CN110785591B - 膜片密封的双座阀以及驱动器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双座阀，具有：被分配给第一阀座(34)的第一关闭元件(14)；以及被分配给第二阀座(40)的第二关闭元件(16)；与第二关闭元件相连接的空心杆(20)；与第一关闭元件相连接的且以穿过空心杆的方式布置的阀杆(18)；固定在空心杆和双座阀的壳体(2)上的第一膜片(44)；以及以密封在阀杆和空心杆之间的通道(58)的方式布置的第二膜片(56)，其中，第二关闭元件包括环形体(72)，环形体在连接区域(120)中与承载区段(68)相连接，其中，环形体和承载区段设置成用于夹紧第二膜片，并且通过第二膜片和间隙密封件(78)使连接区域相对于内部空间(54)密封。为了简化结构并且为了保证在卫生条件下的可靠的功能，承载区段(68)具有泄漏通道(122)，泄漏通道形成在连接区域和通道之间的流体连接的一个区段。

Description

膜片密封的双座阀以及驱动器

技术领域

本发明涉及一种膜片密封的双座阀。

背景技术

在现有技术中，例如从专利文献WO 2013/170931 A1中已知具有基本上环形的膜片的单座阀，膜片具有内边缘和外边缘，并且膜片的内边缘间接地或直接地固定在关闭元件上，并且膜片的外边缘固定在单座阀的壳体上。

双座阀是同样的应用领域，在双座阀中，存在分别与相关联的阀座共同作用的第一和第二关闭元件，其中，关闭元件可彼此独立地进入通风的位置中。在这种阀中，目的是将第二膜片布置在关闭元件之间。由此，应密封在伸缩式地接合到彼此中的阀杆之间的间隙。

在现有技术中提出了各种不同的解决方案，尤其是专利文献DE 102006025653A1和EP 2734757 B1。两个在此提出的阀具有阀杆和关闭体，关闭体由多个单件组成。

发明内容

现在，本发明的目的是提出具有两个膜片的双座阀，该双座阀具有简单的结构并且保证其可靠的功能。

该目的通过一种根据本发明的双座阀实现。

提出一种双座阀，具有：被分配给第一和第二阀座的第一和第二关闭元件；与第二关闭元件相连接的空心杆；以及与第一关闭元件相连接的且以穿过空心杆的方式布置的阀杆；固定在空心杆和双座阀的壳体上的第一膜片；以及以密封在阀杆和空心杆之间的通道的方式布置的第二膜片，其中，第二关闭元件包括环形体，环形体与承载区段相连接，其中，环形体和承载区段设置成用于夹紧第二膜片并且通过第二膜片和间隙密封件彼此密封。承载区段具有泄漏通道，泄漏通道形成在连接区域和通道之间的流体连接的一个区段。如果第二膜片或间隙密封件不密封并且流体进入连接区域中，根据所提出的结构可证明存在这种情况。在配合使用两个膜片的情况下，这意味着卫生的结构，该结构在运行中具有对可靠的功能受限的证据、例如第二膜片的失效。与现有技术相比，该结构具有较少的单件并且因此一方面成本更适宜并且另一方面在装配和维护中更加快速和可靠。

附加地，当空心杆一件式地在提升轴线的方向上穿过第一膜片和第一夹紧元件时，简化了双座阀的结构。这此外消除了可能的损坏部位。

另一有利的改进方案规定，第二支承件以支承和引导第二夹紧元件的方式布置。由此，完全实现了在阀杆和空心杆之间宽的间隙。该间隙又意味着对在第二膜片或间隙密封件失效时产生的泄漏的更可靠且更好的证明。

在双座阀的一种改进方案中规定，间隙密封件设置和布置成，与第二阀座共同作用。由此，可更好地清洁阀，并且减少了流体残留物可能发生沉积的部位。

在双座阀的一种改进方案中，固定器件布置在第二关闭元件上，固定器件防止第一和第二部件的彼此旋转。这保证了双座阀的可靠的功能，并且防止了尤其是在运行时第一和第二部件的连接松开。

当防止引入导致膜片自身和膜片的夹紧部位的机械负载的扭转力时，提高了膜片的密封功能和使用寿命。为了实现这种情况，提出，主驱动器具有可在缸中移动的活塞、驱动杆和弹簧，并且设置第一旋转稳定机构，该旋转稳定机构稳定阀杆和空心杆的提升运动以防旋转。

