專利名稱：用于機電三通雙座閥的驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及閥，包括通常用于汽車應(yīng)用的冷卻液閥。更具體地，本發(fā)明涉及一種往復(fù)式三通雙座閥。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于提供閥致動的絲杠傳動系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
閥在流體流動系統(tǒng)中是普遍存在的，用以提供在閥中流動的流體的方向控制。閥是用于打開和關(guān)閉流體流動方向，其中閥可在完全打開狀態(tài)與完全關(guān)閉狀態(tài)之間起作用，或者可以是累進的，其中打開狀態(tài)是選擇性地在完全打開與完全關(guān)閉狀態(tài)之間的某處以便計量流體流量。閥可以是雙通閥，控制關(guān)于閥的進口和出口的流體流動，或者可以是三通閥，控制關(guān)于閥的一對進口和單個出口或者閥的一對出口和單個進口的流體流動。閥密封是重要的，密封的常用策略是采用抵靠球體、圓筒、或套筒的端面密封。密封件由于摩擦力而發(fā)生磨損并且由于污染和沉積而需清洗?；诳蓪?dǎo)致高報廢率的應(yīng)用，這些密封件中的一些需要緊密公差。在汽車應(yīng)用中，冷的冷卻液及環(huán)境空氣溫度往往要求用較大的力來致動閥。短使用壽命和過早泄漏是此類型閥的主要問題。針閥和閥座電磁閥具有高壓降和過度的能耗。相對于“移動并保持”移動，一些近來的此類型閥設(shè)計采用“移動并停止”移動從而降低能耗。壓力降和能耗是此類型閥的主要不利因素?？紤]到目前的閥技術(shù)，所需要的是一種如下的閥:使密封面最小化、減小或消除閥的使用壽命內(nèi)的密封泄漏和密封磨損、利用流體系統(tǒng)內(nèi)在的液壓力使能耗最小化從而實現(xiàn)嚴密的密封、提供高流體流量系數(shù)、具有計量流體流量的進一步能力、并且具備使總體閥封裝最小化的致動機構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種如下的三通雙座閥:使密封面最小化、減小或消除閥的使用壽命內(nèi)的密封泄漏和密封磨損、利用流體系統(tǒng)內(nèi)在的液壓力使能耗最小化從而實現(xiàn)嚴密的密封、提供高流體流量系數(shù)、具有計量流體流量的進一步能力、并且具備使所有閥封裝最小化的絲杠傳動系統(tǒng)。因此，具有本發(fā)明絲杠傳動系統(tǒng)的三通雙座閥可特別有利地應(yīng)用于汽車冷卻系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的三通雙座閥具有閥體，該閥體包括相互間隔的環(huán)狀的第一和第二閥座。閥桿以相對于閥體做往復(fù)運動的方式安裝，該閥桿在閥體內(nèi)具有環(huán)狀的雙面閥桿閘。響應(yīng)于閥桿的往復(fù)運動，其各閘面可密封地與相應(yīng)閥座接合(即，可坐置)。在一個優(yōu)選的使用環(huán)境中，將閥體的進口設(shè)置在第一閥座與第二閥座之間，將閥體的第一出口設(shè)置在第一閥座的下游，將閥體的第二出口設(shè)置在第二閥座的下游；然而，出口 -進口布置也可以是其它布置。絲杠傳動系統(tǒng)的操作使閥桿做往復(fù)運動，其中電動馬達使螺桿旋轉(zhuǎn)，螺桿通過螺紋與和閥桿相連的螺母接合，其中在閥桿與閥體之間設(shè)置防旋轉(zhuǎn)特征部件由此防止閥桿相對于閥體的旋轉(zhuǎn)。例如，響應(yīng)于電子程序和可用于電子控制模塊的感測數(shù)據(jù)，選擇性地致動電動馬達以使絲杠的螺桿順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)，因此絲杠的螺母沿螺桿而通過(thread)。因為螺母與閥體相連，所以防止閥體與螺桿一起旋轉(zhuǎn)，并且螺桿不可相對于閥體做往復(fù)運動，螺桿的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致閥桿及其閥桿閘做往復(fù)運動。當相對于進口將閥桿閘設(shè)置在中心時，流體流動至第一和第二出口兩者，然而當使閥桿閘移動從而接近閥座中的一個或另一個時，分別在被接近的閥座處流向出口的流體流動變得受到限制，因此如果使閥桿閘與被接近閥座之間保持分開所選擇的間距，則可獲得比例流體流動。當閥桿閘坐置在第一閥座或者第二閥座處時，在流體的液壓壓力(當存在時)協(xié)助下其接合閘面密封地緊靠閥座，由此防止流體流動經(jīng)過此時關(guān)閉的閥座而僅經(jīng)過另一打開的閥座及其相應(yīng)出口。當閥桿向相反方向移動時，另一閥座的密封通過與閥桿閘另一閘面的密封緊靠實現(xiàn)，于是流體流動僅可以經(jīng)過相應(yīng)另一出口。 當閥桿閘的閘面與其相應(yīng)閥座分離時，由于閥座與閥桿閘之間的環(huán)狀間距較小，因而基于流體壓力經(jīng)過該閘面的流體流動將是相對較快的，因而布置在環(huán)狀間距處的任何碎屑將被急速行進的流體沖走。因此，本發(fā)明的目的是提供一種如下的三通雙座閥:使密封面最小化、減小或消除閥的使用壽命內(nèi)的密封泄漏和密封磨損、利用流體系統(tǒng)內(nèi)在的液壓力使閥操作期間的能耗最小化、提供高流體流量系數(shù)、并且具有計量流體流量的進一步能力。方案1.一種三通雙座閥，包括:
