用于控制流体流的阀驱动装置和阀装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于控制流体流的阀驱动装置和阀装置，所述阀驱动装置具有：包括操作上与电动机耦合的轴的线性执行机构；其中容纳有所述轴和所述电动机的转子的流体密封的隔离罩；位于所述隔离罩外部的控制单元；以及壳体，在其中收纳有所述线性执行机构、所述隔离罩和所述控制单元。根据本发明专利技术，所述壳体在所述隔离罩与所述控制单元之间具有隔热屏。所述隔热屏可以具有模制或安装在所述壳体的内侧上的壁部，其中，所述壁部可以沿周向包围所述隔离罩的前端闭合末端。

【技术实现步骤摘要】
用于控制流体流的阀驱动装置和阀装置
本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于控制流体流的阀驱动装置。这种装置例如记载于DE102017110343A1中。
技术介绍
本专利技术的一个应用领域是用于调节流体通道中的流体流的阀装置，特别是具有线性执行机构(德语：Linearstellantrieb)的阀装置，以便设置用于控制流体通道中的流体流的调节阀或控制阀。该阀例如可以构成为膨胀阀或节流阀。流体流可以指液体流、气体流和/或其组合形成的流体流。在一个实例中，流体流是冷却剂流。近年来，CO2作为冷却剂被引入到汽车的冷却回路和/或空调系统中。作为汽车空调系统的冷却剂，CO2是迄今所使用的四氟乙烷冷却剂的气候友好型替代方案。CO2具有较高的冷却性能，不易燃，不会形成任何分解产物，并且可以低成本地在世界范围内使用。在行业中，天然冷却剂二氧化碳(CO2)以缩写R744而为人所知。热泵也可以采用CO2进行操作，从而也能够有效地将其用于加热，并且借助冷却/加热概念节能地进行使用。车辆的发动机舱中的热输入主要由驱动电机引起，该驱动电机可以是内燃机和/或电动机。经验表明，在连续工作状态下，汽车冷却回路的温度通常约为160℃至165℃，短暂达到180℃。因此，冷却回路必须针对运行期间可能出现的温度(包括冷起动时的温度)进行设计，假定这些温度最低为-40℃。为了能够将CO2用作冷却回路和/或空调系统中的冷却剂，必须在高压下保持冷却剂流，例如以大约130至25bar的数量级，以便在车辆运行中总体出现的温度约为-40℃至165℃、短暂达到180℃的情况下，从而保持CO2的液态或气态或优选超临界的状态。出于安全原因，该系统应以如下方式设计：使其能够承受更高的压力，例如根据TüV(Technischeüberwachungsverrein)技术监督协会(德国技术监督协会)的规定，不超过225bar。为了实现较高的效率，空调系统中制冷回路的高压侧压力应处于约60至130bar的数量级。这相当于传统制冷剂压力的数倍。可以根据环境温度来设置压力，以便将CO2冷却剂保持在液态、气态或超临界状态。自约30℃的温度和约75bar的压力起达到超临界状态。更准确地说，CO2的临界温度为31℃，临界压力为74bar。超临界聚集态的CO2的特性介于气体和液体之间。超临界CO2的密度与液体一样，但粘度与气体相同。因此，超临界CO2基于其可流动性是一种非常灵活的物质并且已证实其适于用作冷却剂。为了能够借助CO2来运行冷却系统或空调系统，该冷却系统或该空调系统必须总体上针对最高130bar的工作压力和340bar的爆裂压力来设计。这也适用于冷却剂回路中的调节装置，包括阀装置。汽车的冷却系统必须能够在大约-40℃至大约165℃以及短暂达到180℃的温度下工作，其中具体视车辆和发动机而定，冷却剂回路的恒温阀通常在大约75℃至90℃之间打开。然而，在设计调节装置时，除了车辆的驱动电机所产生的热量外，还需要考虑例如具有电动致动器的阀装置的驱动本身也会产生不可忽视的热量。为了更好地理解输入这种致动器中的热量，可观察示例性的阀装置。阀装置例如可以具有：线性执行机构，其具有操作上与电动机耦合的轴；以及流体密封的隔离罩或保护罩，其中容纳有电动机的轴和转子。电动机的定子可以布置在隔离罩的外侧，并同轴地包围转子。隔离罩的壁部位于转子与定子之间的工作气体间隙(工作气隙)中。控制单元布置在隔离罩的外部，并且可以设有壳体，以便容纳线性执行机构、隔离罩和控制单元。所述轴可以与致动器耦合，例如与针阀的封闭元件耦合以控制冷却剂流。该阀装置还可以具有其中容纳有流体通道和封闭元件的阀组以及用于将隔离罩与阀组连接在一起的适配器块。阀组、适配器块和隔离罩通常由金属制成，进而将热量从冷却剂流和电驱动器传递到阀装置的其他部分。所述隔离罩防止可以通过轴轴承穿过阀组和适配器块而渗透至转子的冷却剂到达定子和控制单元的区域。主要通过制冷剂将热量输入隔离罩内的电动机中，因此，转子在工作期间的温度例如会永久保持在约165℃，在峰值工作时间期间短暂地(例如在大约10分钟)甚至达到约180℃。其原因在于，隔离罩被冷却剂充满。转子组件将温度传递至定子组件。定子额外产生自热，因此可能会出现额外的温度升高，在设计电子器件和整个系统时必须考虑到这一点。从控制单元的角度来看，隔离罩代表热源。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种用于控制流体流、特别是用于汽车的冷却回路或空调系统的阀装置，从而保护温度敏感的组件在工作期间免于过热。本专利技术用以达成上述目的的解决方案在于根据技术方案1所述的阀驱动装置和根据技术方案13所述的阀装置。优选技术方案参阅从属权利要求。本专利技术提出一种用于控制流体流的阀驱动装置，其具有：包括操作上与电动机耦合的轴的线性执行机构；流体密封的隔离罩或保护罩，其中容纳有所述轴和所述电动机的转子；位于所述隔离罩外部的控制单元；和壳体，其中容纳有所述线性执行机构、所述隔离罩和所述控制单元。根据本专利技术，所述壳体在所述隔离罩与所述控制单元之间具有隔热屏。该隔热屏可以具有模制或安装在壳体内侧上的壁部，所述壁部可以沿周向包围所述隔离罩的前端闭合末端。通过将包含转子的隔离罩与控制单元单独隔开，可以将该控制单元与阀驱动装置的热源隔离。位于隔离罩与控制单元之间的隔热屏用作屏蔽所有热量的屏障，所述热量通过冷却液的导热经由隔离罩被扩散，并且作为热辐射被隔离罩释放。一个特别简单且有利的解决方案在于，将隔热屏形成为直接模制到壳体内侧的壁部且对其进行定向，使得所述壁部位于隔离罩与控制单元之间，但不与其中的任何一者接触。因此，隔热屏优选以与隔离罩和控制单元间隔一定距离的方式布置。该距离用作安装公差并实现额外绝缘距离。与壳体一样，隔热屏也可以由塑料，例如聚酰胺制成。此外，所述壳体可以在与隔离罩至少部分重叠的壁部区域中具有开口，以便向外散热。作为替代或附加方案，所述壳体可以在与隔离罩至少部分重叠的壁部区域中具有金属或者与金属体连接，以便向外散热。所述轴可以通过球轴承在所述轴的朝向执行元件(德语：Stellglied)的第一末端处以及通过用于支承所述轴的滑动轴承在背离所述执行元件的第二末端处进行安装，并留有轴向和/或径向间隙。在所描述的应用实例中，这种留有间隙的轴的支承允许对阀装置的组件的不同热膨胀以及工作过程中的公差进行补偿。此外，在阀装置关闭且执行元件抵靠阀座时，以留有间隙的方式进行支承避免了系统的超定。在一个实例中，所述执行元件具有针阀的阀活塞。此外，还提供一种阀装置，所述阀装置具有其中容纳有流体通道和封闭元件的阀组以及用于将所述隔离罩与所述阀组连接在一起的适配器块，其中所述阀组、所述适配器块和所述隔离罩由金属制成或具有金属，因此具有导热性。在一个应用实例中，所述阀装置用于控制汽车冷却剂回路或汽车空调系统的CO2流体流，其中所述隔离罩由金属，特别是不锈钢制成并且以流体密封的方式与适配器块连接。附图说明下面参照附图并结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制流体流的阀驱动装置，其具有：/n线性执行机构(10)，其具有操作上与电动机耦合的轴(12)；/n流体密封的隔离罩(20)，其中容纳有所述轴(12)和所述电动机的转子(14)；/n控制单元(80)，其位于所述隔离罩(20)外部；以及/n壳体(90)，其中容纳有所述线性执行机构(10)、所述隔离罩(20)和所述控制单元(80)，/n其特征在于，所述壳体(90)在所述隔离罩(20)与所述控制单元(80)之间具有隔热屏(100)。/n

