CN107923551B - 阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种阀(1)，该阀包括主阀(2)、先导阀(3)、壳体(4)、入口(5)、和出口(8)。该主阀(2)的打开和闭合是由该先导阀(3)控制的。先导阀座(10)被安排在隔膜(6)中。先导室(11)被安排在该壳体(4)中、通过该隔膜(6)来与该入口(5)和该出口(8)分隔开。本发明的任务是提供一种具有更低成本的阀。根据本发明，支撑构件(17)支撑该隔膜(6)，其中该支撑构件(17)在该壳体中被引导，并且其中径向间隙(26)在垂直于该先导阀(3)的打开方向的径向方向上被安排在该隔膜(6)的径向外端部与该壳体(4)之间。由此，对于该隔膜，可以使用更便宜、耐久性更低的材料。

Description

阀

本发明涉及一种阀，该阀包括主阀、先导阀、壳体、入口、和出口，其中该主阀的打开和闭合是通过该先导阀来控制，并且其中先导阀座被安排在隔膜中，并且其中先导室被安排在该壳体中、通过该隔膜来与该入口和该出口分隔开。

先导式阀通常用于控制流体的流动、尤其在增大的流体压力下控制流体的流动。先导阀是直接受控的阀，例如电磁阀等。通过操作先导阀，可以改变先导室与入口/出口之间的压差以间接地打开主阀。在高流体压力下，此解决方案与采用直接操作阀而不得不克服压力相比更可靠并且更节能。

以上所提及类型的阀例如是从WO 2014/207683 A1中已知的。其中，隔膜是由垫圈环和两个环盘形支撑构件支撑的。隔膜的中心被夹在这两个环盘形支撑构件之间。隔膜的径向外端部通过垫圈环被固定在壳体上。先导阀孔口被安排在两个环盘形支撑构件的中心中。

如果隔膜足够刚性并且不因热影响或不因吸收制冷剂或其他流体而过度膨胀或收缩，则该解决方案将有效地将隔膜保持在适当的位置、并且保持先导阀座居中。因此，针对隔膜的材料选择相当受限。同时，材料的有限选择也导致阀的应用受限，因为可用于隔膜的材料在一些情况下与某些流体和/或压力或温度条件不兼容。

因此，根据本发明的任务是提供一种以上所提及类型的阀，该阀允许将更大范围的材料用于隔膜。

根据本发明，以上任务在开篇提及类型的阀中得到解决，在该类型的阀中，支撑构件支撑该隔膜，其中该支撑构件在该壳体中被引导，并且其中径向间隙在垂直于该先导阀的打开方向的径向方向上被安排在该隔膜的径向外端部与该壳体之间。

该解决方案确保该隔膜将保持居中，即使隔膜应热膨胀或收缩。该支撑构件将确保该隔膜以及任何嵌入的零件(例如先导阀座)在该阀的操作期间不会不受控地倾斜或移动。

此外，径向间隙在垂直于该先导阀的打开方向的径向方向上被安排在该隔膜的径向外端部与该壳体之间。这允许该隔膜例如由于温度升高或吸收制冷剂而在径向方向上膨胀。这在该隔膜是由具有相对较大的热膨胀系数的材料制成的情况下特别有利。

当该主阀打开或闭合时，该支撑构件可以例如沿着该壳体的内表面滑动。此解决方案允许在该主阀的打开或闭合过程中隔膜的移动更加受控，并且因此可以显著降低对于隔膜的刚度和热膨胀系数的要求。因此，可以从更大范围的材料中选择隔膜，同时保持完整功能。同时，阀的应用范围增大。

在优选实施例中，该支撑构件在该壳体的圆柱形的孔中被引导。在此情况下，该支撑构件也可以是基本上旋转对称的。该支撑构件可以例如是具有中央开口的基本上凹盘形的。

在另一个优选实施例中，该支撑构件通过在该支撑构件的圆周径向外端部处装配到该孔中来在该孔中被引导。借助此解决方案，在该主阀的打开或闭合过程中，可以确保该支撑构件以及该隔膜和该先导阀座的稳定移动。

另外优选的是，该隔膜具有比该孔更大的直径。该支撑构件不必完全覆盖该隔膜的面向该先导室的一侧，但最需要确保的是，被安排在该隔膜的中心附近的该先导阀座保持居中。

在另一个优选实施例中，该支撑构件包括径向延伸的底板以及基本上在平行于该先导阀的打开方向的轴向方向上延伸的圆周壁。该支撑构件因此可以是具有平坦底部和壁的凹盘形，该壁在该支撑构件的径向外端部处在轴向方向上背离该底板延伸。

优选的是，该圆周壁具有S形截面。此实施例允许以简单的方式生产支撑构件，例如通过对金属盘采用深拉伸工艺。该支撑构件的径向外端部(即，“S”的一个端部)可以抵靠该孔平放。这确保了该隔膜在该壳体中被稳定地引导。还可以使用其他形状的圆周壁，例如阶梯形或L形。

