CN111664266A - 阀装置 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种用于增加或减少流体流量的阀装置。可移动单元(19)的套筒构件(20)具有第一压力接收表面(191)和第二压力接收表面(192)。当阀构件(18)关闭阀座开口部(22a)时，第一压力接收表面沿与弹簧(28)的偏压力(Fs)相反的轴向方向接收第一流体压力。当阀构件(18)关闭阀座开口部(22a)时，第二压力接收表面沿与弹簧(28)的偏压力(Fs)的方向相同的轴向方向接收第二流体压力。使第一表面面积(S1)和第二表面面积(S2)彼此相等。第一和第二表面面积中的每一个是在垂直于轴向方向的虚拟平面(PLa)上的投影部分的面积。当第一和第二压力接收表面中的每个投影到虚拟平面时，获得投影部分中的每个。

Description

阀装置
技术领域
本公开涉及一种用于增加或减少流体流量的阀装置。
背景技术
例如，如日本专利公开No.2016-53415中所公开的，这种阀装置在本领域中是已知的。该现有技术的阀装置包括：球阀构件，其具有球形凸状的阀表面(球形表面)；阀座构件，其具有球形凹状的阀座(阀座表面)；以及弹簧等。弹簧将阀座构件偏压到球阀构件。由于阀座表面被推向阀表面，因此阀座表面与阀表面之间的间隙被密封。
根据上述现有技术的阀装置，当阀构件旋转时，控制阀构件的开口部与阀座构件的开口部之间的连通或连通阻断。
上述现有技术的阀装置控制(增加或减少)沿从阀构件到阀座构件的方向通过阀装置的流体流率。
假设，以这种方式使用这种阀装置使得阀装置控制沿从阀座构件到阀构件的相反方向通过阀装置的流体流率。在这种阀装置中，当阀装置关闭时，流体的压力被施加到与阀表面相对的阀座表面。由于将流体压力施加到阀座构件及其相关部件，因此，根据阀座构件的形状及其相关部件，可能增加或减小沿远离阀构件的方向施加到阀座构件及其相关部件的流体压力的推力。
如上所述，当由于流体压力的变化而改变了用于将阀座构件(其是可移动单元的部件中的一个，其上施加有弹簧的偏压力)推向阀构件的推力时，变得难以将施加于阀座表面的表面压力保持在恒定值。换句话说，当阀装置关闭时，其可能不利地影响阀座表面与阀表面之间的密封性能。本公开的发明人通过他们的R&D活动发现了上述问题。
发明内容
鉴于以上问题而做出本公开。本公开的目的在于提供一种阀装置，根据该阀装置，即使在阀座构件的阀座开口部关闭并且施加到阀座表面的流体压力改变时，施加于被推向阀表面的阀座表面的表面压力仍保持为恒定值。
根据本公开的特征之一，本公开的阀装置增加或减少流体流量，并且包括：
阀壳体；
可移动单元，其沿其轴向方向可移动地设置在阀壳体中并具有沿轴向方向延伸的流体流动通道，使得流体流过该流体流动通道，该可移动单元还具有围绕阀座开口部形成的阀座表面，该阀座开口部形成在流体流动通道在轴向方向上的轴向内端处；
阀构件，其可旋转地设置在阀壳体中并具有阀表面，该阀表面在轴向方向上与阀座表面相对并与阀座表面接触，其中该阀构件可操作地打开或关闭阀座开口部；以及
偏压构件，其用于产生偏压力以将可移动单元沿轴向方向偏向至阀构件，使得偏压构件通过偏压力将阀座表面推向阀表面。
在阀装置中，当阀构件打开阀座开口部时，流体从轴向方向的轴向外侧向轴向内侧流过流体流动通道。
可移动单元具有第一压力接收表面和第二压力接收表面，
其中，当阀构件关闭阀座开口部时，第一压力接收表面沿与偏压力的方向相反的轴向方向从流体接收第一流体压力，并且
其中，当阀构件关闭阀座开口部时，第二压力接收表面沿与第一流体压力的方向相反的轴向方向从流体接收第二流体压力。
在上述结构的阀装置中，第一表面面积和第二表面面积彼此相等，
其中，第一表面面积和第二表面面积中的每个均是在垂直于轴向方向的虚拟平面上的投影部分的面积，以及
其中，当第一和第二压力接收表面中的每个沿轴向方向投影到虚拟平面时获得投影部分中的每个。
根据上述结构，在当阀构件关闭阀座开口部时将流体压力沿远离阀表面的方向施加至可移动单元的情况下，用于沿轴向向外方向推动可移动单元的推力由用于沿轴向向内方向推动可移动单元的推力吸收。结果，即使当流体压力改变时，被推向阀表面的阀座表面的表面压力也可以保持在恒定值。
附图说明
根据以下参考附图进行的详细描述，将使本公开的上述和其他目的、特征和优点变得更加明显。在附图中：
图1是示出了根据第一实施例的处于阀关闭状态的阀装置的示意横截面图；
图2是示出了根据第一实施例的处于阀打开状态的阀装置的示意横截面图；
图3是示出图1的部分III的示意性放大横截面图，其中，图3示出了套筒构件、阀座构件、弹簧以及与那些构件有关的其他部件。
图4是示出图3的部分IV的示意性放大横截面图，其中，图4示出了冷却水的压力未沿套筒轴向方向的向下方向施加至套筒密封构件的状态；
图5是示出图3中的部分IV的另一示意性放大横截面图，其中，图5示出了冷却水的压力沿套筒轴向方向的向下方向施加至套筒密封构件并且套筒密封构件被向下推动的状态；
图6是示出第二实施例的一部分的示意性放大横截面图，其以与图3类似的方式对应于图1中的部分III；
图7是与图3相对应的示意性放大横截面图，其中，图7示出了第一实施例中冷却水的泄漏路径以说明第二实施例的阀装置的优点；
图8是示出在图7的泄漏路径中的一个中发生冷却水泄漏的状态的示意性放大横截面图，其中，图8示出了与阀座构件有关的这类部件；
