CN112805495B - 止回阀装置和机动车辆真空泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种止回阀装置(10)，该止回阀装置包括：‑阀壳体(12)，该阀壳体径向地限定阀本体室(24)；‑阀座部(14)，该阀座部位于阀本体室(24)的第一轴向端部(28)处并且径向地围绕阀入口开口(26)；‑阀行程限制器(16)，该阀行程限制器位于阀本体室(24)的远离阀座部的第二轴向端部(36)；以及‑盘形形状的阀本体(18)，该阀本体松弛地布置在阀本体室(24)内，‑其中，阀行程限制器(16)设置有：固定至阀壳体(12)的支撑环(30)、从支撑环(30)的面向阀座部的侧部轴向地突出的中央横向平台结构(32)，以及将横向平台结构(32)与支撑环(30)轴向地连接的平台框架(34)，其中，平台框架(34)设置有至少一个径向框架开口(52)。由于松弛地布置的阀本体(18)，所以只需较低的致动力即可打开止回阀装置(10)。具有轴向突出的平台结构(32)的阀行程限制器(16)避免阀本体(18)的倾斜或堵塞，并且还允许沿正向的流动方向(F)的相对较高的流体通过量。本发明还涉及一种设置有这种止回阀装置的机动车辆真空泵。

Description

止回阀装置和机动车辆真空泵
技术领域
本发明涉及止回阀装置，特别地涉及设置有盘形形状的阀本体的止回阀装置。本发明还涉及设置有这种止回阀装置的机动车辆真空泵。
背景技术
WO 2017/036548 A1公开了机动车辆真空泵，该机动车辆真空泵设置有布置在真空泵的抽吸口内的止回阀装置。所公开的止回阀装置设置有径向地限定阀本体室的阀壳体。止回阀装置包括环形形状的阀座部，该环形形状的阀座部位于阀本体室的第一轴向端部处，并径向地围绕阀入口开口。止回阀装置还包括环形形状的阀行程限制器，该阀行程限制器位于阀本体室的远离阀座部的第二轴向端部处。止回阀装置还包括布置在阀本体室内的盘形形状的阀本体。阀本体通过预加载弹簧而朝向阀座部轴向地预加载到关闭位置。如果止回阀装置沿正向的流动方向加载，则止回阀装置内的流体压力将阀本体抵靠预加载弹簧朝向阀行程限制器推动到打开的阀位置。然而，需要相对较大的打开力以使阀本体抵靠预加载弹簧移动到打开位置。这降低了真空泵的泵性能。
EP 1927786 B1和DE 102012200492 A1均公开了设置有松弛地布置的阀本体的止回阀装置。如果止回阀装置沿正向的流动方向加载，则止回阀装置内的流体压力将阀本体朝向阀行程限制器推动到打开的阀位置，并且如果止回阀装置反向地加载，则止回阀装置内的流体压力将阀本体朝向阀座部推动到关闭的阀位置。然而，松弛地布置的阀本体可能在阀本体室内倾侧，并且结果可能在阀行程限制器内倾斜或堵塞。如果流动方向反向，则这避免了止回阀装置的可靠关闭。EP 1927786 B1和DE 102012200492 A1中公开的止回阀装置也仅提供相对较低的有效流量横截面，使得止回阀装置仅允许在打开位置的相对较低的流体通过量。
发明内容
本发明的目的是提供一种止回阀装置，该止回阀装置只需要相对较低的打开力，该止回阀装置提供相对较高的沿正向的流动方向的流体通过量，并且该止回阀装置可靠地使沿反向的流动方向的流体流停止。
该目的通过具有权利要求1的特征的止回阀装置来实现。
根据本发明的止回阀装置设置有径向地限定阀本体室的阀壳体。优选地，阀壳体设置成限定大致筒形的阀本体室。
根据本发明的止回阀装置还设置有阀座部，该阀座部位于阀室的第一轴向端部处并且径向地围绕阀入口开口。阀座部可以与阀壳体一体地设置，但是也可以替代性地设置为固定在阀壳体处的独立元件。阀座部优选地设置在阀壳体的轴向端部处或靠近阀壳体的轴向端部。
根据本发明的止回阀装置还设置有阀行程限制器，该阀行程限制器位于阀本体室的远离阀座部的第二轴向端部处与阀座部轴向间隔开。考虑到止回阀装置的期望正向的流动方向，阀行程限制器位于阀座部的下游。阀行程限制器可以与阀壳体一体地设置，但也可以替代性地设置为例如通过压装而固定在阀壳体处的独立元件。
