CN104704272B - 高压阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高压阀(1)，其具有高压区域(2)和低压区域(3)以及闭锁元件(4)。该闭锁元件构造用于关闭和打开在高压区域(2)和低压区域(3)之间的流体连接并且为此能够在轴向方向(Z)上在关闭的关闭位置和打开的打开位置之间移动，其中，为了在关闭位置中密封设置，阀座密封件(9)。所述阀座密封件(9)是设置在闭锁元件(4)上的加压密封的阀座密封件(9)，该阀座密封件设置在设置在闭锁元件(4)中的凹部中。

Description

高压阀
技术领域
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分的高压阀。
背景技术
相应的阀门具有高压区域、低压区域和在高压区域和低压区域之间的活塞壳体中设置的活塞状闭锁元件。该闭锁元件的终端位置由于高的压力差必须被相应地密封，以使得阀门可靠地将高压区域和低压区域隔开。
由EP 882 916已知同种阀门，其中，阀座密封件通过设置在阀门的阀座中的密封件构成，使得在关闭阀门时活塞轴向地朝向阀座密封件运动，使得活塞通过其端面贴靠阀座密封件。在阀门的打开位置中，阀座密封件露出并且因而可以以高压力直接被流动介质迎流，因此已知阀座密封件遭受提高的磨损并且必须经常被更换。
发明内容
因此，本发明的任务在于，给出一种上述类型的高压阀和一种阀座密封件，在该高压阀和该阀座密封件中避免了所述的问题。
该任务通过具有权利要求1的特征的高压阀解决。有利的实施形式在从属权利要求中说明。
根据本发明，阀座密封件设置在闭锁元件上的凹部中。由此实现，密封件在打开位置中不会被流经高压阀的流体迎流。
优选凹部通过在尤其是活塞状的闭锁元件的阀座侧的端侧上的环形开口是开放的。在此阀座密封件优选具有在径向上向外延伸的环形突起或凸缘，该环形突起或凸缘至少部分地关闭所述环形开口。由此，设置在阀座上的突起在关闭位置中与阀座密封件相贴靠，其中，突起也构造为环形的并且在阀座上设置成，使得该突起至少部分地伸入到环形开口中。通过这种方式，阀座密封件几乎被封装在闭锁元件的端侧中并且阀座密封件的凸缘形突起在环形开口中仅具有相对较小的在闭锁元件上暴露的表面。该表面最终通过构成环形开口的环形间隙的宽度限定。通过这种方式，密封件的完全可被迎流的并且因而由于流动的流体遭受磨损的面以及在关闭或打开阀门时待施加的关闭力和打开力被最小化并且降低产生的力跳跃。
用于处于高压下的流体的通道尤其是处于阀座上方，使得在打开位置中阀座密封件的仅面向阀座的侧面几乎不被迎流并且因而被保护。对此有利地规定，闭锁元件具有在径向外侧包围阀座密封件的壁部分，该壁部分与闭锁元件的端侧的部分一起构成环形开口。壁部分在此在活塞状的闭锁元件的轴向方向上延伸并且具有在端侧的止挡面。该止挡面与阀座密封件的突起的面向阀座的密封面尤其是大致齐平地设置。止挡面在关闭位置中在径向外侧在阀座的突起附近贴靠在阀座上，其中高压的流体可以在止挡面和阀座之间流过并且进入凹部中，阀座密封件被安放在该凹部中。
有利地，阀座密封件构造为自密封的，其方式为：该阀座密封件由同样设置在凹部中的柔性的、尤其是O形环状的元件包围。如果如上所述在关闭位置中流体经过环形开口进入凹部中，则该柔性元件由于压力而变形并且压靠阀座密封件，由此尤其是阀座密封件的贴靠阀座的突起的凸缘形的突起被挤压并且呈现所需的密封作用。密封作用尤其是在下面的情况下被确保：凹部和阀座密封件的尺寸被选择为，使得在阀座密封件的突起上方的流体压力和阀座密封件或阀座密封件的突起的由此被该压力加载的面积的乘积大于在阀座密封件的突起与阀座或与该阀座的突起之间的共同的贴靠面积和在那里作用的、尤其是在密封间隙中作用的流体压力的乘积。
