專利名稱：步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)閥的制作方法
背景技術(shù)：
用來控制發(fā)動(dòng)機(jī)(如內(nèi)燃機(jī))溫度的現(xiàn)有技術(shù)是通過機(jī)械蠟丸恒溫器(mechanical wax pellet thermostat)來控制流向車輛散熱器的冷卻劑流。這種恒溫器是提升型閥門，它或者在室溫下完全關(guān)閉，或當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度達(dá)到預(yù)定的設(shè)定點(diǎn)時(shí)完全打開。
與典型的機(jī)械蠟丸恒溫器相關(guān)的問題很多。因?yàn)闇囟葌鞲性?，即蠟丸，必須定位在流?dòng)流中，所以具有非常高的壓力差并伴有相關(guān)的損失。對(duì)于具有相對(duì)大的水泵以提供必要的冷卻劑流速和相關(guān)冷卻的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，必須利用來自發(fā)動(dòng)機(jī)的重要?jiǎng)恿?。?dòng)力的分流影響車輛的性能，且浪費(fèi)燃料。
此外，為發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)定的固定點(diǎn)溫度起初是由溫度傳感元件，即如蠟丸的物理組成決定的。任一個(gè)特殊蠟丸的軟化點(diǎn)是被固定的，并不能改變。因此，所述恒溫器是完全靜態(tài)的，它根據(jù)設(shè)定的溫度是否獲得來確定是阻止流體流動(dòng)，或是提供最大的流體流動(dòng)。傳統(tǒng)的恒溫器完全沒有發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的動(dòng)態(tài)控制。
本發(fā)明被提出以克服上述的一個(gè)或多個(gè)問題。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，調(diào)節(jié)流體流的閥門被披露了。此閥門包括步進(jìn)電機(jī)；第一閥門部分，所述第一閥門部分具有用來接受流體進(jìn)入閥門的入口；第二閥門部分，所述第二閥門部分具有從閥門分配流體的出口；第三閥門部分，它處于第一閥門部分和第二閥門部分之間；第一構(gòu)件，所述第一構(gòu)件是可旋轉(zhuǎn)的并被可操作地連接至步進(jìn)電機(jī)；以及第二構(gòu)件，所述第二構(gòu)件具有第一部分和第二部分，它與第一構(gòu)件接合，使得當(dāng)?shù)谝粯?gòu)件由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，第二構(gòu)件在第一位置和第二位置之間直線運(yùn)動(dòng)，其中第一構(gòu)件和第二構(gòu)件位于第三閥門部分之內(nèi)，處于第一位置的第二構(gòu)件的第一部分可阻止第一閥門部分和第三閥門部分之間的流體流動(dòng)，處于第二位置的第二構(gòu)件的第二部分可允許第一閥門部分和第三閥門部分之間的流體流動(dòng)。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，利用閥門調(diào)節(jié)流體流的方法被披露了。該方法包括旋轉(zhuǎn)閥門中的可操作地連接至步進(jìn)電機(jī)的第一構(gòu)件，其中所述閥門包括第一閥門部分，所述第一閥門部分具有用來接受流體進(jìn)入閥門的入口，并且包括第二閥門部分，所述第二閥門部分具有用來從閥門分配流體的出口，還包括處于第一閥門部分和第二閥門部分之間的第三閥門部分；通過與旋轉(zhuǎn)的第一構(gòu)件的相互接合，從第一位置向第二位置移動(dòng)具有第一部分和第二部分的第二構(gòu)件，其中處于第一位置的第二構(gòu)件的第一部分可阻止第一閥門部分和第三閥門部分之間的流體流動(dòng)，處于第二位置的第二構(gòu)件的第二部分可允許第一閥門部分和第三閥門部分之間的流體流動(dòng)。
這些僅是本發(fā)明的無數(shù)方面中的一些，不應(yīng)被認(rèn)為是與本發(fā)明相關(guān)的無數(shù)方面的所有列表。根據(jù)下述披露和附圖，對(duì)于本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員，這些和其它方面將變得顯而易見。


為了更好地理解本發(fā)明，將結(jié)合下列附圖進(jìn)行描述圖1是本發(fā)明所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)閥的俯視圖；圖2是本發(fā)明所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)閥，在打開位置時(shí)，沿圖1中線A-A的截面圖；圖3是本發(fā)明所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)閥，在關(guān)閉位置時(shí)，沿圖1中線A-A的截面圖；圖4是本發(fā)明所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)閥的透視圖；圖5是本發(fā)明所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)閥，沿圖3中線B-B的截面圖；圖6是本發(fā)明所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)閥的分解圖；圖7是車輛的流體系統(tǒng)(如冷卻劑系統(tǒng))的基本示意圖，它圖示出發(fā)動(dòng)機(jī)、散熱器、泵、恒溫器和旁路回路，其中流過旁路回路的流體流(如冷卻劑流)是通過本發(fā)明所述的閥門被控制的；以及圖8是是車輛的流體系統(tǒng)(如冷卻劑系統(tǒng))的基本示意圖，它圖示出發(fā)動(dòng)機(jī)、散熱器、泵、恒溫器和旁路回路，其中流過旁路回路的流體流(如冷卻劑流)是通過本發(fā)明所述的閥門被控制的。
