CN100385158C - 热交换器阀门装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种热交换器阀门装置，特别是加热体阀门装置(1)，带一设置在一入口(3)和一出口(4)之间并具有一和阀元件(7)共同作用的阀座(6)的阀门(5)和一压力调节装置(14)，它使阀(5)上的压力保持不变，其中压力调节装置(14)具有一开启弹簧(18)。人们希望将这种类型的阀门设计得紧凑。为此设想，开启弹簧(18)安装在载热介质流过压力调节装置(14)的流道内，并且该压力调节装置(14)具有带有一调节阀座(16)和一调节阀元件(17)的调节阀，该调节阀元件(17)设置在所述调节阀座(16)和所述阀座(6)之间。
Description
技术领域
本发明涉及一种热交换器阀门装置，特别是加热体阀门装置，带有一安装在一入口和一出口之间的并具有一阀座的阀门、一阀门元件和该阀座共同作用，还带一压力调节装置，它使阀门压力保持恒定，其中压力调节装置具有一开启弹簧。
背景技术
由WO 01/130 17 A2已知用于很多应用目的的具有这种特征的阀门装置。
由US 6 062 257已知另一种阀门装置。它例如用在加热设备中，其中许多加热体串接在同一供热管道上。压力调节装置使阀门上的压力保持不变，使得连接在同一管道上的其它加热体的流入量可以利用阀门的调节特性保持得小一些。
由US 5 860 591已知一种类似的阀门装置。
然而在已知情况下阀门装置调节可能性的改进换来与普通加热体恒温器阀相比比较大的结构尺寸。这使这种原则在市场上实施变得困难，尽管它具有一定的优点。
本发明也可以用在其他热交换器中，例如在冷却盖的场合。在热交换器中载热体将热量传输给加热体，在那里向周围散发热量。在冷却盖的场合载热体从周围吸收热量并将它输出。常常采用水作为载热体。但是也可以用其他流体。
发明内容
本发明的目的是，可以紧凑地设计这种类型的阀门。
为了实现上述目的，本发明提供一种热交换器阀门装置，带有一设置在一入口和一出口之间并具有一阀座的阀，一阀元件与该阀座共同作用，还带有一压力调节装置，它使阀上的压力保持不变，其中该压力调节装置具有一开启弹簧，该开启弹簧设置在载热介质流过该压力调节装置的流道内，其特征是，压力调节装置具有带有一调节阀座和一调节阀元件的调节阀，该调节阀元件设置在所述调节阀座和所述阀座之间。
因为压力调节装置的开启弹簧设置在载热流体的流道内，对于压力调节装置本身只需要较小的附加结构空间，如果还需要的话。
如果阀门元件和压力调节装置设置在阀座不同侧面，也是有利的。用这种结构首先可以使阀门装置设计得比较紧凑。在阀座的与阀门元件相对的一侧上通常存在一定空间，可以加以利用，以便安装压力调节装置。另一个优点在于，固有的由阀门元件和阀座组成的加热体阀和压力调节器相互分开。也就是说在阀门和压力调节装置之间不设置永久作用的传力元件，如弹簧或杆。因此两个部件相互影响的可能性很小。
压力调节装置最好设置在沿从入口到出口的流动方向阀座之前，而阀元件设置在阀座之后。由此使作用在阀元件上的绝对压力变得较小。可以采用较小的、从而较经济的操作装置。在采用恒温操作装置时恒温元件必须产生的力可以选择得比较小。这又使得可以采用较小的恒温元件，它通常可以对温度变化快速作出反应。与普通加热体阀门相比阀门装置的外观几乎可以保持不变。例如用于操作管头的固定部分几何形状看起来可以和在市场上采用的加热体阀门完全一样。特别是阀杆，也就是操作阀元件的部分可以像迄今为止的阀完全一样地从壳体中伸出。这就有利于在市场上推广这种新的方案。
