CN104364510B - 压力调节阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压力调节阀(10)，其具有磁促动器(16)。磁促动器(16)操纵阀单元(22，68，72)。所述阀单元(22，68，72)加载封闭元件(24)，所述封闭元件或释放或封闭阀座(26)。所述阀座(26)具有向外打开的边沿(54)，排放流动(40)在所述边沿上从阀座(26)断开并且靠到所述封闭元件(24)上。

Description

压力调节阀

背景技术

由文献DE 10 2004 002 964A1已知一种压力调节阀，其中，在内燃机停止状态下打开压力调节阀，这表示：从高压存储器到低压管路中的连接被封闭元件释放。为此，压力调节阀具有磁促动器，给所述磁促动器通电用于封闭所述封闭元件，其中，衔铁将封闭元件调节到阀座中。为了打开封闭元件，设置有弹簧元件，该弹簧元件相反于磁促动器的磁力作用并且由此使衔铁和固定在其上的衔铁销沿打开方向运动。并且由此，封闭元件从阀座抬起并且释放高压存储器和低压管路之间的液压的回流连接。到低压管路的液压的回流连接从后置于阀座的阀腔中出来地实现，设置有从所述阀腔中径向地在侧面分支的孔，所述孔通到在高压存储器的壳体中的低压管路中。

文献DE 10 2010 043 097.7也涉及一种压力调节阀。该压力调节阀用于打开或封闭用于内燃机的喷射装置的高压存储器的排出口并且包括阀元件。该阀单元由磁促动器操纵。磁促动器借助于衔铁作用到封闭元件上，该封闭元件封闭或释放从高压存储器到阀腔的液压连接。并且衔铁板包括一个衔铁板和一个衔铁销并且在阀壳体中轴向可动地引导。衔铁板在衔铁腔中可动地布置。阀腔与低压接头处于液压连接中。衔铁腔经由回流连接与阀腔液压地连接。

发明内容

按照本发明提出，给流入到球形地构成的封闭元件上的燃料流突显出明确的流动路径，以便由此使围绕所述球形地构成的封闭元件的流动稳定。为了预先给定所述明确的流动路径，为此考虑，所述流动在座的端部上脱离并且靠到球上。这一点这样实现，即，在座区域的端部上构成轮廓明确的、向外打开的边沿。向外打开的边沿的在座区域的端部上的打开角度与座角度相比大几乎20°的数量级。以优化的方式，打开角度为大约180°。

为了实现所述流动贴靠在球形地构成的封闭元件上，按照本发明实现在轴向方向上的流出部，所述流出部从大约120°的球包围角度起接收所述流动。然而，在此总是确保，磁促动器将力施加到球形地构成的封闭元件上。球止挡或者构造为球冠或者构造为椎体，从而形成所述球形地构成的封闭元件的与之相应的位置固定并且能够在预先给定的高压水平下传递为了可靠地保持所述球形地构成的封闭元件封闭而必要的力。

现在，多个、优选至少三个释放件在圆周上对称分布地布置在球止挡中，通过所述释放件将调控量导出到回流中。在这些小的基本上轴向延伸的孔的另一侧上，被调控的量聚集在中央孔中，所述中央孔进一步引导流体、在此为燃料。所述至少3个基本上在轴向方向上延伸的开口的横截面如此选择，使得每个单个的孔用作节流阀，然而整个横截面积足以用于全部回流量的调控。由此，在最大的流通的情况下实现了被限定的压力差Δp。

流体的导出在轴向孔的具有角件的端部上实现。节流阀可以集成到该角件中，在替代实施方式中，该节流阀也可以处于中央孔的端部上。借助于该节流元件可以使回流的压力波相对于阀保持远离。优选由90°连接装置构型的液压连接自身已经阻止了回流的压力波的耦合输入的一部分，因为压力波在角件的内部被自发地反射。

作为用于操纵按照本发明提出的封闭元件的促动器，既可以采用扁平衔铁也可以采用插入式衔铁。对于磁体的结构型式起绝定性的是其特性曲线，所述特性曲线与液压阀特性曲线共同作用确保了压力调节阀或其球形地构成的封闭元件的最大可能的稳定性。

