CN105359048A - 控制阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种控制阀，包括：阀体、以可操作方式置于入口与出口之间的挡流器、至少具有第一致动端和连接到挡流器的第二端的驱动轴。阀还包括压差自动调节装置，包括：围绕驱动轴布置并且可以关于驱动轴轴向运动的杯形体；弹簧，以可操作方式置于所述阀体与杯形体之间，以将杯形体推离所述挡流器；卷膜，具有固定到杯形体的径向内边缘和固定到阀体的径向外边缘以限定与入口流体联通的第一腔室和与出口流体联通的第二腔室。挡流器具有面对阀体的入口的至少一个入口开口和面对杯形体的至少一个出口开口。挡板安装在驱动轴周围并且面向挡流器的出口开口。

Description

控制阀
技术领域
本发明涉及一种控制阀。特别地，本发明涉及一种阀，其能够独立于该阀本身上游或下游压力的任何波动而自动保证恒定流量。所述阀优选地用在也具有非常不同的尺寸的供热系统和/或冷却系统中，比如居住单元中的集中供热系统或者能够向整个区域和/或小镇供热的区域供热系统。
背景技术
设有薄膜敏感元件的控制阀是已知的，其基于压差信号来调节通流端口，以便于在输入压力或输出压力变化时保持所述压差和流速基本恒定。
例如在文献EP2338093(WO2009/135490)中描述了所述的阀类型，其包括适于在入口与出口之间保持恒定压差的装置以及用于控制由连接到致动器的销控制的流速的装置。所述压差装置包括卷膜和在输入压力、输出压力和弹簧力的作用下能够使自己平衡的节流元件。用于控制流速的所述装置包括设有各自开口的内圆柱壳体和外圆柱壳体。流速的控制是通过一个壳体关于另一个壳体转动以改变所述壳体的开口之间限定的通道来执行的。流速的减小是通过圆柱壳体的共同轴向运动实现的。
公开文献AT413435阐述了一种流量调节装置，其包括转动式蝶阀。
文献WO2005/038315也是已知的，其阐述了一种用于用来控制供热或空调系统中的液体流量的阀的调节插件。该插件包括设有入口和出口的杯形部，其中所述出口响应于压差通过所述插件并在弹簧的影响下关闭。
本发明的目的
本申请人已经观察到现有技术的装备有自动调节和流速控制器的阀，比如文献EP2338093中描述的阀，在结构上是非常复杂的并且由于该原因也是非常昂贵和笨重的，确切地说是因为它们包括致力于各自功能的多个运动部件。
本申请人还观察到所述复杂性对通过阀的流量的规则性(regularity)具有负面影响，这是因为液体在必要情况下必须从弯曲管道中经过和/或在诸如弹簧之类的具有可变几何形状或其构造在阀所有的操作条件下不是恒定的的结构元件上的流动。
在这方面，本申请人因此认识到了对提出一种控制阀的需要，该控制阀：
–相比于现有技术的那些阀具有更简单和更线性化的结构；
–相比于已知的阀更紧凑；
–保证了更清洁以及对通过该阀的液流具有更大的规则性；
–能够精确设定和控制流速；
–确保了对压差和/或流速细微和快速的自动调节。
发明内容
本申请人已经发现所述的目的可以通过一种控制阀来实现，其中包括该阀的元件的配置使得通过该阀的液体的循环发生在靠近中央驱动轴的管道、腔室和中空空间中并且沿着大体平行于所述驱动轴的方向。
更具体地，根据一个方面，本发明涉及一种控制阀，包括：
具有入口和出口的阀体；
以可操作方式置于所述入口与出口之间的挡流器；
驱动轴，其具有第一致动端和与所述第一端相对并连接到所述挡流器的第二端，其中所述驱动轴沿着主轴线延伸；
压差自动调节装置，包括：
杯形体，其围绕所述驱动轴并且可以关于所述驱动轴轴向运动；
弹簧，其以可操作方式置于所述阀体与所述杯形体之间，以将所述杯形体推离所述挡流器；
卷膜(rollingmembrane)，其具有固定到所述杯形体的径向内边缘和固定到所述阀体的径向外边缘，以便限定与所述入口流体联通的第一腔室和与所述出口流体联通的第二腔室。
优选地，所述挡流器具有面对所述阀体的入口的至少一个入口开口和面对所述杯形体的至少一个出口开口。
