本發(fā)明涉及流體分配器單元，其包括流動管道，流動管道圍繞在縱向方向上延伸通過其中的連接通道，并且該流動管道設(shè)有與連接通道流體連通的至少三個端口(連接通道提供各端口之間的流體流動連接)，其中，至少兩個端口從流動管道橫向于連接通道延伸。本發(fā)明還涉及用于將流體分配器單元適配于給定流體類型和通過流體分配器單元的端口的預(yù)定流率模式的方法。

背景技術(shù)：

1、例如，us2008/0105311?a1中公開了這種流體分配器單元。流體分配器單元具有流動管道，該流動管道具有輸入端口和兩個輸出端口，其從流體分配器單元的流動管道橫向延伸。

2、流體分配器單元通常用于將流體流動系統(tǒng)用于冷卻目的或更一般地用于熱管理目的的車輛系統(tǒng)中，或用作電池電動車輛或內(nèi)燃機車輛中的液壓或氣動流體流動系統(tǒng)。

3、典型的流體分配器例如包括流動管道，該流動管道帶有要連接到輸送入流流體的兩個管子的兩個輸入端口，以及要連接到用于傳遞流體流的兩個管子的兩個輸出端口。

4、目前可用的流體流動分配器為通過流體分配器單元的流體流動產(chǎn)生高壓降值，這是由于流體流動突然性方向改變以及在通過流體分配器單元的內(nèi)部流動通道中的鋒利邊緣處產(chǎn)生的湍流。這在一方面不利是因為流體分配系統(tǒng)的流體分配器單元中的高壓降需要更多的能量輸入來增加輸入壓力，以彌補流體分配器單元中的壓力損失。另外的缺點是，流體分配器單元中的高壓降伴隨著作用在流體分配器單元的零件上的大的力，這增加了對流體分配器單元的零件的充分結(jié)構(gòu)完整性和機械強度的需求。

5、發(fā)明目的

6、本發(fā)明的目的在于提供一種流體分配器單元，該流體分配器單元能夠影響流體分配器單元中產(chǎn)生的壓降，以減少壓降并提高通過流體分配器單元的流體流動效率。本發(fā)明的另外的目的在于提供一種用于將這種流體流動分配器適配于要處理的給定流體流動情況的方法，其中，流體流動情況由給定流體類型和通過流體分配器單元的端口的預(yù)定流率模式確定，其中，流體類型確定其黏度，流率模式確定流動條件和流體分配器單元中得到的壓降。本發(fā)明的另外的目的在于提供一種流體分配套件，其包括根據(jù)本發(fā)明的流體分配器單元和成組的互換可釋放的塞子。

7、這些目的通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體分配器單元、根據(jù)權(quán)利要求10所述的將根據(jù)本發(fā)明的流體分配器單元適配于給定流體類型和通過流體分配器單元的端口的預(yù)定流率模式的方法以及根據(jù)權(quán)利要求14所述的包括根據(jù)本發(fā)明的流體分配器單元和具有各種不同平滑的流動引導(dǎo)表面形狀的成組的互換可釋放塞子的流體分配套件來實現(xiàn)的。在從屬權(quán)利要求中提出了優(yōu)選實施例。

8、根據(jù)本發(fā)明，流體分配器單元包括流動管道，該流動管道圍繞在縱向方向上延伸通過其中的連接通道。流動管道設(shè)有與連接通道流體連通的至少三個端口，端口中的至少兩個從流動管道橫向于連接通道延伸。根據(jù)本發(fā)明，流動管道在連接通道的縱向方向上的一端處是敞開的，使得連接通道的端在流動管道中形成開口。將可釋放的塞子插入流動管道的開口中以關(guān)閉開口，可釋放的塞子在其內(nèi)表面處設(shè)有平滑的流動引導(dǎo)表面形狀，流動引導(dǎo)表面形狀至少部分地突出到連接通道中以引導(dǎo)湍流減少的流體流，并且可釋放的鎖定元件構(gòu)造成接合并延伸通過可釋放的塞子中和流動管道中的對準(zhǔn)的孔，從而將可釋放的塞子在流動管道的開口中保持鎖定在位。

