CN100472110C - 用于装入气体或液体管道内的装入式构件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种装入式构件(1，100)，它具有一能装入一气体或液体管道内的壳体(2)，在其壳体内部设置一环形的唇口形部件(3)，该唇口形部件以其环形体(6)固定在壳体内部内，此唇口形部件设置在一流入通道的区域内并且具有至少一个与一位于对面的壳体壁共同作用的、能被流体推动的调节唇口(9)，其特征为：所述装入式构件(1，100)设计成流量调节器，其唇口形部件具有至少一个做成节流或调节体的、并以其自由的唇口末端朝向所述壳体壁方向布置的所述调节唇口(9)，与该调节唇口(9)的自由唇口末端相邻的壳体壁具有一调节凹凸轮廓，该调节凹凸轮廓由沿流动方向(Pf1)定位的凹坑(13)构成，并且，此调节唇口(9)在自身和相邻的壳体壁之间围成一随压力变化的调节缝隙，使得单位时间内流体的流量在压力波动时也被调节成恒定不变。本发明的装入式构件可广泛应用，并且其特征是，制造简单，和均匀以及可靠的功能。

Description

用于装入气体或液体管道内的装入式构件
技术领域
本发明涉及一种装入式构件。
背景技术
由DE 1 154 982已知一种止回阀，它具有一能装入气体或液体管道内的壳体，在其壳体内部可运动地设置至少一个封闭体，它在关闭位置封闭流入通道的流通孔。已知止回阀的封闭体做成环形环绕的基本上软管形的唇口形部件，它固定在壳体内部并以其设置在流入通道流通孔区域内的唇口末端区紧密地贴合在一被封闭体包围的圆柱形壳体部件上。
由DE 1 154 982已知的卫生装入式构件做成止回阀，其封闭体可单独地在一开启和一关闭位置之间运动。但是由DE 1 154 982所知的装入式构件不设计成流量调节器，它可以将在单位时间内流过水管的容积流调节到一取决于压力的最大值。
由GB-PS 875 034同样仅仅知道一止回阀，它在其壳体内围成一圆柱形的壳体内腔。一类似于活塞的阀单元可在该壳体内腔内移动，阀单元在流过的水的压力作用下可从入口运动到设置在壳体内腔另一端面的出口处。这种类似于活塞的阀单元具有一唇口形部件，它在其起始位置关闭穿过阀单元的流通孔，并被沿流动方向流动的水带动到一开启位置。在逆流动方向流动的水量回流时唇口形部件的唇口末端区被压在包围流通孔的壁边缘区上，并有效地制止水的回流。但是由GB-PS 875 034所知的装入式构件既未设有也不适合于作为流量调节器。
由DE 1 182 487已知一种规定用于高运行压力的止回阀，其中一在阀壳体和装在它中央的流线形嵌件体之间的环形通道被一由弹性材料组成的套筒形封闭件封闭。封闭件被沿正常流动方向流过的水带到一开启位置，而逆正常流动方向回流的水量强烈地将封闭件压在流线形嵌件体上，从而使环形通道封闭。
由FR2 426 199、US-PS 2 621 889、DE 109 871、FR 1 389 947、DE 938 888、DE 946 760、DE 1 500 206以及DE 37 06 737还已知类似的止回阀。
但是如上所述，没有一种已知的止回阀能将单位时间内流过水管的体积流调节到取决于压力的最大值。
人们已经创造了流量调节器，它在其壳体内部具有一圆锥形或锥形的壳体芯部。壳体芯部被一由弹性材料组成的环形节流或调节体包围，它在自身和壳体芯部之间围成一随压力变化的调节缝隙。在制造已知流量调节器时，必要的节流或调节体遵循弹性材料的弹性性能，这可能导致装入式构件与装入式构件之间不同的调节性能。此外已知的装入式构件大多设计成多件式的，因此制造相当复杂。
