一种水交换装置及鼓刹冷却系统的制作方法

1.本实用新型属于刹车冷却技术领域，涉及一种水交换装置及鼓刹冷却系统。


背景技术：

2.货车行驶过程中，经常遇到长下坡，会连续使用刹车。由于货车载重量很大，刹车鼓和刹车片产生巨烈摩擦，会使刹车鼓和刹车片温度骤升，如果得不到及时有效的降温，将引起刹车失效，车轮着火等一系列严重的交通事故。
3.为此，中国专利公开了一种货车自带水腔内水循环水冷却刹车鼓[授权公告号为cn213270797u]，包括刹车鼓和水交换装置，刹车鼓外侧圆周面上设有一个同轴圆周面构成一个水腔，水交换装置由外套筒、内套筒、外螺纹连通管、内螺纹水嘴、外螺纹水嘴、固定杆和两个轴承组成。
[0004]
上述结构中的水交换装置存在以下问题：1、内轴套内穿设有内螺纹水嘴、外螺纹水嘴和固定螺纹杆，共同占用内轴套径向空间，导致内轴套的直径较大，不仅加工难度大，还会影响工作过程的稳定性；2、其中一个轴承位于外套管内的水腔内，为了保证密封效果，该轴承的两侧均需设置价格昂贵且体积较大的c型密封圈，处于较高温度的密封圈容易产生漏水，易使轴承损坏；3、由于内轴套上会堆积水垢，水垢对密封圈和轴承进行限位，导致几乎无法有效的取出位于水腔内的轴承，维修和更换麻烦。


技术实现要素：

[0005]
本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种便于维修与更换的水交换装置。
[0006]
还提出了一种包含上述水交换装置的鼓刹冷却系统。
[0007]
本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：
[0008]
水交换装置，包括内部具有阀腔的阀体、同轴设于阀体内的阀芯、以及设于阀体与阀芯之间的轴承、第一密封圈和第二密封圈，所述第一密封圈将轴承与阀腔隔开，所述第二密封圈将阀腔分隔成第一腔体与第二腔体，所述阀体上设有与第一腔体连通的第一连接头、以及与第二腔体连通的第二连接头，所述阀芯内具有轴向贯通设置的内管，所述内管的内端与第二腔体连通，所述阀芯的侧部设有用于连通阀芯的内腔与第一腔体的开口，所述阀芯伸出阀体的部分上设有与阀芯的内腔连通的第三连接头。
[0009]
第一连接头、第一腔体、开口、阀芯的内腔和第三连接头构成第一水路，内管、第二腔体和第二连接头构成第二水路。阀芯和内管采用大管包小管的方式，能将阀芯做到极小，阀芯越小工作时稳定性越高，并且毫无加工难度。轴承和阀腔之间仅通过一个第一密封圈隔开，密封效果好，且第一密封圈的尺寸小，成本显著降低，维护也极其简单，大大减少生产和使用成本。
[0010]
在上述水交换装置中，所述阀腔的内壁开设有位于第一密封圈与第二密封圈之间的环形腔，所述环形腔与第一腔体连通，所述第一连接头与环形腔连通。通过环形腔增大了
第一腔体的径向尺寸，方便沿阀体轴向设置的第一连接头与第一腔体连通。
[0011]
在上述水交换装置中，所述阀体内设有定位台阶，所述轴承通过卡簧定位在定位台阶处。
[0012]
在上述水交换装置中，所述轴承为两个：第一轴承和第二轴承，第一轴承与第二轴承通过三个第一卡簧定位在阀芯上，所述第一轴承与第二轴承通过第二卡簧定位在定位台阶上。两个轴承可提高阀芯的稳定性，第一卡簧、第二卡簧和定位调节能防止阀芯在轴向上窜动。
[0013]
在上述水交换装置中，所述阀芯上设有第一环形槽和第二环形槽，所述第一密封圈位于第一环形槽内，所述第二密封圈位于第二环形槽内。通过第一环形槽对第一密封圈进行轴向限位，通过第二环形槽对第二密封圈进行轴向限位。
[0014]
