HVAC(加熱通風(fēng)和空調(diào))系統(tǒng)用于例如汽車(chē)的內(nèi)部艙室區(qū)域的氣候控制。HVAC系統(tǒng)可以配置有具有設(shè)置在殼體中的熱交換器的HVAC單元。HVAC分配系統(tǒng)可以可操作地連接到HVAC單元。HVAC系統(tǒng)可以具有一個(gè)或多個(gè)空氣流路徑，用于允許空氣例如流入、流出HVAC單元和HVAC分配系統(tǒng)，和/或在HVAC單元和HVAC分配系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)。門(mén)可以與空氣流動(dòng)路徑相關(guān)聯(lián)，用于控制流入、通過(guò)和/或流出HVAC單元和/或HVAC分配系統(tǒng)的空氣量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)示例，閥包括限定具有三個(gè)端口的流動(dòng)路徑的殼體。流動(dòng)路徑中的門(mén)響應(yīng)于桿的旋轉(zhuǎn)選擇性地控制通過(guò)流動(dòng)路徑的流動(dòng)。三個(gè)密封凸緣，每個(gè)限定三個(gè)端口中的一個(gè)。門(mén)具有三個(gè)可選擇的關(guān)閉位置，包括第一端口關(guān)閉位置，第二端口關(guān)閉位置和第三端口關(guān)閉位置。當(dāng)門(mén)處于每個(gè)關(guān)閉位置時(shí)，彈性密封件依次分別在門(mén)的密封面和三個(gè)密封凸緣中的每一個(gè)之間被壓縮。門(mén)具有第一樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)和平行于第一樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)并且與第一樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)間隔開(kāi)的第二樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)。門(mén)可交替地圍繞第一樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)和第二樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)，以可選擇地(各自單獨(dú)地并且分開(kāi)地依次)關(guān)閉三個(gè)端口。

該示例有利地采用具有非滑動(dòng)、壓縮密封件的單個(gè)門(mén)控制通過(guò)三個(gè)端口的流動(dòng)?，F(xiàn)有的閥使用滑動(dòng)密封件或至少2個(gè)門(mén)來(lái)控制通過(guò)三個(gè)端口的流動(dòng)。與具有滑動(dòng)密封件的現(xiàn)有閥相比，本公開(kāi)的示例的非滑動(dòng)或壓縮密封件中的摩擦和剪切力減小，從而有利地具有更優(yōu)的耐久性。此外，通過(guò)消除克服靜摩擦和滑動(dòng)摩擦之間相對(duì)困難的差異以及負(fù)載的不確定性的需要，本公開(kāi)的示例有利地允許通過(guò)自動(dòng)致動(dòng)器更精確的控制。此外，壓縮密封件相對(duì)于滑動(dòng)密封件可具有生產(chǎn)成本優(yōu)勢(shì)。

在另一個(gè)示例中，門(mén)可圍繞第一樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)，以可選擇地調(diào)節(jié)第一端口和第二端口之間的第一開(kāi)口比例；并且門(mén)可圍繞第二樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)，以可選擇地調(diào)節(jié)第三端口和第一端口之間的第二開(kāi)口比例。圍繞第一樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)和第二樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的交替旋轉(zhuǎn)有助于有利地使用壓縮密封件而不是滑動(dòng)密封件。

在另一示例中，第一樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)在門(mén)圍繞第二樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)中橫過(guò)第一圓?。徊⑶业诙修D(zhuǎn)軸線(xiàn)在門(mén)圍繞第一樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)中橫過(guò)第二圓弧。交替軸線(xiàn)橫過(guò)圓弧有助于有利地使用壓縮密封而不是滑動(dòng)密封。

在又一個(gè)示例中，三個(gè)密封凸緣限定具有中心軸線(xiàn)的門(mén)操作腔；第一樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)平行于中心軸線(xiàn)；密封面具有第一側(cè)和與第一側(cè)相反的第二側(cè)；密封面的第一側(cè)具有與第一端口密封凸緣互補(bǔ)的第一密封邊緣，第一密封邊緣限定具有平行于第一樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的中心軸線(xiàn)的直圓柱體的段的周邊；并且密封面的第二側(cè)具有第二密封邊緣，第二密封邊緣關(guān)于由第一樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)和第二樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)限定的平面與第一密封邊緣鏡像，第二密封邊緣與第二端口密封凸緣互補(bǔ)并且與第三端口密封凸緣互補(bǔ)。門(mén)具有芯，以防止流體流動(dòng)通過(guò)由第一密封邊緣和第二密封邊緣界定的空間；門(mén)具有從芯延伸的曲柄臂；曲柄臂具有從曲柄臂的表面延伸的圓柱形柱；圓柱形柱平行于第一樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)；凸輪軌道由曲柄臂限定以引導(dǎo)桿的凸輪部分；彈性密封件的第一部分沿著第一密封邊緣連續(xù)地設(shè)置在密封面的第一側(cè)上；并且彈性密封件的第二部分沿著第二密封邊緣連續(xù)地設(shè)置在密封面的第二側(cè)上。

在又一個(gè)示例中，當(dāng)門(mén)處于第三端口密封位置時(shí)，彈性密封件在門(mén)的密封面和第三端口密封凸緣之間被壓縮，以阻擋流體流過(guò)第三端口；當(dāng)所述門(mén)處于第一端口密封位置時(shí)，彈性密封件在門(mén)的密封面和第一端口密封凸緣之間被壓縮，以阻擋流體流過(guò)第一端口；并且當(dāng)門(mén)處于第二端口密封位置時(shí)，彈性密封件在門(mén)的密封面和第二端口密封凸緣之間被壓縮，以阻擋流體流過(guò)第二端口。彈性密封件的壓縮以阻擋流體流過(guò)第一、第二和第三端口，從而有利地提供了比具有滑動(dòng)密封件的桶門(mén)閥更為持久的密封。

在示例中，由垂直于中心軸線(xiàn)的平面切割的門(mén)操作腔的橫截面限定勒洛三角形。勒洛三角形有利地允許門(mén)圍繞第一和第二樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)有效地旋轉(zhuǎn)，并且有助于有利地使用壓縮密封而不是滑動(dòng)密封。

在另一個(gè)示例中，門(mén)包括限定在門(mén)操作腔的與第三端口密封凸緣相對(duì)的第一頂點(diǎn)處的門(mén)和殼體之間的第一接觸部處的第一支承表面，以當(dāng)門(mén)在第一端口關(guān)閉位置和第二端口關(guān)閉位置之間移動(dòng)時(shí)引導(dǎo)門(mén)圍繞第一樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)，并且門(mén)包括限定在門(mén)操作腔的與第二端口密封凸緣相對(duì)的第二頂點(diǎn)處門(mén)和殼體之間的第二接觸部處的第二支承表面，以當(dāng)門(mén)在第一端口關(guān)閉位置和第三端口關(guān)閉位置之間移動(dòng)時(shí)引導(dǎo)門(mén)圍繞第二樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)。支承表面有利地允許門(mén)的持久的、可重復(fù)的操作，防止卡住(jamming)并且有助于有利地使用壓縮密封而不是滑動(dòng)密封。

在另一示例中，門(mén)包括設(shè)置在其上的與第一樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)同軸的第一短軸；第一短軸遠(yuǎn)離門(mén)突出；殼體包括用于接收第一短軸的第一凹槽；第一凹槽沿著平行于第二端口密封凸緣的第二端口密封弧形部分的第一圓弧的路徑引導(dǎo)第一短軸；門(mén)包括設(shè)置在其上的與第二樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)同軸的第二短軸；第二短軸遠(yuǎn)離門(mén)突出；殼體包括用于接收第二短軸的第二凹槽；并且第二凹槽沿著平行于第三端口密封凸緣的第三端口密封弧形部分的第二圓弧的路徑引導(dǎo)第二短軸。短軸和凹槽之間的相互作用有利地更精確地引導(dǎo)門(mén)的運(yùn)動(dòng)，防止卡住并且有助于有利地使用壓縮密封而不是滑動(dòng)密封。

