阅读说明：本技术 具有排气阀的轴向流体喷嘴 (Axial fluid nozzle with exhaust valve ) 是由 史蒂芬·帕斯卡尔·贝罗特 马克·尤金·塔洛蒂 于 2018-06-12 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种喷嘴,该喷嘴包括：-包括管(21)的主体(20),-阀座(30),该阀座被布置在第一端部(21a)处并且包括形成入口(22a)的开口(31),-导向件(40),该导向件包括管状护套(50)和保持构件(60),该保持构件(60)将护套(50)保持在管(21)中,-塞子(70),该塞子被安装成在护套(50)的通道(51)中轴向滑动,该塞子(70)通过弹簧(80)被推回抵靠开口(31)以及邻接抵靠护套(50)的底部(53),导向件(40)包括径向排气口(90),该径向排气口包括排气通道(91),该排气通道与流体的流动隔离并且将导向护套(50)的内部连接到孔(92),该孔形成在喷嘴(20)的主体中。(The invention relates to a nozzle, comprising: -a body (20) comprising a tube (21), -a valve seat (30) arranged at a first end (21a) and comprising an opening (31) forming an inlet (22a), -a guide (40) comprising a tubular sheath (50) and a retaining member (60), the retaining member (60) retaining the sheath (50) in the tube (21), -a plug (70) mounted to slide axially in a passage (51) of the sheath (50), the plug (70) being pushed back by a spring (80) against the opening (31) and against a bottom (53) of the sheath (50), the guide (40) comprising a radial vent (90) comprising a vent channel (91) isolated from the flow of the fluid and connecting the interior of the guide sheath (50) to a bore (92), the bore is formed in the body of the nozzle (20).)

具有排气阀的轴向流体喷嘴

技术领域

本发明涉及一种流体分配系统，特别是一种具有排气阀的轴向油喷嘴。更特别地，本发明涉及一种具有排气阀的轴向油喷嘴，该轴向油喷嘴被设计成用于汽车领域中的液压或气动回路中，例如用于内燃机的液压回路中，甚至更特别地用于冷却内燃机的活塞。

背景技术

图1a和图1b表示现有技术中已知的并在文献FR 2827009中描述的轴向油喷嘴。

该轴向油喷嘴包括：

-喷嘴主体1，该喷嘴主体1包括沿伸长轴线XX’延伸的内部导管2，该内部导管2包括第一端部2a和第二端部2b，所述导管2由喷嘴主体1的内表面2c界定，

-阀座4，该阀座4位于内部导管2的第二端部2b处，并且包括端口4a，该端口4a形成油喷嘴的油入口，

-塞子5，该塞子5被容置在喷嘴主体的内部导管2中，并且被压缩弹簧6推动而以接触的方式抵靠阀座4中的端口，该压缩弹簧6以与安装在内部导管2中的止挡部接触的方式支承在该止挡部上。

例如为活塞(如图1a和图1b所示)的塞子被容置在内部导管2中，并且与阀座4配合。特别地，通过压缩弹簧6推动塞子，以便一旦油压小于预定压力就关闭阀座4中的端口。

图1a示出了处于关闭位置的具有塞子的油喷嘴。然后，塞子搁置在阀座上，以阻挡喷嘴的入口，从而防止任何油流通。

一旦喷嘴入口的油压足以克服由压缩弹簧施加在塞子上的力，塞子就会被向内推入到喷嘴内，然后释放喷嘴的入口(如图1b所示)。结果，油在喷嘴中从入口流动到出口，如图1b中的箭头所示。