鼓刹冷却系统，包括上述的水交换装置、与非主动轴同轴设置的刹车鼓、冷却水箱、以及抽水泵，所述阀体与非主动轴同轴固连，所述第一连接头通过第一接管与冷却水箱连通，所述第二连接头通过第二接管与冷却水箱连通，所述抽水泵串联在第一接管或第二接管上，所述刹车鼓的外环上设有环形水腔，所述环形水腔上设有第一进出水孔和第二进出水孔，所述第一进出水孔通过第三接管与第三连接头连接，所述第二进出水孔通过第四接管与内管的外端连通。
[0015]
在上述鼓刹冷却系统中，所述刹车鼓的外环上设有第一环形凸起和第二环形凸起，所述第一环形凸起上套设有套筒，所述套筒的另一端延伸至第二环形凸起的外环面，上述环形水腔位于刹车鼓、第一环形凸起、第二环形凸起和套筒之间。
[0016]
为了提高密封性，在第一环形凸起与套筒之间、以及在第二环形凸起与套筒之间均设置密封圈。
[0017]
在上述鼓刹冷却系统中，所述第一进出水孔和第二进出水孔对称设置在第二环形凸起上。第二环形凸起靠近水交换装置设置。
[0018]
在上述鼓刹冷却系统中，所述阀体同轴设置在非主动轴内，所述第一接管与第二接管由设于非主动轴上的小孔伸出。
[0019]
鼓刹冷却系统，包括上述的水交换装置、与主动轴同轴设置的刹车鼓、冷却水箱、以及抽水泵，所述阀体与主动轴同轴固连，所述第三连接头通过第三接管与冷却水箱连通，所述内管的外端通过第四接管与冷却水箱连通，所述抽水泵串联在第三接管或第四接管上，所述刹车鼓的外环上设有环形水腔，所述环形水腔上设有第一进出水孔和第二进出水孔，所述第一进出水孔通过第一接管与第一连接头连接，所述第二进出水孔通过第二接管与第二连接头连接。
[0020]
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：阀芯和内管采用大管包小管的方式，能将阀芯做到极小，阀芯越小工作时稳定性越高，并且毫无加工难度；轴承和阀腔通过第一密封圈隔开，仅需要一个密封圈保护即可，成本显著降低，维护也极其简单，大大减少生产和使用成本；通过循环水进入环形水腔，对刹车鼓进行周向冷却，能有效降低刹车鼓的温度。
附图说明
[0021]
图1是实施例一提供的水交换装置的剖视图。
[0022]
图2是实施例一提供的鼓刹冷却系统的剖视图。
[0023]
图3是实施例二提供的水交换装置的剖视图。
[0024]
图4是实施例二提供的鼓刹冷却系统的剖视图。
[0025]
图中，11、阀体；111、第一腔体；112、第二腔体；113、第一连接头；114、第二连接头；115、环形腔；12、阀芯；121、内腔；122、开口；123、第三连接头；131、第一密封圈；132、第二密封圈；14、内管；151、第一轴承；152、第二轴承；161、第一卡簧；162、第二卡簧；2、非主动轴；3、刹车鼓；31、环形水腔；32、第一环形凸起；33、第二环形凸起；34、套筒；41、第一接管；42、第二接管；43、第三接管；44、第四接管；5、主动轴。
具体实施方式
[0026]
以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
[0027]
实施例一
[0028]
如图2所示的鼓刹冷却系统，包括与非主动轴2同轴设置的刹车鼓3、设于非主动轴2内的水交换装置、冷却水箱以及抽水泵，刹车鼓3、外轮毂和内轮毂能绕着非主动轴2周向转动。
[0029]
如图2所示，刹车鼓3的外环上设有第一环形凸起32和第二环形凸起33，第一环形凸起32上套设有套筒34，套筒34的另一端延伸至第二环形凸起33的外环面，为了提高密封性，在第一环形凸起32与套筒34之间、以及在第二环形凸起33与套筒34之间均设置密封圈。
[0030]
刹车鼓3的外环面、第一环形凸起32、第二环形凸起33和套筒34的内环面之间形成环形水腔31，并在第二环形凸起33上开设有沿非主动轴2的轴线对称分布的第一进出水孔和第二进出水孔。
