專利名稱：步進電機驅動的流體閥的制作方法
背景技術：
在與內燃機相關的許多冷卻系統(tǒng)中，需要控制旁路回路中冷卻劑的流動，或者控制進入加熱器芯的冷卻劑的流動。這種冷卻劑流動控制通常是由四(4)種主閥結構中的任一種實現(xiàn)的，所述主閥結構可以由五(5)種閥門控制機構中的任何一個驅動。
在旁路回路或加熱器閥中的冷卻劑的流動僅需要被打開或關閉的情況下，蝶形閥、筒形閥、提升閥或閘門閥被典型地使用。然而，當需要在旁路回路或加熱器閥中的冷卻劑變化流動時，那么僅筒形閥或閘門閥可被使用。有五(5)種機構或技術用來操作在調節(jié)旁路回路或加熱器閥中冷卻劑的流動時所使用的閥門。第一種機構是由車輛司機從乘客車廂手動操作的直接機械聯(lián)動裝置。第二種機構是混合風門致動器，它打開或關閉由機械聯(lián)動裝置驅動的閥門?；旌巷L門致動器的功能非常類似于電子溫度控制系統(tǒng)，并且控制溫度?；旌巷L門致動器通過監(jiān)控來自溫度選擇器的反饋信號來控制加熱/冷卻，并通過與機械聯(lián)動裝置連接的電動機電子地調節(jié)混合風門，以滿足需求。第三種機構是輔助真空致動器，它能在兩個或三個位置上定位閥門。第四種機構利用直流(DC)電機和具有反饋機構的傳動機構來指示閥門的變化位置。最后，第五種機構使用直接螺線管驅動器來打開和關閉閥門。這幾乎專有地與提升型閥門一起被使用。
這些閥門和閥門控制機構具有多個局限。一個重要的局限是這些閥門需要能在低流量范圍內精確控制冷卻劑流量，同時還能在需要完全流通狀態(tài)時，完全打開以最小化壓降。關于壓降，提升閥和蝶形閥具有顯著的不利條件，因為在完全流通過程中，它們的流量控制構件留在流動通道中。筒形閥被典型地用在變化流量的情況下，然而，由于筒形閥的幾何尺寸限制，筒形閥的限定流量計量能力的獲得通常是以通過筒形閥具有足量、全部的冷卻劑流為代價的。雖然閘門閥能提供精細計量的流量，并在完全流通狀態(tài)下提供最小的壓降，但是尺寸上的顯著問題是限制了在汽車/車輛冷卻劑系統(tǒng)中的執(zhí)行。
上述閥門控制機構中的每一個都有顯著的缺點。直接機械聯(lián)動裝置不提供對與車輛中的其它加熱、通風和空氣調節(jié)(HVAC)部件相關的閥門的直接控制。通過混合風門致動器的閥門間接控制不提供對與車輛中的其它加熱、通風和空氣調節(jié)(HVAC)部件相關的閥門的直接控制。輔助真空致動器被限定于兩(2)或三(3)個位置。在冷卻劑流量控制應用中，這是非常有限的值。直流(DC)電機和傳動機構需要輔助的反饋電子裝置。這典型地包括電位計和車載電子設備，以控制閥門的位置。這種反饋電路是昂貴的，并且由于熱量和與車輛相關的其他環(huán)境因素而容易出問題。直接螺線管控制限定閥門至兩(2)個位置的裝置。為了提供流量控制，螺線管控制需要被脈沖打開或關閉。這會產生不需要的“沖擊”效果。沖擊是可引起閥門損壞，或使閥門不能提供其主要功能的現(xiàn)象。閥門的不穩(wěn)定的開和關暴露了保持恒定的流速和有效關閉的性能上不足。螺線管控制還具有非常不需要的拉入大量電流的效果。
在內燃機被冷卻時的許多情況下，希望在到閥門的操作信號丟失時，閥門返回至完全打開(故障自動保險的)位置。通常，由機械聯(lián)動裝置操作的所有閥門未能具有這種類型的特征。由直流(DC)電機驅動的電子致動閥門和傳動機構需要外部彈簧，或者可能需要離合器機構來完成這種任務。這些附加部件是不希望有的，因為這些部件均可能發(fā)生故障，并難于替換。
本發(fā)明被提出以克服上述的一個或多個問題。

發(fā)明內容
