散熱器的排氣組件、散熱器以及工作機器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及散熱器的排氣組件，包括：大體呈管狀的排氣連接件，其上端設計用于與排氣管連接，排氣連接件限定有排氣通孔；帶有內(nèi)孔的凸臺，排氣連接件的下端與凸臺的內(nèi)孔接合使得內(nèi)孔與排氣通孔連通，凸臺的底部伸入到上部集水室的內(nèi)部空間，其中，凸臺的底部限定有用于使上部集水室的內(nèi)部空間與凸臺的內(nèi)孔連通的流通孔，該排氣組件還包括可動閥部件，該可動閥部件能在堵塞排氣通孔下端截面的位置和遠離排氣通孔并使流通孔與排氣通孔連通的位置之間移動，所述排氣連接件的下端還設置有使排氣通孔與凸臺的內(nèi)孔始終流體連通的旁通通道。本實用新型還涉及具有上述排氣組件的散熱器和工作機器。
【專利說明】散熱器的排氣組件、散熱器以及工作機器

【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及散熱器的排氣組件，更具體地涉及用于工作機器發(fā)動機散熱系統(tǒng)的散熱器的排氣組件。本實用新型還涉及具有所述排氣組件的散熱器以及具有該散熱器的工作機器。

【背景技術(shù)】
[0002]在工作機器例如液壓挖掘機、輪式裝載機、非公路卡車、輪式牽引鏟運機中，發(fā)動機工作時產(chǎn)生的熱量通過冷卻系統(tǒng)中的冷卻劑帶走，以避免發(fā)動機工作溫度過高以及因此導致的效率降低。在冷卻系統(tǒng)的冷卻劑循環(huán)回路中，通常設置有膨脹水箱以解決冷卻劑會因溫度升高而膨脹或因遇冷而收縮從而導致出現(xiàn)多余體積的冷卻劑或冷卻劑循環(huán)回路中冷卻劑流量過小的問題。
[0003]對配有膨脹水箱的發(fā)動機散熱系統(tǒng)，膨脹水箱與例如散熱器的上部集水室通過排氣管連通，以實現(xiàn)多余體積的冷卻劑向膨脹水箱的傳送并且利于收集氣體以便于散熱器內(nèi)冷卻劑的循環(huán)流通。此外，膨脹水箱通過分流管路與散熱器的下部集水室連通，以在必要時向散熱器內(nèi)填充冷卻劑。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中用于將排氣管連接在膨脹水箱和散熱器上部集水室之間的排氣組件包括:管狀的排氣連接件和連接凸臺，排氣連接件的一端密封插入到排氣管內(nèi)，而另一端通過墊片與連接凸臺的內(nèi)通孔密封連接，連接凸臺伸入到上部集水室頂部的安裝孔內(nèi)使得連接凸臺的內(nèi)通孔與上部集水室的內(nèi)部空間連通。連接凸臺的凸緣部分密封焊接到上部集水室頂部表面上。
[0005]在發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)時，一般要求此排氣管管內(nèi)徑設計得非常小，目的在于防止過多的冷卻劑通過此排氣管流到膨脹水箱，而影響系統(tǒng)散熱能力?，F(xiàn)有的排氣管的管內(nèi)徑例如為4_。然而這導致在加注冷卻劑時排氣流通面積小、排氣速度慢，加注時間太長。
[0006]因此，本實用新型旨在解決上述問題中的一種或多種。
實用新型內(nèi)容
[0007]本實用新型旨在提供了一種散熱器的排氣組件。該散熱器排氣組件可大大縮短冷卻劑加注時間，并且滿足發(fā)動機正常工作時的排氣管內(nèi)徑要求。
[0008]根據(jù)本實用新型的一方面，提供一種散熱器的排氣組件，包括:大體呈管狀的排氣連接件，其上端設計用于與排氣管連接，排氣連接件限定有排氣通孔；帶有內(nèi)孔的凸臺，排氣連接件的下端與凸臺的內(nèi)孔接合使得內(nèi)孔與排氣通孔連通，凸臺的底部伸入到散熱器的上部集水室的內(nèi)部空間，其中，凸臺的底部限定有用于使上部集水室的內(nèi)部空間與凸臺的內(nèi)孔連通的流通孔，該排氣組件還包括可動閥部件，該可動閥部件能在堵塞排氣通孔下端截面的位置和遠離排氣通孔并使流通孔與排氣通孔連通的位置之間移動，所述排氣連接件的下端還設置有使排氣連接件的排氣通孔與凸臺的內(nèi)孔始終流體連通的旁通通道。