优选地，所述阀包括安装在所述驱动轴周围并且面向所述挡流器的出口开口的挡板。
优选地，来自于所述入口的液流沿着基本径向方向进入所述挡流器的入口开口并且沿着基本轴向方向从所述挡流器的出口开口离开以随后沿着基本径向方向朝向该阀的出口转移。
本申请人已经证实首先根据上面描述和/或正如要求保护的阀元件的配置能够用简单并紧凑的结构获得流体的所需通道。
本申请人还证实根据本发明的阀保证了通过该阀的液流更清洁以及更规律。
本申请人还证实根据本发明的阀能够精确设定和控制流速。
总之，本申请人还证实根据本发明的阀确保了对压差和/或流速细微和快速的自动调节。
本发明还可以具有这里下面描述的一个或多个优选特征。
优选地，所述阀包括导向轴，该导向轴具有用于所述驱动轴的轴向通道，其中所述杯形体安装在所述导向轴周围。这样，由作用在卷膜上和杯形体上的压差以及由直接作用在所述杯形体上的弹簧自动控制的杯形体的轴向运动不受驱动轴的任何轴向运动影响，这是因为所述两个元件不与插入的导向轴连接。所述方案能够显著减少由驱动轴作用在已知类型的阀上的拖拽而在相应的杯形体上造成的瞬变现象，比如EP2338093中描述的阀。
优选地，所述驱动轴可以在所述导向轴中轴向滑动。因此所述导向轴作为其内部的所述驱动轴的轴向导向件来执行其功能。
优选地，所述杯形体可以在所述导向轴上轴向滑动。因此，所述导向轴作为围绕其滑动的所述杯形体的轴向导向件来执行其功能。
优选地，所述导向轴相对于所述阀体固定。更优选地，所述导向轴是所述阀体整体的一部分。采用该方案，所述杯形体的轴向运动不受除卷膜和弹簧之外的其他元件的运动的影响。
优选地，所述弹簧布置在所述杯形体周围。所述弹簧的位置是为了将其尺寸减到最小并且其有助于限制所述阀的总体尺寸。
优选地，所述第二腔室的一部分限定在所述杯形体的径向外表面与所述阀体的径向内表面之间。
优选地，所述弹簧布置在所述第二腔室的所述一部分中。因此所述第二腔室也用于容纳所述弹簧。
优选地，在打开的阀的至少一个操作条件下，所述挡流器和所述挡板之间限定了在横向上与所述阀体的出口联通的环形腔室。液体的主液流从所述挡流器轴向离开，流入环形腔室并通过所述出口在基本径向的方向上离开。
优选地，所述弹簧关于所述环形腔室轴向偏置。更优选地，包含所述弹簧的所述第二腔室关于所述环形腔室轴向偏置并且与所述环形腔室流体联通。液体的主液流因此不受弹簧的存在影响。更一般地说，液体的经过有利地不碰到具有可变几何形状的元件，像弹簧，弹簧根据其瞬时构造会不同地影响液流并且会遭受不理想的流体动态载荷。
优选地，所述阀体具有用于挡流器的圆柱形壳体。
优选地，所述阀体具有在所述环形腔室与所述出口之间的出口端口。优选地，所述杯形体随着其自身的轴向运动将所述出口端口关闭。优选地，所述圆柱形壳体具有相接边缘部(strikingedge)，该相接边缘部适于以抵接方式接收所述杯形体的末端边缘以关闭所述阀体的出口端口。优选地，所述圆柱形壳体具有相接边缘部，该相接边缘部适于在阀关闭的状态下以抵接方式接收所述挡板的外周边缘。有利地，径向上更靠内的位置中的所述挡板和径向上更靠外的位置中所述杯形体均接合在相同相接边缘部上。
优选地，在阀关闭的状态下，所述挡板基本阻挡来自于与其面对的所述挡流器的出口开口的输出液流。优选地，所述挡板与所述阀体的圆柱形壳体协同作用以关闭所述挡流器的出口开口。
优选地，所述挡板至少部分地容纳在所述杯形体中。
优选地，所述杯形体具有在所述挡板径向外部并且可以在所述挡板上滑动的圆柱形壁。这种使用杯形体的内部容积容纳挡板的几何形状有助于限制所述阀的总体尺寸。
优选地，所述挡板关闭所述杯形体的内部容积，并且圆形狭缝在所述杯形体的径向外圆柱形壁与该挡板之间限定出，该圆形狭缝能够使流体通过进入所述内部容积中以便于施加基本等于第二腔室中的压力的压力(下游压力或出口压力)，该压力与第一腔室中的压力(上游压力或输入压力)相反。