具體實(shí)施例方式
在下述詳細(xì)描述中，許多特定的細(xì)節(jié)將被給出，以提供對(duì)本發(fā)明的完全理解。然而，本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明可被實(shí)現(xiàn)而不用這些特定的細(xì)節(jié)。在其它例子中，公知的方法、步驟和部件沒有被詳細(xì)描述，以避免使本發(fā)明不清楚。例如，本發(fā)明實(shí)際上可被用在獲益于受控流體流的任何類型的裝置。并且，本發(fā)明可被應(yīng)用到采用流體作為減少熱量的冷卻劑的任一種應(yīng)用中。雖然優(yōu)選的應(yīng)用包括發(fā)動(dòng)機(jī)(例如內(nèi)燃機(jī))的熱管理，但是通過流體流動(dòng)能從熱管理中獲益的寬范圍的應(yīng)用將會(huì)是可適用的，并且不必要是與機(jī)動(dòng)車相關(guān)的那些應(yīng)用。所述流體優(yōu)選為冷卻劑；然而更寬范圍的流體可滿足要求。
現(xiàn)參考附圖，開始先看圖1、2、3和6，其中用來控制流體流，如冷卻劑流以提供熱管理的閥門一般由數(shù)字2指示。閥門2示出在圖2中的默認(rèn)或無動(dòng)力(unpowered)位置。偏置機(jī)構(gòu)4優(yōu)選但不必須地采用復(fù)位彈簧形式。偏置機(jī)構(gòu)4施加負(fù)荷至柱塞6。在說明性的、但非限定性的實(shí)施例中，這個(gè)柱塞6優(yōu)選與閥門2的垂直軸線或中心線3對(duì)齊。然而，這不是必須的。
柱塞6優(yōu)選包括第一部分9和第二部分11。第一部分9可包括多種幾何形狀或結(jié)構(gòu)。第一部分9優(yōu)選、但不必須是圓柱形，或至少下部部分9的一部分是圓柱形的。在下部部分9的外圓周上優(yōu)選存在至少一個(gè)突出物，可選存在第一、上部突出物66，第二、中間突出物67和第三、下部突出物68。具有縱向軸線的柱塞6優(yōu)選包括至少一個(gè)流體通道135，如四(4)個(gè)流體通道，所述流體通道優(yōu)選與柱塞的縱向軸線平行，如圖5所示。
柱塞6的第二部分11優(yōu)選、但不必須包括一系列三角形的支撐部分71、72、73和74，如圖5所示。對(duì)于三角形的支撐部分71、72、73和74，優(yōu)選每個(gè)支撐部分分別包括狹槽77、78、79和80，用于支撐偏置機(jī)構(gòu)，如復(fù)位彈簧4的底部部分。
如圖2和3所示，多個(gè)陰螺紋或多個(gè)內(nèi)凹的凹槽8(共同地可被稱作“凹槽”)被一體形成，并位于其上，所述凹槽能與螺桿12中的多個(gè)凸形突出物或多個(gè)陽(yáng)螺紋10(共同地可被稱作“突出物”)接合。因?yàn)槠脵C(jī)構(gòu)，如復(fù)位彈簧4的作用力，平移和旋轉(zhuǎn)負(fù)荷都被施加至柱塞6。
因此，當(dāng)螺桿12旋轉(zhuǎn)時(shí)，多個(gè)凸形突出物或陽(yáng)螺紋10與柱塞6的多個(gè)陰螺紋或凹槽8接合，使得柱塞6能沿垂直軸線或中心線3根據(jù)螺桿12的旋轉(zhuǎn)方向而向上或向下移動(dòng)。螺桿12被可操作地連接至步進(jìn)電機(jī)16。優(yōu)選，螺桿12通過配件被機(jī)械連接至步進(jìn)電機(jī)16；然而，通過粘合劑的粘接、熱結(jié)合或其它方法也可以滿足要求。優(yōu)選配件是連接套筒部分18，所述連接套筒部分18優(yōu)選但不是必須地作為螺桿12的一部分，它連接所述步進(jìn)電機(jī)16的轉(zhuǎn)子20，如圖2、3和6所示。步進(jìn)電機(jī)16的一個(gè)說明性、非限定性的例子包括SKC電機(jī)No.XE-2002-0962-00，由ShinanoKenshi公司制造，該公司在加利福尼亞90230，Culver市，Mesmer大街5737號(hào)設(shè)有商務(wù)場(chǎng)所。然而，多種步進(jìn)電機(jī)16會(huì)滿足本發(fā)明。
多種材料可被應(yīng)用在閥門2的主要部件中，除了步進(jìn)電機(jī)16和流體密封機(jī)構(gòu)之外。一種說明性的、但非限定性的例子包括1503-2級(jí)樹脂，該樹脂包括被玻璃纖維增強(qiáng)的尼龍6/6。這種1503-2級(jí)樹脂是由TICONA制造的，該公司在新澤西07901，Summit，Morris大街90號(hào)設(shè)有商務(wù)場(chǎng)所。然而，多種其它材料也會(huì)滿足此應(yīng)用。一種說明性的、但非限定性的用于柱塞6的材料包括乙縮醛共聚物。乙縮醛共聚物是具有高結(jié)晶度的聚甲醛(POM)，它在較寬的溫度范圍和化學(xué)環(huán)境中提供高的強(qiáng)度、硬度、剛性和潤(rùn)滑性。乙縮醛共聚物可通過許多傳統(tǒng)方法制造，包括注塑成形法、吹塑法、擠壓和旋轉(zhuǎn)鑄造法。一種說明性的、但非限定性的用于螺桿12的材料的例子包括與聚四氟乙烯(PTFE)結(jié)合的尼龍6，以減少摩擦。
