CN104976413B - 用于液体或气态介质的阀，特别是调节或关闭阀 - Google Patents

Abstract

本发明有关于一种用于液体或气态介质的阀，特别是调节或关闭阀，具有：阀外壳（12），其具有至少一个通孔（14），通孔（14）能由阀闭合部件（31）闭合，阀闭合部件（31）布置于阀外壳（12）的调节空间（22）中；驱动器（35）以及由形状记忆合金制成的至少一个控制元件（39）用于控制阀闭合部件（31）的打开和闭合运动，并且操作所述阀闭合部件（31）打开或闭合通孔（14）；并且，控制元件（39）至少部分地被保护覆盖物（45）包围。

Description

用于液体或气态介质的阀，特别是调节或关闭阀

技术领域

本发明涉及用于液体或气态介质的阀，特别是调节或关闭阀。

背景技术

从DE 20 2012 104 460 U1已知一种关闭阀，其包括带开口的阀外壳，开口连接着入口和出口。通孔由阀座包围，其使用能够布置于阀座上的阀闭合部件而打开和闭合开口。由用于控制打开和闭合运动的驱动器来操作所述阀闭合部件，其中驱动器包括由形状记忆合金制成的至少一个控制元件。阀闭合部件的打开运动对抗了返回元件。此关闭阀利用密封元件向控制元件提供屏蔽避免在入口与出口之间流动的介质，密封元件被设置于调节空间中。

发明内容

本发明的目的在于提出一种阀，其能甚至更简单地制造并且因此其构造具有成本效益。

这个目的由下文中描述的用于液体或气态介质的阀，特别是调节或关闭阀来解决。

由于利用保护覆盖物所包围的形状记忆合金制成的至少一根丝元件组成的控制元件的实施例，则可能对丝元件的打开和闭合运动进行精确控制，而不会由于通过调节空间流动的介质造成任何不利影响。此外，这种保护覆盖物可能导致屏蔽所述丝元件避免流过的介质，丝元件用于控制阀闭合部件的打开和闭合元件。这特别地使丝元件热绝缘，并且通过对用形状记忆合金制成的丝元件的激励或者阀闭合部件的闭合运动来以受控制的方式实现丝元件的所希望的收缩的启动能量。

根据第一实施例，保护覆盖物松动地放置于丝元件上，从而使得环形间隙形成于覆盖物与丝元件之间，并且环形间隙被填充有介质。这个环形间隙优选地被制成狭窄的，从而使得在非沸腾（non-simmering）介质的情况下、或者在介质在控制元件的紧邻的周围环境中不沸腾的情况下，仅介质的薄膜可以形成于丝元件与保护覆盖物之间。继而，由此可发生热绝缘，因为这个介质的薄膜以静止方式形成于丝元件与保护覆盖物之间的环形间隙中。由此加热所述环形间隙。并不发生热能的外流，这意味着减少了用于控制所述阀闭合部件移位的响应时间。在沸腾介质的情况下，由于激励了控制元件，在环形间隙中可能发生介质的蒸发，从而使得空气或蒸汽的层形成于环形间隙中，这迫使液体介质从环形间隙出来并且环形间隙特别地变得没有液体。同样，由于这种空气或蒸汽层而存在热绝缘，因此，也能实现由控制元件进行的有所改进的控制和有所改进的响应。环形间隙优选地被形成为在0.01mm与0.2mm之间。一旦对控制元件的控制或激励结束，环形间隙再次填充有介质。

替代实施例准备好将保护覆盖物搁置于丝元件上，即，保护覆盖物的内表皮表面搁置于丝元件的周边上。这种实施例也能使得由形状记忆合金制成的丝元件进行工作运动。特别是利用很薄的保护覆盖物或者具有低壁厚的保护覆盖物，并不影响丝元件的工作冲程。

优选实施例准备了由可延伸塑料制成的护套。优选地，提供了由Teflon制成的塑料护套，其不仅具有柔性性质，而且还具有较低水平的滑动摩擦，从而使得丝元件能执行工作冲程而不会造成不利影响。

在根据第一实施例处于最大打开位置的阀闭合部件的布置中，保护覆盖物的长度可以对应于阀闭合部件上与阀外壳上的接触点之间的启动丝元件的长度，或者其能被制成略微更短。例如，在打开运动期间当丝元件收缩时，由此将会防止丝元件额外地对抗保护覆盖物而作用。

