具有模块化旋转件的多通阀的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种三通阀。该阀包括具有出口端口和三个轴向间隔开的入口端口的壳体。具有模块化旋转件的旋转阀组件设置成用于控制入口端口与出口端口之间的流体连通。旋转阀组件包括轴。附加地，提供了第一大致筒形阀模块，第一大致筒形阀模块与轴以扭转的方式附接以用于控制第一入口端口与出口端口之间的流体连通。旋转阀组件还包括第二大致筒形阀组件，第二大致筒形阀组件可旋转地安装在轴上以用于控制第二入口端口与出口端口之间的流体连通。第二阀模块具有相对于第一阀模块的联接接合部。还设置有可旋转地安装在轴上的第三大致筒形阀模块。第三筒形阀模块控制第三入口端口与出口端口之间的流体连通。第三阀模块具有相对于第二阀模块的联接接合部。
【专利说明】
具有模块化旋转件的多通阀[0001]相关申请的交叉引用[0002]该申请要求2015年3月25日提交的美国临时申请N0.62/138，146的权益。
技术领域
[0003]本发明的领域是多通阀的领域。更特别地，本发明的领域涉及可用作机动车辆冷却系统模块阀的多通阀。【背景技术】
[0004]许多机动车辆包括具有水栗的发动机冷却系统，该水栗具有将冷却剂给送至发动机缸体的出口。来自发动机缸体的被加热的冷却剂通过温度调节器来调节并且被输送至散热器。被加热的冷却剂还被输送至加热器盘管。
[0005]散热器具有将冷却剂输送至水栗入口的出口。离开加热器芯的冷却剂还被输送至水栗。为了提高发动机的热效率，许多机动车辆冷却系统具有旁路，该旁路允许发动机冷却剂绕开散热器或加热器盘管并且使发动机冷却剂返回至水栗的入口。为了通过旁路、散热器和加热器来更好地控制输送至水栗的冷却剂，许多机动车辆冷却剂系统具有冷机器系统模块阀。
[0006]各种车辆根据发动机尺寸、车辆重量和性能特征而具有不同的冷却系统需求。理想地是具有能够易于修改以满足各种车辆的冷却系统控制需求的冷却系统模块阀。还理想的是提供如上所述的冷却系统模块阀，该冷却系统模块阀附加地允许在保持能够到达加热器盘管的最大量的冷却剂流的同时可以调节输送至散热器的冷却剂的量。
【发明内容】
[0007]为了使上文指出的和其他要求变得明显，提出了本发明的发现。本发明的优选的实施方式提供了三通阀。该阀包括具有出口端口和三个沿轴向间隔开的入口端口的壳体。 提供了具有模块化旋转件的旋转阀组件以用于控制入口端口与出口端口之间的流体连通。 旋转阀组件包括轴。附加地，提供了第一大致筒形阀模块，该第一大致筒形阀模块与轴以扭转的方式附接以用于控制第一入口端口与出口端口之间的流体连通。旋转阀组件还包括第二大致筒形阀组件，该第二大致筒形阀组件可旋转地安装在轴上以用于控制第二入口端口与出口端口之间的流体连通。第二阀模块具有相对于第一阀模块的联接接合部。还设置有可旋转地安装在轴上的第三大致筒形阀模块。第三筒形阀模块控制第三入口端口与出口端口之间的流体连通。第三阀模块具有相对于第二阀模块的联接接合部。
[0008]本发明的另外的应用领域将根据下文提供的详细描述而变得明显。应当理解的是，详细的描述和特定的示例一一虽然指示本发明的优选实施方式一一仅是出于说明的目的并且不意在限制本发明的范围。【附图说明】
[0009]根据详细的描述和附图将更全面地理解本发明，在附图中:[〇〇1〇]图1是根据本发明的三通阀的优选实施方式的截面图；
[0011]图2是图1中所示的阀的立体图；[0〇12]图3是图示了图1和图2中所示的阀中采用的轴、第一阀模块、第二阀模块和第三阀模块的分解图；
[0013]图4是在图1和图2中所示的阀中所采用的替代性的第一阀模块和第二阀模块的分解图；
[0014]图5是图示了图4中所示的阀的开度相对于轴旋转角度的图表。【具体实施方式】
[0015]各优选实施方式的下列描述本质上仅是示例性的并且不意在限制本发明及其应用或用途。
