CN104279004A - 阀、特别是蒸汽阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及优选用于机动车辆的膨胀机器的阀(V)、特别是蒸汽阀。阀(V)包括：供给空间(1)、特别是流通蒸汽空间，介质、特别是蒸汽可通过阀供给(2)而供给到供给空间中；工作空间(3)，介质可从供给空间(1)供给到工作空间中，并且介质可在其中膨胀或压缩；阀部件(4)，可通过阀部件来打开或关闭供给空间和工作空间之间的连接；以及往复式阀杆(5)，其优选通过第一子区段(5.1)连接到阀部件(4)上，并且可由第二子区段(5.2)控制。特别地，阀(V)的特征在于皱折式波纹管(7)和/或阀回动元件(8)，皱折式波纹管用来部分地密封工作空间(3)，阀回动元件用来使阀部件(4)回动，并且布置在供给空间(1)中。

Description

阀、特别是蒸汽阀
技术领域
本发明涉及优选用于例如机动车辆的膨胀机器的阀、特别是蒸汽阀。
背景技术
现有技术包括用于使用来自内燃机的废热的系统，在内燃机中采用例如蒸汽回路。蒸汽回路包括膨胀机器，膨胀机器用完产生的蒸汽，并且将蒸汽转换成机械功。发展的一个目标是将尽可能高的效率的膨胀机器结合到这样的系统中。这里，对蒸汽入口的控制是关键成分。在使用往复式活塞膨胀机器时，例如，可使用蒸汽入口阀，从而使得能够借助于阀座来密封通往膨胀空间的流通蒸汽供给。借助于阀干来促动这样的蒸汽入口阀，密封元件使阀干与膨胀空间密封开。在其中膨胀空间中的压力水平大于用于促动阀的空间中的压力水平，或者更一般地大于膨胀空间外部的压力水平的工作循环阶段期间，发生通过密封元件的泄漏流，这代表有损失。此外，膨胀机器的效率决定性地取决于膨胀比。可借助于小的死容积来实现高膨胀比。
发明内容
本发明的目标是提供一种阀、特别是蒸汽入口阀，它具有尽可能最小的泄漏流和/或尽可能最小的死容积。
可借助于独立权利要求的特征来实现此目标。可在从属权利要求和以下描述中找到本发明的有利发展。
本发明提供一种有利地用于例如机动车辆(特别是商用车辆，诸如卡车或货车)的膨胀机器的阀，优选蒸汽阀，诸如蒸汽入口阀。阀同样可用于例如压缩机或内燃机。
阀包括：供给空间、特别是流通蒸汽空间，介质、特别是蒸汽、空气、流体等可通过阀供给而供给到供给空间中；工作空间，介质可从供给空间供给到工作空间中，并且介质可在工作空间中膨胀或压缩；阀部件，可通过阀部件来打开或关闭供给空间和工作空间之间的连接；以及阀杆，有利地是往复式阀杆，它优选通过第一子区段连接到阀部件上，并且/或者可有利地好像借助于第二子区段来从外部控制阀杆。
特别地，阀的特征在于它具有用于部分地、特别是气密性地密封工作空间的皱折式波纹管。作为备选方案或补充措施，特别地，阀的特征在于它具有阀回动元件，阀回动元件用来使阀部件回动，并且有利地完全布置在供给空间中。
皱折式波纹管布置成围绕阀杆，以及优选沿着阀杆延伸是可行的。
阀优选包括沿阀杆的纵向方向隔开的两个阀杆导引件，有利地一个用于阀杆的第一子区段，另一个用于阀杆的第二子区段。
可行的是，皱折式波纹管布置成围绕用于导引阀杆、特别是第一子区段的阀杆导引件，并且有利地可根据阀杆的移动，沿着阀杆导引件前后移动。
此外可行的是，皱折式波纹管优选地借助于其前部区段或端部区段，以或多或少固定的方式安装在用于导引阀杆、特别是第二子区段的阀杆导引件上。
皱折式波纹管的内表面可在流体方面连接到工作空间上，并且因而皱折式波纹管可优选地经受加压介质产生的内部压力。作为备选方案，皱折式波纹管的外表面可在流体方面连接到工作空间上，并且因而皱折式波纹管可优选地经受加压介质产生的外部压力。
皱折式波纹管实现成使得它适合有利地适应阀杆的往复移动，并且/或者实现成使得它伴随阀杆移动。
皱折式波纹管优选由金属材料制成。
此外阀可具有阀空间，阀杆的第二子区段至少部分地在阀空间中延伸，并且用于导引阀杆、特别是第二子区段的阀杆导引件例如可部分地界定阀空间。
皱折式波纹管特别地用于将工作空间与阀促动区段和/或阀空间的外部密封开，通常在阀空间的外部有大气压力。阀促动区段特别地包括阀空间和/或阀杆的第二子区段。
