CN108223875A - 流体壳体 - Google Patents

Abstract

一种流体壳体，以阀壳体或传感器壳体的形式，具有由金属制成的塑性成形外壳体本体，具有流体入口和流体出口，其具有突出的管状端口(22，24)。在端口(22，24)的外周面上定位有夹紧环(26，28)，其在端口(22，24)不焊透的情况下焊接到相关端口(22，24)。

Description

流体壳体

技术领域

本发明涉及通过限定流体阀壳体和流体传感器壳体的流体壳体。流体流过壳体，其中通过阀在壳体中直接地控制流体并且通过传感器在壳体中测量流体，以便然后在另一点处控制流体。

背景技术

这种流体壳体可以由铸造材料、由铣削的固体材料或者由锻造部件制成。然而，本发明涉及流体壳体，其中所谓的外壳体本体通过金属管道的塑性成形制造。外壳体本体包括在通常是管道导管的流体导管中，其中必须尽快且没有密封性问题地实现连接到导管的其余部分。为此目的，外壳体本体具有流体入口和流体出口。流体入口和/或流体出口各自具有突出的管状端口。

一种将流体壳体凸缘安装到流体导管的其余部分的方式提供了所谓的夹紧端口。这些是在径向突出的管状端口上以及在背离外壳体本体且具有平坦端面的一侧上的圆形环状凸缘。在面向外壳体本体的一侧上，这些凸缘具有朝向端面倾斜向外延伸的夹紧表面。在相邻导管的一侧上相应形成凸缘的情形中，两个端面于是彼此相对并且可能通过密封件的插入而相互挤压。相对的夹紧表面以张紧时确保端面朝向彼此移动的夹具的方式延伸。通常，这种凸缘以如下方式制造：它们或者与铸造壳体一起铸造并且随后被机加工、由基部本体(锻造部件、铸造部件或固体材料)制造，和/或在通过塑性成形制造壳体的情形中，单独地制造凸缘并且随后焊接。在后一种情形中，单独制造的凸缘具有圆柱形的轴向凸耳，所述凸耳形成端口的一部分并且在外壳体本体处焊接到端口基部。发现这种流体壳体在实践中是非常有利的。

发明内容

本发明的目的是进一步改进这种流体壳体，首先以较低成本制造流体壳体。

这通过包括由金属制成的塑性成形外壳体本体的流体壳体实现，其包括流体入口和流体出口，其中流体入口和/或流体出口各自具有突出的管状端口，其中在至少一个端口上，夹紧环被推动到端口的外周面上并且焊接或钎焊到端口，并且其中夹紧环具有背离外壳体本体的平坦端面以及面向外壳体本体且朝向端面径向地向外倾斜地延伸的夹紧表面。

根据本发明的流体壳体具有夹紧环，与现有技术相比，该夹紧环侧向地附接到外壳体本体的端口基部。更确切地说，夹紧环被推动到端口上并且然后焊接到端口。与此同时，随之实现了夹紧环的居中。

此外，设有夹紧环的至少一个端口可以具有肩部，夹紧环轴向地抵靠该肩部。还随之实现了夹紧环相对于端口的轴向定位。此外，通过机加工处理制造的肩部，可以提高端口的外周面在用于夹紧环的定位表面的区域中的精度。

在肩部的区域中，夹紧环应该径向地焊接到端口。

根据一个实施方式，整个端口是外壳体本体的一体部分并且因此当成形外壳体本体时已经存在。由此，整个端口是初始存在管道的一部分，当基部本体作为管道时，该初始存在管道成形为形成外壳体本体。

在另一个方面，另一个变型提供了以两个部件形成的端口，包括从外壳体本体的内部突出的管道，其形成夹紧环定位在其上的单独部件。此外，端口包括外壳体本体的管状凸耳。由此，端口包括外壳体本体的管状凸耳以及从外壳体本体的内部突出的单独管道。管道相对于外壳体本体的凸耳轴向地向外突出，从而夹紧环可以定位在此突出部分上。夹紧环轴向地抵靠外壳体本体的凸耳并焊接到凸耳。

优选地，夹紧环另外地在其端面上焊接到管道。

对于阀以及对于传感器来说，通常的实践是流体入口和流体出口彼此共轴地布置在外壳体本体的相对侧上，使得流体控制装置可以插入到导管的线性部分中。在此情形中，当单独管道延伸穿过外壳体本体并且还穿过外壳体本体的设置在相对侧上的管状凸耳以及相对于这些凸耳各自轴向地向外突出时是有利的。在管道的这些突出端部的每个上布置夹紧环。

