CN107750315B - 轴向阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轴向阀(1，41，59，74)，该轴向阀包括壳体(2)、入口(3)、出口(4)、主阀(9，75)、和先导阀(18，42，61，76)。该主阀(9，75)的打开和闭合是通过致动该先导阀(18，42，61，76)来控制的。该先导阀(18，42，61，76)包括先导阀元件(19，46，66，77)和衔铁(24，83)。该主阀(9，75)包括主闭合元件(10，52，64)。本发明的目的是提供一种具有较廉价且构造复杂度较低的轴向阀。为此目的，该先导阀元件(19，46，66，77)被安排成在该衔铁(24，83)内部是可移位的，并且该衔铁对于该主闭合元件(10，52，64)的相对位置是固定的。

Description

轴向阀

本发明涉及一种轴向阀，该轴向阀包括壳体、入口、出口、主阀和先导阀，其中，该主阀的打开和闭合是通过致动该先导阀来控制的，其中该先导阀包括先导阀元件和衔铁，并且其中该主阀包括主闭合元件。

上述类型的轴向阀例如是从EP 1 416 208 A1已知的。在该文件中，具有主闭合元件的主阀被安排成与从该入口至该出口的方向共线且同轴。先导阀被安排在从主流动路径移位的阀壳体的突出部中。该先导阀可以在垂直于该主流动路径的方向上被致动。通过致动该先导阀元件，可以减小与该主闭合元件相邻的压力室中的压力。由此，该主闭合元件通过由压差引起的力被移位以打开该主阀。

上述类型的另一种阀是从EP 0 763 683 A1已知的。再次地，使用磁性先导阀间接地打开主阀。在主闭合元件与该先导阀元件之间安排有活塞，该活塞的较大的正面朝向该先导阀。当该先导阀被激活时，先导阀元件被移位远离该活塞的正面，由此增加该活塞上的压力。因此，该活塞与该主闭合元件一起移位以打开该主阀。在该活塞与阀元件锚定件之间的距离通过轴向销保持恒定。

上述阀使用先导阀进行间接控制，因为这些阀典型地用于高压流体应用。因此，该主阀的直接控制将是困难的，因为高的压力将必须被直接克服，从而导致高的功率需求和通常不可靠的闭合/打开行为。

然而，先导式阀通常具有相当复杂的构造几何结构并且需要大量的材料。这增加了此类阀的成本。此外，现有技术中的先导式阀是相当笨重的，因为先导阀通常被附接至壳体的一侧，如EP 0 763 683 A1和EP 1416 208 A1所述。

因此，本发明的任务是提供一种具有较简单且更紧凑的构造的先导式轴向阀。

上述任务得以解决在于：该先导阀元件被安排成在该衔铁内部是可移位的，并且该衔铁对于该主闭合元件的相对位置是固定的。

通过这种解决方案，需要更少的材料和空间，构造可以紧凑得多。该先导阀元件可以可滑动地被接纳在该衔铁内部。该衔铁可以与该主闭合元件一致地移动。在该先导阀被解除激活时该先导阀元件的静止位置可以因而与该主闭合元件一起移动、并且相对于该主闭合元件是固定的。该衔铁也可以被附接至该主闭合元件。

在优选实施例中，该主阀和该先导阀两者具有平行的打开方向。该主闭合元件和该先导阀元件在它们中的一者打开或闭合时可以平行地或者甚至同轴地移动。

此外优选的是，该主阀和该先导阀两者具有与该壳体从入口通至出口的中央轴线平行的打开方向。此方案允许该主阀和该先导阀两者具有非常紧凑的共线构造。此外，在运行期间该轴向阀上的不希望的振动和横向力可以被最小化。

在另一个优选实施例中，该先导阀元件被安排成在该衔铁的衔铁管中是可移位的，并且该衔铁管的一端被附接至该主闭合元件。因而，该先导阀的所有移动零件可以连接至该主闭合元件，特别是该衔铁管和该先导阀元件。这进一步简化了构造。

优选的是，先导阀座被安排在该主闭合元件中。为此目的，该主闭合元件可以包括中央孔口，该中央孔口在该先导阀元件与安排在该孔口的一端上的该先导阀座接合时是闭合的。此方案减少了必要零件的数量并且允许更紧凑的轴向阀。