阀有利地具有阀壳体，阀杆的第二子区段优选地经由阀空间而通过阀壳体到达外部，以使得它能够被用于控制阀的控制部件(例如控制凸轮)促动。
阀回动元件有利地用来使阀部件回到其关闭位置，并且/或者布置成使得它好像直接对阀部件、特别是阀部件的端面起作用。阀部件的端面有利地朝向供给空间。
阀回动元件优选地实现为回动弹簧，例如螺旋回动弹簧。
阀部件可置于阀座上，以便关闭供给空间和工作空间之间的连接，并且可有利地从阀座上释放，以便确保供给空间和工作空间之间的连接。
可行的是，阀部件成为阀杆、特别是阀杆的第一子区段的一部分、特别是组成部分和/或整体部分。因而阀杆有利地包括第一子区段、第二子区段和阀部件。
可行的是，阀杆(特别是阀部件)有利地在旋转方面与皱折式波纹管分开，以及/或者安装成以便可独立于皱折式波纹管而旋转。这使得例如阀部件能够至少在其往复移动期间略微旋转，这是有利的、特别是因为与阀部件和阀座有关的磨损的原因。
阀部件可借助于其面向供给空间的端面来部分地界定供给空间。
皱折式波纹管和阀回动元件以及有利地阀杆、特别是阀部件优选彼此同轴地延伸。
此外应当提到的是，加压介质有利地在工作空间中膨胀或压缩，同时供给空间和工作空间之间的连接是关闭的。因而工作空间特别地是膨胀或压缩空间。
此外应当提到的是，阀杆的第一子区段也可被称为阀干，并且阀杆的第二子区段阀杆也可被称为挺杆。
阀优选是蒸汽阀。介质优选是能够做功的介质、特别是蒸汽。
可行的是，使用皱折式波纹管作为用于使阀部件回到例如其关闭位置的唯一回动元件。作为备选方案，皱折式波纹管可用作阀回动元件之外的回动元件。为此，皱折式波纹管可实现为具有弹簧作用的皱折式波纹管。
本发明不局限于阀，而是还包括用于机动车辆(优选商用车辆，例如卡车或公交车)的膨胀机器或压缩机器，它们具有在本文中描述的阀。可行的是，阀实现为膨胀或压缩机器的直立阀、悬阀或侧阀。
本发明此外包括具有本文描述的阀或膨胀或压缩机器的机动车辆，优选商用车辆，诸如卡车或公交车。
附图说明
本发明的以上描述的优选实施例可按任何期望方式组合。在从属权利要求中公开本发明的其它有利发展，或者根据本发明的优选实施例的以下描述以及附图，其它有利发展将显现，其中：
图1显示通过根据本发明的一个实施例的阀的横截面，以及
图2显示通过根据本发明的另一个实施例的阀的横截面。
部件列表
1供给空间
2阀供给
3膨胀空间
4阀部件
4.1阀座
5阀杆
5.1阀杆的第一子区段(阀干)
5.2阀杆的第二子区段(挺杆)
6阀空间
7皱折式波纹管
8阀回动元件
9阀杆导引件
10阀壳体
11控制部件
12阀杆导引件
V阀
VB阀促动区段
AS阀的外部。
具体实施方式
图中显示的实施例部分地对应，相似或相同的部件设有相同参考符号，并且为了说明实施例，还参照了其它实施例的描述，以便避免重复。
图1显示通过根据本发明的一个实施例的阀V的横截面。阀V优选是有利地用于机动车辆的膨胀机器的蒸汽阀、特别是蒸汽入口阀。在下面参照介质“蒸汽”来描述阀V，蒸汽能够做功。但是，阀V的用途不局限于介质“蒸汽”，而是还可用于其它流体，例如可压缩流体。
阀V具有供给空间1、特别是流通蒸汽空间，蒸汽可通过阀供给2而供给到供给空间1中。
此外阀V具有工作空间、特别是膨胀空间3，蒸汽可从流通蒸汽空间1供给到工作空间中，并且在工作空间中，蒸汽可膨胀。在这种情况下，膨胀空间3中的压力大体处于比膨胀空间3的外部的压力大的压力。
此外阀V具有阀部件4，借助于阀部件4，可打开或关闭流通蒸汽空间1和膨胀空间3之间的连接，并且阀部件4的端面有利地部分地界定流通蒸汽空间1。
此外阀V具有阀杆5，有利地是往复式阀杆，它包括第一子区段5.1、第二子区段5.2和阀部件4。第一子区段5.1连接到阀部件4上，而用于控制阀V的控制部件11(例如控制凸轮)可从阀V的外部促动第二子区段5.2，以便借助于阀部件4来打开或关闭流通蒸汽空间1和膨胀空间3之间的连接。
如果流通蒸汽空间1和膨胀空间3之间的连接打开，则流通蒸汽可传送到膨胀空间3中。如果流通蒸汽空间1和膨胀空间3之间的连接关闭，则流通蒸汽可在膨胀空间3中膨胀。
