CN102089725A - 控制阀 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的控制阀用于在液体运输系统中使用。其包括阀外壳(1)，该阀外壳(1)具有入口侧(17)和出口侧(18)，所述阀外壳设有压力保持装置以及量控制装置，所述压力保持装置用于保持入口侧和出口侧之间的恒定压差，所述量控制装置用于设定通过阀的最大流量并调节流量。控制装置包括在流动路径中协作的两个圆筒壳体元件(2、3)，该两个圆筒壳体元件都使材料从除重叠区域外的区域被移除，由此在所述控制阀的流动路径中产生未覆盖区域(25)。外圆筒壳体元件(3)能够相对于所述阀外壳固定地旋转，而内圆筒壳体元件(2)可以通过可旋转手柄(13)旋转，由此可以在协作的所述圆筒壳体元件(2、3)之间提供较大或较小的开口(25)。与所述阀外壳的座孔(8)协作的两个圆筒壳体元件(2、3)也可以沿轴向方向移位(26)，从而导致所产生的开口(25)的增大或减小。因此，可以在预设定之前例如通过致动器来调节流量。

Description

控制阀
技术领域
本发明涉及一种控制阀，该控制阀具有位于阀外壳中的入口侧和出口侧，在所述阀外壳中安装有压力保持装置，用于保持入口侧与出口侧之间的恒定压差，所述组件包括旋转隔膜和节流构件，该节流构件将自身设定成分别在入口压力与出口压力之间处于平衡、以及在一方面的入口压力和另一方面的出口压力以及弹簧力之间处于平衡，并且还具有量控制装置，该量控制装置具有可调节的基本设定和流量开口减小装置，该流量开口减小装置可以经由与一致动器连接的心轴致动，其中通过具有协作的外滑动壳体面和内滑动壳体面的孔口的相互旋转来建立量的控制，并且其中通过下游圆筒壳体面的轴向移动，使通过致动器建立的流量的减小作为基本设定而发生，且为了下游阻塞，所述物体承载有用于与阀外壳协作的密封区域。
背景技术
在本领域中，众所周知，控制阀包括流量差调节器，所述流量差调节器与一装置结合用来对流经所述调节器的液体量进行预设定和调节。在这样的控制阀中，使用压差调节器作为压力保持装置来用于保持横跨入口侧和出口侧的恒定压差，而与流经压力保持装置的液体量无关，同样地节流构件将其自身设定成在一方面的入口压力和另一方面的出口压力以及弹簧力的作用下处于平衡，从而使得压力差将总是相同的，而与诸如通过调节器的流量的其它情况无关。用于预设定和调节液体流量的装置包括作为量控制装置的孔口，所述孔口可以从外面调节到基本设定，从而为最大流量提供开口，并且另外可以包括流量开口减小装置，该流量开口减小装置可以经由外面的致动器致动。
WO2006 136158A的说明书公开了一种在液体运输系统中使用的控制阀，该控制阀具有阀外壳，该阀外壳具有入口侧和出口侧，其中阀外壳设有压力保持装置，用于保持入口侧和出口侧之间的恒定压差，而与流经压力保持装置的液体量无关，同样地所包括的节流构件与旋转隔膜一起将其自身设定成一方面在入口压力的作用下并且另一方面在出口压力及弹簧力的作用下处于平衡。
此外，阀外壳设有量控制装置，该量控制装置布置在压力保持装置的上游并且包括可以调节至基本设定的孔口，从而为最大流量提供开口，并且其另外还包括流量开口减小装置，该流量开口减小装置可以经由外面的致动器致动，其中通过具有凹槽的孔口的两个同心环相互旋转大约180度来提供流量控制装置的基本设定，从而在控制阀的流动路径中提供未覆盖区域，并且其中通过下游的同心物体的轴向移动，使通过致动器影响而实现的在流动路径中的未覆盖区域的减小作为基本设定发生，且所述物体承载有密封区域，用于与控制阀协作，以便在通过致动器而最大轴向地压入的位置上形成下游阻塞，即，如权利要求1的前序部分中所述。
这种控制阀的缺陷不是涉及阀的功能，而特别地是由诸如铜的高的原材料价格引起，所述铜构成了黄铜合金的相当大的部分，所述黄铜合金用作仿形棒(profile rods)来作为用于这种控制阀中的许多内部元件的原始材料。控制阀需要对主要由黄铜制成的许多不同物体进行许多加工，黄铜本身非常昂贵并且此外涉及损耗，从这种意义上讲，以棒的形状购买用于生产的含铜的黄铜材料的每公斤的价格，与作为来自物体制造的切屑来出售而用于重新加工成棒材的相同的黄铜合金的每公斤的销售价格相比，前者显著更高。
对此应该补充的是，当节流构件处于其压入位置时，由于入口压力在旋转隔膜的外侧没有压力释放发生，因此结合在压力保持装置中以保持恒定压差的旋转隔膜很容易过载。在该隔膜上的持久的压力影响使材料磨损并延展，因此削弱了所述材料。