[0016]参照图1至图3,提供了三通阀7。阀7用作机动车辆发动机冷却系统模块阀。阀7具有多端口壳体10。壳体10具有三个沿轴向间隔开的入口端口。第一入口端口 12与车辆散热器14的出口流体连接。第二入口端口 16与加热器20的出口流体连接。第三入口端口 22与冷却系统旁路24的出口流体连接。壳体10的轴向出口端口 26与冷却系统栗28的入口流体连接。[〇〇17]三通阀7包括具有模块化旋转件的旋转阀组件。旋转阀组件包括轴30。第一大致筒形阀模块32沿着垫环部(rim port1n)31与轴30以扭转的方式进行附接。第一阀模块32通过控制第一阀模块32的外部与第一阀模块32的内部之间的流动来控制入口端口 12与出口端口 26之间的流体连通。第一阀模块具有封闭端34。第一阀模块32具有曲线形轴向截面部 36。曲线形部36与弹簧偏压式筒形柱塞38以可密封的方式配合。当第一阀模块32通过轴30 而旋转到合适的角度时，具有引导部42的孔口 40允许流体从入口端口 12流动至第一阀模块 32的内部并且随后流体从出口端口 26排出。第一阀模块沿着第一阀模块的内部44渐缩以改善流体流动。[〇〇18]提供了可旋转地安装在轴30上的第二大致筒形阀模块46。第二阀模块具有以与说明第一阀模块的方式类似的方式与弹簧偏压式筒形柱塞(在图1中未示出)接合的曲线形部。用于第二阀模块的弹簧偏压式柱塞定向成在径向方向上相对于柱塞38间隔90度。第二阀模块46具有相对于第一阀模块32的联接接合部47。在图1中所示的实施方式中，第一阀模块与第二阀模块之间的联接接合部47是齿槽式布置。第二阀模块46具有允许流体从第二阀模块的外部流动至第二阀模块的内部的孔口 48。上文提到的流动对从第二入口端口 16至出口端口 26的流体连通进行控制。第二阀模块孔口48与第一阀模块孔口40不径向地对准，因此，在轴30处于给定角度位置的情况下，用于第一入口端口和第二入口端口的流量(最大流量百分比)将不必彼此相等。[〇〇19]提供了可旋转地安装在轴30上的第三大致筒形阀模块50。第三阀模块50具有以与说明第一阀模块32的方式类似的方式与弹簧偏压式柱塞接合的曲线形部。第三阀模块50具有相对于第二阀模块46的联接接合部53，该联接接合部53与第一阀模块32和第二阀模块46 之间描述的接合部相似。第二阀模块50具有允许流体从第三阀模块的外部流动至第三阀模块的内部的孔口 52。上文说明的流动对从第三入口端口 22至出口端口 26的流体连通进行控制。第三阀模块孔口 50不必在径向方向上与第一阀模块孔口 40或第二阀模块孔口 48对准， 因此，在轴30处于给定的角度位置的情况下，用于第三入口端口和第一入口端口的流量(最大流量的百分比)将不必彼此相等。
[0020]不同的机动车辆应用将具有在允许通过旁路24的流量、通过散热器14的流量和通过加热器20的流量之间不同的期望的关系。本发明的优点在于，不同的车辆应用能够根据需要通过简单地调节第一阀模块与第二阀模块之间的角度位置或第二阀模块与第三阀模块之间的角度位置而具有定制化的冷却系统控制模块。
[0021]三通阀7还具有超温安全系统。超温安全系统由壳体延伸部60提供。延伸部60将辅助端口 62与第一入口端口 12上游的散热器连接。延伸部60安装有阀体64，该阀体64通过弹簧(未示出)被弹簧偏压至关闭位置。阀体64与蜡马达66连接。蜡马达66延伸至管道中，该管道与第三入口端口 22连接，该第三入口端口 22与如前文提到的那样与旁路24连接。如果阀体10通过从旁路流动的流体而被过度加热，则錯马达66将延伸，以使阀体64移位，从而允许流体从散热器进入辅助端口62，从而在流体从出口端口 26排出之前对壳体10和第一阀模块、第二阀模块和第三阀模块进行冷却。[〇〇22]附加地参照图4和图5，在实施方式70中，在第一阀模块71和第二阀模块73之间的联接接合部中存在扭转失效运动。扭转失效运动由第一阀模块和第二阀模块之间的舌状部和槽类型的接合部提供。这致使输送至加热器的流体的流量存在滞后现象。与第二阀模块 46连接的舌状部72在设置于第一阀模块32中的槽74中滑动。槽74具有在弧形方向上间隔开的两个挡块76、78。当轴30处于零度位置处时，挡块78离与舌状部72的接触有大约62度。因此，在第二阀模块46通过挡块78与舌状部72接触而旋转之前，轴30将从零位置旋转大约62 度。