在另一个优选实施例中，该轴向阀从入口至出口的主流动路径在径向方向上位于该壳体与该衔铁之间。径向方向在此指的是与该轴向阀从入口至出口的中央轴线垂直的方向。流体在该主阀的打开状态下通过安排在该衔铁与该壳体之间的主流动路径流动。流体可以围绕该衔铁和该先导阀元件流动、并且优选地也围绕该主闭合元件流动。

在另一个优选实施例中，该先导阀是包括线圈的磁性阀。优选地，该线圈被安排成同轴地围绕该轴向阀从入口通至出口的中央轴线。

优选的是，该线圈被安排成径向地在该轴向阀的主流动路径内部。因而，该先导阀可以被完全地安排在该壳体内部，从而减小该轴向阀的必要体积。在该主阀的打开状态下，流体的主流动将围绕该先导阀流动。由于该先导阀在这种情况下可以被构造成相当紧凑，所以该轴向阀的更大量的截面可以用于流体的主流动路径。因此，实现了通过该轴向阀的大的打开流体流动。此外，此方案允许防止湿气从外部空气进入该线圈。这降低了因线圈烧毁而导致阀故障的风险。另外，由于通至流体流动路径的距离减小，所以线圈在运行期间被流体冷却。

优选地，该线圈对于该主闭合元件的相对位置是固定的。以此方式，该线圈可以与该主闭合元件一致地移动。该先导阀元件在这种情况下可以被安排成在该线圈的线圈外壳内部是可滑动的。

可替代地，优选的是，该线圈被安排成径向地在该轴向阀的主流动路径外部。因而，在这个实施例中，流体的主流动路径可以被安排成径向地在该线圈与该先导阀元件之间。通过这种解决方案，构造是尤其简单的，但是可能需要提供用于引导从该线圈至该先导阀元件的磁通量的装置。

优选的是，该轴向阀包括在该线圈与该先导阀元件之间的至少一个磁通量导体。具体地，优选的是，该轴向阀包括被安排在该线圈的各个轴向末端上的两个磁通量导体。该磁通量导体可以被安排成在径向方向上在该先导阀元件与该线圈之间，以便将磁通量从该线圈引导到该先导阀元件并且引导返回。

优选的是，该磁通量导体包括多个流体流动路径。通过这种解决方案，磁通量将不会以旋转对称的方式被引导穿过该磁通量导体，但是该磁通量导体可以包括用于引导磁通量的多个轴向延伸部。这些主流体流动路径可以用圆形安排的方式被安排在轴向延伸部之间。

优选地，该轴向阀包括被固定至该壳体的锚定构件，其中该主闭合元件被安排成在该锚定构件内部是可滑动的。因而，接纳该先导阀元件的衔铁可以与该锚定构件内部的主闭合元件一起移动。

此外优选的是，该锚定构件包括锚定管，其中该主闭合元件被安排成在该锚定管内部是可滑动的。在这种情况下，该轴向阀的主流动路径可以被安排在该锚定管的外部以围绕该主阀和该先导阀流动。

优选的是，该壳体是由深拉伸的钣金零件形成的。这允许该轴向阀的成本有效且高质量的构造。也可以由深拉伸的钣金零件来生产衔铁管、锚定管、以及入口部分和出口部分。

在下文中将参考附图来描述本发明的优选实施例，在附图中：

图1示出了根据本发明的轴向阀的第一实施例，该轴向阀具有闭合的先导阀和闭合的主阀，

图2示出了根据图1的轴向阀，该轴向阀具有打开的先导阀和闭合的主阀，

图3示出了根据图1和图2的轴向阀，该轴向阀具有打开的先导阀和打开的主阀，

图4示出了根据图1至图3的轴向阀，该轴向阀具有闭合的先导阀和打开的主阀，

图5示出了根据本发明的轴向阀的第二实施例，

图6和图7示出了用于根据图5的实施例中的磁通量导体，

图8示出了根据本发明的轴向阀的第三实施例，

图9/图10示出了根据本发明的轴向阀的第四实施例。

在图1至图4中，示出了根据本发明的轴向阀1的第一实施例。轴向阀1包括壳体2、入口3、以及出口4。壳体2包括两个壳体部分5、6，这些壳体部分优选地是由深拉伸的钣金零件制成的。入口3被安排在入口部分7中，该入口部分优选地也是由深拉伸的钣金零件制成的。类似地，出口4被安排在出口部分8中，该出口部分优选地是由深拉伸的钣金零件制成的。