在另一示例中，桿限定U形軌道，以接合圓柱形柱。圓柱形柱通過(guò)U形軌道的接合有利地通過(guò)由單個(gè)致動(dòng)器旋轉(zhuǎn)的單個(gè)桿來(lái)控制門(mén)圍繞第一和第二樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)。

在另一個(gè)示例中，當(dāng)門(mén)處于第三端口密封位置并且桿旋轉(zhuǎn)到第三端口密封角時(shí)，桿通過(guò)U形軌道將張力施加到圓柱形柱，以拉動(dòng)曲柄臂，從而利用沿著圓柱形柱和第三端口密封凸緣的質(zhì)心之間的線(xiàn)的力將門(mén)促動(dòng)到第三端口密封位置；當(dāng)門(mén)處于第一端口密封位置并且桿旋轉(zhuǎn)到第一端口密封角時(shí)，桿通過(guò)凸輪部分將壓力施加到凸輪軌道，以推動(dòng)曲柄臂，從而利用沿凸輪部分和第一端口密封凸緣的質(zhì)心之間的線(xiàn)的力將門(mén)促動(dòng)到第一端口密封位置；當(dāng)門(mén)處于第二端口密封位置并且桿旋轉(zhuǎn)到第二端口密封角時(shí)，桿通過(guò)U形軌道將張力施加到圓柱形柱，以拉動(dòng)曲柄臂，從而利用沿圓柱形柱和第二端口密封凸緣的質(zhì)心之間的線(xiàn)的力將門(mén)促動(dòng)到第二端口密封位置。施加張力和壓力的線(xiàn)有助于有利地使用壓縮密封而不是滑動(dòng)密封。

在另一個(gè)示例中，當(dāng)桿在第一端口密封角的停留角內(nèi)時(shí)，門(mén)處于第一端口密封位置；并且當(dāng)桿在第一端口密封角的停留角度內(nèi)時(shí)，U形軌道具有到圓柱形柱的間隙。在停留角中U形軌道和圓柱形柱之間的間隙有利地允許凸輪軌道和凸輪使得密封件壓縮，而沒(méi)有圓柱形柱約束在U形軌道中，從而有助于有利地使用壓縮密封件而不是滑動(dòng)密封。

在一個(gè)示例中，停留角為從大約2度到大約6度。停留角為約2度至約6度有利地允許壓縮密封件對(duì)于自動(dòng)致動(dòng)器的制造公差和控制公差是魯棒性的。

在又一示例中，桿圍繞軸旋轉(zhuǎn)，軸沿著通過(guò)中心軸線(xiàn)和門(mén)操作腔的與第一端口密封凸緣相對(duì)的第二頂點(diǎn)的線(xiàn)定位在門(mén)操作腔的徑向外側(cè)；當(dāng)門(mén)處于第三端口密封位置時(shí)，桿基本上填充第三端口密封凸緣中的第一凹口，以與第三端口密封凸緣提供到彈性密封件的第一表面,以防止流體繞過(guò)門(mén)；當(dāng)門(mén)處于第二端口密封位置時(shí)，桿基本上填充第二端口密封凸緣中的第二凹口，以與第二端口密封凸緣提供到彈性密封件的第二基本上連續(xù)的表面,以防止流體繞過(guò)門(mén)。這樣的示例有利地減少了桿侵入到流動(dòng)路徑中，并且防止流體在桿擺動(dòng)通過(guò)的凹口處繞過(guò)門(mén)。

在又一示例中，桿包括中心槽，以接收曲柄臂；中心槽限定在桿的第一腿部和第二腿部之間；第一腿部具有第二腿部的對(duì)稱(chēng)相對(duì)的幾何形狀；曲柄臂關(guān)于與軸正交的中間平面具有二重對(duì)稱(chēng)性；并且由桿施加在曲柄臂上的力的合成矢量位于中間平面中。由桿施加在曲柄臂上的力的合成矢量位于中間平面中有利地減小了中間平面外的扭矩，從而消除了對(duì)于減小門(mén)在門(mén)操作腔中的扭轉(zhuǎn)和約束的補(bǔ)償(例如利用剛度或軸承)的需要。

在另一示例中，當(dāng)桿在第一端口密封角和第一凸輪釋放角之間在第一端口密封角和第二端口密封角之間旋轉(zhuǎn)時(shí)，凸輪與凸輪軌道的接合引起門(mén)圍繞第一樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)的扭矩；當(dāng)桿在第一端口密封角和第二凸輪釋放角之間在第一端口密封角和第三端口密封角之間旋轉(zhuǎn)時(shí)，凸輪與凸輪軌道的接合引起門(mén)圍繞第二樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)的扭矩。旋轉(zhuǎn)門(mén)的扭矩有利地通過(guò)在來(lái)自U形軌道和圓柱形柱的扭矩相對(duì)較低的門(mén)旋轉(zhuǎn)角度處的凸輪與凸輪軌道的接合來(lái)施加。因此，可以有利地防止自動(dòng)致動(dòng)器停轉(zhuǎn)，或者可以施加具有較小扭矩的自動(dòng)致動(dòng)器。

在另一個(gè)示例中，閥還包括旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器，其具有帶輸出軸旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的輸出軸；并且輸出軸連接到軸以與其一起旋轉(zhuǎn)，其中，輸出軸的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)與軸同軸。輸出軸旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)和軸的同軸有利地允許輸出軸和軸的整合，或者減少用于聯(lián)接所需的部件的數(shù)量。輸出軸旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)和軸的同軸還有利地減小了旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器上的潛在偏心負(fù)載。

附圖說(shuō)明

通過(guò)參考以下詳細(xì)描述和附圖，本公開(kāi)的實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)，其中相同的附圖標(biāo)記對(duì)應(yīng)于相同或相似(盡管可能不相同)的部件。為了簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，具有先前描述的功能的附圖標(biāo)記或特征可以或可以不結(jié)合出現(xiàn)它們的其它附圖來(lái)描述。

圖1A-1C半示意性地示出了HVAC(加熱通風(fēng)和空調(diào))系統(tǒng)中的現(xiàn)有桶門(mén)閥的橫截面；

圖2A半示意性地示出了控制通過(guò)HVAC系統(tǒng)中的兩個(gè)端口的流動(dòng)的現(xiàn)有2位置門(mén)閥的橫截面；

圖2B半示意性地示出了具有控制通過(guò)HVAC系統(tǒng)中的兩個(gè)端口的流動(dòng)的兩個(gè)蝶閥的現(xiàn)有HVAC系統(tǒng)的橫截面；

圖3半示意性地示出了HVAC系統(tǒng)中的本公開(kāi)的閥的示例的橫截面；

圖4A是HVAC殼體的一部分的示例的透視圖，其具有根據(jù)本公開(kāi)的可操作地設(shè)置在其中的閥的示例；

圖4B是圖4A所示的閥和HVAC殼體的一部分的示例的透視圖，其中HVAC殼體的一部分被移除以顯示根據(jù)本公開(kāi)的門(mén)的示例的細(xì)節(jié)；

圖5A是根據(jù)本公開(kāi)的殼體的第二部分的示例的透視部件圖；

圖5B是根據(jù)本公開(kāi)的殼體的第一部分的示例的透視部件圖；

圖6A-6C是示出根據(jù)本公開(kāi)的閥狀態(tài)的示例的半示意性橫截面視圖，其中圖6A示出了第三端口密封狀態(tài)，圖6B示出了第一端口密封狀態(tài)，并且圖6C示出了第二端口密封狀態(tài)；

圖7是根據(jù)本公開(kāi)的門(mén)的示例的透視部件圖；

圖8是根據(jù)本公開(kāi)的桿的示例的透視部件圖；

圖9是包括圖5A所示的殼體的第二部分的示例、圖7所示的門(mén)的示例、以及圖8所示的桿的示例的部分閥組件的后透視圖；

圖10A-10D是示出具有通過(guò)根據(jù)本公開(kāi)的閥控制的一個(gè)入口和兩個(gè)出口的HVAC系統(tǒng)中的流動(dòng)狀態(tài)的示例的半示意性橫截面圖，其中圖10A示出了到第一出口的流動(dòng)打開(kāi)并且到第二出口的流動(dòng)被阻擋，圖10B示出了到第二出口的流動(dòng)打開(kāi)并且到第一出口的流動(dòng)被阻擋，圖10C示出了來(lái)自入口的流動(dòng)被阻擋，并且圖10D示出了來(lái)自入口的流動(dòng)在第一出口和第二出口之間分流；