图9是示出第三实施例的一部分的示意性放大横截面图，其与图1的部分III相对应；
图10是示出第四实施例的一部分的示意性放大横截面图，其与图1的部分III相对应；
图11是示出第五实施例的一部分的示意性放大横截面图，其与图1的部分III相对应；
图12是示出第六实施例的一部分的示意性放大横截面图，其与图1的部分III相对应。
图13是示出第七实施例的一部分的示意性放大横截面图，其与图1的部分III相对应；以及
图14是示出第八实施例的一部分的示意性放大横截面图，其与图1的部分III相对应。
具体实施方式
在下文中将参考附图借助多个实施例和/或修改来解释本公开。为了避免重复说明，相同的附图标记被赋予相同或相似的结构和/或部分。
(第一实施例)
第一实施例的阀装置10是冷却水控制阀装置，其安装在机动车辆中。图1所示的阀装置10是冷却回路的部件中的一个部件，冷却水通过该冷却回路循环到内燃发动机、散热器等。阀装置10控制(增加或减少)流过冷却回路的冷却水的流量。当阀装置10关闭时，冷却水的流动被阻挡。冷却水是液相流体，其包括LLC(长寿命冷却剂)，例如乙二醇。
如图1和图2所示，阀装置10是球阀型装置，根据该球阀型装置，阀构件18围绕阀中心轴线Cv旋转以打开或关闭阀装置10。图1示出了阀装置10的阀关闭状态。图2示出了阀装置10的阀打开状态。在图2中，FLa和FLb中的每一个均表示在阀打开状态下通过阀装置10的冷却水的流动方向。图1和图2中的每个均是示出阀装置10的横截面图，该阀装置10的一部分在包括阀中心轴线Cv和套筒中心轴线Cs的虚拟平面上被切掉。在图1和图2的每一个中，在附图中省略了阀装置10的比阀中心轴线Cv低的部分。
阀装置10包括阀壳体12、阀轴16、阀构件18、套筒构件20、阀座构件22、套筒密封构件24、密封保持构件26、弹簧28等。
阀壳体12形成阀装置10的外包封并且包括壳体本体13以及间隔件构件14。壳体本体13具有用于可移动地容纳阀构件18的阀容纳空间13a。壳体本体13具有套筒容纳孔13b，该套筒容纳孔沿垂直于阀中心轴线Cv的方向延伸并且可移动地容纳套筒构件20。在本公开中，套筒构件20的轴向方向被称为套筒轴向方向DAs，而阀中心轴线Cv的轴向方向也被称为阀轴向方向DAv。套筒构件20的径向方向被称为套筒径向方向DRs，而阀中心轴线Cv的径向方向被称为阀径向方向DRv。套筒径向方向DRs也是套筒构件20的筒形部201的径向方向。阀中心轴线Cv和套筒中心轴线Cs彼此相交。套筒轴向方向DAs是阀径向方向DRv中的一个。
套筒容纳孔13b的轴向端中的一端(轴向内端)连接至阀容纳空间13a，而套筒容纳孔13b的轴向端中的另一端(轴向外端)13朝壳体本体13的外侧打开。阀容纳空间13a的轴向端中的一端(阀轴向方向DAv上的轴向外端)连通到流出端口131，冷却水通过该流出端口131而从阀壳体12的内部排出至阀壳体12的外部。
间隔件构件14形成为筒形并且从套筒容纳孔13b的轴向外端13d插入到套筒容纳孔13b中。间隔件构件14例如通过螺钉等固定到壳体本体13。流入端口141形成在间隔件构件14中，冷却水通过该流入端口141而从阀壳体12的外部流入阀壳体12的内部。环形的壳体密封构件121以这种方式设置在壳体本体13和间隔件构件14之间使得壳体密封构件121围绕套筒容纳孔13b的轴向外端13d的外周。
阀轴16沿着阀中心轴线Cv在阀轴向方向DAv上穿过阀容纳空间13a延伸。阀轴16由壳体本体13可移动地支撑使得阀轴16能够绕阀中心轴线Cv旋转。径向间隙在壳体本体13与阀轴16之间形成于阀容纳空间13a的轴向内侧(即，在附图的右手侧)上。环形的轴密封构件161设置在径向间隙中以对径向间隙进行密封。
阀轴16连接至电动马达(未示出)，该电动马达设置在轴密封构件161在阀轴向方向DAv上的轴向内侧上的位置处。阀轴16通过电动马达旋转。
阀构件18是用于打开或关闭用于冷却水的从流入端口141延伸到流出端口131的流体通道的阀本体。阀构件18设置在阀壳体12中，更确切地说，阀构件18容纳在阀容纳空间13a中。
阀构件18固定至阀轴16。因此，当阀轴16通过电动马达旋转时，阀构件18能够围绕阀中心轴线Cv与阀轴16一起旋转。
阀内部空间18a形成在阀构件18中。阀内部空间18a在阀构件18沿阀轴向方向DAv的轴向外侧上(在更靠近流出端口131的一侧上，也就是在附图中的左手侧上)打开。阀内部空间18a在阀构件18沿阀轴向方向DAv的轴向内侧上(在远离流出端口131的相反侧上)关闭。由于阀构件18容纳在阀容纳空间13a中，因此阀内部空间18a也位于阀容纳空间13a中。
阀构件18在其面对阀径向方向DRv的向外方向的外周表面上具有阀表面181。阀表面181由在阀径向方向DRv的向外方向上扩展的凸球形表面构成。阀构件18具有阀开口部18b(图2)，该阀开口部18b从阀表面181到阀内部空间18a沿阀径向方向DRv贯穿阀构件18的侧壁。
如图1至图3所示，套筒构件20具有筒形部201，该筒形部201呈筒状并在套筒轴向方向DAs上延伸。套筒构件20还具有用于保持阀座构件22的阀座保持部202。套筒构件20可相对于阀壳体12在套筒轴向方向DAs上移动。