发明内容
因此本发明的目的是，创造一种可广泛应用的装入式构件，其特征为制造简单和尤其是均匀和可靠的功能。
按本发明的装入式构件，它具有一能装入一气体或液体管道内的壳体，在其壳体内部设置一环形的唇口形部件，该唇口形部件以其环形体固定在壳体内部内，此唇口形部件设置在一流入通道的区域内并且具有至少一个与一位于对面的壳体壁共同作用的、能被流体推动的调节唇口，其特征为：所述装入式构件设计成流量调节器，其唇口形部件具有至少一个做成节流或调节体的、并以其自由的唇口末端朝向所述壳体壁方向布置的所述调节唇口，与该调节唇口的自由唇口末端相邻的壳体壁具有一调节凹凸轮廓，该调节凹凸轮廓由沿流动方向定位的凹坑构成，并且，此调节唇口在自身和相邻的壳体壁之间围成一随压力变化的调节缝隙，使得单位时间内流体的流量在压力波动时也被调节成恒定不变。
对于开头所述类型的装入式构件本发明的解决方案特别在于，装入式构件设计成流量调节器，其唇口形部件具有至少一个做成节流或调节体的并以其自由的唇口末端朝向相邻壳体壁方向布置的调节唇口，与调节唇口的自由的唇口末端相邻的壳体壁具有一调节凹凸轮廓，此调节凹凸轮廓由沿流通方向定位的凹坑构成，并且，此调节唇口在自身和相邻壳体壁之间围成一随压力变化的调节缝隙。
本发明的装入式构件具有壳体壁，它具有一凹凸轮廓，此调节凹凸轮廓由沿流通方向定位的凹坑构成。设置在唇口形部件上的调节唇口与设置在壳体壁上的调节凹凸轮廓配合作用，此调节唇口在其自由的唇口末端与具有调节凹凸轮廓的壳体壁之间围成一随压力变化的调节缝隙。在此，朝向壳体壁方向的布置唇口末端根据通流的流体的压力被或多或少地压到设置在壳体壁上并形成调节凹凸轮廓的凹坑中，使得在其间围成的随压力变化的调节缝隙将每单位时间通流的容积流调节到一个恒定的值。因为同样可以低的成本基本上由两件构成的装入式构件具有一调节唇口，并且因为此调节体的响应特性与所用材料混合物的弹性性能关系不大，而是主要取决于调节唇口的形状和尺寸，本发明装入式构件的特征是均匀的调节功能。
因为调节唇口只有在一定的压力值才被压向相邻壳体壁的方向，调节唇口在该压力值时以明确可察觉的峰值响应，该峰值可以用作控制脉冲，以便例如起动一连续加热器。
其中按照本发明的一种特别优良的改进结构设想，装入式构件同时还构成为止回阀，并且装入式构件的环形唇口形部件具有至少一个密封唇口，它用作一可运动地设置在壳体内部的、在关闭位置封闭流入通道的流通孔的封闭体，其中密封唇口在关闭位置以其唇口末端区紧密地贴合在对面的壳体面上。同时还构成为止回阀的装入式构件具有一环形唇口形部件，它以其环形体固定在壳体内部。此唇口形部件具有至少一个可被流体带动的密封唇口作为封闭体，它被流体的回流这样地推向对面的壳体面方向，使得密封唇口在其关闭位置以其唇口末端区紧密地贴合在此壳体面上。如果壳体做成单件的，那么本发明的装入式构件可以用低的成本基本上由两个零件即壳体和唇口形部件制成。这样少的零件数有利于本发明装入式构件高的功能可靠性。
其中按本发明的一种优选实施形式设想，在壳体内部设置一壳体芯部，它在自身和壳体内圆周之间围成一流通孔，唇口形部件以其环形体固定在壳体内圆周上，并在关闭位置以其自由的唇口末端区紧密贴合在壳体芯部上。
如果唇口形部件以其环形体固定在壳体内圆周上，以便以其调节唇口的自由唇口末端朝向壳体芯部的相邻壳体壁方向布置，这里特别有利的。
