CN101283209A - 用于调节阀门的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于调节阀门的装置，其具有受到复位弹簧作用的推杆。在安装于阀门上的壳体(9)中，设置了依赖于温度的、与工作活塞(13)协同作用的调节元件(11)。调节元件是由合金制成的、并具有压印形状记忆的金属部件(11)，其基本上垂直于阀门推杆的移动方向而延伸。包括工作活塞(13)，调节元件在推杆的移动方向上、两个终端位置之间是可调节的，两个终端位置一方对应于阀门的打开位置，而另一方对应于阀门的闭合位置。在加热时，金属部件(11)在其第一终端位置呈现出与压印形状记忆相应的形状。在壳体(9)中安装有作用于金属部件(11)上的压力单元，通过该压力单元，金属部件(11)在加热停止时保持在其第二终端位置。

Description

用于调节阀门的装置
本发明涉及用于调节阀门的装置，该阀门具有受复位弹簧作用的推杆(St
Figure A20068003423800041
βel)，其中，在安装在阀门上的壳体中，设置了依赖温度的、并与工作活塞协同作用的调节元件(Stellelement)，在壳体的装配位置，通过工作活塞在轴线方向的移动，阀门的推杆可在其轴线方向上调节(DE3140472C2)。
这种装置应用在例如加热和通风技术中。该装置基本上可以在各个需要通过阀门而进行调节的领域得到应用。例如，可通过它移动阀门或改变管的空隙截面积，因此通过相应管道系统的气流式的或液流式的介质的流量也可以改变。这样的介质是例如水或空气。
在开头提及的DE3140472C2中所介绍的装置中，依赖于温度的伸缩体的工作活塞通过电流作用而移动，并因此阀门的推杆也通过电流作用而移动。这样的伸缩体包括气密的金属罐，其中设置一种其体积随温度而改变的物质。在保持气密的条件下，工作活塞在该物质中向内突出，在受热时压出金属罐，而在冷却时通过反向力又压回相同的位置。在该装置中，在依赖于温度的伸缩体的罐上，安装了用作加热元件的电阻。例如由温度调节装置提供的信号引起向电阻供应电流。通过那样产生的热来调节伸缩体的工作活塞。由此释放例如在静止位置闭合的阀门的推杆，并通过复位弹簧向“打开阀门”的方向移动。类似构造的装置一般可令人满意地工作。但是，由于较大的伸缩体轴向长度，该装置的大尺寸常会造成妨碍。此外，由于伸缩体价格昂贵，因此它是高成本的部件。
本发明目的在于，将本文开头描述的装置设计成其尺寸可以通过简单的方法而减小。
该目的将根据本发明这样来实现：
-调节元件是由合金制成的、带有压印形状记忆(eingepr
Figure A20068003423800051
gtesFormged
Figure A20068003423800052
chtnis)的金属部件，它基本上垂直于阀门推杆的移动方向而延伸，
-包括(einschlieβlich)工作活塞在内的调节元件可在推杆移动方向上、两个终端位置(Endstellung)之间调节，这两个终端位置的一方对应于阀门的打开位置，另一方对应于阀门的闭合位置，
-受热时，该金属部件在其第一终端位置呈现与压印形状记忆相应的形状，以及
-在壳体中安装有作用于金属部件的压力单元，通过该压力单元，金属部件在加热停止时保持在其第二终端位置内。
该装置中使用的金属部件用公知的形状记忆合金制成，例如已由DE19810640C2公开的那种。该形状记忆合金具有例如镍、钛、铜等成分。通过在临界温度下的特别处理，这样的合金部件具有永久性成形的压印形状记忆，以致在由记忆形状变成其它形状后，又在加热时回复到其记忆形状，而且产生显著的作用力。其中，这样的部件可以在不同的温度下起反应，而且这依赖于其中使用的合金成分。
在该装置中，这种部件在其壳体中设置成，其主要部分垂直于推杆移动方向而延伸。此外，该部件可以构造为例如矩形条片(类似于弹簧片)。因此，该部件仅占用很少壳体轴向高度，并因此而仅占用很少的整个装置的轴向高度。由于该金属部件在其两个终端位置之间横跨的路径较小，因此调节行程同样也仅需少量空间。跟已知的装置相比，该装置的尺寸(尤其是高度)可以因此在总体上显著减小。此外，该装置可以低成本地设计并制造。
本发明的实施例通过下列附图来说明。
其中：
图1是固定在阀门上的根据本发明的装置示意图。
图2显示了设在阀门上的支架。
图3和图4是在图1所示装置在两个不同位置处的放大了的截面图。
图5显示了对图4所示装置做了修改之后的实施形式。
根据图1，在(例如)流着热水的管道1中设置了阀门2。在阀门2上安装了装置3，阀门2的状态可利用装置3而根据温度控制。根据图2，阀门2具有推杆5，推杆5在双箭头4所示方向上，受未显示的复位弹簧而作用，并在两个终端位置之间可调。螺纹支座6可以与推杆5同心地安装，在该螺纹支座6上拧紧了塑料制的支架7。支架7在其圆周表面具有在(优选实施例中)环绕的槽形凹陷部8，该槽形凹陷部8在其装配位置上可与装置3的搭扣式的锁紧元件接合。装置3也可通过其它方式和方法来固定在阀门2上。
根据图3至图5，用于调节阀门2的装置具有优选地由不变形塑料制成的壳体9，它如所描述的那样可装在阀门2上。在壳体9中设有插入件10，插入件10具有作为压力单元的压力弹簧12和作为调节元件的金属部件11。压力弹簧12在图3和图4中显示为圆柱形弹簧，它也可以是圆锥形弹簧。也可用其它任何可在部件11上施加足够压力的元件作为压力单元。它还可以是(例如根据图5)其它具有压印形状记忆的金属元件。
部件11基本上垂直于阀门2的推杆5的移动方向而延伸。它可以优选地构造成矩形条片，类似于弹簧片。因此，部件11在插入件10内仅仅需要少量空间以用于其移动，所以仅占用整个装置很少的构造高度。根据图3至图5，在部件11上，安装了同样可在其轴线方向上调节的工作活塞13。在所示实施例中，用作加热元件的电阻14(优选地的是PTC-电阻)处于部件11的另一面，该电阻通过导线15连接到电流源或电压源上。在部件11和电阻14之间，可以安装例如由DE10220682A1公开的、由绝缘材料构成的导热中间层16。
插入件10还包括基体17，其用于将壳体9安放在阀门2上，工作活塞13在其中滑动，而部件11在其上得到支承。在所示实施例中，部件11的两端位于两个塑料滑块18和19上，两个塑料滑块18和19紧贴在基体17上并可以在其上滑动。压力弹簧12的一方面紧贴在插入件10上，而另一方面紧贴弹簧托架20上，弹簧托架20在插入件10内可在压力弹簧12的轴线方向上被可偏移动地引导并紧贴部件11。弹簧托架20由机械上稳定的塑料(mechanisch stabile Kunststoff)、例如聚磺酸苯基酯制成。电阻14可以(尤其是)以防潮密封的方式一体化地结合在弹簧托架20中。
在图3和图4所示的实施例中，根据本发明的装置按如下方式工作：
具有壳体9和内部器件的装置安放在阀门2上，该阀门在图3所示的装置位置处关闭。其中，部件11由压力弹簧12借助于弹簧托架20向下压。在这过程中，部件11驱动工作活塞13，并通过工作活塞13将阀门2(图2)的推杆5带到闭合位置。压力弹簧12的弹簧力还必须大于阀门2的复位弹簧的弹簧力与部件11变形所需的作用力的总和。电阻14在该位置处不产生热。
为了打开阀门2，电阻14与电流源或电压源连接，并由此加热。通过由电阻14传送的热来加热部件11，于是，该部件回复到其由图4所示的压印记忆形状。在此过程中，该部件产生足够的力以克服压力弹簧12的弹簧力并挤压它。部件11的移动得到在同一方向作用的阀门2的复位弹簧的支持，其中，阀门2的推杆5挤压工作活塞13。当阀门2需要再次闭合时，仅仅需要将流向电阻14的电流断开。然后，压力弹簧12将部件11，包括工作活塞13，压回到由图3所示的位置。
与图3和图4所示的装置同样的工作原理适用于图5所示的装置，在图5的装置中，金属元件21代替压力弹簧12而用作压力单元，该金属元件21如同部件11以这样也具有形状记忆。类似于图4，图5显示了阀门2打开时的装置。当部件11的加热停止时，在该装置的实施方式中，元件21将部件11和工作活塞13压回到阀门2的闭合位置。其中，元件21的合金的成分设置成，当元件的温度显著低于部件11时，该成分回复到与压印形状记忆相应的拱形形状。
部件11的工作方式也可以是这样的，即，部件11安装有用于与电流源连接的接口，而在接通电流后直接加热。这种情况下，可以省去单独的加热元件14。
如上所述，部件11在基本垂直于阀门2的推杆5的移动方向上延伸。为此，除了所描述的矩形条片形状之外，也可以使用其它任何合适的几何形状。阀门2的推杆5仅需要在其闭合位置(如图3所示)和其打开位置(如图4所示)之间移动最大为4mm的较短距离。阀行程基本上可以通过部件11而直接跨越。若要使部件11在两个终端位置之间跨越较短的距离，则可以通过设置公知的机械传动件来延长在部件11和弹簧托架20之间的距离。

Claims (8)

1.一种用于调节阀门的装置，所述阀门具有受到复位弹簧作用的推杆，其中，安装于所述阀门上的壳体中设有依赖于温度、与工作活塞协同作用的调节元件，并且，在所述壳体的装配位置，所述阀门的所述推杆通过所述工作活塞的轴向移动而可在其轴线方向上进行调节，其特征在于，
所述调节元件是用合金制成的、带有压印形状记忆的金属部件(11)，其基本上垂直于所述阀门(2)的所述推杆(5)的移动方向而延伸；
所述调节元件，包括所述工作活塞(13)在内，可在所述推杆(5)的移动方向上在两个终端位置之间调节，所述两个终端位置一方对应于所述阀门(2)的打开位置，另一方对应于所述阀门(2)的闭合位置；
所述金属部件(11)在加热时，在其第一终端位置具有与压印形状记忆相应的形状；并且
在所述壳体(9)中安装有作用于所述金属部件(11)的压力单元，通过所述压力单元，所述金属部件(11)在加热停止时保持在其第二终端位置。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述部件(11)具有作为所述压印形状记忆的拱形形状。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，在所述部件(11)和所述压力单元之间，设有由机械上稳定的塑料制成的弹簧托架(20)。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，在所述弹簧托架(20)的面向所述部件(11)的一侧，一体化地结合有电加热元件(14)。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述加热元件(14)以防潮密封的方式安装在所述弹簧托架(20)中。
6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述部件(11)设有用于与电流源连接的接口。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，所述压力单元是圆柱形弹簧(12)或圆锥形弹簧。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，所述压力单元是由合金制成的、带有压印形状记忆的金属元件(21)，它在温度低于所述部件(11)时起作用。
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