在旋转稳定机构的第一实施方案中提出，旋转稳定机构包括在驱动杆上可旋转地支承活塞的滑动支承件。这是成本适宜且可靠的实施方案。

旋转稳定机构的另一成本适宜的实施方案规定，第一旋转稳定机构包括活塞区段，活塞区段具有接纳一个棒的凹部，其中，棒在凹部中仅能沿提升轴线的方向运动。

如果设有辅助驱动器，可在辅助驱动器中设置第二旋转稳定机构。这实现，在驱动侧已经防止扭转力作用到阀杆和/或空心杆上。这在阀杆和空心杆的区域中简化了阀结构。

所示出的结构形式是有利的，因为其实现了在流体中的大颗粒可穿流双座阀并且避免了阻塞。

附图说明

下面根据实施例解释本发明并且解释其优点。

其中：

图1示出了穿过具有两个膜片的双座阀的截面；

图2示出了第二膜片的区域的剖切的细节图；

图3示出了双座阀的剖切的细节图，其中示出了在第二阀盘中的分离的密封槽；

图4示出了穿过气动驱动器的截面；

图 5 示出了在主驱动器中的第一旋转稳定机构的细节图

具体实施方式

在图1中以沿着提升纵轴线H的截面示出了双座阀。双座阀具有壳体2，壳体具有第一接口4和第二接口6。在壳体2中，在第一和第二接口4和6之间构造流体路径，该流体路径部分地在中间腔室8中延伸。

第一侧阀10和优选地第二侧阀12如此联接在壳体2上，使得第一侧阀和第二侧阀可与中间腔室8流体连接。利用该侧阀10和12，可将例如泄漏从中间腔室8从双座阀中导出，并且可清洁中间腔室8。也可行的是，在中间腔室8中构造无菌屏障、例如防潮层。有利地，侧阀10和12中的至少一个如此联接到中间腔室8上，使得当提升轴线H平行于重力定向时，流体无残留地从中间腔室中流出。

在壳体2之内，第一和第二关闭元件14和16布置成，使得第一和第二关闭元件可沿着提升轴线H运动。第一关闭元件14与阀杆18 相连接。第二关闭元件16与空心杆20相连接，其中，阀杆18至少在其延伸的一部分上布置在空心杆20之内，并且阀杆18和空心杆20 沿着提升轴线H延伸，并且实施成一件式或多件式。杆18和20从壳体2中引导出来，并且穿过壳体部件22。在壳体2之外，阀杆18和空心杆20与主驱动器24作用连接。

主驱动器24优选地实施成气动驱动器并设置成，引起双座阀的打开位置和关闭位置。在打开位置中，建立在第一接口和第二接口之间的流体连接，在关闭位置中中断该流体连接。由阀杆18、空心杆20 和主驱动器24组成的组件可实施成，通过主驱动器24的作用使阀杆 18运动并且在该运动时带动空心杆20。

可设置同样实施成气动驱动器的辅助驱动器26。辅助驱动器26 优选地设置成，使阀杆18和空心杆20彼此独立地沿着提升轴线H运动。此时，将杆18和20引入部分提升位置中，在部分提升位置中，关闭元件14和16中的分别一个保留在关闭位置中，而相应另一个关闭元件14和16被引入打开的位置中。

驱动器24和26直接地或间接地与壳体部件22机械连接。壳体部件22具有泄漏出口28，在壳体部件之内的收集腔室30可通过该泄漏出口与壳体部件的环境U相连接。

为了更好地说明，在图2中以剖切的细节图示出了壳体2的该区域。

在第一关闭元件14上，第一密封件32接纳在槽中。在第一关闭元件14的关闭位置中，第一密封件32与第一阀座34密封地共同作用。第一密封件32实施成轴向密封或者半轴向密封。第一关闭元件14可具有第一突出部36，如此布置和设计突出部，使得在第一关闭元件14 的部分提升位置中，在第一突出部36和壳体2之间形成节流间隙。该节流间隙尤其是引起穿流该节流间隙的流体的加速以及进而改善在部分提升位置中进行的清洁。