這種閥門2的特色是步進(jìn)電機(jī)16與偏置機(jī)構(gòu)，如復(fù)位彈簧4之間的力平衡。這種閥門2被設(shè)計(jì)成當(dāng)提供適當(dāng)?shù)男盘?hào)給步進(jìn)電機(jī)16時(shí)，有足夠的力轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿12，所述螺桿12移動(dòng)柱塞6以壓縮偏置機(jī)構(gòu)，如復(fù)位彈簧4，并且關(guān)閉閥門2。偏置機(jī)構(gòu)，如復(fù)位彈簧4的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)可極大地被改變，以與所使用的所述多種步進(jìn)電機(jī)相適合，平衡所述力。相反，偏置機(jī)構(gòu)，如復(fù)位彈簧4必須具有足夠的力轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿12以移動(dòng)柱塞6，所述柱塞6在步進(jìn)電機(jī)16上的動(dòng)力被去除后，旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)16，以打開閥門2。因此，本發(fā)明的特色在于閥門2能在步進(jìn)電機(jī)16上的動(dòng)力被去除后，達(dá)到完全打開的位置，作為自動(dòng)防故障裝置。
如圖1-4所示，最好如圖6所示，步進(jìn)電機(jī)16包括防護(hù)外殼端蓋26，所述防護(hù)外殼端蓋26覆蓋步進(jìn)電機(jī)16的外部頂端部分。如圖6所示，墊圈27具有電氣終端連接件28，以提供電氣連接至步進(jìn)電機(jī)16上的終端(未顯示)。此電氣終端連接件28提供簡(jiǎn)單的電氣接口，所述電氣接口可容易地連接至電氣系統(tǒng)中的其它部件。
如圖2、3、5和6所示，位于步進(jìn)電機(jī)16下方的是閥門主體32。其中設(shè)有蓋構(gòu)件30，它優(yōu)選、但不必須包括支撐部分，并且優(yōu)選包括上部電機(jī)支撐部分83和下部部分84。根據(jù)步進(jìn)電機(jī)16的幾何形狀，上部電機(jī)支撐部分83和下部部分84優(yōu)選、但不必須是圓柱形。至少一個(gè)密封部分是從上部電機(jī)支撐部分83和下部部分84之間向外延伸的，所述至少一個(gè)密封部分優(yōu)選包括第一外部構(gòu)件85和第二外部構(gòu)件86。第一外部構(gòu)件85和第二外部構(gòu)件86工作以密封蓋構(gòu)件30至閥門主體32，如圖1、4、5和6所示。
上部電機(jī)支撐部分83、下部部分84、第一外部構(gòu)件85和第二外部構(gòu)件86可以是蓋構(gòu)件30的一體部分，或者每個(gè)是分離的部分，被相互連接在一起，以及上述方案的任何組合。優(yōu)選的是，蓋構(gòu)件30通過配件被機(jī)械地連接至閥門主體32。然而，通過粘合劑的粘接、熱結(jié)合和其它方法的連接也會(huì)滿足要求。優(yōu)選的是，第一螺栓63和第二螺栓64被利用，以分別緊固第一外部構(gòu)件85和第二外部構(gòu)件86至閥門主體32。
如圖2、3和5所示，下部部分84包括外凸緣117和位于外凸緣117內(nèi)的至少一個(gè)凸出構(gòu)件119。優(yōu)選一對(duì)保持導(dǎo)向構(gòu)件121和123位于柱塞6的第二部分11上，如圖5所示。這提供了防旋轉(zhuǎn)特色，使得柱塞6僅沿閥門2的中心線3轉(zhuǎn)移作用力。
至少一個(gè)突出物92優(yōu)選、但不必須位于外凸緣117的外表面的底部附近，所述至少一個(gè)突出物形成至少一個(gè)u形通道94，它由延伸的唇緣部分96跟隨，如圖6所示。
徑向密封件42位于閥門主體32的內(nèi)部。所述徑向密封件42可包括多種幾何形狀和結(jié)構(gòu)。然而，優(yōu)選的實(shí)施例包括至少一個(gè)矩形部分102和至少一個(gè)c形部分104。矩形部分102優(yōu)選位于外凸緣117中u形通道94的內(nèi)部，c形部分104優(yōu)選設(shè)成鄰近所述延伸唇緣部分96。由聚四氟乙烯(PTFE)制成的密封件或唇緣密封件也可被利用。由于不同的壓力，徑向密封件42保持負(fù)荷低。
第一O形圈38位于蓋構(gòu)件30與螺桿12和步進(jìn)電機(jī)16的連接套筒部分18之間。第二O形圈40位于偏置構(gòu)件，如復(fù)位彈簧4和柱塞6之間。說明性而非限定性的材料可包括Nitrile/Buna-N型材料和EPDM，用來在高溫下使用。說明性而非限定性的制造商可包括優(yōu)質(zhì)合成橡膠公司(QSR)，它在俄亥俄州44087，Twinsburg，Highland路1700號(hào)設(shè)有商務(wù)場(chǎng)所。
閥門主體32包括用來接受流體的入口46和用來釋放流體的出口48。第三閥門部分50是柱塞6上下移動(dòng)的地方，位于第一閥門部分54和第二閥門部分56之間。
第一閥門部分54接受流體(如冷卻劑)進(jìn)入閥門2，并且包括入口46。第二閥門部分56從閥門2傳輸流體(如冷卻劑)，并且包括出口48。
