本公開(kāi)涉及一種改進(jìn)的隔膜閥，特別但不僅限于公開(kāi)一種先導(dǎo)隔膜閥。本公開(kāi)的各方面涉及一種先導(dǎo)操縱隔膜閥和一種用于車(chē)輛的冷卻劑控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隔膜閥是已知的。典型地，排放通道設(shè)置在隔膜上。然而，由于攜帶污染物或碎屑的流體流經(jīng)隔膜閥，這可能會(huì)導(dǎo)致堵塞。為防止此類(lèi)污染物或碎屑堵塞排放通道并損害隔膜閥的功能，會(huì)使用過(guò)濾器。然而，使用過(guò)濾器會(huì)限制流體通過(guò)閥門(mén)。
本發(fā)明旨在解決上述一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的各方面和實(shí)施例提供了一種如所附權(quán)利要求所要求保護(hù)的先導(dǎo)操縱隔膜閥和用于車(chē)輛的冷卻劑控制系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種先導(dǎo)操縱隔膜閥，其具有：入口、出口、隔膜、具有排放通道軸x的排放通道和環(huán)形過(guò)濾器，其特點(diǎn)在于：所述環(huán)形過(guò)濾器設(shè)置在所述隔膜的上游，所述排放通道設(shè)置在所述隔膜的上游，所述環(huán)形過(guò)濾器與所述入口軸向?qū)?zhǔn)，所述環(huán)形過(guò)濾器與所述排放通道軸x正交對(duì)準(zhǔn)，被設(shè)置為用于防止污染物進(jìn)入所述排放通道。
本發(fā)明將所述排放通道從所述隔膜上移開(kāi)，并使用所述環(huán)形過(guò)濾器防止流體中的碎屑堵塞所述排放通道。此外，即使當(dāng)污染物或碎屑開(kāi)始在所述過(guò)濾器表面臨時(shí)聚集時(shí)，所述過(guò)濾器的環(huán)形形狀也能使流動(dòng)擾亂減到最少。
所述排放通道可以設(shè)置在閥體中。
所述環(huán)形過(guò)濾器位于至少部分由所述閥體限定的環(huán)形凹口內(nèi)。這種布置意味著所述過(guò)濾器對(duì)從所述入口到所述出口通過(guò)閥的主要的流體流動(dòng)擾亂最小。通過(guò)所述閥的主要流體流動(dòng)不受所述環(huán)形過(guò)濾器的限制。
所述環(huán)形凹口可以限定在所述閥體和入口適配組件之間，使得所述環(huán)形過(guò)濾器的內(nèi)表面與所述入口適配組件和所述閥體的相應(yīng)內(nèi)表面保持齊平。這種布置提供了自清潔功能，使得主要的流體流動(dòng)通過(guò)所述閥，從所述入口到所述出口，沖洗所述環(huán)形過(guò)濾器的表面，以清除可能在那里開(kāi)始積聚的任何污染物或碎屑。自清潔功能意味著在所述隔膜閥的使用壽命內(nèi)無(wú)需保養(yǎng)所述隔膜閥。
所述環(huán)形凹口可以在所述環(huán)形過(guò)濾器和所述排放通道之間限定周向延伸通道。這種布置確保即使所述過(guò)濾器的一部分被暫時(shí)堵塞(例如，可能已開(kāi)始積聚在所述過(guò)濾器的一部分上的任何污染物或碎屑)，流體也可以通過(guò)所述過(guò)濾器流至所述排放通道。
所述環(huán)形過(guò)濾器可以包括至少一個(gè)網(wǎng)狀部分。
所述至少一個(gè)網(wǎng)狀部分可以具有小于所述排放通道的直徑d的網(wǎng)孔尺寸。這確保排放通道不會(huì)被流經(jīng)所述隔膜閥的流體攜帶的污染物或碎屑堵塞。否則這些污染物或碎屑可能會(huì)導(dǎo)致所述隔膜失靈。