优选地，所述挡板在转动运动中牢固地约束到所述驱动轴。优选地，所述挡板在轴向运动中牢固地约束到所述驱动轴。优选地，所述挡流器在转动运动中牢固地约束到所述驱动轴。优选地，所述挡流器在轴向运动中牢固地约束到所述驱动轴。驱动机构是非常简单的，因为所述驱动轴与所述挡流器和/或与所述挡板牢固地一起运动。
优选地，所述挡板与挡流器之间的轴向距离是固定的，在它们之间限定有基本环形的容积，当阀打开从而使所述挡板远离所述圆柱形壳体的相接边缘部时，其限定了前述的环形腔室并且位于与所述阀体的出口端口相同的轴向位置中。另一方面，当阀关闭时，所述基本环形的容积插入在圆柱形壳体中并且与所述阀体的出口隔离。
优选地，所述阀体具有在所述入口与所述挡流器之间的入口端口。
优选地，所述入口端口是狭槽并且是在所述入口与所述挡流器之间的所述阀体上直接做出的。所述阀体的圆柱形壳体的入口狭槽允许阀元件的减少，因为在阀体与挡流器之间不必要改变进入所述挡流器中的流道的横截面的其他壁。
优选地，在驱动轴的作用下所述挡流器可以在阀体中转动以关于所述入口狭槽改变其入口开口的位置以及改变流道的横截面。所述调节优选地是手动执行的并且用于预先设定基准流速。
优选地，在所述驱动轴的作用下所述挡流器可以在阀体中轴向运动以关于入口端口改变其入口开口的位置以及改变所述流道的横截面。所述调节优选地是机动的并且用于根据要被供热或被冷却的环境的热需求将流速从等于所述预先设定的基准流速的最大值调节到零。
优选地，所述挡流器的入口开口具有多个窗口，这些窗口随着在主轴线上的延伸具有校准的横截面。在不同的实施方式中，所述挡流器的入口具有单个窗口，所述窗口随着在主轴线上的延伸具有校准的横截面。
优选地，所述窗口是平行于主轴线的狭缝。
所述挡流器的转动实现了窗口数量的选择和/或面向阀体入口狭槽的通道的横截面的选择。所述挡流器的轴向平移实现了已经面对的窗口的面积的调节。
在不同的实施方式中，所述窗口是狭缝，它们相对于主轴线倾斜，以便于在转动和在平移中获得具有线性化特性的挡流器(在流量系数(flowcoefficient)与挡流器位置之间具有相同的变化率)。
在不同的实施方式中，所述窗口的形状成型成在转动和平移中获得相等的百分比特性(流量系数在前值上相同的变化率与位置绝对值上的相等变化对应)。优选地，所述窗口具有彼此不同的面积。优选地，所述窗口的至少一些每个具有基本箭头形的轮廓。
优选地，所述挡流器包括径向外圆柱形壁、径向内圆柱形壁和连接所述圆柱形壁的环形底壁。所述径向外圆柱形壁、径向内圆柱形壁和底壁限定了内部容积，该内部容积通入位于与所述底壁轴向相对的位置中的环形出口中。
优选地，所述挡流器包括由薄板或带覆盖的单个宽开口，所述窗口设置在所述薄板或带中。优选地，所述窗口通过光刻和/或激光在所述薄板或带上获得。优选地，所述薄板或带在设置好所述窗口之后施加到所述单个宽开口。该方案能够将甚至具有非常复杂轮廓的窗口设置在薄板上，因为其可以加工成平的，然后可以将薄板施加到挡流器。
优选地，所述挡流器具有和阀体协同作用的转动限制器。优选地，所述转动限制器是插入在设置于所述阀体中的小腔室中的挡流器的附属件。所述小腔室的非圆形壁能够限制所述附属件的转动。所述转动限制器用于限制与最小和最大可行调节对应的位置。
优选地，所述驱动轴具有适于使所述入口与所述第一腔室流体联通的轴向管道。优选地，设置在所述阀体中的沟槽将所述入口与位于所述挡流器中的被轴向管道通入的小腔室连接。优选地，所述驱动轴具有与所述轴向管道流体联通并通到其自身的径向外表面上的径向通道。优选地，所述导向轴具有适于使所述驱动轴的径向通道与所述第一腔室流体联通的径向通道。优选地，所述导向轴的径向通道与限定在所述导向轴与杯形体之间的中空空间联通，所述中空空间与所述第一腔室联通。从而将输入流体的压力传递到相对于所述挡流器位于轴向相对位置上的第一腔室。
优选地，所述阀包括置于所述驱动轴与所述阀体之间的主弹簧以在没有力施加在所述驱动轴的第一端上的情况下保持所述阀打开。