如圖3所示，當(dāng)閥門2被關(guān)閉時(shí)，柱塞6在第一位置處盡可能靠近步進(jìn)電機(jī)16，而在第三閥門部分50中柱塞完全阻止流體(如冷卻劑)的流動(dòng)，使得通過第一閥門部分54流入入口46中的流體，如冷卻劑，被柱塞6的第一部分9阻止，使得流體(如冷卻劑)不能進(jìn)入第二閥門部分56，所述第二閥門部分56與出口48流體連通，所述流體(如冷卻劑)沒有入口至所述流體通道135。
如圖2所示，當(dāng)閥門2被打開時(shí)，柱塞6位于閥門主體32的底部且在第二位置處，盡可能遠(yuǎn)離步進(jìn)電機(jī)16。這允許流體(如冷卻劑)從入口46、通過第一閥門部分54、接著通過柱塞6的流體通道135進(jìn)入第三閥門部分50。接著，流體(如冷卻劑)流出通過第二閥門部分56，然后通過出口40。因此，本發(fā)明包括閥門完全關(guān)閉的第一位置和閥門完全打開的第二位置。然而，柱塞6至步進(jìn)電機(jī)16的位置與這兩個(gè)位置具有任何關(guān)系、并且對(duì)閥門2稍有改進(jìn)的情況只是特定的示例性實(shí)施例，柱塞6至步進(jìn)電機(jī)16的位置和這兩個(gè)位置的關(guān)系可被調(diào)換。
因?yàn)閺较蛎芊饧?2，通過閥門2的第一閥門部分54和第二閥門部門56之間的任何高壓力壓差對(duì)柱塞6上的壓力平衡具有可以忽略的影響，其中所述壓差是由步進(jìn)電機(jī)16和偏置機(jī)構(gòu)，如復(fù)位彈簧4產(chǎn)生的。因此，由于徑向密封件42，通過閥門2的壓力下降是相對(duì)低的。
在正常操作情形下，步進(jìn)電機(jī)16被供以動(dòng)力，以在順時(shí)針或逆時(shí)針方向上旋轉(zhuǎn)螺桿12，從而向上或向下移動(dòng)柱塞6。存在兩種操作情形。第一種情形是完全打開的區(qū)域。完全打開的區(qū)域是從當(dāng)柱塞6盡可能遠(yuǎn)離步進(jìn)電機(jī)16到被延伸至柱塞6與閥門主體32的底部接觸，以允許完全的流體流。第二操作情形是當(dāng)閥門處于完全關(guān)閉的位置時(shí)。這是當(dāng)柱塞6盡可能接近步進(jìn)電機(jī)16，并且柱塞6與徑向密封件42接觸的時(shí)候。第一操作情形和第二操作情形之間，閥門2以步進(jìn)線性方式控制流體流動(dòng)，這可基于操作情形動(dòng)態(tài)地被改變，以提供完全變化的流體流動(dòng)。
步進(jìn)電機(jī)16的旋轉(zhuǎn)角度可從每步大約零(0)度至每步大約一百八十(180)度，優(yōu)選從每步大約二十(20)度至每步大約五十(50)度，最好每步1.8度。螺桿12的節(jié)距可從每英寸大約二(2)個(gè)凸形突出物或陽(yáng)螺紋10，至每英寸大約五十(50)個(gè)凸形突出物或陽(yáng)螺紋10，優(yōu)選從每英寸大約三(3)個(gè)凸形突出物或陽(yáng)螺紋10，至每英寸大約八(8)個(gè)凸形突出物或陽(yáng)螺紋10，最好是每英寸大約五(5)個(gè)凸形突出物或陽(yáng)螺紋10。因此，柱塞6每步可移動(dòng)大約10英寸至大約0.000001英寸，優(yōu)選從每步移動(dòng)大約0.01英寸至每步大約0.001英寸，最好每步移動(dòng)大約0.001英寸。作為典型的例子，每步1.8度，螺桿12的節(jié)距為每英寸五(5)個(gè)凸形突出物或陽(yáng)螺紋10，那么柱塞6每步移動(dòng)0.001英寸，使得500步對(duì)應(yīng)柱塞6移動(dòng)半個(gè)(0.5)英寸，實(shí)現(xiàn)非常精確的流量控制。
現(xiàn)參考圖7，作為一個(gè)說明性的非限定性的應(yīng)用，閥門2可被用來控制流體流，如冷卻劑流通過第一流體導(dǎo)管137從發(fā)動(dòng)機(jī)127流入閥門2或者旁路回路133。閥門2控制流體流，如冷卻劑流通過第三流體導(dǎo)管139進(jìn)入散熱器131。接著，流體(如冷卻劑)通過第四流體導(dǎo)管141從散熱器131和旁路回路133進(jìn)入流體泵129，接著通過第二流體導(dǎo)管143回到發(fā)動(dòng)機(jī)127。通過使更多的流體(如冷卻劑)轉(zhuǎn)向進(jìn)入旁路回路133，而不是進(jìn)入散熱器131，發(fā)動(dòng)機(jī)127可以更大燃料效率和減少排放的條件下更熱地運(yùn)行。閥門2可按來自處理器(未顯示)的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，以最大化發(fā)動(dòng)機(jī)127的性能。優(yōu)選，查找表與傳感器數(shù)據(jù)結(jié)合使用。這將通過流體流量的完全范圍，而不僅僅是恒溫器的開關(guān)，來控制發(fā)動(dòng)機(jī)127的溫度。上述閥門2的自動(dòng)防故障特色是重要的，使得流體(如冷卻劑)能總被供給至散熱器131，以防止發(fā)動(dòng)機(jī)127的損壞。