发明优点：

有利地，可以通过按照本发明提出的解决方案来实现：燃料流动靠到优选圆形地构成的封闭元件的球面上，并且由此可以在封闭元件的运行点的区域中确保液压力保持不变，所述液压力作用到球形地构成的封闭元件上。由此，可以实现，就施加到封闭元件或操纵该封闭元件的、通常销形地构成的阀单元上的液压力而言的力作用不经受波动，因为力平衡基本上保持不变。由此，可以避免不稳定性、尤其是压力调节阀中的噪声和压力波。所提及的不稳定性对于衔接在压力调节阀上的低压回路是不利的并且通过按照本发明提出的解决方案如果没有被完全消除至少也被大幅降低。作为按照本发明提出的解决方案的另一优点可言及的是，可以避穴蚀损害(Kavitationsschaeden)。因此，这使得避免了具有蒸汽的指向壁的流动，从而排除了聚集的蒸汽鼓风进而排除了穴蚀现象，该穴蚀现象会导致材料损耗。

附图说明

根据附图以下详细地描述了本发明。

附图示出：

图1：压力调节阀的横截面；

图2：用于球形的封闭元件的迄今为止的阀座布置的部分图示；

图3：按照本发明的阀座的按照本发明的实施方式；

图4：按照本发明的、具有插入式衔铁的压力调节阀的实施变型；

图5：具有扁平衔铁的压力调节阀的按照本发明的实施变型；

图6：具有封闭弹簧的压力调节阀的实施变型和

图7：在使用具有封闭弹簧的扁平衔铁的情况下按照本发明提出的压力调节阀的另一实施变型；

图8：按照本发明的阀座的另一实施变型和

图9：压力调节阀的另一实施变型，其中，在插入式衔铁中借助于C形环来支承。

具体实施方式

按照图1的图示可得知一种压力调节阀10，该压力调节阀包括阀体12。在阀体12中存在磁促动器16，该磁促动器在按照图1的该实施例中例如构造为磁线圈。该磁线圈通过电接触装置14电接触，该电接触装置14集成到压力调节阀10的保护罩中。

按照在图1中的图示的压力调节阀10的阀体12包括出口18，通过该出口来调控从由空腔20到低压侧回流区域中的回流量。如图1所示，在此销形地构成的衔铁形阀单元22延伸经过阀体12，该阀单元加载封闭元件24。通过阀单元22将封闭元件24调节到阀座26中，该阀座在阀座26被封闭的情况下封闭出口节流阀28。从而没有燃料可以经由出口节流阀28流到空腔20中进而流出到低压侧出口18中。在图1示出的状态下，球形地构成的封闭元件24被示出处于其封闭位置中。也就是说，阀座26是封闭的。

图2以增大的比例示出了作用到压力调节阀的球形地构成的封闭阀上的力。

图2示出，在封闭元件24被打开的情况下，在封闭元件24的球面34与限界阀座26的面之间形成排放流动40。从以参考标记36确定的阀座直径36出发，形成了该排放流动40的两个不同的流动路径30或32。相对于按照图2的组件的对称轴线38，排放流动40的第一流动路径30沿着阀座26的面延伸，而按照第二流动路径32形成了部分地跟所述随球形地构成的封闭元件24的球面34的排放流动40。

由于这两个不同的流动路径30或32，液压力在压力调节阀10的运行点附近变化。因为两个路径大约是权利平等的，也就是说对于排放流动40不形成优选路径，排放流动40的流动路径30或32可以在运行期间连续变化。由此，施加到阀单元22上的力作用进而力平衡也变化。结果是在压力调节阀10中的噪声产生和形成的压力波方面产生了不稳定性，所述不稳定性也会耦合输入到被衔接的低压区域中并且因此大幅增强干扰作用。

本发明的实施方式：

由按照图3的图示可以得知用于压力调节阀的按照本发明提出的阀座的一个实施方式。

类似于按照图2的图示，球形地构成的封闭元件24处于打开状态中，从而阀座26是释放的并且排放流动40从出口节流阀28经由球面34与阀26的面之间的打开的间隙流出。不同于在图2中示出的实施变型的是阀座26，即，以打开角度56构成限界该阀座的面。在此，打开角度56表示这样的角度，阀座26以该角度构成。相对于对称轴线38，打开角度56最大为90°，该打开角度也称为座角度。如果相对于阀座26的对置的座面测量该打开角度56，则该打开角度最大可以为180°。类似的情况适用于打开角度58，该打开角度也可以相对于对称轴线38而且也可以相对于阀座26的在图3中未示出的对置的侧来限定。