保护覆盖物在其内表皮表面与控制元件之间形成环形间隙，这种保护覆盖物具有与介于它们之间的间隙一起布置的至少一个通孔，优选地两个通孔，通孔连接着环形间隙与保护覆盖物外侧的周围环境。如果保护覆盖物被制成与控制元件相同的长度或者更短，则优选地提供至少两个通孔与介于它们之间的间隙的附连。这使得可能的是，在激励所述控制元件期间在环形间隙中沸腾的介质中，由于形成蒸汽层，能迫使留在环形间隙中的液体层从保护覆盖物出来，从而使得只有蒸汽层能形成于控制元件与保护覆盖物之间。由此加速了控制元件的响应，且使得可能有因此有所改进的通风或闭合运动，或者阀闭合机构的控制运动。

优选地，保护覆盖物在阀闭合部件上的接触点包围所述丝元件。这具有以下特定优点：防止丝元件在接触点上冷却。由于流过的介质，在开口的区域中，可能发生温度变化，温度变化能对于阀闭合部件的工作冲程造成不利影响，然而，由布置于接触点的区域中的保护覆盖物来防止了这些情况。

至少一个丝元件和包围着丝元件的保护覆盖物优选地被一起紧固到阀闭合部件上，特别地被夹持或压接到阀闭合部件上。这使得可能进行具有成本效益的制造。

而且，优选地提出至少一个丝元件借助于偏移点（deviation point）在阀闭合部件上转向至少一次，并且保护覆盖物设置于在阀闭合部件上的偏移点与阀外壳上的接触点之间的丝元件的每个部段上。例如，可以由环或销形成这种偏移点，以便使丝元件以180°转向。例如，能通过丝元件的简单偏离而生成双定位力，因此，能启动阀闭合部件。这具有以下额外优点：丝元件具有两倍长度，因此，使用丝元件的电流馈电，形成两倍高的欧姆电阻，这对工作冲程进行更好的调节。

替代实施例提出了至少一个丝元件在阀闭合部件的偏移点上转向一次并且丝元件的保护覆盖物延伸了至少偏移点的长度。因此，不仅能特别地在阀闭合部件上实现在偏移点的区域中丝元件的热绝缘，而且也实现了在偏移点本身中有所改进的滑动摩擦，因此，继而增加了寿命并且改进了功能性。

根据本发明的另一有利实施例，提出了保护覆盖物一直沿着丝元件延伸。由此可能使丝元件完全热绝缘，从而使得在丝元件与周围介质之间不发生热交换。

保护覆盖物和丝元件有利地紧固到每个接触点，特别地以压接方式。这使得可能进行具有成本效益的制造。

在丝元件的整个长度上延伸的保护覆盖物优选地在拉伸应力下被推出或紧固到特定接触点。这具有以下优点，在利用工作冲程的丝元件的影响下，丝元件仅必须对抗所述返回元件的定位力而工作，并且不需要所述保护覆盖物的额外压缩，以便执行所述阀闭合部件的打开运动。

优选地由控制器械来启动阀的至少一个控制元件，这根据至少一个控制变量，特别是液体和气态物质的温度，来启动阀闭合部件的打开和闭合运动。考虑至少一个另一控制变量使得控制元件进行特征性映射调节成为可能，以便控制阀闭合部件的打开和闭合位置。在调节空间中冷却介质的具体温度，当存在着控制元件的预定电流馈电时，能启动用以打开或闭合所述阀的限定移位。关于液体和气态介质变化的温度范围，例如，为了相同移位，需要变化的或者相当适应性的电流馈电。这可以在前端确定，以便根据液体或气态介质的温度，确定并且形成根据电流馈电的所述移位的特征性映射。另外的参数，诸如控制元件的数量，控制部件的直径，以及用于这种控制元件的形状记忆合金的特殊合金选择可以同样考虑在内。由此，利用控件，可能做出阀闭合部件的打开和闭合运动的特征性映射，这表示例如控制元件在周围环境中的热损失或热加热的函数。

附图说明

在下文中以附图所示的示例更详细地描述和解释了本发明和另外的有利实施例和它们的进一步发展。能从描述和附图理解的特征可以根据本发明而得以被单独地采用它们自身或者一起以任何组合采用。在附图中示出：