9、根據(jù)本發(fā)明的流體分配器單元通過將至少部分地突出到連接通道中的平滑的流動引導(dǎo)表面形狀置于通過連接通道的流體流動中，且由于其平滑的表面形狀避免了鋒利邊緣并因此減小了通過流體分配器單元的流體流動的壓降，從而提供具有改進的流動效率和減小的壓降的流體分配器單元。通過將可釋放的塞子插入流動管道的開口而將平滑的流動引導(dǎo)表面形狀放置在連接通道中，這允許在流動管道的連接通道中提供否則借助用于流動管道的常規(guī)生產(chǎn)方法不可能或難以在流動管道的連接通道內(nèi)實現(xiàn)的內(nèi)表面特征。

10、此外，流動管道中的開口允許進入流動管道的內(nèi)部，并且這在流動管道根據(jù)優(yōu)選實施例通過注塑模制成形的情形中允許在流動管道的內(nèi)部放置附加模制工具，這些附加模制工具允許形成平滑彎曲的內(nèi)壁并避免流動管道連接通道中的末銳邊緣，從而減少湍流和壓降。并且，對于不是通過注塑模制成形的流動管道，通過開口提供的進入流動管道內(nèi)部的進路允許通過機械表面處理和精加工以實現(xiàn)平滑的曲線來支持層流并減少壓降，從而改善流動管道的內(nèi)壁區(qū)域。

11、在優(yōu)選實施例中，可釋放的塞子呈杯狀，其外表面與其內(nèi)表面相對，其包括凹部，該凹部包括直立的外緣，該外緣的外直徑等于流動管道的連接通道的內(nèi)直徑，并且包括兩個直徑上相對的孔。流動管道在其外壁中靠近開口處包括兩個直徑上相對的孔，這兩個直徑上相對的孔定位成使得當(dāng)可釋放的塞子在流動管道開口中處于插入位置時它們可以與可釋放的塞子外緣的孔對準(zhǔn)。這樣，鎖定元件可以插入以延伸通過對準(zhǔn)的孔并沿著可釋放的塞子的凹部延伸，從而將可釋放的塞子在流動管道的開口中鎖定在位。

12、根據(jù)本發(fā)明的流體分配器單元的另外的優(yōu)點在于，可釋放的塞子允許進入流動管道的連接通道內(nèi)部，以便檢查和清潔目的。

13、在優(yōu)選實施例中，杯形可釋放的塞子的外緣包括至少一個向外延伸的舌片。流動管道的開口設(shè)有至少一個互補凹部，以當(dāng)可釋放的塞子旋轉(zhuǎn)地定位在流動管道的開口中且可釋放的塞子的外緣的孔與流動管道外壁中的孔對準(zhǔn)時接收可釋放的塞子的至少一個舌片。舌片和互補凹部有助于將可釋放的塞子定位在正確的旋轉(zhuǎn)定向上，并且進一步鎖定可釋放的塞子以防止其在流動管道的開口中的旋轉(zhuǎn)運動。在優(yōu)選實施例中，可釋放的塞子的外緣包括向外延伸的兩個舌片，并且流動管道的開口包括兩個互補的凹部，以當(dāng)可釋放的塞子旋轉(zhuǎn)地定位在流動管道的開口中并且可釋放的塞子的外緣的孔與流動管道的外壁中的孔對準(zhǔn)時，接收可釋放的塞子的舌片，可選地其中，兩個舌片彼此在直徑上相對定位，并且兩個互補的凹部彼此在直徑上相對。