閥體，所述閥體包括中間閥體部、位于所述中間閥體部的第一端處的第一遠端閥體部、和位于所述中間閥體部的第二端處的第二遠端閥體部；
第一閥座，所述第一閥座被設(shè)置在所述閥體內(nèi)，包括第一大致傾斜表面，所述第一大致傾斜表面在中間閥體部的所述第一端處鄰接所述中間閥體部且與所述第一遠端閥體部并置；
第二閥座，所述第二閥座被設(shè)置在所述閥體內(nèi)，包括第二大致傾斜表面，所述第二大致傾斜表面在中間閥體部的所述第二端處鄰接所述中間閥體部且與所述第二遠端閥體部并置；以及
閥桿閘，所述閥桿閘以相對于所述閥體做往復(fù)運動的方式安裝，所述閥桿閘被設(shè)置在所述閥體的中間閥體部中，所述閥桿閘包括:
第一閘面，所述第一閘面配置用于當所述閥桿閘移動使得所述閥桿閘緊靠所述第一閥座時與所述第一閥座密封接合；以及
第二閘面，所述第二閘面配置用于當所述閥桿閘移動使得所述閥桿閘緊靠所述第二閥座時與所述第二閥座密封接合。方案2.如方案I所述的三通雙座閥，還包括往復(fù)運動裝置，所述往復(fù)運動裝置用于選擇性地使所述閥桿閘在與所述第一和第二閥座的密封接合和設(shè)置在其間的所述中間閥體部中的任意位置之間做往復(fù)運動。
方案3.如方案2所述的三通雙座閥，其中，所述往復(fù)運動裝置包括以往復(fù)運動方式與所述閥桿閘相連的絲杠傳動系統(tǒng)。方案4.如方案3所述的三通雙座閥，其中，所述絲杠傳動系統(tǒng)包括:
電驅(qū)動系統(tǒng)；
絲杠，所述絲杠包括:
驅(qū)動地連接到所述電驅(qū)動系統(tǒng)的螺桿；以及
與所述閥桿閘相連的螺母，所述螺桿通過螺紋接合在所述螺母上；以及介于所述閥體和所述閥桿閘之間的抗旋轉(zhuǎn)特征部件，所述抗旋轉(zhuǎn)特征部件允許所述閥桿閘做往復(fù)運動但不相對于所述閥體旋轉(zhuǎn)；
其中，所述電動驅(qū)動系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)所述螺桿導(dǎo)致所述螺桿旋轉(zhuǎn)地在所述螺母中通過，由此使所述閥桿閘相對于所述第一和第二閥座做往復(fù)運動。方案5.如方案4所述的三通雙座閥，還包括與所述閥桿閘相連的閥桿，所述閥桿具有盲孔；其中，所述絲杠傳動系統(tǒng)還包括設(shè)置在所述盲孔中的所述螺母。方案6.如方案5所述的三通雙座閥，其中，所述防旋轉(zhuǎn)特征部件包括:介于位于所述中間閥體部處的所述閥體與所述閥桿閘之間的滑動干涉配合。方案7.如方案5所述的三通雙座閥，還包括:
閥桿，所述閥桿與所述閥桿閘相連并且具有非圓形部；以及
閥桿引導(dǎo)件，所述閥桿引導(dǎo)件與所述第一遠端閥體部相連并且經(jīng)由具有互補形狀的非圓形閥桿引導(dǎo)開口而與所述閥桿的所述非圓形部導(dǎo)向地相接，所述閥桿引導(dǎo)件具有從中穿過的流體流動通道；
其中，所述防旋轉(zhuǎn)特征部件包括所述閥桿的所述非圓形部與所述非圓形閥桿引導(dǎo)開口的滑動干涉配合。方案8.如方案4所述的三通雙座閥，還包括具有通孔的所述閥桿引導(dǎo)件；其中，所述絲杠傳動系統(tǒng)還包括設(shè)置在所述通孔內(nèi)的所述螺母。方案9.如方案8所述的三通雙座閥，其中，所述抗旋轉(zhuǎn)特征包括:介于位于所述中間閥體部處的所述閥體與所述閥桿閘之間的滑動干涉配合。方案10.—種三通雙座閥，包括:
閥體，所述閥體包括中間閥體部、位于所述中間閥體部的第一端處的第一遠端閥體部、和位于所述中間閥體部的第二端處的第二遠端閥體部；
第一閥座，所述第一閥座被設(shè)置在所述閥體內(nèi)，包括第一大致傾斜表面，所述第一大致傾斜表面在中間閥體部的所述第一端處鄰接所述中間閥體部，且與所述第一遠端閥體部并置；
第二閥座，所述第二閥座被設(shè)置在所述閥體內(nèi)，包括第二大致傾斜表面，所述第二大致傾斜表面在中間閥體部的所述第二端處鄰接所述中間閥體部，且與所述第二遠端閥體部并置；
閥桿閘，所述閥桿閘以相對于所述閥體做往復(fù)運動的方式安裝，所述閥桿閘被設(shè)置在所述閥體的所述中間閥體部內(nèi)，所述閥桿閘包括:
第一閘面，所述第一閘面配置用于當所述閥桿閘移動使得所述閥桿閘緊靠所述第一閥座時與所述第一閥座密封接合；以及 第二閘面，所述第二閘面配置用于當所述閥桿閘移動使得所述閥桿閘緊靠所述第二閥座時與所述第二閥座密封接合；以及
絲杠傳動系統(tǒng)，所述絲杠傳動系統(tǒng)包括:
電驅(qū)動系統(tǒng)；
絲杠，所述絲杠包括:
