CN107762994A - 溢流阀及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种溢流阀，其包括：穿过溢流阀的管路系统，其具有第一端部和第二端部；阀座，管路系统具有第一管路部段和第二管路部段，它们过渡到彼此中；第一关闭元件，其在第一关闭位置和第一打开位置之间运动，在第一关闭位置中其与阀座贴靠并且将在第一管路部段和第二管路部段之间的流体连通断开，在第一打开位置中其释放在第一管路部段和第二管路部段之间的流体连通，管路系统具有第三管路部段，其与流体储存器流体连通并且通入第一管路部段或第二管路部段中；第二关闭元件，其在第二关闭位置和第二打开位置之间运动，在第二关闭位置中其关闭第三管路部段，在第二打开位置中其释放流体连通。本发明还涉及一种用于运行该溢流阀的方法。

Description

溢流阀及其运行方法

技术领域

本发明涉及一种用于至少部分地关闭和打开流体管路系统的溢流阀。

背景技术

在大量技术应用中，需要处于特定压力下的流体。特别重要的技术应用是气体驱动的车辆，所述车辆例如借助汽车煤气、天然气或氢气来驱动。处于压力下的流体储存在流体储存器中，尤其储存在压力罐中。流体在压力罐中储存所凭借的压力根据应用例如在压缩天然气(CNG)的情况下为直至325bar，并且在氢气的情况下为直至超出700bar。经由相应构成的可包括压力管路的流体管路系统，将流体引导至能够加载有压力的多个组件，尤其引导至内燃机，储存在流体中的化学能在该处被转换为机械能，车辆借助所述机械能驱动。在到内燃机中的路径中，流体会流过其它组件，例如减压器和流入阀。

一个特别的危险来自于例如由于在流体管路系统中的管路破裂或者由于与流体管路系统连接的组件的损坏而出现的不允许高的质量流。在这种情况下，提供通向处于大气压下的周围环境的连接，使得突然产生非常高的压力差，所述压力差导致流体突然从流体储存器中不可控地流出。所述流出可能会导致爆炸或火灾，它们会危害处于破裂管路周围环境中的人员。

为了防止在管路破裂的情况下流体从流体储存器中突然流出，使用所谓的溢流阀。溢流阀通常伸入流体储存器中或者直接与所述流体储存器连接。溢流阀具有管路系统，所述管路系统形成流体管路系统的穿过溢流阀的部分。不仅在填充流体储存器时而且在从流体储存器中流出时，流体必须穿流所述管路系统。此外，溢流阀具有阀座，所述阀座与可运动的关闭元件配合作用。根据位置，关闭元件关闭或者释放管路系统。由于溢流阀设置在流体储存器上，流体储存器中的流体压力(下面称为第一压力)施加在溢流阀的一个端部上，溢流阀以该端部与流体储存器连接。

关闭元件构造为，使得在与可加载有流体的组件连接的端部上施加第二压力。由于在穿流压力管路时的压力损耗和/或通过在溢流阀之外有意地进行的压力减小，在第一压力和第二压力之间会存在压力差。在常规运行中，压力差的最大所出现的值是已知的，在下面被称为阈值。溢流阀构成为，使得只要压力差不超过阈值，那么溢流阀就释放管路系统。在溢流阀中的压力差的典型的阈值根据设计位于1bar至10bar之间、1bar至5bar之间或2bar至3bar之间，其中，所述阈值与流体在穿流流体管路系统时的流动特性强烈相关。

在上面列举的管路破裂情况下，在第一和第二压力值之间的压力差具有明显高于阈值的值。在该情况下，溢流阀关闭管路系统，使得阻止流体从流体储存器中流出到周围环境中。但是因为管路破裂会是对尤其气体驱动的车辆的事故指示，所以由在流体储存器中处于第一压力下的流体可能会产生额外的危险，例如还危险通过如下方式产生：流体储存器由于碰撞而被损坏。溢流阀因此可以构造成，使得当关闭元件位于关闭位置中时，流体仍能够从流体储存器中流出。为此，关闭元件可以具有通道，所述通道相应地建立流体连通。然而在此，通道的横截面选择为，使得仅少量的质量流能够穿过通道。因此实现：流体不是突然地，而是受控地在一定时间内从流体储存器中流出。因此防止了由突然排空流体储存器引发的危险。

但是也可以的是，溢流阀通过与管路破裂不同的事件触发，例如在维修工作之后在系统溢流(Systemflutung)时或者在正常运行期间在特定状态下。在该情况下，经由通道建立在流体储存器和流体管路系统之间的压力均衡，其中，溢流阀在低于关于压力差的一定阈值时自动地再次完全打开。

对于流体储存器应再次用流体填充的情况，溢流阀沿相反方向被穿流。流体源，例如在加油站处的流体源，将流体以相应的压力保持。因为在流体储存器中的第一压力随着填充程度减小而降低，并且流体源的较高压力施加在背离流体储存器的一侧上，在第一压力和第二压力之间的压力差具有负值。由此将关闭元件打开或者保持打开，从而流体从流体源流入到流体储存器中。

