CN106065956B

CN106065956B - 膜片阀

Info

Publication number: CN106065956B
Application number: CN201610244841.6A
Authority: CN
Inventors: 维尔纳·尤里克; 拉尔夫·凯特曼
Original assignee: Birktwerk GmbH
Current assignee: Birktwerk GmbH
Priority date: 2015-04-23
Filing date: 2016-04-19
Publication date: 2020-09-22
Anticipated expiration: 2036-04-19
Also published as: US10077846B2; DE202015102015U1; US20160312906A1; DE102016105840A1; CN106065956A

Abstract

本发明涉及一种膜片阀，具有：阀体(12)，该阀体具有至少一个用于流体流通的流动通道；具有壳体的阀驱动器(14)；以及膜片(32)，该膜片可通过阀驱动器(14)被偏移从而选择性地打开和关闭流动通道。膜片(32)在边缘侧流体密封地轴向被夹紧在阀体(12)与阀驱动器(14)之间，其中，通过螺栓‑螺母连接实现夹紧膜片(32)，且在阀驱动器(14)的操纵方向上看，螺栓和螺母(44)在边缘侧包围膜片(32)，且两个通过螺栓和螺母(44)形成的部件中的一个不可旋转地设置在阀体(12)上或在阀驱动器(14)上。两个部件中的另一个能够可拧入或拧上地且额外旋转地运动。活动部件通过滚动轴承支承在阀驱动器(12)上或在阀体(14)上。

Description

膜片阀

技术领域

本发明涉及一种膜片阀，具有：阀体，该阀体具有至少一个用于流体流通的流动通道；具有壳体的阀驱动器；以及膜片，该膜片可通过阀驱动器被偏移从而选择性地打开和关闭流动通道，其中，膜片在边缘侧流体密封地轴向被夹紧在阀体与阀驱动器之间，以及，通过螺栓-螺母连接实现夹紧膜片，在其中，在阀驱动器的操纵方向上看，螺栓和螺母在边缘侧包围膜片，且两个通过螺栓和螺母形成的部件中的一个不可旋转地设置在阀体上或在阀驱动器上，且其中，两个部件中的另一个能够可拧入或拧上地且旋转地运动。

背景技术

在DE 101 53 362 B4中已知这样类型的膜片阀。在此，通过锁紧螺母实现将阀驱动器的壳体固定在阀体上，锁紧螺母作用在阀体的侧向法兰上且朝向该法兰旋转运动，锁紧螺母啮合到从阀体突出的、套筒形的突起的外螺纹中。在本发明涉及类型的膜片阀中，不通过多个螺栓工作使得在阀体上和在壳体上的法兰在阀驱动器的操纵方向上穿过，而通过单个螺栓-螺母连接工作，该螺栓-螺母连接圆周合适地且在外侧包围膜片。如可在DE 10153 362 B4中看到的那样，锁紧螺母从阀驱动器远离阀体的端部被放置且被拧紧。由此，挤压阀壳体抵靠膜片，使得膜片边缘被轴向夹紧在环形倚靠面之间且是密封的。驱动器自身通过冲杆作用在膜片上从而升起或下降膜片，由此可打开和关闭流动通道。对此，阀体具有阀座。通常，在管形的阀体中，该阀座被构建成至少一个隔离接片，该隔离接片垂直于流动通道延伸，且在下述情况下与膜片一起阻断流动通道，即，当膜片倚靠在隔离接片上时。

对于可靠密封和保持膜片重要的是，以相对受限预定的压力夹紧膜片。此外，由于螺纹的和在锁紧螺母与阀驱动器的壳体之间的倚靠面的尺寸导致大摩擦力。由于该高阻抗，在安装时或在维修之后，正好达到用于膜片的所期望的最佳轴向夹紧力时相对困难的。此外缺点在于，锁紧螺母必须始终被实施成大的固定部件，因为锁紧螺母必须通过阀驱动器被远离放置。这也限制了阀驱动器的侧向尺寸，包括壳体、接头等。事实上，螺栓和螺母在操纵方向上在其边缘上，更确切地说在边缘区域中(即，边缘侧向地)包围膜片，然而不意味着螺栓和螺母在侧视图中看必须在膜片的高度上，在此取决于在操纵方向上的视图。

