CN1113558A - 阀结构 - Google Patents

Abstract

阀结构含有一个带分配通道(4)的分配壳体(2)， 输入通道(46)汇入分配通道(4)相通，从后者中至少 导出二条输出通道(11，12，13)，每个输出通道均配 置一个阀。这种阀结构应加以进一步发展，使其体积 减小，并避免流体介质在其中堵塞的死区。本发明提 出了使上述阀与分配壳体(2)一体成型且具有蝶阀件 (31，32，33)的建议。所述蝶阀件的旋转轴线(37， 38，39)以下述的方式布置，使蝶阀件部分位于分配 通道(4)部分位于相应的输出通道(11，12，13)中。

Description

本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述特征的阀结构。

US5，269，348A公开了一种这样类型的阀结构，它具有一个输入通道和至少二个输出通道。每个输出通道设有一个阀，以将从输入通道导入的介质按要求分配给一个或多个输出通道。该阀特别适用于如聚合物熔融物之类的高粘性介质，以将它配发给与出口通道相接的挤出机、纺织设备及其它类似的设备。这种已知的阀结构含有一个带有上述通道的中央分配壳体及附加在该壳体上的阀。每个阀包含一个按柱塞类型加工的、轴向可运动的阀体，该阀体相对中央的分配壳体大致是径向布置的，该设计成蘑菇状的阀体同样沿所述的径向来回运动。由于介质压力全部施加到所述的阀体上，因此用于阀体的驱动机构必须设计得相对较大。所述阀结构比较来说尺寸较大，还需要采取特殊的措施，以避免部分介质在其中阻塞的死区。因此阀体一般设计成为蘑菇形，从而无论阀在关闭位置还是打开位置，介质均在阀体上作环形流动。这样就需要一笔不小的额外费用。

此外，DE4027622C1公开了一种带一壳体及一个用于流动介质的通道的蝶阀。在所述的壳体内，一蝶阀件借助一个轴被可转动地支承着，其中所述蝶阀件与轴制为一体，其外形轮廓位于轴之内。该蝶阀件布置在上述通道的中央区域，此区域具有一个矩形、特别是正方形的截面。

奥地利专利218，808公开了一种用于流体的过压管路中的阀结构，其中为各输出通道配备有多个蝶阀件。在分配壳体的中央有一个公共的凸轮盘，用来控制每个蝶阀件。每一蝶阀件在每个输出通道的入口侧可摆动地支承在分配通道内，并含有一个附件，利用它凸轮盘可进行啮合，以将蝶阀件打开。这种阀结构主要在每个蝶阀件的支承区有死区，在该处，粘性较大的介质（如聚合物熔体）会形成阻塞，且中央凸轮不可能对每个蝶阀件进行单独的、彼此无关的控制。

最后，德国专利169268披露了一种具有二个输出通道的三通阀，其中每个输出通道均设有一个蝶阀件。这些输出通道具有圆环形的截面，且所述蝶阀件能围绕一个共同的旋转轴线转动。它没有分配通道，且打开时蝶阀件转入输入通道的端部区域内。

鉴此，本发明的目的是对上述类型的阀结构作如下进一步的改进，即减少结构体积，且避免形成介质在其中阻塞的死区。本发明的阀结构应为一个性能稳定的紧凑结构。另外，该阀结构应具有较小的泄漏率，且制造、安装简化，并应能容易进行维修。

为此，本发明提供一种带一个分配壳体的阀结构，包括一个分配通道，有一输入通道通入其内，从所述分配通道中至少导出二个输出通道，还包括分别配置在每个输出通道上的阀，借助该阀，使通过上述输入通道导入的介质在各个输出通道中的流动断面可预先确定，所述输出通道在与所述分配通道汇合的区域具有一个矩形、最好为正方形的截面，与分配壳体整体成形的阀具有蝶阀件，它们配置在上述的汇合区域中，且蝶阀件的旋转轴线以这样的方式布置，即蝶阀件部分位于分配通道、部分位于每个相应输出通道中。

