CN110741194B - 具有主阀的填充阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于以流体、尤其是水填充冲洗箱的填充阀(1)，该填充阀具有设有流动通道(31)的、可静液压控制的主阀(2)，所述主阀包括具有流动通道(31)的阀主体、通过伸入到所述流动通道(31)中的流动体(41)被引导的阀盘。为了在所述主阀(2)闭合时至少减少噪声产生，该流动体(41)构造为沿流动方向(s)变细。所述流动体(41)具有至少三个在径向上延伸的板状翼片(45)，所述翼片构造为至少沿流动方向(s)在后面的端部区域中沿着流动方向(s)变细，使得所述翼片的侧面(47)之间的间距减小。

Description

具有主阀的填充阀

技术领域

本发明涉及一种用于以流体、尤其是水填充冲洗箱的填充阀，该填充阀具有设有流动通道的、可静液压控制的主阀，所述主阀包括具有流动通道的阀主体、在流动通道中或者流动通道上通过伸入到流动通道中的流动体被引导的阀盘和在阀主体与阀体之间在闭合位置中密封地布置的膜。为了关于通过流动通道的流体的流动方向在流动体后和/或在流动体的高度处减少涡流和/或压力波动，所述流动体构造为沿流动方向变细，其中，所述流动体具有至少三个在径向上远离地延伸的板状翼片。至少在闭合位置中，流动体至少区段地布置在流动通道中。

背景技术

由EP 2 639 584 A1已知的这种填充阀通常为了其静液控制具有前级阀或先导阀。前级阀通常例如通过水位调节或水位测量被闭合，由此，在阀盘和主阀的膜之前的静液压力升高并且就此而言膜和阀盘被置于闭合位置中。在该运动时刻，阀盘同时具有如下可能性：通过横向于流动方向的摆动运动朝向阀主体的壳体壁撞击。这又产生短暂的闭合噪声。

此外，由GB 1 583 088 A1已知一种调温阀，所述调温阀具有锥形的阀体，所述阀体逆着流动方向变细并且设置有多个径向布置的翼片，所述翼片的侧面在相应的翼片的整个延伸尺度上具有彼此恒定的间距并且平行于经过阀的介质的流入方向延伸。具有带有翼片的锥形流动体的阀体属于阀的流入通道并且能够借助连接杆来操纵。

发明内容

因此，本发明的任务是，提供一种填充阀，其具有开头提及的类型的主阀，在该填充阀的情况下至少减少在主阀闭合时的噪声产生。

根据本发明，通过本发明的特征解决所提出的任务。所提出的任务已通过如下方式解决：为了关于通过流动通道的流体的流动方向在流动体后和/或在流动体的高度处减少涡流和/或压力波动，流动体构造为沿流动方向优选连续变细。

借助流动体沿流动方向优选连续的变细实现有利于流动的流动体形状。

被流体环绕流动的体一般在其背流侧、即沿流动方向在后面产生流动分离，在构成漩涡区的情况下，所述流动分离可能导致呈漩涡或者漩涡尾流形式的涡流。在漩涡区中，流动可能与主流动方向相反地走向。一般由于流动分离可能产生噪声，在此尤其是，在流动体在此在流动通道中摆动的情况下产生噪声，并且由此出现流动体在阀主体上的连续地变换的接触/敲击。

借助流动体的变细，可以在流体流线型地流入主阀中时在至少很大程度上避免漩涡形成并因此在很大程度上获得流线型流动的情况下实现流体与流动体的逐渐分离。借助流动体沿流动方向的变细实现有利于流动的流动体形状，由此至少可以实现漩涡区的显著变小并从而实现噪声产生的减少。变细适合于此地设置在流动体的相应作用范围内。为此特别优选，所述变细是连续的。为此，所述变细可以在严格数学意义上是连续的或大致是连续的。根据实施例而定，流动体可以在沿流动方向有针对性地选择的长度上或有针对性地选择的区段上沿着流动方向变细。尤其，流动体沿流动方向在构成棱边的情况下收缩成尖部。尤其，流动体区段地沿流动方向连续地变细。尤其，流动体在其沿着流动方向的整个延伸尺度上连续地变细。尤其，流动体在其如下区段中沿流动方向连续地变细，借助所述区段流动体在闭合位置中布置在流动通道中。尤其，流动体在如下区段中变细，借助所述区段流动体关于流动方向在闭合位置中在流动通道中终止，并因此在其沿流动方向在后面的区段中沿流动方向连续地变细，其中，该后区段尤其沿流动方向占据流动体的在闭合位置中布置在流动通道中的区段的至少四分之一，尤其是至少三分之一，尤其是至少一半。