发明内容

本发明的目的在于避免上述缺点。

这对于前述类型的膜片阀通过下述方式实现，即，活动部件，即，螺栓或螺母通过滚动轴承支承在阀驱动器上或在阀体上。固定的部件被固定地置于配合件上，即，在阀体或阀驱动器上。

滚动轴承降低了活动部件与下述部件之间的摩擦，即，活动部件被安装在该部件上，即，在阀驱动器上或在阀体上，使得所使用的扭矩在螺栓和螺母相互扭入时基本完全被转换成所需的夹紧力，且夹紧力可非常精确地预定。摩擦损耗是最小的。由此，所使用的扭矩明显更小，且工具需要更小的杠杆臂。这对于装置中的狭小空间情况是非常有利的。

固定部件，即，螺栓或螺母，即，两个部件中不被旋转从而拧紧的部件可被实施成分开的部分，或作为阀体的或阀驱动器的、在此特别是壳体的一体模制的突起。

阀驱动器的壳体不必被实施成单件的，其特别被实施成多件的。

此外，本发明提出，膜片优选直接轴向夹紧在阀驱动器、特别是在壳体与阀体之间，而在其之间无其他部件。

优选地，阀驱动器借助于螺栓-螺母连接也固定在阀体上，特别仅通过其固定。

可设置轴向引导部，壳体与阀体形成轴向引导部，壳体通过该轴向引导部侧向被引导至阀体，优选在位置误差的情况下无空隙地被引导。由此在螺栓啮合到螺母中之前，阀驱动器和阀体相互朝向且相互插入。由此也从一开始优化膜片朝向两侧的密封面的正确位置。

在端侧在壳体上可突出有环形的环突起。该环突起侧向地在设置在阀体上的、突出的套筒形突起上被引导，从而形成轴向引导部。额外地或替选地，壳体上的环突起可在端侧夹紧膜片边缘，即，直接贴靠在膜片边缘上。即，在一变型中，通过环突起实现双功能。

在阀体上可构建用于膜片边缘的、环形闭合环绕的密封面，膜片被挤压抵靠该密封面。该密封面被套筒形的突起包围。由此，膜片也从外部受到保护以防止影响。

本发明的一个变型提出，在套筒形的突起上成形出螺纹、特别是在形成螺栓情况下的外螺纹。即，分开的、被固定在阀体上的部件不要求用于形成外螺纹。

为了防止继续挤压膜片，可设置轴向作用的止挡。一个变型提出，套筒形的突起具有用于壳体的轴向止挡，特别在下述情况，即，套筒形的突起具有凸肩，环突起上的凸肩可顶靠该凸肩。

在阀体可围绕膜片成形出外螺纹。因此不需要被置于阀体上的部件，该部件形成外螺纹。

特别地，在阀体的套筒形的突起上成形出外螺纹。

任选地，两个部件中的活动部件是螺母，其被构建成锁紧螺母。因为螺母是外置的，在该变型方案中更容易地通过工具抓住该螺母。

滚动体，即，滚动轴承可位于螺母的内侧与壳体之间。

完全一般性地，滚动轴承可在侧向方向上和/或在轴向方向上保持和引导活动部件，特别地，在所述方向上在活动部件与其相配的部件(阀体或阀驱动器)之间没有其他滑动轴承。

当滚动体在螺母与壳体之间时，为了减少螺母和壳体的部件数量，构建用于滚动体的轴承槽。即，不存在额外的轴承套。然而这不应理解成限制性的。

为了安装螺母或螺栓，用于滚动体的可关闭的填充口可被设置在阀体或壳体中。这表示，在拧上的意义下，都被实施成环形部件的螺栓或螺母被安放到配设于其的配合件(阀体或阀驱动器)上。然后，滚动体通过填充口被导入，使得通过滚动轴承在螺栓或螺母与阀体或阀驱动器之间实现形锁合的连接。

特别地，滚动轴承是凹槽球轴承，有利地是径向推力球轴承，使得其可接受径向力，然而也可接受轴向力。

即，在未操作螺栓-螺母连接时，壳体和阀体可通过形锁合的扭转止动器已经按照圆周相互固定地定位。即，壳体和阀体相互插入，用作扭转止动器，且在螺栓和螺母然后相互拧入时，壳体与阀体不可同转。由此也防止圆周运动和剪力作用到膜片上。

