水交换装置及鼓刹冷却系统的制作方法

本发明属于刹车冷却，涉及一种水交换装置及鼓刹冷却系统。

背景技术：

1、货车行驶过程中，经常遇到长下坡，会连续使用刹车。由于货车载重量很大，刹车鼓和刹车片产生巨烈摩擦，会使刹车鼓和刹车片温度骤升，如果得不到及时有效的降温，将引起刹车失效，车轮着火等一系列严重的交通事故。

2、为此，中国专利公开了一种货车自带水腔内水循环水冷却刹车鼓[授权公告号为cn213270797u]，包括刹车鼓和水交换装置，刹车鼓外侧圆周面上设有一个同轴圆周面构成一个水腔，水交换装置由外套筒、内套筒、外螺纹连通管、内螺纹水嘴、外螺纹水嘴、固定杆和两个轴承组成。

3、上述结构中的水交换装置存在以下问题：1、内轴套内穿设有内螺纹水嘴、外螺纹水嘴和固定螺纹杆，共同占用内轴套径向空间，导致内轴套的直径较大，不仅加工难度大，还会影响工作过程的稳定性；2、其中一个轴承位于外套管内的水腔内，为了保证密封效果，该轴承的两侧均需设置价格昂贵且体积较大的c型密封圈，处于较高温度的密封圈容易产生漏水，易使轴承损坏；3、由于内轴套上会堆积水垢，水垢对密封圈和轴承进行限位，导致几乎无法有效的取出位于水腔内的轴承，维修和更换麻烦。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种便于维修与更换的水交换装置。

2、还提出了一种包含上述水交换装置的鼓刹冷却系统。

3、本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

4、水交换装置，包括内部具有阀腔的阀体、同轴设于阀体内的阀芯、以及设于阀体与阀芯之间的轴承、第一密封圈和第二密封圈，所述第一密封圈将轴承与阀腔隔开，所述第二密封圈将阀腔分隔成第一腔体与第二腔体，所述阀体上设有与第一腔体连通的第一连接头、以及与第二腔体连通的第二连接头，所述阀芯内具有轴向贯通设置的内管，所述内管的内端与第二腔体连通，所述阀芯的侧部设有用于连通阀芯的内腔与第一腔体的开口，所述阀芯伸出阀体的部分上设有与阀芯的内腔连通的第三连接头。

5、第一连接头、第一腔体、开口、阀芯的内腔和第三连接头构成第一水路，内管、第二腔体和第二连接头构成第二水路。阀芯和内管采用大管包小管的方式，能将阀芯做到极小，阀芯越小工作时稳定性越高，并且毫无加工难度。轴承和阀腔之间仅通过一个第一密封圈隔开，密封效果好，且第一密封圈的尺寸小，成本显著降低，维护也极其简单，大大减少生产和使用成本。

6、在上述水交换装置中，所述阀腔的内壁开设有位于第一密封圈与第二密封圈之间的环形腔，所述环形腔与第一腔体连通，所述第一连接头与环形腔连通。通过环形腔增大了第一腔体的径向尺寸，方便沿阀体轴向设置的第一连接头与第一腔体连通。

7、在上述水交换装置中，所述阀体内设有定位台阶，所述轴承通过卡簧定位在定位台阶处。

8、在上述水交换装置中，所述轴承为两个：第一轴承和第二轴承，第一轴承与第二轴承通过三个第一卡簧定位在阀芯上，所述第一轴承与第二轴承通过第二卡簧定位在定位台阶上。两个轴承可提高阀芯的稳定性，第一卡簧、第二卡簧和定位调节能防止阀芯在轴向上窜动。

9、在上述水交换装置中，所述阀芯上设有第一环形槽和第二环形槽，所述第一密封圈位于第一环形槽内，所述第二密封圈位于第二环形槽内。通过第一环形槽对第一密封圈进行轴向限位，通过第二环形槽对第二密封圈进行轴向限位。