在本發(fā)明的一個方面中，調節(jié)流體流的閥門被披露了。此閥門包括步進電機；第一閥門腔室，所述第一閥門腔室具有用來接受流體進入閥門的入口；第二閥門腔室，所述第二閥門腔室具有從閥門分配流體的出口，其中第一閥門腔室包括處于第一閥門腔室和第二閥門腔室之間的開口；第一構件，所述第一構件是可旋轉的并被可操作地連接至步進電機；第二構件，所述第二構件與第一構件接合，當?shù)谝粯嫾刹竭M電機驅動旋轉時，第二構件在第一位置和第二位置之間直線運動；以及密封機構，所述密封機構可操作地連接至第二構件，其中當?shù)诙嫾挥诘谝晃恢脮r，密封機構可移動靠近所述開口，當?shù)诙嫾挥诘诙恢脮r，密封機構可移動遠離所述開口。
在本發(fā)明的另一個方面中，利用閥門調節(jié)流體流的方法被披露了。該方法包括旋轉閥門中的可操作地連接至步進電機的第一構件，其中所述閥門包括第一閥門腔室，所述第一閥門腔室具有用來接受流體進入閥門的入口，并且包括第二腔室，所述第二腔室具有用來從閥門分配流體的出口，其中第一閥門腔室包括處于第一閥門腔室和第二閥門腔室之間的開口；移動第二構件，當?shù)谝粯嫾伤霾竭M電機驅動旋轉時，所述第二構件在第一位置和第二位置之間接合所述第一構件；當?shù)诙嫾挥诘谝晃恢脮r，移動可操作地連接至所述第二構件的密封機構使其靠近所述開口；以及當?shù)诙嫾挥诘诙恢脮r，移動所述密封機構遠離所述開口。
這些僅是本發(fā)明的無數(shù)方面中一些，不應被認為是與本發(fā)明相關的無數(shù)方面的所有列表。根據(jù)下述披露和附圖，對于本發(fā)明的熟練技術人員，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，將結合下列附圖進行描述，其中圖1是本發(fā)明所述的用來輸送冷卻劑的步進電機驅動冷卻劑閥門在打開位置時的截面圖；圖2是本發(fā)明所述的用來輸送冷卻劑的如圖1所示的步進電機驅動冷卻劑閥門在完全關閉位置時的截面圖；圖3是使用本發(fā)明所述的用來輸送冷卻劑的如圖1和圖2所示的步進電機驅動冷卻劑閥門的測流口的單獨透視圖；圖4是本發(fā)明所述的沿圖2中線C-C取的步進電機驅動閥門的截面圖；圖5是本發(fā)明所述的用來輸送冷卻劑的如圖1所述的步進電機驅動冷卻劑閥門；圖6是車輛的流體系統(tǒng)的基本示意圖，所指流體例如為冷卻劑，該圖示出發(fā)動機、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)明所述的閥門控制的；以及圖7是車輛的流體系統(tǒng)的基本示意圖，所指流體例如為冷卻劑，該圖示出發(fā)動機、散熱器、泵、加熱器芯和旁路回路，其中流過加熱器芯的流體流，如冷卻劑流，是通過本發(fā)明所述的閥門控制的。
具體實施例方式
在下述詳細描述中，許多特定的細節(jié)將被給出，以完全理解本發(fā)明。然而，本領域的熟練技術人員可以理解，本發(fā)明可被實現(xiàn)而不用這些特定的細節(jié)。在其它例子中，公知的方法、步驟和部件沒有被詳細描述，以避免使本發(fā)明不清楚。例如，本發(fā)明實際上可被用在能從遍及流體流動范圍中的可控流體流中獲益的任何類型的裝置中。此外，本發(fā)明可被用在使用流體作為冷卻劑來減少發(fā)動機(例如內燃機)中熱量的任何類型的機動車中。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和4，其中用來控制流體流，如冷卻劑流的閥門一般由數(shù)字2指示。閥門2示出在圖1中的默認或無動力(unpowered)位置。偏置機構4優(yōu)選但不必須地采用復位彈簧形式。如果采用復位彈簧形式的偏置機構4優(yōu)選是螺旋的，并由閥門2的閥門主體32中的凸臺80支撐。偏置機構4施加負荷至閥針6。這個閥針6優(yōu)選但不必須與閥門2的垂直軸線或中心線3對齊。閥針6優(yōu)選包括一體形成并位于其中的多個陰螺紋或凹槽8，它們能與螺桿12中的多個凸形突出物或陽螺紋10緊密配合。由于偏置機構，如復位彈簧4的作用力，平移和旋轉負荷都被施加至閥針6。