可通过本发明消除现有技术中存在的限制，即，锁紧螺母的内直径大于阀体的最大直径或其横截面，任选地，两个部件中的活动部件的内直径小于壳体的外直径，且活动部件仅可从壳体的阀体侧端部安装。即，两个部件(螺栓或螺母)中的活动部件插到阀体或阀驱动器上，即，在连接在对置部分后面的区域中，这通过滚动轴承且特别通过之后置入的滚动体(然而非强制性要求)实现。

也需要强调，在此也可将螺栓-螺母连接视为插旋式连接。

阀驱动器自身可以是手动、气动、液压或电气驱动器。

此外，通过本发明几乎排除了将阀驱动器固定在阀体上的区域中的焊接。

附图说明

在下文和参考附图中给出本发明的其他特征和优点。附图中：

图1为通过根据本发明的膜片阀的一个可能实施方式的侧视图；

图2为通过根据图1的膜片阀的纵向剖视图；

图3为在固定阀体和伺服驱动装置的区域中的通过根据图1的膜片阀的透视剖视图；

图4为在固定阀体和阀驱动器的区域中的放大的纵向剖视图；

图5为在图4中以X标记的强烈放大的视图；

图6为阀体在相互插入之前的在其用于阀驱动器和阀驱动器的下侧的容纳开口的区域中的透视俯视图；以及

图7为当阀驱动器放置在阀体上时的对应于图4的剖视图，然而螺栓-螺母连接还未被关闭。

具体实施方式

在图1中示出膜片阀10，其具有在此为管形式的阀体12以及被固定在阀体12上的阀驱动器14。

在该实施方式中，阀体如所述的那样是管形的，且在其内部具有流动通道，在其中在图1中可看到出口16。流动通道可在阀体12中通过阀驱动器14选择性地被中断或打开，从而关闭或打开阀。

优选地，这不应理解为限制性的，阀体12可以是一体的部件，其形变或通过浇铸制造。金属或塑料可作为材料。

在图2中除了出口16外也可看到流动通道的入口18。隔离接片20在入口18与出口16之间侧向延伸进入流动通道，且将流动通道分成两个部分。隔离接片(Absperrsteg)20的上部侧22(参见图6)向外侧向于管轴线，在该区域中阀体12是开放的且具有开口24，在该开口中入口18和出口16在打开阀10时相互流动连通。

阀体12具有一体模制的套筒形的突起26，该突起完全包围开口24，且在内侧邻接到在此被构建成基本平的环形密封面28上。密封面28转到隔离接片20的上部侧22中，如图6所示。

在套筒形的突起26的径向外侧上成形出外螺纹30。由此，套筒形的突起26形成中空的螺栓。

膜片32夹紧在阀驱动器14与阀体12之间(参见图2)。膜片在其外圆周边缘在一侧基本全面地贴靠在密封面28上。膜片32被轴向夹紧在其对置侧之间，且由此通过下述方式密封，即，在对置侧上阀驱动器14挤压抵靠在其上。对此，阀驱动器14具有对置于密封面28的密封面34(参见图2和7)。

阀驱动器14设置有密封面34的部分是阀驱动器14的多部分外壳体的罩壳体部分36。罩壳体部分36朝向阀体12封闭的罐形的主壳体38，该主壳体容纳驱动系统。

在此，罩壳体36具有端侧从其突出的、环形的环突起40，该环形的突起利用其外尺寸被确定成套筒形的突起26的内尺寸，使得用于阀驱动器14的轴向引导部的环突起40和套筒形的突起26在插上阀驱动器14时作用到阀体12上。实施这两个突起26、40之间的匹配，使基本上径向无间隙。

