CN102678997B - 温控阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种温控阀，该温控阀包含：圆筒形的阀体，该阀体的一侧端部被密封且其相反侧端部形成有开放的流入口，在其周围沿长度方向相互间隔而分别形成第一出口和第二出口；圆筒形开闭部件，其可进退地设置在阀体内，以选择性地开闭第一出口和第二出口；温度检测可动部件，其具有主体部和活塞轴，主体部中内置有体积随着温度变化而变化的膨胀剂，主体部的外表面结合于开闭部件的中心部，活塞轴设置在主体部且向主体部的外侧突出的端部被阀体的密封端部支撑；弹簧，其一端被开闭部件支撑以对开闭部件施加压力，另一端被设置在阀体的流入口一侧的弹簧支撑部件支撑。

Description

温控阀

技术领域

本发明涉及一种根据冷却液的温度变化而选择性地开闭流路以自动变更冷却液的循环路径的温控阀。

背景技术

用于发动机冷却***的温控阀可以根据所循环的冷却液的温度而自动变更冷却液的循环路径，以使发动机保持适当的温度。当在发动机的运行初期所循环的冷却液温度较低时，通过改变流路使冷却液被供给到水泵，以此使冷却液不经散热器而再次循环到发动机，从而使发动机温度快速提高。当通过发动机的动作使冷却液的温度上升到一定温度以上时，通过改变流路使冷却液被供给到散热器一侧，由散热器进行冷却之后供给到发动机一侧，由此实现发动机的冷却。

图1和图2是表示现有的温控阀的剖视图。如图所示，现有的温控阀1包含：具有从发动机流入冷却液的流入口2a、连接于水泵的第一出口2b、连接于散热器的第二出口2c的阀体2；温控装置10，设置在阀体2内以根据冷却液的温度选择性地变更冷却液的流路。

温控装置10包含：温度检测可动部11，其具有通过被收容在其内部的膨胀剂的收缩与膨胀而进退的活塞轴11a；圆筒形开闭部件12，其连接于活塞轴11a，根据活塞轴11a的动作而进退；基座部件13，其设置在阀体2内以用于安装温度检测可动部11，并通过固定座3被固定。

并且，温控装置10包含设置在温度检测可动部11的外侧的第一弹簧14、可进退地设置在温度检测可动部11的外周以支撑第一弹簧14的第一弹簧支撑部件15、设置在活塞轴11a的外周的第二弹簧16、设置在活塞轴11a以支撑第二弹簧16的第二弹簧支撑部件17、连接第一活塞支撑部件15与第二活塞支撑部件17的连接部件18。并且，温控装置10还包含设置在阀体2内的阀片19，在活塞轴11a被伸长时，开闭部件12的前端接触阀片19，从而关闭第一出口2b侧流路。

开闭部件12通过支撑环11b支撑以防止脱离，该支撑环11b在被第二弹簧16支撑的状态下可滑动地结合于活塞轴11a的外周，并结合于活塞轴11a的端部一侧。

就这种温控阀1而言，在流入到流入口2a的冷却液温度较低的情况下，温度检测可动部11内的膨胀剂收缩。如图1所示，此时活塞轴11a的长度相对变短，第一弹簧14伸长，开闭部件12向第二出口2c一侧移动而关闭连接于散热器的第二出口2c，并打开连接于水泵的第一出口2b(旁路)一侧。因此，流入到流入口2a的冷却液通过第一出口2b流向水泵一侧。

因发动机的运行而使冷却液的温度上升到设定温度以上的情况下，温度检测可动部件11内的膨胀剂膨胀。如图2所示，此时活塞轴11a伸出的较长，第一弹簧14被压缩，开闭部件12与活塞轴11a一起向第一出口2b侧移动而接触到阀片19。随之，连接于水泵的第一出口2b被关闭，连接于散热器的第二出口2c被打开，从而流入到流入口2a的冷却液通过第二出口2c流向散热器。

在图2的状态下因发动机的过负荷运行而导致冷却液温度进一步上升时，温度检测可动部11的膨胀剂进一步膨胀而使活塞轴11a进一步伸出。此时，第二弹簧16被压缩，即便开闭部件12不移动，活塞轴11a也能够向阀片19一侧进一步伸出。因此，可以允许这种动作。在这种状态下，活塞轴11a克服第一弹簧14的弹性和第二弹簧16的弹性而突出。

