[发明专利]用于控制流体流的阀驱动装置和阀装置

说明书

本发明提供一种用于控制流体流的阀驱动装置和阀装置，所述阀驱动装置具有：包括操作上与电动机耦合的轴的线性执行机构；其中容纳有所述轴和所述电动机的转子的流体密封的隔离罩；位于所述隔离罩外部的控制单元；以及壳体，在其中收纳有所述线性执行机构、所述隔离罩和所述控制单元。根据本发明，所述壳体在所述隔离罩与所述控制单元之间具有隔热屏。所述隔热屏可以具有模制或安装在所述壳体的内侧上的壁部，其中，所述壁部可以沿周向包围所述隔离罩的前端闭合末端。

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于控制流体流的阀驱动装置。这种装置例如记载于DE 10 2017 110 343 A1中。

背景技术

本发明的一个应用领域是用于调节流体通道中的流体流的阀装置，特别是具有线性执行机构(德语：Linearstellantrieb)的阀装置，以便设置用于控制流体通道中的流体流的调节阀或控制阀。该阀例如可以构成为膨胀阀或节流阀。流体流可以指液体流、气体流和/或其组合形成的流体流。在一个实例中，流体流是冷却剂流。

近年来，CO₂作为冷却剂被引入到汽车的冷却回路和/或空调系统中。作为汽车空调系统的冷却剂，CO₂是迄今所使用的四氟乙烷冷却剂的气候友好型替代方案。CO₂具有较高的冷却性能，不易燃，不会形成任何分解产物，并且可以低成本地在世界范围内使用。在行业中，天然冷却剂二氧化碳(CO₂)以缩写R744而为人所知。热泵也可以采用CO₂进行操作，从而也能够有效地将其用于加热，并且借助冷却/加热概念节能地进行使用。

车辆的发动机舱中的热输入主要由驱动电机引起，该驱动电机可以是内燃机和/或电动机。经验表明，在连续工作状态下，汽车冷却回路的温度通常约为160℃至165℃，短暂达到180℃。因此，冷却回路必须针对运行期间可能出现的温度(包括冷起动时的温度)进行设计，假定这些温度最低为-40℃。为了能够将CO₂用作冷却回路和/或空调系统中的冷却剂，必须在高压下保持冷却剂流，例如以大约130至25bar的数量级，以便在车辆运行中总体出现的温度约为-40℃至165℃、短暂达到180℃的情况下，从而保持CO₂的液态或气态或优选超临界的状态。出于安全原因，该系统应以如下方式设计：使其能够承受更高的压力，例如根据TüV(Technischeüberwachungsverrein)技术监督协会(德国技术监督协会)的规定，不超过225bar。为了实现较高的效率，空调系统中制冷回路的高压侧压力应处于约60至130bar的数量级。这相当于传统制冷剂压力的数倍。

可以根据环境温度来设置压力，以便将CO₂冷却剂保持在液态、气态或超临界状态。自约30℃的温度和约75bar的压力起达到超临界状态。更准确地说，CO₂的临界温度为31℃，临界压力为74bar。超临界聚集态的CO₂的特性介于气体和液体之间。超临界CO₂的密度与液体一样，但粘度与气体相同。因此，超临界CO₂基于其可流动性是一种非常灵活的物质并且已证实其适于用作冷却剂。

为了能够借助CO₂来运行冷却系统或空调系统，该冷却系统或该空调系统必须总体上针对最高130bar的工作压力和340bar的爆裂压力来设计。这也适用于冷却剂回路中的调节装置，包括阀装置。

汽车的冷却系统必须能够在大约-40℃至大约165℃以及短暂达到180℃的温度下工作，其中具体视车辆和发动机而定，冷却剂回路的恒温阀通常在大约75℃至90℃之间打开。然而，在设计调节装置时，除了车辆的驱动电机所产生的热量外，还需要考虑例如具有电动致动器的阀装置的驱动本身也会产生不可忽视的热量。

为了更好地理解输入这种致动器中的热量，可观察示例性的阀装置。