所述至少一個(gè)網(wǎng)狀部分具有小于電樞總成和電樞孔內(nèi)表面之間的滑動(dòng)間隙的距離d的網(wǎng)孔尺寸。這確保電樞總成的滑動(dòng)間隙不會(huì)被流經(jīng)所述隔膜閥的流體攜帶的污染物或碎屑堵塞。否則這些污染物或碎屑可能會(huì)導(dǎo)致所述隔膜失靈。例如，在所述隔膜閥中，先導(dǎo)閥的電樞總成必須能平滑升降，否則所述隔膜閥就不能正常工作。
所述隔膜可以包括設(shè)置在第一凸耳上的排放通道孔。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于車(chē)輛的冷卻劑控制系統(tǒng)，該冷卻劑控制系統(tǒng)包括如上文所述的先導(dǎo)操縱隔膜閥。
在本申請(qǐng)的范圍內(nèi)，需要明確指出，上述段落、權(quán)利要求和/或以下說(shuō)明書(shū)和附圖中陳述的各個(gè)方面、實(shí)施例、示例和替代方案，特別是其各個(gè)特征可以獨(dú)立的或以任何組合方式考慮。即，所有實(shí)施例和/或任何實(shí)施例的特征可以以任何方式結(jié)合和/或組合，除非這些特征不兼容。申請(qǐng)人保留相應(yīng)地更改任何最初提交的權(quán)利要求或提交任何相應(yīng)新權(quán)利要求的權(quán)利，包括以引用和/或合并任何其他權(quán)利要求的任何特征的權(quán)利修改任何最初提交的權(quán)利要求，即使最初沒(méi)有以這種方式提出權(quán)利要求。
具體實(shí)施方式
隔膜閥10具有閥體20、入口適配組件30、出口適配組件32、隔膜40、導(dǎo)向件50、蓋組件60、先導(dǎo)閥組件70和環(huán)形過(guò)濾器100。
閥體20具有入口通道22和出口通道24，兩者均由閥體壁限定。入口通道22和出口通道24在具有直立壁的區(qū)域處匯合，限定內(nèi)孔25和外孔23。直立壁止于環(huán)形主閥座38中。主閥座38分隔內(nèi)孔25和外孔23。
入口通道22進(jìn)一步限定環(huán)形肩部16。在環(huán)形肩部16的上游，閥體壁上有一個(gè)直徑為d的排放孔。排放孔作為排放通道26延伸穿過(guò)閥體壁。排放通道26具有軸x。
出口通道24具有先導(dǎo)孔，其作為先導(dǎo)通道28延伸穿過(guò)閥體壁。
入口適配件組件30是具有帶凸緣的連接區(qū)域31的管道。入口適配組件30限定隔膜閥入口34。類(lèi)似地，出口適配組件32是具有帶凸緣的連接區(qū)域33的管道。出口適配組件32限定隔膜閥出口36。
蓋組件60限定腔室62。腔室62與閥體20的排放孔流體連接。如下文將更詳細(xì)地描述的，腔室62也與先導(dǎo)孔流體連接。蓋組件包括用于連接到閥體20的帶凸緣的連接區(qū)域64。蓋組件60還包括先導(dǎo)閥組件接收區(qū)域66，用于接收先導(dǎo)閥組件70。在組件接收區(qū)域66中，在先導(dǎo)通道的上端設(shè)置有先導(dǎo)閥座80。
隔膜40是具有用于固定導(dǎo)向件50的中心對(duì)準(zhǔn)主孔42的柔性盤(pán)。所述隔膜還包括設(shè)置在第一凸耳45上的排放通道孔44和設(shè)置在第二凸耳47上的先導(dǎo)通道孔46。
導(dǎo)向件50具有四個(gè)向下支撐的叉52、一個(gè)用于接收隔膜40的環(huán)形凹口54和一個(gè)圓形固定法蘭56。
先導(dǎo)閥組件70包括線圈組件72、電樞總成74、復(fù)位彈簧76、先導(dǎo)閥構(gòu)件78和先導(dǎo)閥座80。電樞總成74在電樞孔84內(nèi)移動(dòng)。滑動(dòng)間隙82，即電樞總成74和電樞孔84的內(nèi)表面之間的間隙是距離d。