現(xiàn)參考圖8，作為另一個(gè)說明性的非限定性的應(yīng)用，閥門2可被用來控制流體流，如冷卻劑流從發(fā)動(dòng)機(jī)127、第一流體導(dǎo)管137通過旁路回路133。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)恒溫器125沒有到達(dá)設(shè)定點(diǎn)時(shí)，來自流體泵129的所有流體流，如冷卻劑流穿過第二流體導(dǎo)管143進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)127，然后通過第一流體導(dǎo)管137進(jìn)入旁路回路133中，然后回到流體泵129中。通過控制旁路回路133中的流體流量，發(fā)動(dòng)機(jī)127可在更大燃料效率和減少排放的條件下，更熱地運(yùn)行。閥門2可根據(jù)來自處理器(未顯示)的傳感器數(shù)據(jù)操作，以最大化發(fā)動(dòng)機(jī)127的性能。優(yōu)選，查找表與傳感器數(shù)據(jù)結(jié)合使用。這將通過流體流量的完全范圍控制發(fā)動(dòng)機(jī)127的溫度，直到恒溫器125的設(shè)定溫度點(diǎn)被達(dá)到。在此點(diǎn)上，閥門2與恒溫器125結(jié)合操作，利用流體通過第一流體導(dǎo)管137、穿過恒溫器125、并通過第三流體導(dǎo)管139進(jìn)入散熱器131，來精確地控制發(fā)動(dòng)機(jī)127的溫度。來自散熱器131的流體通過第四導(dǎo)管141返回流體泵129的入口。
雖然本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例和使用本發(fā)明的方法在上述說明中以相當(dāng)多的細(xì)節(jié)被描述了，但是可以理解，本發(fā)明可以進(jìn)行改進(jìn)，這些改進(jìn)不會(huì)超出附加權(quán)利要求的范圍，當(dāng)這些改進(jìn)方式落入了本發(fā)明的要求的范圍時(shí)，本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員進(jìn)行的屬于本發(fā)明的本發(fā)明改進(jìn)方式將被認(rèn)為是侵犯了本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種調(diào)節(jié)流體流的閥門，包括步進(jìn)電機(jī)；第一閥門部分，所述第一閥門部分具有用來接受流體進(jìn)入閥門的入口第二閥門部分，所述第二閥門部分具有從閥門分配流體的出口；第三閥門部分，它處于第一閥門部分和第二閥門部分之間；第一構(gòu)件，所述第一構(gòu)件是可旋轉(zhuǎn)的并被可操作地連接至步進(jìn)電機(jī)；以及第二構(gòu)件，所述第二構(gòu)件具有第一部分和第二部分，第二構(gòu)件與第一構(gòu)件接合，使得當(dāng)?shù)谝粯?gòu)件由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，第二構(gòu)件在第一位置和第二位置之間直線運(yùn)動(dòng)，其中第一構(gòu)件和第二構(gòu)件位于第三閥門部分之內(nèi)，處于第一位置的第二構(gòu)件的第一部分可阻止第一閥門部分和第三閥門部分之間的流體流動(dòng)，處于第二位置的第二構(gòu)件的第二部分可允許第一閥門部分和第三閥門部分之間的流體流動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述步進(jìn)電機(jī)、第一閥門部分、第二閥門部分、第三閥門部分、第一構(gòu)件和第二構(gòu)件都封閉在外殼中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述閥門還包括與所述第二構(gòu)件接觸的偏置機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的調(diào)節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述偏置機(jī)構(gòu)包括復(fù)位彈簧。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述第一構(gòu)件包括具有多個(gè)突出物的螺桿。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述第二構(gòu)件包括具有多個(gè)凹槽的柱塞。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的調(diào)節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述柱塞包括至少一個(gè)流體通道。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的調(diào)節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述柱塞包括具有外圓周的圓柱形部分，并在所述外圓周部分包括至少一個(gè)突出物。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的調(diào)節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述柱塞包括多個(gè)三角形支撐構(gòu)件。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的調(diào)節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述閥門還包括位于步進(jìn)電機(jī)和第三閥門部分之間的蓋構(gòu)件。