[0031]
如图1和图2所示的水交换装置，包括内部具有阀腔的阀体11、同轴设于阀体11内的阀芯12、以及设于阀体11与阀芯12之间的轴承、第一密封圈131和第二密封圈132，阀体11同轴固连在非主动轴2内，第一密封圈131将轴承与阀腔隔开，第二密封圈132将阀腔分隔成第一腔体111与第二腔体112，阀体11上设有与第一腔体111连通的第一连接头113、以及与第二腔体112连通的第二连接头114，第一连接头113和第二连接头114均由阀体11伸入非主动轴2的一端伸出，第一连接头113通过第一接管41与冷却水箱连通，第二连接头114通过第二接管42与冷却水箱连通。为了方便连接，在非主动轴2上设置有小孔，第一接管41与第二接管42由小孔伸出后与冷却水箱连通，抽水泵串联在第一接管41或第二接管42上。
[0032]
如图1所示，阀芯12内具有轴向贯通设置的内管14，内管14的内端与第二腔体112连通，阀芯12的侧部设有用于连通阀芯12的内腔121与第一腔体111的开口122，阀芯12伸出阀体11的部分上设有与阀芯12的内腔121连通的第三连接头123。其中，第一进出水孔通过第三接管43与第三连接头123连接，第二进出水孔通过第四接管44与内管14的外端连通。
[0033]
第一连接头113、第一腔体111、开口122、阀芯12的内腔121和第三连接头123构成第一水路，内管14、第二腔体112和第二连接头114构成第二水路。
[0034]
如图1所示，阀腔的内壁开设有位于第一密封圈131与第二密封圈132之间的环形腔115，环形腔115与第一腔体111连通，第一连接头113与环形腔115连通。通过环形腔115增大了第一腔体111的径向尺寸，方便沿阀体11轴向设置的第一连接头113与第一腔体111连
通。
[0035]
如图1所示，阀体11内设有定位台阶，轴承为两个：第一轴承151和第二轴承152，第一轴承151与第二轴承152通过三个第一卡簧161定位在阀芯12上，第一轴承151与第二轴承152通过第二卡簧162定位在定位台阶上。
[0036]
为了对第一密封圈131和第二密封圈132进行轴向上的限位，在阀芯12上设有第一环形槽和第二环形槽，第一密封圈131位于第一环形槽内，所述第二密封圈132位于第二环形槽内。
[0037]
汽车行驶时，阀体11与非主动轴2固定不动，刹车鼓3、外轮毂、内轮毂以及阀芯12绕着非主动轴2转动，当抽水泵串联在第一接管41上且第一接管41作为进水管时，抽水泵使冷却水箱内的水经第一接管41进入环形腔115，然后经开口122进入阀芯12的内腔121，然后通过第三连接头123和第三接管43进入环形水腔31，对刹车鼓3进行冷却后，由第四接管44流回内管14，随后进入第二腔体112，最后通过第二连接头114和第二接管42流回冷却水箱。
[0038]
实施例二
[0039]
如图4所示的鼓刹冷却系统，包括与主动轴5同轴设置的刹车鼓3、设于主动轴5末端的水交换装置、冷却水箱以及抽水泵，刹车鼓3、外轮毂、内轮毂随主动轴5一同转动。
[0040]
如图4所示，刹车鼓3的外环上设有第一环形凸起32和第二环形凸起33，第一环形凸起32上套设有套筒34，套筒34的另一端延伸至第二环形凸起33的外环面，为了提高密封性，在第一环形凸起32与套筒34之间、以及在第二环形凸起33与套筒34之间均设置密封圈。
[0041]
刹车鼓3的外环面、第一环形凸起32、第二环形凸起33和套筒34的内环面之间形成环形水腔31，并在第二环形凸起33上开设有沿主动轴5的轴线对称分布的第一进出水孔和第二进出水孔。
[0042]