套筒构件20的筒形部201具有在套筒轴向方向DAs上延伸的套筒中心轴线Cs。筒形部201在套筒轴向方向DAs的轴向内侧上具有筒形内侧端部201a。筒形部201在套筒轴向方向DAs的轴向外侧上具有筒形外侧端部201b。筒形孔部20a形成在套筒构件20中，更确切地，形成在套筒构件20的筒形部201中。筒形孔部20a沿套筒轴向方向DAs延伸。筒形外侧端部201b是套筒构件20在其轴向外侧上的端部。
筒形部201在套筒轴向方向DAs上的包括筒形外侧端部201b的轴向端部被插入到间隔件构件14的内部。因此，间隔件构件14是外周部件，其设置在筒形部201的径向外侧并且围绕筒形部201。套筒构件20位于间隔件构件14的轴向内侧，即，流入端口141在套筒轴向方向DAs上的轴向内侧。
套筒构件20的阀座保持部202是径向向外扩展部分，该径向向外扩展部分从筒形部201沿径向向外方向延伸成凸缘形状。换句话说，阀座保持部202是套筒构件20的凸缘部。如上所述，阀座保持部202是筒形部201的一部分，其形成在套筒轴向方向DAs上的轴向内侧并且沿套筒径向方向DRs的向外方向扩展。即，阀座保持部202以凸缘形状从筒形内侧端部201a沿套筒径向方向DRs的向外方向延伸。阀座保持部202在阀座构件22在套筒轴向方向DAs上的轴向外侧上与阀座构件22接触。相对表面222(图3)形成在阀座构件22在套筒轴向方向DAs上的轴向外侧上。阀座构件22的相对表面222在套筒轴向方向DAs上与套筒构件20的阀座保持部202相对。
阀座保持部202保持阀座构件22的外周部，以便即使当阀构件18旋转时也防止阀座构件22相对于套筒构件20在阀轴向方向DAv上或在阀构件18围绕阀中心轴线Cv的周向方向上移位，。
阀座构件22形成为以套筒中心轴线Cs为中心的环状。阀座构件22由树脂制成，例如，PTFE(聚四氟乙烯)。阀座开口部22a形成在阀座构件22中。阀座开口部22a在套筒轴向方向DAs上贯穿阀座构件22。阀座表面221在阀座构件22在套筒轴向方向Das上的轴向内侧上形成于阀座构件22中。阀座表面221围绕阀座开口部22a形成。阀座表面221沿具有以套筒中心轴线Cs为中心的环状的阀座构件22的周向方向延伸。
阀构件18的阀表面181在套筒轴向方向DAs上与阀座表面221相对并且与阀座表面221接触。阀座表面221具有与阀表面181的构造相对应的构造。即，阀座表面221形成为凹球形表面，该凹球形表面在套筒轴向方向DAs的轴向向外方向上凹陷。
阀座表面221被弹簧28推向阀表面181，使得阀座表面221和阀表面181之间的阀间隙得以密封。当阀构件18旋转时，阀表面181在阀座表面221上滑动。
当阀构件18旋转时，阀构件18的阀开口部18b连通至阀座构件22的阀座开口部22a，使得阀座开口部22a打开。阀装置10的阀打开状态如图2所示。在阀打开状态下，冷却水如箭头FLa所示地通过流入端口141、筒形孔部20a、阀座开口部22a和阀开口部18b流入阀内部空间18a。冷却水如箭头FLb所示通过流出端口131而从阀内部空间18a流出到阀壳体12的外部。
当阀构件18进一步旋转时，阀开口部18b变得与阀座开口部22a不连通，使得阀座开口部22a关闭。阀装置10的阀关闭状态在图1中示出。如上所述，阀构件18根据其旋转而打开或关闭阀座开口部22a。
如图1至3所示，套筒密封构件24是环形的密封部件。套筒密封构件24设置在套筒构件20的筒形部201沿套筒径向方向DRs的外侧。
套筒密封构件24沿套筒径向方向DRs设置在筒形部201与间隔件构件14之间，使得套筒密封构件24通过筒形部201与间隔件构件14并在筒形部201与间隔件构件14之间沿套筒径向方向DRs压缩并弹性变形。作为套筒密封构件24在筒形部201与间隔件构件14之间被压缩的结果，套筒密封构件24在套筒径向方向DRs上密封筒形部201和间隔件构件14之间的径向间隙。
更确切地说，冷却水的一部分从流入端口141流入在套筒密封构件24在套筒轴向方向DAs上的轴向外侧上在套筒径向方向DRs上形成在筒形部201和间隔件构件14之间的上游侧径向空间。套筒密封构件24防止冷却水流过套筒密封构件24并流入到位于套筒密封构件24在套筒轴向方向Das上的轴向内侧上的下游侧径向空间中。
在本实施例中，V形环用作套筒密封构件24。V形环24在其横截面中的封闭侧(其下侧)位于其在套筒轴向方向DAs上的轴向内侧的位置处。
间隔件构件14具有用于保持套筒密封构件24的结构。更确切地说，间隔件构件14在其轴向内侧具有环形凹部，用于限制套筒密封构件24沿朝间隔件构件14在套筒轴向方向DAs上的轴向外侧的方向的移动。
密封保持构件26设置在间隔件构件14沿套筒轴向方向DAs的轴向内侧的位置处，使得密封保持构件26支撑套筒密封构件24沿套筒轴向方向Das的轴向内侧。密封保持构件26形成为环形以围绕套筒构件20的筒形部201的外周。
环状凹部的密封槽143(图3)形成在间隔件构件14和密封保持构件26之间，使得将套筒密封构件24轴向插入该密封槽143中。密封保持构件26形成面向密封槽143在套筒轴向方向DAs上的轴向内侧的壁表面。
密封保持构件26由例如金属板材料制成。密封保持构件26具有盘形部分261，该盘形部分261具有在套筒轴向方向DAs上的厚度。通孔形成在盘形部分261的中心处，使得将套筒构件20的筒形部201插入该通孔中。
