CN101225813A - 自动环形阀 - Google Patents

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Abstract

为了能够对环形阀(1)的阀座(3)进行简单的修整，环形阀具有多个沿径向和圆周方向分布设置于阀座(3)上的环导向凸起(15)，这些环导向凸起凸出于阀座，用于在径向和轴向对密封环(5)进行导向，而建议，在两个位于相同半径上的环导向凸起(15)之间在阀座(3)中设置一个沿圆周方向延伸的凹槽(18)，从而在对阀座(3)的密封面(17)进行修整时，不会在凹槽(18)区域内密封面(17)之间留下任何对流体流出有不利影响的接片。

Description

自动环形阀
技术领域
本发明涉及一种自动环形阀，包括一个阀座、一个阀开度限位器、多个布置于阀座和阀开度限位器之间可来回运动的同心密封环，这些密封环与阀座密封地共同作用，以及包括在阀座上沿径向和圆周方向分布设置的多个环导向凸起，这些环导向凸起沿轴向凸出于阀座，用于在径向和轴向对密封环进行导向；本发明还涉及一种制造、修整(Nachbearbeiten)所述环形阀的阀座的方法。
背景技术
环形阀(尤其是用于压缩机中的环形阀)的阀元件既可以设计成具有一排环形孔的阀板，也可以由若干独立的同心密封环构成。已知当使用同心密封环时，还要使用一个同步板，同步板紧贴于密封环上，并且可使其与密封环共同运动，以便同步、阻尼各个密封环的环开启运动。密封环和同步板此时共同构成阀元件，但密封环和同步板仅以松弛方式相互紧贴在一起。一方面可以通过同步板的自重实现同步板的阻尼作用，另一方面则可以给同步板弹性加载。这种包含同步板的设计构造还具有以下优点，即，可以选择大而坚实的弹簧，可将弹簧安置于同步板的结点上，同步板由沿圆周方向分布的孔和径向接片构成。例如，由AT 391 928 B或EP 345 245 A2已知这种环形阀。此外还可以在环形阀中设计一个自身的阻尼板，如EP 345 245 A2中所介绍的一样。但这种阻尼板与密封元件相独立，并且与密封元件相隔一定间距布置，其作用仅在于：在阀开启一定程度后，主要通过自重来进一步抑制环开启运动。
但使用同步板也有缺点，即通常位于开度限位器一侧的导向装置必须穿过同步板，以保证对环进行导向，早先的环形阀就是如此。这种位于开度限位器一侧且穿过同步板的导向装置一方面可能会严重削弱同步板。另一方面对阀的流动横截面以及效率均有明显不利的影响。尤其对于高性能阀而言，根本不允许存在此类影响。除此之外，高负荷阀还要求能够对密封环进行更好、更精确的导向，否则可能会导致密封环出现不能允许的横向运动，从而引起必须避免的磨损增大现象。可通过将环导向凸起定位于阀座上的方式来规避这一问题，早先的阀构造所采用的就是这种方式。但在维修车间对阀座进行修整时，这种将环导向装置定位于阀座上的方式也会给环形阀的维护和检修带来很大问题，因为只能使用高成本的铣削加工方式而无法通过简单车削的方式对密封环导向装置之间的面进行修整。对密封面进行修整时(例如通过车削密封面)，同样也要对这些面进行修整(因为无法通过阀行程进行适当补偿)，否则密封面之间留下的接片可能会对气体介质的流出产生不利影响。如果阀行程在毫米范围内，则阀座上密封环和密封面之间的间隙本身已非常小，它会使流过阀的流体敏感地受到干扰。因此尽管这些阀具有这些可能的优点，但由于修整成本较高，所以迄今为止并未得到应用。
发明内容
因此本发明的任务就在于，对开头所述类型的环形阀进行进一步改进，使得能够以非常简单且对环形阀作用可靠的方式，在维护和检修过程中对此类环形阀的阀座进行修整。
该任务按本发明如下加以解决，即在两个位于相同半径上的环导向凸起之间在阀座中设置一个沿圆周方向延伸的凹槽。通过该凹槽可保证，在沿圆周方向对密封面进行修整(例如通过车削)时，至少在两个相邻密封面之间的凹槽区域内不会留有多余的接片，因此不会影响到流体的流出。这种凹槽使得能够以非常简单的方式进行修整，因为不再需要为此在环导向凸起之间以高成本的铣削方式进行加工。唯有如此，才能以简单方式对阀座进行修整，从而能够较为经济地应用这种环形阀。
凹槽最好连贯地设置在两个沿圆周方向相邻的环导向凸起之间，因为这样就不会在环导向凸起之间的任何范围内留下多余的接片，这非常有利于流体流出。若使凹槽在阀座的两个相邻密封面之间沿径向呈连贯构造，也同样有益。
如果在一个环导向凸起上在向阀座过渡的区域内设置一个侧凹槽，就可使密封面的修整变得很简单。
附图说明
以下将根据附图1和4所示的有益设计示例，对本发明进行详细说明，但并不限于这些示意图。其中：
图1所示为本发明的环形阀的剖视图，
图2所示为该环形阀的分解图，
图3所示为阀座的细节示意图，以及
图4所示为阀座的局部放大示意图。
具体实施方式