但是，由于这种现有的温控阀1包含第一弹簧14和第二弹簧16、第一弹簧支撑部件15和第二弹簧支撑部件17、连接部件18、阀片19、基座部件13、固定座3等多个部件，因此部件数量多，导致制造困难、组装工序复杂且生产成本过高的问题。并且，因为多数部件需要在互不相同的工艺中制造或组装，因此难以确保品质均等。

并且，这种温控阀1因为流动于内部的冷却液的严重的紊流流动，导致开闭部件12发生旋转，这种旋转可能引发活塞轴11a或支撑环11b破损而成为故障的原因。

并且，就这种温控阀1而言，因为位于其内部流路的多个部件，存在冷却液的流动阻力大的问题。并且，在发动机处于过负荷运行时，由于活塞轴11a需要同时克服第一弹簧14和第二弹簧16的而伸长，因此温度检测可动部11的刚性也需要相应提高，这导致难以使温度检测可动部11及其周围部件小型化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种减少部件数量、结构简单却能实现顺畅的流路转换动作、制造及组装容易、能够减少生产成本的温控阀。

并且，本发明提供一种通过限制开闭部件的旋转，从而可以提高阀的耐久性的温控阀。

并且，本发明提供一种通过使布置在阀的流路上的部件最少化，以减少流动阻力，从而可以实现冷却液的顺畅的流动的温控阀。

并且，本发明提供一种通过减少弹簧负荷，从而可以实现顺畅的动作和内置部件的小型化的温控阀。

为了达到上述目的，本发明的温控阀包含：圆筒形的阀体，该阀体的一侧端部被密封且其相反侧端部形成有开放的流入口，在其周围沿长度方向相互分开而分别形成第一出口和第二出口；圆筒形开闭部件，其可进退地设置在所述阀体内，以选择性地开闭所述第一出口和第二出口；温度检测可动部，其具有主体部和活塞轴，所述主体部中内置有体积随着温度而变化的膨胀剂，且外表面结合于所述开闭部件的中心部，所述活塞轴设置在所述主体部，且向主体部的外侧突出的端部被所述阀体的密封的端部支撑；弹簧，其一端被所述开闭部件支撑以对所述开闭部件施加压力，另一端被设置在所述阀体的流入口一侧的弹簧支撑部件支撑。

所述阀体可以包含设置在密封的端部内面的阀片，以与所述开闭部件接触。

在所述阀体中，所述第一出口形成在阀体的长度方向的中间部分，所述第二出口形成在与所述阀片相邻的位置。

所述开闭部件可以包含外表面与所述阀体内表面接触的圆筒部、结合于所述温度检测可动部的中心结合部、连接所述中心结合部与所述圆筒部的多个连接肋。

所述温控阀可以进一步包含旋转限制部件，该旋转限制部件被固定在所述阀体的密封端部的状态下延长而进入到所述开闭部件的连接肋之间，以限制所述开闭部件的旋转。

所述弹簧支撑部件布置在与所述流入口分开的位置，以减少流体的流动阻力，所述阀体可以是包含从所述流入口侧端部向长度方向延长而支撑所述弹簧支撑部件的多个延长部的形态。

所述阀体可以具有以法兰形态设置在外表面的多个螺栓结合部，以安装所述温控阀。

所述阀体的所述第一出口侧的外径和所述第二出口侧的外径形成为不同，以在形成有所述第一出口的部分和形成有所述第二出口的部分之间的外表面形成台阶式阶梯部。

本发明所提供的温控阀，因为部件数量少且组装工艺简单，因此比现有的温控阀制作及组装容易，可以维持均等的品质，并可以减少生产成本，而且可以实现产品的小型化。

而且，本发明所提供的温控阀，由于可以采用一个弹簧而减少温度检测可动部的驱动负荷，因此可以实现温度检测可动部等的内置部件小型化，而且可以实现阀的顺畅的开闭动作。

并且，本发明所提供的温控阀，由于比现有的温控阀可以减少设置在内部流路的部件数量和部件的体积，因此可以确保内部流路较宽，并且通过使弹簧支撑部件与阀体的流入口分开，因此可以确保流入口的面积较大。因此，通过减少冷却液的流动阻力而能够实现顺畅的流动。

