阀装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种阀装置，其中通道形成部分（14）具有第一通道（16）的第一开口（17）。阀元件（13）具有第二开口（23）的第二通道（24）以及能够相对于第一开口（17）的开口周边（18）滑动的滑动表面（22）。阀元件（13）旋转以增大第一开口（17）与第二开口（23）重叠的重叠区域，从而使第一通道（16）与第二通道（24）连通，以增加第一通道（16）与第二通道（24）之间的流体的流量。流量保持单元（30）配备在所述阀元件（13）中以在从所述滑动表面（22）开始打开第一开口（17）的角度到预定旋转角度的范围内，恒定地保持流量而不管旋转角度如何。
【专利说明】阀装置
【技术领域】
[0001]本公开涉及一种被构造为打开和关闭通道的阀装置。
【背景技术】
[0002]例如，专利文献I公开一种传统的阀装置。如图8和图9所示，阀装置100包括阀元件102和阀座104。阀元件102中具有通道101，并且可绕预定旋转轴线旋转，从而改变通道101的方向。阀座104形成通道103。通道103与通道101连通，通道103相对于通道101被阻挡。此阀装置100通过阀元件102的旋转从阀关闭状态转变为阀打开状态。在阀关闭状态下，通道103的开口 105被阀元件102的表面阻挡。在阀打开状态下，阀元件102的表面释放开口 105，开口 105和通道101的开口 107彼此重叠。随后，随着旋转角度进一步增大，开口 105与开口 107之间的重叠面积(连通的开口面积A)增大。因此，如图8和图10所示，在通道101和通道103之间流动的流体的流量增加。
[0003]在阀装置100的构造中，在旋转角度较小的范围(小开度，small opening range)内，随着旋转角度改变，连通的开口面积A改变很大，阀开始打开。即，在小开度内，随着旋转角度改变，流量的改变较大。具体地讲，在图8所示的构造中，开口 107是圆孔形状，随着旋转角度在小开度内改变，流量改变很大。
[0004](专利文献I)
[0005]未审查的德国专利申请N0.10 2009 014 047的公布
[0006]需要一种在小开度内高准确度地控制流量的阀装置。需要注意的是，各种因素都存在变化。例如，部件的尺寸存在变化，用于检测阀元件的旋转角度的传感器的输出特性存在变化。由于这些变化，旋转角度发生变化。在上述构造中，随着旋转角度在小开度内改变，流量改变很大。在该构造中，如图10所示，由于旋转角度的变化，流量变化很大。因此，该构造很难以高准确度地控制流量。
[0007]本公开的目的在于制造一种阀装置，其被构造为在小开度内高准确度地控制流量。
【发明内容】
[0008]根据本公开的一方面，阀装置包括通道形成部分，其形成第一通道并具有所述第一通道的第一开口。所述阀装置还包括阀元件，其具有能够相对于第一开口的开口周边滑动的滑动表面以及第二通道，所述第二通道具有在所述滑动表面中的第二开口并能够与第一通道连通。所述阀元件能够绕旋转轴线旋转以从阀关闭状态转变为阀打开状态，在所述阀关闭状态下，所述滑动表面阻挡第一开口以将第一通道相对于第二通道阻挡，在所述阀打开状态下，所述滑动表面打开第一开口以使第一通道与第二通道连通。所述阀元件被构造为旋转以增大第一开口与第二开口彼此重叠的重叠区域，从而增加在第一通道与第二通道之间流动的流体的流量。所述阀装置还包括流量保持单元，其配备在所述阀元件中并被构造为在所述滑动表面开始打开第一开口的角度到预定旋转角度的范围内，恒定地保持流量而不管旋转角度如何。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]从下面参照附图进行的详细描述，本发明的上述和其他目的、特征和优点将变得更明显。在附图中:
[0010]图1是示出配备有根据本公开实施例的阀装置的发动机冷却设备的构造的示意图；
[0011]图2是示出根据实施例的阀装置的构造的示意图；
[0012]图3A是示出阀装置的阀元件的透视图，图3B是示出根据实施例的阀元件的局部截面图；