[0009]有利地，所述可動閥部件為浮子。
[0010]有利地，所述凸臺的底部還限定有用于支承浮子的支承座，所述浮子容納在由排氣連接件的下端、凸臺內(nèi)孔壁和支承座限定的空間內(nèi)。
[0011]有利地，所述排氣連接件的下端設計有能與所述浮子配合以堵塞排氣通孔下端截面的密封面。
[0012]有利地，所述密封面為設置在排氣連接件的下端的內(nèi)周緣上的錐形面。
[0013]有利地，所述旁通通道為設置在排氣連接件的下端上的相對于排氣通孔的軸線傾斜延伸的缺口或通孔。
[0014]有利地，所述旁通通道的個數(shù)為四個，并且繞所述排氣通孔的軸線均勻分布。
[0015]根據(jù)本實用新型的另一方面，提供一種散熱器，其具有上述散熱器排氣組件。
[0016]根據(jù)本實用新型的又一方面，提供一種工作機器，其包括上述的散熱器。
[0017]根據(jù)本實用新型的排氣組件可把排氣通孔內(nèi)徑設計較大(如Φ8_)，并且利用用于流體流通的旁通通道和密度比冷卻劑小的耐高溫塑料浮子，使得可以實現(xiàn):在加注冷卻劑時，浮子在最下位置，氣體可通過排氣通孔大截面流通至膨脹水箱；排氣截面積可以是原來的4倍，故可提升加注速度近4倍；待冷卻劑加注完畢，發(fā)動機正常工作時，浮子在冷卻劑的浮力作用和水流的沖擊下上浮，把排氣通孔的下端截面通道堵住，水流則從旁通通道流至膨脹水箱，從而滿足發(fā)動機正常工作時排氣管小內(nèi)徑的設計要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]下文將參考附圖進一步描述本實新型的實施例，在附圖中:
[0019]圖1示出根據(jù)本實用新型的散熱器的總體視圖，其中排氣組件設置在散熱器的上部集水室的頂部表面以用于在頂部集水室與膨脹水箱之間建立流體連通；
[0020]圖2示出根據(jù)本實用新型的排氣組件的剖面示意圖；
[0021]圖3示出根據(jù)本實用新型的排氣組件的排氣連接件的立體示意圖；
[0022]圖4示出根據(jù)本實用新型的排氣組件在冷卻劑加注期間的工作示意圖；以及
[0023]圖5示出根據(jù)本實用新型的排氣組件在散熱器工作期間的工作示意圖。

【具體實施方式】
[0024]參見圖1示出的散熱器組件的總體視圖，散熱器組件I包括膨脹水箱10和散熱器20，膨脹水箱10和散熱器20的上部集水室201通過排氣軟管30和散熱器20的排氣組件40建立流體連通，膨脹水箱10和散熱器20的下部集水室202通過分流管路50建立流體連通。散熱器20的上部集水室201連接有冷卻劑流入管60，散熱器的下部集水室202連接有冷卻劑流出管70。膨脹水箱的頂部設置有注液孔101以及覆蓋該注液孔101的帶限壓閥的壓力帽102。
[0025]在本文中，術(shù)語“上”、“上部”、“下”、“下部”是指圖1和圖2中的上方和下方。
[0026]當向散熱器初始填充冷卻劑時，安裝在膨脹水箱10中的壓力帽102被去除，冷卻劑被注入到膨脹水箱中，然后通過分流管路50流入到散熱器20中，直到流體達到比上部集水室201的頂面高但是比壓力帽102低的液位。在此過程中，最初占據(jù)的散熱器內(nèi)的空隙的空氣將被充入的冷卻劑經(jīng)排氣組件40和排氣軟管30排出。
[0027]在填充完冷卻劑之后，散熱器20可進入正常工作狀態(tài):在散熱器的上部集水室201的側(cè)壁上連接的冷卻劑流入管60將冷卻劑引導到上部集水室。上部集水室中的冷卻劑通過其中設置的分配器分流到散熱器芯體203的冷卻通道內(nèi)，流經(jīng)散熱器芯體203的冷卻劑進入到散熱器的下部集水室202并經(jīng)冷卻劑流出管70從中流出而流入到待冷卻的裝置例如發(fā)動機冷卻套中，從而帶走發(fā)動機因運行而產(chǎn)生的熱并使其降低到可接受的溫度水平。此時，排氣組件40和排氣軟管30用于向膨脹水箱10排放散熱器內(nèi)產(chǎn)生的任何氣體或空氣，然后通過壓力帽102排向大氣中。