環(huán)形過(guò)濾器100(參見(jiàn)圖4)具有兩個(gè)環(huán)形法蘭-上游環(huán)形法蘭102和下游環(huán)形法蘭104。兩個(gè)環(huán)形法蘭102和104由四個(gè)腹板106連接。環(huán)形法蘭102、104和四個(gè)腹板106在它們之間限定覆蓋在網(wǎng)狀物110中的四個(gè)袋狀結(jié)構(gòu)108。網(wǎng)狀物110以及由四個(gè)腹板106連接的兩個(gè)環(huán)形法蘭102、104提供基本齊平的內(nèi)表面。在環(huán)形過(guò)濾器100的外表面上，環(huán)形法蘭102、104徑向延伸超過(guò)四個(gè)腹板106，從而限定周向延伸通道112。
隔膜閥10的組件
環(huán)形過(guò)濾器100插入閥體20的入口通道22中，使得下游環(huán)形法蘭104與環(huán)形肩部16鄰接。在該位置，環(huán)形濾波器100的網(wǎng)狀物110與排放通道26的軸x正交對(duì)準(zhǔn)。環(huán)形過(guò)濾器100與排放通道軸x正交對(duì)準(zhǔn)，被設(shè)置為用于防止污染物進(jìn)入排放通道26。
入口適配件組件30通過(guò)帶凸緣的連接區(qū)域31連接到閥體20，使得入口適配件組件30的端部鄰接環(huán)形過(guò)濾器100的上游環(huán)形法蘭102。由此，環(huán)形過(guò)濾器100固定在入口適配組件30和閥體20之間的環(huán)形凹口18中。此外，環(huán)形過(guò)濾器100的內(nèi)表面保持與入口適配件組件30和閥體100的相應(yīng)內(nèi)表面齊平。
入口適配組件30和閥體20之間包括一個(gè)o形密封圈14以確保流體緊連接。由此，入口34和入口通道22流體連接，且在使用中，冷卻劑將主要沿軸向流過(guò)環(huán)形過(guò)濾器100。冷卻劑也可以通過(guò)網(wǎng)狀物110從入口34流向排放通道。鑒于徑向延伸的環(huán)形法蘭102、104，冷卻劑可在進(jìn)入排放通道之前在周向延伸的通道112中周向流動(dòng)。
以中心對(duì)準(zhǔn)固定于環(huán)形凹口54的主孔42，隔膜40與導(dǎo)向件50連接。導(dǎo)向件50插入內(nèi)孔25中，使得四個(gè)下向支撐的叉52鄰接直立壁的內(nèi)壁面。因此，隔膜40密封主閥座38。
排放通道孔44與排放通道對(duì)準(zhǔn)，先導(dǎo)通道孔44與先導(dǎo)通道對(duì)準(zhǔn)。蓋組件60將隔膜40的外周(包括第一和第二凸耳45,47)夾固在閥體20上。蓋組件60以連接區(qū)域64連接在閥體20上。
出口適配組件32通過(guò)帶凸緣的連接區(qū)域33連接到閥體20。出口適配組件32和閥體20之間包括一個(gè)o形密封圈15，以確保流體緊密連接。由此，出口通道24和出口36流體連接，并且在使用中，當(dāng)隔膜閥10打開(kāi)時(shí)，冷卻劑將主要通過(guò)出口通道24從腔室62流向出口36。冷卻劑也可以通過(guò)排放先導(dǎo)通道從腔室62流向出口36。
隔膜閥10的功能
參見(jiàn)圖3，當(dāng)先導(dǎo)閥組件70的線圈組件72斷電時(shí)，電樞總成74通過(guò)復(fù)位彈簧76推動(dòng)先導(dǎo)閥構(gòu)件78抵住先導(dǎo)閥閥座80來(lái)關(guān)閉先導(dǎo)閥。
