CN101415982B - 阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种阀，该阀具有阀座；与阀座相互作用的阀元件(3)，该阀元件在阀壳(11)内可在整个预定运动路线上移位；以及减振装置(22)，该减振装置至少作用在该阀元件(3)的运动路线的一部分上。希望即使在流量速率较低时也能实现对流体的稳定控制。在此规定，减振装置(22)至少具有由弹性体材料制成的元件(23，24)，该元件可以在与阀元件相连的第一止挡(16)和与阀壳(11)相连的第二止挡(28)之间压缩。

Description

阀

技术领域

本发明涉及一种阀，该阀具有阀座；一与阀座相互作用的阀元件，该阀元件在阀壳内可在预定的运动路线上移位；该阀还具有减振装置，该减振装置在运动路线的至少一部分上作用在该阀元件上。

背景技术

这种阀例如由DE10336916A1公知。在此，减振装置由设计为锥形的弹簧构成，一与阀元件相连的止挡在阀元件快到达阀座之前靠在该弹簧上。相反，弹簧在更远的距离上不对阀元件的移位起作用。利用该弹簧在快到达阀座时提高使阀元件移位所需要的力。由此可以在低流量速率的情况下实现更精确控制。

发明内容

本发明尤其涉及一种调节阀。本发明的一种优选用途是在换热器初级侧使用这种调节阀，以便根据其它位置处(例如次级侧)的温度调节载热流体的初级侧的流动。

本发明所要解决的技术问题在于，实现一种在低流量速率下对流体的稳定控制。

这一技术问题在本发明开头部分所述类型的阀中这样地解决，即，减振装置具有至少一个由弹性体材料制成的元件，该元件可以在与阀元件相连的第一止挡和与阀壳相连的第二止挡之间压缩。

因此，不仅将传统的弹簧、而且也将弹性体元件用作减振装置，减振装置也可称为是“反作用力产生装置”或“制动装置”。该元件的弹簧作用或复位作用由构成该元件的弹性体材料产生。最迟在阀元件接近阀座至一预定距离时，与阀元件相连的第一止挡抵靠在所述由弹性体制成的元件上，并且在阀元件继续向阀座运动时开始压缩该弹性体元件。弹性体元件被压缩得越强烈，压缩所需的力就越大。在此，力根据阀元件的运动路线以非线性的方式增加。由此，可以实现累进的阀特征曲线。在小流量的情况下、即在阀元件和阀座之间距离较小的情况下，阀元件关闭运动所需的力超出比例地增大。由此可以实现对流量相对稳定的控制。在低流量速率的情况下，要改变流量需要有较大的温度变化。

在此优选的是，将该元件设计为环形件，该环形件围绕其上设有所述阀元件的阀杆。因此，在某种程度上可以说形成了用于由弹性体材料制成的元件的防丢失件(Verliersicherung)。虽然阀杆可以沿运动方向相对该环形件运动，但是该环形件不能横向于阀元件的运动方向远离阀杆。

该元件的横截面的宽度优选沿平行于阀元件运动路线的方向变化。这导致在由弹性体材料制成的元件增加压缩时必须压缩更多的材料，使得压缩该弹性体材料所需的力超出比例地升高。

这在横截面被设计成圆形或椭圆形时尤其适合。在采用圆形截面时，当压缩该元件时，该圆在某种程度上被压扁。显然，在这种情况下，力的增加与阀元件的运动路线相比超出了比例。

该元件优选至少一侧靠在一个横向于运动路线并具有预定型面的面上。因此，该面偏离阀元件的运动方向所垂直的平面。通过该面的型面提供了另一种影响的可能性，如可以设计弹性体材料制成的元件的变形，从而在阀元件接近阀座时实现超出比例的力增加。