优选的是，该支撑构件在该隔膜的面向该先导室的一侧上支撑该隔膜。在此情况下，该支撑构件可以在该壳体的圆柱形的孔中被引导，其中该孔被安排在该先导室中。可替代地，该支撑构件还可以被安排在该隔膜的面向该入口和/或该出口的一侧上。

此外优选的是，轴向间隙在平行于该先导阀的打开方向的轴向方向上被安排在该隔膜的径向外端部与该壳体之间。因此，在该隔膜的径向外端部处，该隔膜将不沿轴向方向被固定到该壳体上。具体地讲，如果该隔膜具有较大的热膨胀系数，则被安排在该隔膜与该壳体之间以允许该隔膜热膨胀的这种轴向间隙是有利的。在轴向方向上，该间隙的尺寸优选地小于该隔膜在轴向方向上的厚度。这确保了该隔膜的径向外端部不翻折并由此打开从该入口到压力室的直接流体连接并因此使该阀表现为无反应。

在优选实施例中，该隔膜还在该隔膜的面向该出口的一侧上由出口支撑构件支撑。在此实施例中，该隔膜因此至少部分地(例如在该隔膜的中心区段中)被夹在该支撑构件与该出口支撑构件之间。此外，其中安排有该先导阀孔口和该先导阀座的孔口构件可以用此方式固定到该隔膜。

优选的是，该隔膜包括连接该入口和该先导室的至少一个泄放孔。此解决方案确保了在该压力室与该入口之间的压差不变得过大，否则可能妨碍主阀闭合。

此外，优选的是，该支撑构件包括连接该入口和该先导室的至少一个泄放口。

优选地，这些泄放孔和这些泄放口在平行于该先导阀的打开方向的轴向方向上对准。在此实施例中，确保了在该压力室与该入口之间的压差可以被控制，其方式为使得即便在该入口与该出口之间的压差变大，该隔膜也将不受损。此外，通过选择在该隔膜中的泄放孔以及在该支撑构件中的泄放口的适当尺寸，可以控制从该入口经这些泄放孔和这些泄放口到该压力室的压降。

优选的是，垫圈被安排在该隔膜的面向该入口的一侧上，其中该垫圈限制该隔膜的径向外端部在平行于该先导阀的打开方向的轴向方向上的移动。该垫圈优选地具有带多个开口的环盘形状，以允许流体从该入口流动到该隔膜、或者在该主阀打开的情况下从该入口穿过该主阀的开口流向该出口。该垫圈还可以确保该隔膜的径向外端部不移出该壳体与该垫圈之间的空间，同时仍然允许该隔膜发生热膨胀或收缩，例如膨胀到轴向间隙或径向间隙中或从中收缩。该隔膜优选地既不固定到该壳体也不固定到该垫圈。

优选地，该隔膜为非层压隔膜。通过使用被引导的支撑构件，可以使用非层压隔膜，而同时保持阀的完整功能。该隔膜的可用材料是非强化聚合物或橡胶。

现在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阀的截面，并且

图2和图3示出了根据图1的在两个不同的倾斜角度上的阀的放大截面，并且

图4和图5示出了根据图1至图3的在两个不同的倾斜角度上的阀、以及具体地隔膜以及支撑构件的另外的放大截面。

图1至图5示出了包括主阀2和先导阀3的阀1。主阀2和先导阀3二者均被安排在共用的壳体4中。

入口5通向主阀2，该主阀在图1至图5中由接合主阀座7的隔膜6闭合。在主阀2的打开状态下，流体可以经过主阀2流向出口8。

此处的先导阀3是螺线管阀，其中为了简便起见未示出该阀的线圈。在图1至图5中，先导阀元件9没有接合先导阀座10，因此先导阀3是打开的。

隔膜6将入口5和出口8与先导室11分隔开。隔膜6优选地由非强化聚合物或橡胶材料制成。

先导阀3包括先导阀构件12，先导阀元件9被安排在该先导阀构件中。

先导阀构件12被可滑动地安排在衔铁管13中。壳体4包括盖14，先导室11被安排在该盖中。先导室11包括若干个同心的圆柱形的孔。衔铁管13进入最小的孔中并且密封至盖14。

先导阀孔口15被安排在孔口构件16中。孔口构件16在隔膜6中居中。支撑构件17被安排在隔膜6的面向先导室11的一侧上。支撑构件17从一侧覆盖隔膜6的中心部分。出口支撑构件18被安排在隔膜6的与支撑构件17相反的一侧上。因此，隔膜6被部分地夹在支撑构件17与出口支撑构件18之间。

支撑构件17包括径向延伸的底板19和圆周壁20。圆周壁20基本上在平行于先导阀3的打开方向的轴向方向上延伸。圆周壁20具有S形截面。圆周壁20的一端被连接至底板19。支撑构件17的径向外端部接触壳体4的孔21。此处的孔21具有圆柱形截面。支撑构件17在孔21中以滑动方式被引导。由此，支撑构件17以及隔膜6和先导阀座10在壳体中居中并被引导。为此目的，支撑构件17的在圆周壁20处的径向外端部具有平行于先导阀3的打开方向延伸的平坦圆周表面。由此，当主阀2打开或闭合时，支撑构件17可以在孔21中上下滑动。