并且，本发明的温控阀可以通过旋转限制部件防止开闭部件的旋转，且由于开闭部件的外表面与具有实质上对等的硬度的阀体的内表面接触而进行滑动，因此可以使磨损和破损最小化，从而能够提高耐久性。并且，在安装到发动机等上之后也能维持均等的品质。

附图说明

图1为表示现有的温控阀结构的剖视图。

图2为表示现有的温控阀结构的剖视图。

图3为本发明提供的温控阀的立体图。

图4为本发明提供的温控阀的剖视图，表示第一出口被打开的状态。

图5为本发明提供的温控阀的剖视图，表示第二出口被打开的状态。

图6为本发明提供的温控阀的剖视图，为了表示发动机处于过负荷运行时的阀的动作前后状态，对两侧进行非对称表示。

图7为沿图4的-’线截取的剖面图。

主要符号说明

100为温控阀，110为阀体，111为流入口，112为阀片，113为第一出口，114为第二出口，117为延长部，120为开闭部件，121为圆筒部，122为中心结合部，123为连接肋，130为温度检测可动部，131为主体部，132为活塞轴，140为弹簧，160为弹簧支撑部件。

具体实施方式

以下，参照附图来详细说明本发明的优选实施例。

如图4所示，本发明提供的温控阀100设置在船舶或大型的产业用发动机的冷却液流路中。温控阀100起到根据流经发动机的冷却液温度而改变流路的作用，以将冷却液送至连接于水泵的流路31或连接于散热器的流路32中。这里，虽然作为优选的例子而说明温控阀100用于发动机的冷却液流路的情况，但本发明的温控阀100的应用并不局限于此，还可以应用于根据流体的温度变化而需要改变流路的各种产业设备或装置上。

如图3至图5所示，温控阀100包含圆筒形的阀体110、设置在阀体110内部的圆筒形开闭部件120、为了实现开闭部件120的动作而设置在阀体110内的温度检测可动部130以及弹簧140。

就阀体110而言，一端部(图4中为上端部)被密封，与其相反的一端部形成有开放的流入口111以使冷却液流入。被密封的端部内面设有阀片112，该阀片112与开闭部件120的端部接触以用于开闭流路。在阀体110的周围沿长度方向相互分开的位置分别形成第一出口113和第二出口114。如图3所示，第一出口113在阀体110的长度方向的大致中间部分沿周围形成多个。第二出口114在密封的端部侧沿外周形成多个，以与阀片112相邻。

阀体110的第一出口113侧的外径与第二出口114侧的外径形成为不同，以在阀体110的外表面形成有第一出口113的部分与形成有第二出口114的部分之间形成台阶式阶梯部115。如图4所示，第一出口113侧的外径更大。这是为了通过在阀体110的外表面阶梯部115夹入密封部件151的状态下将阀体110安装于同样形成有对应的阶梯的冷却液流路里，从而将连接于第一出口113的水泵侧流路31与连接于第二出口114的散热器侧流路32明确地划分。

阀体110的流入口111侧外表面设有法兰形态的多个螺栓结合部116。如图4所示，通过将阀体110结合于冷却液流路中的状态下，在螺栓结合部116上连接固定螺栓152，从而可以容易地安装阀体100。

开闭部件120可进退地设置在阀体110内，以选择性地开闭第一出口113和第二出口114。如图4和图7所示，开闭部件120包含：圆筒部121，其具有对应于阀体110的内径的外径，并具有比第一出口113或第二出口114的宽度大的长度；中心结合部，其结合于温度检测可动部130的主体部131外表面；多个连接肋123，从中心结合部122以放射形延长以连接中心结合部122与圆筒部121。

如图4所示，温度检测可动部130包含：主体部131，其内部填充根据温度变化而改变体积的膨胀剂(蜡等)；活塞轴132，其可进退地设置在主体部131，以使一部分活塞轴132进入到主体部131的内部，另一部分活塞轴132向主体部131的外侧伸出。温度检测可动部130按照如下方式工作，即，当冷却液的温度上升而导致内部的膨胀夜膨胀时，使活塞轴132向主体部131的外侧伸出，当冷却液的温度下降而导致内部的膨胀夜收缩时，使活塞轴132进入到主体部131的内部。即，对应于冷却液的温度变化，露在外侧的活塞轴132的长度随之改变。