圖10E是示出具有單獨(dú)的除霜和地板蝶門(mén)的現(xiàn)有HVAC系統(tǒng)的半示意性橫截面圖；

圖10F是示出本公開(kāi)的示例的、用本公開(kāi)的閥替代圖10E所示的單獨(dú)的除霜和地板蝶門(mén)的半示意性橫截面圖；

圖11A-11F是示出通過(guò)根據(jù)本公開(kāi)的閥控制的具有兩個(gè)入口和一個(gè)出口的HVAC系統(tǒng)中的流動(dòng)狀態(tài)的示例的半示意性橫截面圖，圖11A示出了來(lái)自第一入口的流動(dòng)打開(kāi)并且來(lái)自第二入口的流動(dòng)打開(kāi)，且到出口的流動(dòng)打開(kāi)，圖11B示出來(lái)自第一入口的流動(dòng)被阻擋并且從第二入口到出口的流動(dòng)打開(kāi)，圖11C示出從第一和第二入口到出口的流動(dòng)打開(kāi)，圖11D示出了來(lái)自第二入口的流動(dòng)被阻擋并且從第一入口到出口的流動(dòng)打開(kāi)，圖11E示出了從第一入口到出口的流動(dòng)打開(kāi)并且來(lái)自第二入口的流動(dòng)被限制，圖11F示出了來(lái)自出口的流動(dòng)被阻擋，并且來(lái)自第一入口和第二入口的流動(dòng)被停轉(zhuǎn)(stall)；

圖12A-12E是示出本公開(kāi)的閥的示例的運(yùn)動(dòng)學(xué)的一系列半示意性橫截面圖，圖12A示出了處于第三端口密封狀態(tài)的閥的示例，圖12B示出了在第三端口密封狀態(tài)和第一端口密封狀態(tài)之間處于約20％的閥的示例，圖12C示出了在第三端口密封狀態(tài)和第一端口密封狀態(tài)之間處于約50％的閥的示例，圖12D示出了在第三端口密封狀態(tài)和第一端口密封狀態(tài)之間處于約75％的閥的示例，圖12E示出了在第三端口密封狀態(tài)和第一端口密封狀態(tài)之間處于約90％的閥；

圖13A-13F繼續(xù)圖12A-12E的系列，示出了本公開(kāi)的閥的示例的運(yùn)動(dòng)學(xué)，其中，圖13A示出了閥，其中桿處于從第一端口密封角起的逆時(shí)針停留角，圖13B示出了閥，其中桿處于第一端口密封角，圖13C示出了閥，其中桿處于從第一端口密封角起的順時(shí)針停留角，圖13D示出了在第一端口密封狀態(tài)和第二端口密封狀態(tài)之間處于約25％的閥，圖13E示出了在第一端口密封狀態(tài)和第二端口密封狀態(tài)之間處于約80％的閥，且圖13F示出了處于第二端口密封狀態(tài)的閥；

圖14是示出根據(jù)本公開(kāi)的閥的示例的剖面透視圖，其中桿處于第一端口密封角；

圖15A是根據(jù)本公開(kāi)的桿的示例的側(cè)視圖；

圖15B是圖15A所示的桿的示例的端視圖；

圖15C是圖15A所示的桿的示例的透視圖；

圖16A是根據(jù)本公開(kāi)的閥的殼體的一部分的透視剖視圖，其示出了用于接收桿的凹口；

圖16B是本公開(kāi)的殼體的半示意性側(cè)視圖，其示出了潛在的泄漏路徑，在本公開(kāi)中由于其被桿阻擋而被消除；

圖16C是如圖16A所示的本公開(kāi)的殼體的半示意性側(cè)視圖，其中所示的桿與根據(jù)本發(fā)明的第二端口密封凸緣一起形成密封表面；

圖16D是圖16B的視圖的一部分的側(cè)視圖，示出了根據(jù)本公開(kāi)的桿阻擋泄漏路徑；

圖17A是具有本公開(kāi)的閥的將冷空氣引導(dǎo)到車(chē)輛的后乘客區(qū)的HVAC系統(tǒng)的一部分的半示意性橫截面圖；

圖17B是圖17A所示的HVAC系統(tǒng)的一部分的半示意性橫截面圖，不同之處在于示出本公開(kāi)的閥將加熱的空氣引導(dǎo)到車(chē)輛的后乘客區(qū)；

圖17C是圖17A所示的HVAC系統(tǒng)的一部分的半示意性橫截面圖，不同之處在于示出本公開(kāi)的閥阻擋空氣流到車(chē)輛的后乘客區(qū)、并且允許空氣通過(guò)閥到加熱器；

圖18A是具有本公開(kāi)的閥的HVAC系統(tǒng)的一部分的半示意性橫截面視圖，以選擇性地將流動(dòng)引導(dǎo)到乘用車(chē)輛的后通風(fēng)口或后地板；

圖18B是圖18A所示的閥的半示意性詳圖，其中閥阻擋后地板管道并允許空氣流動(dòng)通過(guò)到后通風(fēng)管道；

圖18C是圖18A所示的閥的半示意性詳圖，其中閥阻擋后通風(fēng)管道并允許空氣流動(dòng)通過(guò)到后地板管道；

圖18D是圖18A所示的閥的半示意性詳圖，其中閥阻擋空氣輸入，例如在HVAC擋風(fēng)玻璃除霜功能中；以及

圖19是具有本公開(kāi)的閥的HVAC系統(tǒng)的一部分的半示意性橫截面視圖，以選擇性地將流動(dòng)引導(dǎo)到乘用車(chē)輛的后通風(fēng)口或后地板。

具體實(shí)施方式

管道中的流體流可以由閥控制。在一個(gè)示例中，流體可以是空氣，并且管道可以是HVAC系統(tǒng)的一部分?？刹僮鞯卦O(shè)置在汽車(chē)中的HVAC系統(tǒng)可以是緊湊和輕量的。閥可以控制通過(guò)HVAC系統(tǒng)的空氣流。HVAC系統(tǒng)中的閥可以是門(mén)。

圖1A-1C半示意性地示出了HVAC系統(tǒng)26中的現(xiàn)有的桶門(mén)閥(barrel-door valve)25的橫截面。圖1A-1C中的桶門(mén)27旋轉(zhuǎn)通過(guò)三個(gè)位置。圖1A示出了桶門(mén)27處于關(guān)閉入口管道28的位置。圖1B示出了桶門(mén)27處于阻擋到通向通風(fēng)口的管道30的流動(dòng)路徑的位置。如本文所使用的，通風(fēng)口是指具有出口的管道，其朝向在車(chē)輛的座位中的正常就座位置中的乘客的頭部投射空氣。在圖1B中，引導(dǎo)輸入氣流的管道28和引導(dǎo)氣流到地板的管道33打開(kāi)。在圖1C中，桶門(mén)27處于阻擋到通向地板的管道33的流動(dòng)路徑的位置。在圖1C中，引導(dǎo)輸入氣流的管道28和引導(dǎo)氣流到通風(fēng)口的管道30打開(kāi)。如果桶門(mén)27具有密封件以減少氣流圍繞桶門(mén)27的泄漏，則由密封件引起的摩擦增加了轉(zhuǎn)動(dòng)桶門(mén)27的扭矩。與非滑動(dòng)或壓縮密封件相比，施加在圖1A-1C所示的滑動(dòng)密封件上的摩擦力和剪切力可能導(dǎo)致密封系統(tǒng)的耐久性降低。此外，靜摩擦和滑動(dòng)摩擦之間的差異以及負(fù)載的不確定性使得通過(guò)自動(dòng)致動(dòng)器對(duì)桶門(mén)運(yùn)動(dòng)的精確控制相對(duì)困難。此外，滑動(dòng)密封件可能比壓縮密封件更昂貴。