轴向阀1包括具有主闭合元件10的主阀9。在主阀9的闭合位置中，主闭合元件10搁靠在主阀座11上。主阀弹簧12促使主闭合元件10朝向主阀座11。主阀弹簧12另一方面搁靠在被安排在壳体2中的锚定构件13上。锚定构件13还包括锚定管14和锚定端15。主闭合元件10被可移位地接纳在锚定管14内部。锚定构件13可以在锚定端15和锚定管14中的任一者或两者处被连接至壳体2。在锚定构件13与壳体2之间安排有主流动路径16、17，流体在主阀9处于打开位置时可以流动穿过这些主流动路径。

轴向阀1还包括先导阀18。先导阀18包括先导阀元件19和先导阀座20。先导阀座20被安排在主闭合元件10中。先导阀座20被安排在主闭合元件10中从出口4通至压力室22的孔口21的一端处。

先导阀元件19被可滑动地接纳在衔铁24的衔铁管23内部。衔铁24还包括衔铁锚定件25，该衔铁锚定件被安排在衔铁管23的背离主闭合元件10的一端处。衔铁管23被固定至主阀9的主闭合元件10上。当主闭合元件10移动时，衔铁24与衔铁管23和先导阀元件19一起因此也移动相同的距离。然而，先导阀元件19也可以通过提供通至先导阀18的线圈26的电流而主动地移位。为此目的，连接器27被附接至壳体2并且连接至线圈26。当线圈26被提供具有电流时，先导阀元件19抵抗先导阀弹簧28的力而移位远离先导阀座20。

如图1所示，主闭合元件10搁靠在主阀座11上，并且先导阀元件19搁靠在先导阀座20上。因此，在这种情形下，先导阀18和主阀9完全闭合。在此，主闭合元件10由于主阀弹簧12的力以及由于压力室22和流动路径16、17中相比于出口4的较高压力产生的压力而被迫靠在主阀座11上。在这种情形下，压力室22内部的压力高于出口4处的压力，因为在主闭合元件10与锚定构件13(在这种情况下是锚定管14)之间安排有至少一个泄放孔29。然而，泄放孔29的截面相对较小。轴向阀1在这个实施例中是常闭阀。

如果现在如图2所示，线圈26被提供具有电流，那么先导阀元件19移位远离先导阀座20。由此，在出口4与压力室22之间的流体连接是打开的，并且压力室22中的压力相比于图1中的情形下降。

因此，从压力室22一侧作用在主闭合元件10上的压力减小，由此在远离主阀座11的方向上作用在主闭合元件上的净压力变得大于主阀弹簧12的力。由此，主闭合元件10从主阀座11提升，如图3所示。因而，主流动路径16、17被打开，并且流体可以从入口3流动至出口4。

如果现在如图4所示通过解除激活通至线圈26的电流使先导阀18闭合，则压力室22中的压力与图2和图3中的情形相比将再次升高。因此，主阀弹簧12、先导阀弹簧28、以及作用在主闭合元件10上的压力的组合力将导致促使主闭合元件10朝向主阀座11的净力以闭合主阀9。

图5示出了根据本发明的轴向阀的第二实施例。与第一实施例相同的附图标记表示相应的特征。如前述实施例所示，通过致动先导阀42来打开或闭合主阀9。与根据图1至图4的实施例相比，轴向阀41在此包括具有线圈43的先导阀42，该线圈被安排成径向地在轴向阀41的主流动路径44、45外部。根据图5中的情形，主阀9的主闭合元件52处于闭合位置并且因此接合主阀座11。先导阀元件46也处于闭合位置并且接合先导阀座20。