因此，當螺桿12旋轉時，多個凸形突出物或陽螺紋10與閥針6的多個陰螺紋或凹槽8接合，使得閥針6能沿垂直軸線或中心線3根據(jù)螺桿12的旋轉方向而向上或向下移動。螺桿12被可操作地連接至步進電機16。優(yōu)選，螺桿12通過配件被機械連接至步進電機16；然而，通過粘合劑的粘接、熱結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-部分，其連接所述步進電機16的轉子20，如圖5-7所示。步進電機16的一個說明性、非限定性的例子包括SKC電機No.XE-2002-0962-00，由Shinano Kenshi公司制造，該公司在加利福尼亞90230，Culver市，Mesmer大街5737號設有商務場所。然而，多種步進電機16會滿足本發(fā)明。
多種材料可被應用在閥門2的主要部件中，除了步進電機16和流體密封機構之外。一種說明性的、但非限定性的例子包括1503-2級樹脂，該樹脂包括被玻璃纖維增強的尼龍6/6。這種1503-2級樹脂是由TICONA制造的，該公司在新澤西07901，Summit，Morris大街90號設有商務場所。然而，多種其它材料也會滿足此應用。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晶度的聚甲醛(POM)，它在較寬的溫度和化學環(huán)境中提供高的強度、硬度、剛性和潤滑性。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、擠壓和旋轉鑄造法。一種說明性的、但非限定性的用螺桿12的材料的例子包括與聚四氟乙烯(PTFE)結合的尼龍6，以減少摩擦。
這種閥門2的特色是步進電機16和偏置機構，如復位彈簧4之間的力平衡。這種閥門2被設計成當提供適當?shù)男盘柦o步進電機16時，有足夠的力轉動螺桿12，所述螺桿12移動閥針6以壓縮偏置機構，如復位彈簧4，并且關閉閥門2。相反，偏置機構，如復位彈簧4必須具有足夠的力轉動螺桿12以移動閥針6，所述閥針6在步進電機16上的動力被去除后，旋轉步進電機16，以打開閥門2。偏置機構，如復位彈簧4的結構和設計可極大地被改變，以與所使用的所述多種步進電機相適合，平衡所述力。因此，本發(fā)明的特色在于閥門2能在步進電機16上的動力被去除后，達到完全打開的位置，作為自動防故障裝置。
如圖1和2所示，最好如圖5所示，步進電機16包括防護外殼端蓋26，所述防護外殼端蓋26覆蓋步進電機16的外部頂端部分。如圖5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電機16上的終端(未顯示)。此電氣終端連接件28提供簡單的電氣接口，所述電氣接口可容易地連接至電氣控制系統(tǒng)中的其它部件。
位于步進電機16下方的是閥門主體32。其中設有包括凸出構件36的端蓋構件30，所述凸出構件36優(yōu)選是端蓋構件的組成部分，但也可以是連在其上的分離部分，如圖1、2、4和5所示。端蓋構件30優(yōu)選但不必須地由彈性材料制成，并設有一系列突出螺紋34以將所述端蓋構件30密封至閥門主體32，如圖5所示。第一O形圈38位于端蓋構件30和閥門主體32之間，第二O形圈40位于套筒18和端蓋構件30之間，以防止流體流出閥門主體32。用于制造O形圈38和40的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。