圖2A半示意性地示出了控制通過(guò)HVAC系統(tǒng)26'中的兩個(gè)端口的流動(dòng)的現(xiàn)有的2-位置門(mén)閥31的橫截面。與圖1A-1C所示的桶門(mén)27不同，圖2A中的桶門(mén)27'具有凸緣67，其接合互補(bǔ)密封座68，以形成壓縮密封。圖2A中的密封位置之間沒(méi)有密封阻力。圖2A所示的桶門(mén)27'限于兩個(gè)密封位置。例如，桶門(mén)27'可以在順時(shí)針位置或逆時(shí)針位置密封。為了實(shí)現(xiàn)3-位置流動(dòng)控制，將需要第二個(gè)雙位置門(mén)(例如蝶門(mén)、旗門(mén)或另一個(gè)2位置門(mén)閥31)。

圖2B半示意性地示出了具有控制通過(guò)HVAC系統(tǒng)26”中的兩個(gè)端口69的流動(dòng)的兩個(gè)蝶閥34的現(xiàn)有HVAC系統(tǒng)26”的橫截面。蝶閥34通過(guò)蝶閥34的大部分旋轉(zhuǎn)范圍接合壓縮密封件而沒(méi)有密封阻力。此外，所示的蝶閥34占據(jù)氣流中的空間，可能引起不期望的湍流、壓降和噪聲。具有兩個(gè)蝶閥34的HVAC系統(tǒng)26”比圖2A所示的HVAC系統(tǒng)26'中的單個(gè)桶門(mén)更復(fù)雜，因?yàn)镠VAC系統(tǒng)26”不僅包括一額外的門(mén)(蝶閥34)，還包括至少一個(gè)機(jī)械連桿(未示出)，以控制該額外的蝶閥34的運(yùn)動(dòng)。

圖3半示意性地示出了HVAC系統(tǒng)11中的本公開(kāi)的閥10的示例的橫截面。在圖3所示的示例中，閥10包括限定具有第一端口14、第二端口15和第三端口13的流體流動(dòng)路徑的殼體12。應(yīng)當(dāng)理解，在本公開(kāi)的示例中，端口13-15可以是入口或出口。第一端口14、第二端口15和第三端口13在本文中用于區(qū)分以及對(duì)作為示例的附圖的更準(zhǔn)確的理解。因此，本公開(kāi)的閥10的示例可以控制以流動(dòng)方向的任何組合通過(guò)任何三個(gè)類(lèi)似定位的端口的流動(dòng)。在如圖3所示的示例中，門(mén)20設(shè)置在流體流動(dòng)路徑中，以響應(yīng)于桿40的旋轉(zhuǎn)選擇性地控制流體通過(guò)流動(dòng)路徑的流動(dòng)。

圖4A是HVAC殼體的一部分的示例的透視圖，其具有根據(jù)本公開(kāi)的可操作地設(shè)置在其中的閥10的示例。如圖4A所示的示例中，閥可以包括具有輸出軸61的旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器50，輸出軸61具有輸出軸旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)62。輸出軸61連接到與其一起旋轉(zhuǎn)的軸44。輸出軸旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)62與軸44同軸。旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器50可以是例如電馬達(dá)，真空馬達(dá)、驅(qū)動(dòng)曲柄的電螺線(xiàn)管、或任何合適的旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器50。

殼體包括殼體的第一部分96，以與殼體的第二部分97配合在一起。圖4B是圖4A所示的閥10和HVAC殼體的一部分的示例的透視圖，其中，HVAC殼體的第二部分97被移除以顯示根據(jù)本公開(kāi)的門(mén)20的示例的細(xì)節(jié)。圖5A是圖4A所示的殼體的第二部分97的透視部件圖。圖5B是圖4A所示的殼體的第一部分96的透視部件圖。

如圖4A、4B和5A所示，三個(gè)密封凸緣36、37、38各自限定第三端口13、第一端口14和第二端口15的相應(yīng)周邊。門(mén)20具有三個(gè)關(guān)閉位置，包括第三端口關(guān)閉位置(參見(jiàn)圖6A)、第一端口關(guān)閉位置(參見(jiàn)圖6B)和第二端口關(guān)閉位置(參見(jiàn)圖6C)。當(dāng)門(mén)20處于每個(gè)關(guān)閉位置時(shí)，彈性密封件21依次分別在門(mén)20的密封面22和三個(gè)密封凸緣36、37、38中的每一個(gè)之間被壓縮。

圖6A-6C是示出根據(jù)本公開(kāi)的閥的狀態(tài)的示例的半示意性橫截面圖。圖6A示出了第三端口密封狀態(tài)。在圖6A中，大流動(dòng)方向箭頭示出了從第二端口15穿過(guò)第一端口14的流動(dòng)路徑。圖6B示出了第一端口密封狀態(tài)。在圖6B中，大流動(dòng)方向箭頭示出了從第三端口13穿過(guò)第二端口15的流動(dòng)。圖6C示出了第二端口密封狀態(tài)。在圖6C中，大流動(dòng)方向箭頭示出了從第三端口13穿過(guò)第一端口14的流動(dòng)。

參考圖6A-6C，門(mén)20具有第一樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)42和平行于第一樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)42并且與第一樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)42間隔開(kāi)的第二樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)43。門(mén)20可以交替地圍繞第一樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)42和第二樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)43旋轉(zhuǎn)，以可選擇地(各自單獨(dú)地并且繼而分別地)關(guān)閉第一端口、第二端口和第三端口。如本文所使用的，可交替地旋轉(zhuǎn)是指門(mén)可圍繞第一樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)42和第二樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)43旋轉(zhuǎn)，然而，不是同時(shí)。

第一樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)42在門(mén)20圍繞第二樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)43旋轉(zhuǎn)時(shí)橫過(guò)第一圓弧190。第二樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)43在門(mén)20圍繞第一樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)42旋轉(zhuǎn)時(shí)橫過(guò)第二圓弧191。如本文所使用的，“旋轉(zhuǎn)時(shí)”是指在門(mén)20的旋轉(zhuǎn)期間。如本文所使用的，“橫過(guò)”是指沿著…而移動(dòng)。

在圖6A-6C所示的閥10的示例中，三個(gè)密封凸緣36、37、38限定具有中心軸線(xiàn)35的門(mén)操作腔23。在該示例中，由垂直于中心軸線(xiàn)35的平面切割的門(mén)操作腔23的橫截面限定勒洛三角形(Reuleaux triangle)71。應(yīng)當(dāng)理解，門(mén)操作腔23的弧72、73、74可以具有大于或小于完美的勒洛三角形的相應(yīng)半徑75、76、77。門(mén)20具有平行于中心軸線(xiàn)35的第一樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)42。門(mén)20具有平行于第一樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)42的第二樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)43。密封面22具有第一側(cè)63和與第一側(cè)63相反的第二側(cè)64。密封面22的第一側(cè)63具有與第一端口密封凸緣37互補(bǔ)的第一密封邊緣47。第一密封邊緣47限定具有平行于第一樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)42的中心軸線(xiàn)79的直圓柱體78的部段的周邊(見(jiàn)圖7)。

仍然參考圖6A-6C，密封面22的第二側(cè)64具有第二密封邊緣48，其圍繞由第一樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)42和第二樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)43限定的平面80與第一密封邊緣47鏡像。第二密封邊緣48與第二端口密封凸緣38互補(bǔ)并與第三端口密封凸緣36互補(bǔ)。門(mén)20具有芯81，以防止流體流過(guò)由第一密封邊緣47和第二密封邊緣48界定的空間。

圖7是根據(jù)本公開(kāi)的門(mén)20的示例的透視部件圖。如上所述，圖7所示的門(mén)20的示例具有平行于中心軸線(xiàn)35的第一樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)42。門(mén)20具有平行于第一樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)42的第二樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)43。密封面22具有第一側(cè)63和與第一側(cè)63相反的第二側(cè)64。密封面22的第一側(cè)63具有與第一端口密封凸緣37互補(bǔ)的第一密封邊緣47。第一密封邊緣47限定具有平行于第一樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)42的中心軸線(xiàn)的直圓柱體的部段的周邊。