优选将该面上设计在围绕阀杆的盘形件上。由此使得阀杆可以相对于该面沿运动方向自由运动。不过，该面恒定地保持在其与由弹性体材料制成的元件相互作用之处。

该面优选由两个倾斜的子面构成，所述子面沿脊线相交。该面因此按照人字屋顶的形式构成。所述由弹性体材料制成的元件在压力加载时不仅被压缩，而且也侧向移位。所述各子面可以具有相同的倾角。

与之不同的是，将该面按照锥体形式设计。这尤其在采用环形件作为所述由弹性体材料制成的元件时，导致该环形件不仅被压缩，而且也沿径向发生变形。因此，该环形件不仅被压缩，而且也沿径向膨胀或被压缩。而且，对此所需的力必须在阀杆和阀元件运动时施加。

优选锥体以其尖端突伸到环形件内。这带来的额外优点是，使得环形件相对于该面居中。在阀杆周围作为由弹性体材料制成的元件产生的反作用力的力也在周向相对均匀地分布。

在一种优选的设计中规定，所述盘形件设置在两个由弹性体材料制成的元件之间。由此使元件的“弹性储备(Federreserve)”加倍，因此，在运动路线中阀元件与减振装置共同作用的部段更长。不过，仅需要一个盘形件，因此，增大弹簧行程(Federweg)所需的成本没有加倍。

尤其适当的是，用于每个元件的盘形件横向于运动路线具有预定的型面。在这种情况下，该型面作用在两个由弹性体材料制成的元件上。

阀壳内的第二止挡优选是可调整的。通过对止挡的调整一方面确定阀元件与减振装置开始相互作用的点。另一方面确定将阀元件靠在阀座上所需的力。此力越大，第二止挡就移位得离阀座越远。

第二止挡优选与一个围绕阀杆的套筒共同作用，该套筒与阀壳通过螺纹对连接。在这种情况下，第二止挡的调整被大大简化。仅需在阀壳内转动该套筒。第二止挡能够与套筒固定地连接。不过在大多数情况下，第二止挡沿阀元件向阀座的运动方向由套筒支持就足够了。这简化了结构。

优选规定阀杆具有与套筒内截面相匹配的多边形截面。通过阀杆的转动可以使套筒在阀壳内转动。

也有利的是，阀元件可在具有一种温度-压力-特性的驱动装置的作用下发生移位。在这种情况下，阀元件的位置由力平衡确定，其中，减振装置至少在阀元件运动路线的一部分上、优选在阀快关闭之前受到所受力的作用。温度压力特性曲线可以例如由充气的温控元件(Thermostatelement)实现。

附图说明

下面根据实施例并结合附图说明本发明。在附图中：

图1是调节阀的示意图，而

图2是调节阀的放大局部剖切视图。

具体实施方式

图1以示意性的剖视图示出了调节阀1，该调节阀例如可用于未示出的换热器的初级侧，以便调节通过换热器初级侧的载热流体的流动。

调节阀1具有阀座2、阀元件3与该阀座相互作用。阀元件3与阀座2的距离影响能够流过调节阀1的流体量。如果阀元件3靠在阀座2上，那么就中断流体的流动。

阀元件3固定在阀杆4上。阀杆4通过操纵销5与推杆6压力连接(Druckverbindung)，该推杆本身由波纹套元件7加载。波纹套元件7通过毛细管8与温度传感器9相连。温度传感器9、毛细管8和波纹套元件7设有其压力在温度变化时发生改变的填充物，例如气体填充物。填充物的压力尤其随着温度升高而增大。压力的增大使推杆6进一步从波纹套元件7被推出并由此使阀元件3更靠近阀座2地运动。这种特性通常通过气态的填充物实现。可借助于波纹套元件恒温调节的温度的额定值可以借助于拧紧在阀壳11上的手柄10改变。然后，阀元件3处于这样一个位置，在该位置上波纹套元件7所施加的力与其它所有力(例如由弹簧引起的反作用力)保持平衡。因此，通过调节阀1的流量是温度传感器所在之处的温度的函数。