优选地，所述阀包括以可操作方式作用在所述驱动轴的第一端上的致动器。优选地，所述致动器使所述驱动轴和挡流器轴向运动。优选地，所述阀包括安装在所述驱动轴的第一端上的调节环形螺母以手动设定所述挡流器的角位置。所述致动器能够将流速从等于用所述环形螺母预先设定的基准流速的最大值调节到零(挡板关闭)。
优选地，所述阀包括与所述入口流体联通的第一压力入口和与所述出口流体联通的第二压力入口。优选地，这些压力入口布置在所述致动器的相对两侧上。优选地，这些压力入口相对于主轴线倾斜。
在不同实施方式中，它们并排并彼此平行，还优选地它们平行于主轴线和/或垂直于所述入口和出口对准所沿的流束方向。优选地，这些压力入口关于所述入口和出口对准所沿的方向设置在致动器的相对侧上。
从详细描述中将会更显而易见地获得根据本发明的控制阀的优选但非排除性实施方式的进一步的特征和优点。
附图说明
下面将参照附图解释该描述，其仅是出于表述性因此是非限定的目的提供的，其中：
图1示出了根据本发明的控制阀的总体透视图；
图2示出了图1的所述阀的横截面视图，其中移除了多个部件并且处于操作配置中；
图3示出了图1和2的所述阀的放大剖切部；
图4示出了处于不同操作配置中的图2的所述阀；
图5示出了处于另一个不同操作配置中的图2的所述阀；
图6示出了根据本发明的控制阀的一种变型的总体透视图；
图7示出了图6的所述阀的横截面视图，其中移除了多个部件并且处于操作配置中；
图8示出了与之前的附图的所述阀相关的分解细节的实施方式；
图9示出了图8中示出的元件的一种变型；
图10示出了图8的细节的一个不同实施方式。
具体实施方式
参见图1，数字1表示控制阀整体，该控制阀包括阀体2和安装在阀体2上的致动器3。所述阀体2具有用于液体流的入口4和出口5。所述入口4和出口5通过内螺纹连接到各自的管端部。
正如在图2、4和5中可以看出的，所述阀体2具有设置成单个部件的主体2a，所述主体2a使所述入口4和所述出口5沿着液流方向“Y-Y”对准。所述阀体2包括附属体2b，所述附属体2b螺纹连接到所述主体2a上并且具有沿着主轴线“X-X”延伸的轴向通道6。所述阀体2的主体2a的内部除了限定入口4和出口5之外还限定有基本圆柱形的腔体，该腔体沿着所述主轴线“X-X”延伸并且由多个轴横截面构成，正如这里在下面详细描述的。在示出的实施方式中，所述主轴线“X-X”垂直于流束方向“Y-Y”。在未示出的变型中，所述主轴线“X-X”与所述流束方向“Y-Y”之间限定的角度可以不等于90°。
所述阀体2还具有用于容纳合适的压力传感器和/或压差计和/或与合适的压力传感器和/或压差计连接的压力入口101、102。第一压力入口与所述入口4流体联通，第二压力入口与所述出口5流体联通。所述压力入口101、102相对于所述主轴线“X-X”以及还相对于所述流束方向“Y-Y”倾斜，并且设置在附属体2b和致动器3的相对两侧上。
从所述阀体2的与所述附属体2b相对的第一轴向端“E1”开始并朝向所述附属体2b处的第二轴向端“E2”移动，基本圆柱形的腔体具有第一段7、与第一段7相比具有更大径向尺寸的第二段8、与第二段8相比具有更大径向尺寸的第三段9和与第三段9相比具有更大径向尺寸的第四段10。
所述第一段7限定一小腔室，该小腔室通过设置在主体2a中的直通道11连接到入口4。所述第二段8限定一圆柱形壳体，该圆柱形壳体位于入口4与出口5之间并且通过入口狭槽12与入口4直接连通，所述入口狭槽12设置在限定所述圆柱形壳体的阀体2的壁中。所述入口狭槽12具有沿着圆周方向的细长延伸部。所述第三段9和第四段10一起限定一圆柱形支座。所述第三段9还具有直接与阀体2的出口5联通的出口端口13。驱动轴14插入附属体2b的轴向通道6中并且在主体2的所述基本圆柱形腔体中朝向所述第一轴向端“E1”延伸。所述驱动轴14的第一致动端14a自所述附属体2b伸出，所述驱动轴14的与所述第一端14a相对的第二端14b放置在所述圆柱形壳体8内部并面对所述小腔室7(图3和5)。
在所述附属体2b内部以及所述驱动轴14周围限定一容积15，该容积15容置围绕在所述驱动轴14周围的螺旋式主弹簧16。