密封面22的第二側(cè)64具有第二密封邊緣48，其圍繞由第一樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)42和第二樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)43限定的平面與第一密封邊緣47鏡像。門(mén)20具有芯，以防止流體流過(guò)由第一密封邊緣47和第二密封邊緣48界定的空間。

門(mén)20具有從芯延伸的曲柄臂41。曲柄臂41具有從曲柄臂41的表面延伸的圓柱形柱49。圓柱形柱49平行于第一樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)42。凸輪軌道45由曲柄臂41限定，以引導(dǎo)桿40的凸輪部分19(參見(jiàn)例如圖12D和圖12E)。彈性密封件21的第一部分沿著第一密封邊緣47連續(xù)地設(shè)置在密封面22的第一側(cè)63上。彈性密封件21的第二部分沿著第二密封邊緣48連續(xù)地設(shè)置在密封面22的第二側(cè)64上。

在一個(gè)示例中，彈性密封件21可以是包覆模制在如圖7所示的門(mén)20上的彈性材料。門(mén)20可以包括用于彈性材料在模制過(guò)程期間流過(guò)的孔24。在另一示例中，彈性材料可以使用粘合劑附接到門(mén)20。

仍然參考圖7，彈性密封件21的第一部分沿著第一密封邊緣47連續(xù)地設(shè)置在門(mén)20的密封面22的第一側(cè)63上。彈性密封件21的第二部分沿著第二密封邊緣48連續(xù)地設(shè)置在密封面22的第二側(cè)64上。

當(dāng)門(mén)20處于第三端口密封位置(如圖6A所示)時(shí)，彈性密封件21在門(mén)20的密封面22和第三端口密封凸緣36之間被壓縮，以阻擋流體流過(guò)第三端口。類(lèi)似地，當(dāng)門(mén)20處于第一端口密封位置(如圖6B所示)時(shí)，彈性密封件21在門(mén)20的密封面22和第一端口密封凸緣37之間被壓縮，以阻擋流體流過(guò)第一端口。當(dāng)門(mén)20處于第二端口密封位置(如圖6C所示)時(shí)，彈性密封件21在門(mén)20的密封面22和第二端口密封凸緣38之間被壓縮，以阻擋流體流過(guò)第二端口。

仍然參考圖7，門(mén)20具有從芯81延伸的曲柄臂41。曲柄臂41具有從曲柄臂41的表面延伸的圓柱形柱49。圓柱形柱49平行于第一樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)42。凸輪軌道45由曲柄臂41限定，以引導(dǎo)桿40的凸輪部分19(參見(jiàn)例如圖12D)。

在一個(gè)示例中，門(mén)20可以包括第一支承表面82，該第一支承表面82限定在門(mén)20和殼體之間的第一接觸部83(參見(jiàn)圖6A)處，該第一接觸部83在門(mén)操作腔23的與第三端口密封凸緣36相對(duì)的第一頂點(diǎn)84處(參見(jiàn)圖6A)。當(dāng)門(mén)20在第一端口關(guān)閉位置和第二端口關(guān)閉位置之間移動(dòng)時(shí)(參見(jiàn)圖13C-13F)，第一支承表面82用于引導(dǎo)門(mén)20圍繞第一樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)42旋轉(zhuǎn)。

如圖13D和13E所示，門(mén)20可圍繞第一樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)42旋轉(zhuǎn)，以可選擇地調(diào)節(jié)第一端口14和第二端口15之間的第一開(kāi)口比例。例如，如果圖13D所示的第三端口13是入口，則約25％的流動(dòng)將被引導(dǎo)通過(guò)對(duì)應(yīng)于第一端口14的出口，并且約75％的流動(dòng)將被引導(dǎo)通過(guò)對(duì)應(yīng)于第二端口15的另一出口。在該示例中，假設(shè)流動(dòng)的比例與第一端口14和第二端口15之間的第一開(kāi)口比例大致相同。類(lèi)似地，如果圖13E所示的第三端口13是入口，則約80％的流動(dòng)將被引導(dǎo)通過(guò)對(duì)應(yīng)于第一端口14的出口，并且約20％的流動(dòng)將被引導(dǎo)通過(guò)對(duì)應(yīng)于第二端口15的另一出口。

如圖12A-12E所示，門(mén)20還可以包括第二支承表面85，該第二支承表面85限定在門(mén)20和殼體之間的第二接觸部86處，該第二接觸部86在門(mén)操作腔23的與第二端口密封凸緣38相對(duì)的第二頂點(diǎn)87處。當(dāng)門(mén)20在第一端口關(guān)閉位置和第三端口關(guān)閉位置之間移動(dòng)時(shí)(參見(jiàn)圖12A-12E)，第二支承表面85用于引導(dǎo)門(mén)20圍繞第二樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)43旋轉(zhuǎn)。第一支承表面82和第二支承表面85可以包括彈性密封件21的一部分(參見(jiàn)圖12E)。

如圖12B和12E所示，門(mén)20可圍繞第二樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)43旋轉(zhuǎn)，以可選擇地調(diào)節(jié)第一端口14和第三端口15之間的第二開(kāi)口比例。例如，如果圖12B所示的第二端口15是入口，則約20％的流動(dòng)將被引導(dǎo)通過(guò)對(duì)應(yīng)于第三端口13的出口，并且約80％的流動(dòng)將被引導(dǎo)通過(guò)對(duì)應(yīng)于第一端口14的另一出口。在該示例中，假設(shè)流動(dòng)的比例與第三端口13和第一端口14之間的第二開(kāi)口比例大致相同。類(lèi)似地，如果圖12C所示的第二端口15是入口，則約50％的流動(dòng)將被引導(dǎo)通過(guò)對(duì)應(yīng)于第三端口13的出口，并且約50％的流動(dòng)將被引導(dǎo)通過(guò)對(duì)應(yīng)于第一端口14的另一出口。

遵循同樣的模式，如果圖12D所示的第二端口15是入口，則約75％的流動(dòng)將被引導(dǎo)通過(guò)對(duì)應(yīng)于第三端口13的出口，并且約25％的流動(dòng)將被引導(dǎo)通過(guò)對(duì)應(yīng)于第一端口14的另一出口。圖8是根據(jù)本公開(kāi)的桿40的示例的透視部件圖。圖15A-15C是圖10所示的桿40的示例的其它視圖。桿40圍繞軸44樞轉(zhuǎn)。在一個(gè)示例中，桿40可相對(duì)于軸44旋轉(zhuǎn)，或者軸44可被固定以使與軸44一起旋轉(zhuǎn)。軸44從桿40的頭部39延伸。具有T形橫截面的凸緣32平行于軸44的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)延伸。凸緣32填充桿40和殼體之間的間隙9(見(jiàn)圖16D)，以防止當(dāng)桿40處于第三端口密封角54和第二端口密封角53時(shí)流體通過(guò)間隙9泄漏。桿40在頭部39的相反側(cè)上具有第一橋接板55和第二橋接板56。第一橋接板55和第二橋接板56形成在與凸緣32相反的頭部39中。第一橋接板55延伸過(guò)第三端口密封凸緣36中的第一凹口65(參見(jiàn)圖16B)，以當(dāng)門(mén)20處于第三端口密封位置時(shí)，與第三端口密封凸緣36提供到彈性密封件21的第一基本上連續(xù)的表面，以防止流體繞過(guò)門(mén)20(參見(jiàn)圖16C)時(shí)。第二橋接板56延伸過(guò)第二端口密封凸緣38中的第二凹口66(參見(jiàn)圖16A)，以當(dāng)門(mén)20處于第二端口密封位置時(shí)，與第二端口密封凸緣38提供到彈性密封件21的第二基本上連續(xù)的表面(參見(jiàn)圖16C)，以防止流體繞過(guò)門(mén)。桿40還包括從頭部39延伸的窄本體部分8。