[0013]图4A至图4C每个是示出根据实施例的正在旋转的阀装置的透视图，；
[0014]图5是示出根据实施例的旋转角度与流量之间的关系的曲线图；
[0015]图6是示出根据比较例的阀元件的透视图；
[0016]图7是示出根据比较例的旋转角度与流量之间的关系的曲线图；
[0017]图8是示出根据现有技术的阀装置的透视图；
[0018]图9是示出根据现有技术的阀元件的透视图；以及
[0019]图10是示出根据现有技术的旋转角度与流量之间的关系的曲线图。
【具体实施方式】
[0020]如下，将参照附图描述本公开的实施例。
[0021](实施例)
[0022](实施例的构造)
[0023]将参照图1描述发动机冷却设备2的构造。发动机冷却设备2中采用根据本实施例的阀装置I。发动机冷却设备2包括冷却水回路。冷却水回路强制地使冷却水穿过发动机3循环，从而冷却发动机3。
[0024]冷却水回路被构造为使从水泵4排出的冷却水穿过发动机3、散热器5和水泵4按照这样的顺序循环。冷却水是诸如长效冷却液(LLC)的热介质，其包括乙二醇作为主要成分。
[0025]发动机3包括汽缸盖6和汽缸体7。汽缸盖6和汽缸体7中的每一个具有水套8，所述水套8被构造为使冷却水穿过其流动。
[0026]冷却水回路包括阀装置1，所述阀装置I被构造为控制冷却水的流量。在本实施例中，阀装置I被配备到出口通道11 (图2)，出口通道11连接到水套8的出口。根据本实施例的阀装置I包括阀元件13和阀座(通道形成部分)14。阀元件13是球形形状。阀座14位于阀元件13的下游侧。
[0027]阀座14为沿着轴向延伸的管状形状，所述轴向基本上与出口通道11中的冷却水的流向平行。阀座14具有管状部分，在所述管状部分中限定通道(阀座侧通道)16。
[0028]阀座14在轴向上具有一端，所述一端具有通过阀元件13打开和关闭的开口(阀座侧开口)17。阀座侧开口(第一开口)17具有开口周边18，所述开口周边18具有座面，阀元件13能够在所述座面上旋转。阀元件13与座面表面接触并能够在座面上滑动。阀座14受弹簧14a推动并朝阀元件13偏置。因此，阀座14水密地与阀元件13接触。在本实施例中，阀座侧开口 17基本上为圆形形状。
[0029]阀元件13是球阀，其基本上是球形状。阀元件13固定到轴20的末端，所述轴20能够绕旋转轴线旋转。所述旋转轴线在与阀座14的轴向垂直的方向上延伸。
[0030]阀元件13具有滑动表面22、开口(阀元件侧开口)23和通道(阀元件侧通道)24。滑动表面22基本上为球形形状，并且能够在开口周边18上滑动。阀元件侧开口(第二开口)23形成在滑动表面22中。阀元件侧通道(第二通道)24能够与阀座侧通道(第一通道)16连通。阀元件侧通道24能够与出口通道11连通。阀元件13被构造为在阀座侧通道16相对于出口通道11被阻挡的状态和阀座侧通道16通过阀元件侧通道24与出口通道11连通的状态之间切换状态。
[0031]阀元件侧通道24在与阀元件13的旋转轴线垂直的方向上延伸穿过阀元件13。在本实施例中，阀元件13具有U形凹口以形成阀元件侧通道24，使得阀元件侧通道24在与阀元件13的旋转轴线垂直的方向上延伸穿过阀元件13。在本实施例中，阀元件13是基本上球形形状的中空构件。因此，阀元件13的内部完全形成阀元件侧通道24。
[0032]阀元件侧通道24不限于本实例，可采用各种构造。例如，阀元件13可以是实心球形构件。在这种情况下，阀元件侧通道24可以是延伸穿过阀元件13的通孔。另选地，阀元件13可以是实心球形构件，类似于本实例，可在阀元件13中形成U形凹口，从而形成阀元件侧通道24。
[0033]随着阀元件13旋转，状态从阀关闭状态转变为阀打开状态。在阀关闭状态下，滑动表面22关闭阀座侧开口 17，从而将阀座侧通道16相对于阀元件侧通道24阻挡。在阀打开状态下，阀座侧开口 17相对于滑动表面22打开。
[0034]在阀关闭状态下，阀座侧通道16相对于出口通道11被阻挡。在阀打开状态下，阀座侧通道16通过阀元件侧通道24与出口通道11连通。随着阀元件13进一步旋转，阀座侧开口 17与阀元件侧开口 23彼此重叠的重叠面积增大。这样，在阀座侧通道16与阀元件侦_道24之间循环的冷却水的流量增加。