提升頭42連接在閥針6上。所述提升頭42包括沿其向下延伸的外凸緣部分44。提升頭42隨閥針6向上向下移動。閥門主體32包括接受流體的入口46和排出流體的出口48。中間開口50位于入口46和出口48之間，所述中間開口50將閥門2分成第一腔室54和第二腔室56，以提供兩階段閥門結構。如圖1所示，當閥門2打開時，閥針6位于步進電機16的附近，提升頭42被提升，以允許流體經過中間開口50在入口46和出口48之間流動。提升頭42優(yōu)選由彈性材料，如優(yōu)質合成橡膠(QSR)制成。優(yōu)選墊圈52位于提升頭42下方，在外凸緣部分之內，以提供密封性，并防止在閥門2被關閉時流體流出。墊圈52優(yōu)選由金屬，如黃銅制成，以給提升頭42提供強度和剛度。止動器77向提升頭42提供支撐，使得偏置機構，如復位彈簧的壓力不會施加非常大的壓力在提升頭42的中心，使得提升頭42的相對水平位置與垂直軸線或中心線3的關系可被保持。多種材料可滿足要求，但優(yōu)選較堅硬的材料，如閥針6或螺桿12中使用的材料。
如圖2所示，當閥門2被關閉時，閥針6盡可能遠離步進電機16，提升頭42與中間開口50平齊，以阻止從入口46至出口48的流體通道。第一腔室54中的壓力通常高于第二腔室56中的壓力。由于經過閥門2的這種壓降而產生壓力差，從而加入對抗閥針6和提升頭42的向下的力。因為閥針6僅占提升頭42的橫截面區(qū)域的小部分，因此如果閥門2僅具有單一階段或腔室，所以偏置機構，如復位彈簧4需要非常低的作用力以移動閥針6。如圖3所示，一旦閥針6開始移動，設在閥針6上的測流口58使得在第一腔室54和第二腔室56的壓力平衡。這使得偏置機構，如復位彈簧4具有足夠的力從閥門座43升高提升頭42的外凸緣部分44至完全打開閥門2，如圖1所示。
在正常操作情形下，步進電機16將被供以動力，在順時針或逆時針方向上旋轉螺桿12，以向上或向下移動閥針6。有兩種操作情形。第一種情形是完全打開區(qū)域。完全打開區(qū)域是從當閥針6與步進電機16盡可能靠近時，擴展至提升頭42仍與閥門座43足夠遠的點，以允許完全的流體流。從步進電機16開始，閥針6的移動范圍是大約百分之零(0％)至大約百分之百(100％)，優(yōu)選從大約百分之二十(20％)至大約百分之六十(60％)，最好大約百分之四十(40％)。在第一腔室54和第二腔室56之間存在低的壓差或壓降，這是本發(fā)明的優(yōu)勢方面。
第二種操作情形是當提升頭42的外凸緣部分44與閥門座43完全接觸時。在該點，提升頭42和閥針6之間存在相對運動，所有流體流穿過測流口58，如圖3所示。測流口優(yōu)選但不必須是逐漸變細的或三角形的，以精確控制流體流動，并在閥針6的頂部60處允許非常小的流體流量，而在閥針6的底部62允許最大流量。這在低的流體流量情形下提供精確的計量，這是本發(fā)明的優(yōu)點。根據(jù)所需流體速度的變化，測流口可精確地具有任何幾何形狀。
步進電機16的旋轉度數(shù)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)個凸形突出物或陽螺紋10，至每英寸大約五十(50)個凸形突出物或陽螺紋10，優(yōu)選從每英寸大約三(3)個凸形突出物或陽螺紋10，至每英寸大約八(8)個凸形突出物或陽螺紋10，最好是每英寸大約五(5)個凸形突出物或陽螺紋10。因此，閥針6每步可移動大約10英寸至大約0.000001英寸，優(yōu)選從每步移動大約0.01英寸至每步大約0.001英寸，最好每步移動大約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)個凸形突出物或陽螺紋10，那么閥針6每步移動0.001英寸，使得500步對應閥針6移動半個(0.5)英寸，實現(xiàn)非常精確的流量控制。
