一种侧壁供液的静止与转动流体交换装置

技术领域

本发明属于汽车制动部件技术领域，尤其涉及一种侧壁供液的静止与转动流体交换装置。

背景技术

多数货车采用刹车片和刹车鼓配合起来进行制动，刹车片和刹车鼓在制动时会产生大量热量，需要进行散热降温以保障刹车片和刹车鼓制动工作的稳定可靠；现有的散热降温方式是自行加装淋液箱对轮胎刹车鼓进行喷淋常温水降温，这样会导致路面留下大量的水，对于其他车辆存在安全隐患，同时在每次下坡前水箱加水，喷淋降温的水不可回收直接就排放出去了，增加行车成本。

为解决这一技术问题，于是提出了循环式密封散热系统，用散热液来实现对刹车鼓的循环冷却作用，但是由于货车运动起来以后，轮毂是高速圆周运动，如何解决储仓内的散热液能稳定供给和排出刹车鼓，并避免交换设备与轮毂运动干扰，以实现热交换循环降温是关键技术点。因此，研制一种工作稳定可靠，避免运动干扰的流体交换装置是解决问题的关键。

发明内容

本发明在于提供一种侧壁供液的静止与转动流体交换装置。

本发明通过以下技术方案实现：包括交换外套、泵送机构、分流机构，所述交换外套（为内部中空，两端开口的圆柱体，在交换外套的内中下部设有与之一体成型结构的分隔板，分隔板把交换外套的内部空间分隔为上腔室和下腔室，并在分隔板中心处开设通孔连通上腔室和下腔室，在所述上腔室中设置泵送机构，下腔室中设置分流机构，且泵送机构连通分流机构，在上腔室的侧壁上设有连通泵送机构的上流体入口，在下腔室的底部和侧壁上分别设有连通分流机构的下流体出口；其中，

所述泵送机构包括封盖、泵送锥罩、主叶轮、轴承、辅叶轮，所述封盖固定设置于上腔室顶部的交换外套上，在封盖中心处通过轴承设有向下延伸至上腔室中部的主叶轮，所述泵送锥罩通过轴承设置于上腔室的上部，且泵送锥罩的下部同轴设置于分隔板的通孔中，二者滑动配合，在泵送锥罩的下部设有连通下腔室的排孔，在泵送锥罩的上部圆周均设若干个与上流体入口配适的进液孔，且进液孔处于轴承的上方，在轴承顶部依次设有密封圈和限位卡环，所述辅叶轮设置于下腔室顶部，辅叶轮的上部向上延伸穿入泵送锥罩下部的排孔中，且辅叶轮上设有贯穿其本体的排流孔，排流孔的下端连通分流机构。

进一步的，所述的分流机构包括分流椎体、轴承、密封圈、限位卡环，所述分流椎体通过轴设置于下腔室的下部，在轴承的顶部设有密封圈，底部设有限位卡环，限位卡环把分流椎体、轴承限定在下腔室上，在分流椎体上设有下流体入口和下流体出口，下流体入口连通下腔室，下流体出口则同轴连通辅叶轮上的排流孔，所述下腔室的侧壁上设置连通外界的下流体出口。

进一步的，所述上腔室的侧壁上设置至少一个连通外界的上流体入口，所述下腔室的侧壁上设置至少一个连通外界的下流体出口。

本发明的有益效果是：1、体积精巧，结构紧凑，把泵送技术融合至交换装置中，有效保证和提升了流体输送压力，进而提升流体的供给和排出压力，加快流体在循环式密封散热系统中的流动速度，最终达到提升流体的循环交换散热速度和效率目的；

2、采用泵送机构快速把流体从储箱中抽吸供给刹车鼓，把刹车鼓中的流体抽吸排出至储箱中实现循环，通过分流机构实现低温流体输入和高温流体排出分配，二者互不干扰，避免混合，使流体供给和排放换热输送更稳定可靠，实现流体对刹车鼓快速、稳定、高效的循环散热降温，同时，泵送机构、分流机构能够旋转，完全避免了对轮毂运动产生干扰，适用性更广泛。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中AA向的截面结构示意图；