所述主弹簧16具有与附属体2b的环形表面抵接的端部和与在轴向上与驱动轴14固定的环17抵接的相对端部，为此，所述环17部分地插入设置在所述驱动轴14的第一端14a处的环形腔体中。所述第一端14a还连接到由致动器3接合的致动组“D”。所述主弹簧16将所述驱动轴14弹性地推离阀体2的第一轴向端“E1”。
挡流器18安装在驱动轴14的第二端14b上并容纳在圆柱形壳体8中(图3和5)。所述挡流器18包括径向外圆柱形壁19、径向内圆柱形壁20和连接所述圆柱形壁19、20的环形底壁21。所述径向外圆柱形壁19、径向内圆柱形壁20和底壁21限定了内部容积22，所述内部容积22通入位于底壁21轴向相对位置中的环形出口开口23中。穿过所述径向外圆柱形壁19设置由沿着圆周方向相互面对的多个窗口24形成的入口开口，每个窗口24在主轴线方向上延伸。所述径向外圆柱形壁19与圆柱形壳体8接触，其间设置环形密封件。所述径向内圆柱形壁20围绕所述驱动轴14并与所述驱动轴14接触，其间设置密封件。所述挡流器18限制在所述驱动轴14上，以便于在轴向运动和围绕主轴线“X-X”的转动上与所述驱动轴保持牢固约束。所述挡流器18还包括附属件25，该附属件25自靠近底壁21的径向边缘轴向延伸并且保持在小腔室7中。该附属件25与非圆形壁相干涉，该非圆形壁限定了所述小腔室7并且用作挡流器18的转动限制器。
挡板26围绕所述驱动轴14安装并且限制在所述驱动轴14上以便于在轴向运动和围绕主轴线“X-X”的转动中保持与驱动轴的牢固约束。所述挡板26包括圆板27和成型部28，该成型部优选地是橡胶的、基本是锥形的并且与所述板27连接并面对挡流器18的出口开口23。所述挡板26和挡流器18在轴向运动和转动上彼此牢固约束。因此，所述挡板26的成型部28与所述挡流器18的出口开口23之间的轴向距离是固定的。特别地，基本锥形部28具有朝向驱动轴14和朝向所述出口开口23汇聚的两个连续锥形部。所述挡板26和挡流器18之间限定了基本环形的容积，所述挡流器18的出口开口23朝向所述容积敞开。所述挡板26的成型部28具有径向外周边缘29，该边缘29旨在与圆柱形壳体8的相接边缘部30接触，相接边缘部30垂直于主轴线“X-X”并被限定在主体2a的基本圆柱形腔体的第二段8与第三段9之间。
杯形体31围绕所述驱动轴14安装并且在轴向上定位在由第三段9和第四段10限定的圆柱形支座中。更详细地，所述杯形体31具有轴向孔，由附属体2b的内部部分限定的导向轴32穿过所述轴向孔。所述附属体2b的所述轴向通道6部分地设置在导向轴32中，以便于所述导向轴32在径向上置于所述驱动轴14与所述杯形体31之间。所述杯形体31具有第一部分33，该第一部分33具有较低径向尺寸并且滑动连接到所述导向轴32，其间设有环形密封件，该环形密封件优选地放置在所述导向轴32的环形支座中。所述杯形体31具有第二部分34，该第二部分34具有较高径向尺寸以便于将所述挡板26容纳在其内部。所述杯形体31的第二部分34的末端边缘35(图3)旨在相对于所述挡板26的平滑区域在径向更外区域中与圆柱形壳体8的相接边缘部30平滑接触。所述杯形体31具有在轴向上放置在所述第一部分33和第二部分34之间的径向外环形附属件36。螺旋弹簧37围绕所述杯形体31布置并且具有与所述环形附属件36平滑接触的轴向端和与限定在所述主体2a的基本圆柱形腔体的第三段9与第四段10之间的抵接表面38抵接的相对轴向端。
卷膜39围绕所述杯形体31，并且具有密封地约束到所述杯形体31的、优选地位于径向外环形支座中的径向内边缘40，以及密封地约束到所述阀体2的、优选地在所述主体2a与附属体2b之间闭合的径向外边缘41。所述卷膜39与所述阀体2(确切地说是与所述附属体2b)的内壁一起限定了在轴向上位于所述杯形体31与所述附属体2b之间的第一腔室42。所述卷膜39还与所述杯形体31的径向外表面和所述主体2a的径向内表面一起限定了在轴向上位于所述膜39与所述抵接表面38之间的第二腔室43。因此所述弹簧37保持在所述第二腔室43的一部分中。所述杯形体31在作用在所述第一腔室42和第二腔室43中的压力以及弹簧37的压力的作用下可以以与所述导向轴14独立的方式(并因此还与所述挡板26和挡流器18独立的方式)轴向运动。所述杯形体31的轴向运动能够关闭或封闭所述出口端口13。