閥門2依靠第一腔室54和第二腔室56之間的不同壓力，相對閥門座43密封提升頭42。當兩個腔室54和56之間的壓力差為零時，需要改正閥門2的配置。如圖2所示，當閥門2處于完全關閉的位置，并且第一腔室54和第二腔室56之間的流體壓力為零時，提升頭42和閥針6之間的相對運動如所期望一樣不會發(fā)生，提升頭42的外凸緣部分44升起離開閥門座43。從密封的角度看，這是不相關的，因為第一腔室54和第二腔室56之間的壓力差表示流體流量是零(0)。然而，對于下個沖程，閥門2處于適當位置或重新復位是重要的。這是通過讓端蓋構件30的凸出構件36驅動提升頭42至默認位置而被實現(xiàn)的，如圖1所示，只要當閥門2處于完全打開位置或默認位置時。作為默認，對閥門2的完全打開位置提供自動防故障裝置是本發(fā)明的優(yōu)點。
如圖4所示，端蓋構件30包括凸出構件36。優(yōu)選至少兩個保持導向構件121和123位于閥針6上。凸出構件36位于保持導向構件121和123之間。這提供了抗旋轉特征，使得閥針6僅沿閥門2的中心線3傳遞力。
現(xiàn)參考圖6，作為說明性的非限定性的應用，閥門2可被用來控制流體，如冷卻劑，從發(fā)動機127通過第一流體導管137流動穿過旁路回路133。當標準恒溫器125沒有達到設定溫度時，來自流體泵129的所有流體流動，如冷卻劑流動將穿過第二流體導管143，進入發(fā)動機127。從發(fā)動機127，流體將通過第一流體導管137流入旁路回路133，接著流回流體泵129。通過控制旁路回路133中的流體流量，發(fā)動機127可在更大燃料效率和減少的排放條件下，更熱地運行。閥門2可按來自處理器(未顯示)的傳感器數(shù)據(jù)操作，以最大化發(fā)動機127的性能。優(yōu)選，查找表與傳感器數(shù)據(jù)結合使用。這將通過流體流量的完全范圍控制發(fā)動機127的溫度，直到恒溫器125的設定溫度被達到。在此點上，閥門2可與恒溫器125一起操作，以精確控制發(fā)動機127的溫度，流體通過第一流體導管137而穿過恒溫器125，然后通過第三導管139進入散熱器131。從散熱器131，流體通過第四流體導管141流回流體泵129的入口。
現(xiàn)參考圖7，作為另一個說明性的非限定性的應用，閥門2可被用來控制被加熱的流體流，如冷卻劑流通過第五流體導管151從發(fā)動機127流入閥門2的入口46，然后通過出口48流出，并且通過第六流體導管152進入加熱器芯160。接著，流體，如冷卻劑通過第七流體導管154離開加熱器芯160，返回流體泵129。系統(tǒng)的剩余部分如前所述，第一流體導管137連接發(fā)動機127，旁路回路133連接第一流體導管137。當標準恒溫器125沒有達到設定溫度時，來自流體泵129的所有流體流，如冷卻劑流穿過第二流體導管143進入發(fā)動機127。從發(fā)動機127，流體通過第一流體導管137流入旁路回路133，接著返回流體泵129。
閥門2可按來自處理器(未顯示)的傳感器數(shù)據(jù)操作，以最大化加熱器芯160的性能。優(yōu)選，查找表與傳感器數(shù)據(jù)結合使用。這將在加熱器芯160的整個溫度范圍上提供一些控制。當恒溫器125的設定溫度被達到時，閥門2可與恒溫器125一起操作，以精確控制發(fā)動機127的溫度，流體通過第一流體導管137穿過恒溫器125，然后通過第三導管139進入散熱器131。從散熱器131，流體通過第四流體導管141流回流體泵129的入口，接著通過第二流體導管143被泵回發(fā)動機127。
雖然本發(fā)明的優(yōu)選實施例和使用本發(fā)明的方法在上述說明中以相當多的細節(jié)被描述了，但是可以理解，本發(fā)明可以進行改進，這些改進沒有超出附加權利要求的范圍，當這些改進方式落入了本發(fā)明的要求的范圍時，本領域熟練技術人員進行的屬于本發(fā)明的本發(fā)明改進方式將被認為是侵犯了本發(fā)明。
權利要求