如图3和图4所示的水交换装置，包括内部具有阀腔的阀体11、同轴设于阀体11内的阀芯12、以及设于阀体11与阀芯12之间的轴承、第一密封圈131和第二密封圈132，阀体11同轴固连在主动轴5的一端，第一密封圈131将轴承与阀腔隔开，第二密封圈132将阀腔分隔成第一腔体111与第二腔体112，阀体11上设有与第一腔体111连通的第一连接头113、以及与第二腔体112连通的第二连接头114，第一连接头113和第二连接头114均由阀体11的侧方伸出，第一进出水孔通过第一接管41与第一连接头113连接，所述第二进出水孔通过第二接管42与第二连接头114连接。
[0043]
如图3所示，阀芯12内具有轴向贯通设置的内管14，内管14的内端与第二腔体112连通，阀芯12的侧部设有用于连通阀芯12的内腔121与第一腔体111的开口122，阀芯12伸出阀体11的部分上设有与阀芯12的内腔121连通的第三连接头123。第三连接头123通过第三接管43与冷却水箱连通，内管14的外端通过第四接管44与冷却水箱连通，抽水泵串联在第三接管43或第四接管44上。第一连接头113、第一腔体111、开口122、阀芯12的内腔121和第三连接头123构成第一水路，内管14、第二腔体112和第二连接头114构成第二水路。
[0044]
如图3所示，阀腔的内壁开设有位于第一密封圈131与第二密封圈132之间的环形腔115，环形腔115与第一腔体111连通，第一连接头113与环形腔115连通。通过环形腔115增大了第一腔体111的径向尺寸，方便沿阀体11轴向设置的第一连接头113与第一腔体111连通。
[0045]
如图3所示，阀体11内设有定位台阶，轴承为两个：第一轴承151和第二轴承152，第
一轴承151与第二轴承152通过三个第一卡簧161定位在阀芯12上，第一轴承151与第二轴承152通过第二卡簧162定位在定位台阶上。
[0046]
为了对第一密封圈131和第二密封圈132进行轴向上的限位，在阀芯12上设有第一环形槽和第二环形槽，第一密封圈131位于第一环形槽内，所述第二密封圈132位于第二环形槽内。
[0047]
汽车行驶时，阀体11随着主动轴5转动，阀芯12、第三接管43和第四接管44相对车体相对固定，当抽水泵串联在第三接管43上且第三接管43作为进水管时，抽水泵使冷却水箱内的水经第三接管43进入阀芯12的内腔121，随后由开口122进入环形腔115，随后由第一连接头113、第一接管41进入环形水腔31，随后由第二接管42、第二连接头114进入第二腔体112，最后通过内管14和第四接管44流回冷却水箱。
[0048]
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

技术特征：
1.一种水交换装置，包括内部具有阀腔的阀体(11)、同轴设于阀体(11)内的阀芯(12)、以及设于阀体(11)与阀芯(12)之间的轴承、第一密封圈(131)和第二密封圈(132)，所述第一密封圈(131)将轴承与阀腔隔开，所述第二密封圈(132)将阀腔分隔成第一腔体(111)与第二腔体(112)，所述阀体(11)上设有与第一腔体(111)连通的第一连接头(113)、以及与第二腔体(112)连通的第二连接头(114)，所述阀芯(12)内具有轴向贯通设置的内管(14)，所述内管(14)的内端与第二腔体(112)连通，所述阀芯(12)的侧部设有用于连通阀芯(12)的内腔(121)与第一腔体(111)的开口(122)，所述阀芯(12)伸出阀体(11)的部分上设有与阀芯(12)的内腔(121)连通的第三连接头(123)。2.根据权利要求1所述的水交换装置，其特征在于，所述阀腔的内壁开设有位于第一密封圈(131)与第二密封圈(132)之间的环形腔(115)，所述环形腔(115)与第一腔体(111)连通，所述第一连接头(113)与环形腔(115)连通。