在第二关闭元件16上，第二密封件38接纳在槽中。在第二关闭元件16的关闭位置中，第二密封件38与第二阀座40密封地共同作用。第二密封件38实施成轴向密封或者半轴向密封。第二关闭元件16可具有第二突出部42，如此布置和设计第二突出部，使得在第二关闭元件16的部分提升位置中，在第二突出部42和壳体2之间形成节流间隙。

基本上环形地设计的第一膜片44具有外边缘46，该外边缘固定在壳体部件22和壳体2之间。为了实现提升，第一膜片44具有波形的横截面，从而第一膜片44的内边缘48穹顶形地外翻。内边缘48 固定在空心杆20上。为此，可设置第一夹紧元件50，第一夹紧元件可固定在空心杆20上。有利地，夹紧元件50实施成，使得第一膜片 44局部地贴靠到家具元件50上，从而使第一膜片44从双座阀中的流体压力卸载。在夹紧元件50的外壁上，可设置泄漏槽124，泄漏槽优选地大致在提升轴线H的方向上延伸。泄漏槽可实施成仅仅在外壁的背离膜片44的部分上延伸并且与壳体部件22中的横向通道126引导流体地共同作用。引起第一膜片44的不密封性的泄漏可借助于泄漏槽 124和可选的横向通道126从双座阀中被导出，并且由此更可靠地证明存在泄漏。

在壳体部件22中设置凹部，凹部接纳夹紧元件50。在该凹部中布置第一支承件52，第一支承件滑动地支承夹紧元件50，从而夹紧元件可在凹部中沿着提升轴线H运动。

如此布置的第一膜片44使双座阀的内部空间54相对于环境U密封。

第二膜片56设置在第二关闭元件16上，以使得在阀杆18和空心杆20之间形成的通道58相对于中间腔室8密封。

第二膜片56具有内边缘60，内边缘60夹紧在阀杆18上的台阶部 62和第二夹紧元件64之间并且由此被固定。第二夹紧元件64被接纳在通道58的扩宽部66中，其中，该扩宽部66布置在空心杆20的承载区段68中。第二支承件70被接纳在承载区段68中。如此选择第二支承件70的位置和材料，使得引导和支承第二夹紧元件64在扩宽部66中的轴向运动。以这种方式，直接支承第二夹紧元件64并且间接地支承阀杆18，并且在提升运动中沿着提升轴线H引导第二夹紧元件。这种引导非常精确，因为其在大的直径上进行引导。此外，该结构实现了与已知的现有技术相比具有更大的通流横截面的通道58。因此显著地改善了对例如指示需要更换第二膜片56的泄漏的显示。

承载区段68载有环形体72，环形体形成第二关闭元件16的一部分并且载有第二密封件38。螺纹74在承载区段68和环形体72之间建立可松开的连接。第二膜片60的外边缘76支撑在承载区段68和环形体72之间，尤其是通过合适的引导和夹紧以及形锁合。第二膜片60同时引起螺纹74相对于中间腔室8的密封。承载区段68和环形体 72的面对内部空间54的连接以及进而螺纹74通过间隙密封件78密封。间隙密封件78有利地接纳在承载区段68上的槽中，并且在将环形体72拧到螺纹74上之前首先被装配在该槽中。该设计方案实现，承载区段68和环形体72的面对内部空间54的表面构造成斜面并且成形为特别良好地流走，从而流体无残留地从第二关闭元件16上流走，而同时不被间隙密封件18阻碍。

在空心杆20中支撑空心销80，空心销穿过位于阀杆18中的长孔 82。长孔82如此布置和成型，使得长孔以与空心销80共同作用的方式允许阀杆18相对于空心杆20沿提升轴线H的相对运动，然而，防止杆18和20的彼此旋转运动。这防止了第二膜片56的扭转负载。空心销80也可实施成由实心材料制成的圆柱销。