入口壓力通過(guò)排放通道26，該壓力乘以隔膜40上側(cè)的表面積，產(chǎn)生的壓力大于隔膜40下側(cè)的壓力。因此，隔膜40被壓到主閥座38上，隔膜閥10關(guān)閉。由此，隔膜閥10在常閉狀態(tài)下工作。
參考圖5，當(dāng)先導(dǎo)閥組件70的線圈組件72通電時(shí)，電樞總成74從先導(dǎo)閥閥座80上升起。
隔膜40上的壓力通過(guò)打開(kāi)的先導(dǎo)閥閥座80排出。從先導(dǎo)閥流出的流體比通過(guò)排放通道26流出的流體多，因?yàn)橄葘?dǎo)閥閥座80的區(qū)域大于排放通道26的區(qū)域，從而形成壓差。隔膜40下側(cè)上增大的力將隔膜40從主閥座38上升起并打開(kāi)隔膜閥10。
為確保隔膜閥10正常工作，排放通道26必須不得堵塞，同樣地，先導(dǎo)閥組件70的電樞總成74也必須在孔84內(nèi)自由移動(dòng)。
經(jīng)選擇的網(wǎng)狀物110使得網(wǎng)狀物內(nèi)的孔的最大尺寸(網(wǎng)孔尺寸)小于滑動(dòng)間隙82距離d和排放通道26直徑d。因此，濾網(wǎng)100防止冷卻劑內(nèi)的任何污染物進(jìn)入并可能阻塞排放通道26和/或影響電樞總成74平順運(yùn)作。
在隔膜閥的正常運(yùn)作中，一些碎屑可能會(huì)在短時(shí)間內(nèi)阻塞環(huán)形過(guò)濾器100的網(wǎng)狀物110的一部分。然而，由于在環(huán)形過(guò)濾器100中提供了周向延伸通道112，冷卻劑仍然可以由網(wǎng)狀物110的另一部分通過(guò)環(huán)形過(guò)濾器100和排放通道。因此，隔膜閥的功能不會(huì)受到不利影響。
此外，由于環(huán)形過(guò)濾器與進(jìn)入隔膜閥10的冷卻劑的主要流動(dòng)方向軸向?qū)?zhǔn)，所以開(kāi)始聚集在網(wǎng)狀物110上的任何碎屑將被冷卻劑流體慣性沖走。這意味著無(wú)需取出環(huán)形過(guò)濾器100并手動(dòng)清潔。
更進(jìn)一步，鑒于環(huán)形過(guò)濾器100在環(huán)形凹槽18內(nèi)的齊平布置，隔膜閥10的流速不會(huì)受到限制。
如圖3所示，當(dāng)隔膜閥回到關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)向件50，特別是四個(gè)下向支撐的叉52確保隔膜40在內(nèi)孔25中中心對(duì)齊，從而在隔膜40和環(huán)形主閥座38之間形成良好的密封。導(dǎo)向件50還提供緩閉操作(attenuatedclosingoperation)，即使在通過(guò)隔膜閥10的高流量情況下也是如此。這可以防止所謂的水錘效應(yīng)。
圖6顯示了用于車(chē)輛210的冷卻劑控制系統(tǒng)。冷卻劑控制系統(tǒng)包括四個(gè)隔膜閥10，用于控制冷卻劑從發(fā)動(dòng)機(jī)熱交換器經(jīng)由減壓閥和過(guò)濾器220向分布在整個(gè)客艙的熱交換器230的流動(dòng)。該車(chē)是一輛客車(chē)，通常用于城內(nèi)和城際旅行。隔膜閥10通過(guò)電流信號(hào)來(lái)控制冷卻液流動(dòng)路徑的打開(kāi)和關(guān)閉。
該功能由一個(gè)2/2間接作用閥實(shí)現(xiàn)，一般常閉，通電時(shí)打開(kāi)。這種布置提供一種開(kāi)環(huán)控制策略。與獨(dú)立的電動(dòng)閥相比，這種布置提供一種更經(jīng)濟(jì)的解決方案。