本发明的一种改进结构具有独立的保护价值，它将流量调节器和止回阀的功能合并在一个装入式构件内，这种改进结构设想，唇口形部件具有至少一个流入端的调节或控制唇口以及至少一个流出端的密封唇口。
为了达到本发明流量调节器的灵敏和完全与材料无关的响应特性，如果调节唇口以其自由的唇口末端区指向与流体流动方向相反的方向，并且在自身和壳体内圆周之间围成一流入端的开口环形腔，这是有利的。在这个流入端的开口的盲孔形环形腔内，流入的流体这样地碰到调节唇口上，使它根据压力压向壳体芯部，并改变所述限制流量并使其均匀化的调节缝隙。
为了在低的以及高的压力时流体的理论流量始终可以无阻碍地流过装入式构件，如果在与调节唇口自由的唇口末端相邻的壳体壁上设置一调节凹凸轮廓，是适宜的，此调节凹凸轮廓最好由沿流通方向定位的凹坑构成。此凹坑例如也可以设置在壳体芯部上调节唇口区域内。因为调节唇口只有在规定的压力值时才压向相邻的壳体壁方向，调节唇口在这个压力值时才以可明显感觉到的最大值作出反应，它可以用作用于下游的后续器械的控制脉冲。
这里如果尤其是均匀地分布在相邻壳体壁的周壁上的凹坑圆弧形等等地倒圆，那么有利于至少用作流量调节器的装入式构件的灵敏的响应特性。
相反至少用作止回阀的装入式构件的密封唇口可以沿径向布置，并在关闭位置与壳体芯部上的一环形法兰共同作用。但是优选采用这样的实施形式，在这种实施形式中密封唇口以其自由的唇口末端区沿流通方向布置。这种沿流通方向布置的密封唇口在不希望的回流时也可以紧密地贴合在圆柱形或者圆锥形或锥形的壳体芯部上。
这里如果与自由的唇口末端相邻的壳体壁在其受密封唇口加载的区域内具有无槽或无凹坑的壁段，是适宜的。
壳体必要时连同其壳体芯部，最好由合适的形状稳定的金属或者特别是塑料材料制成，而按照本发明的一种优选实施形式设想，唇口形部件由弹性的橡胶或塑料材料制成。
虽然调节或密封唇口的响应压力和响应特性可以例如仅仅通过橡胶弹性材料的肖氏硬度影响和确定，但是优选采用这样的实施形式，即其中调节唇口和/或密封唇口的响应压力和响应特性通过唇口的长度、厚度等等造型和尺寸和/或通过唇口形部件的材料性能预定。
唇口形部件可以例如插在和固定在一槽内，该槽设置在必要时是整体的壳体的内周边上，但是优选采用这样的实施形式，其中装入式构件的壳体至少做成两件式的，环形唇口形部件以其环形体固定在两个相邻的壳体部件之间。
这里如果唇口形部件的环形体做成用于相邻壳体部件的壳体密封件，这是适宜的。
为了或许还能优化本发明装入式构件在流量调节和止回方面的功能，如果在唇口形部件的环形体上两端设置至少一个调节和/或密封唇口，并且如果这些调节和/或密封唇口设置在相配的流通孔区域内，或在调节缝隙区域内，是有利的。
按照本发明的一种要求独立保护的改进结构设想，在尤其是基本上星形或X形的唇口形部件的调节体上两端分别设置一调节唇口和一密封唇口，并且设置在调节体相对各侧上的唇口分别配设于一具有流出端的流通孔的调节缝隙。这种星形或X形的唇口形部件可以例如粘接、焊接等等固定在一在壳体内部大致设置在中心的壳体环形壁的流出端的端面上。这种装入式构件也可以基本上由两个构件即壳体及与它相连的唇口形部件制成。
为了给装入式构件内的唇口形部件牢固和可靠的固定，如果唇口形部件的环形体在流入端和流出端的壳体部件之间固定一壳体腔内，是有利的。这里按本发明的一种优选实施形式设想，壳体腔除了环形缝隙以外做成封闭的，并且唇口形部件的一条连接筋穿过环形缝隙，连接筋将其环形体与调节和/或密封唇口连接。