10、鼓刹冷却系统，包括上述的水交换装置、与非主动轴同轴设置的刹车鼓、冷却水箱、以及抽水泵，所述阀体与非主动轴同轴固连，所述第一连接头通过第一接管与冷却水箱连通，所述第二连接头通过第二接管与冷却水箱连通，所述抽水泵串联在第一接管或第二接管上，所述刹车鼓的外环上设有环形水腔，所述环形水腔上设有第一进出水孔和第二进出水孔，所述第一进出水孔通过第三接管与第三连接头连接，所述第二进出水孔通过第四接管与内管的外端连通。

11、在上述鼓刹冷却系统中，所述刹车鼓的外环上设有第一环形凸起和第二环形凸起，所述第一环形凸起上套设有套筒，所述套筒的另一端延伸至第二环形凸起的外环面，上述环形水腔位于刹车鼓、第一环形凸起、第二环形凸起和套筒之间。

12、为了提高密封性，在第一环形凸起与套筒之间、以及在第二环形凸起与套筒之间均设置密封圈。

13、在上述鼓刹冷却系统中，所述第一进出水孔和第二进出水孔对称设置在第二环形凸起上。第二环形凸起靠近水交换装置设置。

14、在上述鼓刹冷却系统中，所述阀体同轴设置在非主动轴内，所述第一接管与第二接管由设于非主动轴上的小孔伸出。

15、鼓刹冷却系统，包括上述的水交换装置、与主动轴同轴设置的刹车鼓、冷却水箱、以及抽水泵，所述阀体与主动轴同轴固连，所述第三连接头通过第三接管与冷却水箱连通，所述内管的外端通过第四接管与冷却水箱连通，所述抽水泵串联在第三接管或第四接管上，所述刹车鼓的外环上设有环形水腔，所述环形水腔上设有第一进出水孔和第二进出水孔，所述第一进出水孔通过第一接管与第一连接头连接，所述第二进出水孔通过第二接管与第二连接头连接。

16、与现有技术相比，本发明具有以下优点：阀芯和内管采用大管包小管的方式，能将阀芯做到极小，阀芯越小工作时稳定性越高，并且毫无加工难度；轴承和阀腔通过第一密封圈隔开，仅需要一个密封圈保护即可，成本显著降低，维护也极其简单，大大减少生产和使用成本；通过循环水进入环形水腔，对刹车鼓进行周向冷却，能有效降低刹车鼓的温度。

技术特征：

1.一种水交换装置，包括内部具有阀腔的阀体(11)、同轴设于阀体(11)内的阀芯(12)、以及设于阀体(11)与阀芯(12)之间的轴承、第一密封圈(131)和第二密封圈(132)，所述第一密封圈(131)将轴承与阀腔隔开，所述第二密封圈(132)将阀腔分隔成第一腔体(111)与第二腔体(112)，所述阀体(11)上设有与第一腔体(111)连通的第一连接头(113)、以及与第二腔体(112)连通的第二连接头(114)，所述阀芯(12)内具有轴向贯通设置的内管(14)，所述内管(14)的内端与第二腔体(112)连通，所述阀芯(12)的侧部设有用于连通阀芯(12)的内腔(121)与第一腔体(111)的开口(122)，所述阀芯(12)伸出阀体(11)的部分上设有与阀芯(12)的内腔(121)连通的第三连接头(123)。

2.根据权利要求1所述的水交换装置，其特征在于，所述阀腔的内壁开设有位于第一密封圈(131)与第二密封圈(132)之间的环形腔(115)，所述环形腔(115)与第一腔体(111)连通，所述第一连接头(113)与环形腔(115)连通。