在这种情况下要注意的是，规定流体的过滤，以便防止：尤其从塑料压力罐排出到流体中的颗粒到达组件中，例如到达内燃机中并且可能会在该处引起损坏。但是每个过滤器仅能够加载有每过滤面特定的质量流。在填充时通常存在高的压力差。如果所述压力差过大，那么过滤器可能被机械损坏。为了能够实现在填充时的高的质量流，必须使用相对大的过滤器，所述过滤器需要相应大的结构空间。过滤器在已知溢流阀中的设置由于仅有限地可用的结构空间而被排除。在流体管路系统其余部分中，结构空间也是狭窄的，使得过滤器不能选择为任意大的。因此，在填充时体积流受到特定的限制。

此外，过滤器不能任意设置在流体管路系统之内，因为在压力降低或减压时，流体的温度下降，从而过滤器结冻并且因此被损坏。过滤器距减压部位的间距因此必须是足够大的。

发明内容

本发明的一个实施形式的目的是，改进开始提到的类型的溢流阀，使得克服上述缺点。尤其应提供下述溢流阀，所述溢流阀能够实现：尤其在填充流体储存器时，流体的更高质量流能够引导穿过溢流阀。此外，溢流阀应尤其在填充时尽可能减小过滤器的负荷，并且能够实现将过滤器设置在流体管路系统之内的较大的选择灵活度。

所述目的借助在权利要求1中给出的特征来实现。有利的实施形式是从属权利要求的主题。

本发明的一个实施形式涉及一种用于关闭和打开流体管路系统的溢流阀，其包括穿过溢流阀的管路系统，所述管路系统具有：第一端部和第二端部，其中，管路系统经由第一端部能够直接地或者在中间连接流体管路系统的一部分的情况下与流体储存器流体连通，流体能够储存在所述流体储存器中并且所述管路系统经由第二端部能够直接地或者在中间连接流体管路系统的一部分的情况下与一个或多个组件流体连通；阀座，其中，所述管路系统具有第一管路部段和第二管路部段，所述第一管路部段提供到流体储存器的流体连通，所述第二管路部段提供到组件的流体连通，并且第一管路部段和第二管路部段在阀座上过渡到彼此中；和第一关闭元件，所述第一关闭元件能够在第一关闭位置和第一打开位置之间运动，在所述第一关闭位置中第一关闭元件与阀座贴靠并且将在第一管路部段和第二管路部段之间的流体连通断开，在所述第一打开位置中第一关闭元件释放在第一管路部段和第二管路部段之间的流体连通，其中，所述管路系统具有第三管路部段，所述第三管路部段能够与流体储存器流体连通并且通入第一管路部段或第二管路部段中；和第二关闭元件，所述第二关闭元件能够在第二关闭位置和第二打开位置之间运动，在所述第二关闭位置中第二关闭元件关闭第三管路部段，在所述第二打开位置中第二关闭元件释放流体连通。

为了能够克服上述缺点，不重要的是，以何种方式使第一关闭元件和第二关闭元件执行上述运动。例如可以使用电磁体。但是适宜的是，将由流体施加到第一关闭元件和第二关闭元件上的压力用于运动。

为了能够在第一和第二关闭元件的打开位置和关闭位置之间进行区分，将第一关闭元件的打开位置和关闭位置称为第一打开位置和第一关闭位置，并且将第二关闭元件的打开位置和关闭位置称为第二打开位置和第二关闭位置。

对于在第一压力和第二压力之间的压力差具有正的符号的情况，第一关闭元件运动到第一关闭位置中并且压靠到阀座上，进而闭锁管路系统。在第一压力和第二压力之间的压力差具有负的符号的相反情况下，第一关闭元件远离阀座从关闭位置运动到打开位置中。

第二关闭元件设立为，使得在第一压力和第二压力之间的压力差为负的情况下，所述第二关闭元件从第二关闭位置运动到第二打开位置中并且释放第三管路部段。如上面提及的，当流体储存器应被填充时，才存在第一压力和第二压力之间的负的压力差。现在，流体能够根据流体源的设计方案既穿过第一管路部段也穿过第三管路部段或者仅穿过第三管路部段流入流体储存器中。因此，在压力差为负的情况下，提供第三管路部段，由此更大的质量流能够从流体源流入到流体储存器中。因此可以缩短填充过程。

根据另一实施形式的措施，溢流阀包括第一预紧元件，所述第一预紧元件将打开力施加到第一关闭元件上，所述第一打开力使第一关闭元件运动到第一打开位置中。第一预紧元件的应用确保，对于不存在压力差的情况，溢流阀是打开的。因此，在该实施形式中涉及“常开溢流阀”。如已经提及的，溢流阀例如能够在维修工作之后在系统溢流时或者在正常运行期间在特定状态下被触发。在该情况下，经由通道建立在流体存储器和流体管路系统之间的压力均衡，其中，溢流阀在低于关于压力差的一定阈值时应自动地再次建立在流体储存器和组件之间的连通。经由预紧元件的设计来设定所述阈值。

在一个改进的实施形式中，溢流阀能够包括第二预紧元件，所述第二预紧元件将关闭力施加到第二关闭元件上，所述关闭力使所述第二关闭元件运动到第二关闭位置中。类似于第一预紧元件，能够借助于选择关闭力来选择压力差的值，第二关闭元件自该值起打开并且释放第三管路部段。如已经提及的，当流体储存器被填充时，才释放第三管路部段。为了填充，在第一压力和第二压力之间的压力差具有负值。为了确保利用第三管路部段尽可能完全填充流体储存器，适宜的是，将关闭力选择为，使得第二关闭元件即使在负的压力差的值小的情况下也释放第三管路部段。