然而，现有技术中已知的轴向油喷嘴并不令人满意。

特别地，这种类型的喷嘴具有不稳定和不可预测的行为。

特别地，当油在内部导管2中流动时，与所述流动方向相反的背压被施加在塞子上，使得塞子的行为对与塞子配合的元件(特别是压缩弹簧6、阀座和导向件)的寿命有损害。

该背压也会导致阀被逐渐打开，从而在流体流动期间产生大的压头损失。因为该压头损失限制喷嘴的流量，所以该压头损失对喷嘴的性能有害。

此外，根据这种构造，压缩弹簧直接在油流动通路上，使得当油喷嘴打开时，油通过该通路。

弹簧中的这种油通路会干扰弹簧的操作，降低弹簧的机械反应性并且可使弹簧变形或使弹簧旋转，这也会加速弹簧的磨损。

还存在另一种类型的油喷嘴，该油喷嘴被称为径向油喷嘴，在该油喷嘴中内部导管包括突变的Y形分支。

径向油喷嘴的径向尺寸较大。

因此，无论何时油喷嘴必须具有较小的径向尺寸，都不能使用径向构造。

本发明的一个目的是公开一种轴向流体喷嘴，该轴向流体喷嘴具有比现有技术中已知的轴向流体喷嘴更好的反应性。

本发明的另一目的是公开一种轴向流体喷嘴，对于该轴向流体喷嘴，压头损失减小，使得在相同的压力下可能有更高的流体喷射速度。

本发明的又一目的是提出一种更稳定的具有阀的轴向流体喷嘴，该轴向流体喷嘴的结构可以减少或者甚至消除塞子的振动行为。

最后，本发明的最后目的是公开一种可被紧凑化的具有阀的轴向流体喷嘴。

发明内容

上述目的至少部分地通过一种具有排气阀的轴向流体喷嘴来实现，该轴向流体喷嘴包括：

-包括内部导管的喷嘴主体，该喷嘴主体沿伸长轴线XX’延伸，所述导管围绕伸长轴线XX’具有旋转对称性，该导管包括第一端部和第二端部并且由喷嘴主体的内表面限定，第二端部形成流体出口，

-位于内部导管的第一端部处的阀座，该阀座包括端口，该端口形成喷嘴的流体入口，

-阀导向件，该阀导向件包括管状套筒和保持元件，该套筒形成通道，该通道在第一端部处敞开并且在第二端部处由底部封闭，该保持元件将套筒保持在内部导管中并且使套筒与所述导管同轴，该第一端部面对阀座中的端口并且从该端口后撤，套筒在套筒的外缘表面与喷嘴主体的内表面之间留有空间，以使流体能够在流体入口与流体出口之间沿着流体流动方向流动，

-塞子，该塞子被自由安装以在套筒的通道中轴向滑动，该塞子通过被容置在套筒中的压缩弹簧推动以与阀座中的端口接触，并且停止与套筒的底部接触，以封闭阀座中的端口，

阀导向件还包括径向排气口，该径向排气口包括以密封的方式与流体流隔离的排气通道，该排气通道将管状导向套筒的在保留部段处的内部连接到径向通孔，该径向通孔形成在喷嘴主体中。

根据一个实施例，周向空间形成在保持元件的外管状表面与内部导管的内表面之间，该周向空间以密封的方式与流体流隔离，并在排气通道与径向通孔之间形成连通。

根据一个实施例，环形段与套筒之间的机械连接包括至少一个轮辐部，该至少一个轮辐部在环形段的内管状表面与外缘表面之间径向延伸。

根据一个实施例，塞子的轴向滑动由套筒的滑动部段处的阀止挡部限制，该滑动部段在套筒的第一端部上敞开，并且与套筒的保留部段相邻，该保留部段由套筒的底部终止，排气通道有利地在套筒的在保留部段处的通道中敞开。

根据一个实施例，保持元件包括机械地连接到套筒的环形段，套筒同轴地接合在该环形段中，套筒在环形段中的同轴接合在所述段与所述套筒之间形成滑动空间，环形段包括外管状表面，该外管状表面包括与喷嘴主体的内表面周向接触的至少一个周向表面部段。

根据一个实施例，内部导管包括第一管状导管部段，该第一管状导管部段具有与第一端部重合的一个端部和其上有止挡部的另一端部，环形段被容置在第一导管部段中并且沿流体流动方向以与所述止挡部接触的方式停止。

根据一个实施例，使环形段抵靠止挡部而被阻挡的布置通过止挡部与环形段的上端部之间的接触来实现，所述接触是周向的和密封的，喷嘴主体的内表面与周向表面部段之间的周向接触也是密封的，止挡部有利地由喷嘴主体的内表面的周向肩部形成。