如果与唇口形部件相邻的壳体部件可以相互卡锁，那么还可以更加减小本发明装入式构件的小的制造成本。出于同样的原因，如果尤其是沿流通方向圆锥形或锥形缩小的壳体芯部通过至少一个径向的连接筋与特别是流出端的壳体部件连成一体，是适宜的。
附图说明
本发明附加的结构在以下的描述中列出。下面借助于附图更详细地说明本发明及其主要细节。
附图表示：
图1  一做成流量调节器的、这里纵向剖开的具有一环形唇口形部件的装入式构件，唇口形部件的调节唇口与一同样位于壳体内部的圆锥形或锥形中央壳体芯部共同作用，
图2  一类似于图1的同样以纵剖视图表示的装入式构件，它既做成流量调节器又做成止回阀，为此其唇口形部件具有一流出端的密封唇口，
图3  以纵剖视图(参见图3a、3c、3e)和横剖视图(参见图3b、3d、3f)表示的在压力特性提高时的和图1类似的流量调节器，
图4  装入式构件的与希望的响应特性匹配的不同的结构连同配设于这种结构的功率图。
具体实施方式
在图1和2中表示装入式构件1、100，它们可至少作为流量调节器装入气体或液体管道内。装入式构件1、100具有一壳体2，在其壳体内圆周上固定一环形唇口形部件3。
由图1和2可见，壳体2做成两件式的、并具有一流入端和一流出端的壳体部件4、5。唇口形部件3以其环形体6固定在流入端和流出端的壳体部件4、5之间一壳体腔7内。该壳体腔7除了一环形缝隙以外做成封闭的。唇口形部件3的一连接筋8穿过此环形缝隙，此连接筋连接环形体6与一环形的调节唇口9。
调节唇口9设计成节流或调节体，它在自身和一中央的壳体芯部10之间围成一随压力变化的调节缝隙。
如图1和2中所示，调节唇口9以其自由的唇口末端区指向与流体流动方向Pf1相反的方向，并在它自身和壳体内圆周之间围成一流入端的盲孔形的开口环形腔11。在流过管道从而也流过装入式构件1、100的流体达到规定压力后调节唇口9根据压力这样地被压向壳体芯部10方向，从而使调节缝隙变窄。通过调节唇口9这种取决于压力的运动和由此造成的调节缝隙的变窄，即使在压力剧烈波动时，单位时间内流体的流量仍被调节成恒定不变，这时流量在规定的公差范围内波动。
壳体芯部10设计成圆锥形或锥形，并沿流动方向Pf1均匀地缩小，通过沿流动方向布置的径向筋12与壳体部件4连成一体的壳体芯部10在其外围上—如在图3b、3d和3f中所示的横剖视图中可见—具有椭圆形、多边形—或如这里所示—圆弧形的凹坑13，它们形成沿流动方向布置的和在圆用一侧开口的流动通道。这些凹坑13均匀分布在壳体芯部10的圆周上。
在图2中所示的装入式构件100附加地还设计成止回阀。为此它在其唇口形部件14的连接筋8上具有一在调节唇口9流出端设置的密封唇口14，它可被流体带动，并以其自由的唇口末端区沿流动方向Pf1布置。此密封唇口14做成封闭体，它在关闭位置封闭在壳体芯部10和壳体内圆周之间围成的流通孔。在流体不希望地逆流动方向Pf1回流时密封唇口被这样地压向壳体芯部10，使密封唇口以其自由的唇口末端区紧密地贴合在壳体芯部10的位于对面的壳体面上。为此壳体芯部10在其受密封唇口14加载的区域内具有一无槽或无凹坑的芯部段。
图4b、4d和4f中表示在唇口形部件的不同结构时单位时间内的流量随流体压力的变化。在图3a、3c和3e中以横剖视图表示所属的设计成流量调节器的装入式构件1连同其不同的唇口形部件3。比较图4a至4f可以看到，唇口9、14和特别是调节唇口9的响应压力和响应特性可以通过唇口9、14的长度、厚度等等的造型和尺寸，以及通过唇口形部件3的肖氏硬度等等材料性能预先确定。