壳体本体13具有板支撑部132，该板支撑部132在盘形部分261在套筒轴向方向Das上的轴向内侧上的位置处形成在壳体本体13中。盘形部分261在套筒轴向方向DAs上保持在间隔件构件14的前端142(下侧端)与壳体本体13的板支撑部132之间的位置处。
壳体本体13的板支撑部132位于套筒构件20的阀座保持部202和阀座构件22在套筒径向方向DRs上的外侧。另外，板支撑部132位于沿朝套筒轴向方向DAs的轴向外侧的方向远离阀座保持部202和阀座构件22的位置处。密封保持构件26的盘形部分261从盘形部分261与套筒密封构件24在套筒轴向方向Das上的轴向内侧之间的内侧接触位置沿套筒径向方向DRs的径向向外方向延伸至盘形部分261与板支撑部132在套筒轴向方向DAs上的轴向外侧之间的外侧接触位置。
根据上述结构，将密封保持构件26沿套筒轴向方向DAs保持在间隔件构件14的前端142与壳体本体13的板支撑部132之间。当密封保持构件26与板支撑部132接触时，板支撑部132使套筒密封构件24和密封保持构件26沿朝套筒轴向方向Das的轴向内侧的方向的移动停止。
如图4所示，当密封保持构件26的盘形部分261与间隔件构件14的前端142接触时，下侧轴向间隙在套筒轴向方向DAs上形成在盘形部分261和板支撑部132之间。另外，如图5所示，当使密封保持构件26的盘形部分261与板支撑部132接触时，上侧轴向间隙在套筒轴向方向DAs上形成在盘形部分261与间隔件构件14的前端142之间。这些轴向间隙并非总是必须形成。然而，考虑到阀装置10的制造工艺，这些轴向间隙可选地形成。
在阀装置10的阀关闭状态下，图3中的箭头FLi所示的冷却水的流动被阀构件18阻挡。在图1和图3的阀关闭状态下，流入端口141中的冷却水的压力变得大于流出端口131中的压力。结果，其流动被阀构件18阻挡的冷却水产生推力Pi以用于沿朝套筒轴向方向DAs的轴向内侧的方向推动套筒密封构件24和密封保持构件26，如图5所示。当推力Pi变得大于弹簧28的偏压力时，使密封保持构件26的盘形部分261与板支撑部132接触。
另一方面，当没有向套筒密封构件24施加冷却水的推力Pi时，通过弹簧28的偏压力使密封保持构件26的盘形部分261与间隔件构件14的前端142接触，如图4所示。
如图1至图3所示，弹簧28是用于产生偏压力Fs的偏压构件，该偏压力Fs沿朝套筒轴向方向DAs的轴向内侧的方向施加至套筒构件20。阀座构件22也被偏压力Fs沿朝套筒轴向方向DAs的轴向内侧的方向偏压。因此，套筒构件20和阀座构件22形成可移动单元19，该可动单元19由弹簧28沿朝套筒轴向方向DAs的轴向内侧的方向偏压。
弹簧28位于密封保持构件26在套筒轴向方向DAs上的轴向内侧的位置处。弹簧28由压缩螺旋弹簧构成，该压缩螺旋弹簧设置在套筒构件20筒形部201在套筒径向方向DRs上的外侧。
密封保持构件26还用作弹簧28的弹簧座部分。弹簧28以压缩状态沿套筒轴向方向DAs保持在密封保持构件26的盘形部分261与套筒构件20的阀座保持部202之间。根据上述结构，弹簧28产生用于将阀座表面221推向阀表面181的偏压力Fs。换句话说，阀座构件22通过弹簧28的偏压力Fs压缩于套筒构件20的阀座保持部202和阀表面181之间。
可移动单元19由套筒构件20和阀座构件22构成。可移动单元19沿套筒轴向方向DAs可移动地支撑在阀壳体12中。流体流动通道19a形成在可移动单元19中，其中，流体流动通道19a包括筒形孔部20a和阀座开口部22a。流体流动通道19a在可移动单元19的内部沿套筒轴向方向DAs延伸。冷却水从流入端口141流入到流体流动通道19a中。流体流动通道19a在筒形部201的内部和阀座构件22的内部延伸。阀座开口部22a对应于流体流动通道19a在套筒轴向方向DAs的轴向内侧上的一端。
如图2中的箭头FLa所示，当阀构件18打开阀座开口部22a时，冷却水从套筒轴向方向DAs的轴向外侧向轴向内侧流过流体流动通道19a。阀构件18打开阀座开口部22a的状态相当于阀装置10的阀打开状态。另一方面，阀构件18关闭阀座开口部22a的状态对应于阀装置10的阀关闭状态。在本实施例中，冷却水不沿与流动方向FLa相反的轴向向上的方向流过流体流动通道19a。
如图3所示，可移动单元19包括第一压力接收表面191和第二压力接收表面192。第一和第二压力接收表面191和192中的每个均是可移动单元19的与冷却水接触的表面的一部分。更准确地，第一压力接收表面191和第二压力接收表面192中的每个形成在作为可移动单元19的部件中的一个的套筒构件20中。
第一压力接收表面191是当阀构件18关闭阀座开口部22a时从冷却水接收第一流体压力的表面部分。上述第一流体压力是在套筒轴向方向DAs上沿与弹簧28的偏压力Fs相反的轴向向上方向产生的偏压力相反力。另一方面，第二压力接收表面192是当阀构件18关闭阀座开口部22a时从冷却水接收第二流体压力的另一表面部分。上述第二流体压力是在套筒轴向方向DAs上沿与弹簧28的偏压力Fs相同的轴向向下方向产生的偏压力增加力。