当压力调节装置具有带调节阀座和调节阀元件的调节阀且调节阀元件安装在调节阀座和阀座之间时，调节阀元件和调节阀座共同作用，并或多或少地通过阀门控制液体流量。这里对于调节阀元件的运动只需要比较小的结构空间，反正在阀门的阀座的与压力调节装置相配的一侧上可以提供这样的结构空间。
调节阀元件最好具有一隔垫，它作用在阀元件上并在调节阀元件和阀元件之间产生一最小距离。隔圈防止，在压差小时，这时调节阀元件从调节阀座上高高抬起，使阀元件由于其他影响而关闭。如果调节阀元件非常靠近调节阀座，那么隔垫不能再作用在阀元件上。但是在这种情况下作用在阀元件上的使阀元件压离阀座的压力较大。
阀座的壳体从阀座的两个相互对置的侧面进行加工。这样可以从一个侧面产生用于阀的操作装置的固定部分几何形状，从另一侧产生用于压力调节装置的固定部分几何形状。因此阀门和压力调节装置机械地相互脱开。
阀座最好构成壳体的一个组成部分。也就是说不必加工用来支承阀座的附加零件。
压力调节装置最好做成固定在壳体内的组件。对于不同类型的阀门可以采用相同的组件，例如在角隅阀、直通阀、H形件等等中。这里H形件是指这样的结构单元，它具有用于建筑物一侧的输入输出管(向前流动和回流管道)和加热体一侧的供应管道的管接头，并且通常具有阀门。如果需要的话，组件可以方便地更换。因此压力调节装置也可以和不同的要求相匹配。
组件最好具有一空腔，它通过其壁上的至少一个开口和壳体上的一个通道与出口连通，其中空腔由一膜片围成，此膜片与调节阀元件连接。这样在膜片一侧上作用出口内的压力。在另一侧上作用入口内的压力。这个压力也沿开口方向直接作用在调节阀元件上。这样通过选择膜片有效面积和调节阀元件有效作用面积之间相应的面积比便至少可以粗略地调整所希望的压差。可以用其它方式进行微调。
空腔最好具有一压力输入口，它通过环形壁上的一开启装置构成，并通过环形腔与通道连接。因此环形壁和以前一样用来传递力，也就是说可以支承压力调节装置的其他零件。
膜片最好夹紧在一上面形成调节阀座的阀座基体和一固定装置之间。固定装置例如可以通过环形壁构成。由此可以得到比较方便的固定。这里“夹紧”不一定理解为，将膜片用压力压紧在夹紧位置上。例如通过粘接或其他连接方法使膜片既与阀座基体又与固定装置连接，也就足够了。
阀座基体最好环形封闭，并具有至少一个进入口，它位于背向入口的一侧上。从而避免，液体从入口直接流到调节阀元件上。要努力促使液体从入口首先在外部环绕阀座基体流动，直至它通过进入口到达空腔，这样液体可以从那里出发作用在调节阀元件上。这减小调节阀元件的振动倾向。
对调节阀元件加力的开启弹簧最好设置在调节阀元件和阀座基体之间。开启弹簧是用来确定压力的主要辅助元件，压力调节装置应该使这个压力保持恒定。例如做成压簧的开启弹簧沿开启方向作用在调节阀元件上，也就是说如果不存在力的话，调节阀元件便会从调节阀座上抬起。该开启弹簧，如上所述，安装在热量载体流体的流道内。也就是说它实际上不造成加热体阀结构长度的加大，亦即加热体阀门保持紧凑。
压力调节装置最好具有一压力调整装置，用它可以调整阀门上的压力。亦即产生一附加的能改变的可变力，以调整应该保持恒定的压力的大小。
这里特别优先的是，压力调整装置具有一作用在调节阀元件上的预紧弹簧，它支承在一离调节阀座的距离可调的止挡上。通过改变由预紧弹簧施加的力可以附加地改变应该保持恒定的压力。
附图说明
下面结合附图借助于一优选实施例对本发明作较详细的说明。其中唯一的附图表示一个加热体阀门装置。
具体实施方式
阀门装置1具有一带一入口3和一出口4的壳体2。在入口3和出口4之间设一阀门5，它具有一阀座6和一阀元件7。阀座6做成壳体2的一部分。阀座包围一开口8，载热液体经过开口在其从入口3到出口4的流道上流动。这里阀元件7通过阀座6迎流。