由于在这个实施例中，主流动路径44、45被安排在线圈43与先导阀元件46之间，所以轴向阀41包括两个磁通量导体47。磁通量导体47也在图6和图7中更详细地示出。磁通量导体47包括轴向延伸部48，这些轴向延伸部确保了将磁通量从线圈43引导到先导阀元件46并且引导返回。根据图5至图7中的实施例，磁通量导体47包括六个轴向延伸部48。在相邻的轴向延伸部48之间安排有主流动路径44、45，这些主流动路径允许流体在线圈43与先导阀元件46之间流动。

与根据图1至图4的实施例相比，线圈43被安排在线圈壳体49中。线圈壳体49可以部分地由磁通量导体47形成。

轴向阀41包括具有锚定管51的锚定构件50。在这个实施例中，主闭合元件52与衔铁管53被安排成共用的构件。衔铁管53在一端被固定至衔铁锚定件54。在主阀9被打开或闭合时，主闭合元件52与衔铁管53和衔铁锚定件54一致地移动。

先导阀元件46被可滑动地接纳在衔铁管53中。在先导阀9的闭合位置中，来自入口3的高压流体可以穿过在锚定管51与衔铁管53之间的泄放孔56流动至在锚定管51的闭合端处的衔铁室55。此高压流体然后可以流动穿过衔铁锚定件54中的弹簧孔88、并且然后穿过在先导阀元件46与衔铁管53之间的泄放孔57而进入压力室22。

当线圈43被通电时，磁力使先导阀元件46远离先导阀座20朝向衔铁锚定件54移动。来自出口4的低压流体然后可以穿过孔口21进入压力室22。压力室22中的压力因此下降，并且主闭合元件52上的净压力变得大于共用弹簧58的力，因此主阀9打开。

图8示出了轴向阀59的第三实施例。如前两个实施例所示，在没有电流被提供至先导阀61的线圈60时轴向阀59是常闭的。线圈60被安排成径向地在流体的主流动路径62、63内部。

线圈60对于主闭合元件64的相对位置是固定的。线圈60被安排在衔铁管65内部。衔铁管65与主闭合元件64被安排成共用的构件。当主阀打开或闭合时，线圈60与主闭合元件64一致地移动。先导阀元件66被安排成在线圈60的线圈外壳67内部是可滑动的。

图8示出了在主阀9和先导阀61均处于闭合的阀位置时的情形。高压流体可以从主流动路径62穿过在衔铁管65与锚定管69之间的泄放孔68进入衔铁室70。高压流体然后可以从衔铁室70流动穿过围绕线圈外壳67的另外的泄放孔沿着先导阀元件66进入压力室22。

电流可以经由连接至连接器27的线71被提供至线圈60。连接器27优选地是M12连接器。线71在这种情况下被柔性地附接至线圈60和锚定管69，从而在线圈60和主闭合元件64一起移位时线71可以自身重新定位。当线圈60被提供具有电流时，先导阀元件66被移位远离先导阀座20，并且衔铁管65中的压力减小。由此，主闭合元件64通过抵抗主阀弹簧72的力的净压力而与先导阀61一起被移位远离主阀座11。

可选地，过滤器73可以被安排在入口3中。

图9和图10示出了轴向阀74的第四实施例。这个实施例的构造类似于根据图1至图4的第一实施例，但是在这种情况下，轴向阀74是常开阀。

轴向阀74在此再次包括主阀75和先导阀76。主阀75包括主阀元件10和主阀座11。先导阀76包括先导阀元件77和先导阀座78。先导阀元件77在此包括销79以及先导阀闭合构件80和可移动衔铁81。销79在一端连接至先导阀闭合构件80并且在另一端连接至可移动衔铁81。先导阀元件77被可滑动地接纳在衔铁83的衔铁管82中。静止轭铁84被固定至衔铁管82。静止轭铁84包括中央孔85，销79被可滑动地接纳在该中央孔中。先导阀弹簧86被安排成同轴地围绕孔85内部的销79。

当线圈87经由连接器27被提供具有电流时，可移动衔铁81和因此的整个先导阀元件77朝向先导阀座78移位。这种情形在图10中示出，其中先导阀76处于闭合位置，并且可移动衔铁81抵靠在静止轭铁84上。当先导阀76被闭合时，压力室22内部的压力增加，并且主阀元件10朝向主阀座11移位并且闭合主阀9，如图10所示。

