CN103939652A - 阀装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种阀装置，其带有：阀壳体，在其中可动地支承的阀元件可在释放位置与锁止位置之间移动，以便影响在通入阀壳体中的输入接口与从阀壳体通出的输出接口之间的流动路径中的流体流；以及带有驱动装置用于在释放位置与锁止位置之间移动阀元件，其中，阀壳体在端侧设有至少一个固定法兰，其包括侧向伸出的至少一个突起，突起构造用于容纳固定器件，以便使阀壳体能够固定在阀支座处。根据本发明设置成，在腔容积中布置有用于影响和/或探测阀元件的功能的电子功能单元，该腔容积局部地由阀壳体的邻接到固定法兰处的侧面和固定法兰的邻接到该侧面处的表面来确定。

Description

阀装置
技术领域
本发明涉及一种阀装置，其带有：阀壳体，在其中可动地支承的阀元件可在释放位置与锁止位置之间移动，以便影响在通入阀壳体中的输入接口与从阀壳体通出的输出接口之间的流动路径中的流体流；
以及带有驱动装置用于在释放位置与锁止位置之间移动阀元件，其中，阀壳体在端侧设有至少一个固定法兰，其包括侧向伸出的至少一个突起，突起构造用于容纳固定器件，以便使阀壳体能够固定在阀支座(Ventiltraeger)处。
背景技术
由对于申请人已知的未书面记载的现有技术得出一种阀装置，其可以以一端侧被置于阀支座上，其中，在该端侧中不仅构造输入接口而且构造输出接口。由此在将阀装置装配到阀支座上时，阀装置的输入接口和输出接口就可与阀支座的所关联的流体通道进入流体连通的连接中。在此，阀壳体在横向于端面取向的横截面平面中具有大致T形的横截面，其中，T形横截面的两个边腿布置在端侧的区域中并且用作被凹口穿过的固定法兰，使得固定法兰可用于尤其借助于合适的螺栓将阀壳体固定在阀支座处。此外，在阀壳体的一端面(其邻接到与固定法兰的端面对立的表面处)处构造有插座(Steckbuchse)，其设置用于容纳信号插头。借助于信号插头可将电信号经由合适的电导线从控制装置导引到阀装置中并且将信号从阀装置导引到控制装置处。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阀装置，其以灵活的方式在确保结构形式紧凑的情况下可被匹配于不同的使用条件。
该目的对于开头提及的类型的阀装置利用权利要求1的特征来实现。在此设置成，在腔容积(Raumvolumen)中布置有用于影响和/或探测阀元件的功能的电子功能单元，该腔容积局部地由阀壳体的邻接到固定法兰处的侧面和固定法兰的邻接到该侧面处的表面来确定。电子功能单元根据设计例如用于影响由外部控制装置所提供的电信号到容纳在阀壳体中的驱动装置处。在此，电子功能单元尤其可设立用于将由控制装置以可预设的数据格式所提供的控制信号转换成适合用于操控驱动装置的控制信号，以使能够通过驱动装置移动阀元件。此外，补充地或备选地，电子功能单元可构造用于探测至少一个状态和/或与阀元件相联系的量、例如阀元件的位置和/或速度。在此，电子功能单元尤其可构造用于探测布置在阀壳体中的且与阀元件相关联的传感器或装备有传感器，其可穿过阀壳体来检测位置和/或与阀元件相联系的另一量。此外，电子功能单元可被用于处理一个传感器或多个传感器的传感器信号，以便例如使能够受调节地操控驱动装置并且/或者以便将传感器信号转换成适合于将传感器信号传输到控制装置处的可预设的数据格式。
本发明的有利的改进方案是从属权利要求的内容。