在一个改进的实施形式中，第一预紧元件和第二预紧元件能够由共同的预紧元件形成。该共同的预紧元件的应用减少所提出的溢流阀的构件数量，所述共同的预紧元件同时满足第一预紧元件和第二预紧元件的功能，因此一方面简化制造，并且另一方面降低易于出错性。

在另一实施形式中，在第一管路部段中可以设置有用于过滤流体的过滤器。如开始已经提及的，流体包含颗粒，所述颗粒例如可能在内燃机或其它组件中造成损坏或故障。因此适宜的是，过滤流体。然而不利的是，过滤器仅能够加载有限的质量流才不被损坏。因为在已知的溢流阀中，流体在填充时和在取出时的路径是相同的，并且仅流动方向是相反的，所以流体必须既在填充时也在取出时经过过滤器。在取出时质量流是非常小的，而在填充时致力于实现明显更高的质量流，以便将用于填充所需的时间保持为尽可能短。因此，在填充时质量流受到过滤器的特定限制。由于所提出的一并利用第三管路部段填充流体储存器的可能性，过滤器可设置在第一管路部段中，使得所述第一管路部段在填充时仅被质量流的一部分穿流，而流体的较大部分经由第三管路部段流入到流体储存器中。替选地，溢流阀也能够构造为，使得整个体积流在填充时流经第三管路部段。因此，在填充时的质量流能够提升并且对此所需的时间缩短，而不会损坏过滤器。就此而言，第三管路部段形成关于过滤器的某种类型的旁路。

如已经提及的，在填充时流体不仅经由第一而且经由第三管路部段或者仅经由第三管路部段流入储存器中。在第一种情况下，流体由于第一钻孔的横截面和由过滤器引发的压力损耗而主要经由第三管路部段流入流体储存器中。流体的流过过滤器的较小部分确保，在过滤器积聚的滤渣由于在填充时相反的穿流方向而被移除，由此防止阻断过滤器。对于在填充时流体仅经由第三管路部段流入流体储存器中的情况，过滤器仅借助以小的质量流流经通道的流体来冲洗就可以。

此外，在当流体从流体储存器朝向组件、例如朝向内燃机流动时的压力差为正的情况下，第三管路部段才被关闭。因此，流体不能够经由第三管路部段从流体储存器中流出，使得流体不能够在不经过过滤器的情况下到达例如内燃机。因此防止：未经过滤的流体到达组件并且在该处会引起损坏。

如开始提及的，过滤器不能设置在已知的溢流阀内，因为该处可用的结构空间不足以使过滤器构造为大到使得在填充流体储存器时能够实现足够大的质量流。但是因为在所提出的溢流阀中仅小部分质量流或者没有或几乎没有流体流过第一管路部段，所以过滤器能够构造为如此小，使得所述过滤器也能够设置在溢流阀内。由此简化流体管路系统的构造，因为不需要用于将过滤器设置在流体管路系统内和溢流阀外的特殊措施。

在填充时流经第三管路部段和流经第一管路部段的流体之间的比例可能会选择为从70％至30％直到100％至0％。在此要注意的是，根据所使用的过滤器，当在填充时20％的质量流流经第一管路部段进而流经过滤器时，所述过滤器已经能够被损坏。在选择比例时相应地考虑过滤器的灵敏度。

一个改进的实施形式的特征在于，第一管路部段至少部分地在第一关闭元件内延伸，并且当第一关闭元件处于第一关闭位置中时，第一关闭元件具有用于维持在第一管路部段和第二管路部段之间的流体连通的通道。在此，所述通道相对于第一管路部段和第二管路部段具有减小的流动横截面，使得对于第一关闭元件由于管路破裂或类似事件而运动到第一关闭位置中的情况，流体能够以相应减小的质量流受控地从流体储存器中流出。因为例如由于压力管路的损坏而产生的突然的压力损耗是对故障或事故的指示，所以流体储存器的受控的排空防止：由仍处于流体储存器中的流体引发的危险。

如已经提及的，但是也可以的是，溢流阀通过与管路破裂不同的事件触发。在该情况下，经由通道建立在流体储存器和流体管路系统之间的压力均衡，其中，溢流阀在低于关于压力差的一定阈值时自动地再次打开并且应建立在流体储存器和组件之间的连通。根据另一实施形式的措施，第一管路部段至少部分地在第一关闭元件内延伸，其中，关闭元件具有一定数量的第一钻孔，经由所述第一钻孔，第一管路部段与包围第一关闭元件的环形空间流体连通。在该实施形式中，溢流阀能够特别紧凑地构造，使得所述溢流阀仅需要小的结构空间。

一个改进的实施形式的特征在于，第二关闭元件构造为可运动地设置在环形空间中的套筒。构造为套筒的第二关闭元件可简单地制造并且不需要附加的结构空间，因为环形空间总归存在，从而所述环形空间能够用于设置第二关闭元件。此外，套筒能够构造为，使得所述套筒由于其尺寸和构造而支承在环形空间中，从而不需要用于支承的其它措施，由此简化溢流阀的构造。