夹紧环在其端面上焊接到管道，或者更通常地说，夹紧环在其端面上焊接到端口。

此外，根据一个实施方式，本发明提供了夹紧环在其面向外壳体本体的一侧上具有轴向凸耳。凸耳可以是圆柱形、圆锥形或冠状的。在该凸耳处，夹紧环焊接到端口。由于夹紧环另外地具有径向地陡峭地面向外部的夹紧表面，因此通过凸耳改进了对于焊接的可接近性。关于焊接质量，当彼此焊接的部分在直径上不具有太大差别时也是有利的。

关于可获得的待加热材料，当夹紧环的轴向圆柱形凸耳在接触表面的区域中具有比相邻端口更大的外径时是有利的。较大的外径导致可获得用于焊接的附加材料。由此，在焊接上不会获得凹痕，并且改进了焊缝的质量。此外，在该区域中不需要附加材料。

在夹紧环的所在区域中，夹紧环具有的内径应该大于管道的外径。

夹紧环优选地可以由不同于在夹紧环内径向延伸的端口的至少承载流体部分的另一种材料制成。优选地，端口的整个承载流体区域由相同材料制成，从而不存在与流体接触的具有不同材料并且由此具有不同电势的部分，否则可能导致腐蚀。

优选地，由此端口的与流体接触的整个承载流体区域完全由一个部件制成。在此区域中，不存在焊缝。这具有不会不期望地形成沉积物的优点。此外，没有凸起或凹陷的平滑表面可以得到非常良好地清洗。该承载流体部分或者是外壳体本体的一体部分或者通过上述插入管道而形成。这在制药、食品或化妆品行业的领域中尤其重要，因为这里对流体控制装置具有非常高的卫生要求。承载流体壁部分特别地由不锈钢制成。

夹紧环可以由与端口的承载流体部分不同的另一种材料制成，由此夹紧环可以由不太昂贵且低质量的钢制成。

在从夹紧环的端面到端口的过渡区域中，设有周向焊缝，其中仅在焊接之后机加工(优选地通过车削)夹紧环的端面和端口。

此外，端面如通常那样垂直于端口的轴向方向延伸。

在夹紧环中，在端面中还可以存在周向密封凹槽。在将夹紧环焊接到端口之后，例如当车削端面时，可以同样地机加工该密封凹槽。

重要的是，用于将至少一个夹紧环附接到端口的焊缝未延伸到端口的承载流体内部。换句话说：端口不能完全焊透，即焊缝不延伸到管状端口的内表面。先前壳体必须在焊接操作之后在内侧上再打磨，甚至部分地必须在内侧上手动地抛光。此外，通过焊接工艺改变了微观结构，结果是增加了对腐蚀的敏感性。这在本发明的实施方式中不会发生。

由于在端口的内部没有形成用于将至少一个夹紧环附接到端口的焊缝的事实，有利地确保了高度圆柱度，这同样提供了良好的可清洁性。

在至少一个夹紧环的区域中，仅相关端口应该是承载流体的。至少一个夹紧环由此与限定端口内部的承载流体的内表面隔开。限定端口的壁使得内表面与夹紧环分开。夹紧环在端口的相关轴向端部上不会轴向地突出。

激光焊接已成为优选的焊接技术，使得夹紧环与端口之间的所有焊缝都是激光焊缝。

附图说明

可以通过下面的描述以及通过参照下面的附图获得本发明的其它特征和优点。在附图中：

图1示出了以用于流体阀的成形管道壳体形式的流体壳体的立体图；

图2示出了通过根据图1的流体壳体的局部横截面视图；

图3示出了图2中以X指示的区域的放大图；

图4示出了图2中以X指示的区域的变型；

图5示出了图1中所示的流体壳体与相邻流体导管的连接区域的剖面图；以及

图6示出了根据本发明的流体壳体的第二实施方式的视图，这里以流体传感器壳体的形式。

具体实施方式

图1示出了具有外壳体本体的流体壳体10的下部。这里流体壳体例如是由部分成形管道制成的阀壳体。这里管道在成形之前被侧向地打开并且在相对的一侧上设有凹入部12，凹入部延伸直到接近设置在相对侧上的开口，以便这里形成用于隔膜的弧形阀座14(参见图1)。环形凸缘板16焊接到开口上，继而在凸缘板上安装有具有用于移动隔膜的驱动器的控制单元。

如可以在图1中看到的，壳体10由此具有入口18和共轴地延伸到其的出口20。如在隔膜阀中常见的情况，流体由此可以流过入口18到凸缘板16，并且当隔膜未放置在阀座14上时，流体可以跨越阀座14流动到出口20。

入口和出口各自具有作为成形管道的一体部分的管状端口22、24。

在端口22、24的端部处，在外部区域中，端口22、24在外周上略微地调小(turnoff)，从而它们具有较小的直径。在此区域中，夹紧环26、28各自被推动到端口22、24上。