操纵销5穿过填料套12。容纳波纹套元件7的阀壳部分13借助于锁紧螺母14固定在阀壳11上。

如尤其由图2可见，阀杆4沿开启方向作用在辅助弹簧15上，该辅助弹簧设计为螺旋压力弹簧。为此，在阀杆4上设有挡圈16，该挡圈与嵌装在阀杆4上的凹槽18内弹性环17相互作用。另外，辅助弹簧15支撑在插入件19上，该插入件拧紧在阀壳11内，并且，为简化起见被视为阀壳11的组成部分。

推杆6由支撑在弹簧支架21上的弹簧20围绕(图1)，该弹簧支架抗扭地，但可在轴向上移动地保持在阀壳部分13内。可以通过转动手柄10来使弹簧支架21移位。弹簧10在波纹套元件7上的力随着移位改变。正如所公知的那样，可以利用弹簧支架21的移位来调节上述额定值。

阀杆4、操纵销5和推杆6仅仅相互倚靠，即，它们在压力下可相互加载。如果弹簧20的力超过波纹套元件内的压力，那么阀杆4可以在辅助弹簧15的作用下跟随推杆6并使阀元件3离开阀座2。

如尤其由图2可见，阀杆4在其一部分长度上由减振装置22围绕。减振装置22也可以被称为“反作用力产生装置”或“制动装置”。

减振装置22具有两个O形圈23、24，它们两个这样布置，使得它们以一个较小的径向距离围绕阀杆4。在两个O形圈23、24之间设置有盘形件25，该盘形件同样以一间隔围绕阀杆4。

盘形件25具有一个型面。它的中间比边缘厚。这可以以不同的方式实现。在一种实施形式中，它的两个端侧26、27按照扁平的锥形设计，其中，锥体的“尖端”分别延伸到两个O形圈23、24内。在另一优选设计中，两个端侧26、27分别由两个在脊线相交的平面构成。因此，取决于对盘形件25观察方向，可见到由两个三角形组合成的菱形或矩形。

减振装置22在平行于阀杆4纵向延伸方向、即平行于阀杆4运动方向具有有限的扩展。如果阀杆4与阀元件(参见图2所示)继续向右运动，那么挡圈16就从右侧O形圈23上抬起，而无需进一步增大减振装置22的轴向长度。减振装置22因此仅在阀元件3的运动路线的一部分上施加作用在阀杆4上并由此作用在阀元件3上的力。

在与挡圈16相对的一侧，O形圈24由靠在套筒29上的止挡盘28支撑，该套筒围绕阀杆4并拧紧在阀壳11内、更准确地说是拧紧在插入件19内。示意地示出了相应的螺纹32。如果人们将套筒29相对阀壳11转动，那么止动盘28的位置发生改变，并由此改变了使阀元件3靠在阀座2上所需的力。套筒29向阀壳11内拧进得越深，减振装置22就必须被压缩得越强烈，以便使阀元件3靠在阀座2上。

阀杆4是多边形的，例如是六边形的。套筒29具有与之相匹配的的内截面，因此阀杆4虽然可以在套筒29内移动，但是却不能相对于套筒29转动。如果转动阀杆4，那么套筒29就随之转动，并且由此改变其在阀壳11内的轴向长度。阀杆4例如可以在取出填料套12的情况下转动。可以将阀壳11与阀杆4以及减振装置22一起安装在测试台内，并在阀杆4转动时测量由减振装置22施加的反作用力，以调节套筒29的正确位置。

在减振装置22压缩时，不仅需要沿轴向(关于阀杆4的轴)将O形圈23、24向一起挤压。由于盘形件25的外形，O形圈23、24在其压缩时也有一些径向膨胀。而且，必须施加膨胀O形圈23、24所需的力，以便使阀元件3能够接近阀座2。

挡圈16具有第一止挡面30，辅助弹簧15靠在该第一止挡面上；所述挡圈还具有第二止挡面31，该第二止挡面与减振装置22相互作用。辅助弹簧15围绕减振装置22并用于支持阀元件3的开启运动。