14、在優(yōu)選實施例中，可釋放的鎖定元件包括細長條桿，細長條桿在其相對側(cè)上承載兩個鎖定臂，鎖定臂在細長條桿相對側(cè)上的連接區(qū)域處連接到細長條桿。每個鎖定臂具有自支承端部，自支承端部從連接區(qū)域朝向細長條桿的一端延伸(朝向端延伸但不到達端的距離，使得細長條桿的端部延伸超過鎖定臂)。每個鎖定臂的自支承端部是柔性的，并且可以從閑置位置彎曲到更靠近細長條桿的向內(nèi)彎曲位置?？舍尫诺娜油饩壷泻土鲃庸艿劳獗谥械目椎某叽缫约版i定元件的尺寸構(gòu)造成使得鎖定元件能夠在鎖定臂的自支承端部被推到向內(nèi)彎曲位置的情況下前進通過外緣和流動管道外壁的孔，以使鎖定元件運動脫離與可釋放的塞子和流動管道的接合，從而解鎖可釋放的塞子。另一方面，當(dāng)鎖定臂處于閑置位置時，自支承端部向外延伸超過可釋放的塞子中的孔，使得鎖定臂的端部抵靠在可釋放的塞子外緣的內(nèi)壁上，從而鎖定元件被加蓋固定在鎖定位置，且細長條桿延伸通過可釋放的塞子的外緣中和流動管道的外壁的相對的對準(zhǔn)的孔。如果每個鎖定臂僅包括一個自支承端部，并且兩個鎖定臂的自支承端部均指向鎖定條桿的一端，則該鎖定元件只能在自支承端部指向的方向上移除，并且只能在相反方向上插入。

15、在優(yōu)選實施例中，每個鎖定臂以兩個自支承端部對稱的方式從細長條桿的中心連接區(qū)域在相反方向上朝向細長條桿的兩個相對端延伸(但如上所述，不延伸到細長條桿端的總距離)。這樣，用戶可以將兩個鎖定臂的自支承端部朝向細長條桿擠壓到向內(nèi)彎曲位置，由此，兩個鎖定臂的端不再面向杯形可釋放的塞子外緣的內(nèi)壁，而是面向塞子外緣和流動管道的外壁的對準(zhǔn)的開口，這允許用戶通過將鎖定元件推動通過對準(zhǔn)的開口并脫離與對準(zhǔn)的孔的接合來使鎖定元件前進，從而解鎖可釋放的塞子，然后可以從流動管道的開口中移除可釋放的塞子。換言之，鎖定臂的連接區(qū)域位于在細長條桿的伸長方向上的細長條桿的中心區(qū)域處，并且其中，每個鎖定臂包括兩個自支承端部，自支承端部從中心處的連接區(qū)域朝向細長條桿的相對端延伸，從而能通過將朝向鎖定元件的兩個相對端中的任一個延伸的鎖定臂擠壓到向內(nèi)彎曲位置而將鎖定元件從與可釋放的塞子固定接合的鎖定位置移開，以允許鎖定元件在向內(nèi)彎曲的鎖定臂的方向上前進通過可釋放的塞子和流動管道的外壁的對準(zhǔn)的孔，使得鎖定元件能在兩個相反方向中的任一個方向上從在可釋放的塞子中的鎖定狀態(tài)下的鎖定位置移開。

16、在優(yōu)選實施例中，細長條桿和鎖定元件的鎖定臂整體形成為一件，其中可選地，鎖定元件由塑料材料制成。在替代實施例中，細長條桿和鎖定元件的鎖定臂由不同的材料形成，并且鎖定臂連接到細長條桿，其中可選地，鎖定元件由塑料材料制成，鎖定臂由金屬制成。

17、在優(yōu)選實施例中，可釋放的塞子包括從其外表面延伸到其內(nèi)表面的貫通孔口。流體分配器單元還設(shè)有具有末端部分的傳感器，其中，可釋放的塞子的孔口構(gòu)造成接收傳感器的末端部分，使得當(dāng)傳感器附接到可釋放的塞子時，末端部分的敏感內(nèi)端暴露于流動通過流體分配器單元的流體。