支撑构件17还包括至少一个泄放口22。在此实施例中，支撑构件17包括四个泄放口22，这些泄放口被安排成围绕支撑构件17和隔膜6的对称轴对称。隔膜6包括至少一个泄放孔23。在此实施例中，隔膜6包括四个泄放孔23，这些泄放孔被安排在围绕隔膜6的中心对称轴的圆形上。在此实施例中，每个泄放孔23在平行于先导阀3的打开方向的轴向方向上与泄放口22对准。泄放孔23和泄放口22允许少量流体从入口5流入和流出先导室11。优选地，泄放口22具有比泄放孔23更大的截面。这样，从入口5流动到压力室11中的流体的压力减小，由此维持入口5与压力室11之间的压差。垫圈24被安排在隔膜6的相对于支撑构件17的相反侧上。垫圈24确保了隔膜6的径向端部25可以基本上保持在适当位置中，即使隔膜6由于热影响而膨胀或收缩。

如在图4和图5中可以看出的，径向间隙26在垂直于先导阀3的打开方向的径向方向上被安排在隔膜6的径向外端部与壳体4之间。

此外，轴向间隙27在平行于先导阀3的打开方向的轴向方向上被安排在隔膜6的径向外端部与壳体4之间。优选地，轴向间隙27的轴向延伸部小于隔膜6的轴向延伸部。这确保了在热膨胀或收缩时或主阀2打开或闭合时，隔膜6的径向端部25将不完全移出位置。

使用根据本发明的解决方案，可以确保隔膜在阀中可靠地居中，即使隔膜并非由诸如纤维增强的改性聚四氟乙烯等特别稳固和昂贵的材料制成。代替地，通过根据本发明的解决方案，可以对隔膜6使用更便宜的材料，由此可以降低阀的生产成本。同时，阀的打开和闭合行为仍然是可靠的。

Claims (13)

1.一种阀(1)，该阀包括主阀(2)、先导阀(3)、壳体(4)、入口(5)、和出口(8)，其中该主阀(2)的打开和闭合是由该先导阀(3)控制，并且其中先导阀座(10)被安排在隔膜(6)中，并且其中先导室(11)被安排在该壳体(4)中、通过该隔膜(6)来与该入口(5)和该出口(8)分隔开，支撑构件(17)支撑该隔膜(6)，并且该支撑构件(17)在该壳体(4)中被引导，并且其中径向间隙(26)在垂直于该先导阀(3)的打开的径向方向上被安排在该隔膜(6)的径向外端部与该壳体(4)之间，并且轴向间隙(27)在平行于该先导阀(3)的打开方向的轴向方向上被安排在该隔膜(6)的径向外端部与该壳体(4)之间，允许在该主阀(2)的打开状态和闭合状态下该隔膜发生膨胀或收缩而膨胀到轴向间隙和径向间隙中或从中收缩。

2.根据权利要求1所述的阀(1)，其特征在于，该支撑构件(17)在该壳体(4)的圆柱形的孔(21)中被引导。

3.根据权利要求2所述的阀(1)，其特征在于，该支撑构件(17)通过在该支撑构件(17)的圆周径向外端部处装配到该孔(21)中来在该孔(21)中被引导。

4.根据权利要求2或3所述的阀(1)，其特征在于，该隔膜(6)具有比该孔(21)更大的直径。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的阀(1)，其特征在于，该支撑构件(17)包括径向延伸的底板(19)以及基本上在平行于该先导阀(3)的打开方向的轴向方向上延伸的圆周壁(20)。

6.根据权利要求5所述的阀(1)，其特征在于，该圆周壁(20)具有S形截面。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的阀(1)，其特征在于，该支撑构件(17)在面向该先导室(11)的一侧上支撑该隔膜。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的阀(1)，其特征在于，该隔膜(6)还在该隔膜(6)的面向该出口(8)的一侧上由出口支撑构件(18)支撑。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的阀(1)，其特征在于，该隔膜(6)包括连接该入口(5)和该先导室(11)的至少一个泄放孔(23)。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的阀(1)，其特征在于，该支撑构件(17)包括连接该入口(5)和该先导室(11)的至少一个泄放口(22)。

11.根据权利要求10所述的阀(1)，其特征在于，该隔膜(6)包括连接该入口(5)和该先导室(11)的至少一个泄放孔(23)，并且泄放孔(23)和泄放口(22)在平行于该先导阀(3)的打开方向的轴向方向上对准。

12.根据权利要求1至3中任一项所述的阀(1)，其特征在于，垫圈(24)被安排在该隔膜(6)的面向该入口(5)的一侧上，其中该垫圈(24)限制该隔膜(6)的径向外端部(25)在平行于该先导阀(3)的打开方向的轴向方向上的移动。

13.根据权利要求1至3中任一项所述的阀(1)，其特征在于，该隔膜(6)是非层压隔膜。

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