在关闭方向上基本上仅有由波纹套元件7施加的力、也即波纹套元件7的填充物的由温度决定的压力变化造成的力作用在阀元件3上。

在开启方向上作用有多个力。在此有由弹簧20施加的力、由于波纹套元件7的材料的固有弹性而产生的力、以及由穿过阀座2的流体施加的力。此外，在关闭状态下还有通过轻微地挤压阀元件3而施加的力。

只要挡圈16与减振装置22相互作用，那么在开启方向上就也作用有由减振装置22产生的复位力。不过，在挡圈16从减振装置22上抬起的情况下，在开启方向上的这个力就消失了。

由减振装置22造成的复位力或减振力可以以多种形式改变。对制造O形圈23、24的弹性体材料的选择构成了一个影响因素。锥体或斜面相对于盘形件25的端面26、27的斜度是另一个影响因素。而且，O形圈23、24平行于阀杆4的运动方向的厚度也起到一定作用。

O形圈23、24的截面不必一定是圆形的，尽管这是最简单的设计。不过，有利且适当的是，O形圈23、24在它们的整个径向延伸上并不具有相同的厚度，这可以非常简单地通过选择圆形截面实现。

Claims (15)

1.一种阀，其具有一阀座，一与该阀座相互作用的阀元件，该阀元件在阀壳内可在预定运动路线上移位；以及具有一减振装置，该减振装置在所述运动路线的至少一部分上作用在所述阀元件上，其特征在于，所述减振装置(22)具有至少一个由弹性体材料制成的元件(23，24)，该元件可以在一与所述阀元件相连的第一止挡(16)和一与所述阀壳(11)相连的第二止挡(28)之间被压缩，其中，所述元件(23，24)至少一侧靠在一面(26，27)上，该面(26，27)横向于所述运动路线具有一预定的轮廓外形并且所述面(26，27)偏离与所述阀元件的运动方向相垂直的平面。

2.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，所述元件(23，24)设计为围绕一阀杆(4)的环形件，所述阀元件(3)设在所述阀杆上。

3.根据权利要求1或2所述的阀，其特征在于，所述元件(23，24)具有一截面宽度在平行于所述阀元件(3)的运动路线的方向上变化的截面。

4.根据权利要求3所述的阀，其特征在于，所述截面设计为圆形或椭圆形。

5.根据权利要求2所述的阀，其特征在于，所述面(26，27)设计在一围绕所述阀杆(4)的盘形件(25)上。

6.根据权利要求1或5所述的阀，其特征在于，所述面(26，27)由两个倾斜的、沿一脊线相交的子面构成。

7.根据权利要求2所述的阀，其特征在于，所述面(26，27)按照锥体的形式设计。

8.根据权利要求7所述的阀，其特征在于，所述锥体的尖端突伸到所述环状件内。

9.根据权利要求5所述的阀，其特征在于，所述盘形件(25)设在两个由弹性体材料制成的元件(23，24)之间。

10.根据权利要求9所述的阀，其特征在于，所述盘形件(25)对于每个元件(23，24)横向于所述运动路线具有一预定的型面。

11.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，所述第二止挡(28)可在所述阀壳(11)内调节。

12.根据权利要求2所述的阀，其特征在于，所述第二止挡(28)可在所述阀壳(11)内调节。

13.根据权利要求12所述的阀，其特征在于，所述第二止挡(28)与一围绕所述阀杆(4)的套筒(29)相互作用，该套筒通过一螺纹对(32)与所述阀壳(11)相连。

14.根据权利要求13所述的阀，其特征在于，所述阀杆(4)具有与所述套筒(29)的内截面相匹配的多边形截面。

15.根据权利要求1或2所述的阀，其特征在于，所述阀元件(3)可在具有一温度-压力特性的驱动装置(7)的作用下移位。

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