每个夹紧环26、28具有的内径最低程度地大于相应端口22、24的外径。

每个夹紧环26、28具有：面向外部的端面30，端面与端口22、24的中心轴线A成直角延伸；以及由此面向外壳体本体的相对的夹紧表面32。夹紧表面朝向端面30径向地向外倾斜地延伸，使得夹紧环以径向向外增加的方式锥形地逐渐变细。

特别地，外壳体本体的整个承载流体部分(即由成形管道形成的部分)由相同材料制成。凸缘板16不与流体接触并且由此可以由较简单且不太昂贵的材料制成。成形管道的一部分在凸缘的周围形成珠状(bead)，以便防止流体与凸缘板16接触。此外，两个端口22、24完全地制成一件。由此，在示出的流体控制装置壳体内部的整个承载流体内壁区域由相同材料制成，优选地是不锈钢。在端口的区域中，在内侧上的承载流体区域中不设有焊缝等。

然而，夹紧环26、28焊接或钎焊在端口22、24上，这可以在图2和图3中看到。

对于焊接而言，特别地使用激光焊接。

在设置于相应端口22、24上的肩部36之间获得第一闭合周向焊缝34，夹紧环26或28轴向地抵靠所述肩部。

在夹紧环26、28与端口22、24的过渡部分处，在端面30上设有第二焊缝38。

在该点处焊接之后，端面30被机加工并且通过机加工工艺接受其最终设计，使得焊缝38相对于端面30的其余部分不突出。整个端面由此通过端面30和通过端口22或24的端面40以及通过焊缝38自身形成。

当通过机加工制造端面30时，还制作出密封凹槽42(参见图3)，密封件44(参见图5)突出到该密封凹槽中。

为了在焊缝34的区域中不产生任何凹痕，管状凸耳76在过渡到止挡部的区域中还可以具有比端口更大的直径，如图4中所示。这里，与图6相比，管状凸耳76形成得非常短。在此区域中，当激光束冲击在该材料上时，由此可获得用于焊缝的附加材料，从而不形成凹痕。图4示出了焊接之前的凸耳76。

由于到待焊接工件的可接近性非常良好的事实，简化了夹紧环的焊接。

图5示出了夹紧环28与相邻流体导管48的互补设计径向凸缘46之间的夹紧连接。

优选地，多部件夹具50闭合凸缘46和夹紧环28，并且由于楔形效应提供两个凸缘的相互轴向挤压，其中插入的密封件44被压缩。密封件44可以具有径向的外圆柱形凸耳52，其设置在凸缘46和/或夹紧环28的径向外周表面上并且在以上部分与夹具50的径向内侧之间被压缩。

应该强调的是，在此实施方式中以及在下面描述的实施方式中，焊缝34、38从未延伸到端口22、24的径向内部的承载流体壁区域，这意味着未实现焊透。

图6中所示的本发明第二实施方式示出了流体控制装置壳体10，其构造为流体传感器壳体并且其上侧向地安装具有显示器的所谓评估单元60。传感器壳体包括彼此连接的几个部件，其部分地通过成形管子(即中间较厚的壳体部件62)形成，在中间壳体部件的两个相对轴向端处，单独的外端口64、66各自附接并且焊接到中间壳体部件。中间壳体部件62侧向地具有带有开口的凸起68，以便在这里连接评估单元60。

外端口66具有：内部部分70，其适应于中间壳体部件62中的开口的外径；以及此后直径减小的部分72。外端口66还称为外壳体本体的管状凸耳。

除了中间壳体部件62及两个外端口64、66以外，在此实施方式中，外壳体本体还包括连续管道74，该连续管道相对于外端口66的部分72在两个轴向端处轴向地向外突出。夹紧环26、28各自安装在该突出部分上。

然而，这里，(不应在限制性意义上理解)，夹紧环另外地具有管状凸耳76，其外径和内径适应于部分72的外径和内径。

管道74和相应的外端口66一起形成相应夹紧环26、28与之焊接的多部件端口22、24。在轴向方向上，每个夹紧环26、28邻接相关外端口66的端面并且在该区域中用焊缝34焊接(也如图3中所示)。此外，夹紧环26、28还在其端面上焊接到管道74，从而获得如图3中所示的焊缝38。

应用前面所述的关于端面30的定向和机加工。这里端口22、24中的肩部通过管道74和外端口64、66的不同直径而形成。

与相应端口24、26的材料(即还与管道74的材料)相比，夹紧环26、28的材料不太昂贵。这里，使用不太昂贵的钢。然而，由于这种材料不与流体流动连接，因此没有腐蚀的风险。此外，在根据图6的实施方式中，承载流体部分还制成一件(这里是管道74)，从而在制造之后无需在内侧上对焊缝进行机加工。