阀V装配有用于导引阀杆5的第一阀杆导引件9和用于导引阀杆5的第二阀杆导引件12。第一阀杆导引件9用来导引阀杆5的第一子区段5.1，并且第二阀杆导引件12用来导引阀杆5的第二子区段5.2。阀杆导引件9和12沿阀杆5的纵向方向隔开。
布置成围绕阀杆5的是皱折式波纹管7，它用来部分地且有利地以气密的方式密封膨胀空间3。特别地，皱折式波纹管7布置成围绕第一阀杆导引件9，并且可优选地有利地根据阀杆的移动，沿着第一阀杆导引件9前后移动。为了获得耐用性，皱折式波纹管7具有最小直径和最小长度。
阀V包括阀空间6，阀空间6由第二阀杆导引件12和阀壳体10界定。阀杆5的第二阀区段5.2的一部分在阀空间6内延伸，并且从阀空间6和阀壳体10通到外部，以使得其能够被控制部件11促动。
阀回动元件8完全容纳在流通蒸汽空间1中，并且用来使阀部件4回到其关闭位置。由于阀回动元件8布置在流通蒸汽空间1中，所以皱折式波纹管7可布置成使得死容积最大程度地减小。此外，从而可在本质上减小阀装置和阀V的总高度。
阀回动元件8实现为回动弹簧、特别是螺旋弹簧，它直接对阀部件4的端面起作用。
为了关闭流通蒸汽空间1和膨胀空间3之间的连接，阀回动元件8对阀部件4起作用，使得它压靠在阀座4.1上。为了打开流通蒸汽空间1和膨胀空间3之间的连接，控制部件11对阀杆5起作用，并且因此对阀部件4起作用，使得它从阀座4.1释放。沿相反的方向起作用的机构同样是可行的。
阀回动元件8和皱折式波纹管7和优选地阀杆5(特别是阀部件4)彼此同轴地延伸。
阀杆5安装成以便可围绕其纵向轴线旋转。因此，阀部件4同样可旋转。阀杆5、特别是阀部件4，在旋转方面与皱折式波纹管7分开，并且实际上可独立于皱折式波纹管7而旋转。这使得阀部件4能够以不同的定向抵靠着阀座4.1，并且因而对阀部件4和/或阀座4.1实现均匀的磨损。
从图1中可看出，皱折式波纹管7用来使膨胀空间3与阀V的外部AS、特别是阀促动区段VB密封开，阀促动区段VB包括阀空间6和阀杆5的第二子区段5.2，在那里，存在的压力通常低于处于膨胀压力的膨胀空间3中的压力。
在图1显示的本发明的实施例中，皱折式波纹管7的内表面，即，面向阀杆5的表面在流体方面连接到膨胀空间3。因而蒸汽可对皱折式波纹管7的内表面起作用，从而使得皱折式波纹管7能够经受内部压力。
应当提到的是，作为对阀回动元件8的备选方案或补充措施，皱折式波纹管7可实现为具有弹簧作用的回动元件，以使阀部件4回动。
图2显示通过根据本发明的另一个实施例的阀V的横截面。
图2中显示的实施例的一个特殊特征在于，借助于皱折式波纹管7的固定端或前部区段来将皱折式波纹管7安装在第二阀杆导引件12上。
另一个特殊特征在于，皱折式波纹管7的外表面，即，背离阀杆5的表面在流体方面连接到膨胀空间3上。因而蒸汽可对皱折式波纹管7的外表面起作用，从而使得皱折式波纹管7能够经受外部压力。
本发明不局限于上面描述的优选实施例。相反，许多变型和修改是可行的，它们同样可利用有创造性的概念，并且因此落在保护范围内。此外，独立于通过参照而结合的特征和权利要求，本发明还要求保护从属权利要求的主题和特征。

Claims (23)

1. 一种优选用于机动车辆的膨胀机器的阀(V)，例如蒸汽阀，所述阀具有
-供给空间(1)，介质、特别是蒸汽可通过阀供给(2)而供给到所述供给空间(1)中，
-工作空间(3)，所述介质可从所述供给空间(1)供给到所述工作空间(3)中，并且所述介质可在所述工作空间(3)中膨胀或压缩，
-阀部件(4)，可通过所述阀部件(4)来打开或关闭所述供给空间(1)和所述工作空间(3)之间的连接，
-往复式阀杆(5)，其优选通过第一子区段(5.1)而连接到所述阀部件(4)上，并且借助于第二子区段(5.2)来控制所述往复式阀杆(5)，
其特征在于
-所述阀(V)具有皱折式波纹管(7)，所述皱折式波纹管(7)用来部分地密封所述工作空间(3)，以及/或者
-所述阀(V)具有阀回动元件(8)，所述阀回动元件(8)用来使所述阀部件(4)回动，并且布置在所述供给空间(1)中。