驅(qū)動地連接到所述電驅(qū)動系統(tǒng)的螺桿；以及
與所述閥桿閘相連的螺母，所述螺桿通過螺紋接合在所述螺母上；以及防旋轉(zhuǎn)特征部件，所述放旋轉(zhuǎn)特征部件介于所述閥體和所述閥桿閘之間并且允許所述閥桿閘做往復(fù)運動但不相對于所述閥體旋轉(zhuǎn)；
其中，所述電驅(qū)動系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)所述螺桿導(dǎo)致所述螺桿旋轉(zhuǎn)地在所述螺母中通過，由此使所述閥桿閘相對于所述第一和第二閥座做往復(fù)運動。方案11.如方案10所述的三通雙座閥，還包括與所述閥桿閘相連的閥桿，所述閥桿具有盲孔；其中，所述絲杠傳動系統(tǒng)還包括設(shè)置在所述盲孔中的所述螺母。方案12.如方案11所述的三通雙座閥，其中，所述抗旋轉(zhuǎn)特征部件包括介于位于所述中間閥體部處的所述閥體與所述閥桿閘之間的滑動干涉配合。方案13.如方案11所述的三通雙座閥，還包括:
閥桿，所述閥桿與所述閥桿閘相連并且具有非圓形部；以及
閥桿引導(dǎo)件，所述閥桿引導(dǎo)件與所述第一遠端閥體部相連并且經(jīng)由互補形狀的非圓形閥桿引導(dǎo)開口而與所述閥桿的所述非圓形部導(dǎo)向地相接，所述閥桿引導(dǎo)件具有從中穿過的流體流動通道；
其中，所述防旋轉(zhuǎn)特征部件包括所述閥桿的所述非圓形部與所述非圓形閥桿引導(dǎo)開口的滑動干涉配合。方案14.如方案10所述的三通雙座閥，還包括具有通孔的所述閥桿引導(dǎo)件；其中，所述絲杠傳動系統(tǒng)還包括設(shè)置在所述通孔中的所述螺母。方案15.如方案14所述的三通雙座閥，其中，所述防旋轉(zhuǎn)特征部件包括介于位于所述中間閥體部處的所述閥體和所述閥桿閘之間的滑動干涉配合?；谝韵聦?yōu)選實施例的說明，本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)點將變得更加清楚。


圖1是三通雙座閥的部分側(cè)面剖視圖，圖中示出了用于該三通雙座閥的電磁致動系統(tǒng)，還示出了相對于第一和第二閥座處在中性位置的其閥桿閘，并且進一步示出了用虛線繪出的三通雙座閥與流體流動系統(tǒng)的接口。圖2是沿圖1的直線2-2所截取的剖視圖。圖3是沿圖1的直線3-3所截取的剖視圖。圖4是圖1的三通雙座閥的剖視圖，其中閥桿閘此時坐置在第一閥座處。圖5是沿圖4的直線5-5所截取的剖視圖。圖6是沿圖4的直線6-6所截取的剖視圖。圖7是圖1的三通雙座閥的剖視圖，其中閥桿閘正坐置在第二閥座處。
圖8是圖1的三通雙座閥的剖視圖，其中現(xiàn)在閥桿閘與第二閥座之間分開了短距離。圖9是沿圖8的直線9-9所截取的剖視圖。圖10是類似于圖1的三通雙座閥的剖視圖，其中第一和第二閥座(而不是閥桿閘)此時設(shè)置有閥密封件。圖11是類似于圖1的三通雙座閥的剖視圖，其中第一和第二閥座以及閥閘此時設(shè)置有閥密封件。圖12是類似于圖1的三通雙座閥的剖視圖，其中第一和第二閥座以及閥閘此時沒有設(shè)置閥密封件。圖13是包括根據(jù)本發(fā)明的絲杠傳動系統(tǒng)致動系統(tǒng)的三通雙座閥的側(cè)面剖視圖，其中絲杠是由電驅(qū)動螺桿所構(gòu)成，該螺桿相對于形成于閥桿中的螺母而通過，并且其中在閥桿引導(dǎo)件處設(shè)置防旋轉(zhuǎn)特征部件。圖14是包括如圖13中的絲杠傳動系統(tǒng)致動系統(tǒng)的三通雙座閥的側(cè)面剖視圖，其中現(xiàn)在響應(yīng)于絲杠傳動系統(tǒng)的致動而將閥閘設(shè)置成坐置在閥體的另一閥座處。圖15是沿圖14的直線15-15所截取的剖視圖，圖中示出了圖13的防旋轉(zhuǎn)特征部件。圖16是包括根據(jù)本發(fā)明的絲杠傳動系統(tǒng)致動系統(tǒng)的三通雙座閥的側(cè)面剖視圖，其中絲杠是由電驅(qū)動螺桿所構(gòu)成，該螺桿相對于形成于閥桿中的螺母而通過，并且其中在閥體處設(shè)置防旋轉(zhuǎn)特征部件。圖17是如圖16中的包括絲杠傳動系統(tǒng)致動系統(tǒng)的三通雙座閥的側(cè)面剖視圖，其中現(xiàn)在響應(yīng)于絲杠傳動系統(tǒng)的致動而將閥閘設(shè)置成坐置在閥體的另一閥座處。圖18是沿圖17的直線18-18所截取的剖視圖，圖中示出了圖16的防旋轉(zhuǎn)特征部件。圖19是包括根據(jù)本發(fā)明的絲杠傳動系統(tǒng)的三通雙座閥的側(cè)面剖視圖，其中絲杠是由電驅(qū)動螺桿所構(gòu)成，該螺桿相對于形成于閥桿閘中的螺母而通過，并且其中在閥體處設(shè)置防旋轉(zhuǎn)特征部件。圖20是如圖16中的包括絲杠傳動系統(tǒng)致動系統(tǒng)的三通雙座閥側(cè)面剖視圖，其中現(xiàn)在響應(yīng)于絲杠傳動系統(tǒng)的致動將閥閘設(shè)置成坐置在閥體的另一閥座處。圖21是沿圖17的直線21-21所截取的剖視圖，圖中示出了圖16的防旋轉(zhuǎn)特征部件的第一例子以及圖19的絲杠的螺紋接合。