[0028]事實上，在最初的冷卻劑填充過程中，排氣軟管的理想管內(nèi)徑應大得多，例如8毫米。為了既滿足冷卻劑填充過程中排氣軟管大直徑的需求又滿足在散熱器正常工作期間排氣軟管小直徑的需求，本實用新型提出了一種經(jīng)改進的排氣組件。如圖1所示，排氣組件40在排氣軟管30和散熱器的上部集水室201之間。具體如圖2和圖3所示，排氣組件40包括:大體呈管狀的排氣連接件41，其上端設計用于與排氣管30連接，排氣連接件限定有排氣通孔410 ;帶有直徑比排氣通孔410大的內(nèi)孔420的凸臺42，排氣連接件的下端與凸臺的內(nèi)孔420接合使得內(nèi)孔420與排氣通孔410連通，凸臺42固定連接在散熱器的上部集水室201上并且凸臺42的底部伸入到上部集水室201的內(nèi)部空間，其中，凸臺的底部限定有設置用于使上部集水室的內(nèi)部空間與凸臺的內(nèi)孔連通的流通孔421。該排氣組件還包括可動閥部件43，該可動閥部件能在堵塞排氣通孔下端截面的關(guān)閉位置和遠離排氣通孔并使流通孔與排氣通孔連通的打開位置之間移動，排氣連接件41的下端還設置有使排氣連接件的排氣通孔410與凸臺的內(nèi)孔420始終流體連通的至少一個旁通通道412?？蓜娱y部件43在關(guān)閉位置和打開位置之間的移動可通過手動控制，也可通過程序編程來自動控制，例如通過液位傳感器對液位的監(jiān)視并將此液位信號傳送到控制器來決定是否應將可動閥部件移動至關(guān)閉位置或打開位置。
[0029]有利地，可動閥部件43為浮子，例如浮球。本領域技術(shù)人員容易想到可根據(jù)冷卻劑的工作溫度以及冷卻劑的物理性質(zhì)，可選擇浮子的制作材料并確定浮子的尺寸大小。在可動閥部件43為浮子的情形下，凸臺的底部還限定有用于支承浮子的支承座422，浮子43容納在由排氣連接件41的下端、凸臺內(nèi)孔壁和支承座422限定的空間內(nèi)。排氣連接件41的下端設計有能與浮子配合以堵塞排氣通孔下端截面的密封面411。
[0030]在一具體實施例中，容納浮子的空間的可流通截面積不小于排氣通孔(Φ8_)的截面積，旁通通道截面積可設計成與常規(guī)排氣管內(nèi)徑(Φ4_)的截面積相同。
[0031]在一個優(yōu)選實施例中，旁通通道412為設置在排氣連接件41的下端上相對于排氣通孔410的軸線傾斜延伸的缺口或通孔。雖然圖中示出旁通通道412為靠近排氣通孔下端口的缺口，但是本領域技術(shù)人員容易想到，根據(jù)排氣連接件41的下端截面形狀的不同，旁通通道可靈活設計成具有不同的幾何形狀或具有不同的布置方式。
[0032]有利地，密封面411為設置在排氣連接件的下端的內(nèi)周緣上的錐形面。
[0033]雖然圖3中示出，旁通通道的個數(shù)為四個，并且繞排氣通孔的軸線均勻分布，但是，本領域技術(shù)人員容易想到可以設計一個或多個不同的形狀的旁通通道或不同布置形式的旁通通道，只要所有旁通通道的總流通截面積滿足排氣需求即可。
[0034]工業(yè)實用性
[0035]本實用新型可應用于各種帶有配備有膨脹水箱的散熱器的工作機器。所公開的排氣組件使得能夠縮短冷卻劑加注時間，并且也能夠滿足發(fā)動機正常工作時排氣管小內(nèi)徑的設計要求。
[0036]下面對本實用新型的排氣組件的工作原理進行說明。
[0037]如圖4所示，在填充冷卻劑時，由于冷卻劑的液位還沒有達到浮子的位置，浮子43通過重力作用被保持在其下部位置并座靠在凸臺42的底部支承座422上，使得通過旁通通道412、排氣連接件41內(nèi)的排氣通孔410的直徑和浮子43與凸臺內(nèi)孔壁之間的間隙形成較大截面的流動路徑。在這種情況下，最終的流速可由排氣連接件41中排氣通孔410的直徑?jīng)Q定，此時，該直徑可設計成用于冷卻劑填充的理想直徑，例如8毫米。