根据一个实施例，周向表面部段从平行于喷嘴主体的伸长轴线的环形段的下端部延伸，并且被限制到外管状表面的第一小部分，外管状表面的与所述第一小部分相邻的第二小部分与喷嘴主体的内表面相距一定距离，外管状表面的第二小部分和喷嘴主体的内表面的面对该第二小部分的那部分形成密封的周向空间，该周向空间首先被周向表面部段隔离，其次被上端部与止挡部之间的密封的周向接触隔离。

根据一个实施例，径向排气口的排气通道包括从保留部段形成的径向通道，该径向通道径向地穿过轮辐部的容积并且在周向空间中敞开，并且其中，径向通孔也在喷嘴主体的在周向空间中的内表面上敞开。

根据一个实施例，第一管状导管部段包括变窄部段，该变窄部段从止挡部延伸，并且周向地与管状表面的第二小部分的一部分密封接触。

根据一个实施例，阀导向件还装有定心翅片，该定心翅片径向地延伸到套筒的外缘表面，并且与喷嘴主体的内表面接触，翅片有利地使至少一个轮辐部延长。

根据一个实施例，翅片延伸超过套筒的第一端部并且以与阀座接触的方式支承在阀座上，以防止阀导向件沿喷嘴主体的伸长轴线的任何移位。

根据一个实施例，阀止挡部由套筒的内表面上的周向肩部形成。

根据一个实施例，套筒的滑动部段的直径大于保留部段的直径，以形成周向肩部。

根据一个实施例，周向肩部的位置被调节以防止当塞子停止与阀止挡部接触时压缩弹簧具有相邻的圈匝。

根据一个实施例，阀导向件包括热塑材料。

根据一个实施例，阀座压接到喷嘴主体。

根据一个实施例，塞子是具有被称为活塞头部的活塞端部的活塞，该活塞头部将阻挡阀座中的端口并且具有与所述端口互补的形状。

根据一个实施例，活塞头部被设置有倒角。

根据一个实施例，塞子是球体。

根据一个实施例，喷嘴还包括流体分配管道，该流体分配管道被组装在主体上并且通过过盈配合、钎焊、焊接或压接在流体喷嘴的出口处而在主体上保持就位。

本发明还涉及一种液压或气动回路，该液压或气动回路包括至少一个流体喷嘴，有利地，该液压或气动回路是内燃机中的回路。

附图说明

在阅读以下说明和附图之后将更好地理解本发明，在附图中：

-图1a是现有技术中已知的轴向油喷嘴在纵向截面上的示意图，阀处于关闭位置；

-图1b是现有技术中已知的具有阀的轴向油喷嘴在纵向截面上的示意图，该轴向油喷嘴与图1a所示的轴向油喷嘴相同，该阀处于打开位置，箭头表示油流通方向；

-图2是根据本发明的一个实施例的具有阀的轴向油喷嘴的示意性分解透视图；

-图3是根据本发明的一个实施例的具有阀的轴向油喷嘴在纵向截面(平行于伸长轴线XX’)上的示意图，该阀处于打开位置并且箭头示意性地示出了油在所述喷嘴中流动；

-图4是根据本发明的一个特别实施例的喷嘴主体在纵向截面(平行于伸长轴线XX’)上的示意图；

-图5a是可用于根据本发明的油喷嘴中的阀座的透视图；

-图5b是阀座在沿直径的截面上的示意图；

-图6a是可用于根据本发明的油喷嘴中的阀导向件的仰视透视图；

-图6b是图6a中的阀导向件在沿XX’轴线的截面中的示意图；

-图6c是图6a中的阀导向件的仰视透视图。

具体实施方式

在下文详细描述的本发明利用包括径向排气阀的轴向油喷嘴。

图2至图6c示出了根据本发明的具有排气阀的轴向油喷嘴10的示例性实施例。这种类型的喷嘴特别适用于冷却活塞或适用于润滑内燃机的链条。

在图2至图4中示出了喷嘴主体20，该喷嘴主体20包括内部导管21(图4)。

内部导管21沿伸长轴线XX’延伸并且围绕所述伸长轴线XX’具有旋转对称性。内部导管21还包括第一端部21a和第二端部21b，并且由喷嘴主体20的内表面21c限定，第二端部21a形成油出口22b。