上述所述建议的阀结构以结构紧凑及性能稳定见长。共同的分配壳体不仅包含上述的通道，而且还同时包括至少二个输出通道的阀。所述阀整体做在分配壳体中，该分配壳体包括用于阀的蝶阀件的孔。该蝶阀件及配置的所述通道的中央区域位于共同的分配壳体内。各输出通道在其与公共的分配壳体汇合区域有一矩形、最好为正方形的截面。蝶阀件的旋转轴线应按下述方式布置，即所述蝶阀件部分位于分配通道、部分位于相应输出通道。这种结构避免了阻塞流体介质的死区。在关闭位置，每个蝶阀件其朝向所述分配通道的上表面构成分配通道外壁之实际上连续的补充与延长。由于介质压力从各方面作用在所述的蝶阀件上，阀的驱动机构的尺寸可大幅度减小，从而使阀结构体积减少，材料耗费及制造费用均得以降低。上述分配壳体包括环形分配通道，并至少有二条输出通道由此呈射线状（星状地）向外延伸。

在分配通道的中央最好布置一偏流件。在输入通道入口（汇合处）与偏流件的外表面之间形成一环形通道，穿过它，进流介质可以流进分配通道。所述偏流件最好面对输入通道，最好该偏流件部分突伸至输入通道内，其中偏流件的顶部位于输入通道的端部区域。该通过输入通道流入上述环形通道、又从环形通道流入环形的分配通道的介质在分配通道中沿圆周方向获得流动分量。由此，通过这种特殊有利的方式避免了使一部分流入的介质在分配通道停留住或完全是滞塞的现象。当只有一个蝶阀件被打开时，由于流体介质在环形分配通道中的圆周流动，使介质堵塞现象得以避免。所说的输出通道最好不要相对于分配通道的中心、沿半径方向上向外延伸，而是使输出通道的轴线相对该中心偏移。借助于输出通道的这种不对称的偏移量，该由输入通道输入的介质将获得一圆周分量，因而该输入的介质在分配通道中的沉积或过长时间之停留的现象得以避免。

所述蝶阀件设置在通往中央的分配通道中去的输出通道入口区域内。每一条通过蝶阀件中心延伸的轴线相对于分配通道的中心基本位于和分配通道的外壁同样的半径（距离）上，该蝶阀件穿过旋转轴线及线性贴靠面的平面上的投影（相应于输出通道的横截面）为矩形、最好为正方形。输入通道最好与分配通道和/或分配壳体的中央共轴。相对于输入通道的汇合处，分配壳体及分配通道借助于一个闭锁件而被封住。此闭锁件还与一偏流件结合，该偏流件具有一个锥形外轮廓，并至少伸到分配通道的入口区域附近。

在阀的一个特殊实施结构中，所述的蝶阀件当处在关闭位置时，尤其是在输出通道的中央区域，与贴靠面相靠。也即，该蝶阀件在所述的通道的中央区域不再能够转满一周，而只能摆转一预定的角度范围。由此，在阀壳体与蝶阀件温度系数不同的情况下，保证只有较小的泄漏，而无需担心蝶阀件的阻塞。所以的蝶阀件具有类似椭圆的截面，其主轴的最大长度大于中央通道区域的宽度。所述的蝶阀件与通道壁相贴靠的贴靠面最好做成鼓状。还有，所述的最长主轴大于蝶阀件转轴的直径。

在一个特殊的实施例中，上述转轴由一定心轴套所包围，该轴套的内底面靠在超过转轴外表面径向伸出的蝶阀件的侧面上。此外，靠该蝶阀件一侧，在所述定心轴套及其底板与所述转轴之间有一密封件，该密封件也部分地贴靠在蝶阀件所述的侧面上。蝶阀件与定心轴套及其底面的贴靠面可以很精确地加工，并可按蝶阀件加以调整，从而使漏损减至最少，特别是侧面贴靠的密封件，能阻止介质渗透。通过上述的措施，本发明以特别有利的方式对蝶阀件及壳体的不同热膨胀进行补偿，即使有较大的温度差，也能保证只有微不足道的漏损。

本发明的特殊结构形式及进一步发展在权利要求书及下面的描述中给出。

下面借助参考附图中描述的实施例对本发明作进一步说明。其中：

图1为带三个输出通道的阀结构的截面图;