具體實施例方式現(xiàn)在參照附圖，圖1至圖12描繪了三通雙座閥的結(jié)構(gòu)和功能的各種示例性方面，圖13至圖21描繪了用于三通雙座閥的根據(jù)本發(fā)明的絲杠傳動系統(tǒng)的各種示例性方面。首先參照圖1至圖12，現(xiàn)在對三通雙座閥100進行詳細說明。此三通雙座閥100描述于2011年11月I日提交的申請人為K.R.Kabel并轉(zhuǎn)讓給其受讓者的名稱為“Electro-Mechanical Three-ffay Dual Seat Valve (機電三通雙座閥)”的美國專利申請序列號13/286，452，其中該申請的公開內(nèi)容以參考的方式并入本文中。根據(jù)本發(fā)明的三通雙座閥包括閥體102 ;為了制造的目的，閥體102是由第一和第二閥體部件102’、102’’所構(gòu)成，第一和第二閥體部件102’、102’’相互焊接、螺紋連接或者以其他方式密封地連接及機械附接。在閥體102內(nèi)的是一對相互分開的環(huán)狀閥座(第一閥座104和第二閥座106)，優(yōu)選地各閥座的特征為環(huán)狀的斜面或錐面108。將閥體102的中間閥體部110設(shè)置在第一閥座104與第二閥座106之間。閥體102的第一遠端閥體部112被設(shè)置成鄰接第一閥座104，與中間閥體部110處于并置關(guān)系。閥體102的第二遠端閥體部114被設(shè)置成鄰接第二閥座106，第二閥座106與中間閥體部110處于并置關(guān)系。閥桿120穿過閥體102并且在第二遠端閥體部114處離開閥體102，閥桿120被密封壓蓋122所引導(dǎo)和密封，密封壓蓋122是由被罩蓋126所保持的填充材料124所構(gòu)成。閥桿120的出口部與線性致動器130相連，線性致動器130最優(yōu)選為電磁致動器，例如響應(yīng)于來自具有程序的電子控制模塊132的信號而致動，所述程序以預(yù)定方式對由一個或多個傳感器134所感測的數(shù)據(jù)作出響應(yīng)。此外，附接到第一遠端閥體部112的閥桿引導(dǎo)件136響應(yīng)于致動器130的驅(qū)動而提供對閥桿120往復(fù)運動的引導(dǎo)。如圖3中最佳地顯示，閥桿120穿過由環(huán)狀閥桿引導(dǎo)項圈140所限定的閥桿引導(dǎo)開口 138，環(huán)狀閥桿引導(dǎo)項圈140被多個閥桿引導(dǎo)臂142所支承，閥桿引導(dǎo)臂142連接到附著于第一遠端閥體部的環(huán)狀閥桿引導(dǎo)附接項圈144。使閥桿引導(dǎo)臂142分開以提供經(jīng)過閥桿引導(dǎo)件136的流體流動通道146。閥桿120在閥體102的中間閥體部110內(nèi)具有環(huán)狀的雙面閥桿閘150，該雙面閥桿閘150具有可相對于第一閥座104密封地坐置的第一閘面152，還具有可相對于第二閥座106密封地坐置的第二閘面154，所述坐置是響應(yīng)于由致動器130所驅(qū)動的閥桿120的往復(fù)運動。第一配件(fitting，或管件)160在中間閥體部110處與閥體102相連，第一配件160優(yōu)選地被設(shè)置在第一閥座104與第二閥座106之間的中心；第二配件162在第一遠端閥體部112處與閥體102相連；第三配件164在第二遠端閥體部114處與閥體102相連。在三通雙座閥100的該優(yōu)選使用環(huán)境中，第一配件160是設(shè)置在第一和第二閥座104、106上游的流體流動系統(tǒng)200的進口，第二配件162是設(shè)置在第一閥座104下游的流體流動系統(tǒng)的出口，第三配件164是設(shè)置在第二閥座106下游的流體流動系統(tǒng)的出口。然而，配件的出口-進口布置也可以是其它布置。當相對于第一配件160將閥桿閘150設(shè)置在中心時，如圖1中所示，流體從第一配件(用作進口)流動至第二和第三配件162、164兩者(均用作出口)。響應(yīng)于致動器130的致動，閥桿120在一個方向上或者在另一方向上做往復(fù)運動，同時接近閥座104、106中的一個或另一個。此時，在被接近的閥座處流體流動變得受到限制，因而也分別相對于此處的出口。這樣，如果將閥桿閘120與被接近的閥座104、106之間保持分開所選擇的間距，則可形成比例流體流動(見圖8)。當使閥桿閘坐置在第一閥座104 (如圖4中所示)或者第二閥座106 (如圖7中所示)時，在流體的液壓(當存在時)協(xié)助下，分別接合的第一或第二閘面152、154密封地緊靠閥座。在此方面，參照圖4，阻止流體流動經(jīng)過此時關(guān)閉的第一閥座104而僅經(jīng)過另一打開的第二閥座106及其相應(yīng)出口配件164。當閥桿120向相反方向移動時，如圖7中所示，阻止流體流動經(jīng)過此時關(guān)閉的第二閥座106而僅經(jīng)過另一打開的第一閥座104及其相應(yīng)出口配件162。