流动体可具有至少三个、优选四个径向离开地延伸的翼片，流动体布置为在所述翼片上在流动通道中在径向外部、尤其在流动通道的内壁上被引导。因此，流体可以在这些翼片之间在打开位置中流动通过流动通道。优选，翼片构造为沿流动方向连续变细。在此，翼片优选如上文关于流动体变细方面一般性说明的那样沿着流动方向在流动体的一个区段上变细。因此，翼片不必强制性地在其沿流动方向的整个延伸尺度上沿流动方向变细。

流动体可以具有载体，例如呈沿流动方向延伸的凸起形式的载体，翼片可以在径向和/或轴向上离开所述载体延伸。尤其，流动体在构成翼片的情况下在轴向上沿流动方向终止。翼片优选在周向上彼此相同间隔开地布置。

翼片分别可以板状地构造。

翼片分别可以具有关于流动方向沿径向方向向外、即垂直于流动方向指向的外窄侧(也称为翼片外侧)，通过所述外窄侧，流动体布置为在流动通道中被引导。此外，这些翼片分别可以具有与窄侧相比较大的、沿周向方向指向的两个周向侧面。

为了避免形成漩涡，翼片至少可以构造为在沿流动方向在后面的端部区域中沿流动方向连续地变细。尤其，翼片分别可以沿流动方向在构造端侧棱边的情况下构造为楔状地收缩。翼片可以具有沿轴向方向、即沿流动方向指向的后窄侧，在所述后窄侧上，侧面分别构造为沿流动方向优选楔状地收缩。这例如可以以在流动体的翼片上增长常用的流动体的方式进行。分别位于翼片的自由端部上的后窄侧可以垂直于流动方向但也可以倾斜地这样延伸，使得所述后窄侧与流动方向构成小于/等于90°的角度。

楔状变细部可以以关于平行于较大侧面的中心镜面对称平面对称的方式实现。

端侧的楔形角度可以小于/等于60°，优选小于/等于30°或小于/等于20°。

优选，较大的侧面与楔状变细部之间的过渡是无棱边的。

在填充阀的一个扩展方案中，可以设置，至少流动体的表面和/或流动通道的内壁构造为至少部分地设有浅的盆状凹部和/或设有精细表面结构，流体在主阀的打开位置中在所述表面和/或所述内壁上流动或者说流经所述表面和/或所述内壁。优选，至少流动体的面向流动通道内壁的表面构造为设有浅的盆状凹部和/或设有表面结构。

尤其，流动体的翼片可以分别构造为至少在其沿周向方向指向的周向侧面上设有浅的盆状凹部和/或设有精细表面结构。

所述表面结构优选可以具有沟，其中，尤其一些沟，尤其大多数沟，尤其所有沟彼此平行或至少大致平行地延伸。当前，“大致平行”意味着这些沟彼此构成小于30°、优选小于20°、优选小于10°的角度。尤其是至少一些沟、尤其至少一组彼此平行或至少大致平行延伸的沟可以布置为沿流动方向延伸。附加或替代地，至少一些沟、尤其至少一组彼此平行或至少近似平行延伸的沟可以布置为横向于流动方向延伸。尤其大多数沟平行和/或至少大致平行和/或横向于和/或至少大致横向于流动方向延伸。尤其，这些沟可以全部横向于流动方向或沿流动方向延伸。所述表面结构也可以各向同性地、即关于表面而言相同且不定向地构造。

尤其提出，这些沟在周向侧面上沿流动方向或大致沿流动方向延伸。

如果这些沟沿流动方向延伸，那么它们对流动的液体起减小阻力的作用。这可以通过以下来说明原因：流体在沿流动方向延伸的沟中被引导，并且例如在形成漩涡时出现的、垂直于流动方向的横向运动被阻止，因此有益地有利于低噪声的流线型流动。

此外，沟可以以喷嘴状地起作用的方式构造。由此，可以使流体加速。

上述这两种效果可以与对应的流体的速度和粘度有关。因此，沟的几何结构可以适配于流体的预期速度和粘度。此外，沟可以喷嘴状地起作用，其方式是：可以使流体加速。

所述表面结构也可以代替或附加于所述沟地具有沿着流动方向延伸的肋，尤其是所谓的肋条。这些肋条可以是纤细的肋，所述纤细的肋优选在两侧以锋利的肋尖部终止。肋条优选可以在关于沟所阐述的方向上延伸。