在整个本说明书中，围绕伸长轴线XX’具有旋转对称性的元件或截面可以具有可变的直径。换句话说，内部导管21可具有不同直径的截面。

喷嘴主体可优选地由能够抵抗由内燃机的操作强加的应力的材料制成。喷嘴主体可由金属材料制成。

例如，喷嘴主体可包括选自钢、铝合金、铜合金、热塑材料的至少一种材料。

喷油器10还包括阀座30(图2、图3、图5a和图5b)，该阀座30被布置在内部导管21的第一端部21a上。

阀座包括端口31(图5a和图5b)，该端口31形成油喷嘴10的油入口22a。

无需说明，阀座30通常呈盘的形式，该盘的轮廓使得该盘可通过调节***到喷嘴主体20的内部导管21内。

此外，端口31是指形成在阀座30中并且通常围绕喷嘴主体的伸长轴线XX’具有旋转对称性的通孔。

阀座30可包括选自钢、铝合金、铜合金、热塑材料的至少一种材料。

阀座30可被压接到喷嘴主体10。

油喷嘴10还包括阀导向件40。

阀导向件(图2、图3、图6a至图6c)包括管状套筒50和保持元件60(图3、图6a和图6b)。

管状套筒50形成通道51，该通道51在第一端部52a处敞开并且在第二端部52b处由底部53封闭(图6b)。

保持元件60适于将管状套筒40保持在内部导管21中并且使管状套筒40与所述导管21同轴。

换句话说，保持元件60将管状套筒50保持在内部导管21中并且使管状套筒50在内部导管21中居中。

此外，保持在内部导管21中的管状套筒50在管状套筒的外缘表面50a与喷嘴主体10的内表面21之间留有空间24，以使流体能够在油入口与油出口之间流动(图3)。

此外，管状套筒50由保持元件60保持，使得管状套筒50的第一端部52a被安置成面向阀座30中的端口31并从该端口31后撤。

无需说明，保持元件60还包括流体通路，例如保持元件是穿孔的。

如图2和图3所示，油喷嘴10还包括塞子70，该塞子70被自由安装以在管状套筒50的通道51中轴向滑动。

轴向滑动是指塞子70被安装成通过在管状套筒50的通道51中滑动来进行调节。该滑动调节是密封的并且可以是百分之几毫米。

此外，塞子70在管状套筒50的通道51中的轴向滑动可由管状套筒50的第二滑动部段55a处的阀止挡部54限制，该第二滑动部段55a在管状套筒50的第一端部52a上敞开。

滑动部段55a与管状套筒50的保留部段55b相邻，该保留部段55b终止于管状套筒50的底部53。

此外，压缩弹簧80被容置在管状套筒50的通道51中。

压缩弹簧80支承抵靠管状套筒50的底部53，并且推动塞子70使塞子70与阀座30的端口31接触，从而阻塞所述端口31(图2和图3)。

在操作期间，当在喷嘴10的入口22a处的油压已经达到预定油压时，在喷嘴10的空间24中注入油流。

预定油压是克服由压缩弹簧80施加在塞子70上的力所必需的压力，以使该塞子在管状套筒50的通道51中滑动，从而释放阀座30中的端口31。

有利地，阀止挡部54通过管状套筒50的内表面上的周向肩部54形成(图3和图6b)。

特别有利地，管状套筒50的滑动部段55a的内直径可大于保留部段55b的内直径，以形成周向肩部54。

还有利地，可调节周向肩部的位置以防止压缩弹簧的圈匝在塞子70以与阀止挡部54接触的方式被止动时与阀止挡部54发生接触。

阀导向件40可包括热塑材料并且有利地通过注塑成形。

塞子70可以是具有被称为活塞头部的活塞端部的活塞，并且该活塞端部将阻挡阀座中的端口并且具有与所述端口互补的形状。

替代地，塞子70可以是球体。

阀导向件40还包括径向排气口90，该径向排气口90包括排气通道91，该排气通道91以密封的方式将管状套筒50的在保留部段55b处的内部连接到径向通孔92，该径向通孔92形成在喷嘴主体10中(图3)。排气通道91可包括将管状套筒的内部连接到径向孔92的管。