根据本发明的止回阀装置还设置有盘形形状的阀本体，该阀本体松弛地布置在阀本体室内，即阀本体能够在阀本体室的范围内以不受限制的方式移动。特别地，阀本体没有通过任何种类的弹簧元件等以任何方式预加载。
优选地，阀本体设置有圆形的横向几何形状，但替代性地可以设置有任何其他的横向几何形状。在任何情况下，阀本体几何形状与阀座部几何形状相对应，使得阀本体能够流体密封地使由阀座部所限定的开口关闭。优选地，阀本体设置有密封唇状元件。
通常，阀本体设置有比阀本体室的内径明显小的直径，使得流体能够在止回阀装置的打开的阀位置围绕阀本体轴向地流动并有效地通过阀本体。阀本体的外周区域还可以设置有凹部或开口，以使阀本体的横截面面积最小化。然而，阀本体的横截面面积必须足够大，以确保阀座部开口的可靠完全的流体关闭。
阀本体仅通过流体压力在打开的阀位置与关闭的阀位置之间轴向地移动。如果阀装置沿正向的流动方向加载，则阀本体移动到打开的阀位置，在该打开的阀位置中，阀本体轴向地压靠阀行程限制器。如果阀装置沿正向的流动方向加载，则阀本体移动到关闭的阀位置，在该关闭的阀位置中，阀本体轴向地压靠阀座部。然而，只要阀装置沿反向的流动方向加载，阀本体就仅压靠阀座部。因此，如果沿正向的流动方向加载阀装置，则几乎不需要打开力就可以将阀本体远离阀座部移动到打开位置。
根据本发明，阀行程限制器设置有直接固定至阀壳体的支撑环。支撑环可以例如压装在阀壳体中。支撑环提供阀行程限制器在阀壳体处的可靠的固定。
阀行程限制器还设置有中央横向平台结构，该中央横向平台结构从支撑环的面向阀座部的侧部轴向地突出。平台结构为处于打开的阀位置的阀本体提供了限定的接触区域。特别地，该平台结构设计成使得可靠地避免阀本体在阀行程限制器内的倾斜或堵塞。优选地，平台结构的直径比阀本体的直径小，以及/或者平台结构设置有轴向入射流开口。这确保在反向的流体流动方向的情况下，在面向限制器的阀本体背侧处的限定的入射流。因此，根据本发明的阀行程限制器确保如果止回阀装置内的流体流动方向反向时使阀座部开口关闭，使得沿反向的流动方向的流体流立即并可靠地停止。
阀行程限制器还设置有平台框架，该平台框架将中央横向平台结构与支撑环轴向地连接，以将平台结构可靠地固定在支撑环处，并且因此固定在阀壳体处。根据本发明，平台框架设置有至少一个径向框架开口，至少一个径向框架开口允许径向流体流通过阀行程限制器。通过使平台框架的轴向高度增大，可以以简单的方式使框架开口的流动横截面增大。因此，阀行程限制器可以设计成使得阀装置的有效流动横截面不受阀行程限制器的限制，而是仅由阀本体几何形状来限制。因此，根据本发明的止回阀装置允许沿正向的流动方向的相对较高的流体通过量。
在本发明的优选实施方式中，平台框架包括在平台臂端部与支撑环之间周向地限定多个径向框架开口的多个轴向延伸的平台柱。平台柱优选地沿着平台结构的周向等距分布，并且设置有相对较小的周向宽度。平台柱在支撑环处提供平台结构的机械坚固的支撑。然而，平台柱仅覆盖相对较小的周向区域，使得框架开口具有相对较大的横截面，并且因此允许高的流体通过量。
优选地，平台结构以大致星形成形有从中央毂元件径向向外地延伸的多个平台臂。平台臂优选地沿着平台结构的周向等距分布。平台臂周向地限定处多个轴向入射流开口。平台臂和中央毂元件可靠地避免阀本体在阀行程限制器内的堵塞或倾斜。如果止回阀装置内的流动方向反向，则平台臂之间的入射流开口确保阀本体处的限定的轴向入射流。因此，这种平台结构设计确保阀本体可靠地移动到关闭的阀位置，并且因此确保反向的流体流的立即的和可靠的中断。
更优选地，每个径向平台臂通过对应的轴向平台柱而固定至支撑环。平台臂和平台柱优选地设置有相同的轴向宽度。这提供了机械上坚固的阀行程限制器，该阀行程限制器允许沿正向的流动方向的高的流体通过量，并且如果流体流动方向是反向的，则还确保阀本体朝向关闭的阀位置可靠地移动。
在本发明的优选实施方式中，平台臂的周向宽度从中央毂元件朝向径向外侧是增大的。这可靠地避免了阀本体在平台结构内的倾斜或堵塞，并且还允许阀本体背侧处的入射流相对均匀地通过平台结构。如果流体流动方向是反向的，则这确保阀本体朝向关闭的阀位置可靠地移动。