1.一種調節(jié)流體流的閥門，包括步進電機；第一閥門腔室，所述第一閥門腔室包括用來接受流體進入閥門的入口；第二閥門腔室，所述第二閥門腔室包括從閥門分配流體的出口，其中第一閥門腔室包括處于第一閥門腔室和第二閥門腔室之間的開口；第一構件，所述第一構件是可旋轉的，并被可操作地連接至步進電機；第二構件，所述第二構件與第一構件接合，使得當?shù)谝粯嫾刹竭M電機驅動旋轉時，第二構件在第一位置和第二位置之間作直線運動；以及密封機構，所述密封機構可操作地連接至第二構件，其中當?shù)诙嫾挥诘谝晃恢脮r，密封機構可移動靠近所述開口，而當?shù)诙嫾挥诘诙恢脮r，密封機構可移動遠離所述開口。
2.根據(jù)權利要求1所述的調節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述步進電機、第一閥門腔室、第二閥門腔室、第一構件、第二構件和密封機構都封閉在外殼中。
3.根據(jù)權利要求1所述的調節(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件接觸的偏置機構。
4.根據(jù)權利要求3所述的調節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述偏置機構包括復位彈簧。
5.根據(jù)權利要求1所述的調節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述第一構件包括具有多個突出物的螺桿。
6.根據(jù)權利要求1所述的調節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述第二構件包括具有多個凹槽的閥針。
7.根據(jù)權利要求1所述的調節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述第二構件包括測流口，以在第一閥門腔室和第二閥門腔室之間提供流體流，其中測流口由密封機構選擇性地堵住。
8.根據(jù)權利要求7所述的調節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述測流口包括三角形的形狀。
9.根據(jù)權利要求1所述的調節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述密封機構包括提升頭。
10.根據(jù)權利要求1所述的調節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述閥門還包括位于步進電機和密封機構之間的端蓋構件。
11.根據(jù)權利要求10所述的調節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述端蓋構件包括至少一個凸出構件，所述至少一個凸出構件被設置靠在所述密封機構上，以保證所述密封機構靠在所述開口上。
12.根據(jù)權利要求11所述的調節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述端蓋構件的至少一個凸出構件能夠設在第二構件上的多個保持構件之間，以限制第二構件的旋轉。
13.根據(jù)權利要求1所述的調節(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構，所述終端連接件機構提供至少一個電氣連接至步進電機。
14.根據(jù)權利要求1所述的調節(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旁路回路，所述旁路回路接受來自發(fā)動機的流體流，所述流體流是從水泵被泵入發(fā)動機的，其中閥門的出口被流體連接至水泵的入口。
15.根據(jù)權利要求1所述的調節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述閥門的入口能流體連接至發(fā)動機，閥門的出口能流體連接至加熱器芯。