現(xiàn)在特別參照圖8，當使第一和第二閘面152、154中的任一個與其相應(yīng)閥座104、106分開時，由于閥座與閥桿閘150之間的環(huán)狀間距較小，因此基于流體壓力從此經(jīng)過的流體流動將是相對較快的，因而布置在環(huán)狀間距處的任何碎屑將被急速行進的流體沖走。正如通過參照圖2可以理解的，優(yōu)選地閥桿閘150的外徑170小于中間閥體部110的內(nèi)徑172。因此，此外正如通過參照圖1可以理解的，在第一閥座104與第二閥座106之間往復(fù)運動期間閥桿閘將不刮擦閥體102，僅在限定各自閥座的斜面或錐面108處密封。此外，中間閥體部110、第一遠端閥體部112和第二遠端閥體部114的截面相對于第一、第二和第三配件的截面定尺寸，使得在閥體102內(nèi)的流體流動具有高流量系數(shù)。在此方面，第一遠端閥體部112的截面大于第二配件162的截面，從而流體流動通道146的截面相對于第二配件的截面定尺寸，因而提供高流體流量系數(shù)。圖1至圖9描繪了具有設(shè)置在閥桿閘150處的閥密封件180 (例如彈性體材料)的根據(jù)本發(fā)明的三通雙座閥100。在此方面，閥密封件180是共同地位于第一和第二閘面152、154處的、閥桿閘150的閥桿閘芯156的包覆模制件(overmold)。然而，如圖10中所示，本發(fā)明的三通雙座閥100’可設(shè)置有閥密封件182，設(shè)置在第一和第二閥座104’、106’處，優(yōu)選地作為包覆模制件，并且閥桿閘150’無閥密封件。然而，進而如圖11中所示，本發(fā)明的三通雙座閥100’ ’可具有閥密封件184，閥密封件184設(shè)置在閥桿閘150’ ’以及第一和第二閥座104’’、106’’處，優(yōu)選地作為包覆模制件。實際上，如圖12中所示，本發(fā)明的三通雙座閥100’’’在閥桿閘150’’’并且第一和第二閥座104’’’、106’’’處可以不具有閥密封件，其中根據(jù)本發(fā)明的使用環(huán)境，閥桿閘以及第一和第二閥座可以共同地或分別地由類似的材料、或者更硬或更軟的材料所構(gòu)成?，F(xiàn)在參照圖13至圖21，現(xiàn)在對用于使閥桿閘在第一閥座與第二閥座之間進行往復(fù)運動的絲杠傳動系統(tǒng)的例子進行描述。圖13描繪了包括閥體302的三通雙座閥300，根據(jù)參考圖1至圖12的上文中的一般性描述，在閥體302內(nèi)是一對相互分開的環(huán)狀閥座(第一閥座304和第二閥座306)。閥體302的中間閥體部310設(shè)置在第一閥座304與第二閥座306之間。閥體302的第一遠端閥體部312被設(shè)置成鄰接第一閥座304，與中間閥體部310處于并置關(guān)系。閥體302的第二遠端閥體部314被設(shè)置成鄰接第二閥座306，與中間閥體部310處于并置關(guān)系。第一配件360在中間閥體部310處與閥體302相連；第二配件362在第一遠端閥體部312處與閥體相連；第三配件364在第二遠端閥體部314處與閥體相連。在三通雙座閥300的優(yōu)選使用環(huán)境中，第一配件360是設(shè)置在第一和第二閥座304、306上游的流體流動系統(tǒng)200’的進口，第二配件362是設(shè)置在第一閥座下游的流體流動系統(tǒng)的出口，第三配件364是設(shè)置在第二閥座下游的流體流動系統(tǒng)的出口。然而，配件的出口-進口布置也可以是其它布置。閥桿320穿過閥體302并且在第二遠端閥體部314處離開閥體302，閥桿302被密封壓蓋322所引導(dǎo)和密封，密封壓蓋322是由被罩蓋326保持的填充材料324所構(gòu)成。此外，閥桿引導(dǎo)件336提供閥桿320往復(fù)運動的導(dǎo)向，閥桿引導(dǎo)件336附接到第一遠端閥體部312。閥桿320穿過閥桿引導(dǎo)件336的閥桿引導(dǎo)開口，正如將在下文中參考圖15的詳細描述,該閥桿引導(dǎo)開口是由被多個閥桿導(dǎo)向臂342所制成的環(huán)狀閥桿引導(dǎo)項圈340所限定，閥桿導(dǎo)向臂342連接到附著于第一遠端閥體部的環(huán)狀閥桿引導(dǎo)附接項圈344。閥桿導(dǎo)向臂342分開以提供經(jīng)過閥桿引導(dǎo)件336的流體流動通道346。此外，中間閥體部310、第一遠端閥體部312和第二遠端閥體部314的截面相對于第一、第二和第三配件的截面定尺寸，使得在閥體302內(nèi)的流體流動具有高流量系數(shù)。在此方面，第一遠端閥體部312的截面大于第二配件362的截面，從而流體流動通道346的截面相對于第二配件的截面定尺寸，因而提供流體的高流量系數(shù)。閥桿320在閥體302的中間閥體部310內(nèi)具有環(huán)狀的雙面閥桿閘350，閥桿320具有相對于第一閥座304密封地坐置的第一閘面352并且還具有可相對于第二閥座306密封地坐置的第二閘面354，所述坐置是響應(yīng)于閥桿320的往復(fù)運動。