优选地，支撑环设置有沿着支撑环的周向布置的多个轴向支撑环开口。支撑环开口优选地沿着周向等距分布。支撑环开口使阀行程限制器的有效流动横截面增大，并且因此使止回阀装置沿正向的流动方向的流体通过量增大。
根据本发明的止回阀装置可以设置在机动车辆真空泵内，其中，止回阀装置设置在真空泵的抽吸口处。真空泵用于向作为例如气动车辆制动系统的机动车辆的气动系统提供真空。根据本发明的止回阀装置允许通过真空泵来对气动系统进行快速地且有效地减压，并且如果泵停止并且是非启用的，则可靠地避免经由泵的真空破坏。
附图说明
参照附图描述本发明的实施方式，其中，
图1示出了根据本发明的止回阀装置处于打开的阀位置的纵向截面，
图2示出了图1的止回阀装置处于关闭的阀位置，
图3示出了图1的止回阀装置的阀行程限制器的立体图，以及
图4示出了根据本发明的机动车辆真空泵的简化表示，其中，图1的止回阀装置设置在真空泵的抽吸口处。
具体实施方式
所描述的止回阀装置10包括具有一体的阀座部14的罐形形状的阀壳体12、固定在阀壳体12内的阀行程限制器16、以及松弛地布置在阀壳体12内的盘形形状的阀本体18。
阀壳体12包括筒形壳体侧壁20和横向壳体基部22。壳体侧壁20径向地限定阀本体室24，并且壳体基部22沿第一轴向方向限定阀本体室24。壳体基部22设置有阀入口开口26，并且限定了径向地围绕阀入口开口26的阀座部14。因此，阀座部14位于阀本体室24的第一轴向端部28处。
阀行程限制器16包括支撑环30、从支撑环30的面向阀座部的轴向侧轴向地突出的平台结构32、以及将平台结构32与支撑环30轴向地连接的平台框架34。阀行程限制器16位于阀本体室24的远离阀座部的第二轴向端部36处。阀行程限制器16压装到阀壳体12中，使得阀行程限制器16的支撑环30接合到设置在壳体侧壁20的径向内侧处的周向支撑槽38中。
支撑环30设置有沿着支撑环30的周向分布的多个轴向支撑环开口40。支撑环30的径向外侧设置有安装凹部42，该安装凹部42使阀行程限制器16到阀壳体12中的压装简化。
平台结构32以大致星形形状设置有中央毂元件44和从中央毂元件44向外径向地延伸的多个平台臂46。平台臂46设置成使得所述平台臂的周向宽度W从毂元件44朝向径向外侧连续地增大。平台臂周向地限定出允许轴向流体流通过平台结构32的多个轴向入射流开口47。毂元件44设置有位于毂元件44的中央处的附加的轴向入射流开口49。
平台框架34包括多个轴向延伸的平台柱48，其中，每个平台柱48将平台臂端部50与支撑环30轴向地连接。平台柱48在该平台臂端部与支撑环之间周向地限定多个径向框架开口52，所述径向框架开口允许径向流体流通过平台框架34。平台框架34的径向框架开口52和平台结构32的轴向入射流开口47无缝地合并到彼此中。
盘形形状的阀本体18松弛地布置在阀本体室24内，该阀本体室由第一轴向端部28处的阀座部14和相对的第二轴向端部36处的阀行程限制器16来轴向地限定。阀本体18设置有环形形状的密封唇状元件54，该密封唇状元件位于阀本体18的面向阀座部的轴向侧处。
阀本体18能够在阀本体室24的范围内以不受限制的方式移动。如果止回阀装置10设置有沿正向的流动方向F的流体流，则流体压力将阀本体18抵靠阀行程限制器16推动到打开的阀位置，如图1中所示。在打开的阀位置，阀本体18与阀行程限制器16相接触，使得阀本体18不覆盖阀入口开口26。因此，流体可以经由阀入口开口26流动到阀本体室24中。流体可以轴向地围绕阀本体18的径向外侧朝向阀行程限制器16流动，并且可以经由径向框架开口52以及经由轴向支撑环开口40通过阀行程限制器16朝向阀出口开口56流动。径向框架开口52和轴向支撑环开口40提供了相对较大的有效流动横截面，使得根据本发明的止回阀装置10允许沿正向的流动方向F的相对较高的流体通过量。
如果止回阀装置10设置有沿反向的流动方向I的流体流，则流体压力将阀本体18抵靠阀座部14推动到关闭的阀位置，如图2中所示。在关闭的位置，阀本体被压靠在阀座部14上，使得密封唇状元件54流体密封地使由阀座部14所限定的开口关闭，并且因此避免流体从阀本体室24朝向阀入口开口26流动。由于阀本体18不会在阀行程限制器16内倾斜或堵塞，因此根据本发明的止回阀装置10使沿反向的流动方向I的流体流可靠地中断。