在另一实施形式中，共同的预紧元件能够设置在环形空间中并且支撑在套筒上。如之前已经阐述的，第一和第二关闭元件的组合促使构件数量的减小，进而同样促使所需结构空间的减小。此外，共同的预紧元件可以设置为，使得所述共同的预紧元件支撑在套筒和第一关闭元件上。因此，不需要其它措施将共同的预紧元件支撑在溢流阀内，例如借助凸起或凹槽支撑，所述凸起或凹槽在制造溢流阀时可能导致侧凹部进而使制造变难。

根据另一实施形式的措施，套筒将环形空间分成第一子部段和第二子部段，其中，第一钻孔与第一子部段流体连通，并且共同的预紧元件设置在第二子部段中。由于该设置方式，共同的预紧元件不位于流体在穿流溢流阀时的主流中。因此，避免涡流和压力损耗，当预紧元件位于主流中时才产生所述涡流和压力损耗。此外，由此能够产生下述效应，所述效应不可控地影响由预紧元件施加的打开力。为了划分环形空间，套筒可具有凸起，借助所述凸起，套筒围绕接合第一关闭元件，使得套筒能够支承在第一关闭元件上，由此不需要用于支承第二关闭元件的另外的措施。

根据一个改进的实施形式，第一关闭元件具有一定数量的第二钻孔，所述第二钻孔与第二子部段流体连通。由于流体连通，存在于流体储存器中的第一压力至少基本上始终施加在第二子部段中。由此能够有针对性地设计弹簧元件，因为在第二子部段中不能出现压力差，所述压力差会不希望地影响和改变所选择的阈值。第二子部段的体积根据溢流阀的状态而改变。由于第二钻孔而避免：在第二子部段中的流体在溢流阀于各运行状态之间变换时被压缩或释压，由此能够同样不希望地影响阈值。

在另一实施形式中，溢流阀具有壳体，所述壳体形成阀座，并且第二管路部段和第三管路部段在所述阀座之内延伸。根据机械应力，溢流阀可具有与壳体分离的阀体，所述阀体形成阀座。阀体的材料能够根据应力选择。然而，由此使溢流阀的构造更复杂。当壳体形成阀座时，可以放弃分离的阀体，这简化溢流阀的构造和制造。此外，溢流阀能够设有紧凑的尺寸。此外不需要设有附加的压力管路，以便将第三管路部段与流体储存器连接。根据该设计方案的溢流阀如已知的溢流阀那样插入流体储存器中。不需要附加的措施，从而所提出的溢流阀的安装不会变得复杂。

在一个改进的实施形式中，溢流阀包括壳体，所述壳体具有一定数量的第二钻孔，所述第二钻孔与第二子部段流体连通并且能够与流体储存器流体连通。第二钻孔确保，在环形空间的第二子部段中施加与在流体储存器中相同的第一压力。在该实施形式中，在第二子部段中的压力与过滤器的会在运行时不可控地改变的压力损耗无关。因此，弹簧元件能够有针对性地设计，因为在第二子部段中不出现压力差，所述压力差会不希望地影响和改变所选择的阈值。第二子部段的体积根据溢流阀的状态而改变。由于第二钻孔而避免：在第二子部段中的流体在溢流阀于各运行状态之间变换时被压缩或释压，由此同样会不希望地影响阈值。

一个改进方案的特征在于，阀座由第二关闭元件形成。在所述改进方案中，在填充时阀座能够保持关闭，从而当流经通道的非常小的质量流被忽略时，没有流体能够从第二管路部段流入第一管路部段中。但是，同时可以打开第三管路部段。因此存在下述可行性：流体在填充时完全或几乎完全经由第三管路部段引导到流体储存器中。因此，能够在填充时完全或几乎完全绕过过滤器。在填充时的质量流因此可以几乎不受限地提升，而不会损坏过滤器。尤其是，在该改进方案中，用于填充流体储存器所需的时间会明显减少。

在另一实施形式中，过滤器构造有过滤器圆框，所述过滤器圆框与壳体连接并且用作用于第一关闭元件的止挡。过滤器圆框表示刚性的框架，所述过滤器固定在所述框架中。例如，过滤器圆框可以具有刚性的圆环状部段，在所述圆环状部段中保持有自身的过滤器，所述过滤器在由圆环状部段包围的开口上延伸。简化了到溢流阀中的安装，因为过滤器圆框例如能够借助折边部固定在壳体中。此外，圆环状部段能够伸入环形空间中并且在该处用作用于第一关闭元件的止挡，从而无需另外的构件用作止挡。