在图3中示出了双座阀一种的改进方案，其尤其是涉及间隙密封件78和第二密封件38。

相对于上述示例不变地采用第一关闭元件14，以及阀杆18和空心杆20。主要的改变涉及第二关闭元件16'。

第二关闭元件16'包括环形体72'，环形体72'例如借助于螺纹74' 与承载区段68'相连接。为了简化密封组件并且省去密封件，在连接区域120中，在承载区段68'和环形体72'之间如此形成接缝84，使得接缝在成型成用于接纳间隙密封件78的密封槽86上结束。密封槽86 的轮廓可局部地在承载区段68'和环形体72'中延伸。通过该设计方案，除了密封连接区域120之外，间隙密封件78附加地承担第二密封件 38的功能，并且与第二阀座40共同作用。除了减少部件数量，得到的附加优点是，尤其得到更卫生的结构，因为可更简单地清洁该组件。

为了防止在承载区段68'和环形体72'之间的螺纹连接松开，有利的是，设置固定器件88，例如埋头螺钉。固定器件88形成与环形体 72'和承载区段68'的防止旋转的形锁合。有利的是，固定器件布置在密封槽86的基体上，从而在双座阀已装配的状态中，固定器件被第二密封件38覆盖并且由此不能接近在双座阀中的流体。

在背离承载区段68'的一侧上，环形体72'有利地具有至少一个附接面90。该附接面设置成，与工具共同作用，通过该工具建立在承载区段68'和环形体72'之间的螺纹连接。

在图4中，示出了以压力介质运行的主驱动器24的有利的实施方案的局部。

主驱动器24具有第一柱形件92和第二柱形件94。柱形件92和 94共同地形成主驱动器24的驱动壳体和工作面。被接纳在活塞98的周边槽中的活塞密封件96在该工作面上滑动。活塞98将主驱动器24 的内部空间分割成两个腔室。一个腔室是压力介质腔室100，在压力介质腔室中可输入压力介质，通常气体，以产生作用到活塞98上的力，该力引起活塞98沿着提升轴线H移动。在此，该力以克服由位于弹簧腔室104中的弹簧102产生的回位力的方式作用，弹簧腔室为第二腔室。

活塞98固定在驱动杆106上，提升运动被传输到驱动杆106上。驱动杆106可直接地或间接地与阀杆18相连接，以引起第一阀盘14 的运动。

驱动杆106可具有压力介质通道108。在驱动杆106中的至少一个入口110在压力介质通道108和压力介质腔室100之间建立流体连接。

在弹簧102被压缩并随后展开时，通过扭转产生作用到活塞98上的扭矩。为了防止该扭矩传输到驱动杆106上并且由此最终传递到第二膜片56上，设置第一旋转稳定机构。旋转稳定机构的成本适宜的实施方案是滑动支承件，活塞98利用该滑动支承件可旋转地支承在驱动杆106上。第一旋转稳定机构或滑动支承件包括具有凸缘114的支承件套112。支承件套与支承件座圈116一起形成用于活塞98的滑动支承件。固定螺母118将滑动支承件和活塞98固定在驱动杆106上，并且确保在滑动支承件中限定的力比例。支承件套112和支承件座圈116 可由成本适宜的且合适的材料，例如聚四氟乙烯(PTFE)构成。

在图5中示出了在主驱动器24'中的第一旋转稳定机构的备选的实施方案。活塞98包括活塞区段130，活塞区段以包围驱动杆106的方式沿着提升轴线H延伸并且被弹簧102包围。活塞区段130具有凹部 132，凹部接纳与第一柱形件92的端板相连接的棒134。凹部130在提升轴线H的方向上延伸并且在周向上仅仅覆盖周边的一部分。如此设计凹部130和棒134的尺寸，使得棒134可沿着提升轴线H的方向进行运动，然而锁止在周向上的运动。这例如可通过圆棒实现，该圆棒以其纵轴线在纵向槽中延伸，纵向槽的宽度大致相应于圆棒的直径。以这种方式防止，由弹簧102引入活塞98中的扭转力导致活塞98旋转以及随后将该旋转传递到驱动杆106上。

备选或附加于防止阀杆18和空心杆20相对于彼此旋转的空心销80，除了在主驱动器24、24'中的第一旋转稳定机构之外，在辅助驱动器26中也可设置第二旋转稳定机构。第二旋转稳定机构例如也可根据图4和图5解释的原理构造。第二旋转稳定机构也可实施成用于辅助驱动器26的活塞在旋转方向上的机械止挡部。借助于旋转稳定机构，可防止对于膜片44和56有害的扭转作用，并且提高了膜片的使用寿命。