可移动单元19以这种方式形成为使得第一表面面积S1等于第二表面面积S2。第一表面面积S1是第一压力接收表面191投影到垂直于套筒轴向方向DAs的虚拟平面PLa的投影部分的面积。第二表面面积S2同样是第二压力接收表面192投影到垂直于套筒轴向方向DAS的虚拟平面PLa的投影部分的面积。用于第一和第二压力接收表面191和192的虚拟平面PLa上的投影部分中的每个均呈环形，该环形以套筒中心轴线Cs为中心。使第一表面面积S1和第二表面面积S2彼此相等，使得要施加到第一压力接收表面191的流体压力和要施加到第二压力接收表面192的流体压力彼此抵消。然而，并不总是需要使第一表面面积S1和第二表面面积S2彼此相等。
如图3所示，当阀座构件22的阀座开口部22a关闭时，流体压力在可移动单元19沿套筒轴向方向Das的轴向内侧上被施加到阀表面181。沿朝套筒轴向方向DAs的轴向内侧的方向施加至可移动单元19的流体压力由沿朝套筒轴向方向DAs的轴向外侧的方向施加至可移动单元19的流体压力抵消。沿朝套筒轴向方向DAs的轴向外侧的方向施加至可移动单元19的流体压力对应于偏压力相反力，而沿朝套筒轴向方向DAs的轴向内侧的方向施加至可移动单元19的流体压力对应于偏压力增加力。
在阀装置10的阀关闭状态下，即使当冷却水的流体压力改变时，阀座表面221要施加到阀构件18的阀表面181的表面压力也可以保持恒定值。
在本实施例中，如图3和图5所示，套筒密封构件24设置在套筒构件20的筒形部201沿套筒径向方向DRs的外侧，以密封筒形部201和间隔件构件14之间的径向间隙。密封保持构件26在套筒轴向方向Das上的轴向内侧支撑套筒密封构件24。壳体本体13的板支撑部132与密封保持构件26接触并且限制套筒密封构件24沿朝套筒轴向方向DAs的轴向内侧的方向的移动。如上所述，可以避免套筒密封构件24从套筒构件20的筒形部201和间隔件构件14之间的预定位置(密封槽143)掉落的情况。
在本实施例中，如图3所示，壳体本体13的板支撑部132位于套筒构件20的阀座保持部202和阀座构件22在套筒径向方向DRs上的外侧。密封保持构件26从盘形部分261与套筒密封构件24在套筒轴向方向Das上的轴向内侧之间的内侧接触位置沿套筒径向方向DRs的径向向外方向延伸至盘形部分261与板支撑部132在套筒轴向方向DAs上的轴向外侧之间的外侧接触位置。在组装阀装置10时，板支撑部132不是将套筒构件20和阀座构件22插入到壳体本体13中的障碍。因此，这是能够容易地组装阀装置10的优点。
另外，如图3所示，弹簧28位于密封保持构件26在套筒轴向DAs上的轴向内侧的位置处。弹簧28在套筒轴向方向DAs上以压缩状态保持在密封保持构件26与套筒构件20的阀座保持部202之间。当密封保持构件26与套筒密封构件24一起在套筒轴向方向DAs上移动时，弹簧28的偏压力Fs相应地改变。但是，在本实施例中，板支撑部132限制套筒密封构件24沿朝套筒轴向方向DAs的轴向内侧的方向移动。通过板支撑部132可以将由密封保持构件26的运动引起的弹簧28的压缩量的变化抑制到很小的量。换句话说，可以将由密封保持构件26的运动引起的弹簧28的偏压力Fs的变化抑制到很小的量。
(第二实施例)
将参考附图通过着重于第一实施例和第二实施例之间的差异来说明第二实施例。
如图6所示，在本实施例中，套筒构件20的筒形部201和阀座构件22，即可移动单元19一体形成为单件。以与第一实施例类似的方式，可移动单元19以这种方式形成为使得第一压力接收表面191的投影部分的第一表面面积S1等于第二压力接收表面192的投影部分的第二表面面积S2。
更准确地，阀座构件22直接连接至套筒构件20的筒形部201。第二实施例的可移动单元19由树脂制成，该树脂与第一实施例的阀座构件22的材料相同。
由于筒形部201和阀座构件22彼此一体地形成为单件，因此在第二实施例中不设置与第一实施例的阀座保持部202相对应的结构。阀座构件22具有径向扩展部分，该径向扩展部分从筒形部201沿套筒径向方向DRs的径向向外方向延伸。
为了通过比较第一实施例和第二实施例来说明第二实施例的阀装置10的优点，参照图7至图8说明第一实施例的阀装置10的操作。
如图7和图8所示，第一泄漏路径LK1和第二泄漏路径LK2可以被认为是用于冷却水的路径，该冷却水在阀装置10的阀关闭状态下将从流体流动通道19a泄漏到流体流动通道19a外部。在第一泄漏路径LK1中，冷却水穿过阀座构件22与套筒构件20的阀座保持部202之间的第一间隙。在第二泄漏路径LK2中，冷却水穿过阀座构件22的阀座表面221和阀构件18的阀表面181之间的第二间隙。
在第一泄漏路径LK1中发生冷却水的泄漏的情况下，通过流体压力进入阀座构件22与套筒构件20的阀座保持部202之间的第一间隙而产生流体推力。如图8所示，流体推力沿轴向向上方向将套筒构件20推向套筒轴向方向DAs的轴向外侧。结果，套筒构件20可从阀座构件22抬起，如箭头A1所示。
更确切地，冷却水施加到套筒构件20的流体压力不仅产生用于沿轴向向上方向将套筒构件20推向轴向外侧的流体推力，而且还产生用于沿轴向向下方向将套筒构件20推向套筒轴向方向DAs的轴向内侧的流体推力。然而，当冷却水沿着第一泄漏路径LK1从流体流动通道19a流入阀座构件22和套筒构件20的阀座保持部202之间的第一间隙时，沿轴向向上方向朝轴向外侧的流体推力变得大于沿轴向向下方向朝轴向内侧的流体推力。结果，套筒构件20可以从阀座构件22抬起。
另一方面，根据第二实施例，如图6所示，筒形部201和阀座构件22一体地形成为单件。因此，在对应于第一实施例的第一泄漏路径LK1(图7)的路径中不会发生冷却水的泄漏。因此，可以避免套筒构件20从阀座构件22抬起的情况。