第一和第二閥座以及/或者閥桿閘可以或者可以不具有彈性體密封材料的包覆模制件，如上文中所述，圖13至圖22中的各視圖僅通過舉例未示出包覆模制件。根據(jù)本發(fā)明，圖13至圖15示出了使閥桿閘350在第一閥座304與第二閥座306之間往復(fù)運動的絲杠傳動系統(tǒng)400的第一例子。閥桿320設(shè)置有帶螺紋的盲孔402，該盲孔402起絲杠傳動系統(tǒng)400的絲杠410的螺母404的作用。螺紋軸406起絲杠410的螺桿408的作用，其中螺桿通過螺紋接合在螺母404上。螺紋軸406驅(qū)動地連接到電動馬達416 (例如步進馬達)，其中通過舉例，螺紋軸可通過齒輪裝置或者直接地(如圖所示)連接到電樞418。通過舉例，定子420連接到包括具有程序的電子控制模塊422的外部電路，所述程序以預(yù)定方式對由一個或多個傳感器424所感測的數(shù)據(jù)作出響應(yīng)。電動馬達416緊湊地與閥體302相連，例如以與密封壓蓋322外接的關(guān)系設(shè)置。設(shè)置防旋轉(zhuǎn)特征部件428，在該特征部件中防止閥桿320相對于閥體302旋轉(zhuǎn)。在此方面，閥桿320穿過非圓形的閥桿引導(dǎo)開口 430，例如D形的開口，如圖15中所示。閥桿的穿過非圓形閥桿引導(dǎo)開口的部分為互補形狀(例如也是D形狀)，因而在非圓形的閥桿引導(dǎo)開口處的滑動干涉配合440防止閥桿引導(dǎo)件旋轉(zhuǎn)。在操作中，絲杠傳動系統(tǒng)400使閥桿320做往復(fù)運動，其中當電動馬達416 (亦即，更具體地電樞418)旋轉(zhuǎn)時，螺紋軸406相對于帶螺紋的盲孔402旋轉(zhuǎn)，防旋轉(zhuǎn)特征部件428阻止閥桿旋轉(zhuǎn)。響應(yīng)于例如電子程序和可用于電子控制模塊422的感測數(shù)據(jù)，選擇性地致動電動馬達以使絲杠410的螺桿408順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)，因此絲杠的螺母404沿螺桿通過。因為(I)螺母與閥桿相連(因而與閥桿閘350相連)、(2)由于防旋轉(zhuǎn)特征部件428而阻止閥桿隨螺桿一起旋轉(zhuǎn)、以及(3)螺紋軸(例如，螺桿)非往復(fù)運動地安裝在電動馬達上使得螺紋軸不能相對于閥體做往復(fù)運動，所以螺桿的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致閥桿及其閥桿閘在圖14中所示位置(其中閥桿閘密封地坐置在第一閥座304處)與圖13中所示位置(其中閥桿閘密封地坐置在第二閥座306處)之間以及其間任何位置做往復(fù)運動(根據(jù)圖1中的視圖)，其中以如上文中所述的方式控制流體流動。進一步根據(jù)本發(fā)明，圖16至圖18不出了使閥桿閘350’在第一閥座304與第二閥座306之間往復(fù)運動的絲杠傳動系統(tǒng)400’的第二例子。如圖13中所示，三通雙座閥300’具有閥桿320，該閥桿320設(shè)置有帶螺紋的盲孔402，該盲孔402起絲杠傳動系統(tǒng)400的絲杠410的螺母404的作用。螺紋軸406起絲杠410的螺桿408的作用，其中螺桿通過螺紋接合在螺母404上。螺紋軸406驅(qū)動地連接到電動馬達416 (例如步進馬達)，其中通過舉例螺紋軸可經(jīng)由齒輪裝置或者直接地(如圖所示)連接到電樞418。通過舉例，定子420連接到包括具有程序的電子控制模塊的外部電路，所述程序以預(yù)定方式對由一個或多個傳感器所感測的數(shù)據(jù)作出響應(yīng)(根據(jù)圖13)。電動馬達416緊湊地與閥體302’相連，例如以與密封壓蓋322外接的關(guān)系設(shè)置。然而不同的是，在圖13中閥桿320’穿過圓形的閥桿引導(dǎo)開口，例如圖2中的閥桿引導(dǎo)件136的引導(dǎo)開口 138，并且參照圖2以上文中所述的方式導(dǎo)向地操作。設(shè)置防旋轉(zhuǎn)特征部件428’，其中防止閥桿320’相對于閥體302’旋轉(zhuǎn)。在此方面，閥桿閘350’現(xiàn)在相對于閥體具有防止相對旋轉(zhuǎn)但允許相對往復(fù)運動的滑動干涉配合440’。例如圖18中所示，此干涉關(guān)系可以是在閥桿閘上且設(shè)置在一對凸臺444之間的榫(nib) 442，凸臺被設(shè)置位于其中間閥體部310’的閥體上，所述凸臺對閥桿閘的往復(fù)運動方向?qū)R使得榫可以在凸臺之間沿凸臺導(dǎo)向地滑動。然而，可以采用其它滑動干涉配合構(gòu)造，諸如形成于閥體中的槽，該槽接納在閥桿閘上的榫，或者榫被設(shè)置在閥體上并且被形成于閥桿閘中的槽所接納。參照圖13和圖14對絲杠傳動系統(tǒng)400’使閥桿320’和閥桿閘做往復(fù)運動的操作進行描述，除了現(xiàn)在防旋轉(zhuǎn)特征部件428’是利用滑動干涉配合440’。