18、在優(yōu)選實施例中，流體分配器單元的流動管道包括通向連接通道的第二開口，第二可釋放的塞子插入第二開口中并由第二鎖定元件保持鎖定在位，從而將第二可釋放的塞子的平滑的流動引導(dǎo)表面形狀暴露于通過流體分配器單元的流體流動。

19、在優(yōu)選實施例中，可釋放的塞子的直立外緣在其外壁處包括周向凹部，密封環(huán)被接納在該周向凹部中。

20、根據(jù)本發(fā)明，還提供了用于將根據(jù)本發(fā)明的流體分配器單元適配于給定流體類型和通過流體分配器單元的端口的預(yù)定流率模式的方法。根據(jù)本發(fā)明，該方法包括以下步驟：提供適配的可釋放的塞子，該可釋放的塞子帶有在流體分配器單元中引起最小壓降方面適配于給定流體類型和預(yù)定流率模式的流動引導(dǎo)表面形狀，并且將適配的可釋放的塞子插入流量管道的開口中，并將鎖定元件帶到鎖定位置，將適配的可釋放的塞子在流體流量管道的開口中保持在位。以這種方式，流體分配器單元可以適配于要使用已適配的分配器單元的特定情況。

21、在優(yōu)選實施例中，提供適配的可釋放的塞子的步驟包括：對于給定流體類型和預(yù)定流率模式，模擬通過流體分配器單元的流動；改變可釋放的塞子的流動引導(dǎo)表面形狀；重復(fù)該流動模擬，以確定優(yōu)化的流動引導(dǎo)表面形狀，流動引導(dǎo)表面形狀使流體分配器單元中的壓降最小化；以及形成具有優(yōu)化的流動引導(dǎo)表面形狀的適配的可釋放的塞子。這種優(yōu)化方法通常作為包括優(yōu)化算法的計算機實施方法執(zhí)行。這種優(yōu)化算法是眾所周知的，且例如可以通過將梯度下降應(yīng)用于壓降作為成本函數(shù)來實現(xiàn)。在這種方法中，在改變可釋放的塞子的流動引導(dǎo)表面形狀的同時計算數(shù)值導(dǎo)數(shù)，其中，變化過程繼續(xù)遵循梯度下降，直到已經(jīng)找到優(yōu)化流動引導(dǎo)表面形狀的最小壓降為止。由于這種優(yōu)化算法是眾所周知的，因此本文中不再詳細描述。

22、在優(yōu)選實施例中，形成具有優(yōu)化流動引導(dǎo)表面形狀的適配的可釋放的塞子的步驟通過模制工藝執(zhí)行，可選地通過聚合物前體的反應(yīng)性混合物的注射模制執(zhí)行。替代地，適配的可釋放的塞子可以通過增材制造工藝、比如3d打印或通過材料去除工藝形成。

23、在替代實施例中，用于適配流體分配器單元的方法不執(zhí)行基于流動模擬的優(yōu)化算法來確定用于適配的可釋放的塞子的優(yōu)化流動引導(dǎo)表面形狀，而是使用包括具有各種流動引導(dǎo)表面形狀的可釋放的塞子的成組的可釋放的塞子，且隨后將其插入流動管道的開口中以測量所產(chǎn)生的壓降。最終，選擇在流體分配器單元中產(chǎn)生最低壓降的可釋放的塞子作為適配的可釋放的塞子，然后，將其最終插入流動管道的開口中以獲得適配的流體分配器單元。

24、在另外的方面，提供了一種流體分配套件，其包括根據(jù)本發(fā)明的流體分配器單元和成組的互換可釋放的塞子，其包括具有多種不同流動引導(dǎo)表面形狀的可釋放的塞子。

技術(shù)實現(xiàn)思路