在圖8和15A-15C中所示的桿40的示例包括中心槽46，以接收曲柄臂41。中心槽46限定在桿40的第一腿部59和第二腿部60之間。第一腿部59具有與第二腿部60的相對(duì)對(duì)稱(chēng)的幾何形狀。U形軌道92限定在每個(gè)腿部中。U形軌道92具有第一分支16和第二分支18。第一分支16和第二分支18沿著通過(guò)軸旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)62的徑向線(xiàn)線(xiàn)性地延伸。在一個(gè)示例中，第一分支16和第二分支18可以偏離平行于通過(guò)軸旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)62的徑向線(xiàn)高達(dá)約2度。U形軌道92的彎曲部分17將第一分支16連結(jié)到第二分支18。釋放凹口58限定在彎曲部分17的遠(yuǎn)端的中心。當(dāng)桿40處于第一端口密封角52的止停角51內(nèi)時(shí)，釋放凹口58為圓柱形柱49提供間隙。凸輪部分19限定在第一腿部59的端部和第二腿部60的端部處。在圖8、15B和15C所示的示例中，凸輪部分19是的圓柱形短軸，其從相應(yīng)的腿部朝向中心槽46延伸。如上所述，凸輪部分19是彼此的鏡像。如本文所使用的，短軸是指具有小于約5的圓柱形軸的長(zhǎng)度與圓柱形軸的直徑的比率的軸。

在圖15B所示的示例中，桿40包括中心槽46，以接收曲柄臂41。中心槽46限定在桿40的第一腿部59和第二腿部60之間。第一腿部59具有第二腿部60的對(duì)稱(chēng)相對(duì)的幾何形狀。如圖15B所示，第一腿部59是第二腿部60的鏡像。曲柄臂41(參見(jiàn)例如圖7和圖14)關(guān)于與軸44正交的中間平面95具有二重對(duì)稱(chēng)性。曲柄臂41的二重對(duì)稱(chēng)性至少應(yīng)用于圓柱形柱49和凸輪軌道45。這樣，存在從曲柄臂41的相反側(cè)突出的圓柱形柱49。類(lèi)似地，凸輪軌道45設(shè)置在曲柄臂41的相反面的每一個(gè)上。由桿40施加在曲柄臂41上的力的合成矢量位于中間平面95中。具體地，力施加在每個(gè)圓柱形柱49和桿40的相應(yīng)的U形軌道92之間，并且在每個(gè)凸輪部分19和相應(yīng)的凸輪軌道45之間。對(duì)稱(chēng)性使得偏心負(fù)載被抵消，從而產(chǎn)生位于中間平面中的合成力矢量。中間平面95中的合成力矢量不產(chǎn)生出離中間平面95的扭矩。出離中間平面95的扭矩可能需要補(bǔ)償(例如通過(guò)剛度或軸承)，以減少門(mén)20在門(mén)操作腔23中的扭轉(zhuǎn)和約束。

圖9是包括圖5A所示的殼體的第一部分的示例、圖7所示的門(mén)20的示例、以及圖8所示的桿40的示例的部分閥組件的后透視圖。彈性密封件21在圖9中未示出。閥被示出為具有桿40，并且門(mén)20處于對(duì)應(yīng)于第一端口密封狀態(tài)的位置。

一起參考圖9和圖6A-6C，注意，圖9是從圖6A-6C所示的相反端觀察的視圖。在所示的示例中，門(mén)20包括設(shè)置在其上與第一樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)42同軸的第一短軸88。第一短軸88從門(mén)20突出。殼體包括第一凹槽90，以接收第一短軸88。第一凹槽90沿著平行于第二端口密封凸緣38的第二端口密封弧形部分的第一圓弧190的路徑引導(dǎo)第一短軸。門(mén)20包括設(shè)置在其上與第二樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)43同軸的第二短軸89。第二短軸89從門(mén)突出。殼體包括第二凹槽91，以接收第二短軸89。第二凹槽91沿著平行于第三端口密封凸緣36的第三端口密封弧形部分的第二圓弧191的路徑引導(dǎo)第二短軸89。

在圖9和6A-6C所示的示例中，桿40限定U形軌道92，以接合圓柱形柱49。當(dāng)門(mén)20處于第三端口密封位置并且桿40旋轉(zhuǎn)到第三端口密封角54時(shí)，桿40通過(guò)U形軌道92將張力施加到圓柱形柱49，以拉動(dòng)曲柄臂41，從而利用沿圓柱形柱49和第三端口密封凸緣36的質(zhì)心之間的線(xiàn)的力將門(mén)20致動(dòng)到第三端口密封位置。當(dāng)門(mén)20處于第一端口密封位置并且桿40旋轉(zhuǎn)到第一端口密封角52時(shí)，桿40通過(guò)凸輪部分19將壓力施加到凸輪軌道45，以推動(dòng)曲柄臂41，從而利用沿凸輪部分19和第一端口密封凸緣37的質(zhì)心之間的線(xiàn)的力將門(mén)20致動(dòng)到第一端口密封位置。當(dāng)門(mén)20處于第二端口密封位置并且桿40旋轉(zhuǎn)到第二端口密封角53時(shí)，桿40通過(guò)U形軌道92將張力施加到圓柱形柱49，以拉動(dòng)曲柄臂41，從而利用沿圓柱形柱49和第二端口密封凸緣38的質(zhì)心之間的線(xiàn)的力將門(mén)20致動(dòng)到第二端口密封位置。

圖10A-10D是示出通過(guò)根據(jù)本公開(kāi)的閥10控制的具有一個(gè)入口3、第一出口4和第二出口5的HVAC系統(tǒng)11中的流動(dòng)狀態(tài)的示例的半示意性橫截面圖。桿40和門(mén)20由指示相對(duì)位置的棒圖表示；然而，圖10A-10D中的部件的形狀僅僅是部件的實(shí)際形狀的粗略近似。在圖10A-10D中，入口3對(duì)應(yīng)第三端口13，第一出口4對(duì)應(yīng)第一端口14，第二出口5對(duì)應(yīng)第二端口15。圖10A示出了到第一出口4/第一端口14的流動(dòng)打開(kāi)、并且到第二出口5/第二端口15的流動(dòng)被阻擋。圖10B示出了到第二出口5/第二端口15的流動(dòng)打開(kāi)、并且到第一出口4/第一端口14的流動(dòng)被阻擋。圖10C示出了來(lái)自入口3/第三端口13的流動(dòng)被阻擋。圖10D示出了來(lái)自入口3/第三端口13的流動(dòng)部分打開(kāi)到第一出口4/第一端口14、并且部分打開(kāi)到第二出口5/第二端口15。

本公開(kāi)的示例可以如圖10F所示地實(shí)現(xiàn)，以簡(jiǎn)化HVAC單元，并與圖10E所示的現(xiàn)有HVAC單元相比減少部件數(shù)量。圖10E所示的分離的除霜蝶門(mén)和地板蝶門(mén)34被本公開(kāi)的閥10替代，如圖10F所示?，F(xiàn)有的除霜和地板蝶門(mén)34可以部分地阻塞空氣流動(dòng)路徑，即使當(dāng)如圖10E所示打開(kāi)時(shí)。本公開(kāi)的閥10除了在共混流動(dòng)(blended flow)的情況(圖10D)之外，不具有這樣的障礙，因此本公開(kāi)的閥10可以實(shí)現(xiàn)改善的空氣流通、噪聲和功耗。此外，本公開(kāi)的桿40不占據(jù)空氣流通路徑中的空間。

用于移動(dòng)現(xiàn)有的分離的除霜和蝶門(mén)34的運(yùn)動(dòng)部件消耗寶貴的封裝空間，并增加現(xiàn)有HVAC系統(tǒng)的成本。本公開(kāi)的示例可以減少HVAC模塊所需的總體封裝空間。在本公開(kāi)的示例中，驅(qū)動(dòng)桿40的軸44巧妙地配合在正常是可用但未被利用的空間中。