3.根据权利要求1或2所述的水交换装置，其特征在于，所述阀体(11)内设有定位台阶，所述轴承通过卡簧定位在定位台阶处。4.根据权利要求3所述的水交换装置，其特征在于，所述轴承为两个：第一轴承(151)和第二轴承(152)，所述第一轴承(151)与第二轴承(152)通过三个第一卡簧(161)定位在阀芯(12)上，所述第一轴承(151)与第二轴承(152)通过第二卡簧(162)定位在定位台阶上。5.根据权利要求1或2所述的水交换装置，其特征在于，所述阀芯(12)上设有第一环形槽和第二环形槽，所述第一密封圈(131)位于第一环形槽内，所述第二密封圈(132)位于第二环形槽内。6.一种鼓刹冷却系统，包括如权利要求1-5中任意一项所述的水交换装置、与非主动轴(2)同轴设置的刹车鼓(3)、冷却水箱、以及抽水泵，所述阀体(11)与非主动轴(2)同轴固连，所述第一连接头(113)通过第一接管(41)与冷却水箱连通，所述第二连接头(114)通过第二接管(42)与冷却水箱连通，所述抽水泵串联在第一接管(41)或第二接管(42)上，所述刹车鼓(3)的外环上设有环形水腔(31)，所述环形水腔(31)上设有第一进出水孔和第二进出水孔，所述第一进出水孔通过第三接管(43)与第三连接头(123)连接，所述第二进出水孔通过第四接管(44)与内管(14)的外端连通。7.根据权利要求6所述的鼓刹冷却系统，其特征在于，所述刹车鼓(3)的外环上设有第一环形凸起(32)和第二环形凸起(33)，所述第一环形凸起(32)上套设有套筒(34)，所述套筒(34)的另一端延伸至第二环形凸起(33)的外环面，上述环形水腔(31)位于刹车鼓(3)、第一环形凸起(32)、第二环形凸起(33)和套筒(34)之间。8.根据权利要求7所述的鼓刹冷却系统，其特征在于，所述第一进出水孔和第二进出水孔对称设置在第二环形凸起(33)上。9.根据权利要求6所述的鼓刹冷却系统，其特征在于，所述阀体(11)同轴设置在非主动轴(2)内，所述第一接管(41)与第二接管(42)由设于非主动轴(2)上的小孔伸出。10.一种鼓刹冷却系统，包括如权利要求1-5中任意一项所述的水交换装置、与主动轴(5)同轴设置的刹车鼓(3)、冷却水箱、以及抽水泵，所述阀体(11)与主动轴(5)同轴固连，所述第三连接头(123)通过第三接管(43)与冷却水箱连通，所述内管(14)的外端通过第四接管(44)与冷却水箱连通，所述抽水泵串联在第三接管(43)或第四接管(44)上，所述刹车鼓(3)的外环上设有环形水腔(31)，所述环形水腔(31)上设有第一进出水孔和第二进出水孔，
所述第一进出水孔通过第一接管(41)与第一连接头(113)连接，所述第二进出水孔通过第二接管(42)与第二连接头(114)连接。

技术总结
本实用新型提供了一种水交换装置及鼓刹冷却系统，属于刹车冷却技术领域。它解决了现有水交换装置更换与维修不方便的问题。它包括内部具有阀腔的阀体、同轴设于阀体内的阀芯、以及设于阀体与阀芯之间的轴承、第一密封圈和第二密封圈，第一密封圈将轴承与阀腔隔开，第二密封圈将阀腔分隔成第一腔体与第二腔体，阀体上设有与第一腔体连通的第一连接头、与第二腔体连通的第二连接头，阀芯内具有轴向贯通设置的内管，内管的内端与第二腔体连通，阀芯的侧部设有用于连通阀芯的内腔与第一腔体的开口，阀芯伸出阀体的部分上设有与阀芯的内腔连通的第三连接头。阀芯极小，稳定性高，无加工难度；仅需要一个密封圈保护轴承即可，大大减少生产和使用成本。生产和使用成本。生产和使用成本。


技术研发人员：柳云 柳诗佳 柳锐进
受保护的技术使用者：重庆联源机电有限公司
技术研发日：2023.03.22
技术公布日：2023/10/20