本发明的一个实施方案涉及一种用于运行根据上述权利要求之一所述的用于关闭和打开管路系统的溢流阀的方法，所述方法包括下述步骤：

-将所述管路系统的第一管路部段和第三管路部段与流体储存器流体连通，并且将流体在第一压力下储存在所述流体储存器中；

-将所述管路系统的第二管路部段与一个或多个组件流体连通，并且为所述组件加载处于第二压力下的流体；

-当在所述第一压力和所述第二压力之间的压力差为正并且低于特定的阈值时，第一关闭元件运动到第一打开位置中并且第二关闭元件运动到第二关闭位置中；或者

-当在所述第一压力和所述第二压力之间的压力差为正并且高于特定的阈值时，所述第一关闭元件运动到第一关闭位置中并且所述第二关闭元件运动到第二关闭位置中；或者

-当在所述第一压力和所述第二压力之间的压力差为负时，所述第一关闭元件运动到第一打开位置中并且所述第二关闭元件运动到第二打开位置中。

借助所提出的方法能够实现的技术效果和优点相应于对于当前溢流阀所探讨的技术效果和优点。总而言之，尤其应指出的是，基于在填充储存器时释放第三管路部段的可能性，从而流体根据溢流阀的设计方案也能够经由第三并且不仅仅经由第一管路部段或者仅或几乎仅经由第三管路部段流入流体储存器中。因此，能够实现在填充时提高的质量流，由此缩短对此所需的时间，而不必设置相应大的过滤器。

附图说明

下面参考附图详细阐述本发明的示例性的实施形式。附图示出：

图1示出在打开位置中的根据现有技术的溢流阀；

图2示出在关闭位置中的在图1中示出的溢流阀；

图3示出在正常运行中在打开位置中的根据第一实施例的所提出的溢流阀；

图4示出由于特殊情况而在关闭位置中的在图3中示出的溢流阀；

图5相应借助剖视图示出在填充时在另一打开位置中的在图3中示出的溢流阀；

图6示出在正常运行中在打开位置中的根据第二实施例的所提出的溢流阀；

图7示出由于特殊情况而在关闭位置中的在图6中示出的溢流阀；和

图8相应借助剖视图示出在填充时在另一打开位置中的在图6中示出的溢流阀。

具体实施方式

在图1中示出在第一打开位置中的根据现有技术的溢流阀10P，并且在图2中示出在第一关闭位置中的根据现有技术的该溢流阀。溢流阀10P包括壳体12，所述壳体形成阀体14，所述阀体又形成阀座16。壳体12形成环形空间18，在所述环形空间中第一关闭元件20能够沿着溢流阀10P的纵轴线L在第一打开位置(图1)和第一关闭位置(图2)之间运动。在环形空间18中设置有第一预紧元件22，所述第一预紧元件将第一关闭元件20预紧到第一打开位置中。在第一打开位置中，第一关闭元件20贴靠在止挡24上，所述止挡以没有详细示出的方式与壳体12连接。

此外，溢流阀10P包括穿过溢流阀10P的管路系统26，所述管路系统具有第一管路部段28和第二管路部段30。管路系统26具有第一端部32，所述第一端部由第一管路部段28形成，并且所述管路系统26经由所述第一端部与流体储存器36、例如压力罐以没有详细示出的方式流体连通。在流体储存器36中能够保存未示出的流体。

从第一端部32起，第一管路部段始于壳体12的开口38，并且经由止挡24的穿通部40延伸进入第一关闭元件20中。在示出的示例中，第一关闭元件20具有四个径向于纵轴线L延伸的第一钻孔42，所述第一钻孔提供在第一管路部段28和环形空间18之间的流体连通。第二管路部段30始于阀座16(所述阀座将第二管路部段30与第一管路部段28分开)并且延伸直至管路系统的第二端部34，所述管路系统26经由所述第二端部与一定数量的组件44流体连通，所述组件能够加载有流体。这种组件44可以是压力管路、节流器、内燃机等。

在正常运行中，在流体储存器36中的流体处于第一压力p1下，所述第一压力例如在压缩天然气的情况下能够为直至325bar，并且在氢气的情况下能够为高于700bar。第一压力p1也施加在第一管路部段28中，而在第二管路部段30中流体处于第二压力p2下，所述第二压力在正常运行中通常略小于第一压力p1。压力损耗可能有不同的原因：主要地，由于内燃机的消耗而从流体储存器中取出流体从而引起压力差。此外，在穿流压力管路时会产生压力损耗，这是因为所述压力管路具有曲率或横截面变化。此外，压力损耗能够有针对性地通过节流阀门或减压引起。在正常取出时，经由溢流阀测量，第二压力p2为约1bar至10bar、1bar至5bar或2bar至3bar，低于第一压力p1。由于在第一压力p1和第二压力p2之间的压力差，流体从流体储存器36经由第一端部32流至管路系统26的第二端部34，并且从该处继续流至组件44。由于压力差，特定的压力作用到第一关闭元件20上，所述特定的压力致力于将第一关闭元件20朝向阀座16的方向运动到第一关闭位置中。第一预紧元件22将与压力相反作用的打开力施加到第一关闭元件20上，从而只要在第一压力p1和第二压力p2之间的压力差不高于特定的阈值，第一关闭元件20就留在第一打开位置中。

因此，针对所述压力管路或一个或多个其余组件44被损坏和例如通过泄露或管路破裂建立通向周围环境的接入口的情况，第二压力p2急剧下降并且接近环境压力。其直接后果是，在第一压力p1和第二压力p2之间的压力差大幅提升并且高于阈值，从而作用到第一关闭元件20上的压力大于打开力，所述打开力由第一预紧元件22施加到第一关闭元件20上。基于此，第一关闭元件20沿着纵轴线L朝向阀座16运动到第一关闭位置中，由此管路系统26被关闭，并且不再有或者几乎不再有另外的流体能够从第一管路部段28经由阀座16流动到第二管路部段30中(参见图2)。由此阻止流体从流体储存器36中突然且不可控地流出到周围环境中并且排除了与此相关的危险。