温度检测可动部130设置在阀体110的内侧中心部，以使活塞轴132朝向阀片112。并且，活塞轴132一侧的主体部131外表面被固定于开闭部件120的中心结合部122，活塞轴132的端部被阀片112的中心支撑。通过这种结构，在活塞轴132随着冷却液的温度变化而进行伸出或退回时，通过主体部131的移动而使开闭部件120进退，从而可以实现对第一出口113与第二出口114的选择性开闭。

弹簧140可以由套在温度检测可动部130的主体部131外表面的压缩螺旋弹簧构成。并且，弹簧140的一端被开闭部件120的中心结合部122支撑，另一端被设置在阀体110的流入口111一侧的弹簧支撑部件160支撑，以使开闭部件120向阀片112一侧加压。

如图3所示，弹簧支撑部件160在中心部具有用于使温度检测可动部130的主体部131贯穿的贯通孔161，以用于引导温度检测可动部130的主体部131的进退。并且，弹簧支撑部件160被固定于多个延长部117上，该多个延长部117与阀体110的流入口111分开预定距离，且其两端从阀体110的流入口111侧端部向阀体110的长度方向延长。弹簧支撑部件160按照其两端被设置于延长部117的端部上的挂扣部117a卡住的方式设置。如图4所示，挂扣部117a在延长部117的端部以凸起或槽的形态设置。

将弹簧支撑部件160设置在离阀体110的流入口111具有一定距离的位置上的理由在于，即使设置了弹簧支撑部件160，也能确保流入口111侧的流路较宽，从而使流入到流入口111的流体的流动阻力最小。

设有阀片112的阀体110的密封端部设有用于限制开闭部件120的旋转的旋转限制部件170。如图4和图7所示，旋转限制部件170在一侧端部被固定于阀体110的密封端部的状态下，向阀体110的内侧深入地延长，以进入到开闭部件120的连接肋123之间的空间。这是为了在冷却液的流动过程中，即使在阀体110内发生较严重的紊流，也能使开闭部件120的连接肋123被旋转限制部件170挡住而限制开闭部件120的旋转，由此可以减少阀的破损或磨损。

与开闭部件120的外表面接触的阀体110的内表面上设置环状的密封部件154，以防止液体从开闭部件120与阀体110之间的间隙泄露。密封部件154被收容于形成在阀体110内面的槽中。

下面，对这种温控阀100的组装及安装方法进行说明。

在组装时，先在温度检测可动部130的主体部131外面依次套上弹簧支撑部件160、弹簧140、开闭部件120，在主体部131的外表面连接支撑环133以防止开闭部件120从主体部131脱离。主体部131由于其外表面的挂扣部131a外径大于弹簧支撑部件160的贯通孔161，因此防止弹簧支撑部件160脱离。并且，在主体部131的相反侧，因为保持开闭部件120被支撑环133挡住的状态，因此在组装后即使受到弹簧140的伸张力，也能避免开闭部件120从主体部131脱离。

在如此进行多个部件的一次组装之后，在阀体110内面设置密封部件154，然后将开闭部件120和温度检测可动部130等组件推入阀体110内部，然后在延长部117的挂扣部117a上挂上弹簧支撑部件160的两端而进行固定，由此完成组装。

如上所述，由于温控器100的部件数量少且组装工艺简单，因此与现有的温控器相比制作及组装容易，可以维持均等的品质且能够减少生产成本。并且，由于部件数量少且结构简单，因此可以实现产品的小型化。

如图4所示，在对组装好的温控阀100进行安装时，将阀推入到冷却液流路的安装位置之后，在螺栓结合部116装配固定螺栓152来结束安装。与利用固定座的以往的固定结构相比，固定结构简单且安装容易。

下面说明将这种温控阀100安装在发动机冷却液流路的状态下的动作。

在发动机运行初期，流入到温控阀100的流入口111的冷却液温度较低。因此，如图4所示，温度检测可动部130内的膨胀剂收缩，使活塞轴132缩回，弹簧140对开闭部件120施加朝阀片112一侧的压力，由此开闭部件120的端部接触阀片112。此时，开闭部件120关闭连接于散热器的第二出口114，并打开连接于水泵的第一出口113，因此冷却液通过第一出口113流向水泵。即，在发动机运行初期，由于冷却液进行不经散热器而经过水泵后再次被供给到发动机的循环，因此发动机温度快速上升。