在阀座26的终止区42中，轮廓明确地向外打开的边沿54衔接到以打开角度56(座角度)延伸的面上，该边沿也可以称为中断边沿(Abrisskante)。轮廓明确地向外打开的边沿54又以打开角度58衔接到阀座26的终止区42上，所述打开角度以参考标记58表示并且优选比阀座26的座角度大20°。轮廓明确地径向向外打开的边沿54、也就是中断边沿54相对于在图3中示出的按照本发明的阀座实施方案的对称轴线38总地以90°延伸。通过轮廓明确地向外打开的边沿54实现了，从出口节流阀28流出的排放流动40相对于阀座26的面成为脱离的流动44，所述脱离的流动又靠到封闭元件24的球面34上。为了将贴靠着的流动46按照图3中的图示保持在球面34上，在按照本发明的改进中设置有至少一个轴向延伸的排流通道50。所述至少一个通道50平行于出口节流阀28的以及这样的空间的对称轴线38延伸，在所述空间上构成阀座26。由按照图3的图示得知，球形地构成的封闭元件24在打开的状态下由类似于球冠的组件48固定。在该球冠形的组件48中构成所述至少一个排流通道50，所述排流通道相对于对称轴线38同轴心地延伸。优选地，排流通道50构造为孔，并且，在本发明的优选实施方式中，在球冠形的组件48中，多个例如3个较小的排流通道50在圆周上对称分布地布置，从而在阀座26完全打开的情况下被调控的总量可以被调控到低压侧上的中央孔52中。如由按照图3的图示得知，沿着球形地构成的封闭元件24的球面34形成贴靠着的流动46，所述流动相对于封闭元件24的球面34覆盖了90°到150°之间、尤其是120°的包围角度(Umschlinungswinkel)76。在相对于封闭元件24的球面34大约120°之后，也就是在14点钟位置中，施加的流动46与封闭元件24脱离并且如在图3中示例性地证实的那样流入到排流通道50中。球冠式组件48中的所述至少一个排流通道50的流动横截面60优选如此选择，使得每个单个的排流通道50用作节流阀，所有所构成的排流通道50的所有流动横截面60的总面积足够用于完全将被调控的回流量转导到中央孔52中。

从按照图4的图示得知按照本发明提出的压力调节阀的一个实施方式，该压力调节阀包括插入式衔铁。

由按照图4的实施变型得知，阀单元在该实施变型中构造为插入式衔铁68，该插入式衔铁被弹簧70加载。球冠形组件48处于插入式衔铁68的与封闭元件24对置的侧上，该球冠形组件包围球形地构成的封闭元件24。此外，在插入式衔铁68中示出排流通道50，被调控的量在阀座26打开的情况下经由所述排流通道溢流到中央孔52中。中央孔52除了过渡到阀体中之外过渡到角件62中，该角件表示回流区域的90°连接装置。在此，可以例如设置有至少一个节流元件66，通过该节流元件使被调控的回流量节流。以参考标记14标明电接触装置，通过该电接触装置控制在此表示为磁线圈的磁促动器16用于操纵在该实施变型中的插入式衔铁68。参考标记60表示排流通道50的流动横截面，参考标记54表示阀座26上的轮廓明确地向外打开的边沿。

由按照图5的图示可得知在使用具有弹簧的扁平衔铁的情况下的按照本发明提出的压力调节阀的实施变型。在图5示出的实施例中，采用扁平衔铁72，该扁平衔铁72被弹簧元件70加载。类似于在图4中示出的实施方式，按照图5的扁平衔铁72在其指向封闭元件24的一侧上具有球冠形的组件48。通过该球冠形的组件将在操纵磁促动器16时加作用到在此构造为扁平衔铁72的阀单元上的力传递到封闭元件24上。此外，排流通道50处于扁平衔铁72的端侧中，该端侧与球形地构成的封闭元件24对置，在此示出所述排流通道中的两个的横截面。在阀座26打开的情况下被控制的量通过排流通道50被引导到中央孔52中，并且从中央孔处经由至少一个节流元件66被引导到之前已经结合图4提及的90°连接装置64中，在此表示为角件62。在中央孔52的端部上实现将被调控的量导出到角件62中。现在是在中央孔52的端部上还是在角件62中布置有节流元件66可以是尚未确定的。借助于所述至少一个节流元件66可以将回流的压力波保持远离按照本发明提出的压力调节阀。通过90°连接装置64给出的组件自身也已经部分地阻止了回流的压力波的耦合输入，因为所述压力波能够在角件62的内部被反射并且不再能够被传递到中央孔52中并且因此也不再是干扰源。