【技术特征摘要】
20200224 DE 102020104781.91.一种用于控制流体流的阀驱动装置，其具有：
线性执行机构(10)，其具有操作上与电动机耦合的轴(12)；
流体密封的隔离罩(20)，其中容纳有所述轴(12)和所述电动机的转子(14)；
控制单元(80)，其位于所述隔离罩(20)外部；以及
壳体(90)，其中容纳有所述线性执行机构(10)、所述隔离罩(20)和所述控制单元(80)，
其特征在于，所述壳体(90)在所述隔离罩(20)与所述控制单元(80)之间具有隔热屏(100)。


2.根据权利要求1所述的阀驱动装置，其中，所述隔热屏(100)具有模制或安装在所述壳体(90)的内侧的壁部。


3.根据权利要求1或2所述的阀驱动装置，其中，所述隔热屏(100)具有沿周向包围所述隔离罩(20)的前端闭合末端的壁部。


4.根据上述权利要求中任一项所述的阀驱动装置，其中，所述隔热屏(100)由塑料，特别是聚酰胺制成。


5.根据权利要求4所述的阀驱动装置，其中，所述壳体(90)在与所述隔离罩(20)至少部分重叠的壁部区域具有开口，以便向外散热。


6.根据权利要求4或5所述的阀驱动装置，其中，所述壳体(90)在与所述隔离罩(20)至少部分重叠的壁部区域中具有金属或者与金属体连接，以便向外散热。


7.根据上述权利要求中任一项所述的阀驱动装置，其中，所述隔热屏(100)以与所述隔离罩(20)和所述控制单元(80)间隔一定距离的方式布置。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·尼克，G·比安库齐，
申请(专利权)人：美蓓亚三美株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP