CN101903691B

CN101903691B - 调节阀

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Publication number: CN101903691B
Application number: CN2008801215412A
Authority: CN
Inventors: T·维迪克; J·J·莫尔贝克
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 2007-10-19
Filing date: 2008-10-16
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2028-10-16
Also published as: DE102007050454A1; RU2010119329A; RU2447345C2; DE102007050454B4; WO2009049624A1; EP2203668A1; CN101903691A; EP2203668B1

Abstract

一种调节阀(1)，它包括具有阀座(7)的壳体(2)和能够贴靠在所述阀座(7)上的阀元件(8)。此阀元件(8)可通过操纵面(14)来操纵，其中所述阀元件(8)的最大行程高度是可调整的。为了在尽管行程高度是可改变的情况下实现令人满意的调整，所述阀元件(8)的最大行程高度可利用能够调节长度的连接件来调节，此连接件设置在所述操纵面(14)和所述阀元件(8)之间，其中所述能够调节长度的连接件构成为中间元件(10)，该中间元件通过螺纹(9)与所述阀元件(8)相连，其中所述中间元件(10)与调节元件(11)有效连接，其中所述调节元件(11)能够旋转地支承在所述壳体(2)中并至少部分地包围所述中间元件(10)。

Description

调节阀

技术领域

本发明涉及一种调节阀，此调节阀包括具有阀座的壳体和可贴靠在阀座上的阀元件，其中阀元件可通过操纵面来操纵，并且阀元件的最大行程高度是可调整的。

背景技术

调节阀通常用来预调节最大流量(例如在中央供热系统)，其中必须通过相应的调节阀来为每个单个的加热体调整最大流量，因为每个加热体都具有不同的流动阻力。

在此，通常通过可调整的节流元件来预调整最大流量，此节流元件设置在调节阀。此外，调节阀通常还具有阀元件，此阀元件借助控制元件(Stellelement)可朝阀座运动，以便单独地调节通过加热体的实际流量。此流量确定了加热体的热量排放。因此通过单独的调整，可单独地调节加热体的热量排放，这通常是受期望的。最大流量的预调整比单独的调节更重要。预调整是指确定最大流量，或另一表述是确定调节阀的最大开孔横截面。由于阀元件在阀座方向上移动，虽然可以减小流量，但不可超过预调整的最大流量。

由DE 2 305 027已知一种调节阀，其中可调节最大的开孔横截面，与阀元件的位置与无。在此，阀元件由套筒状的节流元件包围，其中节流元件的面向阀座的端部是倾斜的，并且阀壳体中的节流元件是可旋转的。由于节流元件的倾斜端部，通过旋转节流元件可改变最大的开孔横截面，从而调整最大流量。阀元件的最大行程高度在此与调整的最大开孔横截面无关，并且是不可调节的。

但这种构造的成本相当高，其中需要很高的制造精度，以便在使用许多部件时能获得密封的调节阀。

前述类型的调节阀例如从DE 37 43 707 A1已知。在此调节阀中，阀元件能够沿轴向移动地支承在预调节体中，其中预调节体的位置关于阀壳体和阀座是可调节的。通过预调节体的位置，可确定最大的开孔横截面，并因此确定阀门的最大流量。通过进一步插入预调节体使此横截面缩小，并通过拔出预调节体来使最大的横截面增大。在预调节体运动时，阀元件一起运动，其中阀元件的最大行程高度通过预调节体上的止挡来确定。因为预调节体的轴向调整同时引起阀元件的轴向运动，所以操纵面的位置也会移动，此操纵面设置在阀元件的与阀座相背离的端面上。此操纵面用作控制元件例如恒温器元件的贴靠面。

预调节元件与阀元件一起的轴向位移可导致这样的结果，即控制元件和操纵面之间不再存在直接的接触。控制元件的控制运动则不再直接传递到阀元件上，而是在经过一定的延迟之后再传递，由此导致此控制元件必须先克服它自己和操纵面之间的间隔。

最大流量的变化因此对调节行为具有直接的、负面的影响。

发明内容

现在，本发明的目的是，尽管阀元件的行程高度是可改变的，但仍能实现令人满意的调节。

按本发明，此目的在前述类型的调节阀中这样得以实现，即阀元件的最大行程高度可借助能够调节长度的连接件(Verbindung)来调节，此连接件设置在操纵面和阀元件之间，其中所述能够调节长度的连接件构成为中间元件，该中间元件通过螺纹与所述阀元件相连，其中所述中间元件与调节元件有效连接，其中所述调节元件能够旋转地支承在所述壳体中并至少部分地包围所述中间元件。

因此可实现，既使在调到阀元件的最大行程高度时，操纵面相对于调节阀壳体的位置也保持恒定不变。通过改变阀元件的最高行程高度，来同时改变最大流量。即，最大流量由阀元件的最大行程高度来调节。除了可纵向调节的连接件，不需要其它的元件。尤其是不需要其它额外的节流元件(例如节流阀)。因为在调节阀元件的最大行程高度时不移动操纵面，操纵面仍与控制元件保持接触，与预调节的流量的最大值无关。因此可实现调节阀的良好调节。

有利的是，能够调节长度的连接件构成为中间元件，它通过螺纹与阀元件相连。通过螺纹，可相对简单地把旋转运动转换为平移运动。通过相对于阀元件地扭动中间元件，由于设置在它们两个之间的螺纹，可同时在这两个元件之间实现平移运动。这实现了相对精确的控制，因此可灵敏地调节最大流量。

优选的是，中间元件与调节元件(Einstellelement)处于有效连接，其中调节元件可旋转地支承在壳体中并至少部分地包围着中间元件。此调节元件现在的作用是，由使用者来引发调节运动。通过操纵调节元件，可使中间元件移动，并调节阀元件的最大行程高度。因为调节元件至少部分地包围着中间元件，所以可实现紧凑的结构。

优选的是，中间元件抗扭地且能够沿轴向移动地与调节元件相连。因此调节元件的调节运动直接转换到中间元件上，通过调节元件的调节运动可调整阀元件的最大行程高度，并且此调节元件的调节运动是通过扭动调节元件来实现。因为中间元件在此可轴向地在调节元件中移动，因此通过操纵调节元件不能阻止阀元件经由操纵面的操纵，因为这种操纵只会引起中间元件与阀元件一起的轴向移动。在这种关系下借用轴向方向来描述阀元件的纵向延展，所述纵向延展也对应于阀元件相对于阀座的运动。

优选的是，操纵面设置在推杆的第一端面上，此推杆以第二端面贴靠在中间元件上。由此，可使中间元件执行旋转运动，而操纵面不会一起运动。这虽然会引起推杆和中间元件之间的相对运动，但这却不成问题。同时通过简单地更换推杆，可改变操纵面相对于壳体的位置。如果只能为调节阀提供比通常更小的位置，则这例如是有必要的。

在此尤其优选的是，中间元件在朝推杆的方向上用弹簧加载。即，推杆和中间元件之间的连接可通过力锁合来实现。这用相对较大的公差就能实现生产。同时，通过弹簧可使中间元件以及阀元件从阀座上移开，因此无需操纵操纵面就能打开调节阀。

在优选的实施例中，中间元件和推杆构成为一体。通过一体化的结构，可再次降低制造费用。在此，在扭动调整元件(Verstellelement)时，虽然使操纵面同时旋转，但在许多情况下这一点可以将就。

优选的是，控制元件作用在操纵面上。借助控制元件，可单独地改变阀元件相对于阀座的位置。因此，调节阀不仅用来稳固地调节最大流量，同时还用来单独地调节此流量，但不可超过调节到的最大流量。

在此尤其优选的是，控制元件构成为膨胀材料元件或电驱动器。在构成为膨胀材料元件时，依赖于环境温度来调节流量。在环境温度提高时，此膨胀材料通常会膨胀，因此推杆以及(因而)中间元件和阀元件都在阀座的方向上挤压，并因此通过调节阀来减小流量。因此，例如还可减少连到调节阀上的加热体的热量排放。在环境温度下降时，此膨胀材料会收缩，这会导致调节阀的开启，因为阀元件通过中间元件通过弹簧在朝向操纵面的方向上加载，并因此朝控制元件加载。由于控制元件构成为电驱动器，所以能以简单的方式通过调节阀来改变流量。例如可考虑的是，通过遥控器从中央位置控制此电驱动器。

优选的是，阀元件抗扭地且能够沿轴向活动地在壳体中引导。因此确保，中通过扭动中间元件只会进行纵向调节，阀元件不会一起旋转。同时，由于阀元件在壳体中轴向地引导，因而能以更高的精度确定阀元件的运动方向，并与同样设置在壳体中的阀座协调一致。在此可以考虑的是，壳体虽然由多个零件(例如两个壳体部件)构成，但这只会无关紧要地影响阀元件相对于阀座的引导的精度。

优选的是，在调节元件中设置导向元件，它对推杆进行引导。此导向元件在此设置在推杆和包围着推杆的调节元件之间，并同样包围着推杆的一部分。通过此导向元件，除了引导推杆外，还可实现朝外的密封。

在此优选的是，在推杆和导向元件之间设置有至少一个密封件。此密封件避免流经调节阀的液体在推杆和导向元件之间溢出。

优选的是，如果没有力度施加在操纵面上，则在导向元件中设置止挡，中间元件借助弹簧朝此导向元件中的止挡挤压。如果没有力度施加在操纵面上，则此止挡可避免中间元件通过弹簧从调节阀中压出来。

优选的是，在调节元件和壳体之间设置有至少一个密封件。此密封件避免了，流经调节阀的液体沿着调节元件和壳体之间的连接件溢出，尽管在调节元件和壳体之间可能存在相对运动。

优选的是，阀元件在它与中间元件相背离的端部上具有扩大的头部。此头部例如通过扩大阀元件的直径来产生，但也可以是拧在或以其它方式固定在阀元件上的额外元件。此头部在此例如构成为圆锥状或圆锥体，并因此使阀元件稳固地贴靠在阀座上。同时，通过阀元件的头部的结构来影响调节性能。

在优选的实施例中，调节阀包括呈杯形的盖子，其具有底部和外罩面。此盖子避免未经批准地抓取调节元件，同时避免污染物的渗入。在此它还可用来容纳和固定控制元件。

在优选的实施例中，盖子在底部上具有隆起，此隆起与推杆共同作用。此调节阀在此仅仅用来调节最大流量。通过推杆来代替额外的控制元件，因此不能单独地调节流量。因为不是在所有情况下都需要单独的调节，因此能通过省略此控制元件，来以简单的方式节省成本。

附图说明

下面借助优选的实施例并结合附图详细地描述了本发明。其中：

图1示出了在第一状态下的调节阀；

图2示出了在第二状态下的按图1的调节阀；

图3示出了优选实施例中的调节阀；

图4示出了另一实施例的调节阀。

具体实施方式

图1在示意的剖面图中示出了具有壳体2的调节阀1，此壳体2具有两个壳体部件3、4。壳体部件4具有用于传热或传冷的流体的入口5和出口6。这种流体例如是水。

在入口5的附近，阀座7设置在壳体部件4中。从壳体部件4的与入口5相对而置的一侧上，壳体部件3拧入壳体部件4中。阀元件8轴向可运动且抗扭地支承在壳体部件3中。此阀元件8可通过轴向运动贴靠在阀座7上。

此阀元件8在它与阀座7相背离的一侧上通过螺纹9与中间元件10相连。此中间元件10被调节元件11包围，阀元件8也局部被此调节元件11包围，此调节元件11可旋转地设置在壳体部件3中。通过轴向的位置固定器(Lagesicherung)12来确定调节元件11在壳体部件3中的轴向位置，此位置固定器12构成为锁紧涨圈。

调节元件11与中间元件10抗扭地相连，但允许中间元件10进行轴向运动。在中间元件10的与阀元件8相背离的一侧上，设置有推杆13，其中此推杆13的与中间元件10相背离的端面构成为操纵面14。

推杆13在导向元件15中传导。在此实施例中，此导向元件15拧入调节元件11中并构成为套筒状。在导向元件15和推杆13之间设置有密封件16。另一密封件17位于调节元件11和壳体部件3之间。

在导向元件15中设置有止挡18，它限定了中间元件10朝向操纵面14的运动。阀元件8在它的与中间元件10相背离的端部上具有头部19，此头部19构成为圆锥状并因此良好地与阀座7共同作用。

操纵面14和壳体部件3的上边缘之间的间隔用H1表示。头部19上的边缘和阀座7之间的间隔用h1表示。

现在通过扭动调节元件11来调整最大流量。因为它抗扭地与中间元件10相连，中间元件10也旋转，此中间元件10通过螺纹9与阀元件8相连。阀元件8的旋转通过壳体部件3来阻止。由于螺纹9，使阀元件8关于中间元件10进行位移，即调节长度。因此，改变了阀元件的最大行程高度。

在图1中调到了相对较大的行程高度h1。在图2中示出了与图1一样的调节阀，阀元件的最大行程高度h2当然明显小于图1中的最大行程高度h1。操纵面14和壳体部件3的上边缘之间的间隔H2在此与图1中的间隔H1相一致。因此，可改变阀元件8的最大行程高度，而无需改变操纵面14关于壳体2的位置。

通过相应地扭动调节元件11来减小最大流量，这通过图1中的箭头20表示。为了增加最大流量，必须以相反的方式扭动此调节元件11。

图3示出了调节阀1的优选实施例，其中相同的部件用相同的参考标记表示。调节阀1在此设置有盖子21，此盖子21具有底部22和外罩面23。在底部22的中央设置有隆起24，此隆起24在推杆13的方向上延伸并与操纵面14接触。此调节阀1在此实施例中只是用来调节最大流量。没有设定流量的单独调节。而是通过推杆24来阻止操纵面14的操纵。

为实现单独的调节必要的是，由控制元件(例如膨胀材料元件或电驱动器)来代替推杆24。这种更换与盖子21的更换同时进行，此盖子21则不再具有隆起24，而可能具有用于控制元件的止动结构，此夹持结构占据了隆起24的位置。在图4中示出了此构造方案。

按图3，中间元件10借助弹簧25在朝操纵面14的方向上加载。此弹簧25的作用是，使阀元件8借助中间元件10从阀座7上压离。同时，中间元件10朝推杆13挤压，并且推杆13借助操纵面14朝隆起24挤压。因此确保，操纵面14稳固地贴靠在隆起24，或必要时贴靠在控制元件上。

在此实施例中，调节阀1具有额外的第二阀门装置26，它设置在第三壳体部件27中。入口5在此实施例中同样位于第三壳体部件27中。

第二阀门装置26具有构成为空心柱体的压力调节阀元件28。此压力调节阀元件28导入插入物29中，此插入物29拧入第三壳体部件27中。在第三壳体部件27和插入物29之间设置有构成为密封件30，此密封件30构成为O形环密封件。另一密封件位于插入物29和压力调节阀元件28之间。

压力调节阀元件28与阀座32一起作用，此阀座32拧入第三壳体部件27中。但此阀座32也可与第三壳体部件27构成为一体。通过压力调节阀元件28和阀座32之间的间隙33进入的液体流过压力调节阀元件28中并进入腔室34中，阀座7连接到此腔室34中，此腔室34必要时可通过阀元件8封闭。

压力调节阀元件28通过压力弹簧35加载，以便从阀座32上离开。在此，压力调节阀元件28与膜片36相连，此膜片36借助其延伸的一部分平放在支撑板37上。此膜片36在此借助其外边缘嵌入第二壳体部件4和第三壳体部件27之间。在此，膜片36被压力调节阀元件28穿透。

膜片36一方面用来实现第二壳体部件4和第三壳体部件27之间的密封。此外，当腔室34中的压力超过压力弹簧35的力度时，此膜片36还使压力调节阀元件28克服压力弹簧25的力度进行活动。

在此，膜片36基本点对称地构成，因此在压力加载时基本上不会产生横向应力。

压力传递通道39从出口6延伸到腔室40中，此腔室40设置在膜片36的面向腔室34的一侧上。

由于与膜片36的连接，压力调节阀元件28占据了一个位置，在此位置上腔室34中(即在膜片24的上侧上)的压力相当于腔室40中(即膜片36的下方)的压力与压力弹簧35的弹力之和。在此，腔室34中的压力是阀座7前的压力，腔室40中的压力是出口6上的压力。压力调节阀元件28因此通过阀座7维持压力差，此压力差相当于压力弹簧35的力，与入口5和出口6上的压力无关。

此压力调节在阀元件8的开启度和流量之间产生固定的关联，因为压力差是恒定不变的。

在图4中示出了调节阀1的构造，它基本与按图3的构造相一致。但控制元件41代替杯状盖子21与调节阀1相连，并且插入物29与第三壳体部件27构成为一体。控制元件41的驱动器安放在壳体42中，此壳体42借助螺栓43固定在壳体2上。为了操控此驱动器，设置有操控元件44。驱动器的运动通过推杆45传递到推杆13上，此推杆45贴靠在端面14上。因此，借助控制元件41来单独地调节流量。也可使用自动恒温器，来代替此驱动器。

Claims

1.一种调节阀，此调节阀包括具有阀座的壳体和能够贴靠在所述阀座上的阀元件，其中所述阀元件能够通过操纵面来操纵，并且所述阀元件的最大行程高度是能够调整的，其特征在于，所述阀元件(8)的最大行程高度能够利用能够调节长度的连接件来调节，此连接件设置在操纵面(14)和阀元件(8)之间，其中所述能够调节长度的连接件构成为中间元件(10)，该中间元件通过螺纹(9)与所述阀元件(8)相连，其中所述中间元件(10)与调节元件(11)有效连接，其中所述调节元件(11)能够旋转地支承在所述壳体(2)中并至少部分地包围所述中间元件(10)。

2.按权利要求1所述的调节阀，其特征在于，所述中间元件(10)抗扭地且能够沿轴向移动地与所述调节元件(11)相连。

3.按权利要求1或2所述的调节阀，其特征在于，所述操纵面(14)设置在推杆(13)的第一端面上，此推杆(13)以第二端面贴靠在所述中间元件(10)上。

4.按权利要求3所述的调节阀，其特征在于，所述中间元件(10)在朝向所述推杆(13)的方向上用弹簧(25)加载。

5.按权利要求3所述的调节阀，其特征在于，所述中间元件(10)和所述推杆(13)构成为一体。

6.按权利要求1或2所述的调节阀，其特征在于，控制元件(41)作用在所述操纵面(14)上。

7.按权利要求6所述的调节阀，其特征在于，所述控制元件(41)构成为膨胀材料元件或电驱动器。

8.按权利要求1或2所述的调节阀，其特征在于，所述阀元件(8)抗扭地且能够沿轴向活动地在所述壳体(2)中引导。

9.按权利要求3所述的调节阀，其特征在于，在所述调节元件(11)中设置导向元件(15)，此导向元件(15)对所述推杆(13)进行引导。

10.按权利要求9所述的调节阀，其特征在于，在推杆(13)和导向元件(15)之间设置了至少一个密封件(16)。

11.按权利要求9或10所述的调节阀，其特征在于，在所述导向元件(15)中设置了止挡(18)。

12.按权利要求1或2所述的调节阀，其特征在于，在调节元件(11)和壳体(2)之间设置了至少一个密封件(17)。

13.按权利要求1或2所述的调节阀，其特征在于，所述阀元件(8)在其与所述中间元件(10)相背离的端部上具有头部(19)。

14.按权利要求3所述的调节阀，其特征在于，所述调节阀包括呈杯形的盖子(21)，此盖子(21)具有底部(22)和外罩面(23)。

15.按权利要求14所述的调节阀，其特征在于，所述盖子(21)在所述底部(22)上具有隆起(24)，此隆起(24)与所述推杆(13)共同作用。