[0038]如圖5所示，在填充完冷卻劑之后，冷卻劑的液位高于浮子43的位置，并且散熱器處于工作狀態(tài)。作用在浮子43上的浮力將浮子向上推使之抵靠在排氣連接件的下端的密封面411上以堵住排氣連接件41的排氣通孔410的下端流動截面，此時，在排氣連接件41的下邊緣中的凹槽不會被浮子堵塞，因此，用作旁通通道，從而使得在散熱器的內(nèi)部產(chǎn)生的任何空氣或氣體仍可以通過該旁通通道412排到與排氣連接件41相連接的排氣軟管30中。有利地，旁通通道412的總有效截面被設計成與在常規(guī)散熱器組件中的排氣軟管的所需直徑相當，例如4毫米。
[0039]各種工作機器例如挖掘機、裝載機、平地機、推土機、非公路卡車、輪式牽引鏟運機等都可受益于本文所公開的內(nèi)容。
[0040]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并不用于限制本實用新型，對本領域的技術(shù)人員而言，可以在不偏離本實用新型的范圍的情況下對本實用新型的裝置做出多種改良和變型。本領域的技術(shù)人員通過考慮本說明書中公開的內(nèi)容也可得到其它實施例。本說明書和示例僅應被視為示例性的，本實用新型的真實范圍由所附權(quán)利要求以及等同方案限定。
【權(quán)利要求】
1.散熱器的排氣組件，包括:大體呈管狀的排氣連接件，其上端設計用于與排氣管連接，排氣連接件限定有排氣通孔；帶有內(nèi)孔的凸臺，排氣連接件的下端與凸臺的內(nèi)孔接合使得內(nèi)孔與排氣通孔連通，凸臺的底部伸入到散熱器的上部集水室的內(nèi)部空間，其中，凸臺的底部限定有用于使上部集水室的內(nèi)部空間與凸臺的內(nèi)孔連通的流通孔，該排氣組件還包括可動閥部件，該可動閥部件能在堵塞排氣通孔下端截面的位置和遠離排氣通孔并使流通孔與排氣通孔連通的位置之間移動，所述排氣連接件的下端還設置有使排氣連接件的排氣通孔與凸臺的內(nèi)孔始終流體連通的旁通通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱器的排氣組件，其特征在于，所述可動閥部件為浮子。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的散熱器的排氣組件，其特征在于，所述凸臺的底部還限定有用于支承浮子的支承座，所述浮子容納在由排氣連接件的下端、凸臺內(nèi)孔壁和支承座限定的空間內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的散熱器的排氣組件，其特征在于，所述排氣連接件的下端設計有能與所述浮子配合以堵塞排氣通孔下端截面的密封面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的散熱器的排氣組件，其特征在于，所述密封面為設置在排氣連接件的下端的內(nèi)周緣上的錐形面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的散熱器的排氣組件，其特征在于，所述旁通通道為設置在排氣連接件的下端上的相對于排氣通孔的軸線傾斜延伸的缺口或通孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的散熱器的排氣組件，其特征在于，所述旁通通道的個數(shù)為四個，并且繞所述排氣通孔的軸線均勻分布。
8.一種散熱器，具有根據(jù)權(quán)利要求1-7之一所述的散熱器的排氣組件。
9.一種工作機器，包括權(quán)利要求8所述的散熱器。
【文檔編號】F01P11/00GK204041210SQ201420532218
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月16日
【發(fā)明者】肖嬋, 劉更新 申請人:卡特彼勒公司