优选壁部分在其在径向上处于外侧的端侧的边缘上具有倒圆部，使得从高压侧过来的流体可以尽可能无涡流地朝向低压侧方向绕流该壁部分并且因而附加地保护阀座密封件。
附图说明
下面根据图1至3详细解释本发明。
图1示出按本发明的高压阀的剖视图；
图2示出在打开位置中在阀座的区域内由图1的局部A的局部放大图；
图3示出在关闭位置中在阀座的区域内由图1的局部A的局部放大图。
具体实施方式
在图1中所示的高压阀(在下面称为阀门)1具有高压侧2和低压侧3，在该高压侧上作用有压力p1，在该低压侧上作用有压力p2，其中，在关闭位置中p1>p2。阀门1具有活塞状闭锁元件4，该闭锁元件为打开和关闭阀门1可在轴向方向Z上移动地支承在尤其是柱形的壳体5中。如果阀门1被打开，则流体(气体或液体)从高压侧2经过在壳体5的壳体壁中的开口6流到低压区域3中。为了关闭，则闭锁元件4沿方向Z朝向阀座7移动。
图2示出打开位置。闭锁元件4在面向阀座7的端侧上具有凹部，阀座密封件9被安装到该凹部中。凹部朝向阀座7开放。所述的凹部在在径向方向R上处于外侧的、在此在轴向方向Z上延伸的并且构造为活塞壁的壁部分4a和构造在闭锁元件4的端侧上的头部部分11之间是开放的并且在该位置处构成环形间隙或环形开口。该开口比阀座密封件窄，使得该阀座密封件在受压时也不能从凹部中被挤压出来。头部部分11可从闭锁元件4中拆下由此来安装和拆卸阀座密封件9。在头部部分11和闭锁元件4之间的连接尤其是可透过流体的，因此在邻近凹部的过压补偿区域10中存在低压p2。阀座密封件9通过头部部分11围住，其中，为了固定阀座密封件9，在所示的实施例中该阀座密封件以其部分9b形锁合地安装到头部部分11中。
阀座密封件9的一部分、即阀座密封件9的径向向外延伸的凸缘形突起9a伸入到环形开口中并且至少部分地关闭环形间隙。在凹部中在突起9a的背离阀座7的一侧设置尤其是O形环状的柔性元件8，该柔性元件在径向外侧包围阀座密封件9。柔性意味着元件8由一种材料例如丁腈橡胶(NBR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、氟橡胶制成，该材料在受压时(高压侧的流体压力)可以比阀座密封件本身明显更容易变形，该阀座密封件由相对较硬的材料、尤其是例如聚四氟乙烯制成。
在图2中所示的打开位置中，流体从高压侧通过开口6经由通过箭头12、13、14和15所示的流动路径到达低压区域，其中，该流动在闭锁元件和壳体壁18之间穿行(见位置12)，在位置13处绕流壁部分4a，并且在位置14处绕流阀座7并且在位置15处流过头部部分11。如在所示的实施例中可见，尤其是壁部分的端侧4b在径向外侧倒圆和/或也在径向上在内侧倒圆，使得绕流该侧面4b的流体可以尽可能无涡流地流过密封件的露出的部分9a并且使该部分的磨损最小化。在阀座上可见突起7a，该突起设计成，使得在阀门1的关闭位置中阀座可以沉入环形开口中并且朝向阀座密封件9贴靠在该阀座密封件的突起9a上。该情况在图3中示出。来自高压侧的流体现在通过开口6(箭头12)进入并且绕流壁部分4a和该壁部分的端侧4b。流体可以在贴靠在阀座7上的端侧4b之间流过并且进入凹部16中(箭头17)。