套筒形的突起26具有径向凸肩，如同环形突起，其在阀10的组装状态下相互触碰且相互叠置，从而形成轴向止挡42。

通过螺栓-螺母连接实现将阀驱动器14固定在阀体12上，螺栓-螺母连接通过在该情况下被支承在阀驱动器14上的螺母44和在套筒形的突起26上的外螺纹30实现。

螺母44，与外螺纹30一样在阀驱动器的轴向方向A上(阀驱动器14的运动方向上)看完全包围膜片32。因此仅需要中心的螺栓-螺母连接。

在此情况下为螺母44，螺母通过具有滚动体46的滚动轴承可旋转地支承在阀驱动器14上。

该轴承被实施成球轴承，更确切地说被实施成径向推力球轴承，如图5更准确地示出的那样。

滚动体46在螺母44的轴承槽48、50中或在阀驱动器14的壳体中行进。

滚动轴承被实施成使得其负责螺母44在壳体上的径向以及轴向支承。对此在图5中示出，槽48和50的哪个部分在拧紧螺母44时承载。示出在槽48、50与滚动体46之间的相应的缝隙，在此不进行力传递。

在螺母44的正面与壳体之间的密封件52在该区域中用于额外密封，同样地如在环突起40的外圆周面与套筒形的突起26的内侧之间的另一环密封件5。.

螺母44具有最小的内直径，该内直径明显小于壳体的外直径，使得参考图2螺母不必从上部被放置和安装在壳体之上，如在现有技术中的情况，且由此未极度侧向突出超过外壳体。

在所示的实施方式中，螺母44已经提前被固定在阀驱动器14上，且无需被当做松脱部分被处理。更确切地说，从环突起40实现放置螺母44，螺母被推到环突起上。在该状态下还不存在滚动体46。滚动体46从壳体内部通过可拆卸的塞子56(参见图2)从内被推入，从而填充引导槽48、50之间的环形空间。

特别地，这不应理解成限制性的，该环形空间圆周合适地通过滚动体被填充至至少50％，特别通过滚动体被填充至至少90％(参见图3)。填充口具有标记58，参见图4。

如在图6和7中的，示出完成对膜片阀的安装。首先，具有环突起40的阀驱动器14事先被插入套筒形的突起26中。在此，两个部分侧向相互支承。

参见图6，形锁合的扭转止动器，在此通过至少一个轴向突出的凸缘60和在环突起40上或套筒形的突起26内侧上的互补凹槽62，负责使得阀驱动器14在圆周方向上相对于阀体12被定向和固定。

该扭转止动器也用于使得在拧紧螺母44时阀体和/或壳体不同转。

图7示出螺母44，即其获取外螺纹30的第一螺距。

然后，螺母44进一步被旋拧到外螺纹30上，该螺母在其外侧上具有更好接受扭矩的凹槽70。在该运动中，螺母40通过滚动轴承拉紧阀驱动器14轴向抵靠阀体12。密封面34位于膜片32上且同样向下挤压膜片，直至膜片到达密封面28(参见图7)且在此挤压抵靠密封面。进行该轴向移动、直至止挡42起作用。在此时间点，螺母44也挤压抵靠在套筒形的突起上和在外螺纹30的端部上的环形密封件72，该密封件额外反作用于螺母44的松脱。密封件72也防止污染物进入螺纹和滚动轴承中。

在螺栓和螺母44这两个部件中，螺母是活动的，且通过滚动轴承形锁合地且可旋转地固定在阀驱动器14上。然而，螺母44也能够可旋转地且形锁合地通过滚动轴承被设置在阀体上，阀驱动器14具有外螺纹，从而形成螺栓。

相反地，螺母44不一定是强制性的，螺母通过滚动轴承被支承在阀体12或阀驱动器14上。螺栓也可具有外螺纹，其被实施成可旋转的套筒且通过滚动轴承被支承在阀体12上或在阀驱动器14上。若是内螺纹，即，螺母，则优选是相应另一部件的、即，阀驱动器14的或阀体12的一体部件，且不可旋转地被固定在该部分上。

如通常在膜片阀中，膜片32通过杆74轴向运动，从而如图2所示地如下地封闭膜片阀，即，将膜片阀挤压到隔离接片20的上部侧22上或使其远离。阀杆74通过合适的固定装置76(参见图4)优选形锁合地与膜片32耦接，从而将阀杆74的轴向运动传递到膜片32上。在阀杆74的对置端上设置驱动机构，该驱动结构根据示范实施方式被构建成气动驱动器，具有多个弹簧，弹簧用于在闭合方向上加载到阀上。然而这不应被理解成限制性的。同样好地，可在壳体中存在电气驱动器，或阀杆74穿过壳体向外突出壳体，从而可以手动操纵。通过穿过突起40和26的泄孔100，填充膜片32之上的空间101。这对于识别非密封的膜片32是必须的。