除了上面说明的以外，第二实施例的结构和操作与第一实施例的相同。在第二实施例中也可以获得与第一实施例相同的优点。
(第三实施例)
将参考附图通过着重于第一实施例与第三实施例之间的差异来说明第三实施例。
如图9所示，在本实施例中，阀座构件22具有形成在相对表面222中的环形推动部223。
阀座构件22的环形推动部223由两个突出部组成，突出部中的每个从相对表面222沿朝套筒轴向方向DAs的轴向外侧的轴向向上方向突出。突出部223中的每个沿环形的阀座构件22的周向方向，即沿围绕套筒中心轴线Cs的周向方向延伸。可替代地，环形推动部223可以由一个或三个(或多于三个)突出部组成。
由于阀座构件22通过套筒构件20的阀座保持部202被弹簧28的偏压力推动，因此阀座构件22的环形推动部223是相对表面222的一部分，其由阀座保持部202局部且强力地推动。
根据上述结构，环形推动部223处的表面压力局部地大于相对表面222的其它部分处的表面压力。结果，可以可靠地防止冷却水在第一泄漏路径LK1(如图7所示)中泄漏。
除了上面说明的以外，第三实施例的结构和操作与第一实施例的相同。在第三实施例中同样可以获得与第一实施例相同的优点。
(第四实施例)
将参考附图通过着重于第一实施例和第四实施例之间的差异来说明第四实施例。
如图10所示，本实施例的阀装置10具有由诸如橡胶的弹性材料制成的阀座间隔件构件30。
更准确地说，阀座间隔件构件30沿着阀座构件22的环形形成为环形。阀座间隔件构件30绕套筒中心轴线Cs沿周向方向延伸。
阀座间隔件构件30具有比套筒构件20的阀座保持部202或阀座构件22更高的弹性。换言之，阀座间隔件构件30比阀座保持部202或阀座构件22更容易且弹性地变形。
阀座间隔件构件30插设在阀座保持部202和阀座构件22之间并且与阀座保持部202和阀座构件22中的每个接触。另外，阀座间隔件构件30通过阀座保持部202和阀座构件22并在阀座保持部202和阀座构件22之间沿套筒轴向方向DAs弹性变形，其中弹簧28的偏压力Fs施加到阀座保持部202。阀座间隔件构件30还用作用于密封阀座保持部202与阀座构件22之间的第一间隙的密封构件。
由于阀座间隔件构件30插设于阀座保持部202和阀座构件22之间，因此可以防止冷却水在第一泄漏路径LK1(图7所示)中泄漏。
除了上面说明的以外，第四实施例的结构和操作与第一实施例的相同。在第四实施例中也可以获得与第一实施例相同的优点。
(第五实施例)
将参考附图通过着重于第一实施例和第五实施例之间的差异来说明第五实施例。
如图11中的箭头FLio所示，在阀装置10的阀打开状态下，冷却水从套筒轴向方向DAs的轴向外侧向轴向内侧流过流体流动通道19a，反之亦然。由于在本实施例中冷却水在两个方向上流动，因此在本实施例中将第一实施例的流入端口141称为第一端口并将流出端口131称为第二端口。
由于冷却水在两个方向上流动，因此套筒密封构件24不是由V形环而是由X形环构成。X形环是具有X字母形状的横截面的密封构件。
由于X形环用作套筒密封构件24，因此套筒密封构件24具有用于冷却水在两个方向上流动的密封功能，如箭头FLio所示。换句话说，独立于无论冷却水在第一端口141中的流体压力高于第二端口131中的流体压力与否，都能够密封套筒构件20的筒形部201和间隔件构件14之间的径向间隙。
除了上面说明的以外，第五实施例的结构和操作与第一实施例的相同。在第五实施例中也可以获得与第一实施例相同的优点。
尽管第五实施例是第一实施例的变型，但是可以将第五实施例组合到第二至第四实施例中的任何一个。
(第六实施例)
将参考附图通过着重于第五实施例和第六实施例之间的差异来解释第六实施例。
如图12所示，套筒密封构件24不是由X形环而是由O形环构成。除了上面说明的以外，第六实施例的结构和操作与第五实施例的相同。在第六实施例中也可以获得与第五实施例相同的优点。
(第七实施例)
将参考附图通过着重于第一实施例和第七实施例之间的差异来说明第七实施例。
如图13所示，本实施例的阀壳体12除了壳体本体13和间隔件构件14之外还具有连接构件32。
连接构件32形成为筒形并且设置在间隔件构件14在套筒径向方向DRs上的外侧。连接构件32与间隔件构件14一起从套筒容纳孔13b的轴向外端13d(图1)插入到套筒容纳孔13b中。连接构件32与间隔件构件14一起通过螺钉(未示出)等固定到壳体本体13。
连接构件32在其沿套筒轴向方向DAs的轴向内端处具有连接部321。密封保持构件26连接到连接部321。更确切地说，密封保持构件26的盘形部分261的外周端连接到连接部321。如上所述，密封保持构件26被连接到包括连接构件32的阀壳体12。
根据上述结构，由于密封保持构件26不相对于阀壳体12移位，因此弹簧28的压缩量不变，否则如果密封保持构件26相对于阀壳体12轴向移动，则弹簧28的该压缩量可以改变。结果，可以使弹簧28的偏压力Fs稳定。
除了上面说明的以外，第七实施例的结构和操作与第一实施例的相同。在第七实施例中也可以获得与第一实施例相同的优点。
尽管第七实施例是第一实施例的变型，但是可以将第七实施例组合到第二至第六实施例中的任何一个。
(第八实施例)
将参考附图，通过着重于第一实施例和第八实施例之间的差异来说明第八实施例。