所述杯形体31、卷膜39和弹簧37是压差自动调节装置的一部分，正如下面要详细描述的。
所述挡板26闭合所述杯形体31的内部容积44，该内部容积具有与第二腔室43基本相同的压力，因为在所述杯形体31的径向外圆柱形壁43的径向内表面与所述板27的外周边缘之间保持了液体通过的圆形狭缝45(图3)。由于所述杯形体31与所述挡板26之间可能的相对运动，所述杯形体31的所述内部容积是可变的。
在使用中并且在阀打开的情况下(图2和4)，液体流进入入口4中，通过入口狭槽12和挡流器18的入口开口的窗口24的面对所述狭缝12的部分，并进入到所述内部容积22中。液体在轴向上朝向挡流器18的出口开口23上升，到达由挡流器18、挡板26以及由所述主体2a的基本圆柱形腔体的第三段9和第二段8的径向内表面限定的环形腔室。然后液体的主液流继续朝向出口5通过出口端口13。
通过驱动轴14将所述挡流器18转动到预先选定的角位置上来预先设定流速，以便于特定数量的窗口24面对入口狭槽12。转动是通过安装在驱动轴14的第一端14a上的调节环形螺母51手动执行的。通过取消致动器3可以到达环形螺母51。在阀1工作过程中，所述角位置保持固定。
入口4中的液体处于特定的上游压力“P+”。在穿过挡流器18的通道中并且由于挡流器18和挡板26的阻力，液体的压力下降到下游压力“P-”，其是环形腔室46中的压力并且基本也是在出口5处的压力。
在第一腔室42中也存在上游压力“P+”的液体，因为其从入口4通过所述直通道11，进入小腔室7中，通过驱动轴14中设置的轴向管道47、通过所述轴14的径向通道48、通过所述导向轴32的径向通道49和通过限定在导向轴32与杯形体31之间的中空空间50，所述中空空间50进而与第一腔室42联通(图3)。
在所述第二腔室43中也存在下游压力“P-”的液体，因为其从所述环形腔室46通过限定在所述杯形体31与所述主体2a的靠近所述抵接表面38的径向内表面之间的环形通道进入第二腔室43中。
在杯形体44的内部容积中也存在处于下游压力“P-”的液体，因为其通过了所述圆形狭缝45。
因此，上游压力“P+”在第一腔室42中作用在卷膜39上和杯形体31上，下游压力“P-”在第二腔室43中和在杯形体的内部容积44中作用在所述杯形体31上而且还部分地作用在所述膜39上。杯形体31上的力对应于从第二端“E2”指向第一端“E1”的上游压力“P+”。杯形体31上的力对应于从第一端“E1”指向第二端“E2”的下游压力“P-”，其与弹簧37产生的力叠加。
上游压力“P+”产生的力与由弹簧37的弹性作用增加的下游压力“P-”产生的力的平衡改变了杯形体31的位置以及出口端口13的大小，自动保证了流速的持续恒定。在没有压差的情况下，弹簧37将杯形体31保持在最靠近第二端“E2”的位置中并且出口端口13完全打开。
通过由致动器3实现的驱动轴14的轴向运动还可以将流速调节在手动预定设定的流速附近。在图2中，存在面对入口狭槽12的整个轴向延伸部的窗口24。另一方面，在图4中，这些窗口24转移到朝向第一端“E1”更靠近，并且由主体2a的靠近入口狭槽12的壁部分地闭合。正如可以从图2和4的对比中可以看出的，所述轴的轴向运动还决定了环形腔室46的轴向长度的变化。
图5示出了关闭的阀1，即所述挡版26与圆柱形壳体8的相接边缘部30抵接。所述位置由与主弹簧16相反地推动所述轴14的致动器3保持。在没有致动器3的情况下，所述主弹簧16将所述阀1保持在正常打开的状态中，其中所述挡板26远离所述相接边缘部30。