主阀弹簧12促使主闭合元件10朝向主阀座11。主阀弹簧12另一方面搁靠在被安排在壳体2中的锚定构件13上。锚定构件13还包括锚定管14和锚定构件15。主闭合元件10被可移位地接纳在锚定管14内部。锚定构件13可以在锚定端15和锚定管14中的任一者或两者处连接至壳体2。在锚定构件13与壳体2之间安排有主流动路径16、17，在主阀9处于打开位置时流体可以流动穿过这些主流动路径，如图9所示。

Claims (12)

1.一种轴向阀(1，41，59，74)，该轴向阀包括壳体(2)、入口(3)、出口(4)、主阀(9，75)、和先导阀(18，42，61，76)，其中该主阀(9，75)的打开和闭合是通过致动该先导阀(18，42，61，76)来控制的，并且其中该先导阀(18，42，61，76)包括先导阀元件(19，46，66，77)和衔铁(24，83)，并且其中该主阀(9，75)包括主闭合元件(10，52，64)，该先导阀元件(19，46，66，77)被安排成在该衔铁(24，83)内部是可移位的，该衔铁对于该主闭合元件(10，52，64)的相对位置是固定的，该先导阀(18，42，61，76)是包括线圈(26，43，60，87)的磁性阀，并且该线圈对于该壳体(2)的相对位置是固定的，

该轴向阀(1，41，59，74)包括：被固定至该壳体(2)的锚定构件(13，50)；以及主阀弹簧(12)，其中该主闭合元件(10，52，64)被安排成在该锚定构件(13，50)内部是可滑动的，主阀弹簧(12)的一端搁靠在主闭合元件(10)上，并且主阀弹簧(12)的另一端搁靠在锚定构件(13)上。

2.根据权利要求1所述的轴向阀(1，41，59，74)，其特征在于，该主阀(9，75)和该先导阀(18，42，61，76)具有平行的打开方向。

3.根据权利要求1或2所述的轴向阀(1，41，59，74)，其特征在于，该主阀(9，75)和该先导阀(18，42，61，76)均具有与该壳体(2)从入口(3)通至出口(4)的中央轴线平行的打开方向。

4.根据权利要求1或2所述的轴向阀(1，41，59，74)，其特征在于，该先导阀元件(19，46，66，77)被安排成在该衔铁(24，83)的衔铁管(23，53，65，82)中是可移位的，并且该衔铁管(23，53，65，82)的一端被附接至该主闭合元件(10，52，64)。

5.根据权利要求1或2所述的轴向阀(1，41，59，74)，其特征在于，先导阀座(20，78)被安排在该主闭合元件(10，52，64)中。

6.根据权利要求1或2所述的轴向阀(1，41，59，74)，其特征在于，该轴向阀(1，41，59，74)从入口(3)至出口(4)的主流动路径(16，17，44，45，62，63)在径向方向上位于该壳体(2)与该衔铁(24，83)之间。

7.根据权利要求1所述的轴向阀(1，59，74)，其特征在于，该线圈(26，60，87)被安排成径向地在该轴向阀(1，59，74)的主流动路径(16，17，62，63)内部。

8.根据权利要求1所述的轴向阀(41)，其特征在于，该线圈(43)被安排成径向地在该轴向阀(41)的主流动路径(44，45)外部。

9.根据权利要求1或2所述的轴向阀(1，41，59，74)，其特征在于，该轴向阀(1，41，59，74)包括在该线圈(26，43，60，87)与该先导阀元件(19，46，66，77)之间的至少一个磁通量导体(47)。

10.根据权利要求9所述的轴向阀(1，41，59，74)，其特征在于，该磁通量导体(47)包括多个流体流动路径，该多个流体流动路径被安排在该磁通量导体(47)的多个轴向延伸部(48)之间。

11.根据权利要求1所述的轴向阀(1，41)，其特征在于，该锚定构件(13，50)包括锚定管(14，51)，其中该主闭合元件(10，52，64)被安排成在该锚定管(14，51，69)中是可滑动的。

12.根据权利要求1或2所述的轴向阀(1，41)，其特征在于，该壳体(2)是由深拉伸的钣金零件形成的。

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