2. 根据权利要求1所述的阀(V)，其特征在于，所述皱折式波纹管(7)布置成围绕所述阀杆(5)。
3. 根据权利要求1或2所述的阀(V)，其特征在于，所述皱折式波纹管(7)布置成围绕用于导引所述阀杆(5)、特别是所述阀杆(5)的所述第一子区段(5.1)的阀杆导引件(9)，并且所述皱折式波纹管(7)可优选地沿着该阀杆导引件(9)前后移动。
4. 根据前述权利要求中的任一项所述的阀(V)，其特征在于，所述皱折式波纹管(7)以固定的方式安装在用于导引所述阀杆(5)、特别是所述阀杆(5)的所述第二子区段(5.2)的阀杆导引件(12)上。
5. 根据前述权利要求中的任一项所述的阀(V)，其特征在于，所述皱折式波纹管(7)的内表面在流体方面连接到所述工作空间(3)，并且所述皱折式波纹管因而可优选地经受内部压力。
6. 根据权利要求1至4中的任一项所述的阀(V)，其特征在于，所述皱折式波纹管(7)的外表面在流体方面连接到所述工作空间(3)，并且所述皱折式波纹管因而可优选地经受外部压力。
7. 根据前述权利要求中的任一项所述的阀(V)，其特征在于，所述皱折式波纹管(7)用来适应所述阀杆的移动，并且有利地跟随所述阀杆的移动。
8. 根据前述权利要求中的任一项所述的阀(V)，其特征在于，所述皱折式波纹管(7)是金属的。
9. 根据前述权利要求中的任一项所述的阀(V)，其特征在于，所述阀(V)具有阀空间(6)，并且所述阀杆(5)的所述第二子区段(5.2)至少部分地在所述阀空间(6)中延伸。
10. 根据前述权利要求中的任一项所述的阀(V)，其特征在于，所述皱折式波纹管(7)用于使所述工作空间(3)与下者密封开：
-阀促动区段(VB)、特别是所述阀空间(6)和/或所述阀杆(5)的所述第二子区段(5.2)，以及/或者
-所述阀(V)的外部(AS)。
11. 根据前述权利要求中的任一项所述的阀(V)，其特征在于，所述阀(V)具有阀壳体(10)，并且所述阀杆(5)的所述第二子区段(5.2)优选地通过所述阀空间(6)而通到所述阀壳体(10)的外部，以使得其能够被用于控制所述阀(V)的控制部件(11)促动。
12. 根据前述权利要求中的任一项所述的阀(V)，其特征在于，所述阀回动元件(8)用来使所述阀部件(4)回到其关闭位置，并且/或者布置成使得它直接对所述阀部件(4)起作用。
13. 根据前述权利要求中的任一项所述的阀(V)，其特征在于，所述阀回动元件(8)实现为回动弹簧。
14. 根据前述权利要求中的任一项所述的阀(V)，其特征在于，所述阀部件(4)可置于阀座(4.1)上。
15. 根据前述权利要求中的任一项所述的阀(V)，其特征在于，所述阀部件(4)是所述阀杆(5)的一部分、特别是所述阀杆(5)的所述第一子区段(5.1)的一部分。
16. 根据前述权利要求中的任一项所述的阀(V)，其特征在于，所述阀部件(4)在旋转方面与所述皱折式波纹管(7)分开，并且特别地，安装成以便可独立于所述皱折式波纹管(7)而旋转。
17. 根据前述权利要求中的任一项所述的阀(V)，其特征在于，所述阀部件(4)的端面部分地界定所述供给空间(1)。
18. 根据前述权利要求中的任一项所述的阀(V)，其特征在于，所述皱折式波纹管(7)和所述阀回动元件(8)同轴地布置。
19. 根据前述权利要求中的任一项所述的阀(V)，其特征在于
-所述阀(V)是蒸汽阀，并且/或者
-所述介质是能够做功的介质，优选是蒸汽。
20. 根据前述权利要求中的任一项所述的阀(V)，其特征在于，所述皱折式波纹管(7)用作使所述阀部件(4)回动的回动元件。
21. 一种用于机动车辆、优选用于商用车辆的膨胀或压缩机器，其具有根据前述权利要求中的任一项所述的阀(V)。
22. 根据权利要求21所述的膨胀或压缩机器，其特征在于，所述阀(V)实现为立式阀(V)。
23. 一种机动车辆、优选商用车辆，其具有根据权利要求1至20中的任一项所述的阀(V)或根据权利要求21或22所述的膨胀或压缩机器。
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