轴30的进一步旋转将使散热器和加热器被调节为它们的最大流量。此后，如果轴30反转，则挡块78将远离舌状部72移动。散热器14能够在不降低至加热器的流量的情况下使散热器14的流量降低。在不降低至加热器的流量的情况下，散热器14流量的降低调节能够继续，直到轴已经被反转到挡块76与舌状部72接触的点(参见图5中的点95)为止。在挡块76与舌状部74接触之后，散热器和加热器两者一起被降低调节。若需要，能够以相似的方式对第二阀模块与第三阀模块之间的联接接合部提供扭转失效运动连接。[〇〇23]轴30由马达80(在图1中示意性示出)经由变速箱控制。轴30的通过马达80的旋转能够是双向的。轴30的旋转能够是单向的，其中，轴的返回通过扭转弹簧来实现。马达80可以是步进式马达或有刷直流马达。简单的电子控制一一比如低脉冲宽度调制一一通过直流有刷式马达实现，该直流有刷式马达具有变速箱并且通过弹簧(这种装置通常需要定位感测器，比如电位器)可驱动地返回。当使用直流有刷式马达时，控制能够通过现有的车辆电子控制单元(ECU)完成。如果采用步进式马达，可以不需要定位感测器，然而，需要更精密的电子设备(多相控制器、多处理器、可能地附加的ECU模块)。用于马达的自动防止故障模式通过采用扭转弹簧来最佳地实现。
[0024]本发明的描述实质上仅是示例性的，因此不背离本发明的主旨的变型意在落入本发明的范围内。这种变型不被认为背离于本发明的精神和范围。
【主权项】
1.一种三通阀，所述三通阀包括:壳体，所述壳体具有出口端口和三个沿轴向间隔开的入口端口；旋转阀组件，所述旋转阀组件控制所述入口端口与所述出口端口之间的流体连通；所述旋转阀组件包括:轴；第一大致筒形阀模块，所述第一大致筒形阀模块与所述轴以扭转的方式附接以用于控 制第一入口端口与所述出口端口之间的流体连通，所述第一阀模块对所述第一阀模块的外 部与所述第一阀模块的内部之间的流动进行控制；第二大致筒形阀模块，所述第二大致筒形阀模块以旋转的方式安装在所述轴上以控制 第二入口端口与所述出口端口之间的流体连通，所述第二阀模块对所述第二阀模块的外部 与所述第二阀模块的内部之间的流动进行控制，所述第二阀模块具有相对于所述第一阀模 块的联接接合部；以及第三大致筒形阀模块，所述第三大致筒形阀模块以旋转的方式安装在所述轴上以控制 第三入口端口与所述出口端口之间的流体连通，所述第三阀模块对所述第三阀模块的外部 与所述第三阀模块的内部之间的流动进行控制，所述第三阀模块具有相对于所述第二阀模 块的联接接合部。2.根据权利要求1中所述的三通阀，其中，所述第一阀模块与所述第二阀模块之间的联 接接合部具有扭转失效运动连接。3.根据权利要求1中所述的三通阀，其中，所述第二阀模块与所述第三阀模块之间的联 接接合部具有扭转失效运动连接。4.根据权利要求1中所述的三通阀，其中，所述阀是冷却模块，并且所述出口端口连接 至栗的入口，所述第一入口端口与散热器连接，所述第二入口端口与加热器连接，并且所述 第三入口端口与旁路连接。5.根据权利要求1中所述的三通阀，其中，所述阀具有不管所述第一阀模块的位置如何 而允许从所述第一入口端口到所述阀壳体中的流动的超温安全装置。6.根据权利要求5中所述的三通阀，其中，所述超温安全装置被所述第三入口端口中的 温度控制。7.根据权利要求1中所述的三通阀，其中，所述轴由马达供以动力，所述马达受弹簧对抗。8.根据权利要求7中所述的三通阀，其中，所述马达具有脉宽调制。9.根据权利要求7中所述的三通阀，其中，所述马达是直流电刷式马达。10.根据权利要求7中所述的三通阀，其中，所述马达经由变速箱与所述轴连接。11.根据权利要求7中所述的三通阀，其中，所述马达由发动机控制单元控制。12.根据权利要求7中所述的三通阀，其中，所述马达是步进式马达。
【文档编号】F01P7/14GK106014590SQ201610178972
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月25日
【发明人】理查德·穆伊泽拉尔, 达雷尔·F·格林
【申请人】麦格纳动力系有限公司