因为发动机的运行而使冷却液温度上升到设定温度以上时，温度检测可动部130内的膨胀剂膨胀，因此如图5所示，活塞轴132伸出的较长。如果活塞轴132伸出的较长，则因为其反作用，使主体部131和连接于该主体部131的开闭部件120克服弹簧140的弹性而移动到流入口111一侧。据此，开闭部件120打开连接于散热器的第二出口114且关闭连接于水泵的第一出口113，从而冷却液通过第二出口114而流向散热器一侧。即，在发动机被加热的状态下，冷却液进行经过散热器被冷却之后供给到发动机的循环，因此实现对发动机的冷却。

在图5的状态下因发动机的过负荷运行而导致冷却液温度进一步上升时，如图6所示，温度检测可动部130内的膨胀剂进一步膨胀而使活塞轴132进一步伸出。此时，弹簧140进一步被压缩的同时，开闭部件120和主体部131向流入口111一侧进一步移动预定距离(L)。当然，此时第一出口113依然处于被开闭部件120关闭的状态。

如上所述，本发明的温控阀100与现有的温控阀相比，整体部件数量少、结构简单，而且对应于冷却液的温度变化而选择性地开闭第一出口113和第二出口114，从而可以实现顺畅的流路转换。并且，布置在从阀体110的流入口111至第一出口113或第二出口114的流路上的部件数量少且体积小，因此可以确保内部的流路较宽。由此，通过减少阀内部的流动阻力，可以实现冷却液的顺畅的流动。

并且，就本发明的温控阀100而言，即使在运行过程中在阀体110内发生严重的紊流，也能通过旋转限制部件170防止开闭部件120进行旋转，而且由于开闭部件120的外表面与由实质上具有对等硬度的材料构成的阀体110的内表面接触而进行滑动，因此可以使磨损和破损最小化。即，可以提高产品的耐久性。并且，在安装到发动机等上之后，也能维持产品的品质均等。以往，由于开闭部件与由铸件等构成的冷却流路的内表面接触而进行滑动，因此流路内表面的磨损较大，安装时难以维持阀的品质均等。

并且，由于本发明的温控阀100只采用一个弹簧，因此可以比以往减少作用于温度检测可动部130的弹簧负荷。即，由于可以比以往减少阀的驱动负荷，因此可以将温度检测可动部130等的部件小型化，而且可以实现阀的顺畅的开闭动作。

Claims (2)

1.一种温控阀，其特征在于，包含：

圆筒形的阀体，该阀体的一侧端部被密封且其相反侧端部形成有开放的一个流入口，在其周围沿长度方向相互分开而分别形成第一出口和第二出口；

圆筒形开闭部件，其可进退地设置在所述阀体内，以选择性地开闭所述第一出口和第二出口；

温度检测可动部，其具有主体部和活塞轴，所述主体部中内置有体积依据温度而变化的膨胀剂，所述主体部的外表面结合于所述开闭部件的中心部，所述活塞轴设置在所述主体部，且向主体部的外侧突出的端部被所述阀体的密封端部支撑；

弹簧，其一端被所述开闭部件支撑以对所述开闭部件施加压力，另一端被设置在所述阀体的流入口一侧的弹簧支撑部件支撑,

所述阀体包含设置在密封的端部内面的阀片，以与所述开闭部件接触,

在所述阀体中，所述第一出口形成在阀体的长度方向的中间部分，所述第二出口与所述阀片相邻地形成,

所述开闭部件包含外表面与所述阀体内表面接触的圆筒部、结合于所述温度检测可动部的中心结合部、连接所述中心结合部与所述圆筒部的多个连接肋,

所述温控阀进一步包含旋转限制部件，该旋转限制部件被固定在所述阀体的密封的端部的状态下延长而进入到所述开闭部件的连接肋之间，以限制所述开闭部件的旋转,

所述弹簧支撑部件布置在与所述流入口分开的位置，以减少流体的流动阻力，

所述阀体还包含从所述流入口侧端部向长度方向延长而支撑所述弹簧支撑部件的多个延长部。

2.根据权利要求1所述的温控阀，其特征在于，所述阀体具有以法兰形态设置在外表面的多个螺栓结合部，以安装所述温控阀。