Claims

1.一种膜片阀，具有：阀体(12)，该阀体具有至少一个用于流体流通的流动通道；具有壳体(36、38)的气动的、液压的或电气的阀驱动器(14)；以及膜片(32)，该膜片可通过阀驱动器(14)被偏移从而选择性地打开和关闭流动通道，其中，膜片(32)在边缘侧流体密封地轴向被夹紧在阀体(12)与阀驱动器(14)之间，以及，通过螺栓-螺母连接实现夹紧膜片(32)，其中，在阀驱动器(14)的操纵方向上看，螺栓和螺母(44)在边缘侧包围膜片(32)，且两个通过螺栓和螺母(44)形成的部件中的一个不可旋转地设置在阀体(12)上或在阀驱动器(14)上，且其中，两个部件中的另一个能够可拧入或拧上地旋转运动，其特征在于，活动部件通过滚动轴承支承在阀驱动器(14)的壳体(36、38)上或在阀体(12)上，并且在未封闭螺栓-螺母连接时，壳体(36、38)和阀体(12)通过形锁合的扭转止动器已经按照圆周相互固定地定位，其中，壳体(36、38)与阀体(12)形成轴向引导部，所述壳体(36、38)通过该轴向引导部侧向被引导至阀体(12)，并且在端侧在所述壳体(36、38)上突出有环形的环突起(40)，该环突起侧向地在设置在阀体(12)上的、突出的套筒形突起(26)上被引导，由此形成轴向引导部，该轴向引导部允许壳体(36、38)与阀体(12)沿轴向相互插入，其中，所述滚动轴承安装在所述壳体(36、38)的具有用于定心的环突起(40)的部分上，并且作为扭转止动器设置有至少一个轴向突起的凸缘(60)和在环突起(40)上或套筒形的突起(26)的内侧上的互补凹槽(62)。

2.根据权利要求1所述的膜片阀，其特征在于，阀驱动器(14)借助于螺栓-螺母连接被固定在阀体(12)上。

3.根据权利要求1所述的膜片阀，其特征在于，环突起(40)夹紧膜片边缘。

4.根据权利要求3所述的膜片阀，其特征在于，阀体(12)具有用于膜片(32)边缘的、环形闭合环绕的密封面(28)，膜片(32)被挤压抵靠该密封面。

5.根据权利要求4所述的膜片阀，其特征在于，密封面(28)被套筒形的突起(26)包围。

6.根据权利要求1所述的膜片阀，其特征在于，在套筒形的突起(26)上成形出螺纹。

7.根据权利要求1所述的膜片阀，其特征在于，套筒形的突起(26)具有用于壳体(36、38)的轴向止挡。

8.根据权利要求7所述的膜片阀，其特征在于，轴向止挡顶靠环突起(40)上的凸肩。

9.根据权利要求1所述的膜片阀，其特征在于，在阀体(12)的套筒形的突起(26)上围绕膜片(32)成形出外螺纹(30)。

10.根据权利要求1或2所述的膜片阀，其特征在于，螺母(44)是两个通过螺母(44)和螺栓形成的部件中的活动部件，且被构建成锁紧螺母。

11.根据权利要求1或2所述的膜片阀，其特征在于，滚动体(46)位于螺母(44)的内侧与壳体(36、38)之间。

12.根据权利要求11所述的膜片阀，其特征在于，在螺母(44)和壳体(36、38)上构建用于滚动体(46)的轴承槽。

13.根据权利要求1或2所述的膜片阀，其特征在于，用于滚动体(46)的可关闭的填充口(58)被设置在阀体(12)中或在壳体(36、38)中。

14.根据权利要求1或2所述的膜片阀，其特征在于，滚动轴承是径向推力球轴承。

15.根据权利要求1或2所述的膜片阀，其特征在于，所述两个部件中的活动部件的内直径小于壳体(36、38)的外直径，且活动部件仅可从壳体(36、38)的阀体侧端部安装。