但是仍可以希望的是，流体储存器36在压力管路或一个或多个其余组件44损坏的情况下被受控地排空，这是因为在流体储存器36中的处于第一压力p1下的流体也会引发危险。为了受控地排空，第一关闭元件20具有通道46，当第一关闭元件20处于第一关闭位置中时，所述通道才维持在第一管路部段28和第二管路部段30之间的流体连通。通道46具有相比于第一管路部段28和第二管路部段30明显更小的流动横截面，从而流体能够仅以相应小的质量流穿流通道46。因此，结果是，流体储存器36被受控地排空。当在排空时的压力差低于特定的阈值时，溢流阀再次打开。

如果流体储存器36被填充，那么在压力管路的适宜的部位处连接有流体源，所述流体源将流体以一定压力保持，所述压力至少与在流体储存器36中的最大所希望或允许的第一压力p1一样大。于是，第二压力p2与流体源中的流体压力相等。现在，在第一压力p1和第二压力p2之间的压力差改变符号并且变为负。由于此，压力作用到第一关闭元件20上，所述第一关闭元件沿与打开力相同的方向作用，所述打开力由第一预紧元件22施加到第一关闭元件20上。由于此，第一关闭元件20朝向止挡24运动到第一打开位置中。流体能够从第二管路部段30流动到第一管路部段28中并且进一步流动到流体储存器36中。

在溢流阀10P的正常运行中从流体储存器36至组件44的质量流通常明显低于在填充流体储存器36时的质量流，这此外是由于：流体储存器36尽可能快地被填充，以便能节约时间。然而，在填充流体储存器36时的最大质量流受到在图1和2中没有示出的过滤器限制。流体必须被过滤，以便防止：例如从流体储存器36的壁部的材料分离到流体中的颗粒到达组件44中并且在该处造成损坏。但是，过滤器仅能够加载有特定的最大质量流，因为否则所述过滤器会被损坏。最大的质量流越大，过滤器必须越大地定尺寸，从而所述过滤器需要相应大的结构空间。在管路系统26的第一端部32处的提供的设置由于在该处不存在的结构空间而被排除。

在图3至5中，示出在不同位置中的所提出的溢流阀10，其中，已经结合根据现有技术的溢流阀10P阐述的并且也存在于所提出的溢流阀10中的部件具有相同的附图标记。就此而言，在涉及相同的构件时所提出的溢流阀10以与已知的溢流阀10P相同的方式运行。

与在图1和2中示出的现有技术中的溢流阀10P相比，所提出的溢流阀10具有从图3至5中可见的下述附加特征：除了第一关闭元件20，溢流阀10还具有第二关闭元件48，借助所述第二关闭元件能够关闭和打开管路系统26的第三管路部段50。在所示出的示例中，第三管路部段50能够实现为具有四个或六个径向穿过壳体12的通道，所述通道通入第一管路部段28中，所述第一管路部段被阀座16与第二管路部段30分开。但是也可行的是，通道能够通入第二管路部段30中。第三管路部段50与流体储存器36流体连通。

第二关闭元件48沿着纵轴线L在环形空间18中可在第二打开位置和第二关闭位置之间运动。第二关闭元件48与第二预紧元件52配合作用，所述第二预紧元件将关闭力施加到第二关闭元件48上，由此第二关闭元件48运动到第二关闭位置中，在所述第二关闭位置中第二关闭元件48挡靠到阀体14上。在第二关闭位置中，第二关闭元件48关闭第三管路部段50。第一预紧元件22和第二预紧元件52组合成一个共同的预紧元件54。第二关闭元件48构成为套筒55，所述套筒具有径向延伸的凸起56，第二关闭元件48以所述凸起包围第一关闭元件20。因此，环形空间18被分为第一子部段57和第二子部段58，其中，第一钻孔42建立与第一子部段57的流体连通，并且所述共同的预紧元件54设置在第二子部段58中。此外，第二关闭元件48支承在第一关闭元件20上。此外，第一关闭元件20具有第二钻孔59，所述第二钻孔建立在第一管路部段28和第二子部段58之间的流体连通。

此外，所提出的溢流阀10具有过滤器圆框60，过滤器62固定在过滤器圆框中。过滤器圆框60设置在管路系统26的第一端部32的区域中并且借助于折边部64固定在壳体12上。过滤器圆框60伸入溢流阀10的内部中并且用作用于第一关闭元件20在第一打开位置中的止挡(参见图3和5)，从而不需要附加的构件来提供止挡24，如这在已知的溢流阀10P中需要这样(参见图1和2)。

在正常运行中，当在第一压力p1和第二压力p2之间的压力差为正并且不超出特定的阈值时，共同的预紧元件54才一方面将已经描述的打开力施加到第一关闭元件20上，并且另一方面将关闭力施加到第二关闭元件48上。由于此，第一关闭元件20预紧到第一打开位置中并且第二关闭元件48预紧到第二关闭位置中。流体能够从流体储存器36经由第一和第二管路部段28、30流动至组件44，然而第三管路部段50由第二关闭元件48关闭。因此确保，流体必须穿过过滤器62进而被过滤。第二钻孔59确保：在环形空间18的第二子部段58中存在与在第一管路部段28中相同的第一压力p1。