如图14所示，本实施例的阀装置10具有由诸如橡胶的弹性材料制成的可压缩构件34。
可压缩构件34形成为围绕套筒中心轴线Cs沿周向方向延伸的环形。可压缩构件34在套筒轴向方向DAs上位于壳体本体13的板支撑部132与密封保持构件26之间的位置处。更确切地说，可压缩构件34插设在板支撑部132和密封保持构件26的盘形部分261之间，该盘形部分261与板支撑部132轴向相对。
可压缩构件34通过板支撑部132和密封保持构件26的盘形部分261并在板支撑部132和密封保持构件26的盘形部分261之间被压缩。因此，可压缩构件34在板支撑部132和密封保持构件26的盘形部分261之间弹性变形。
如上所述，板支撑部132和密封保持构件26的盘形部分261之间在套筒轴向方向DAs上的轴向间隙被可压缩构件34塞住。因此，可以使弹簧28的压缩量的变化更小，该压缩量可以由密封保持构件26的轴向位移引起。即，可以使弹簧28的偏压力Fs稳定。
除了上面说明的以外，第八实施例的结构和操作与第一实施例的相同。在第八实施例中也可以获得与第一实施例相同的优点。
尽管第八实施例是第一实施例的变型，但是第八实施例可以组合到第二至第六实施例中的任何一个。
(其他实施例和/或变型)
(M1)在上述实施例中，例如，如图1所示，阀装置10具有一个流出端口131和一个流入端口141。但是，阀装置10可以具有多个流出端口或多个流入端口。例如，阀装置由三通阀或四通阀构成。
(M2)在上述实施例中，流过阀装置10的流体是冷却水。可以使用除冷却水以外的任何流体。流过阀装置10的流体可以是气体。
(M3)例如，在上述第一实施例中，如图3所示，板支撑部132在密封保持构件26的一部分(其外周部分)在套筒轴向方向DAs上的轴向内侧上形成在壳体本体13上。然而，板支撑部132可以以这种方式形成为使得板支撑部132与密封保持构件26位于套筒轴向方向DAs的轴向内侧上的整个表面相对。
(M4)在上述实施例中，例如，如图1所示，阀装置10由球形阀构成，其中，阀构件围绕阀中心轴线Cv旋转以打开或关闭流体流动通道。阀装置可以由用于打开或关闭其流体流动通道的任何其他类型的阀组成。
(M5)本公开不限于以上实施例和/或修改，而是可以以各种方式进一步修改而不背离本公开的精神。上述实施例和/或修改可以可选地彼此组合。

Claims (10)

1.一种用于增加或减少流体流量的阀装置，包括：
阀壳体(12)；
可移动单元(19)，其在其轴向方向(DAs)上可移动地设置在所述阀壳体中并具有在所述轴向方向上延伸的流体流动通道(19a)，使得所述流体流过所述流体流动通道(19a)，所述可移动单元(19)还具有围绕阀座开口部(22a)形成的阀座表面(221)，所述阀座开口部(22a)形成在所述流体流动通道在所述轴向方向上的轴向内端处；
阀构件(18)，其可旋转地设置在所述阀壳体(12)中并且具有阀表面(181)，所述阀表面在所述轴向方向上与所述阀座表面(221)相对并与所述阀座表面接触，其中，所述阀构件(18)操作性地打开或关闭所述阀座开口部(22a)；以及
偏压构件(28)，其用于产生偏压力(Fs)以在所述轴向方向上将所述可移动单元(19)偏压到所述阀构件，使得所述偏压构件通过所述偏压力将所述阀座表面(221)推向所述阀表面(181)，
其中，当所述阀构件(18)打开所述阀座开口部(22a)时，所述流体从所述轴向方向的轴向外侧到轴向内测流过所述流体流动通道(19a)，
其中，所述可移动单元(19)具有第一压力接收表面(191)和第二压力接收表面(192)，
其中，当所述阀构件(18)关闭所述阀座开口部(22a)时，所述第一压力接收表面(191)从所述流体在与所述偏压力的方向相反的所述轴向方向上接收第一流体压力，
其中，当所述阀构件(18)关闭所述阀座开口部(22a)时，所述第二压力接收表面(192)从所述流体在与所述第一流体压力的方向相反的所述轴向方向上接收第二流体压力，
其中，第一表面面积(S1)和第二表面面积(S2)彼此相等，并且
其中，所述第一表面面积(S1)和所述第二表面面积(S2)中的每一个是在垂直于所述轴向方向的虚拟平面(PLa)上的投影部分的面积，其中，当所述第一和第二压力接收表面(191、192)中的每一个在所述轴向方向上投影到所述虚拟平面时获得所述投影部分中的每个。
2.根据权利要求1所述的阀装置，还包括：
环形的套筒密封构件(24)；以及
密封保持构件(26)，其用于在所述套筒密封构件的轴向内侧上保持所述套筒密封构件(24)，
其中，所述可移动单元(19)包括筒形部(201)，其在所述轴向方向上延伸并在所述筒形部的内侧形成所述流体流动通道(19a)，
其中，所述阀壳体(12)具有；
-间隔件构件(14)，其设置在所述筒形部(201)在其径向方向上的外侧并围绕所述筒形部；以及
-板支撑部(132)，其形成在所述密封保持构件(26)的轴向内侧的位置处并且在所述轴向方向上与所述密封保持构件(26)的一部分相对，
其中，所述套筒密封构件(24)设置在所述筒形部(201)在所述径向方向上的外侧，用于密封所述筒形部和所述间隔件构件之间的径向间隙，以及
其中，当所述套筒密封构件与所述板支撑部(132)接触时，所述板支撑部(132)限制所述套筒密封构件(24)在所述轴向方向上朝所述轴向内侧的运动。
3.根据权利要求1所述的阀装置，还包括：
环形的套筒密封构件(24)；以及