圖11A-11F是示出具有通過(guò)根據(jù)本公開(kāi)的閥10控制的兩個(gè)入口3、3'和一個(gè)出口4的HVAC系統(tǒng)11'中的流動(dòng)狀態(tài)的示例的半示意性橫截面圖。類(lèi)似于圖10A-10D，桿40和門(mén)20由指示相對(duì)位置的棒圖表示；然而，圖11A-11F中的部件的形狀僅僅是部件的實(shí)際形狀的粗略近似。入口3、3'和出口4的位置不同于圖10A-10D所示的那些。在圖11A-11F中，入口3對(duì)應(yīng)于第二端口15，第二入口3'對(duì)應(yīng)于第一端口14，出口4對(duì)應(yīng)于第三端口13。圖11A示出了在圖11B-D中使用的入口、出口和端口的構(gòu)造。為了簡(jiǎn)化圖示，在圖11A中沒(méi)有門(mén)。圖11B示出來(lái)自第一入口3/第二端口15的流動(dòng)被阻擋并且從第二入口3'/第一端口14到出口4/第三端口13的流動(dòng)打開(kāi)。圖11C示出了從第一入口3/第二端口15和從第二入口3'/第一端口14到出口4/第三端口13的流動(dòng)打開(kāi)。圖11D示出了來(lái)自第二入口3'/第一端口14的流動(dòng)被阻擋，并且從第一入口3/第二端口15到出口4/第三端口13的流動(dòng)打開(kāi)。圖11E示出了從第一入口3/第二端口15到出口4/第三端口13的流動(dòng)打開(kāi)，并且來(lái)自第二入口3'/第一端口14的流動(dòng)被限制。圖11F示出了到出口4/第三端口13的流動(dòng)被阻擋，并且來(lái)自第一入口3/第二端口15和第二入口3'/第一端口14的流動(dòng)停止。

圖12A-12E是示出本公開(kāi)的閥10的示例的運(yùn)動(dòng)學(xué)的一系列半示意性橫截面圖。圖12A示出了處于第三端口密封狀態(tài)的閥10的示例。桿40處于第三端口密封角54。圖12B示出了在第三端口密封狀態(tài)和第一端口密封狀態(tài)之間處于約15％的閥10的示例。圓柱形柱49沿著U形軌道92的第一分支16大約處于中間。門(mén)20圍繞第二樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)43在第二短軸89上樞轉(zhuǎn)。圖12C示出了在第三端口密封狀態(tài)和第一端口密封狀態(tài)之間處于約50％的閥10的示例。圓柱形柱49在U形軌道92的第一分支16的上端部附近。門(mén)20圍繞第二樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)43在第二短軸89上樞轉(zhuǎn)。圖12D示出了在第三端口密封狀態(tài)和第一端口密封狀態(tài)之間處于約75％的閥10的示例。圓柱形柱49沿著U形軌道92的第一分支16大約處于中間，并且凸輪部分19位于凸輪軌道45的入口處。門(mén)20圍繞第二樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)43在第二短軸89上樞轉(zhuǎn)。圖12E示出了在第三端口密封狀態(tài)和第一端口密封狀態(tài)之間處于約90％的閥10。圓柱形柱49在U形軌道92的第一分支16和彎曲部分17之間過(guò)渡。桿40接近逆時(shí)針停留角(dwell angle)51'，并且凸輪部分19位于沿著凸輪軌道45的路徑的大約三分之一處。

圖13A-13F繼續(xù)圖12A-12E的序列，示出了本公開(kāi)的閥10的示例的運(yùn)動(dòng)學(xué)。圖13A示出了閥10，其中桿40處于從第一端口密封角52的逆時(shí)針停留角51'。圓柱形軸49在U形軌道92的彎曲部分17中的中心的左側(cè)。凸輪部分19在凸輪軌道45中的中心的右側(cè)。在圖13A中，第一端口被密封。圖13B示出了閥10，其中桿40處于第一端口密封角52。圓柱形軸49在U形軌道92的彎曲部分17中居中。凸輪部分19也在凸輪軌道45中居中。在圖13B中，第一端口被密封。圖13C示出了閥10，其中桿40處于從第一端口密封角52的順時(shí)針停留角51”。圓柱形軸49在U形軌道92的彎曲部分17中的中心的右側(cè)。凸輪部分19在凸輪軌道45中的中心的左側(cè)。在圖13C中，第一端口被密封。圖13D示出了在第一端口密封狀態(tài)和第二端口密封狀態(tài)之間處于約25％的閥10。圓柱形柱49沿著U形軌道92的第二分支18大約處于中間，并且凸輪部分19位于凸輪軌道45的入口處。門(mén)20圍繞第一樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)42在第一短軸88上樞轉(zhuǎn)。圖13E示出了在第一端口密封狀態(tài)和第二端口密封狀態(tài)之間處于約80％的閥10。凸輪部分19已從凸輪軌道45脫離。門(mén)20圍繞第一樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)42在第一短軸88上樞轉(zhuǎn)。圖13F示出了處于第二端口密封狀態(tài)的閥10。桿40處于第二端口密封角53。

如圖13A-13C，U形軌道92和圓柱形柱49之間的相互作用使得閥10對(duì)于桿40的旋轉(zhuǎn)變化是魯棒性(robust)的。換句話(huà)說(shuō)，當(dāng)桿40靠近第一端口密封角52時(shí)，閥10密封。如圖13B所示，當(dāng)桿40處于第一端口密封角52時(shí)，桿40是垂直的?？拷倪吔缬赏Ａ艚?1限定。當(dāng)桿40在第一端口密封角52的停留角51以?xún)?nèi)時(shí)，閥10保持密封。為了防止圓柱形柱49或凸輪部分19的約束，在柱形柱49和U形軌道92之間設(shè)置間隙93，以對(duì)應(yīng)于停留角51。當(dāng)桿40在第一端口密封角52的停留角51內(nèi)時(shí)，U形軌道92具有到圓柱形柱49的間隙93。在一個(gè)示例中，停留角51的范圍從大約2度到大約6度。具體地，停留角51被雙側(cè)地施加到第一端口密封角52。因此，間隙在以第一端口密封角52為中心的停留角51的兩倍的角度上是有效的。如圖15A所示，間隙93可以由在U形軌道92的中點(diǎn)處的釋放凹口58提供。

在一個(gè)示例中，當(dāng)桿40在第一端口密封角52(參見(jiàn)圖13C)和第一凸輪釋放角110(如圖13D所示)之間、在第一端口密封角52和第二端口密封角53(見(jiàn)圖13F)之間旋轉(zhuǎn)時(shí)，與凸輪軌道45的凸輪接合引起門(mén)20圍繞第一樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)42旋轉(zhuǎn)的扭矩。當(dāng)桿40在第一端口密封角52和第三端口密封角54(圖12A)之間旋轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)生相反的情況。當(dāng)桿40在第一端口密封角52和第二凸輪釋放角111(如圖12D所示)之間在第一端口密封角52和第三端口密封角54(參見(jiàn)圖12A)之間旋轉(zhuǎn)時(shí)，與凸輪軌道45的凸輪接合引起門(mén)20圍繞第二樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)43旋轉(zhuǎn)的扭矩。

圖14是示出根據(jù)本公開(kāi)的閥10的示例的剖面透視圖，其中桿40處于第一端口密封角52。圓柱形軸49在U形軌道92的彎曲部分17中居中。釋放凹口58為圓柱形軸49提供間隙。凸輪部分19也在凸輪軌道45中居中。在圖14中，第一端口被密封。彈性密封件21在圖14中未示出。

圖16A是根據(jù)本公開(kāi)的閥10的殼體的一部分的透視剖視圖，其示出了用于接收桿40的第二凹口66。第二端口密封凸緣38的一部分在圖16A中被切除。圖16B示出了要被桿40阻擋的潛在的泄漏路徑94。桿40在圖16B中未示出。在圖16C中，桿40示出為與根據(jù)本公開(kāi)的第二端口密封凸緣38一起形成密封表面。圖16D是圖16B的視圖的一部分的側(cè)視圖，示出了根據(jù)本公開(kāi)的阻擋泄漏路徑的桿40。具有T形橫截面的凸緣32嵌套在互補(bǔ)的凹槽98中，以通過(guò)具有小橫截面面積的曲折路徑限制旁通氣流。