这里所示的流量调节器1、100的一个特别的优点是，其响应特性与橡胶弹性的节流或调节体9的材料性能关系不大，而是取决于它的造型和尺寸。
如在图3a和3b中所示，调节唇口9在小的压力时几乎不变。在图3c和3d中可以看到，在水压略微升高时调节唇口9迅速作出响应，并被压向壳体芯部10方向。调节唇口9的这种取决于压力的运动可在图4b、4d和4f中作为曲线分布的明显的峰值看出。根据调节唇口9结构或多或少地清晰的峰值可以用作控制脉冲，以便例如起动一连续加热器。
在图3e和3f中表示，在水压越来越大时调节唇口9还被压入壳体芯部10的凹坑13内，其中现在不超过单位时间内的最大流量。
在图4a中所示的装入式构件1的调节唇口9是针对0.2至3.0bar的小的压力范围和1至8L/min的流量设计的。为此自由的唇口末端区设计得薄，即使在起始状态也处在壳体芯部10附近。
在图4c和4d中所示的装入式构件1的调节唇口9是针对1至10bar的高压力值和1至2L/min的流量设计的。为此自由的唇口末端区做得比较厚，并设置得离壳体芯部较远。因此为了将这个调节唇口9压入壳体芯部10的凹坑，需要较高的压力。
在图4e中表示一装入式构件1，它具有一非常薄和比较长的调节唇口9，它以其自由的唇口末端区一直伸延到壳体芯部10附近。按图4e的装入式构件1用于低粘度流体或具有小的密度的流体，例如空气或其他气体，并设计用于低的压力范围和约80L/min的高的单位时间流量。这种装入式构件也可用于那种不能使用具有O形圈形的节流或调节体的普通流量调节器的应用场合。这里与普通的流量调节器不同，响应压力和响应特性可通过唇口形部件3及其调节唇口9的几何形状和材料选择在两个范围内变化。这种装入式构件的响应压力在其调节唇口9的相应几何设计的情况下也可以设计成这样，即响应压力例如已为0.2bar。
这里所示的装入式构件1、100可广泛地应用，其特征是，制造方便和均匀而可靠的功能。

Claims (21)

1.一种装入式构件(1，100)，它具有一能装入一气体或液体管道内的壳体(2)，在其壳体内部设置一环形的唇口形部件(3)，该唇口形部件以其环形体(6)固定在壳体内部内，此唇口形部件设置在一流入通道的区域内并且具有至少一个与一位于对面的壳体壁共同作用的、能被流体推动的调节唇口(9)，其特征为：所述装入式构件(1，100)设计成流量调节器，其唇口形部件具有至少一个做成节流或调节体的、并以其自由的唇口末端朝向所述壳体壁方向布置的所述调节唇口(9)，与该调节唇口(9)的自由唇口末端相邻的壳体壁具有一调节凹凸轮廓，该调节凹凸轮廓由沿流动方向(Pf1)定位的凹坑(13)构成，并且，此调节唇口(9)在自身和相邻的壳体壁之间围成一随压力变化的调节缝隙，使得单位时间内流体的流量在压力波动时也被调节成恒定不变。
2.按权利要求1所述的装入式构件(100)，其特征为：装入式构件(100)同时构成为止回阀，并且装入式构件(100)的环形的唇口形部件(3)具有至少一个密封唇口(14)，该密封唇口用作一可运动地设置在壳体内部的并在关闭位置封闭流入通道的流通孔的封闭体，其中密封唇口(14)在关闭位置以其唇口末端区紧密地贴合在一对面的壳体面上。
3.按权利要求1所述的装入式构件，其特征为：在壳体内部设置一壳体芯部(10)，该壳体芯部在自身和壳体内圆周之间围成一流通孔，并且唇口形部件(3)以其环形体(6)固定在壳体内圆周上并在关闭位置以其自由的唇口末端区紧密地贴合在壳体芯部(10)上。