发明内容
本发明的目的在于改善这些不足和缺陷，并且根据本发明这通过控制阀来实现，其中通过也是包括协作的上游的圆筒壳体面的物体的轴向移动，使通过致动器影响而实现的在流动方向上的未覆盖区域的减小作为基本设定发生，并且其中为了下游阻塞而与阀外壳协作的密封区域被承载在与协作的下游的圆筒壳体面的半径相比，离圆筒壳体面的轴线的距离更大的距离处。
这确保用于孔口的协作的同轴的圆筒壳体面的材料实质上总是呈现在所承载的密封区域的直径内。因为就尺寸而言，该类型的控制阀通过具有所承载的密封区域一样的有效关闭直径而具备有力的竞争力，其重点在于：具有孔口的协作的圆筒壳体元件的物体可以由具有显著较小直径的圆形棒材制成，因此可以由比先前已知的相关控制阀少很多的材料制成，其中孔口的协作的圆筒壳体面的直径呈现为比上述有效关闭直径大。
当如权利要求2和3中所述，毛细通道构造成使得心轴被压入最多时，其在旋转隔膜的外侧上阻塞来自入口的压力时，隔膜将在其被动位置上被释放。
当如权利要求4所述，心轴设有复位弹簧时，所述心轴据此将在由致动器引起的压入完成时被复位，之后隔膜将再次起作用，克服外部压力的影响。
当如权利要求5所述，通过铸造或锻造将阀外壳制成一体件时，正如可实现材料的节约那样，由于避免了在阀外壳上对相关联的联接面进行加工，所以额外实现了简化的加工。
当如权利要求6所述，将压力保持装置和量控制装置安装在阀外壳中的同一开口中时，也实现了材料的节约。
当如权利要求7所述，对协作的同轴的圆筒壳体面给予相同的轴向移动时，实现了响应于来自外部致动器的影响的、具有更独特、可再现、安全功能的控制阀。
当如权利要求8所述，物体构造成使得协作的下游的圆筒壳体面被节流构件完全地或部分地环绕时，也实现了材料的节约。
最后，如权利要求9所述，为包括可旋转的协作的同轴的圆筒壳体面的物体设置外部可接触到的可旋转手柄是有利的，由此在安装有本发明的控制阀的系统已经投入使用之后，可以将量控制装置的基本设定轻易地调节至所期望的基本设定。
附图说明
现在，将参考附图更充分地描述根据本发明的控制阀的工作示例，其中：
图1示出了在竖直剖面图中观察到的控制阀，
图2示出了图1中标示为II的阀区域的放大视图，
图3示出了相同的区域，但是心轴处于压入位置，以及
图4-图7示出了四种不同基本设定的局部剖面图。
具体实施例
在图1中，以剖面图示出了根据本发明的控制阀，该控制阀包括具有入口17和出口(18)的阀外壳1。压力保持机构包括旋转(rolling)隔膜5和支撑旋转隔膜的节流构件6。在入口17处的压力通过位于心轴10中的钻孔12以及在心轴和圆筒壳体元件3之间的毛细通道22而被传递至旋转隔膜5的外侧23。入口压力将从那里沿着圆筒壳体元件5的外侧24传播至空间23，并由此传播至隔膜5的外侧。
弹簧9在节流构件6的关闭直径内与压力协作，将节流构件6推动至其顶部位置。
在使用中，在入口压力17与加上来自弹簧9的弹簧力的出口压力18之间建立平衡。因此，在给定的弹簧力的情况下，该压差将保持恒定。
图2示出了用于调节和任选地阻塞流量的装置。外圆筒壳体元件3设有延伸过大约一半圆周的环形凹槽。在外圆筒壳体元件内并与其同轴地存在具有相应环形凹槽的内圆筒壳体元件2。内圆筒壳体元件2通过心轴10而与可旋转手柄13相连接，使得通过可旋转的手柄13可以调节其相对于外圆筒壳体元件3的角度位置。因此，可以手动调节协作的圆筒壳体元件2和圆筒壳体元件3之间的在圆周方向上的重叠，并由此可以调节经过调节器的最大流量。
圆筒壳体元件2和圆筒壳体元件3相对于彼此轴向固定。然而，二者都可克服压缩弹簧15的作用而相对于座孔8轴向地移位并因而也相对于座孔的边缘7轴向地移位。
通过轴向移位，可以改变在协作的圆筒壳体元件2和圆筒壳体元件3与座孔的边缘7之间的轴向重叠，因此可以在预设定最大值的限制内设定或调节流经调节器的流量。
在一个外部位置处，可以建立流动的阻塞，这在于在凹槽后面的圆筒壳体元件3设有比座孔8的半径大的半径，并且通过轴向移位，使圆筒壳体元件3与座孔8的边缘7协作配合。
在图2和图3中的放大视图中示出了，当通过致动器(未示出)将心轴10和圆筒壳体元件2、3设定在如图2所示的打开位置中和在如图3所示的最多压入位置中时，可切断在旋转隔膜5的外侧上的入口压力。