阀元件7用已知方法固定在一阀杆9上，阀杆借助于弹簧10保持在其开启位置上。根据应用目的的不同也可以设想不用外力关闭的阀门，亦即一个NC(常闭)阀门，例如在冷却盖的场合。在阀杆9上作用一操作销11。它穿过一填料盒12。如果操作销11压入壳体2内，例如通过一未详细表示的恒温器顶盖，那么阀门5便关闭。这通过使阀元件7更加接近阀座6的方法达到。
阀门5具有一固定部分几何形状13，上述恒温器阀门顶盖可以固定在它上面。固定部分几何形状13与常见的恒温控制的加热体阀门实际上没有什么差别。
在阀座6的与阀元件7相对的一侧上安装压力调节装置14，它使阀门5上的压力保持恒定。因此流过阀门5的流量仅仅由其开启程度确定，亦即由阀元件7和阀座6之间的距离确定。
压力调节装置14具有一阀座基体15，调节阀座16安装在此基体上。调节阀元件17和调节阀座16共同作用，调节阀元件通过开启弹簧18压离调节阀座16。开启弹簧18支承在阀座基体15的一凸台19上。
调节阀元件17通过螺钉20与膜片21连接。膜片21固定在阀座基体15和一固定装置22之间，压力调节装置14同样用该固定装置固定在壳体2内。
固定装置22具有一螺纹23，固定装置22用此螺纹拧入壳体2内。密封件24阻止液体流出。
固定装置与膜片21一起围成一空腔25。这里空腔25被固定装置22的环形壁26包围。在环形壁上设一带许多开口的开启装置，开口通过环形通道28与壳体2上的通道29连通，此通道又与出口4连接。
阀座基体15同样是环形封闭的并具有一进入口30，它并不与入口3对置，而是位于阀座基体15相反的一侧。通过一环形通道31建立入口3和进入口30之间的连接，环形通道在壳体2和阀座基体15之间形成。因此载热介质的流动路径穿过阀座基体15，亦即穿过压力调节装置14，而且是从侧开口30通向调节阀座16。开启弹簧18设置在该流动路径内。因此它不需要在加长压力调节装置14意义上的附加结构空间。
阀座基体15通过密封件32相对于壳体2密封。
膜片21受一预紧弹簧33的作用力，其中预紧弹簧33在膜片21上，从而也在调节阀元件17上施加一个力，它这样取向，使得调节阀元件17受一个离开调节阀座16的载荷。因此除开启弹簧18外预紧弹簧33沿开启方向作用在调节阀元件17上。其开启力分量通常小于开启弹簧18。也就是说开启弹簧18提供“基本载荷”或“基本力”，而预紧弹簧可以用于微调。如果对于预想的使用目的开启弹簧18可选择得足够大的话或者可以用其他方法达到微调的话，那么可以取消预紧弹簧33。
预紧弹簧33支承在一止挡34上，该止挡在壳体内的位置可以用一螺钉调整。也就是说通过改变螺钉35在壳体2内的位置可以改变作用在调节阀元件17上的预紧力。当然也可以采用其他可能性，来改变预紧力和进行调整，例如具有不同厚度或数量的不同垫片。
沿流动方向阀门5的后面装一节流装置36，它在液流流过出口4时产生一定的压降。
在入口处存在一压力P1。在调节阀座16和阀座6之间的空腔37内存在压力P2。在出口处存在压力P3。
压力P1通过环形通道31到达阀座基体15内部，并由此作用在调节阀元件17上，而且是通过膜片21向关闭方向，通过调节阀元件17本身向开启方向(施加作用力)。因为膜片21的有效压力作用面与调节阀元件17的有效压力作用面相匹配，压力P1的作用实际上是平衡的。
压力P2沿关闭方向作用在调节阀元件17上。通过在调节阀元件17和调节阀座16之间形成的节流部位造成一压降。弹簧的调整确定压降的大小，从而确定压差的大小。