图2是沿图1中剖面线A剖取的截面图;

图3是从图2中沿X方向的前视图;

图4为图1中的细部Ⅳ的放大图;

图5为图2中的细部Ⅴ的放大图。

图1示出了通过分配壳体2的截面，该壳体2内设有分配通道4。该分配通道4构造成圆筒形的空隙，在中心6布置一偏流件8。在所示图面的前面且垂直于该图面一个输入通道汇入分配通道4，其轴线穿过中心6是适宜的。从所述的分配通道4引出三个输出通道11，12及13。在壳体2的外面有连接管14，15，16和/或导管18，19与上述输出通道分别相连接，以将需加以分配的介质引出。输出通道11，12，13相对于分配通过道4是非对称布置的，其中所述的输出通道的轴线21，22，23并不通过中心6。轴线21，22，23以钝角28与半径方向延伸的径向线24，25，26相交。由于这种不对称结构布置，在全部或部分打开或隔断输出通道11，12，13时，可以对介质预先给出相对中心6的圆周分量。与下面将要分别陆续叙述的输出通道11，12及13的阀的位置无关，上述结构以特殊有利的方式避免了在分配通道4或其部分区域内的介质堵塞现象。

此外，该设在输出通道11，12及13的各阀均与分配壳体2整体制作。图中示出了它们的蝶阀件31，32，33处于关闭位置的情形。箭头34，35及36的方向表示蝶阀件的闭合运动方向。蝶阀件31，32及33的轴线37，38和39垂直于视图平面并和至少在蝶阀件区域的分配通道4之圆柱形外壁42一样，至少近似地位于相同的半径40上，这样可以保证当蝶阀件31，32，33处于关闭位置时，在各蝶阀件31，32，33与外壁之间不存在任何死区。所述蝶阀件部分位于分配通道4中。上述蝶阀件为转轴44的构成部分，该转轴44由下面还要描述的定心轴套56包围住。在定心轴套56和转轴之间还有一轴密封件62，它特别用聚酰亚胺或类似的材料制成。

在图2所示的剖视图中，与分配壳体2制成一体的输出通道13的蝶阀带有蝶阀件33，它与转轴44是整体成形的。带蝶阀件33的转轴44的旋转轴线39平行于输入通道46，后者的轴线48通道中心6。该输入通道导入同轴的分配通道4，后者在另一侧通过与分配壳体2相连接的闭锁件50而被封闭。在分配通道4的区域内，偏流件8与该闭锁件50相接，所述偏流件8有一锥形的外表面，其圆顶伸至输入通道46。在偏流件8与一个从输入通道46进入环形的分配通道4之最好为圆弧的过渡区51之间有一环形通道53。介质通过该环形通道53间接地流入分配通道4中。闭锁件50容易拆卸，这样可以毫无问题地进入分配壳体2的内部进行检修、清理及类似的工作。

输出通道13至少在蝶阀件33的区域具有矩形，最好为正方形的截面。下面对带有蝶阀件33的蝶阀的描述同样适用于相应的另外二个输出通道的蝶阀。分配壳体2含有一个用于带蝶阀件33的转轴44的通孔54，它垂直于输出通道13的轴线23延伸，并最好大致平行于输入通道46的轴线48布置。在输出通道13的两侧分别装有一个进入通孔54的定心轴套56，其内底面58直接达到输出通道13并将其界定。该底面58相对于定心轴套56的内壁沿转轴44方向延伸，其内径只略大于转轴44的直径。藉助于一个位于定心轴套中在轴线39方向上可轴向移动的并包围转轴44的内轴套60，给压靠在外定心轴套56的上述内底面58上的转轴密封件62加压。该内轴套60借助于弹簧64被轴向预紧，通过转轴密封件62使密封性能得到可靠保证。所述弹簧64可以通过一个调节板66进行预加载，后者支撑在分配壳体2上。此外，还有一个环形件68，通过螺丝70与分配壳体2相接。借助于所述的环形件68，给一个布置在定心轴套56外表面区域的在分配壳体2上的密封件72施加预应力和/或使之固定就位。