图1是根据本发明的阀的第一实施例的示意截面图；

图2是图1的第一替代实施例的示意截面图；

图3是图1的第二替代实施例的示意截面图；

图4是图3的替代实施例的示意截面图；以及

图5是图3的另一替代实施例的示意截面图。

具体实施方式

在图1中，示出了根据本发明的阀11，其被设计为例如关闭阀。其包括阀外壳12，阀外壳12具有通孔14，通孔14排放到出口16内。阀座17被布置于通孔的相对端上，阀座具有例如火山口形脊。而且，护套形外壳部段19被设置于阀外壳12上。外壳部段可以一体地布置于阀外壳12上。替代地，其也可以通过可分离的连接件诸如螺旋连接件或牢固结合连接件而附连到阀外壳12上。护套形外壳部段19具有至少一个入口21，液体或气态介质通过至少一个入口21进入到调节空间22内。这个调节空间22由护套形外壳部段19界定。

肩部或紧固部段25可以布置于护套形外壳部段19上。这个紧固部段25可以由环形或圆盘形元件形成，其能布置于第二护套形外壳部段19中在第一外壳部段与第二外壳部段或者护套部段与第二盖子之间。替代地，这种紧固部段25可以形成于下列两个部段之一上：护套部段或盖子部段。替代地，其也可以仅通过减小盖子上呈肩部形式的直径而形成。返回元件33抵接/邻接着这个紧固部段25，返回元件33在相对侧上夹紧到固持部段28上，固持部段28被形成于阀闭合部件31上。替代地，可以提供成：固持元件33邻接到护套形外壳部段19的基底27上，而不是紧固部段25上。

阀闭合部件31在闭合位置位于阀座17上，优选地直接在阀座17上，并且由返回元件33保持在这个位置。以此方式，阀11闭合。阀闭合部件31可以具有固持部段28，固持部段28可以与阀闭合部件一体地形成。固持部段28有利地在径向向外延伸并且被布置成与护套形外壳部段19的壁成较小环形间隙，并且能沿着护套形外壳部段19的壁而引导。为此目的，可优选地形成引导部段。固持部段28的外周边也可以额外地具有凹槽，从而使得介质能完全通过调节空间22流动。

阀闭合部件31由驱动器35操作以便打开和闭合所述通孔14。驱动器35包括至少一个控制元件39，控制元件39经由控制缆线42由控件（其在本文中并未详细示出）操作。

用于由形状记忆合金制成的至少一个控制元件39的第一接触点34设置于阀闭合部件31、或固持元件28上。这个控制元件39优选地被形成为丝元件。其从接触点34延伸到相对着而布置的接触点37，接触点37设置于护套形外壳部段19的基底27上。

根据图示的示例性实施例，控制元件39被形成为丝元件（其形成为直线）、或者形成为杆形丝元件。而且，其也可以是盘绕的丝元件。替代地，若干这样的丝元件可以相对于彼此设置，例如以圆形对准，以便形成一种杆笼。

接触点37位于例如护套形外壳部段19的基底27上的进给开口41中，或者在包围着进给开口41的密封元件43中，在进给开口41内，控制元件39与控制缆线42相连接，控制缆线42连接到控制装置44以便激励所述控制元件39。

由形状记忆合金组成的控制元件39可以根据特定用途和控制温度来适应于介质。

控制元件39由保护覆盖物45所包围。这个保护覆盖物45基本上在控制元件39的整个长度上延伸，其中保护覆盖物45的长度比控制元件39更短，为控制元件39的最大工作冲程。因此，当打开所述阀闭合部件31时，可以避免由于控制元件39而对于保护覆盖物45的额外应变的要求。

保护覆盖物45被形成为靠近于控制元件39而定位。例如，保护覆盖物的内径对应于控制元件39的外径。保护覆盖物45优选地由塑料形成。特别地，可以选择Teflon。在此实施例中，在图1中，提出了：所述保护覆盖物45被布置成与阀闭合部件31上的接触点34和在控制元件39上在基底27上的接触点37有一定间隙。

替代地，提出了：所述保护覆盖物45形成有内表皮表面，其大于控制元件39丝的外周边，从而使得在保护覆盖物45与控制元件39之间形成了小环形间隙。例如，控制元件39可以包括0.3mm的外径并且保护覆盖物45的内表皮表面为0.4mm直径。保护覆盖物45由此可以相对于控制元件39略微移位。