图6和7示出了根据本发明的阀的不同实施方式。在图1-5中已经使用的相同的附图标记来识别已经使用的相应元件。与上述实施方式不同的是图6的阀具有相对于方向“Y-Y”位于与致动器的相对的部分上的压力入口101、102，所述压力入口彼此平行而且还平行于主轴线“X-X”，入口4和出口5沿着方向“Y-Y”对准。
此外，正如在图7中看出的，在杯形体31与主体2a之间的径向中部中，定位与主轴线“X-X”同轴的圆柱体110。圆柱体110的上边缘111闭合在附属体2b与主体2a之间并且卷膜39的径向外边缘41密封地约束在所述上边缘111与附属体2b之间。相对于图1-5的实施方式，径向外边缘41和整个卷膜39转移到朝向驱动轴14的第一端14a更靠近。圆柱体110的下边缘112朝向主轴线“X-X”径向延伸以限定弹簧37的抵接表面38，因此与图1-5的实施方式不同，该抵接表面38并不属于主体2a。所述杯形体31还转移到朝向驱动轴14的第一端14a更靠近并且具有下圆柱形附属体120，该下圆柱形附属体120具有旨在与相接边缘部30抵接的末端边缘35。
图6和7的实施方式还使第二腔室43具有更大的容积，该第二腔室具有要获得的排放压力“P排放”。第二腔室43在该情况下径向地地限定在杯形体31与圆柱体110之间和所述圆柱体110与主体2a之间。
在图7的实施方式中，与主体2a径向远离的下圆柱形附属件120的末端边缘35的存在确保了环形腔室46中的下游压力“P-”不同于并高于出口5处的排放压力“P排放”。
在图6和7的实施方式中，窗口24是相对于主轴线“X-X”倾斜的狭缝。
图8示出了图6和7的实施方式的挡流器18的一种变型的分解视图。所述径向外圆柱形壁19设有单个宽开口130，该开口130部分地围绕主轴线“X-X”延伸，并且由薄板或带140(在图8中单独示出)覆盖并闭合。薄板140具有几乎都倾斜的狭缝24。特别地，薄板140具有平行于主轴线“X-X”的第一端狭缝24a、靠近第一狭缝24a的第二狭缝24b以及所有均具有相同的斜度并且斜度大于第二狭缝24b斜度的余下狭缝24。狭缝24a、24b、24例如通过光刻和/或激光设置在薄板140中，然后将所述薄板140施加到开口130上。
图9示出了薄板140的一种变型，其中窗口24c、24d、24e成形成使挡流器18在转动和平移中具有相等百分比的特征。
图10示出了挡流器18的又一种变型，其中所述挡流器18是单个部件(像图1-5中示出的，在薄板与本体的余下部分之间没有差别)，但是窗口24如图9中成形。
在又一个未示出的实施方式中，挡流器18是单个部件并且窗口24是如图7中的倾斜狭缝。
图9和10的窗口24c、24d、24e包括沿着圆周方向呈细长形的并且具有基本箭头形的轮廓的第一窗口24c(在图9和10中均可见)，其一端以单个顶部终结，相对端以两个轴向彼此远离的顶部终结。第二窗口24d(更容易在图9中看清)在第一窗口24c的旁边并且也具有基本箭头形的轮廓，但是相对于第一窗口24c其具有更低的通道面积和圆周方向的长度。第三窗口24d(更容易在图9中看清)在第二窗口24d的旁边并且具有基本等腰三角形的轮廓，其底部沿着圆周方向延伸。
元件列表

Claims (18)

1.一种控制阀，包括：
具有入口(4)和出口(5)的阀体(2)；
以可操作方式置于所述入口(4)与出口(5)之间的挡流器(18)；
驱动轴(14)，所述驱动轴具有第一致动端(14a)和与第一致动端(14a)相对并连接到所述挡流器(18)的第二端(14b)，其中所述驱动轴(14)沿着主轴线(X-X)延伸；
压差自动调节装置，所述压差自动调节装置包括：
杯形体(31)，所述杯形体围绕所述驱动轴(14)并且相对于所述驱动轴(14)能轴向运动；
弹簧(37)，所述弹簧以可操作方式置于所述阀体(2)与所述杯形体(31)之间，以将所述杯形体(31)推离所述挡流器(18)；
卷膜(39)，所述卷膜具有固定到所述杯形体(31)的径向内边缘(40)和固定到所述阀体(2)的径向外边缘(41)，以限定与所述入口(4)流体联通的第一腔室(42)和与所述出口(5)流体联通的第二腔室(43)；