[0035](实施例的特征)
[0036]根据本实施例的阀装置I具有配备于阀元件13中的流量保持单元。流量保持单元被构造为当旋转角度在从阀开始打开的旋转角度到预定旋转角度的角范围内时，将流量基本上保持(维持)在恒定量，而不管旋转角度如何。在本实施例中，流量保持单元是凹槽
30。凹槽30形成在滑动表面22上，并与阀元件侧开口 23连接。凹槽30在阀元件13的旋转方向上线性延伸。在凹槽30的总长度上，凹槽30具有恒定的横截面积。
[0037]阀元件13当朝旋转方向一侧旋转时打开，当朝旋转方向另一侧旋转时关闭。凹槽30形成在位于旋转方向一侧的阀元件侧开口 23的开口周边31上。凹槽30从位于旋转方向一侧的阀元件侧开口 23的末端朝着所述旋转方向一侧线性延伸。
[0038]凹槽30具有与旋转方向垂直的横截面积，在凹槽30的总长度上，所述横截面积基本上恒定。凹槽30的横截面积被设置为预定面积，以生成冷却水的微小流量。在本实施例中，凹槽30形成为在与旋转轴线垂直的方向上线性延伸。需要注意的是，凹槽30可形成为在相对于与旋转轴线垂直的方向倾斜的方向上延伸。
[0039]如图3B所示，本实施例的凹槽30具有基本上半圆形形状的横截面。需要注意的是，凹槽30的横截面不限于半圆形形状，可以为矩形形状、三角形形状、半椭圆形形状等。
[0040]如下，将参照图4A至图4C描述根据本实施例的阀装置的效果。如图4A所示，阀装置I处于阀关闭状态，其中阀座侧开口 17被阀元件13的滑动表面22阻挡。
[0041]随后，如图4B所示，当旋转角度在从阀开始打开的旋转角度到预定旋转角度的角范围(小开度)内时，凹槽30在阀元件侧开口 23之前首先向阀座侧开口 17打开。因此，冷却水从阀元件侧通道24穿过凹槽30流到阀座侧通道16中。
[0042]当阀元件13进一步旋转以增大旋转角度时，如图4C所示，阀元件侧开口 23和阀座侧开口 17彼此重叠。随着阀元件13进一步旋转，阀元件侧开口 23与阀座侧开口 17之间的重叠面积增大。
[0043]如图5所示，区域J表示当阀元件13处于图4B的状态时小开度下的流量。在区域J中，流量由凹槽30的横截面积确定。因此，在区域J中，恒定地保持流量，而不管旋转角度的改变如何。图5中的区域K对应于图4C的状态，其中阀元件侧开口 23与阀座侧开口 17之间的重叠面积随着旋转角度增大而增大。因此,在区域K中，流量增加。
[0044](实施例的效果)
[0045]根据本实施例，当阀元件13处于小开度时，流量保持在预定流量，而不管旋转角度如何。在本构造中，即使当阀元件13的旋转角度变化时，在低流量区域中也可稳定地生成所述预定流量。即，当阀元件13处于小开度时，本构造允许生成期望的流量，而不管旋转角度如何。因此，当阀元件13处于小开度时，本构造允许高准确度地控制流量。
[0046]如下，将参照图6和图7描述比较例。如图6所示，根据比较例的阀元件13在阀元件侧开口 23上具有小开口 40。小开口 40基本上为三角形形状，并且位于阀元件侧开口23的旋转方向一侧。小开口 40形成为当阀元件13处于小开度时，使流量随着旋转角度的改变而发生的改变减小。小开口 40延伸穿过阀元件13的壁。小开口 40的开口面积从旋转方向一侧到旋转方向另一侧逐渐增大。
[0047]根据比较例，当阀元件13处于小开度时，与图8至图10所示的传统实例相比，相对于旋转角度的增大，流量的增加率较小。因此，比较例允许减小流量随着旋转角度的改变而发生的变化。然而，如图7所示，在比较例中，可观察到流量的略微变化。因此，当阀元件13处于小开度时，比较例可能很难通过控制旋转角度来将流量控制在期望的流量。
[0048]相反，根据本实施例，当阀元件13处于小开度时，流量基本上不改变，相对于旋转角度的增大，流量基本上恒定。因此，凹槽30的横截面积可被确定为使得本流量变为期望的流量。因此，当阀元件13处于小开度时，本实施例允许将流量控制在期望的流量。
[0049](修改)