尤其，与表面结构的主定向或各向异性有关地，借助所述表面结构可以使局部流速减小或增大，以及尤其至少可以减少相对于流动方向的横向运动。

由结构决定地，径向向外指向的窄侧可以完全被流体环绕流动。根据伯努利能量公式，对应的局部压力越低，流速则越高。如果尤其在翼片在周向上相同地间隔开的情况下两个对置的翼片外棱边被具有不同高的速度的流体环绕流动，那么在翼片外棱边上产生不同的局部压力。这又可以引起阀盘横向于流动方向朝着阀主体的流动通道的壳体壁方向运动，由此在该部位上至少大程度地限制流体通流。从而，压力关系颠倒，这产生沿相反方向的运动。从而，阀盘可以被置于伴有到壳体壁上的抵靠的摆动振动中，由此产生闭合噪声。

该效果越大，流体的流速则越高。因此，该效果尤其在主阀闭合的最后阶段中出现，在该阶段中，流速由于减小的流动横截面而特别强烈地上升。

为了减少闭合噪声，提出，外侧面上的沟横向于或至少大致横向于流动方向延伸。

在此，“至少大致横向”意味着以至少45°、优选至少60°、优选至少80°的角度横向。

这具有以下优点：流经外侧面的流体横向通过沟在一定程度上被减速。也就是说，局部流速被减小，由此产生略高的局部压力。这些动态过程例如与流体的粘度有关地经受确定的惯性，即，这种局部压力升高对整个系统起阻尼作用，由此可以延迟摆动运动并因此减少噪声形成。

在填充阀的另一实施方式中，表面可具有或设有多个浅的盆状凹部。

这些凹部一般也可称为凹痕、凹点或凹坑。所述凹部通常可以具有截球面状的内部空间。这种浅的盆状凹部的特征尤其可以在于，它们在宏观上具有光滑的形状走向而没有任何结构措施或者形状走向中的不连续或中断，如凸肩、尖部或突起部。

这些盆状凹部优选可以彼此很小地间隔开或者尤其是彼此邻接地布置。这些凹坑或凹部可以彼此分界地布置，例如像在高尔夫球的表面上那样。

一般，这种表面也称为有凹坑的表面。随着流体流经表示为流体空间扩展部的凹坑，可以将负压施加到流体上，所述负压在该表面上更窄地引导流体并使流体流动更具流线型并从而噪声更低。从而，至少可以减少在流动被流动体阻断时流体流动在流动方向上的漩涡区的体积。

附图说明

下面根据本发明的在附图中所示的多个实施方式详细阐述本发明，而本发明不限于此。在附图中示出：

图1具有主阀的填充阀的纵向剖视图，

图2根据图1的、具有主阀的局部放大图II，所述主阀具有阀盘，

图3阀盘的立体单独示图，所述阀盘具有沿流动方向在端侧的翼片，

图4a根据现有技术的翼片的窄侧的侧视图，

图4b图3中所示的翼片之一的窄侧的侧视图，

图5根据图3的局部放大图V，和

图6a和6b根据图3的各局部放大图VIa和VIb。

具体实施方式

图1示出用于以在此未示出的流体、尤其是水填充在此未示出的冲洗箱的填充阀1的纵向剖视图。填充阀1具有可静液压控制的主阀2，所述主阀尤其如从图2可看到那样设置有具有流动通道31的阀主体3、通过伸入到流动通道31中的流动体41在流动通道31上被引导的阀盘4和在此处未示出的闭合位置中在阀主体3与阀盘4之间起密封作用的膜5。图1和2中，主阀2在打开位置中示出，在该打开位置中，流动通道31被释放用于流体通流。在闭合位置中，膜5密封地贴靠在流动通道31的沿流动方向s在前面的开口33的开口边缘32上。

流动体41沿流动方向s从阀盘4延伸到流动通道31中，在所述流动通道中，流动体带有明显径向间隙地布置为以可轴向移动的方式被引导。该间隙是必要的，以便通过流动通道31上的流动体41确保阀盘4在流动的流体中的轻微轴向可移动性。