由此柔性元件8由于高压而变形，并且压靠阀座密封件9，该阀座密封件一方面朝向过压补偿区域10(该过压补偿区域可以被设置为环形间隙)的方向移动，以便导出可能的过压，并且该阀座密封件的突起9a由于元件8的挤压作用朝向阀座7的方向被挤压。由此使突起9a朝向阀座的沉入环形间隙中的突起7a挤压，使得阀座密封件9自密封地阻止向低压区域中的流动。在关闭位置中元件8由于其压缩而压靠闭锁元件4并且在对置的相反一侧上压靠阀座密封件的突起9a。为确保良好的密封效果，在区域16中作用到突起9a上的流体压力和突起9a的面积的乘积应该大于在部分9a和7a之间的贴靠面积与作用在该贴靠面积上的、尤其是在密封间隙中作用的流体压力、尤其是平均流体压力的乘积。

Claims (8)

1.高压阀(1)，其具有高压区域(2)和低压区域(3)以及闭锁元件(4)，该闭锁元件(4)构造为活塞并且具有面向阀座(7)的端侧(4b)，该闭锁元件构造用于关闭和打开在高压区域(2)和低压区域(3)之间的流体连接并且为此能够在轴向方向(Z)上在关闭的关闭位置和打开的打开位置之间移动，其中，为了在关闭位置中密封，设置安装在闭锁元件(4)上的阀座密封件(9)，该阀座密封件与柔性的元件(8)一起设置在凹部(16)中并且被闭锁元件(4)的壁部分(4a)在径向外侧包围，该凹部设置在闭锁元件(4)中，该壁部分与闭锁元件(4)的端侧部分一起构成环形开口，在阀座(7)上构造环形的突起(7a)，其特征在于，该阀座密封件(9)被所述柔性的元件(8)包围并且具有沿径向方向(R)向外延伸的突起(9a)，该突起至少部分地关闭所述环形开口，所述柔性的元件(8)设计用于在关闭位置中流体经过所述环形开口进入所述凹部(16)中时被变形并且一方面压靠闭锁元件(4)的内壁并且另一方面压靠阀座密封件(9)的突起(9a)，由此阀座密封件(9)的突起(9a)压靠阀座(7)的突起(7a)，该阀座的突起在关闭位置中在贴靠在阀座密封件(9)上的情况下至少部分伸入到环形开口中，从而呈现所需要的、加压密封以及自密封的阀座密封件(9)形式的密封作用。
2.按照权利要求1所述的高压阀(1)，其特征在于，所述凹部(16)和所述阀座密封件(9)的尺寸设计成，使得在阀门(1)的关闭位置中在阀座密封件(9)的突起(9a)上方的流体压力与阀座密封件(9)的突起(9a)的由此被该压力加载的面积的乘积大于在阀座密封件(9)的突起(9a)和阀座(7、7a)之间的共同的贴靠面积与在那里作用的流体压力的乘积。
3.按照权利要求1或2所述的高压阀(1)，其特征在于，所述壁部分(4a)在其位于径向外侧的、端侧的边缘上具有倒圆部。
4.按照权利要求1所述的高压阀(1)，其特征在于，所述闭锁元件(4)具有头部部分(11)，该头部部分形锁合地包围阀座密封件(9)的至少一个部分(9b)。
5.按照权利要求4所述的高压阀(1)，其特征在于，阀座密封件(9)通过头部部分(11)围住，其中，为了固定阀座密封件(9)，该阀座密封件以其部分(9b)形锁合地安装到头部部分(11)中。
6.按照权利要求1所述的高压阀(1)，其特征在于，所述柔性的元件(8)由一种在受压时可以比阀座密封件(9)本身明显更容易变形的材料制成，该阀座密封件由相对较硬的材料制成。
7.按照权利要求1或2所述的高压阀(1)，其特征在于，所述柔性的元件(8)是O形环状的。
8.按照权利要求1或2所述的高压阀(1)，其特征在于，所述阀座密封件(9)的突起(9a)是凸缘形的。
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