当用于移动阀元件的驱动装置容纳在功能单元中并且构造用于尤其在磁力的应用下无接触地将力传递到阀元件上时，是有利的。由此可在故障情况中设置有驱动装置的迅速更换，而不必将带有构造在其处的输入和输出接口的阀壳体从阀支座中拆下。由此可避免，必须使阀装置接入其中的流体循环打开(因此与不希望的流体流出和/或不希望的流体污染相联系)。示例性地，驱动装置构造为磁性的或压电的伺服驱动器，其中，可设置有例如经由磁性联结无接触的到容纳在阀壳体中的阀元件上的力传递。在电子功能单元中例如布置有用于伺服驱动器的控制电子装置(Ansteuerelektronik)和必要时用于伺服驱动器的受调节的运行的一个或多个传感器。
在阀装置的一备选的实施形式中，驱动装置布置在阀壳体中并且功能单元构造用于将电信号无接触地耦入驱动装置和/或从其中耦出。由此可放弃在阀壳体的外表面处的电触点，从而在带有腐蚀物质的环境中使用阀装置时不必为电触点设置复杂的密封措施。电信号的这样的无接触的耦入和耦出尤其可通过在电子功能单元与驱动装置之间的感应性的耦合来实现，由此除了传感器信号和/或控制器信号之外还可将电功率充足地提供到驱动装置处。
在本发明的一改进方案中设置成，功能单元包括电气插接装置，其匹配于构造在阀壳体上的、尤其布置在阀壳体的邻接到固定法兰处的侧面处和/或在固定法兰的邻接到该侧面处的端面处的插接装置，以便使能够传递电信号。将电子插接装置用于在功能单元与可能容纳在阀壳体中的电气和/或电子装置(如驱动装置和/或传感器和/或用于驱动装置的控制电子装置)之间建立一个或多个电连接确保了对于阀装置的成本有利的构造方式。插接装置例如可包括导电的多个插接柱(Steckpfosten)，其从内向外密封地且相互电绝缘地穿过阀壳体并且其可与在功能单元中对应地构造的插套(Steckhuelse)机械地和电气地连接。补充地，这些插接柱可被从阀壳体伸出的环绕的凸缘围绕，该凸缘构造用于容纳支承插套的、构造在功能单元处的插接块(Steckblock)，由此在阀壳体与功能单元之间获得机械的、尤其密封的联结。备选地，阀壳体关联有相应的插接柱可插入其中的插座(Steckbuchse)。
在本发明的另一设计方案中设置成，功能单元包括优选地与插接装置电连接的、尤其多芯线地构造的联接缆线，用于与上级控制装置连接。联接缆线构造用于在功能单元与控制装置之间损失和干扰小地传递电信号。此外，联接缆线用于提供电功率到用电器例如驱动装置(其布置在功能单元中并且/或者其布置在阀壳体中且应由功能单元来供应)处。
优选地在功能单元中布置有电子线路，其构造用于影响可经由联接缆线传递的电信号。该电路例如可以是用于驱动装置的控制电路并且/或者是用于传感器信号的评估电路，其中，选择性地可设置有从控制装置至控制电路或从评估电路至控制装置的单向信号通讯或者在控制装置与控制线路之间和/或在评估线路与控制装置之间的双向信号通讯。
当在功能单元中布置有用于检测与阀元件功能位置相联系的至少一个测量量的测量装置时，是有利的。该测量装置例如可包括用于阀元件的位置的位置传感器。补充地或备选地，该测量装置还可构造用于检测流体相关的测量值，如温度、流速、压力或者可无接触地或有接触地测量的其它流体特性。
在本发明的另一设计方案中设置成，功能单元构造成方形或L形或U形。
当驱动装置构造为磁驱动器、为带有磁控制元件的驱动器、为带有由形状记忆材料构成的元件的驱动器、为电活性聚合物驱动器或为压电式驱动器时，是适宜的。