在图2中，示出了相比图1的阀11的替代实施例。这个实施例本身的不同之处在于保护覆盖物45就像控制元件39那样程度地紧固于接触点34。例如，控制元件39和保护覆盖物45能紧固在一起，特别地使用共同压接。这个布置具有以下优点：控制元件39在接触点34的区域中热绝缘。在这个区域中，由于阀闭合部件31的循环则可能发生在接触点34中所述控制元件39的冷却。由所述保护覆盖物45的布置来防止了这种情况。替代地，保护覆盖物45也可延伸直到下接触点37并且完全包围控制元件39。二者也可以在接触点37紧固在一起。

在根据图2的这个实施例中，能额外地提出在保护覆盖物45中靠近接触点34处设置至少一个通孔46，通孔连接着调节空间22与形成于保护覆盖物45和控制元件39之间的环形间隙。在当向控制元件39供应电流时添加了在控制元件39与保护覆盖物45之间的环形间隙区域中开始沸腾（simmer）的介质的情况下，实现了对位于环形间隙中的介质的更快的驱使/推迫，因为存在于环形间隙中的这种介质能一方面在保护覆盖物45的一端（其示出到密封件43的间隙）处以及另一方面在相对侧上在布置于接触点34附近的至少一个通孔46处逸出。

而且，阀11被形成为例如调节阀，并且不同于图1中的关闭阀，具有在阀闭合部件31上的锥形闭合轮廓32，而不是水平闭合表面，闭合轮廓延伸到通路14内并且邻接于阀座17上。替代地，阀闭合部件31也可以根据图1设置，从而使得根据图2，阀11形成为关闭阀。这种带有闭合轮廓32的阀闭合部件31也可以插入于根据图1的阀11中。

在图3中，示出了图1所示实施例的替代实施例。在图3中的此实施例不同之处在于，作为接触点34的替代，设置了偏移点48，从而使得形成了控制元件39的简单转移/换向。例如，由销、U形环等可以形成这个偏移点48。保护覆盖物45在偏移点48与两个接触点37中每一个之间被设置于控制元件39的部段上。例如，类似于图1所描述的实施例，可以形成保护覆盖物45。由此保护覆盖物45的长度被设置成使得阀闭合部件31能执行无阻碍的打开运动直到最大打开位置，而没有保护覆盖物45对抗这种打开运动。

显然，若干这样的简单转向可以设置于阀闭合部件31上。一个或多个偏移点48也可以仅设置于基底27上。本发明也可以提出，一个或多个偏移点48可以设置于阀闭合部件31和基底27上，从而使得控制元件39转向一次或若干次，或者若干控制元件39转向一次或若干次。

在图4中，示出了图3的实施例的替代实施例，参考图3。此实施例的不同之处在于控制元件39由同样沿着偏移点48延伸的保护覆盖物45所包围。这继而具有以下优点：在偏移点48，使控制元件39热绝缘。此外，对于控制元件39，在偏移点，能形成有所改进的滑移表面。

而且，在此实施例中，可以提出的是，至少一个通孔被设置于保护覆盖物45中，与偏移点48相邻或者靠近于偏移点48，以便连接调节空间22与介于控制元件39与保护覆盖物45之间的环形间隙。在此实施例中，同样采用了在图2中所描述的通孔的作用方法。

在图5中，示出了图4的实施例的替代实施例。此实施例被修改成以便使得所述保护覆盖物45沿着控制元件39的整个长度延伸。例如，保护覆盖物45利用其两个自由端而紧固到接触点37上。这些端部能够与控制元件39的端部压接在一起。这种布置具有以下优点：不仅使控制元件39热绝缘，而且也使控制元件39电绝缘。

在图5所示的实施例中，可以提出的是，所述保护覆盖物45在拉伸应力下被推出或紧固。

在当启动所述控制元件39时在由保护覆盖物45所形成的环形间隙中开始沸腾的介质流过阀11的情况下，在所述保护覆盖物45中，至少一个通孔有利地靠近于偏移点48而设置，至少一个另一通孔靠近于特定接触点37，以便使得当环形间隙中的介质开始蒸发时在环形间隙中的介质的仍保留的液体部分通过调节空间22中的通孔流出是可能的。

在上文所描述的所有实施例中，这些类型的额外通孔能设置于所述保护覆盖物45中，以便当启动所述控制元件39时环形间隙中介质的蒸发过程开始的情况下，能使位于环形间隙中的介质快速流出。同时，在控制运动结束之后，这些通孔继而能允许环形间隙快速地填充。