流动体41具有环形槽43，膜5嵌入到所述环形槽中，使得该膜随着阀盘4的轴向运动相应地轴向伸张或压缩。如尤其从图3中的阀盘4的立体单独示图可以看出那样，板状构造的、沿轴向和径向方向延伸的四个翼片45在直接轴向限界环形槽43的情况下从该环形槽起延伸，所述翼片在周向上等距地间隔开并且在中心相互连接。

这些翼片45在阀盘4处于安装位置中时带有径向间隙地贴靠在流动通道31的内侧上(图3)。从而，流体可以在这些翼片45之间流动通过流动通道31，只要前开口33不是通过膜5贴靠在前开口边缘32上而被封闭。

板状构造的翼片45分别具有关于流动方向s而言沿径向方向r向外、即垂直于流动方向s指向的外窄侧46，所述外窄侧也称为翼片外侧，在所述翼片外侧上，流动体4在流动通道3中被引导。此外，翼片45分别具有沿周向方向u指向的周向的且与窄侧46相比较大的两个侧面47。

图4a示出常用的主阀的在此未进一步示出的阀盘的翼片45'之一的外窄侧46'的侧视图，其中，为了相对于本发明进行标记，用上角标撇号来标记对应的附图标记。可以清楚地看到，翼片45'沿流动方向s'在后面以钝的方式终止，即其沿流动方向s'在后面的窄侧48'不弯曲地构造并且与它的其余侧46'，48'成直角地布置。由于这些几何结构，在漩涡区Z中产生在图4a中纯示意性示出的漩涡W情况下实现流体的流动分离。就此而言，在此未示出的阀盘被置于振动中，这如上所述尤其在主阀闭合的最后阶段中产生短暂的闭合噪声。

在图4b中示出根据本发明的填充阀1的翼片45之一的外窄侧46的侧视图，其中，在此翼片45沿流动方向在端侧以有利于流动的方式成型，由此，可以在很大程度上避免上述的噪声形成。为此，后窄侧以拉伸成逐渐变尖的棱边44方式构造。在此，从较大的侧面47分别向着逐渐变尖的棱边44方向的过渡不具有棱边或其他不连续性。在此，流动体4，当前是它的翼片45，在流动体4的沿流动方向在后面的区段中沿着流动方向连续地变细。所述过渡在流动中实现有利且连续的、在此光滑的轮廓走向。

根据图5和图6中的局部放大图阐述用于在操纵主阀2时克服干扰噪声的其他措施，其中，局部放大图中的示图是纯示意性的。此外，所示的尺寸关系虽然符合实际，但不应视为对保护范围的限制。

虽然至少流动体和流动通道的表面(流体在主阀处于打开位置中时在所述表面上流动或者说流经所述表面)可以构造为至少部分地设有浅的盆状凹部和/或设有精细的表面结构，但是在填充阀的在图中示出的实施方式中所述表面被限制到两个重要位置上：

一方面设置，流动体41的翼片45的外窄侧46分别设置有呈横向于流动方向s延伸的窄的平行沟491形式的定向表面结构。

借助所述沟，如上所述那样可以减小流体的局部流速并从而在该部位处产生稍微更高的局部压力。因为该局部压力升高与局部速度的大小有关，而所述局部速度随着流动横截面变窄上升，所以这抵抗流动体41横向于流动方向的摆动运动，通过该摆动运动，流动横截面随着流动体41的径向抵靠而变窄。因此，该局部压力升高对流动通道31中的流动体41的摆动运动起阻尼作用，由此减少噪声形成。

另一方面设置，流动体41的翼片45分别在其沿周向方向指向的周向侧面47上构造有具有沿流动方向s延伸的沟491的表面结构(图6a)。

如上面更详细地描述那样，借助沟491可以更强地引导流体的流动，并且可以减少横向于流动方向的横向流动的危险，从而可以减小产生噪声的涡流形成的危险。

此外，在此还设置，周向侧面47除了构造有沟491之外还设有浅的盆状凹部492、即所谓的凹坑，其中，凹部492在图6b中单独示出。

也如在更上面更详细地描述那样，可以通过凹部492根据流经凹部492的流体的流速和粘度至少减少沿流动方向s在流动体41后面的漩涡区Z并从而至少减少噪声产生。在此设置，凹部492的开口边缘倒圆地构造。