附图标记列表

2 壳体

4 第一接口

6 第二接口

8 中间腔室

10 第一侧阀

12 第二侧阀

14 第一关闭元件

16、16' 第二关闭元件

18 阀杆

20 空心杆

22 壳体部件

24、24' 主驱动器

26 辅助驱动器

28 泄漏出口

30 收集腔室

32 第一密封件

34 第一阀座

36 第一突出部

38 第二密封件

40 第二阀座

42 第二突出部

44 第一膜片

46 第一膜片的外边缘

48 第一膜片的内边缘

50 第一夹紧元件

52 第一支承件

54 内部空间

56 第二膜片

58 通道

60 第二膜片的内边缘

62 台阶部

64 第二夹紧元件

66 扩宽部

68、68' 承载区段

70 第二支承件

72、72' 环形体

74、74' 螺纹

76 第二膜片的外边缘

78 间隙密封件

80 空心销

82 长孔

84 接缝

86 密封槽

88 固定器件

90 附接面

92 第一柱形件

94 第二柱形件

96 活塞密封件

98 活塞

100 压力介质腔室

102 弹簧

104 弹簧腔室

106 驱动杆

108 压力介质腔室

110 入口

112 支承件套

114 凸缘

116 支承件座圈

118 固定螺母

120 连接区段

122 泄漏通道

124 泄漏槽

126 横向通道

130 活塞区段

132 凹部

134 杆

136 连接器

Claims (8)

1.一种双座阀，所述双座阀具有：被分配给第一阀座(34)的第一关闭元件(14)；被分配给第二阀座(40)的第二关闭元件(16；16')；与第二关闭元件(16；16')相连接的空心杆(20)；与第一关闭元件(14)相连接的并且以穿过空心杆(20)的方式布置的阀杆(18)；固定在空心杆(20)上并且固定在双座阀的壳体(2)上的第一膜片(44)；以及以密封在阀杆(18)和空心杆(20)之间的通道(58)的方式布置的第二膜片(56)，其中，所述第二关闭元件(16；16')包括环形体(72；72')，所述环形体在连接区域(120)中与承载区段(68)相连接，其中，所述环形体(72；72')和承载区段(68)设置成用于夹紧第二膜片(56)，并且连接区域(120)通过第二膜片(56)和间隙密封件(78)相对于内部空间(54)密封，其特征在于，所述承载区段(68)具有泄漏通道(122)，所述泄漏通道形成在连接区域(120)和通道(58)之间的流体连接的一个区段，以支承和引导第二夹紧元件(64)的方式布置有第二支承件(70)，并且第二支承件(70)容纳在承载区段(68)中。

2.根据权利要求1所述的双座阀，其特征在于，所述空心杆(20)一件式地沿提升轴线(H)的方向穿过第一膜片(44)和第一夹紧元件(50)。

3.根据权利要求1或2所述的双座阀，其特征在于，所述间隙密封件(78)设置和布置成，与第二阀座(40)共同作用。

4.根据权利要求3所述的双座阀，其特征在于，防止环形体和承载区段(68)相对于彼此旋转的固定器件(88)布置在第二关闭元件(16；16')上。

5.根据权利要求1或2所述的双座阀，其特征在于，阀杆(18)和空心杆(20)与主驱动器(24)作用连接，主驱动器(24)具有能在缸(92、94)中移动的活塞(98)、驱动杆(106)和弹簧(102)，并且设有第一旋转稳定机构，所述第一旋转稳定机构稳定阀杆(18)和空心杆(20)中的至少一个的提升运动以防旋转。

6.根据权利要求5所述的双座阀，其特征在于，所述第一旋转稳定机构包括在驱动杆(106)上可旋转地支承活塞(98)的滑动支承件。

7.根据权利要求5所述的双座阀，其特征在于，所述第一旋转稳定机构包括活塞区段(130)，该活塞区段具有接纳一个棒(134)的凹部(132)，其中，所述棒在凹部(132)中仅能沿提升轴线(H)的方向运动。

8.根据权利要求5所述的双座阀，其特征在于，设有辅助驱动器(26)，所述辅助驱动器包括第二旋转稳定机构。

Images