16.一種調節(jié)流體流的閥門，包括步進電機；第一閥門腔室，所述第一閥門腔室包括用來接受流體流入閥門的入口；第二閥門腔室，所述第二閥門腔室包括從閥門分配流體的出口，其中第一閥門腔室包括處于第一閥門腔室和第二閥門腔室之間的開口；第一構件，所述第一構件是可旋轉的，并被可操作地連接至步進電機；第二構件，所述第二構件與第一構件接合，使得當?shù)谝粯嫾刹竭M電機驅動旋轉時，第二構件在第一位置和第二位置之間作直線運動；密封機構，所述密封可操作地連接至第二構件，其中當?shù)诙嫾挥诘谝晃恢脮r，密封機構能夠移動靠近所述開口，當?shù)诙嫾挥诘诙恢脮r，密封機構能夠移動遠離所述開口；偏置機構，所述偏置機構與所述第二構件接觸；以及外殼，所述外殼封閉所述步進電機、第一閥門腔室、第二閥門腔室、第一構件、第二構件、偏置機構和密封機構。
17.一種調節(jié)流體流的閥門，包括步進電機；第一閥門腔室，所述第一閥門腔室具有用來接受流體流入閥門的入口；第二閥門腔室，所述第二閥門腔室具有從閥門分配流體的出口，其中第一閥門腔室包括處于第一閥門腔室和第二閥門腔室之間的開口；螺桿，所述螺桿具有多個突出物，所述螺桿是可旋轉的，并被可操作地連接至步進電機；閥針，所述閥針具有測流口和多個凹槽，所述閥針與螺桿上的多個突出物接合，當螺桿由步進電機驅動旋轉時，閥針在第一位置和第二位置之間作直線運動；提升頭，所述提升頭被可操作地連接至所述閥針，其中當閥針位于第一位置時，提升頭可移動靠近所述開口，當閥針位于第二位置時，提升頭可移動遠離所述開口，并且有選擇地阻塞測流口的開口以控制流體流；復位彈簧，所述復位彈簧與所述閥針接觸；以及外殼，所述外殼封閉所述步進電機、第一閥門腔室、第二閥門腔室、螺桿、閥針、復位彈簧和提升頭。
18.根據(jù)權利要求17所述的調節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述測流口包括三角形的形狀。
19.根據(jù)權利要求17所述的調節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述閥門還包括位于步進電機和提升頭之間的端蓋構件，所述端蓋構件包括至少一個凸出構件，所述至少一個凸出構件被設置靠在所述提升頭上，以保證所述提升頭靠在所述開口上。
20.根據(jù)權利要求19所述的調節(jié)流體流的閥門，其特征在于所述端蓋構件的至少一個凸出構件能夠設在所述閥針上的多個保持構件之間，以限制閥針的旋轉。
21.根據(jù)權利要求17所述的調節(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旁路回路，所述旁路回路接受來自發(fā)動機的流體流，所述流體流是從水泵被泵入發(fā)動機的，其中閥門的出口被流體連接至水泵的入口。
22.根據(jù)權利要求17所述的調節(jié)液流的閥門，其特征在于所述閥門的入口能流體連接至發(fā)動機，閥門的出口能流體連接至加熱器芯。
23.一種利用閥門調節(jié)流體流的方法，包括旋轉閥門中的可操作地連接至步進電機的第一構件，所述閥門具有第一閥門腔室，所述第一閥門腔室具有用來接受流體流入閥門的入口，以及具有第二腔室，所述第二腔室具有用來從閥門分配流體的出口，其中第一閥門腔室包括處于第一閥門腔室和第二閥門腔室之間的開口；移動第二構件，當?shù)谝粯嫾伤霾竭M電機驅動旋轉時，所述第二構件在第一位置和第二位置之間接合所述第一構件；當?shù)诙嫾挥诘谝晃恢脮r，移動可操作地連接至所述第二構件的密封機構使其靠近所述開口；以及當?shù)诙嫾挥诘诙恢脮r，移動所述密封機構使其遠離所述開口。
24.根據(jù)權利要求23所述的利用閥門調節(jié)流體流的方法，其特征在于還包括利用偏置機構向第二構件施加壓力的步驟。