密封保持构件(26)，其用于在所述套筒密封构件的轴向内侧上保持所述套筒密封构件(24)，
其中，所述可移动单元(19)包括筒形部(201)，其在所述轴向方向上延伸并在所述筒形部的内侧形成所述流体流动通道(19a)，
其中，所述阀壳体(12)包括间隔件构件(14)，其设置在所述筒形部(201)在其径向方向上的外侧并围绕所述筒形部，
其中，所述套筒密封构件(24)设置在所述筒形部(201)在所述径向方向上的所述外侧，用于密封所述筒形部和所述间隔件构件之间的径向间隙，以及
其中，所述密封保持构件(26)固定到所述阀壳体(12)。
4.根据权利要求1所述的阀装置，还包括：
环形的套筒密封构件(24)；
密封保持构件(26)，其用于在所述套筒密封构件的轴向内侧上保持所述套筒密封构件(24)；以及
可压缩构件(34)，其由弹性材料制成，
其中，所述可移动单元(19)包括筒形部(201)，其在所述轴向方向上延伸并在所述筒形部的内侧形成所述流体流动通道(19a)，
其中，所述阀壳体(12)具有；
-间隔件构件(14)，其设置在所述筒形部(201)在其径向方向上的外侧并围绕所述筒形部；以及
-板支撑部(132)，其形成在所述密封保持构件(26)的轴向内侧的位置处并且在所述轴向方向上与所述密封保持构件(26)的一部分相对，
其中，所述套筒密封构件(24)设置在所述筒形部(201)在所述径向方向上的外侧，用于密封所述筒形部和所述间隔件构件之间的径向间隙，以及
其中，在所述可压缩构件在所述轴向方向上在所述板支撑部(132)和所述密封保持构件(26)之间被所述板支撑部(132)和所述密封保持构件(26)压缩的状态下，所述可压缩构件(34)设置在所述板支撑部(132)和所述密封保持构件(26)之间。
5.根据权利要求1所述的阀装置，还包括：
环形的套筒密封构件(24)；以及
密封保持构件(26)，其用于在所述套筒密封构件的轴向内侧上保持所述套筒密封构件(24)，
其中，所述可移动单元(19)包括：
-筒形部(201)，其在所述轴向方向上延伸并在所述筒形部的内侧形成所述流体流动通道(19a)；以及
-阀座保持部(22、202)，其从所述筒形部(201)在其径向向外方向上延伸，
其中，所述阀壳体(12)包括：
-间隔件构件(14)，其设置在所述筒形部(201)在其径向方向上的外侧并围绕所述筒形部；以及
-板支撑部(132)，其形成在所述密封保持构件(26)的轴向内侧的位置处并且在所述轴向方向上与所述密封保持构件(26)的一部分相对，
其中，所述套筒密封构件(24)设置在所述筒形部(201)在所述径向方向上的外侧，用于密封所述筒形部和所述间隔件构件之间的径向间隙，以及
其中，所述板支撑部(132)在所述阀座保持部(202)在所述径向方向上的外侧形成在所述阀壳体(12)中，以及
其中，所述密封保持构件(26)从所述密封保持构件与所述套筒密封构件(24)的轴向内侧接触的内侧接触位置在所述径向向外方向上延伸到所述密封保持构件与所述板支撑部(132)的轴向外侧接触的外侧接触位置。
6.根据权利要求2至4中任一项所述的阀装置，其中，
所述可移动单元(19)包括从所述筒形部(201)在其径向向外方向上延伸的阀座保持部(22、202)，
所述偏压构件(28)由弹簧构成，所述弹簧设置在所述密封保持构件(26)的轴向内侧；以及
所述偏压构件在所述轴向方向上以压缩状态保持在所述密封保持构件(26)与所述阀座保持部(202)之间。
7.根据权利要求2至5中任一项所述的阀装置，其中，
所述可移动单元(19)包括具有阀座表面(221)的阀座构件(22)，以及
所述筒形部(201)与所述阀座构件一体地形成为单件。
8.根据权利要求5所述的阀装置，其中，
所述阀座保持部(202)从所述筒形部(201)的轴向内侧在所述径向向外方向上延伸，
所述可移动单元(19)包括：
-套筒构件(20)，其具有所述筒形部(201)和所述阀座保持部(202)；以及
-环形的阀座构件(22)，其中，所述阀座构件(22)通过所述偏压构件(28)的所述偏压力而压缩在所述阀座保持部(202)和所述阀表面(181)之间，
所述阀座构件(22)具有与所述阀座保持部(202)轴向相对的相对表面(222)，以及
所述相对表面(222)具有环形推动部(223)，所述环形推动部形成为环形并在所述阀座构件(22)的周向方向上延伸，其中，所述环形推动部被所述阀座保持部(202)局部地强力推动。
9.根据权利要求5所述的阀装置，其中，
所述阀座保持部(202)从所述筒形部(201)的轴向内侧在所述径向向外方向上延伸，
所述可移动单元(19)包括：
-套筒构件(20)，其具有所述筒形部(201)和所述阀座保持部(202)；以及
-环形的阀座构件(22)，其中，所述阀座构件(22)通过所述偏压构件(28)的所述偏压力而压缩在所述阀座保持部(202)和所述阀表面(181)之间，以及
阀座间隔件构件(30)插设在所述阀座保持部(202)与所述阀座构件(22)之间，其中，所述阀座间隔件构件(30)形成为沿着所述阀座构件的环形并且具有比所述阀座保持部和所述阀座构件的弹性高的弹性。
10.根据权利要求2至5中任一项所述的阀装置，其中，
所述套筒密封构件(24)由X形环或O形环组成。
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