4.按权利要求3所述的装入式构件(1，100)，其特征为：唇口形部件(3)以其环形体(6)固定在壳体内圆周上，并以其调节唇口(9)的自由唇口末端朝向一壳体芯部(10)的相邻壳体壁方向布置。
5.按权利要求2所述的装入式构件，其特征为：唇口形部件(3)具有至少一个流入端的调节唇口(9)以及至少一个流出端的密封唇口(14)。
6.按权利要求1或2所述的装入式构件，其特征为：所述至少一个调节唇口(9)以其自由的唇口末端区指向一与流体流动方向(Pf1)相反的方向，并在自身和壳体内圆周之间围成一流入端的开口的环形腔(11)。
7.按权利要求3或4所述的装入式构件，其特征为：所述凹坑(13)设计成朝壳体芯部圆周开口的流动通道。
8.按权利要求1或7所述的装入式构件，其特征为：沿壳体壁圆周规则地设置的凹坑(13)被椭圆形、多边形或圆弧形地倒圆。
9.按权利要求2所述的装入式构件，其特征为：密封唇口(14)以其自由的唇口末端沿流动方向(Pf1)布置。
10.按权利要求2所述的装入式构件，其特征为：壳体壁在其受密封唇口(14)加载的区域内具有一无槽或无凹坑的芯部段。
11.按权利要求1或2所述的装入式构件，其特征为：唇口形部件(3)由一种弹性的橡胶或塑料材料制成。
12.按权利要求2所述的装入式构件，其特征为：调节唇口(9)和/或密封唇口(14)的响应压力和响应特性由该调节唇口(9)或密封唇口(14)的造型和尺寸预先确定、和/或由唇口形部件(3)的材料性能预先确定。
13.按权利要求12所述的装入式构件，其特征为：调节唇口(9)和/或密封唇口(14)的响应压力和响应特性由该调节唇口(9)或密封唇口(14)的长度、厚度预先确定。
14.按权利要求1或2所述的装入式构件，其特征为：装入式构件(1，100)的壳体(2)做成至少两件式的，环形唇口形部件(3)以其环形体(6)固定在两个相邻的壳体部件(4，5)之间。
15.按权利要求14所述的装入式构件，其特征为：唇口形部件(3)的环形体(6)做成用于相邻的各壳体部件(4，5)的壳体部件密封件。
16.按权利要求1或2所述的装入式构件，其特征为：在唇口形部件(3)的环形体(6)的两侧设置至少一个调节和/或密封唇口(9，14)，此调节和/或密封唇口(9，14)设置在一相配的流通孔的区域内或设置在一调节缝隙的区域内。
17.按权利要求16的装入式构件，其特征为：在星形或X形的唇口形部件(3)的环形体(6)的两端分别设置一调节唇口(9)和一密封唇口(14)，设置在环形体(6)相对置的各端上的唇口(9，14)分别配设于一具有至少一个流出端的流通孔的调节缝隙。
18.按权利要求2所述的装入式构件，其特征为：唇口形部件(3)的环形体(6)固定在壳体(2)的流入端和流出端的壳体部件(4，5)之间一壳体腔(7)内。
19.按权利要求18所述的装入式构件，其特征为：壳体腔(7)除了一环形缝隙以外做成封闭的，唇口形部件(3)的一连接筋(8)穿过该环形缝隙，此连接筋使唇口形部件的环形体(6)与调节和/或密封唇口(9，14)连接。
20.按权利要求1或2所述的装入式构件，其特征为：壳体(2)的与唇口形部件(3)相邻的各壳体部件(4，5)可相互卡锁。
21.按权利要求3或4所述的装入式构件，其特征为：沿流动方向(Pf1)圆锥形或锥形缩小的壳体芯部(10)通过至少一个径向连接筋(12)与壳体(2)的流入端的壳体部件(4)连成一体。
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