25.根據(jù)權利要求23所述的利用閥門調節(jié)流體流的方法，其特征在于還包括通過利用密封機構選擇性地堵住測流口，控制流體流穿過第二構件中的測流口的步驟。
26.根據(jù)權利要求23所述的利用閥門調節(jié)流體流的方法，其特征在于還包括通過使端蓋上的凸出邊緣構件靠在所述密封機構上，保證所述密封機構靠在所述開口上的步驟。
27.根據(jù)權利要求23所述的利用閥門調節(jié)流體流的方法，其特征在于還包括將端蓋構件的至少一個凸出構件定位在第二構件上的多個保持構件之間，以限制所述第二構件的旋轉，并減少偏置機構所產生的旋轉負荷的步驟。
28.根據(jù)權利要求23所述的利用閥門調節(jié)流體流的方法，其特征在于，還包括以流動關系連接閥門的入口至旁路回路，所述旁路回路接受來自發(fā)動機的流體流，其中所述發(fā)動機接受從水泵被泵入所述發(fā)動機的流體；以及以流動關系連接所述閥門的出口至所述水泵的入口。
29.根據(jù)權利要求23所述的利用閥門調節(jié)流體流的方法，其特征在于，還包括以流動關系連接所述閥門的入口至所述發(fā)動機；以及以流動關系連接所述閥門的出口至加熱器芯。
30.一種利用閥門調節(jié)流體流的方法，包括旋轉具有多個突出物的螺桿，所述螺桿在閥門中可操作地連接至步進電機，所述閥門具有第一閥門腔室，所述第一閥門腔室具有用來接受流入體流入閥門的入口，以及具有第二閥門腔室，所述第二閥門腔室具有用來從閥門分配流體的出口，其中第一閥門腔室包括處于第一閥門腔室和第二閥門腔室之間的開口；移動閥針，所述閥針具有測流口和多個凹槽，當螺桿由所述步進電機驅動、克服復位彈簧施加的作用力而旋轉時，所述閥針接合所述螺桿上的多個突出物，以在第一位置和第二位置之間作直線運動；當閥針位于第一位置時，移動可操作地連接至所述閥針的提升頭使其靠近所述開口；以及當閥針位于第二位置時，移動所述提升頭使其遠離所述開口，同時基于提升頭的位置選擇性地阻塞流體流穿過測流口。
31.根據(jù)權利要求30所述的利用閥門調節(jié)流體流的方法，其特征在于還包括通過使端蓋構件的凸出邊緣構件靠在所述提升頭上，保證所述提升頭靠在所述開口上的步驟。
32.根據(jù)權利要求30所述的利用閥門調節(jié)流體流的方法，其特征在于還包括使端蓋構件的至少一個凸出構件定位在閥針上的多個保持構件之間，以限制所述閥針的旋轉，并減少所述復位彈簧所產生的旋轉負荷的步驟。
33.根據(jù)權利要求30所述的利用閥門調節(jié)液流的方法，其特征在于，還包括以流動關系連接閥門的入口至旁路回路，所述旁路回路接受來自發(fā)動機的流體流，其中所述發(fā)動機接受從水泵被泵入所述發(fā)動機的流體；以及以流動關系連接所述閥門的出口至所述水泵的入口。
34.根據(jù)權利要求30所述的利用閥門調節(jié)流體流的方法，其特征在于，還包括以流動關系連接所述閥門的入口至所述發(fā)動機；以及以流動關系連接所述閥門的出口至加熱器芯。
全文摘要
用來調節(jié)流體流的閥門及相關的使用方法。所述閥門包括步進電機(16)，具有入口(46)的第一閥門腔室，具有出口的第二閥門腔室，其中第一閥門腔室包括處于第一閥門腔室和第二閥門腔室之間的開口(50)，可旋轉的并被可操作地連接至步進電機的第一構件(12)，與第一構件接合的第二構件(6)，當?shù)谝粯嫾刹竭M電機驅動旋轉時，第二構件在第一位置和第二位置之間作直線運動；以及可操作地連接至第二構件的密封機構，其中當?shù)诙嫾挥诘谝晃恢脮r，密封機構移動靠近所述開口，當?shù)诙嫾挥诘诙恢脮r，密封機構移動遠離所述開口。
文檔編號F16K39/00GK1806141SQ200480016265
公開日2006年7月19日 申請日期2004年4月23日 優(yōu)先權日2003年4月24日
發(fā)明者羅伯特·R·諾里斯 申請人:特拉華蘭科有限公司