[发明专利]用于被控流体流动的球阀

说明书

一种在车辆中使用的用于将流从源选择性地转移到另一路径的阀(10)。该阀包括在壳体(12)中能够在闭合位置之间轴向移动的阀柱塞(20)，在闭合位置中，阀柱塞的环形部分(28)封锁入口管(14)的内径并用作流体动力表面以使进入入口管的流体顺畅地流过阀元件，该阀元件包括与阀构件的固定基部接触的控制室(40)。该控制室(40)通过入口孔口(32)连接至入口压力并且连接至具有低压侧的外部控制孔口(52)连接部，使得控制室中的控制压力能够在入口压力的100％与0％之间变化。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年2月22日提交的美国临时申请No.61/602,048的权益。

技术领域

本发明总体上涉及用于控制流体的流动的阀。更特别地，本发明涉及一种用于流体控制阀的特殊设计，该流体控制阀用于在比如用于发动机冷却系统或需要控制流体的流动的系统中的流体控制回路之类的流体控制回路中控制流体的流动。

背景技术

通常已知环形阀适于调节流体的流动和压力。通常，环形阀设计为针对液柱压力工作并抵抗气穴现象。关闭构件通常具有圆锥形状并且能够在管、导管或流体流动流经的其他结构的轴向方向上移动。通常，流体流动在关闭构件沿远离出口的方向轴向移动(即，阀是打开的)时绕着关闭装置进行。

发明内容

在一个示例性实施方式中，公开了一种阀组件，该阀组件包括具有入口和出口的阀壳体以及用于选择性地引导来自源的流的阀。该阀包括阀柱塞，该阀柱塞在壳体中由多个导流翅片支撑并且在壳体中能够在阀柱塞的环形部分封锁入口的闭合位置与阀柱塞不封锁入口的打开位置之间轴向移动；并且其中，阀柱塞包括限定了环形部分的外部弯曲表面，该外部弯曲表面能够在进入入口管的流体顺畅地流过阀柱塞时用作流体动力表面(hydrodynamic surface)。

在一个示例性实施方式中，该阀组件还包括控制室，该控制室具有在入口孔口处提供给控制室的第一压力并且具有从外部控制孔口连接部提供给控制室的第二压力，第二压力具有低压侧(优选泵的入口)，使得控制室中的控制压力能够在入口压力的100％与0％之间变化。

在另一示例性实施方式中，该阀组件还包括定位成朝向阀组件的出口并在壳体内的固定基部构件，其中，控制室由可移动的阀柱塞和固定基部限定。在另一示例性实施方式中，固定基部和阀柱塞限定了用作活塞的控制室，并且固定基部包括外表面，该外表面面向出口并且具有用于将流动流体会聚到出口管中的会聚外表面。

在另一示例性实施方式中，阀组件操作成使得阀柱塞上的净力由该柱塞的流体动力面上的压力与控制室压力决定，并且该控制室的面的相对面积是固定的，使得阀柱塞的位置仅能够通过由控制室中的外部控制孔口压力产生的限制来控制而不取决于入口压力。

在一个示例性实施方式中，阀组件包括用于控制阀组件、并且更具体地用于通过控制阀柱塞相对于固定基部的位置来控制控制室中流体的压力的致动器。该致动器可以为用于使阀组件在打开位置与闭合位置之间动作的螺线管、音圈马达、旋转装置、丝杠和记忆金属中的任一者。特别地，控制致动器定位成与控制孔口连接部连通以在控制室中限定变化的限制作用从而用于允许一部分流体从控制室中流出，并且/或者控制致动器定位成与控制孔口连接部连通以减小控制室中的流体的压力。

在一个示例性实施方式中，阀柱塞能够通过致动器操作以改变阀柱塞的位置，而不必克服或经受由阀柱塞面上的压力(即，入口压力及其变化)产生的力的波动。在另一示例性实施方式中，致动器可位于固定基部中。

在另一示例性实施方式中，阀组件可用在冷却系统中。在另一示例性实施方式中，阀组件可用在用于诸如客运车辆中使用的内燃发动机之类的内燃发动机的冷却系统中。特别地，阀组件可以与水泵的出口在冷却系统中流体连通以用于将冷却水选择性地供给至发动机的水套。在一个示例性实施方式中，阀组件由发动机控制模块控制。特别地，该控制阀的致动器由诸如发动机控制模块之类的控制器控制。