环形阀1的原理构造早已为人所知，因此这里仅借助图1和2进行简短描述。例如，用于压缩机中的环形阀1由一个阀座3和一个阀开度限位器2构成。在其间安装有一个阀元件4，阀元件可在阀座3和阀开度限位器2之间来回运动，并且与阀座3一起共同承担密封作用，其中阀元件关闭和开启通过环形阀1的流动横截面。通过一个贯穿的螺栓8和一个螺母10将环形阀1的各个零件装配在一起。通过间隔垫圈9，或者通过阀开度限位器2或阀座3上的轴向凸起，对阀座3和阀开度限位器2之间的间距以及可能的阀行程进行调整。在阀座3中设置有环形通过通道13，在阀开度限位器2中设置有环形流出通道14。众所周知，环形通道13、14实际就是被径向接片19中断的圆环段(如图3和4中更为清楚地示出的那样)。
阀元件4包括同心布置的密封环5，这些密封环与阀座3共同作用。在密封环5和阀座3上均设有对应的配合作用的密封面17。例如，密封环5上的密封面17可以是平的(也就是在垂直于环形阀1轴线的平面中)，但密封环5也可具有倒斜的棱边，作为密封面17，如图3和4所示，或者密封环5也可具有环面构造的密封面。但原则上也可以有其它任意成形的密封面。在此，阀座3上的对应密封面17也必须相应地成形。
在阀座3上沿圆周分布地且相隔不同的径向间距地设置有多个环导向凸起15，这些环导向凸起沿轴向从阀座3朝向密封环5方向凸出，各个密封环5不仅沿径向而且沿轴向导引地设置于这些环导向凸起之间。环导向凸起15沿轴向从阀座3向外凸出至少这么大的距离，使得密封环5在整个环开启运动过程中保持得到导向。环导向凸起15沿径向设置于阀座3的两个密封面17之间。
阀元件4还可以包括一个布置于密封环5与阀座3相对置的侧面上的同步板，以及一个位于同步板7和密封环5之间的隔板6。通过阀开度限制器2上的弹簧穴16中所安装的一排螺旋弹簧11给同步板7施加弹簧载荷。螺旋弹簧11通过同步板7将密封环5压向阀座3。在环开启运动过程中，通过与螺旋弹簧11的作用力相反的存在的气压将密封环5抬离阀座3。按已知的方式，也可以用弹簧板来替代螺旋弹簧11，或者通过从同步板7中向外弯出的弹性臂来施加弹性力。同步板7、隔板6和密封环5以松弛方式相互紧贴在一起，构成环形阀1的阀元件4，并且共同运动。
在同步板7和隔板6中当然也布置有一排最好是环形的通流孔20(实际上是被径向接片所分开的一排圆环段)，以使得气体介质能够以尽可能没有损耗的形式通过环形阀1。
为了使同步板7和隔板6的通流孔20相对于阀座3的通过通道13和阀开度限位器2的流出通道14保持正确的位置(且同时不减小可用的流动横截面)，要防止这些零件之间相互转动，否则会部分覆盖通流孔20和/或者通道13、14。为此可以通过阀开度限位器2、同步板7和隔板6中的一相应的孔插入一个防扭转销12。在径向和轴向，可以在环形阀的某个部件(例如间隔垫圈9)上对同步板7和隔板6进行导向。当然也可以采用其它可能的形式来建立这种防扭转和导向，例如可通过各个部件(例如隔板6)上的相应凸起和挡块。
如图3和图4所示，在两个位于相同半径上的环导向凸起15之间在圆周方向上，以及在两个相邻密封环5的密封面17之间在径向上，或者在径向最外侧或最内侧密封面17内的径向外部或径向内部，在阀座3中加工一个凹槽18，例如可以在制造阀座3时铣出该凹槽。
密封环5紧贴在阀座3的连续的圆环形密封面17上，并且将通过通道13密封，该圆环形密封面可以是例如平面、斜面、环面或者其它任意形状的。如果环导向凸起15宽于凹槽18，或者因为密封环5的宽度而必须宽于凹槽，则也可在从环导向凸起15到密封面17的过渡处设置一个侧凹槽21，以便于对密封面17进行修整。
阀座3原则上是一种旋转体。由于凸出于阀座3的环导向凸起15，因此无法通过车削方式对环导向凸起15之间的区域进行加工，仅可采用铣削方式，这就使得加工成本高得多。通过已经在阀座3中加工出的凹槽18，就可以对阀座3上的密封面17进行车削，不会在密封面和环导向凸起15之间阀座3上留下影响流动的接片，由此可以非常简单地进行修整。视凹槽18的深度而定(深度最好为1-5mm)，甚至可以对阀座3或者密封面17进行多次修整(再车削)，如通过图4中的标记20所示。
如果密封面17之间因为非连续凹槽以及整修而留下的接片对换向阀1流出功能的影响小得可以忽略不计或者足够小，则原则上凹槽18在环导向凸起之间圆周方向上不一定要呈连续构造。同样也不一定要在径向方向中加工出连续的凹槽18，而是可设想也加工出两个或更多的同心凹槽，同样只要密封面17之间因为非连续凹槽以及修整而留下的接片对流体流出的影响小得可以忽略不计或者足够小即可。这主要视环形阀1的应用以及尺寸而定。但在最佳设计形式中，在环导向凸起15和密封面17之间设置一个径向和圆周方向连续的凹槽18。
如图4中的示例所示，凹槽18不必是平的，也可以具有任意的横截面，使得流体流出不受影响或只影响很小。可以设想，例如凹槽18的横截面形状，在密封面17直接旁边可以比凹槽18的中间更深，例如凹槽18可具有凸出或凹陷的底部，或者凹槽18的中部呈棱锥形。
通过对密封面17进行修整，有时当然也必须对环形阀1的其它部分进行修整，例如间隔垫圈9或者环导向凸起15的高度，以便使环形阀1的功能得以保持，以及尤其是使得环形阀1的规定行程不产生变化。