对于在第一压力p1和第二压力p2之间的压力差例如由于管路破裂而超出阈值的情况，第一关闭元件28由于所作用的压力也如在从现有技术中已知的溢流阀10P那样运动至第一关闭位置中靠到阀座16上并且关闭管路系统26，此外在此，变小的质量流从第一管路部段28能够穿过通道46流入第二管路部段30中。在此，第二关闭元件48留在第二关闭位置中(参见图4)。

在填充流体储存器36时，在第一压力p1和第二压力p2之间的压力差具有负值。由于此，第一关闭元件20朝向过滤器圆框运动到第一打开位置中。一旦第一关闭元件20处于打开位置中，则第二压力p2也作用到第二关闭元件48上，所述第二关闭元件由于压力而抵抗共同的预紧元件54的关闭力运动到第二打开位置中。因此，流体既能够通过第一管路部段28也能够通过第三管路部段50流入到流体储存器36中。当流体通过第三管路部段50流入流体储存器36中时，所述流体不穿流过滤器62，从而在填充时实现相比于已知的溢流阀10P更高的质量流和/或过滤器62能够更小地确定尺寸。然而减小的质量流也通过第一管路部段28经由过滤器62流入流体储存器36中，但是该减小的质量流由于第一钻孔42的流动横截面而确定为，使得该减小的质量流不损坏过滤器。在穿流过滤器62时，所述过滤器被清洁，例如通过下述方式：滤渣被一并带走并且被输送到流体储存器36中。由此避免阻断过滤器62。

在图6至8中示出同样在正常运行中在打开位置中的(图6)，由于特殊情况而在关闭位置中的(图7)，和在填充时在另一打开位置中的根据本发明的溢流阀102的第二实施例。在根据第二实施例的溢流阀102中，阀座16不由壳体12形成，而是由第二关闭元件48形成。如开始提及的，阀座16将第一管路部段28与第二管路部段30分开，从而这两个管路部段28、30的延伸结构相应地改变。此外，第二关闭元件48不具有凸起56。第二钻孔59不在第一关闭元件20之内延伸，而是在壳体12之内延伸并且通入流体储存器36中，从而环形空间18与流体储存器流体连通。

在打开位置中，第二关闭元件48借助其关于在附图中选择的视图的下端部并且沿着纵轴线L观察贴靠在壳体12上，并且在此关闭第三管路部段50。在关闭位置中，第二关闭元件48同样贴靠在壳体12上。由于提高的压力差，第一关闭元件20压着纵轴线L移动并且压向阀座16，由此流体能够仅经由通道46从第一管路部段28流入第二管路部段30中。

在填充流体储存器36时，由于压力差的符号变换，第二关闭元件48沿着纵轴线L向上移动，其中，第二关闭元件48带动第一关闭元件20一起移动。在此，第二关闭元件48打开第三管路部段50。但是因为由于由共同的预紧元件56施加的打开力，第一关闭元件20此外被压向阀座16，所以流体仅能够经由第三管路部段50流入流体储存器36中。当然，根据第二实施例的溢流阀102同样具有通道46，所述通道将第一管路部段28与第二管路部段30连通。因此，即使在填充时流体也能够从第二管路部段30流入第一管路部段28中，其中，由于相比于第三管路部段50非常小的流动横截面，在填充时流过通道46的质量流几乎可忽略。然而，所述质量流可选择为，使得过滤器62仍能够被充分清洗。

附图标记列表：

10 溢流阀

10P 根据现有技术的溢流阀

12 壳体

14 阀体

16 阀座

18 环形空间

20 第一关闭元件

22 第一预紧元件

24 止挡

26 管路系统

28 第一管路部段

30 第二管路部段

32 第一端部

34 第二端部

36 流体储存器

38 开口

40 穿通部

42 第一钻孔

44 组件

46 通道

48 第二关闭元件

50 第三管路部段

52 第二预紧元件

54 共同的预紧元件

55 套筒

56 凸起

57 第一子部段

58 第二子部段

59 第二钻孔

60 过滤器圆框

62 过滤器

64 折边部

L 纵轴线

p1 第一压力

p2 第二压力

Claims (16)

1.用于关闭和打开流体管路系统的溢流阀，该溢流阀包括：

-穿过所述溢流阀(10)的管路系统(26)，所述管路系统具有第一端部(32)和第二端部(34)，其中，所述管路系统(26)经由所述第一端部(32)能够直接地或者在中间连接所述流体管路系统的一部分的情况下与流体储存器(36)流体连通，流体能够储存在所述流体储存器中，并且所述管路系统(26)经由所述第二端部(34)能够直接地或者在中间连接所述流体管路系统的一部分的情况下与一个或多个组件(44)流体连通；

-阀座(16)，其中，所述管路系统(26)具有第一管路部段(28)和第二管路部段(30)，所述第一管路部段提供到所述流体储存器(36)的流体连通，所述第二管路部段提供到所述组件(44)的流体连通，并且所述第一管路部段(28)和所述第二管路部段(30)在所述阀座(16)上过渡到彼此中；和