图3为图1中BB向的截面结构示意图；

图4为图1中CC向的截面结构示意图；

图5为本发明中驱动室的俯视结构示意图；

图6为本发明中泵送锥罩的立体结构示意图；

图7为本发明的立体结构示意图；

图8为本发明中上流体入口、下流体出口的另一种实施方式结构示意图；

图9为本发明中下流体入口、下流体出口的第三种实施方式结构示意图；

图中标号：1~交换外套，2~分隔板，3~上腔室，4~下腔室，5~上流体入口，6~下流体出口，7~下流体入口，8~封盖，9~泵送锥罩，10~进液孔，11~主叶轮，12~轴承，13~辅叶轮，14~限位卡环，15~排流孔，16~密封圈，17~分流椎体，18~密封环板，19~驱动室，20~被动齿轮，21~过桥齿轮，22~主动齿，23~耐磨垫片，24~安装耳板，25~安装孔。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员能更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对其具体实施方式进行详细的说明。

如图1~9所示的侧壁供液的静止与转动流体交换装置，包括交换外套1、泵送机构、分流机构，所述交换外套1为内部中空，两端开口的圆柱体，在交换外套1的内中下部设有与之一体成型结构的分隔板2，分隔板2把交换外套1的内部空间分隔为上腔室3和下腔室4，并在分隔板2中心处开设通孔连通上腔室3和下腔室4，在所述上腔室3中设置泵送机构，下腔室4中设置分流机构，且泵送机构连通分流机构，在上腔室3的侧壁上设有连通泵送机构的上流体入口5，在下腔室4的底部和侧壁上分别设有连通分流机构的下流体出口6；其中，

所述泵送机构包括封盖8、泵送锥罩9、主叶轮11、轴承12、辅叶轮13，所述封盖8固定设置于上腔室3顶部的交换外套1上，在封盖8中心处通过轴承12设有向下延伸至上腔室3中部的主叶轮11，所述泵送锥罩9通过轴承12设置于上腔室3的上部，且泵送锥罩9的下部同轴设置于分隔板2的通孔中，二者滑动配合，在泵送锥罩9的下部设有连通下腔室4的排孔，在泵送锥罩9的上部圆周均设若干个与上流体入口5配适的进液孔10，且进液孔10处于轴承12的上方，在轴承12顶部依次设有密封圈16和限位卡环14，所述辅叶轮13设置于下腔室4顶部，辅叶轮13的上部向上延伸穿入泵送锥罩9下部的排孔中，且辅叶轮13上设有贯穿其本体的排流孔15，排流孔15的下端连通分流机构。

所述的进液孔10至少有四个，且进液孔10设置呈腰圆孔状结构，保证散热介质能通过进液孔10进入泵送锥罩9中。

所述的泵送锥罩9上部的外壁上设有与上腔室3动配合的密封圈16。

所述的进液孔10上方和下方的泵送锥罩9外壁上设有与上腔室3动配合的密封圈16。

所述的分流机构包括分流椎体17、轴承12、密封圈16、限位卡环14，所述分流椎体17通过轴设置于下腔室4的下部，在轴承12的顶部设有密封圈16，底部设有限位卡环14，限位卡环14把分流椎体17、轴承12限定在下腔室4上，在分流椎体17上设有下流体入口7和下流体出口6，下流体入口7连通下腔室4，下流体出口6则同轴连通辅叶轮13上的排流孔15，所述下腔室4的侧壁上设置连通外界的下流体出口6。

所述的泵送锥罩9顶部设有与之密封连接的密封环板18，密封环板18把上腔室3的上部分隔为驱动室19，下部为设置泵送锥罩9的泵送室，在驱动室19中的主叶轮11的叶轮轴上同轴设置被动齿轮20，在被动齿轮20任一侧的驱动室19中设置与被动齿轮20啮合的过桥齿轮21，在驱动室19内壁上设有与过桥齿轮21啮合的主动齿22。

所述的主叶轮11的叶轮轴为实心柱体，其上端与轴承12密封连接。

所述的被动齿轮20、过桥齿轮21的顶部和底部分别配设有耐磨垫片23，解决被动齿轮20、过桥齿轮21旋转过程中对封盖8和密封环板18的磨损问题，避免封盖8和密封环板18被磨损坏。