3.根据权利要求1或2所述的水交换装置，其特征在于，所述阀体(11)内设有定位台阶，所述轴承通过卡簧定位在定位台阶处。

4.根据权利要求3所述的水交换装置，其特征在于，所述轴承为两个：第一轴承(151)和第二轴承(152)，所述第一轴承(151)与第二轴承(152)通过三个第一卡簧(161)定位在阀芯(12)上，所述第一轴承(151)与第二轴承(152)通过第二卡簧(162)定位在定位台阶上。

5.根据权利要求1或2所述的水交换装置，其特征在于，所述阀芯(12)上设有第一环形槽和第二环形槽，所述第一密封圈(131)位于第一环形槽内，所述第二密封圈(132)位于第二环形槽内。

6.一种鼓刹冷却系统，包括如权利要求1-5中任意一项所述的水交换装置、与非主动轴(2)同轴设置的刹车鼓(3)、冷却水箱、以及抽水泵，所述阀体(11)与非主动轴(2)同轴固连，所述第一连接头(113)通过第一接管(41)与冷却水箱连通，所述第二连接头(114)通过第二接管(42)与冷却水箱连通，所述抽水泵串联在第一接管(41)或第二接管(42)上，所述刹车鼓(3)的外环上设有环形水腔(31)，所述环形水腔(31)上设有第一进出水孔和第二进出水孔，所述第一进出水孔通过第三接管(43)与第三连接头(123)连接，所述第二进出水孔通过第四接管(44)与内管(14)的外端连通。

7.根据权利要求6所述的鼓刹冷却系统，其特征在于，所述刹车鼓(3)的外环上设有第一环形凸起(32)和第二环形凸起(33)，所述第一环形凸起(32)上套设有套筒(34)，所述套筒(34)的另一端延伸至第二环形凸起(33)的外环面，上述环形水腔(31)位于刹车鼓(3)、第一环形凸起(32)、第二环形凸起(33)和套筒(34)之间。

8.根据权利要求7所述的鼓刹冷却系统，其特征在于，所述第一进出水孔和第二进出水孔对称设置在第二环形凸起(33)上。

9.根据权利要求6所述的鼓刹冷却系统，其特征在于，所述阀体(11)同轴设置在非主动轴(2)内，所述第一接管(41)与第二接管(42)由设于非主动轴(2)上的小孔伸出。

10.一种鼓刹冷却系统，包括如权利要求1-5中任意一项所述的水交换装置、与主动轴(5)同轴设置的刹车鼓(3)、冷却水箱、以及抽水泵，所述阀体(11)与主动轴(5)同轴固连，所述第三连接头(123)通过第三接管(43)与冷却水箱连通，所述内管(14)的外端通过第四接管(44)与冷却水箱连通，所述抽水泵串联在第三接管(43)或第四接管(44)上，所述刹车鼓(3)的外环上设有环形水腔(31)，所述环形水腔(31)上设有第一进出水孔和第二进出水孔，所述第一进出水孔通过第一接管(41)与第一连接头(113)连接，所述第二进出水孔通过第二接管(42)与第二连接头(114)连接。

技术总结
本发明提供了一种水交换装置及鼓刹冷却系统，属于刹车冷却技术领域。它解决了现有水交换装置更换与维修不方便的问题。它包括内部具有阀腔的阀体、同轴设于阀体内的阀芯、以及设于阀体与阀芯之间的轴承、第一密封圈和第二密封圈，第一密封圈将轴承与阀腔隔开，第二密封圈将阀腔分隔成第一腔体与第二腔体，阀体上设有与第一腔体连通的第一连接头、与第二腔体连通的第二连接头，阀芯内具有轴向贯通设置的内管，内管的内端与第二腔体连通，阀芯的侧部设有用于连通阀芯的内腔与第一腔体的开口，阀芯伸出阀体的部分上设有与阀芯的内腔连通的第三连接头。阀芯极小，稳定性高，无加工难度；仅需要一个密封圈保护轴承即可，大大减少生产和使用成本。

技术研发人员：柳云,柳诗佳,柳锐进
受保护的技术使用者：重庆联源机电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13