步进电机驱动的流体阀制造技术

用来调节流体流的阀门及相关的使用方法。所述阀门包括步进电机（１６），具有入口（４６）的第一阀门腔室，具有出口的第二阀门腔室，其中第一阀门腔室包括处于第一阀门腔室和第二阀门腔室之间的开口（５０），可旋转的并被可操作地连接至步进电机的第一构件（１２），与第一构件接合的第二构件（６），当第一构件由步进电机驱动旋转时，第二构件在第一位置和第二位置之间作直线运动；以及可操作地连接至第二构件的密封机构，其中当第二构件位于第一位置时，密封机构移动靠近所述开口，当第二构件位于第二位置时，密封机构移动远离所述开口。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
在与内燃机相关的许多冷却系统中，需要控制旁路回路中冷却剂的流动，或者控制进入加热器芯的冷却剂的流动。这种冷却剂流动控制通常是由四(4)种主阀结构中的任一种实现的，所述主阀结构可以由五(5)种阀门控制机构中的任何一个驱动。在旁路回路或加热器阀中的冷却剂的流动仅需要被打开或关闭的情况下，蝶形阀、筒形阀、提升阀或闸门阀被典型地使用。然而，当需要在旁路回路或加热器阀中的冷却剂变化流动时，那么仅筒形阀或闸门阀可被使用。有五(5)种机构或技术用来操作在调节旁路回路或加热器阀中冷却剂的流动时所使用的阀门。第一种机构是由车辆司机从乘客车厢手动操作的直接机械联动装置。第二种机构是混合风门致动器，它打开或关闭由机械联动装置驱动的阀门。混合风门致动器的功能非常类似于电子温度控制系统，并且控制温度。混合风门致动器通过监控来自温度选择器的反馈信号来控制加热/冷却，并通过与机械联动装置连接的电动机电子地调节混合风门，以满足需求。第三种机构是辅助真空致动器，它能在两个或三个位置上定位阀门。第四种机构利用直流(DC)电机和具有反馈机构的传动机构来指示阀门的变化位置。最后，第五种机构使用直接螺线管驱动器来打开和关闭阀门。这几乎专有地与提升型阀门一起被使用。这些阀门和阀门控制机构具有多个局限。一个重要的局限是这些阀门需要能在低流量范围内精确控制冷却剂流量，同时还能在需要完全流通状态时，完全打开以最小化压降。关于压降，提升阀和蝶形阀具有显著的不利条件，因为在完全流通过程中，它们的流量控制构件留在流动通道中。筒形阀被典型地用在变化流量的情况下，然而，由于筒形阀的几何尺寸限制，筒形阀的限定流量计量能力的获得通常是以通过筒形阀具有足量、全部的冷却剂流为代价的。虽然闸门阀能提供精细计量的流量，并在完全流通状态下提供最小的压降，但是尺寸上的显著问题是限制了在汽车/车辆冷却剂系统中的执行。上述阀门控制机构中的每一个都有显著的缺点。直接机械联动装置不提供对与车辆中的其它加热、通风和空气调节(HVAC)部件相关的阀门的直接控制。通过混合风门致动器的阀门间接控制不提供对与车辆中的其它加热、通风和空气调节(HVAC)部件相关的阀门的直接控制。辅助真空致动器被限定于两(2)或三(3)个位置。在冷却剂流量控制应用中，这是非常有限的值。直流(DC)电机和传动机构需要辅助的反馈电子装置。这典型地包括电位计和车载电子设备，以控制阀门的位置。这种反馈电路是昂贵的，并且由于热量和与车辆相关的其他环境因素而容易出问题。直接螺线管控制限定阀门至两(2)个位置的装置。为了提供流量控制，螺线管控制需要被脉冲打开或关闭。这会产生不需要的“冲击”效果。冲击是可引起阀门损坏，或使阀门不能提供其主要功能的现象。阀门的不稳定的开和关暴露了保持恒定的流速和有效关闭的性能上不足。螺线管控制还具有非常不需要的拉入大量电流的效果。在内燃机被冷却时的许多情况下，希望在到阀门的操作信号丢失时，阀门返回至完全打开(故障自动保险的)位置。通常，由机械联动装置操作的所有阀门未能具有这种类型的特征。由直流(DC)电机驱动的电子致动阀门和传动机构需要外部弹簧，或者可能需要离合器机构来完成这种任务。这些附加部件是不希望有的，因为这些部件均可能发生故障，并难于替换。本专利技术被提出以克服上述的一个或多个问题。
技术实现思路