所述的封盖8的中心处设有与轴承12配适的限位沉孔，在轴承12底部的限位沉孔中设有密封圈16，在轴承12顶部的限位沉孔中设有卡槽，卡槽中设置限位卡环14。

所述的密封环板18上设有与叶轮轴配适的通孔，在通孔中设置至少一个与叶轮轴同轴连接的轴承12，轴承12连接提升主叶轮11的转动效率，在通孔下端设有与叶轮轴动配合的密封圈16，在通孔上端，即轴承12顶部设有卡槽，卡槽中设置限位卡环14，限位卡环14限制轴承12固定在密封环板18上，避免脱落，密封圈16保证泵送锥罩9中的气密性和负压，避免泵送锥罩9中的散热介质进入驱动室19中。

所述的密封环板18设置呈U形结构或凸字形结构，其罩设在泵送锥罩9顶部上，且与泵送锥罩9顶部之间设有密封圈16，所述密封环板18与泵送锥罩9以螺栓连接，或以梢轴拔插式连接。

所述的分流椎体17上的下流体入口7和下流体出口6为直管状结构或L形管状结构，满足不同角度或方向的连接需求。

所述的下腔室4的侧壁上设置至少一个连通外界的下流体出口6，下流体出口6为直管状结构或L形管状结构，满足不同角度或方向的连接需求。

所述的上腔室3的侧壁上设置至少一个连通外界的上流体入口5，上流体入口5为直管状结构或L形管状结构，满足不同角度或方向的连接需求。

所述的辅叶轮13设置呈凸字形结构。

所述的上腔室3或下腔室4外侧壁上对称分布一对与之一体成型结构设置的安装耳板24，安装耳板24中间设有椭圆形安装孔25。

进一步的，所述的分隔板2的通孔设有与泵送锥罩9下部配适的密封圈16，避免下腔室4中的散热介质进入上腔室3中，保证下腔室4中的气密性和负压。

进一步的，所述的分流椎体17上设有与轴承12、密封圈16配适的凸缘，起到限位的功能。

进一步的，所述的下腔室4中设置有与限位卡环14配适的卡槽。

进一步的，所述的封盖8与交换外套1以螺栓配合连接，或通过梢柱拔插式连接。

进一步的，所述的分流椎体17的外端面上设有安装孔25，分流椎体17通过安装孔25连接支架，保证有着力点，方便安装。

所述的限位卡环14为弹簧卡环，拆装快捷，固定方便。

本发明的工作方式：交换外套1通过两侧的安装耳板24固定在轮毂上，分流机构的分流椎体17通过安装孔25固定在车辆延伸出来的固定支架上，分流椎体17和交换外套1之间设有轴承12，交换外套1和上端盖相对固定在一起随轮毂转动，上腔室3侧壁上的上流体入口5通过导管连接供液管，供液管连接循环散热源，下腔室4侧壁上的下流体出口6通过导管连接回液管，回液管连接循环散热源，分流椎体17上的下流体出口6连接轮毂上的散热腔室的进液口，分流椎体17的下流体入口7连接轮毂上的散热腔室的排液口，从而构成完整的流体循环系统。

在轮毂转动过程中，交换外套1受力旋转，封盖8也随之旋转，从而带动封盖8中的主叶轮11旋转，主叶轮11则带动辅叶轮13旋转，主叶轮11旋转时在会使泵送锥罩9中形成负压，辅叶轮13旋转时在会使下腔室4中形成负压，在主叶轮11与辅叶轮13的旋转抽吸作用下，最终使流体循环系统形成负压，在负压作用下，把循环散热源中的散热介质通过供液管、上流体入口5抽吸至泵送锥罩9中，再通过泵送锥罩9底部的辅叶轮13，排送至与之连接的下流体出口6中，由下流体出口6输送至轮毂或制动鼓上的散热腔室中进行热交换散热，热交换散热后的散热介质则从轮毂或制动鼓上的散热腔室排送至下流体入口7，由下流体入口7进入下腔室4中，最后从下腔室4上的下流体出口6排送至回液管，由回液管输送回循环散热源，从而实现对轮毂或制动鼓的循环散热。