其中所述挡流器(18)具有面对所述阀体(2)的入口(4)的至少一个入口开口(24)和面对所述杯形体(31)的至少一个出口开口(23)；
其特征在于，所述阀(1)包括挡板(26)，所述挡板围绕所述驱动轴(14)安装并且面向所述挡流器(18)的出口开口(23)；其中来自于所述入口(4)的流束沿着基本径向方向进入所述挡流器(18)的入口开口(24)中并且沿着基本轴向方向从所述挡流器(18)的出口开口(23)流出，以便随后沿着基本径向方向朝向该阀的出口(5)移动。
2.根据权利要求1所述的阀，包括导向轴(32)，该导向轴具有用于所述驱动轴(14)的轴向通道(6)，其中所述杯形体(31)围绕所述导向轴(32)安装。
3.根据权利要求2所述的阀，其中所述导向轴(32)相对于所述阀体(2)固定。
4.根据前述权利要求中之一项所述的阀，其中所述弹簧(37)围绕所述杯形体(31)布置。
5.根据前述权利要求中之一项所述的阀，其中，在打开的阀的至少一个操作状态中，在所述挡流器(18)和所述挡板(26)之间限定在横向上与所述阀体(2)的出口(5)联通的环形腔室(46)。
6.根据前一项权利要求中所述的阀，其中所述弹簧(37)相对于所述环形腔室(46)轴向偏置。
7.根据前述权利要求中之一项所述的阀，其中所述阀体(2)具有用于所述挡流器(18)的圆柱形壳体(8)，其中所述阀体(2)具有在所述环形腔室(46)与所述出口(5)之间的出口端口(13)，其中所述杯形体(31)随着其轴向运动关闭所述出口端口(13)，其中所述圆柱形壳体(8)具有相接边缘部(30)，所述相接边缘部适于以抵接方式接收所述杯形体(31)的末端边缘(35)，以便将所述阀体(2)的出口端口(13)关闭。
8.根据前述权利要求中之一项所述的阀，其中所述阀体(2)具有用于所述挡流器(18)的圆柱形壳体(8)，其中所述圆柱形壳体(8)具有相接边缘部(30)，所述相接边缘部在所述阀(1)关闭的情况下适于以抵接方式接收所述挡板(26)的外周边缘(29)。
9.根据前述权利要求之一项所述的阀，其中在所述阀关闭的情况下，所述挡板(26)阻挡从挡流器(18)的与所述挡板面对的出口开口(23)输出的流束。
10.根据前述权利要求中之一项所述的阀，其中所述挡板(26)至少部分地容纳在所述杯形体(31)中。
11.根据前述权利要求中之一项所述的阀，其中所述挡板(26)在转动和轴向运动中与所述驱动轴(14)牢固约束，其中所述挡流器(18)在转动和轴向运动中与所述驱动轴(14)牢固约束。
12.根据前述权利要求中之一项所述的阀，其中入口狭槽(12)被直接形成在所述入口(4)与挡流器(18)之间的阀体(2)上。
13.根据权利要求12所述的阀，其中所述挡流器(18)在所述驱动轴(14)的作用下能够在阀体(2)中转动，并且在所述驱动轴(14)的作用下能够在阀体(2)中轴向运动，以相对于入口狭槽(12)改变所述挡流器的入口开口(24)的位置。
14.根据前述权利要求中之一项所述的阀，其中所述挡流器(18)的入口开口(24)具有一个或多个窗口。
15.根据权利要求13所述的阀，其中所述挡流器(18)具有与所述阀体(2)协同作用的转动限制器(25)，其中所述转动限制器(25)是挡流器(18)的附属件，所述附属件插入在设置于所述阀体(2)中的小腔室(7)中。
16.根据前述权利要求中之一项所述的阀，其中所述挡流器(18)包括由薄板(140)覆盖的单个宽开口(130)，其中多个窗口(24)设置在所述薄板(140)中。
17.根据权利要求14到16所述的阀，其中所述窗口是相对于主轴线(X-X)倾斜的狭缝(24，24a，24b)，以便获得具有线性化特性的挡流器(18)。
18.根据权利要求14-16中所述的阀，其中至少一些所述窗口(24c、24d、24e)每个具有基本箭头形的轮廓，以便获得具有相等百分比特性的挡流器(18)。
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