优选地在阀壳体处和在功能单元处分别设置有对应的联结元件，用于将功能单元固定在阀壳体上、用于构造卡锁联结(Rastkupplung)。借助于联结元件，能够将功能单元可靠地固定在阀壳体处。在此可在阀壳体处和/或在功能单元处设置有彼此对应的卡锁鼻和卡锁凹口，其共同形成卡锁联结。补充地或备选地，可在阀壳体处和/或在功能单元处构造有联结元件用于功能单元与阀壳体的力配合的连接。
在本发明的一有利的改进方案中，在阀壳体处和在功能单元处设置有彼此对应的引导器件，其确保功能单元沿着锁止运动与阀壳体的形状配合的引导。例如，阀壳体和功能单元装备有燕尾引导的元件，从而已在到达功能位置之前确保功能单元形状配合地联结到阀壳体处。
在本发明的另一设计方案中设置成，在功能单元处在与固定法兰的表面相对而置的外表面处构造有凹口，其设置用于功能单元形状配合地锁止在固定器件的贯穿阀壳体的固定法兰的操纵部段处。设置用于将阀壳体固定在阀支座处的固定器件、尤其紧固螺栓的螺栓头由此可以以简单的方式被用作对于功能单元的配对联结元件，使得其例如可在放弃卡锁舌对的情况下更简单地来设计。
附图说明
在附图中示出本发明的有利的实施形式。其中：
图1示出构造用于安装功能单元的阀壳体的前视图；
图2示出从上面对根据图1的阀壳体的视图；
图3示出从下面对根据图1阀壳体的视图；
图4示出构造用于安装在根据图1至3的阀壳体处的第一功能单元：
图5示出构造用于安装在根据图1至3的阀壳体处的第二功能单元：
图6示出带有根据图1至3的阀壳体以及带有根据图4和5的功能单元的阀装置以及
图7示出带有根据图1至3的阀壳体以及带有具有不同地构造的联结元件的功能单元的阀装置。
具体实施方式
在图1至3中示出带有大致T形横截面的阀壳体1，如其尤其应用在自动化技术和过程技术中那样。在阀壳体1中可动地支承有未详细示出的阀元件，其可在释放位置与锁止位置之间移动。在锁止位置中，阀元件密封地贴靠在同样未示出的阀座处且因此锁止沿着在图3示出的、通入阀壳体中1的输入接口2与从阀壳体1通出的输出接口3之间延伸的流动路径的流体流。在此，不仅输入接口2而且输出接口3贯穿阀壳体1的示例性地平地构造的端面4。在释放位置中至少部分地释放该流动路径，使得流体可从输入接口2通过阀壳体1流动直至输出接口3。设置用于影响阀元件的位置的未示出的驱动装置可构造用于阀元件的接通的运动或用于阀元件的可自由选择的定位。
端面4构造在阀壳体1的固定法兰5处，其与阀基体6共同形成阀壳体1且其侧向伸出超过阀基体6。固定法兰5示例性地对称地来构造，使得在相反的方向上从阀基体6伸出的两个突起7、8与阀基体6在横向于端面4取向的横截面平面中共同确定阀壳体1的T形横截面。
这两个突起7、8分别被横向于端面4取向的凹口9、10穿过，凹口9、10示例性地可构造为圆形的通孔。为说明突起7、8的功能，在凹口9、10中分别容纳有紧固螺栓11、12，其使阀壳体1能够优选地密封地固定在未详细示出的阀支座处，阀支座例如可以是被流体通道贯穿的通道板。
在彼此相反的、示例性地平行于根据图1的图示平面取向的外表面15、16，例如分别构造有成对布置的卡锁凹口17。此外，在这两个外表面15、16之间延伸的第一侧面18处布置有插接装置20，其具有未详细示出的多个插接柱以及包围插接柱的环绕的凸缘21。凸缘21配备有布置在外侧的、尤其由橡胶弹性材料制成的密封装置24，其构造用于密封地容纳下面详细说明的插座。如可由图1和2得悉，插接装置20构造有比侧面18更小的横截面面积。
与第一侧面18对立的第二侧面19示例性地平地且无插接装置地来构造。