为了实现其静液压的控制，在主阀2前面连接常常称为先导阀的常用前级阀6，所述前级阀的贯通开口61通过与用于检测水位的浮标62连接的杠杆63被封闭，由此，布置在阀盘4前并被该阀盘限界的前腔34中的静液压力升高，由此，阀盘4又借助膜5密封地被压抵到流动通道31的开口33上。

附图标记列表

1 填充阀

2 主阀

3 阀主体

31 流动通道

32 开口边缘

33 开口

34 前腔

4 阀盘

41 流动体

42 凸起

43 环形槽

44 棱边

45，45' 翼片

46，46' 外窄侧

47，47“ 侧面

48' 后窄侧

491 沟

492 凹部

5 膜

6 前级阀

61 贯通开口

62 浮标

63 杠杆

r 径向方向

s 流动方向

u 周向方向

w 漩涡

Z 漩涡区

Claims (13)

1.一种填充阀(1)，用于以流体填充冲洗箱，所述填充阀具有设有流动通道(31)的、能静液压控制的主阀(2)，所述主阀包括具有流动通道(31)的阀主体、通过伸入到所述流动通道(31)中的流动体(41)在所述流动通道(31)中或者在所述流动通道上被引导的阀盘(4)和在阀主体(3)和阀盘(4)之间在闭合位置中密封地布置的膜(5)，其中，为了关于通过所述流动通道(31)的流体的流动方向(s)在所述流动体(41)之后和/或在流动体的高度处减少涡流和压力波动，该流动体构造为沿流动方向(s)连续变细，所述流动体(41)具有至少三个在径向上离开地延伸的、板状的翼片(45)，其特征在于，所述翼片分别在自由端部上具有在后面的窄侧、沿径向方向在侧面的外窄侧(46)和两个沿周向方向指向的、与所述后面的窄侧和外窄侧(46)相比较大的侧面(47)，所述流动体(41)在翼片处在径向外部在所述流动通道(31)中被引导，其中，所述翼片(45)这样构造为至少在沿流动方向在后面的端部区域中沿着流动方向(s)变细，使得所述较大的侧面(47)之间的间距减小。

2.根据权利要求1所述的填充阀(1)，其特征在于，所述后面的窄侧楔状地构造。

3.根据权利要求2所述的填充阀(1)，其特征在于，所述较大的侧面与所述后面的窄侧的楔状的变细部之间的过渡是无棱边的。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的填充阀(1)，其特征在于，所述流动体(4)的面向所述流动通道(31)内壁的表面区段中的至少一些表面区段构造为设有盆状凹部(492)和/或设有表面结构。

5.根据权利要求4所述的填充阀(1)，其特征在于，所述表面结构具有平行的或者至少大致平行的沟(491)和/或肋条，在这些沟和/或肋条中至少一些沟和/或肋条沿流动方向(s)延伸和/或至少一些沟和/或肋条横向于流动方向(s)延伸。

6.根据权利要求4所述的填充阀(1)，其特征在于，所述盆状凹部(492)彼此邻接地布置或者以小于所述盆状凹部(492)的平均直径的间距彼此间隔开地布置。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的填充阀(1)，其特征在于，所述翼片(45)板形地构造，所述外窄侧(46)径向向外指向、面向所述流动通道(31)内壁，所述外窄侧将所述较大的侧面(47)彼此连接。

8.根据权利要求7所述的填充阀(1)，其特征在于，所述流动体(41)的翼片(45)分别构造为至少在所述较大的侧面(47)上设有盆状的凹部(492)和/或具有表面结构。

9.根据权利要求4所述的填充阀(1)，其特征在于，所述流动体(41)的翼片(45)分别构造为至少在所述较大的侧面(47)上设有盆状的凹部(492)和/或具有表面结构。

10.根据权利要求8或9所述的填充阀(1)，其特征在于，所述流动体(41)布置为在所述外窄侧(46)上在径向外部在存在间隙的情况下以在所述流动通道(31)的内壁上以能轴向移动的方式被引导。

11.根据权利要求8或9所述的填充阀(1)，其特征在于，所述表面结构延伸到所述翼片(45)的所述外窄侧(46)上。

12.根据权利要求1所述的填充阀(1)，其特征在于，所述流体是水。

13.根据权利要求4所述的填充阀(1)，其特征在于，所述流动体(4)的面向所述流动通道(41)内壁的表面区段中的所有表面区段构造为设有盆状凹部(492)和/或设有表面结构。

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