压力P3由于阀门5上的压降同样可能小于压力P2，此压力P3通过膜片21向开启方向作用在调节阀元件17上。此外节流装置36还可以有一开口39，压力P3通过此开口实际上到达通道29。节流装置36造成腔25的液力阻尼。开口39也可以简单地通过在节流装置36和壳体2之间的接触面上的一个或几个凹坑代替。节流装置36应该以其开口(也可以设置多个开口)对于载热液体不产生大的流通阻力。
在调节阀元件17上可以设一隔圈垫，它可以作用在阀元件7上，如果阀元件7到达阀座6附近而调节阀元件17离调节阀座16比较远的话。如果压差小的话，便是这种情况。在这种情况下也许存在这样的危险，即阀元件7由于外界影响贴合在阀座6上，即使并不希望这样。隔垫38防止这样情况出现。
Claims (15)
1.热交换器阀门装置，带有一设置在一入口和一出口之间并具有一阀座的阀，一阀元件与该阀座共同作用，还带有一压力调节装置，它使阀上的压力保持不变，其中该压力调节装置具有一开启弹簧，该开启弹簧(18)设置在载热介质流过该压力调节装置(14)的流道内，其特征为：该压力调节装置(14)具有带有一调节阀座(16)和一调节阀元件(17)的调节阀，该调节阀元件(17)设置在所述调节阀座(16)和所述阀座(6)之间。
2.按权利要求1所述的阀门装置，其特征为：该阀元件和该压力调节装置设置在该阀座的不同侧面上。
3.按权利要求1所述的阀门装置，其特征为：该压力调节装置(14)设置在沿从该入口(3)到该出口(4)的流通方向的该阀座(6)的上游，而该阀元件(7)设置在该阀座(6)的下游。
4.按权利要求2所述的阀门装置，其特征为：该压力调节装置(14)设置在沿从该入口(3)到该出口(4)的流通方向的该阀座(6)的上游，而该阀元件(7)设置在该阀座(6)的下游。
5.按权利要求1所述的阀门装置，其特征为：该调节阀元件(17)具有一隔垫(38)，它作用在该阀元件(7)上，并在该调节阀元件(17)和该阀元件(7)之间产生一最小距离。
6.按权利要求1至5中任一项所述的阀门装置，其特征为：该阀座(6)的壳体(2)从该阀座(6)的相互对置的两侧进行加工。
7.按权利要求6所述的阀门装置，其特征为：该阀座(6)构成该壳体(2)的一个组成部分。
8.按权利要求6所述的阀门装置，其特征为：该压力调节装置(14)做成一组件，它固定在该壳体(2)内。
9.按权利要求8所述的阀门装置，其特征为：该组件具有一空腔(25)，它通过在其环形壁(26)上的至少一个开口(27)和该壳体(2)上的一条通道(29)与该出口(4)连通，其中该空腔(25)通过一膜片(21)围成，该膜片(21)与该调节阀元件(17)连接。
10.按权利要求9所述的阀门装置，其特征为：该空腔(25)具有一压力入口，它通过在环形壁(26)上的所述开口构成，并通过环形腔(28)与该通道(29)连通。
11.按权利要求9或10所述的阀门装置，其特征为：该膜片(21)夹紧在一其上面形成该调节阀座(16)的阀座基体(15)和一固定装置(22)之间。
12.按权利要求11所述的阀门装置，其特征为：该阀座基体(15)为环形封闭，并具有至少一个进入口(31)，它位于背向该入口(3)的一侧上。
13.按权利要求11所述的阀门装置，其特征为：对该调节阀元件(17)施加作用力的开启弹簧(18)设置在该调节阀元件(17)和该阀座基体(15)之间。
14.按权利要求1至5中任一项所述的阀门装置，其特征为：该压力调节装置(14)具有一压力调整装置，用它可调整该阀(5)上的压力。
15.按权利要求14所述的阀门装置，其特征为：该压力调整装置具有一作用在该调节阀元件(17)上的预紧弹簧(33)，该预紧弹簧支承在一止挡(34)上，该止挡(34)离该调节阀座(16)的距离是可调的。
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