在本专利技术的一个方面中，调节流体流的阀门被披露了。此阀门包括步进电机；第一阀门腔室，所述第一阀门腔室具有用来接受流体进入阀门的入口；第二阀门腔室，所述第二阀门腔室具有从阀门分配流体的出口，其中第一阀门腔室包括处于第一阀门腔室和第二阀门腔室之间的开口；第一构件，所述第一构件是可旋转的并被可操作地连接至步进电机；第二构件，所述第二构件与第一构件接合，当第一构件由步进电机驱动旋转时，第二构件在第一位置和第二位置之间直线运动；以及密封机构，所述密封机构可操作地连接至第二构件，其中当第二构件位于第一位置时，密封机构可移动靠近所述开口，当第二构件位于第二位置时，密封机构可移动远离所述开口。在本专利技术的另一个方面中，利用阀门调节流体流的方法被披露了。该方法包括旋转阀门中的可操作地连接至步进电机的第一构件，其中所述阀门包括第一阀门腔室，所述第一阀门腔室具有用来接受流体进入阀门的入口，并且包括第二腔室，所述第二腔室具有用来从阀门分配流体的出口，其中第一阀门腔室包括处于第一阀门腔室和第二阀门腔室之间的开口；移动第二构件，当第一构件由所述步进电机驱动旋转时，所述第二构件在第一位置和第二位置之间接合所述第一构件；当第二构件位于第一位置时，移动可操作地连接至所述第二构件的密封机构使其靠近所述开口；以及当第二构件位于第二位置时，移动所述密封机构远离所述开口。这些仅是本专利技术的无数方面中一些，不应被认为是与本专利技术相关的无数方面的所有列表。根据下述披露和附图，对于本专利技术的熟练技术人员，这些和其它方面将变得显而易见。附图说明为了更好地理解本专利技术，将结合下列附图进行描述，其中图1是本专利技术所述的用来输送冷却剂的步进电机驱动冷却剂阀门在打开位置时的截面图；图2是本专利技术所述的用来输送冷却剂的如图1所示的步进电机驱动冷却剂阀门在完全关闭位置时的截面图；图3是使用本专利技术所述的用来输送冷却剂的如图1和图2所示的步进电机驱动冷却剂阀门的测流口的单独透视图；图4是本专利技术所述的沿图2中线C-C取的步进电机驱动阀门的截面图；图5是本专利技术所述的用来输送冷却剂的如图1所述的步进电机驱动冷却剂阀门；图6是车辆的流体系统的基本示意图，所指流体例如为冷却剂，该图示出发动机、散热器、泵、恒温器和旁路回路，其中流过旁路回路的流体流，如冷却剂流，是通过本专利技术所述的阀门控制的；以及图7是车辆的流体系统的基本示意图，所指流体例如为冷却剂，该图示出发动机、散热器、泵、加热器芯和旁路回路，其中流过加热器芯的流体流，如冷却剂流，是通过本专利技术所述的阀门控制的。具体实施例方式在下述详细描述中，许多特定的细节将被给出，以完全理解本专利技术。然而，本领域的熟练技术人员可以理解，本专利技术可被实现而不用这些特定的细节。在其它例子中，公知的方法、步骤和部件没有被详细描述，以避免使本专利技术不清楚。例如，本专利技术实际上可被用在能从遍及流体流动范围中的可控流体流中获益的任何类型的装置中。此外，本专利技术可被用在使用流体作为冷却剂来减少发动机(例如内燃机)中热量的任何类型的机动车中。所述流体优选为冷却剂；然而更宽范围的流体可满足要求。现参考附图，开始先看图1、2和4，其中用来控制流体流，如冷却剂流的阀门一般由数字2指示。阀门2示出在图1中的默认或无动力(unpowered)位置。偏置机构4优选但不必须地采用复位弹簧形式。如果采用复位弹簧形式的偏置机构4优选是螺旋的，并由阀门2的阀门主体32中的凸台80支撑。偏置机构4施加负荷至阀针6。这个阀针6优选但不必须与阀门2的垂直轴线或中心线3对齐。阀针6优选包括一体形成并位于其中的多个阴螺纹或凹槽8，它们能与螺杆12中的多个凸形突出物或阳螺纹10紧密配合。由于偏置机构，如复位弹簧4的作用力，平移和旋转负荷都被施加至阀针6。因此，当螺杆12旋转时，多个凸形突出物或阳螺纹10与阀针6的多个阴螺纹或凹槽8接合，使得阀针6能沿垂直轴线或中心线3根据螺杆12的旋转方向而向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种调节流体流的阀门，包括：步进电机；第一阀门腔室，所述第一阀门腔室包括用来接受流体进入阀门的入口；第二阀门腔室，所述第二阀门腔室包括从阀门分配流体的出口，其中第一阀门腔室包括处于第一阀门腔室和第二阀门腔室之间的开口 ；第一构件，所述第一构件是可旋转的，并被可操作地连接至步进电机；第二构件，所述第二构件与第一构件接合，使得当第一构件由步进电机驱动旋转时，第二构件在第一位置和第二位置之间作直线运动；以及密封机构，所述密封机构可操作地 连接至第二构件，其中当第二构件位于第一位置时，密封机构可移动靠近所述开口，而当第二构件位于第二位置时，密封机构可移动远离所述开口。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特R诺里斯，
申请(专利权)人：特拉华兰科有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]