在图4中示出电子功能单元30的示例性的第一实施形式，其设置用于安装在第一侧面18处。电子功能单元30示例性地构造成方形并且具有侧向伸出的、分别成对地彼此相对而置的、弯曲弹性地构造的卡锁舌(Rastzunge)31，其在内表面上分别设有以虚线表示的、向内伸出的卡锁鼻32。
功能单元30示例性地构造成使得功能单元30的横截面到平行于端面4取向的未示出的投影平面上的投影至少大致相应于突起7、8的邻接到侧面18、19处的表面22、23到该投影平面上的投影。在未示出的实施形式中，功能单元在法向于端面4的方向上延伸超过阀壳体1并且/或者法向于侧面18伸出超过突起8。在法向于图1的图示面的空间方向上，阀壳体1和功能单元30优选地具有相同的尺寸。
功能单元30的卡锁舌31使以其卡锁鼻32能够形状配合地接合到阀壳体1的卡锁凹口17中。在电子功能单元30的表面33(其尤其构造用于平面地贴靠在第一侧面18上)处成形有插座34，其匹配于插接装置20且其具有未详细示出的多个插接触点、尤其插接套。通过将电子功能单元30安装在阀壳体1处，在插座34与插接装置20之间来建立导电的连接，从而使能够在功能单元30中的电子线路与阀壳体1中的电气和/或电子部件之间传递电信号。电气和/或电子部件尤其可以是用于阀元件的电气驱动器件和/或是用于检测流体相关的量和/或阀元件的位置的传感器件。包含在功能单元30中的、未详细示出的电子线路用于影响例如由未示出的控制装置经由信号缆线35来提供且设置用于在功能单元30中和/或在阀壳体1中的进一步处理的电信号。补充地或备选地，电子线路还可编辑和处理来自阀壳体1的信号并且/或者经由信号缆线35传输到控制装置中。
图5中示出电子功能单元40，其可以以与电子功能单元30相同的方式被固定在阀壳体1处并且其同样具有用于影响电信号的未示出的电子线路。与功能单元30不同，功能单元40不构造用于将信号有线地耦入阀壳体1中和/或从其中耦出。而是设置成电信号无线地、即无接触地从功能单元40耦入阀壳体1中和/或由阀壳体1耦出到功能单元40中。这样的无线信号传输优选地可在电感的和/或在电容的和/或在光学的路径上来进行。补充地或备选地，功能单元40可配备有一个或多个传感器，其使能够穿过优选地气密地密封地实施的阀壳体1无接触地探测物理量、尤其阀元件的位置和/或流体的体积流。功能单元40示例性地用于阀元件的位置的无接触的检测以及用于将电能耦入到容纳在阀壳体1中的用于移动阀元件的驱动装置处。
在图6中，这两个功能单元30和40联结到阀壳体1处并且使电信号能够耦入到阀壳体1中和/或从阀壳体1中耦出并且/或者使能够有线地和/或无接触地检测在阀壳体1中存在的物理量。
在此阀壳体1和功能单元30、40形成阀装置，利用其可来影响通过设有未示出的流体通道的阀支座50的一个或多个流体流。
在功能单元60的在图7中示出的实施形式中，不同于根据图4至6的功能单元30和40，设置有形状配合地起作用的两个联结元件的组合。在此，第一联结元件以与在功能单元30和40中相同的方式由相对而置的卡锁舌31(其设有卡锁鼻32)形成。该第一联结元件与卡锁凹口17共同构造卡锁联结。第二联结元件在功能单元60中由构造在端侧的鼻部61形成，鼻部61设有与紧固螺栓11的螺栓头相匹配的凹口62。鼻部61这样包围紧固螺栓的螺栓头，使得与卡锁联结一起确保功能单元60在阀壳体1处的形状配合的锁止。优选地，借助于摆动运动（如其在图7中利用箭头所示)实现功能单元60装配到阀壳体1处或从阀壳体1拆卸。

Claims (12)