“以密封的方式连接”是指流经空间24的油既不能进入保留部段55b，也不能进入径向排气口90。

周向空间66可形成在保持元件60的外管状表面62a与内部导管21的内表面之间，该周向空间66以密封的方式与流体流隔离，并在排气通道91与径向通孔92之间形成连通。

根据这种构造，位于管状套筒的容积中的压缩弹簧80也以密封的方式与流体流隔离。于是，压缩弹簧80的操作不会受到油流的干扰，从而可以在油出口22b处获得更好质量的喷油效果。

此外，压缩弹簧80与油流的这种隔离限制了压缩弹簧的磨损。

此外，径向排气口90使压缩弹簧80更加稳定，使得与没有排气口的油喷嘴相比，该油喷嘴的打开机制更加可预测。

最后，根据本发明，塞子70不会遭受来自油流的任何背压，使得塞子的行为既稳定又可预测，并且在压力升高时会更快。当塞子70以接触的方式抵靠止挡部54时，塞子70没有任何振动行为，这通常也可以限制压缩弹簧80和阀的磨损。

根据一个特定的布局，内部导管21可包括第一管状导管部段25a，该第一管状导管部段25a包括与第一端部21a重合的一个端部和其上有止挡部25c的另一端部。

内部导管21还可以在止挡部25c处包括与第一导管部段25a相邻的第二截头圆锥形部段25b(图4)。

管状导管部段或管状表面是指围绕伸长轴线XX’具有旋转对称性的部段。

截头圆锥形部段是指圆锥体的部段。此外，根据本发明，截头圆锥形部段的基部可由圆柱体的一部分延长，该圆柱体的直径等于所述基部的直径。说明书的其余部分将限于包括基部的截头圆锥形部段，应当理解，术语“基部”同样包括圆锥的基部和由如上所限定的圆柱体的一部分延长的基部。

第二截头圆锥形部段25b可具有比第一管状导管部段25a的直径小的基部直径，以便在喷嘴主体10的内表面21上形成周向肩部，该周向肩部形成止挡部25c。

仍然根据该特定布置，可以通过第一管状导管部段25a的壁形成径向通孔92。

保持元件60可包括机械地连接到套筒50的环形段61，套筒50同轴地接合在该环形段中。套筒50在环形段61中的同轴接合适于在所述段61与套筒50之间形成流动空间。

环形段61可包括外管状表面62a，该外管状表面62a包括与喷嘴主体20的内表面周向接触的至少一个周向表面部段65。

特别地，保持元件60可包括两个管状表面，即外管状表面62a和同轴的内管状表面62b，并且这两个管状表面在上端部通过上表面63a连接，在下端部通过下表面连接(图6b和图6c)。上端部63a有利地沿着油流动方向停靠在止挡部25c上。

油流方向是指油从油喷嘴的入口到出口的流动。

调节内管状表面62b的直径以将所述内管状表面62b保持在与管状套筒60的外缘表面50a相距一定距离处。换句话说，保持元件的环形段61不阻塞油通路24。

环形段61可在管状套筒的保留部段55b处围绕管状套筒50。

重要的是，环形段61减小了油在其中流动的空间。为了弥补该影响，保留部段55b的外径可以小于滑动部段55a的外径。换句话说，管状套筒50的外缘表面50a具有两个相邻的外缘表面部段，这两个相邻的外缘表面部段具有不同直径。这两个部段中的第一部段(被称为第一外缘表面部段)从第一端部52a延伸，并且第二部段(被称为第二外缘表面部段)终止于第二端部52b，该第二部段的直径小于第一外缘表面部段的直径。因此，内管状表面62b面对第二外缘表面部段并与第二外缘表面部段相距一定距离。