其适用于夹紧环26、28在内侧上不承载流体的所有实施方式，通过端口24、26的一个部分或多部件部分实现流体在此区域中的引导。夹紧环26、28与限定相关端口24、26内部的承载流体的内表面隔开。限定端口24、26的壁使得内表面与夹紧环26、28分开。夹紧环在端口的相关轴向端部上不轴向地突出。

Claims (17)

1.一种流体壳体，其包括通过塑性成形由管道制造的金属制的外壳体本体，其包括流体入口(18)和流体出口(20)，其中所述流体入口(18)和/或所述流体出口(20)各自具有突出的管状端口(22，24)，其中夹紧环(26，28)被推动到至少一个端口(22，24)的外周面上并且焊接或钎焊到所述端口(22，24)，并且其中所述夹紧环(26，28)具有背离所述外壳体本体的平坦端面(30)以及面向所述外壳体本体且朝向所述端面径向地向外倾斜地延伸的夹紧表面(32)。

2.根据权利要求1所述的流体壳体，其中，设有所述夹紧环(26，28)的所述至少一个端口(22，24)具有肩部(36)，所述夹紧环(26，28)轴向地抵靠所述肩部。

3.根据权利要求2所述的流体壳体，其中，所述夹紧环(26，28)在所述肩部(36)的区域中焊接到所述端口(22，24)。

4.根据上述权利要求中任一项所述的流体壳体，其中，所述端口(22，24)是所述外壳体本体的一体部分。

5.根据上述权利要求中任一项所述的流体壳体，其中，所述端口(22，24)以两个部件形成，包括：从所述外壳体本体的内部突出的管道(74)，所述夹紧环(26，28)定位在所述管道上；以及所述外壳体本体的管状凸耳(72)，其容纳所述管道(74)并且相对于所述管道(74)轴向地向外突出，并且其中所述夹紧环(26，28)抵靠所述凸耳(72)并且焊接到所述凸耳。

6.根据上述权利要求中任一项所述的流体壳体，其中，所述流体入口(18)和流体出口(20)彼此共轴地布置在所述外壳体本体的相对侧上。

7.根据权利要求5和6所述的流体壳体，其中，所述管道(74)延伸穿过所述外壳体本体并且穿过在相对侧上的所述管状凸耳(72)，以便限定所述流体入口(18)和所述流体出口(20)，其中所述管道(74)相对于所述管状凸耳(72)轴向地向外突出，并且其中夹紧环(26，28)各自布置在两个管道端部上。

8.根据权利要求5所述的流体壳体，其中，所述至少一个夹紧环(26，28)在所述端面(30)上焊接到所述管道(74)。

9.根据上述权利要求中任一项所述的流体壳体，其中，在其面向所述外壳体本体的一侧上，所述至少一个夹紧环(26，28)具有焊接到所述端口(22，24)的轴向圆柱形凸耳(76)。

10.根据权利要求9所述的流体壳体，其中，所述圆柱形凸耳(76)具有比相邻端口(22，24)更大的外径。

11.根据上述权利要求中任一项所述的流体壳体，其中，所述至少一个夹紧环(26，28)由不同于在所述夹紧环(26，28)内径向延伸的所述端口(22，24)的至少承载流体部分的另一种金属制成。

12.根据上述权利要求中任一项所述的流体壳体，其中，在从所述夹紧环(26，28)的所述端面(30)到所述端口(22，24)的过渡区域中，设有周向焊缝(38)，并且在焊接之后机加工所述夹紧环(26，28)的端面(30)和端口(22，24)。

13.根据上述权利要求中任一项所述的流体壳体，其中，在所述夹紧环(26，28)中，在所述端面(30)上设有周向密封凹槽(42)，所述端面被机加工。

14.根据上述权利要求中任一项的流体壳体，其中，用于将所述至少一个夹紧环(26，28)附接到所述端口(22，24)的所述焊缝未延伸到所述端口(22，24)的承载流体内部。

15.根据上述权利要求中任一项所述的流体壳体，其中，在所述至少一个夹紧环(26，28)的区域中，仅相关端口(22，24)是承载流体的。

16.根据上述权利要求中任一项所述的流体壳体，其中，所述至少一个夹紧环(26，28)通过限定所述端口(22，24)的壁与所述端口(22，24)的承载流体内部隔开。

17.根据上述权利要求中任一项所述的流体壳体，其中，用于将所述至少一个夹紧环(26，28)附接到所述端口(22，24)的所述焊缝(34，38)专有地是激光焊缝。