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的調(diào)節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述蓋構(gòu)件包括至少一個(gè)用于步進(jìn)電機(jī)的支撐部分，和至少一個(gè)被緊固在所述閥門外殼上的外部構(gòu)件。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的調(diào)節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述蓋構(gòu)件包括至少一個(gè)凸出構(gòu)件，所述至少一個(gè)凸出構(gòu)件能被定位在第二構(gòu)件上多個(gè)保持構(gòu)件之間，以限制第二構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的調(diào)節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述閥門還包括位于步進(jìn)電機(jī)和第三閥門部分之間的蓋構(gòu)件，其中所述蓋構(gòu)件包括外凸緣。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的調(diào)節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述閥門還包括徑向密封件，所述徑向密封件位于外凸緣和第三閥門部分的外殼之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的調(diào)節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述徑向密封件包括至少一個(gè)矩形部分和至少一個(gè)c形部分。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的調(diào)節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述閥門還包括至少一個(gè)第一O形圈，所述至少一個(gè)O形圈位于所述蓋構(gòu)件和第一構(gòu)件之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求6所述的調(diào)節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述具有外圓周的柱塞包括位于外圓周上的多個(gè)突出物，還包括至少一個(gè)第二O形圈，所述至少一個(gè)第二O形圈位于所述柱塞的外圓周上的兩個(gè)鄰近突出物之間。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述閥門還包括終端連接件機(jī)構(gòu)，所述終端連接件機(jī)構(gòu)提供至少一個(gè)電氣連接至步進(jìn)電機(jī)。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述閥門的入口被流體連接至發(fā)動(dòng)機(jī)和旁路回路，用來控制流體流進(jìn)入散熱器，其中閥門的出口被流體連接至所述散熱器。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述閥門的入口被流體連接至用于接受來自發(fā)動(dòng)機(jī)的流體流的旁路回路，所述流體從水泵泵入所述發(fā)動(dòng)機(jī)，其中閥門的出口被流體連接至所述水泵的入口。
21.一種調(diào)節(jié)流體流的閥門，包括步進(jìn)電機(jī)；第一閥門部分，所述第一閥門部分具有用來接受流體進(jìn)入閥門的入口；第二閥門部分，所述第二閥門部分具有從閥門分配流體的出口；第三閥門部分，它處于第一閥門部分和第二閥門部分之間；第一構(gòu)件，所述第一構(gòu)件是可旋轉(zhuǎn)的并被可操作地連接至步進(jìn)電機(jī)；偏置機(jī)構(gòu)，所述偏置機(jī)構(gòu)與所述第二構(gòu)件接觸；外殼，所述外殼封閉所述步進(jìn)電機(jī)、第一閥門部分、第二閥門部分、第三閥門部分、第一構(gòu)件、第二構(gòu)件和偏置機(jī)構(gòu)；以及第二構(gòu)件，所述第二構(gòu)件具有第一部分和第二部分，它與第一構(gòu)件接合，使得當(dāng)?shù)谝粯?gòu)件由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，第二構(gòu)件在第一位置和第二位置之間直線運(yùn)動(dòng)，其中第一構(gòu)件和第二構(gòu)件位于第三閥門部分之內(nèi)，處于第一位置的第二構(gòu)件的第一部分可阻止第一閥門部分和第三閥門部分之間的流體流動(dòng)，處于第二位置的第二構(gòu)件的第二部分可允許第一閥門部分和第三閥門部分之間的流體流動(dòng)。