在圖16A-16D所示的示例中，桿40圍繞軸44旋轉(zhuǎn)，軸44沿著通過(guò)中心軸線(xiàn)35和門(mén)操作腔23的與第一端口密封凸緣37相對(duì)的第二頂點(diǎn)的線(xiàn)定位在門(mén)操作腔23的徑向外側(cè)。當(dāng)門(mén)20處于第三端口密封位置以防止流體繞過(guò)門(mén)20時(shí)，桿40基本上填充第三端口密封凸緣36中的第一凹口65，以與第三端口密封凸緣36提供到彈性密封件21的第一基本上連續(xù)的表面。旁通由箭頭94指示。當(dāng)門(mén)20處于第二端口密封位置以防止流體繞過(guò)門(mén)時(shí)，桿40基本上填充第二端口密封凸緣38中的第二凹口66，以與第二端口密封凸緣38提供到彈性密封件21的第二基本上連續(xù)的表面。

圖17A是具有本公開(kāi)的閥10的將冷空氣引導(dǎo)到車(chē)輛的后排乘客區(qū)域的HVAC系統(tǒng)的一部分的半示意性橫截面圖。在圖17A-17C中，圓圈99表示驅(qū)動(dòng)桿40的軸44?？諝馔ㄟ^(guò)流動(dòng)通過(guò)蒸發(fā)器100而被冷卻。擋板門(mén)102防止冷空氣被引導(dǎo)到除霜器管道101或前通風(fēng)管道103。閥10打開(kāi)到后乘客管道104的加熱器芯旁路105。

圖17B是圖17A所示的HVAC系統(tǒng)的一部分的半示意性橫截面圖，不同在于示出本公開(kāi)的閥10將加熱的空氣引導(dǎo)到車(chē)輛的后乘客區(qū)。閥10阻擋加熱器芯旁路105；從而迫使空氣流動(dòng)通過(guò)加熱器芯108，并通過(guò)后乘客管道104流出。

圖17C是圖17A所示HVAC系統(tǒng)的一部分的半示意性橫截面圖，不同在于示出本公開(kāi)的閥10阻擋空氣流到車(chē)輛的后乘客區(qū)。擋板門(mén)102打開(kāi)以允許空氣沿相反方向(與通過(guò)圖17B中的加熱器芯的流動(dòng)相比)流動(dòng)通過(guò)加熱器芯，并且離開(kāi)至除霜管道101。

圖17A-17C所示的示例提供后通風(fēng)混合功能和后通風(fēng)關(guān)閉功能。包括本公開(kāi)的閥簡(jiǎn)化了HVAC單元并減少了封裝空間，以另外實(shí)現(xiàn)三個(gè)位置的期望功能：1)冷，2)熱；3)除霜。所描述的示例還提供溫度混合功能。在圖17A-17C所示的示例中，閥10與除霜恢復(fù)門(mén)109協(xié)同工作，以顯著減少封裝空間。圖17A-17C僅示出了HVAC單元的中心通道。其它門(mén)和壁位于所示中心通道的外側(cè)。本公開(kāi)的閥10是緊湊的，僅需要少量的超出用于空氣流動(dòng)通道空間的空間。驅(qū)動(dòng)桿40的軸44裝配到通?？捎们椅戳硗馐褂玫目臻g中。

圖18A是具有本公開(kāi)的閥10的HVAC系統(tǒng)的一部分的半示意性橫截面視圖，以選擇性地將流動(dòng)引導(dǎo)到乘用車(chē)輛的后通風(fēng)管道106或后地板管道107。在圖18B-18D中，陰影部分表示門(mén)20。圖18B是圖18A所示的閥10的半示意性詳圖，其中門(mén)20阻擋后地板管道107并允許空氣流到后通風(fēng)管道106。圖18C是圖18A所示的閥10的半示意性詳圖，其中門(mén)20阻擋后通風(fēng)管道106并允許空氣流動(dòng)通過(guò)到后地板管道107。圖18D是圖18A所示的閥的半示意性詳圖，其中門(mén)20阻擋空氣入口，從而防止空氣流到后管道106、107。被阻擋流動(dòng)到后管道106、107的空氣可以被重引導(dǎo)到除霜管道101。圖18A和19一起示出了本公開(kāi)的閥10可以結(jié)合到HVAC單元中(參見(jiàn)圖19)或位于遠(yuǎn)離HVAC單元作為要被封裝的衛(wèi)星(satelite)部件(參見(jiàn)圖18A)，例如，在座位下方(未示出)或在中央控制臺(tái)中(未示出)。

圖19是具有本公開(kāi)的閥10的HVAC系統(tǒng)的一部分的半示意性橫截面視圖，以選擇性地將流動(dòng)引導(dǎo)到乘用車(chē)輛的后通風(fēng)口106或后地板107。通過(guò)如上所述地定位閥10，到乘用車(chē)輛的后部的氣流可以被關(guān)閉；引導(dǎo)到后地板107；引導(dǎo)到后通風(fēng)口106；或引導(dǎo)到后地板107和后通風(fēng)口106二者。

盡管本公開(kāi)提出了與在汽車(chē)HVAC應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)的示例相關(guān)的細(xì)節(jié)，但是應(yīng)當(dāng)理解，本公開(kāi)不限于汽車(chē)應(yīng)用或氣流控制。例如，水或乙二醇的流動(dòng)可以由本公開(kāi)的閥的示例被控制。此外，本公開(kāi)的示例可以應(yīng)用于住宅或商業(yè)建筑物的HVAC系統(tǒng)。

應(yīng)當(dāng)理解，本文提供的范圍包括所述范圍和所述范圍內(nèi)的任何值或子范圍。例如，約2度至約6度的范圍應(yīng)當(dāng)被解釋為不僅包括約2度至約6度的明確記載的限制，而且包括單獨(dú)的值，例如4度、5.1度等，以及子范圍，例如從約3度到5度等。此外，當(dāng)使用“約”來(lái)描述值時(shí)，這意味著包括從所述值的微小變化(高達(dá)+/-10％)。

在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中對(duì)“一個(gè)示例”，“另一示例”，“示例”等的引用是指結(jié)合示例描述的特定元件(例如，特征，結(jié)構(gòu)和/或特性)包括在本文描述的至少一個(gè)示例中，并且可以或可以不存在于其它示例中。此外，應(yīng)當(dāng)理解，除非上下文另外明確指出，否則用于任何示例的所描述的元件可以以任何合適的方式組合在各種示例中。

在描述和要求保護(hù)本文公開(kāi)的實(shí)施例時(shí)，除非上下文另有明確規(guī)定，否則單數(shù)形式“一”，“一個(gè)”和“該”包括復(fù)數(shù)指代物。

術(shù)語(yǔ)“連接(動(dòng)詞)/被連接/連接(名詞)”和/或類(lèi)似術(shù)語(yǔ)在本文中被廣義地定義為包括各種發(fā)散連接的布置和組裝技術(shù)。這些布置和技術(shù)包括但不限于(1)一個(gè)部件與另一個(gè)部件之間沒(méi)有在其之間的部件的直接連通；和(2)一個(gè)部件和另一部件有在其之間的一個(gè)或多個(gè)部件連通，只要該一個(gè)部件“連接到”另一個(gè)部件以某種方式與另一個(gè)部件連通(盡管存在在其之間的一個(gè)或多個(gè)附加部件)。另外，兩個(gè)部件可以永久地、半永久地或可釋放地彼此接合和/或彼此連接。

還應(yīng)當(dāng)理解，“連通”被解釋為包括所有形式的連通，包括直接和間接連通。間接連通可以包括具有位于其之間的附加部件的兩個(gè)部件之間的連通。

雖然已經(jīng)詳細(xì)描述了若干示例，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，可以修改所公開(kāi)的示例。因此，前面的描述被認(rèn)為是非限制性的。