進一步根據(jù)本發(fā)明，圖19至圖21示出了使閥桿閘350’’在第一閥座304與第二閥座306之間往復(fù)運動的絲杠傳動系統(tǒng)400’ ’的第三例子。三通雙座閥300’ ’的閥桿被截去頂端，其中此被截去頂端的閥桿320’ ’和閥桿閘350’’設(shè)置有帶螺紋的通孔402’，該通孔402’起絲杠傳動系統(tǒng)400’’的絲杠410’的螺母404’的作用。部分帶螺紋的軸406’ ’提供兩種作用:(I)其螺紋部分412起絲杠410’的螺桿408’的作用，其中螺桿通過螺紋接合在螺母404’上；以及(2)其不帶螺紋的導(dǎo)向部414起用于在密封壓蓋322和閥桿引導(dǎo)開口(根據(jù)圖3)處的往復(fù)運動引導(dǎo)的閥桿配對件的作用，其中所述導(dǎo)向部實際上起閥桿的被截去頂端的部分的作用。部分帶螺紋的軸406’’驅(qū)動地連接到電動馬達416 (例如步進馬達)，其中通過舉例，部分帶螺紋的軸可以通過齒輪裝置或者直接(如圖所示)連接到電樞418。通過舉例，定子420連接到包括具有程序的電子控制模塊的外部電路，所述程序以預(yù)定方式對由一個或多個傳感器所感測的數(shù)據(jù)作出響應(yīng)(按照圖13)。電動馬達416緊湊地與閥體302’相連，例如以與密封壓蓋322外接的關(guān)系設(shè)置。如圖16中所示，設(shè)置防旋轉(zhuǎn)特征部件428’，其中防止閥桿320’’相對于閥體302’旋轉(zhuǎn)。在此方面，閥桿閘350’ ’現(xiàn)在具有相對于閥體的滑動干涉配合440’，該干涉配合440’防止相對旋轉(zhuǎn)但允許相對的往復(fù)運動。例如圖21中所示，此干涉關(guān)系可以是在閥桿閘上設(shè)置在一對凸臺444之間的榫442，凸臺被設(shè)置在閥體上在其中間閥體部310’ ’處，凸臺與閥桿閘的往復(fù)運動方向?qū)R使得榫可以凸臺之間并沿凸臺導(dǎo)向地滑動。然而，也可以采用其它滑動干涉配合構(gòu)造，諸如形成于閥體中的接納在閥桿閘上的榫的槽，或者榫被設(shè)置在閥體上并且被形成于閥桿閘中的槽所接納。在操作中，絲杠傳動系統(tǒng)400’ ’使被截去頂部的閥桿320’ ’做往復(fù)運動，其中當電動馬達416 (亦即，更具體地其電樞418)旋轉(zhuǎn)時，部分帶螺紋的軸406’ ’相對于帶螺紋的通孔402’旋轉(zhuǎn)，防旋轉(zhuǎn)特征部件428’阻止閥桿閘350’ ’旋轉(zhuǎn)，正如參考圖18和圖21中所述。例如，響應(yīng)于電子程序和可用于電子控制模塊的感測數(shù)據(jù)(按照圖13)，選擇性地致動電動馬達以使絲杠410’的螺桿408’做順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)，因此絲杠的螺母404’沿螺桿通過。因為(I)螺母與閥桿閘相連(因而與截去頂部的閥桿320’’相連)、(2)由于防旋轉(zhuǎn)特征部件428’而阻止閥桿閘隨螺桿一起旋轉(zhuǎn)、以及(3)部分帶螺紋的軸(例如，螺桿)以非往復(fù)運動的方式安裝在電動馬達上使得它不能相對于閥體做往復(fù)運動，所以螺桿的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致截去頂部的閥桿及其閥桿閘在圖20中所示的位置(其中閥桿閘密封地坐置在第一閥座304處)與圖19中所示的位置(其中閥桿閘密封地坐置在第二閥座306處)以及其間的任意位置(根據(jù)圖1中的視圖)之間做往復(fù)運動，其中以如上文中所述的方式控制流體流動。本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可理解的是，可對上述優(yōu)選實施例作出變化或修改?？梢栽诓槐畴x本發(fā)明范圍的情況下執(zhí)行這種變化或修改，本發(fā)明范圍意圖是僅受所附權(quán)利要求范圍的限制。
權(quán)利要求
1.一種三通雙座閥，包括: 閥體，所述閥體包括中間閥體部、位于所述中間閥體部的第一端處的第一遠端閥體部、和位于所述中間閥體部的第二端處的第二遠端閥體部； 第一閥座，所述第一閥座被設(shè)置在所述閥體內(nèi)，包括第一大致傾斜表面，所述第一大致傾斜表面在中間閥體部的所述第一端處鄰接所述中間閥體部且與所述第一遠端閥體部并置； 第二閥座，所述第二閥座被設(shè)置在所述閥體內(nèi)，包括第二大致傾斜表面，所述第二大致傾斜表面在中間閥體部的所述第二端處鄰接所述中間閥體部且與所述第二遠端閥體部并置；以及 閥桿閘，所述閥桿閘以相對于所述閥體做往復(fù)運動的方式安裝，所述閥桿閘被設(shè)置在所述閥體的中間閥體部中，所述閥桿閘包括: 第一閘面，所述第一閘面配置用于當所述閥桿閘移動使得所述閥桿閘緊靠所述第一閥座時與所述第一閥座密封接合；以及 第二閘面，所述第二閘面配置用于當所述閥桿閘移動使得所述閥桿閘緊靠所述第二閥座時與所述第二閥座密封接合。