从图2看来压力可以经由心轴10中的通道12以及设在凹槽22和连接部24中的毛细通道21传播，所述毛细通道在圆筒壳体元件3中外部地延伸并延伸进入旋转隔膜5上面的空间23中。
当如图3所示心轴10完全被压入时，导致外圆筒壳体元件3接触座孔8的边缘7，由此流动中断，就在心轴10相对于圆筒壳体元件3已经移动另外的一段小距离之后，毛细连接21在凹槽22处中断时。这个约0.5mm的小的心轴移动确保了在关闭之后发生阻塞，然后布置在心轴10上的止挡件19和圆筒壳体3的上部之间的小复位弹簧20(见图1)通过其弹簧力而将使心轴10复位。
这对于旋转隔膜来说是平缓的，因为当不需要入口压力影响用于隔膜功能时，入口压力被在外侧释放。这确保了柔性隔膜不经受不当的压力负荷。
图4、图5、图6和图7示出了调节原理和控制原理。
图4示出了在轴向移位26至离座孔的边缘7最大距离的圆筒壳体元件2和圆筒壳体元件3之间的相对小的角度旋转27，其中生成的流动区域用黑色区域25示出。
图5示出了同样的角度旋转27，但是同时圆筒壳体元件2和圆筒壳体元件3在轴向方向26上相对于座孔的边缘7被移位，并且在该位置上产生的流动区域同样用较小的黑色区域25示出。
图6示出了通过轴向移位26到离座孔的边缘7最大距离的圆筒壳体元件2和圆筒壳体元件3之间的较大角度旋转27，其中所产生的最大流动区域用黑色区域25示出。
图7示出了同样较大的角度旋转，但是同时圆筒壳体元件2和圆筒壳体元件3在轴向方向26上相对于座孔的边缘7被移位，并且在该位置上产生的流动区域同样用黑色区域25示出。

Claims (9)

1.一种控制阀，所述控制阀具有位于阀外壳中的入口侧和出口侧，在所述阀外壳中安装有压力保持装置，用于保持所述入口侧与所述出口侧之间的恒定压差，所述组件包括旋转隔膜和节流构件，所述节流构件将自身设定成分别在入口压力与出口压力之间处于平衡、以及在一方面的所述入口压力和另一方面的所述出口压力以及弹簧力之间处于平衡，并且还具有量控制装置，所述量控制装置具有可调节的基本设定和流量开口减小装置，所述流量开口减小装置可以经由与一致动器连接的心轴致动，其中通过具有协作的外滑动壳体面和内滑动壳体面的孔口的相互旋转来建立量的控制，并且其中通过下游的圆筒壳体面的轴向移动，使通过所述致动器建立的流量的减小作为基本设定发生，且为了下游阻塞，所述物体承载有用于与所述阀外壳协作的密封区域，其特征在于，
通过也是包括协作的上游的圆筒壳体面的所述物体的轴向移动，使通过所述致动器影响而实现的在流动方向上的未覆盖区域的减小作为基本设定发生，并且
为了下游阻塞而与所述阀外壳协作的所述密封区域被承载在与协作的所述下游的圆筒壳体面的半径相比，离所述圆筒壳体面的轴线的距离更大的距离处。
2.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于所述压力保持装置包括将压力从所述入口经由位于所述心轴(10)和所述外圆筒元件(3)中的毛细通道(12、21、22、24)至所述旋转隔膜(5)的外侧(23)的传递，且所述通道在通过所述致动器的最多压入的位置上被关闭，用于传递。
3.根据权利要求2所述的控制阀，其特征在于通过具有凹槽(22)的阀装置来形成所述关闭，所述凹槽(22)被内部地设置在所述圆筒壳体元件(3)上，并且位于所述心轴(10)上的协作的外部凹槽与所述凹槽(22)接合。
4.根据权利要求2和3的控制阀，其特征在于所述心轴(10)在被安装在所述心轴上的固定止挡件(19)和所述外圆筒元件(3)之间设有复位弹簧(20)。
5.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于所述阀外壳(1)是一体件。
6.根据权利要求1-5所述的控制阀，其特征在于所述压力保持装置和所述流量控制装置被安装在所述阀外壳(1)中的同一个开口中。
7.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于同时给予协作的同轴的所述圆筒壳体面(2、3)相同的轴向移动。
8.根据权利要求1-7所述的控制阀，其特征在于包括协作的所述下游圆筒壳体面的所述物体被所述节流构件(6)全部地或部分地环绕。
9.根据以上权利要求中任一项所述的控制阀，其特征在于可旋转手柄(13)与所述心轴(10)和协作的同轴的所述圆筒壳体面(2)以不可旋转的方式相连接。
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