图4示出了机动车辆真空泵110，该真空泵包括具有抽吸口114和压力口116的泵单元112。泵单元112可以是例如电驱动或机械驱动的旋转叶片泵。在本发明的本实施方式中，抽吸口114流体连接至机动车辆制动系统118，以提供用于使制动系统118致动的真空。
真空泵110设置有如上所述的止回阀装置10。止回阀装置10设置在抽吸口114内，其中，止回阀装置10布置成使得正向的流动方向F指向泵单元112，并且反向的流动方向I指向制动系统118。因此，止回阀装置10允许流体从制动系统118流动到泵单元112中，而阻止流体从泵单元112反向流动到制动系统118中。因此，在真空泵110停止并且非启用的情况下，止回阀装置10避免了制动系统118内的真空破坏。
附图标记列表
10止回阀装置
12阀壳体
14阀座部
16阀行程限制器
18阀本体
20壳体侧壁
22壳体基部
24阀本体室
26阀入口开口
28第一轴向端部
30支撑环
32平台结构
34平台框架
36第二轴向端部
38支撑槽
40支撑环开口
42安装凹部
44毂元件
46平台臂
47入射流开口
48平台柱
49入射流开口
50平台臂端部
52框架开口
54密封唇状元件
56阀出口开口
58真空泵
110机动车辆真空泵
112泵单元
114抽吸口
116压力口
118机动车辆制动系统
F正向的流动方向
I反向的流动方向
W周向的平台臂宽度

Claims (7)

1.一种止回阀装置(10)，所述止回阀装置包括：
-阀壳体(12)，所述阀壳体径向地限定阀本体室(24)，
-阀座部(14)，所述阀座部(14)位于所述阀本体室(24)的第一轴向端部(28)处并且径向地围绕阀入口开口(26)，
-阀行程限制器(16)，所述阀行程限制器(16)位于所述阀本体室(24)的远离阀座部的第二轴向端部(36)处，以及
-盘形形状的阀本体(18)，所述阀本体(18)松弛地布置在所述阀本体室(24)内，
-其中，所述阀行程限制器(16)设置有：
·支撑环(30)，所述支撑环(30)固定至所述阀壳体(12)，
·中央横向平台结构(32)，所述中央横向平台结构(32)从所述支撑环(30)的面向阀座部的侧部轴向地突出，其中，所述中央横向平台结构(32)的直径小于盘形形状的所述阀本体(18)的直径，以及/或者所述中央横向平台结构(32)设置有轴向入射流开口(47、49)，以及
·平台框架(34)，所述平台框架(34)将所述中央横向平台结构(32)与所述支撑环(30)轴向地连接，其中，所述平台框架(34)设置有至少一个径向框架开口(52)，其中，流体能够经由所述至少一个径向框架开口(52)流动穿过所述阀行程限制器(16)，
其中，所述阀本体(18)不被预加载，并且仅通过流体压力在打开的阀位置与关闭的阀位置之间轴向地移动。
2.根据权利要求1所述的止回阀装置(10)，其中，所述平台框架(34)包括周向地限定出多个径向框架开口(52)的多个轴向延伸的平台柱(48)。
3.根据权利要求1所述的止回阀装置(10)，其中，所述平台结构(32)以大致星形成形有从中央毂元件(44)径向向外地延伸的多个平台臂(46)。
4.根据权利要求3所述的止回阀装置，其中，所述平台框架(34)包括周向地限定出多个径向框架开口(52)的多个轴向延伸的平台柱(48)，每个径向平台臂(46)通过对应的轴向延伸的平台柱(48)而固定至所述支撑环(30)。
5.根据权利要求3所述的止回阀装置(10)，其中，所述平台臂(46)的周向宽度(W)从所述中央毂元件(44)朝向径向外侧是增大的。
6.根据权利要求1所述的止回阀装置(10)，其中，所述支撑环(30)设置有沿着所述支撑环(30)的周向布置的多个轴向支撑环开口(40)。
7.一种机动车辆真空泵，所述机动车辆真空泵具有根据权利要求1所述的止回阀装置，其中，所述止回阀装置设置在所述真空泵的抽吸口处。
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