技術(shù)人員會(huì)理解可選擇的冷卻劑控制系統(tǒng)可以配備可選數(shù)量的隔膜閥。此外，技術(shù)人員會(huì)理解，本發(fā)明的隔膜閥不限于與冷卻劑控制系統(tǒng)一起使用，而是可用于其它系統(tǒng)。介質(zhì)不限于冷卻劑，可以是任何流體，如空氣、水等。
技術(shù)特征：
1.一種先導(dǎo)操縱隔膜閥，包括：
入口、出口、隔膜、具有排放通道軸x的排放通道和環(huán)形過(guò)濾器，其特征在于，
所述環(huán)形過(guò)濾器設(shè)置在所述隔膜的上游，
所述排放通道設(shè)置在所述隔膜的上游，
所述環(huán)形過(guò)濾器與所述入口軸向?qū)?zhǔn)，
所述環(huán)形過(guò)濾器與所述排放通道軸x正交對(duì)準(zhǔn)，被設(shè)置為用于防止污染物進(jìn)入所述排放通道。
2.如權(quán)利要求1所述的先導(dǎo)操縱隔膜閥，所述隔膜閥具有閥體，其中，所述排放通道設(shè)置在所述閥體中。
3.如權(quán)利要求2所述的先導(dǎo)操縱隔膜閥，其中，所述環(huán)形過(guò)濾器位于至少部分由所述閥體限定的環(huán)形凹口內(nèi)。
4.如權(quán)利要求3所述的先導(dǎo)操縱隔膜閥，其中，所述環(huán)形凹口限定在所述閥體和入口適配組件之間，使所述環(huán)形過(guò)濾器的內(nèi)表面與所述入口配件組件和所述閥體的相應(yīng)內(nèi)表面保持齊平。
5.如權(quán)利要求3所述的先導(dǎo)操縱隔膜閥，其中，所述環(huán)形凹口在所述環(huán)形過(guò)濾器和所述排放通道之間限定周向延伸通道。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的先導(dǎo)操縱隔膜閥，其中，所述環(huán)形過(guò)濾器包括至少一個(gè)網(wǎng)狀部分。
7.如權(quán)利要求6所述的先導(dǎo)操縱隔膜閥，其中，所述至少一個(gè)網(wǎng)狀部分具有小于所述排放通道的直徑d的網(wǎng)孔尺寸。
8.如權(quán)利要求6所述的先導(dǎo)操縱隔膜閥，其中，所述至少一個(gè)網(wǎng)狀部分具有小于電樞總成和電樞孔內(nèi)表面之間的滑動(dòng)間隙的距離d的網(wǎng)孔尺寸。
9.如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的先導(dǎo)操縱隔膜閥，其中，所述隔膜包括設(shè)置在第一凸耳上的排放通道孔。
10.一種用于車(chē)輛的冷卻劑控制系統(tǒng)，所述冷卻劑控制系統(tǒng)包括如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的先導(dǎo)操縱隔膜閥。
技術(shù)總結(jié)
一種先導(dǎo)操縱隔膜閥(10)。該閥(10)具有入口(34)、出口(36)、隔膜(40)、排放通道(26)和環(huán)形過(guò)濾器(100)。排放通道(26)具有排放通道軸X。環(huán)形過(guò)濾器(100)設(shè)置在隔膜(40)的上游。排放通道(26)設(shè)置在隔膜(40)的上游。環(huán)形過(guò)濾器(100)與入口(34)軸向?qū)?zhǔn)。環(huán)形過(guò)濾器(100)與排放通道軸X正交對(duì)準(zhǔn)，其被設(shè)置為用于防止污染物進(jìn)入排放通道(26)。一種用于車(chē)輛的冷卻劑控制系統(tǒng)，該冷卻劑控制系統(tǒng)包括先導(dǎo)操縱隔膜閥(10)。