当然，在图2至图5中所描绘的保护覆盖物45和/或偏移点48的布置和实施例也可以互换地设置。特别地，偏移点48也可以设置于阀外壳12特别是护套形外壳部段19的基底27上，而不是在阀闭合部件31上。这些实施例适用于一个和若干个控制元件39这两种情况。

根据图3至图5的阀11可以同样形成为调节阀或关闭阀。

因此上文所描述的实施例具有以下优点：由于所述保护覆盖物45的布置，需要比没有保护覆盖物45将会发生的情况显著更少的能量来用于启动所述阀闭合部件31的控制运动。通过使用此保护覆盖物45，当使用液体介质时的启动能量可以达到利用气态介质操作时的启动能量的值。

Claims (12)

1.一种用于液体或气态介质的阀，其具有：阀外壳（12），其具有至少一个通孔（14），所述通孔（14）连接入口（21）与出口（16）；阀座（17），其布置于阀外壳（12）上并且包围所述通孔（14），所述通孔（14）由阀闭合部件（31）闭合，阀闭合部件（31）布置于在所述入口（21）与所述出口（16）之间所形成的阀外壳（12）的调节空间（22）中；驱动器（35），其连接到所述阀外壳（12），所述驱动器（35）具有由形状记忆合金制成的至少一个控制元件（39）用于控制所述阀闭合部件（31）的打开和闭合运动，并且操作所述阀闭合部件（31）打开或闭合所述通孔（14）；以及，返回元件（33），其对抗所述阀闭合部件（31）的闭合或打开运动，其特征在于，所述控制元件（39）由至少一个丝元件形成，所述至少一个丝元件在所述阀闭合部件（31）上的第一接触点（34）与所述阀外壳（12）上的或附连到阀外壳（12）的外壳部段（19）上的第二接触点（37）之间操作，并且所述控制元件（39）至少部分地由保护覆盖物（45）所包围，且

所述保护覆盖物（45）松动地放置于所述控制元件（39）上并且环形间隙形成于所述保护覆盖物（45）的内表皮表面与所述控制元件（39）之间，所述保护覆盖物的长度对应于当所述阀闭合部件布置于最大打开位置时所启动的控制元件的长度，或者更短，其中所述环形间隙与所述保护覆盖物（45）外部的周围环境流体连通。

2.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，所述保护覆盖物（45）由可延伸的塑料形成。

3.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，所述保护覆盖物（45）设有至少一个通孔（46），其连接所述环形间隙与所述保护覆盖物（45）外部的周围环境。

4.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，所述保护覆盖物（45）在所述第一接触点（34）处包围所述控制元件（39）。

5.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，所述保护覆盖物（45）和所述控制元件（39）在所述第一接触点（34）处紧固在一起。

6.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，所述保护覆盖物（45）和所述控制元件（39）在所述第一接触点（34）处夹持在或压接一起。

7.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，在所述阀闭合部件（31）上设置偏移点（48）以作为所述第一接触点（34）的替代，所述至少一个控制元件（39）在所述偏移点（48）处转向至少一次，并且保护覆盖物（45）在所述偏移点（48）与所述第二接触点（37）之间设置于所述控制元件（39）的每个部段上。

8.根据权利要求7所述的阀，其特征在于，所述至少一个控制元件（39）和包围着所述控制元件（39）的所述保护覆盖物（45）在所述第二接触点（37）处紧固在一起。

9.根据权利要求8所述的阀，其特征在于，所述至少一个控制元件（39）和包围着所述控制元件（39）的所述保护覆盖物（45）在所述第二接触点（37）处压接在一起。

10.根据权利要求3所述的阀，其特征在于，在所述控制元件（39）的整个长度上延伸的所述保护覆盖物（45）在拉伸应力下紧固到所述第一接触点（34）和第二接触点（37）。

11.根据权利要求1或7所述的阀，其特征在于，利用控制装置（44）启动所述控制元件（39），所述控制装置（44）根据至少一个控制变量来启动所述阀闭合部件（31）的打开和闭合运动。

12.根据权利要求1或7所述的阀，其特征在于，利用控制装置（44）启动所述控制元件（39），所述控制装置（44）根据所述液体或气态介质的温度来启动所述阀闭合部件（31）的打开和闭合运动。