-第一关闭元件(20)，所述第一关闭元件能够在第一关闭位置和第一打开位置之间运动，在所述第一关闭位置中所述第一关闭元件(20)与所述阀座(16)贴靠并且将在所述第一管路部段(28)和所述第二管路部段(30)之间的流体连通断开，在所述第一打开位置中所述第一关闭元件(20)释放在所述第一管路部段(28)和所述第二管路部段(30)之间的流体连通，其中，所述管路系统(26)具有第三管路部段(50)，所述第三管路部段能够与所述流体储存器(36)流体连通并且通入所述第一管路部段(28)或所述第二管路部段(30)中；和

-第二关闭元件(48)，所述第二关闭元件能够在第二关闭位置和第二打开位置之间运动，在所述第二关闭位置中所述第二关闭元件(48)关闭所述第三管路部段(50)，在所述第二打开位置中所述第二关闭元件(48)释放流体连通。

2.根据权利要求1所述的溢流阀，其特征在于，所述溢流阀包括第一预紧元件(22)，所述第一预紧元件将打开力施加到所述第一关闭元件(20)上，所述第一打开力使所述第一关闭元件(20)运动到第一打开位置中。

3.根据权利要求1或2所述的溢流阀，其特征在于，所述溢流阀包括第二预紧元件(52)，所述第二预紧元件将关闭力施加到所述第二关闭元件(48)上，所述关闭力使所述第二关闭元件(48)运动到第二关闭位置中。

4.根据权利要求2和3所述的溢流阀，其特征在于，所述第一预紧元件(22)和所述第二预紧元件(52)由共同的预紧元件(54)形成。

5.根据上述权利要求之一所述的溢流阀，其特征在于，在所述第一管路部段(28)中设置有用于过滤流体的过滤器(62)。

6.根据上述权利要求之一所述的溢流阀，其特征在于，所述第一管路部段(28)至少部分地在所述第一关闭元件(20)内延伸，并且当所述第一关闭元件(20)处于所述第一关闭位置中时，所述第一关闭元件(20)具有用于维持在所述第一管路部段(28)和所述第二管路部段(30)之间的流体连通的通道(46)。

7.根据上述权利要求之一所述的溢流阀，其特征在于，所述第一管路部段(28)至少部分地在所述第一关闭元件(20)内延伸，并且所述第一关闭元件(20)具有一定数量的第一钻孔(42)，经由所述第一钻孔，所述第一管路部段(28)与包围所述第一关闭元件(20)的环形空间(18)流体连通。

8.根据上述权利要求之一所述的溢流阀，其特征在于，所述第二关闭元件(48)构造为可运动地设置在所述环形空间(18)中的套筒(55)。

9.根据权利要求4和8所述的溢流阀，其特征在于，所述共同的预紧元件(54)设置在所述环形空间(18)中并且支撑在所述套筒(55)上。

10.根据权利要求7和9所述的溢流阀，其特征在于，所述套筒(55)将所述环形空间(18)分成第一子部段(57)和第二子部段(58)，其中，所述第一钻孔(42)与所述第一子部段(57)流体连通，并且所述共同的预紧元件(54)设置在所述第二子部段(58)中。

11.根据权利要求10所述的溢流阀，其特征在于，所述第一关闭元件(20)具有一定数量的第二钻孔(59)，所述第二钻孔与所述第二子部段(58)流体连通。

12.根据上述权利要求之一所述的溢流阀，其特征在于，所述溢流阀具有壳体(12)，所述壳体形成阀座(16)，并且所述第二管路部段(30)和所述第三管路部段(50)在所述阀座之内延伸。

13.根据权利要求10所述的溢流阀，其特征在于，所述溢流阀包括壳体(12)，所述壳体具有一定数量的第二钻孔(59)，所述第二钻孔与所述第二子部段(58)流体连通并且能够与所述流体储存器(36)流体连通。

14.根据权利要求13所述的溢流阀，其特征在于，所述阀座(12)由所述第二关闭元件(48)形成。

15.根据权利要求5和12之一或权利要求5和14之一所述的溢流阀，其特征在于，所述过滤器(62)包括过滤器圆框(60)，所述过滤器圆框与所述壳体(12)连接并且用作用于所述第一关闭元件(20)的止挡。

16.用于运行根据上述权利要求之一所述的用于关闭和打开管路系统的溢流阀的方法，所述方法包括下述步骤：

-将所述管路系统(26)的第一管路部段(28)和第三管路部段(50)与流体储存器(36)流体连通，并且将流体在第一压力(p1)下储存在所述流体储存器(36)中；

-将所述管路系统(26)的第二管路部段(30)与一个或多个组件(44)流体连通，并且为所述组件(44)加载处于第二压力(p2)下的流体；

-当在所述第一压力(p1)和所述第二压力(p2)之间的压力差为正并且低于特定的阈值时，第一关闭元件运动到第一打开位置中并且第二关闭元件运动到第二关闭位置中；或者

-当在所述第一压力(p1)和所述第二压力(p2)之间的压力差为正并且高于特定的阈值时，所述第一关闭元件运动到第一关闭位置中并且所述第二关闭元件运动到第二关闭位置中；或者

-当在所述第一压力(p1)和所述第二压力(p2)之间的压力差为负时，所述第一关闭元件运动到第一打开位置中并且所述第二关闭元件运动到第二打开位置中。