22.一種調(diào)節(jié)流體流的閥門，包括步進(jìn)電機(jī)；第一閥門部分，所述第一閥門部分具有用來接受流體進(jìn)入閥門的入口；第二閥門部分，所述第二閥門部分具有從閥門分配流體的出口；第三閥門部分，它處于第一閥門部分和第二閥門部分之間；第一構(gòu)件，所述第一構(gòu)件是可旋轉(zhuǎn)的并被可操作地連接至步進(jìn)電機(jī)；偏置機(jī)構(gòu)，所述偏置機(jī)構(gòu)與所述第二構(gòu)件接觸；外殼，所述外殼封閉所述步進(jìn)電機(jī)、第一閥門部分、第二閥門部分、第三閥門部分、第一構(gòu)件、第二構(gòu)件和偏置機(jī)構(gòu)；以及第二構(gòu)件，所述第二構(gòu)件具有第一部分和第二部分，它與第一構(gòu)件接合，使得當(dāng)?shù)谝粯?gòu)件由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，第二構(gòu)件在第一位置和第二位置之間直線運(yùn)動(dòng)，其中第一構(gòu)件和第二構(gòu)件位于第三閥門部分之內(nèi)，處于第一位置的第二構(gòu)件的第一部分可完全阻止第一閥門部分和第三閥門部分之間的流體流動(dòng)，處于第二位置的第二構(gòu)件的第二部分可允許第一閥門部分和第三閥門部分之間的流體流動(dòng)，其中閥門能控制流體流進(jìn)入旁路回路，并且能夠控制流體流進(jìn)入散熱器。
23.一種調(diào)節(jié)流體流的閥門，包括步進(jìn)電機(jī)；第一閥門部分，所述第一閥門部分具有用來接受流體進(jìn)入閥門的入口；第二閥門部分，所述第二閥門部分具有從閥門分配流體的出口；第三閥門部分，它處于第一閥門部分和第二閥門部分之間；螺桿，所述螺桿具有多個(gè)突出物，所述螺桿是可旋轉(zhuǎn)的并被可操作地連接至步進(jìn)電機(jī)；柱塞，所述柱塞具有第一部分和第二部分、以及多個(gè)凹槽，所述柱塞與螺桿上的多個(gè)突出物接合，使得當(dāng)螺桿由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，柱塞在第一位置和第二位置之間直線運(yùn)動(dòng)，其中螺桿和柱塞位于第三閥門部分之內(nèi)，處于第一位置的柱塞的第一部分可阻止第一閥門部分和第三閥門部分之間的流體流動(dòng)，處于第二位置的柱塞的第二部分可允許第一閥門部分和第三閥門部分之間的流體流動(dòng)；復(fù)位彈簧，所述復(fù)位彈簧與所述柱塞接觸；以及外殼，所述外殼封閉所述步進(jìn)電機(jī)、第一閥門部分、第二閥門部分、第三閥門部分、螺桿、柱塞和復(fù)位彈簧。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的調(diào)節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述閥門還包括位于步進(jìn)電機(jī)和第三閥門部分之間的蓋構(gòu)件。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的調(diào)節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述蓋構(gòu)件包括至少一個(gè)凸出構(gòu)件，所述至少一個(gè)凸出構(gòu)件能被定位在柱塞上多個(gè)保持構(gòu)件之間，以限制柱塞的旋轉(zhuǎn)。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的調(diào)節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述閥門還包括位于步進(jìn)電機(jī)和第三閥門部分之間的蓋構(gòu)件，其中所述蓋構(gòu)件包括外凸緣。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的調(diào)節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述閥門還包括徑向密封件，所述徑向密封件位于外凸緣和第三閥門部分的外殼之間。
28.根據(jù)權(quán)利要求24所述的調(diào)節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述具有外圓周的柱塞包括位于外圓周上的多個(gè)突出物，還包括至少一個(gè)第二O形圈，所述至少一個(gè)第二O形圈位于所述柱塞的外圓周上的兩個(gè)鄰近突出物之間。
29.根據(jù)權(quán)利要求24所述的調(diào)節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述閥門的入口被流體連接至發(fā)動(dòng)機(jī)和旁路回路，用來控制流體流進(jìn)入散熱器，其中閥門的出口被流體連接至所述散熱器。
30.根據(jù)權(quán)利要求24所述的調(diào)節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述閥門的入口被流體連接至接受來自發(fā)動(dòng)機(jī)的流體流的旁路回路，所述流體從水泵泵入所述發(fā)動(dòng)機(jī)，其中閥門的出口被流體連接至所述水泵的入口。