此外，环形段61通过至少一个轮辐部64(例如两个轮辐部64或甚至三个轮辐部64)机械地连接到管状套筒50(图6b和图6c)。

轮辐部64在管状套筒50的外缘表面50a与内管状表面62b之间径向延伸。特别地，轮辐部64在保留部段55b的外缘表面与内管状表面62a之间形成径向机械连接。

此外，上表面63a与内表面21的肩部25c周向接触。

外管状表面62a可包括与喷嘴主体20的内表面周向接触的至少一个周向表面部段65。特别地，周向接触可以是密封的。

周向表面部段65可从环形段61的下端部延伸，该环形段61平行于喷嘴主体10的伸长轴线XX’。周向表面部段65还沿着外管状表面62a的第一小部分62a1延伸(图6a和图6b)。

外管状表面62a还包括外管状表面62a的与所述第一小部分62a1相邻的第二小部分62a2，该第二小部分62a2与喷嘴主体10的内表面21相距一定距离。

因此，外管状表面62a的第二小部分62a2和喷嘴主体的内表面的面对该第二小部分62a2的那部分形成周向空间66，该周向空间66首先通过周向表面部段65隔离，其次通过上表面63a与内表面21的肩部25c之间的密封接触以密封的方式隔离(图3)。

“以密封的方式隔离”是指与油流和油流可产生的压力隔离。

径向排气通道91和孔92有利地在周向空间66中敞开。这种构造是特别有利的，因为这种构造使得可以放宽径向排气通道91相对于孔92的对准约束和/或调节约束。于是，简化了制造形成喷嘴主体的一部分的元件和组装这些元件的方法。

作为非常有利且非限制性的示例，径向排气通道91可包括从保留部段55b开始形成的径向通道，该径向通道径向地穿过轮辐部64的容积并且在周向空间66中敞开(图3和图6b)。

此外，所述排气通道与油喷嘴中的油流以密封的方式隔离。

第一导管部段25a包括变窄部段25a1，该变窄部段25a1从肩部25c平行于伸长轴线XX’延伸。此外，变窄部段25a1以密封的方式与外管状表面62a的第二小部分62a2的部段67周向接触，部段67从上端部63a开始平行于喷嘴主体10的伸长轴线延伸(图3)。

还应当理解的是，对变窄部段25a1进行适当调节以保留周向空间。换句话说，周向表面部段65与变窄部段25a1之间没有接触。

阀导向件40可有利地设置有定心翅片100，该定心翅片100从管状套筒50的外缘表面50a径向延伸并且与喷嘴主体10的内表面21接触。

调节定心翅片100的范围以微调管状套筒50在喷嘴主体20内的同轴保持(图3、图6a和图6b)。

有利地，定心翅片100中的每一个定心翅片有利地使选自至少一个轮辐部64的轮辐部延长，并且两个定心翅片100之间的空间界定流动通道。

有利地，定心翅片100还支承在阀座30上以防止阀导向件沿喷嘴主体的伸长轴线的任何移位。

定心翅片100的这种支承通过使所述翅片100延长超过第一端部52a来实现。

更特别地，定心翅片100抵靠阀座30的支承适于不阻塞端口31。

定心翅片100抵靠阀座的支承防止阀导向件40沿伸长轴线XX’的任何移动。

喷嘴还可包括油分配管道，该油分配管道被组装在主体上并且通过过盈配合、钎焊、焊接或压接在油喷嘴出口处而在主体上保持就位。

在操作期间，在油入口处的油压的作用下，通过塞子70沿伸长轴线XX’的移位来打开油喷嘴。

在塞子70移位期间，塞子70压缩压缩弹簧80并且减小压缩弹簧80所处的空间。径向排气口90防止在该容积中产生过压，该过压会干扰弹簧的操作。然后，更易于产生塞子的移位并且根据这种布置的设备可实现油流的快速增加。

本发明还涉及一种具有排气阀的轴向油喷嘴，该轴向油喷嘴将用于液压或气动回路，例如用于汽车工业，该轴向油喷嘴包括如上所述的具有排气阀的至少一个喷嘴。

例如，具有排气阀的油喷嘴可用于内燃机的液压回路，特别地用于冷却内燃机的活塞。

根据本发明的喷嘴也可用于通过空气射流例如在空调系统中进行冷却。