在图6中示出了按照本发明提出的压力调节阀的一个实施变型，该压力调节阀包括具有封闭弹簧的插入式衔铁。

如图6所示，在按照本发明提出的压力调节阀10的该实施变型中，阀单元构造为插入式衔铁68。插入式衔铁68被封闭弹簧74加载，该封闭弹簧支撑在压力调节阀10的阀体上。通过封闭弹簧74将构造为插入式衔铁68的封闭元件压到其封闭位置中，从而封闭元件24封闭阀座26并且由此封闭出口节流阀28。在插入式衔铁68的与封闭元件24对置的端侧上构成球冠形的组件48，通过该球冠形的组件将插入式衔铁68的力传递到球形地构成的封闭元件24上。此外，排流通道50处于那个端侧上，在所述端侧上，在阀座26打开的情况下被调控的量溢流到插入式衔铁68的中央孔52中。在阀体中在中央孔52的端部上可以布置有节流元件；此外，如上面已经提及的那样存在的可能在于，使得节流元件66进入到实现90°连接装置64的角件62中，以便由此有效地阻止并且有效地排除压力波耦合输入到压力调节阀10中。图6示出，磁促动器在该实施变型中构造为磁线圈16，该磁线圈可通过电接触装置14通电。位置54表示阀座26上的轮廓明确地向外打开的边沿。

由按照图7的图示可以得知按照本发明提出的压力调节阀的另一实施变型，该压力调节阀具有阀单元，该阀单元构造为具有封闭弹簧的扁平衔铁。

按照在图7中示出的实施变型，扁平衔铁72被中央孔52贯穿并且通过封闭弹簧74沿封闭方向加载，其中，封闭弹簧74支撑在压力调节阀10的阀体上。

球冠形的组件48处于扁平衔铁72的与球形地构成的封闭元件24对置的端侧上，排流通道50构成在所述球冠形的组件上。通过排流通道50，将在阀座26打开的情况下从出口节流阀28流出的控制量引导到中央孔52中。如图7所示，在压力调节阀10的阀体12中在中央孔52和扁平衔铁72的端部上存在节流元件66。替代地或附加于此地，节流元件66也可以示出在角件62中，该角件在该实施变型中构成90°连接装置64。通过该至少一个节流元件66可以在按照图7的该实施变型中使回流的压力波保持远离压力调节阀10。在图4至7的所有实施变型中的90°连接装置64也已经部分地阻止了回流的压力波的耦合输入，所述压力波在角件62的内部被自发地反射。

图8示出了按照本发明提出的阀座的另一实施变型。

如在图8中可知，在球形地构成的封闭元件24的下游，至少一个排流通道50以增大的流动横截面60实施。相比于根据图3的按照本发明提出的阀座26的第一实施变型，在按照根据图8的实施变型的至少一个排流通道50中的流动横截面60大得多，从而球冠48的端面被最小化并且流动横截面60足够大，在阀座26打开的情况下，球形地构成的封闭元件24贴靠在所述端面上。如由图8得知，至少一个排流通道50的被流经的横截面在轴向方向上延伸并且不具有径向分量，从而没有压力梯度能够沿径向方向、也就是垂直于流出方向出现。这表示：作用到球形地构成的封闭元件24上的力是相等的，与流动46在何处流出无关。贴靠在球面34上的流动在脱离点上脱离，所述脱离点为大约120°，这表示：离开出口节流阀28的排放流动40在其沿轴向方向脱离之前以90°和120°之间的数量级上的包围角度76贴靠在封闭元件24的球面34上。

类似于按照图3的按照本发明提出的阀座的第一实施变型，所述至少一个排流通道50以增大的流动横截面60通到中央孔52中。而且阀座26的几何结构相对于中断边沿54基本上相同，所述中断边沿以打开角度58从阀座26的打开角度56轮廓明确地径向折曲。而且在按照图8的按照本发明提出的阀座26的实施变型中，从阀座26脱离的流动44在阀座26的终止区42中脱离，该阀座以阀座直径36制造。