[0050]在本实施例中，阀元件13是基本上球形状的球阀。阀元件13不限于球阀，可以是具有能够在阀座14上旋转和滑动的管状表面的管状阀。
[0051]在本实施例中，凹槽30用作流量保持单元。需要注意的是，流量保持单元不限于凹槽30。例如，流量保持单元可以是小通道。在这种情况下，小通道相对于阀元件侧开口23在旋转方向一侧具有开口，所述小通道与阀元件侧通道24或出口通道11连通。小通道的开口被设置为相对于阀座侧开口 17而言足够小。当小通道的开口完全向阀座侧开口 17打开时，在小通道向阀座侧开口 17打开期间，不管阀元件13的旋转如何，根据小通道横截面积将流量恒定地保持在预定流量。
[0052]如上所述，根据本公开，阀装置包括通道形成构件、阀元件和流量保持单元。通道形成部分形成预定通道(阀座侧通道)并具有阀座侧通道的开口(阀座侧开口)。
[0053]阀元件具有滑动表面，该滑动表面能够相对于阀座侧开口的开口周边滑动。阀元件还具有通道(阀元件侧通道)，所述通道在所述滑动表面上具有开口(阀元件侧开口)并能够与阀座侧通道连通。阀元件能够绕预定旋转轴线旋转，以从阀关闭状态转变为阀打开状态。在阀关闭状态下，滑动表面阻挡开口，阀座侧通道相对于阀元件侧通道被阻挡。在阀打开状态下，滑动表面打开开口，阀座侧通道与阀元件侧通道连通。阀元件能够旋转以增大阀座侧开口与阀元件侧开口彼此重叠的重叠面积，从而增加在阀座侧通道与阀元件侧通道之间流动的流体的流量。
[0054]流量保持单元配备在阀元件中。在从阀开始打开的旋转角度到预定旋转角度的范围内，流量保持单元被构造为恒定地保持流量，而不管旋转角度如何。
[0055]S卩，根据本公开，在从阀开始打开到预定旋转角度的范围(小开度)内，不管旋转角度如何，流量保持在预定流量。即使当旋转角度有变化时，本构造允许在低流量区域中稳定地生成预定流量。即，本公开的构造允许在小开度下将流量保持在期望的流量，而不管旋转角度如何。因此，本构造允许在小开度下高准确度地控制流量。
[0056]应该理解，尽管本文中将本公开的实施例的处理描述为包括步骤的特定序列，包括这些步骤和/或本文未公开的附加步骤的各种其他序列的其他替代实施例意在包括在本公开的步骤内。
[0057]尽管参照其优选实施例描述了本公开，应该理解，本公开不限于优选实施例和构造。本公开意在覆盖各种修改和等同布置方式。另外，尽管优选的各种组合和构造，包括更多、更少或仅单个元件的其他组合和构造也在本公开的精神和范围内。
【权利要求】
1.一种阀装置，该阀装置包括: 通道形成部分(14)，其形成第一通道(16)并具有所述第一通道(16)的第一开口( 17); 阀元件(13)，其具有相对于第一开口(17)的开口周边(18)可滑动的滑动表面(22)以及第二通道(24)，所述第二通道在所述滑动表面(22)中具有第二开口(23)并与第一通道(16)可连通，其中 所述阀元件(13)绕旋转轴线可旋转以从阀关闭状态转变为阀打开状态，在所述阀关闭状态下，所述滑动表面(22)阻挡第一开口(17)以将第一通道(16)相对于第二通道(24)阻挡，在所述阀打开状态下，所述滑动表面(22)打开第一开口(17)以使第一通道(16)与第二通道(24)连通，其中 所述阀元件(13)被构造为旋转以增大第一开口(17)与第二开口(23)彼此重叠的重叠区域，从而增加在第一通道(16)与第二通道(24)之间流动的流体的流量；以及 流量保持单元(30)，其配备在所述阀元件(13)中，并被构造为在从所述滑动表面(22)开始打开第一开口( 17)的角度到预定旋转角度的范围内，恒定地保持流量而不管旋转角度如何。
2.根据权利要求1所述的阀装置，其特征在于 所述流量保持单元(30)是形成在所述滑动表面(22)上并连接到第二开口(23)的凹槽，并且 所述凹槽(30)在旋转方向上线性延伸，并且在凹槽(30)的总长度上具有恒定的横截面积。
【文档编号】F16K5/08GK104048065SQ201410059776
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年2月21日 优先权日:2013年3月14日
【发明者】横山慎一 申请人:株式会社电装