1.一种阀装置，其带有：阀壳体(1)，在其中可动地支承的阀元件能够在释放位置与锁止位置之间移动，以便影响在通入所述阀壳体中(1)的至少一个输入接口(2)与从所述阀壳体(1)通出的至少一个输出接口(3)之间的流动路径中的流体流；以及带有驱动装置用于在所述释放位置与所述锁止位置之间移动所述阀元件，其中，所述阀壳体(1)在端侧设有至少一个固定法兰(5)，其包括侧向伸出的至少一个突起(7，8)，所述突起(7，8)构造用于容纳固定器件(11)，以便使所述阀壳体(1)能够固定在阀支座(50)处，其特征在于，在腔容积中布置有用于影响和/或探测所述阀元件的功能的电子功能单元(30；40)，所述腔容积局部地由所述阀壳体的邻接到所述固定法兰(5)处的侧面(18，19)和所述固定法兰(5)的邻接到所述侧面(18，19)处的表面(22，23)来确定。
2.根据权利要求1所述的阀装置，其特征在于，用于移动所述阀元件的所述驱动装置容纳在所述功能单元(30；40)中并且构造用于尤其在磁力的应用下无接触地将力传递到所述阀元件上。
3.根据权利要求1所述的阀装置，其特征在于，所述驱动装置布置在所述阀壳体(1)中，并且所述功能单元(40)构造用于将电信号无接触地耦入所述驱动装置和/或从其中耦出。
4.根据权利要求1所述的阀装置，其特征在于，所述功能单元(30)包括电气插接装置(34)，其匹配于构造在所述阀壳体(1)处的、尤其布置在所述阀壳体(1)的邻接到所述固定法兰(5)处的侧面(18)处和/或在所述固定法兰(5)的邻接到所述侧面(18)处的端面处的插接装置(20)，以便使能够传递电信号。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的阀装置，其特征在于，所述功能单元(30；40)包括优选地与所述插接装置(20，34)电连接的、尤其多芯线地构造的联接缆线(35)用于与上级控制装置连接。
6.根据权利要求5所述的阀装置，其特征在于，在所述功能单元(30；40)中布置有电子线路，其构造用于影响能够经由所述联接缆线(35)传递的电信号。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的阀装置，其特征在于，在所述功能单元(30；40)中布置有测量装置，用于检测与所述阀元件的功能位置相联系的至少一个测量量。
8.根据前述权利要求中任一项所述的阀装置，其特征在于，所述功能单元(30；40)构造成方形或L形或U形。
9.根据前述权利要求中任一项所述的阀装置，其特征在于，所述驱动装置构造为磁驱动器、为带有磁控制元件的驱动器、为带有由形状记忆材料构成的元件的驱动器、为电活性聚合物驱动器或为压电式驱动器。
10.根据前述权利要求中任一项所述的阀装置，其特征在于，在所述阀壳体(1)处和在所述功能单元(30；40)处分别设置有对应的联结元件(17，31，32)，用于将所述功能单元(30；40)固定在所述阀壳体(1)处、尤其用于构造卡锁联结。
11.根据前述权利要求中任一项所述的阀装置，其特征在于，在所述阀壳体(1)处和在所述功能单元(30；40)处设置有彼此对应的引导器件，其确保所述功能单元(30；40)沿着锁止运动与所述阀壳体(1)的形状配合的引导。
12.根据前述权利要求中任一项所述的阀装置，其特征在于，在所述功能单元处在与所述固定法兰(5)的表面(22，23)相对而置的外表面处构造有凹口，其设置用于所述功能单元在固定器件(11)的贯穿所述阀壳体(1)的固定法兰(5)的操纵部段处的形状配合的锁止。
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