2.按權(quán)利要求1所述的三通雙座閥，還包括往復(fù)運動裝置，所述往復(fù)運動裝置用于選擇性地使所述閥桿閘在與所述第一和第二閥座的密封接合和設(shè)置在其間的所述中間閥體部中的任意位置之間做往復(fù)運動。
3.按權(quán)利要求2所述的三通雙座閥，其中，所述往復(fù)運動裝置包括以往復(fù)運動方式與所述閥桿閘相連的絲杠傳動系統(tǒng)。
4.按權(quán)利要求3所述的三通雙座閥，其中，所述絲杠傳動系統(tǒng)包括: 電驅(qū)動系統(tǒng)； 絲杠，所述絲杠包括: 驅(qū)動地連接到所述電驅(qū)動系統(tǒng)的螺桿；以及 與所述閥桿閘相連的螺母，所述螺桿通過螺紋接合在所述螺母上；以及 介于所述閥體和所述閥桿閘之間的抗旋轉(zhuǎn)特征部件，所述抗旋轉(zhuǎn)特征部件允許所述閥桿閘做往復(fù)運動但不相對于所述閥體旋轉(zhuǎn)； 其中，所述電動驅(qū)動系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)所述螺桿導(dǎo)致所述螺桿旋轉(zhuǎn)地在所述螺母中通過，由此使所述閥桿閘相對于所述第一和第二閥座做往復(fù)運動。
5.按權(quán)利要求4所述的三通雙座閥，還包括與所述閥桿閘相連的閥桿，所述閥桿具有盲孔；其中，所述絲杠傳動系統(tǒng)還包括設(shè)置在所述盲孔中的所述螺母。
6.按權(quán)利要求5所述的三通雙座閥，其中，所述防旋轉(zhuǎn)特征部件包括:介于位于所述中間閥體部處的所述閥體與所述閥桿閘之間的滑動干涉配合。
7.按權(quán)利要求5所述的三通雙座閥，還包括: 閥桿，所述閥桿與所述閥桿閘相連并且具有非圓形部；以及 閥桿引導(dǎo)件，所述閥桿引導(dǎo)件與所述第一遠端閥體部相連并且經(jīng)由具有互補形狀的非圓形閥桿引導(dǎo)開口而與所述閥桿的所述非圓形部導(dǎo)向地相接，所述閥桿引導(dǎo)件具有從中穿過的流體流動通道； 其中， 所述防旋轉(zhuǎn)特征部件包括所述閥桿的所述非圓形部與所述非圓形閥桿引導(dǎo)開口的滑動干涉配合。
8.按權(quán)利要求4所述的三通雙座閥，還包括具有通孔的所述閥桿引導(dǎo)件；其中，所述絲杠傳動系統(tǒng)還包括設(shè)置在所述通孔內(nèi)的所述螺母。
9.按權(quán)利要求8所述的三通雙座閥，其中，所述抗旋轉(zhuǎn)特征包括:介于位于所述中間閥體部處的所述閥體與所述閥桿閘之間的滑動干涉配合。
10.一種三通雙座閥，包括: 閥體，所述閥體包括中間閥體部、位于所述中間閥體部的第一端處的第一遠端閥體部、和位于所述中間閥體部的第二端處的第二遠端閥體部； 第一閥座，所述第一閥座被設(shè)置在所述閥體內(nèi)，包括第一大致傾斜表面，所述第一大致傾斜表面在中間閥體部的所述第一端處鄰接所述中間閥體部，且與所述第一遠端閥體部并置； 第二閥座，所述第二閥座被設(shè)置在所述閥體內(nèi)，包括第二大致傾斜表面，所述第二大致傾斜表面在中間閥體部的所述第二端處鄰接所述中間閥體部，且與所述第二遠端閥體部并置； 閥桿閘，所述閥桿閘以相對于所述閥體做往復(fù)運動的方式安裝，所述閥桿閘被設(shè)置在所述閥體的所述中間閥體部內(nèi)，所述閥桿閘包括: 第一閘面，所述第一閘面配置用于當所述閥桿閘移動使得所述閥桿閘緊靠所述第一閥座時與所述第一閥座密封接合；以及 第二閘面，所述第二閘面配置用于當所述閥桿閘移動使得所述閥桿閘緊靠所述第二閥座時與所述第二閥座 密封接合；以及 絲杠傳動系統(tǒng)，所述絲杠傳動系統(tǒng)包括: 電驅(qū)動系統(tǒng)； 絲杠，所述絲杠包括: 驅(qū)動地連接到所述電驅(qū)動系統(tǒng)的螺桿；以及 與所述閥桿閘相連的螺母，所述螺桿通過螺紋接合在所述螺母上；以及防旋轉(zhuǎn)特征部件，所述放旋轉(zhuǎn)特征部件介于所述閥體和所述閥桿閘之間并且允許所述閥桿閘做往復(fù)運動但不相對于所述閥體旋轉(zhuǎn)； 其中，所述電驅(qū)動系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)所述螺桿導(dǎo)致所述螺桿旋轉(zhuǎn)地在所述螺母中通過，由此使所述閥桿閘相對于所述第一和第二閥座做往復(fù)運動。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有閥體的三通雙座閥，所述閥體包括相互分開的環(huán)狀的第一和第二閥座。雙面閥桿閘以相對于閥體做往復(fù)運動的方式安裝，其中其各閘面響應(yīng)于絲杠傳動系統(tǒng)實現(xiàn)的閥桿閘往復(fù)運動而可以密封地與相應(yīng)閥座接合。
文檔編號F16K31/50GK103090046SQ20121043032
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月1日
發(fā)明者K.R.卡貝爾, S.F.夏平, B.D.帕雷赫 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司