由按照图9的图示可得知具有插入式衔铁的、按照本发明提出的压力调节阀的另一实施变型，该插入式衔铁支撑在C形环上。

由图9得知，球冠48或止挡设置有排流通道50，在该止挡上，球形地构成的封闭元件24支撑在插入式衔铁68上，所述排流通道具有增大的横截面60。由此，使得止挡48或球冠48的端面最小化，从而没有不同的堵塞面出现，并且由此避免了会作用到封闭元件24上的不同的力。通过设计在流动横截面60中的排流通道50，在阀座26打开的情况下流到中央孔52中的排放流动40流至布置在中央孔的端部上的节流元件66。在节流元件处，在角件62中进行排放流动的90°偏转，类似于按照本发明提出的压力调节阀的在图4至7中示出的实施变型，该压力调节阀可设置有插入式衔铁68，该压力调节阀可设置有扁平衔铁72。

如由图9可得知，插入式衔铁68支撑在阀体12上的、弹动地构成的元件80上，所述元件尤其实施为C形环。除此之外，弹动的元件80，其尤其是通过C形环表示，也使得能够引导在阀座26打开的情况下通过出口节流阀28流出到排流通道50中的排放流动40，也就是说，使主流动相对于包围插入式衔铁68的辅助容积分开或密封。

按照在图4至9中示出的实施变型，可以既采用插入式衔铁68而且也采用扁平衔铁72。对于结构型式来说决定性的是特性曲线，该特性曲线结合按照本发明提出的压力调节阀10的液压特性曲线共同确保在压力调节阀10运行时的最大可能的稳定性。

Claims (11)

1.压力调节阀(10)，其具有用于操纵阀单元(22，68，72)的磁促动器(16)，所述阀单元加载封闭元件(24)，所述封闭元件释放或者封闭阀座(26)，其特征在于，所述阀座(26)具有向外打开的、轮廓明确的边沿(54)，排放流动(40)在所述边沿上从所述阀座(26)断开并且靠到所述封闭元件(24)上；所述排放流动(40)作为贴靠在所述封闭元件(24)上的流动(46)流出到至少一个轴向延伸的排流通道(50)中；所述至少一个轴向延伸的排流通道(50)的流动横截面(60)表示节流横截面。

2.根据权利要求1所述的压力调节阀(10)，其特征在于，所述封闭元件(24)贴靠在所述操纵阀单元(22，68，72)的球冠(48)上。

3.根据权利要求2所述的压力调节阀(10)，其特征在于，多个排流通道(50)在所述球冠(48)中延伸，所述多个排流通道通到一个共同的中央孔(52)中。

4.根据权利要求1-3之一所述的压力调节阀(10)，其特征在于，所述向外打开的、轮廓明确的边沿(54)处于所述阀座(26)的就所述排放流动(40)而言的终止区(42)中。

5.根据权利要求1-3之一所述的压力调节阀(10)，其特征在于，所述向外打开的、轮廓明确的边沿(54)具有打开角度(58)，所述打开角度超过所述阀座(26)的打开角度(56)至少20°。

6.根据权利要求5所述的压力调节阀(10)，其特征在于，所述向外打开的、轮廓明确的边沿(54)的打开角度(58)相对于对称轴线(38)为90°。

7.根据权利要求1-3之一所述的压力调节阀(10)，其特征在于，包围角度(76)为90°到150°之间，所述贴靠在所述封闭元件(24)上的流动(46)沿着所述包围角度贴靠在所述封闭元件(24)上。

8.根据权利要求7所述的压力调节阀(10)，其特征在于，包围角度(76)为大约120°。

9.根据权利要求3所述的压力调节阀(10)，其特征在于，所述中央孔(52)通到角件(62)中，所述角件接收至少一个节流元件(66)。

10.根据权利要求3所述的压力调节阀(10)，其特征在于，所述阀单元(68，72)实施为扁平衔铁或者插入式衔铁，所述扁平衔铁或者插入式衔铁分别包括支撑所述封闭元件(24)的球冠(48)、所述至少一个排流通道(50)以及所述中央孔(52)。

11.根据权利要求10所述的压力调节阀(10)，其特征在于，用于受调控的量的主流动路径通过弹动的元件(80)相对于辅助容积被遮蔽，所述弹动的元件在端侧加载所述插入式衔铁(68)。