断处流动，这些中断处可以借助各凹部30之间的间距而任意地选取。直线80和82的斜率与凹部30的长度有关，特别是与凹部30的深度曲线有关。

就所示实施方式而言，对于第二组凹部30b（有很多紧密地靠置的凹部30b）产生了根据80的所希望的特性。对于第一组凹部（具有较少的拉长的凹部），相应地产生了根据82的特性。

例如，第三开口16可以用于控制电池冷却用的蒸发器上的冷却功率，而第二开口14用于控制箱体冷却用的蒸发器上的过热度。这有可能是有利的，因为电池的冷却功率由于其热质量大而只需很少地改变。这意味着，不必频繁地在两个锯齿之间跳跃，由此可以使得电池冷却控制对箱体冷却的影响保持最小。

根据图10的曲线同样是针对第二实施例产生的。

优选地，流体流是指特别是车辆中的冷却剂流。阀优选用于调节和控制冷却剂。控制也是指调节。

带有以“a”来补充的附图标记的第二实施例的各元件具有带第一实施例的相同的附图标记的元件的功能。

Claims (14)

1.一种用于控制流体流的阀（1、1a）、特别是膨胀阀，其具有阀器件壳体和阀器件（20、20a），该阀器件壳体带有第一开口（12、12a）和第二开口（14、14a），该阀器件具有旋转对称的基本形状，并且能够旋转地布置在所述阀器件壳体（10、10a）的内部，

其特征在于，所述阀器件（20、20a）具有凹部（30、30a、30b、30c），其中，所述凹部（30、30a）具有变化的尺寸，并且所述凹部（30、30a、30b、30c）的部分区域（32、32a）贯通地穿过所述阀器件（20、20a）构造。

2.如前述权利要求所述的阀（1、1a），其特征在于，阀器件（20、20a）罐形地或者盘形地构造。

3.如权利要求2所述的阀（1、1a），其特征在于，罐形地构造的阀器件（20）具有阀器件罩壳（22）、阀器件底部（24）和阀器件边缘（26），其中，所述阀器件边缘（26）指向所述第一开口（12）的方向，其中，所述阀器件罩壳（22）具有所述凹部（30、30a、30b）中的至少一个，并且其中，根据所述阀器件（20）的凹部（30、30a、30b）相对于所述第二开口（14）的位置、特别是旋转位置，能够调控流经所述第一开口（12）、所述阀器件（20）的内部区域和所述第二开口（14）的流体流。

4.如权利要求2所述的阀（1、1a），其特征在于，所述凹部中的至少一个（30c）特别是构造在盘形的阀器件（20a）的顶侧和/或底侧上。

5.如前述权利要求中任一项所述的阀（1、1a），其特征在于，至少一个凹部（30、30a、30b、30c）尤其在所述阀器件（20、20a）的顶侧和/或底侧上或者在其外圆周中构造成通道，特别是构造成槽。

6.如前述权利要求中任一项所述的阀（1、1a），其特征在于，贯通的区域（32、32a）构造成特别是圆形的孔，优选构造成缺口。

7.如前述权利要求中任一项所述的阀（1、1a），其特征在于，所述阀器件壳体（10、10a）具有第三开口，其中，根据所述阀器件（20）相对于所述第三开口（16）的位置、特别是旋转位置，能够调控流经所述第三开口（16）的流体流。

8.如前述权利要求中任一项所述的阀（1、1a），其特征在于，所述阀器件（20、20a）具有特别是多于两个的第二凹部（30、30a、30b、30c），其中特别地，这些凹部沿所述阀（1）的纵向方向和/或圆周方向彼此间隔开地布置。

9.如前述权利要求中任一项所述的阀（1、1a），其特征在于，所述凹部（30、30a、30b、30c）中的至少一个沿圆周方向具有变化的深度。

10.如前述权利要求中任一项所述的阀（1、1a），其特征在于，所述第二开口（14、14a）和所述第三开口（16、16a）在所述阀器件壳体（10、10a）中沿所述阀（1、1a）的纵向方向和/或圆周方向观察彼此错开地构造。

11.如前述权利要求中任一项所述的阀（1、1a），其特征在于，用于使得所述阀器件（20、20a）旋转的促动器（64）尤其设置成步进马达、有刷马达或无刷马达。

12.如前述权利要求中任一项所述的阀（1、1a），其特征在于，所述阀器件壳体（10、10a）具有通流区域（18、18a），其中，所述通流区域（18、18a）构造成凹部，并且其中，所述阀器件（20、20a）特别是能够旋转地布置在所述通流区域（18、18a）中。

13.如前述权利要求中任一项所述的阀（1、1a），其特征在于，一个凹部（30、30a、30b、30c）和/或多个凹部（30、30a、30b、30c）经过如此构造，从而由开口（12、12a、14、14a、16、16a）之一形成的第一流体流，经过旋转角上升至最大值，并且然后中断，而由另一开口（12、12a、14、14a、16、16a）形成的第二流体流，经过所述旋转角多次上升，特别是上升至最大值，并且之后中断。

14.如前述权利要求中任一项所述的阀（1、1a），其特征在于，经过所述旋转角形成的第二流体流锯齿形地设计，其中，特别是在各锯齿之间形成间歇，所述流体流在这些间歇中被开口（12、12a、14、14a、16、16a）中断。