Claims (8)

1.一种自动环形阀，包括一个阀座(3)、一个阀开度限位器(2)、多个布置于阀座(3)和阀开度限位器(2)之间可来回运动的同心密封环(5)，这些密封环与阀座(3)密封地共同作用，以及包括在阀座(3)上沿径向和圆周方向分布设置的多个环导向凸起(15)，这些环导向凸起沿轴向凸出于阀座，用于在径向和轴向对密封环(5)进行导向，其特征在于，在两个位于相同半径上的环导向凸起(15)之间在阀座(3)中设有一个沿圆周方向延伸的凹槽(18)。
2.根据权利要求1所述的自动环形阀，其特征在于，在两个沿圆周方向相邻的环导向凸起(15)之间连贯地设置所述凹槽(18)。
3.根据权利要求1或2所述的自动换向阀，其特征在于，在阀座(3)的两个相邻密封面(17)之间连贯地设置所述凹槽(18)。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的自动换向阀，其特征在于，在一个环导向凸起(15)上，在向阀座(3)过渡的区域内设有一个侧凹槽(21)。
5.一种用于制造环形阀(1)的阀座(3)的方法，包括多个在阀座(3)中沿径向和圆周方向分布设置的环导向凸起(15)，这些环导向凸起沿轴向凸出于阀座，用于对密封环(5)进行导向，其特征在于，在两个位于相同半径上的环导向凸起(15)之间在阀座(3)中加工出一个沿圆周方向延伸的凹槽(18)。
6.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，在环导向凸起(15)之间加工一个沿圆周方向连贯的凹槽(18)。
7.根据权利要求5或者6所述的制造方法，其特征在于，在阀座(3)的两个相邻密封面(17)之间加工一个沿径向连贯的凹槽(18)。
8.一种环形阀(1)的阀座(3)的修整方法，包括多个在阀座(3)上沿径向和圆周方向分布设置的环导向凸起(15)，这些环导向凸起沿轴向凸出于阀座，用于对密封环进行导向，其特征在于，对阀座(3)的一个密封面(17)进行车削加工，该密封面通过一个布置于两个沿圆周方向相邻的环导向凸起(15)之间的、且沿圆周方向延伸的凹槽(18)与一个相邻的密封面(17)分开。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20080723