31.一種利用閥門調(diào)節(jié)流體流的方法，包括旋轉(zhuǎn)閥門中的可操作地連接至步進(jìn)電機(jī)的第一構(gòu)件，所述閥門具有第一閥門部分，所述第一閥門部分具有用來接受流體流入閥門的入口；第二閥門部分，所述第二閥門部分具有用來從閥門分配流體的出口；以及第三閥門部分，所述第三閥門部分位于第一閥門部分和第二閥門部分之間；以及通過與旋轉(zhuǎn)的第一構(gòu)件的接合，將第二構(gòu)件從第一位置移至第二位置，所述第二構(gòu)件具有第一部分和第二部分，其中處于第一位置的第二構(gòu)件的第一部分可阻止第一閥門部分和第三閥門部分之間的流體流動(dòng)，處于第二位置的第二構(gòu)件的第二部分可允許第一閥門部分和第三閥門部分之間的流體流動(dòng)。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的利用閥門調(diào)節(jié)流體流的方法，其特征在于還包括利用偏置機(jī)構(gòu)靠著第二構(gòu)件施加壓力的步驟。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的利用閥門調(diào)節(jié)流體流的方法，其特征在于還包括利用閥門控制流體流從發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入散熱器的步驟。
34.根據(jù)權(quán)利要求31所述的利用閥門調(diào)節(jié)流體流的方法，其特征在于還包括利用閥門控制流體流從發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入旁路線路的步驟。
35.一種利用閥門調(diào)節(jié)流體流的方法，包括旋轉(zhuǎn)螺桿，所述螺桿具有多個(gè)突出物，所述螺桿在閥門內(nèi)被可操作地連接至步進(jìn)電機(jī)，所述閥門具有第一閥門部分，所述第一閥門部分具有用來接受流體流入閥門的入口；第二閥門部分，所述第二閥門部分具有用來從閥門分配流體的出口；以及第三閥門部分，所述第三閥門部分位于第一閥門部分和第二閥門部分之間；以及移動(dòng)柱塞，所述柱塞具有第一部分和第二部分，所述第一部分包括圓柱形部分，所述第二部分包括至少一個(gè)孔和多個(gè)凹槽，所述柱塞與所述螺桿上的多個(gè)突出物接合，使得當(dāng)螺桿由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)并對(duì)抗由復(fù)位彈簧施加的作用力時(shí)，柱塞在第一位置和第二位置之間直線運(yùn)動(dòng)；其中處于第一位置的柱塞的第一部分可阻止第一閥門部分和第三閥門部分之間的流體流動(dòng)，處于第二位置的第二構(gòu)件的第二部分可允許第一閥門部分和第三閥門部分之間的流體流動(dòng)。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的利用閥門調(diào)節(jié)流體流的方法，其特征在于還包括利用位于步進(jìn)電機(jī)和第三閥門部分之間的蓋構(gòu)件密封所述閥門的步驟，其中所述蓋構(gòu)件包括外凸緣、位于外凸緣和第三閥門部分的外殼之間的徑向密封件、至少一個(gè)位于所述蓋構(gòu)件和第一構(gòu)件之間的第一O形圈、以及至少一個(gè)位于所述柱塞的外圓周上的兩個(gè)鄰近突出物之間的第二O形圈。
37.根據(jù)權(quán)利要求35所述的利用閥門調(diào)節(jié)流體流的方法，其特征在于還包括通過終端連接件向步進(jìn)電機(jī)提供電氣連接的步驟。
38.根據(jù)權(quán)利要求35所述的利用閥門調(diào)節(jié)流體流的方法，其特征在于還包括通過將蓋構(gòu)件上至少一個(gè)凸出構(gòu)件與柱塞上多個(gè)保持構(gòu)件接合，實(shí)現(xiàn)柱塞的限定旋轉(zhuǎn)，其中所述蓋構(gòu)件位于所述步進(jìn)電機(jī)和第三閥門部分之間。
39.根據(jù)權(quán)利要求35所述的利用閥門調(diào)節(jié)流體流的方法，其特征在于還包括利用閥門控制從發(fā)動(dòng)機(jī)至散熱器的流體流動(dòng)。
40.根據(jù)權(quán)利要求35所述的利用閥門調(diào)節(jié)流體流的方法，其特征在于還包括利用閥門控制從發(fā)動(dòng)機(jī)至旁路回路的流體流動(dòng)。
全文摘要
用來調(diào)節(jié)流體流的閥門及相關(guān)的使用方法。所述閥門包括步進(jìn)電機(jī)(16)，具有用來接受流體流入閥門的入口(46)的第一閥門部分(54)，具有從閥門分配流體的出口(48)的第二閥門部分(56)，處于第一閥門部分(54)和第二閥門部分(56)之間的第三閥門部分(50)，可旋轉(zhuǎn)的并被可操作地連接至步進(jìn)電機(jī)(16)的第一構(gòu)件(12)，與第一構(gòu)件接合的、具有第一部分(9)和第二部分(11)的第二構(gòu)件(6)，所述第二構(gòu)件與第一構(gòu)件接合，使得當(dāng)?shù)谝粯?gòu)件由步進(jìn)電機(jī)(16)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，第二構(gòu)件在第一位置和第二位置之間作直線運(yùn)動(dòng)，以在第二構(gòu)件位于第一位置時(shí)，阻止流體流動(dòng)，在第二構(gòu)件位于第二位置時(shí)，允許流體流動(dòng)。
文檔編號(hào)F16K3/00GK1806140SQ200480016243
公開日2006年7月19日 申請(qǐng)日期2004年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月24日
發(fā)明者羅伯特·R·諾里斯, 加里·L·羅斯歐 申請(qǐng)人:特拉華蘭科有限公司