图3示出了按图2的X方向看的部分阀结构，可以看到输出通道13的截面在蝶阀件区域为正方形。如上所述，调节板66是通过螺丝74，75与壳体2连接的，所以弹簧64可以所需的方式加上预载荷。转轴44的一端设有连接件76，它在此特别被加工成四方形。以便能与伺服驱动装置相连接。

参照图4，将对本发明的一个特殊结构进行详细的描述。所述结构不同于目前为止所描述的组合式阀结构，它为一个带唯一的如图中用虚线所示的贯穿通道80的蝶阀，在这个特别的结构中，已描述过的输出通道13为所述的贯穿通道80的组成部分，此贯穿通道在蝶阀件33的区域内具有上述的呈矩形、特别是正方形截面的中央区域。在一般情况下，通道80及输出通道13是代替分配壳体2的组成部分。所述通道80在具有蝶阀件33的中央区域具有宽度82，它大于转轴44直径84。如图所示，该蝶阀件33有一类似于椭圆的截面，其中外表面86，87最好为圆柱形表面的一部分。所述蝶阀件33具有一长度为88或一个最大直径的主轴，其长度在于通道13或80的宽度82。如图所示，在所示的关闭位置中，蝶阀件33以贴靠面90，91贴靠在与通道80对置的内壁92，93。所述的贴靠面90，91最好做成略呈鼓状，以特别用来避免卡住现象，另一方面也用来保证有较佳的密封效果。在此必须要强调的是，通道80并不是必须在其整个长度上均为矩形，特别是正方形截面，而且可以在与蝶阀件相距一定距离处（例如图中所示的大致为锥形的过渡区94之后）具有圆柱形的内轮廓面。

图5为图2中细部V的放大图，相应于沿图4中的剖面线A剖取的截面。设置在壳体通孔54中的定心轴套56以其底面58部分地贴靠在蝶阀件的侧表面96上。所述底面58具有一内直径98，它比转轴44的外径大出一预定值。如图所示，转轴密封件62有一部分100伸出，并以此部分贴靠在蝶阀件33的侧表面96上，以此来保证对侧表面96的良好密封。此外，定心轴套56还保证蝶阀件33进行特定的轴向对准，并且通过底面56贴靠侧表面96的方式同样可防止当蝶阀件处在关闭位置时产生不允许的漏损。该侧向贴靠面96及相靠的底面56可以精确地加工出来，所以实际上不存在环形间隙。还要进一步强调的是，蝶阀件33的最大直径，即最大尺寸的主轴的长度88小于壳体2的通孔54之内直径。

标号

2    分配壳体/阀壳体

4    分配通道

6    中心

8    偏流件

11-13    输出通道

14-16    连接管

18，19    导管

21-23    11，12，13的轴线

24-26    径向线

28    钝角

31-33    蝶阀件/蝶板

34-36    箭头

37-39    旋转轴线

40    4的半径

42    4的外壁

44    转轴

46    输入通道

48    46的轴线

50    闭锁件

51    在4中的46之过渡区

52    8的外表面

53    环形通道

54    通孔

56    定心轴套

58    56的内底面

60    内轴套

62    转轴密封件

64    弹簧

66    调节板

68    环形板

70    螺丝

72    密封件

74，75    螺丝

76    连接件

80    通道

82    13或80的宽度

84    44的直径

86，87    33的外表面

88    33的最大直径

90，91    贴靠面

92，93    内壁

94    过渡区

96    侧表面

98    56的内直径

100    62的一部分

Claims (11)

1、一种带有一个分配壳体(2)的阀结构，含有一个分配通道(4)，一输入通道(46)与之相通，从所述的分配通道中至少引出二个输出通道(11，12，13)，还包括分别配置在每个输出通道(46)的阀，借助于该阀，使通过上述输入通道(46)导入的介质在各个输出通道(11，12，13)中的流动断面可预先确定，其特征在于：所述输出通道(11，12，13)在与分配通道(4)汇合的区域具有一个矩形、最好为正方形的截面，所述的与分配壳体(2)一体成形的阀具有蝶阀件(31，32，33)，它们配置在上述汇合区域中，蝶阀件(31，32，33)的旋轴轴线以这样的方式布置，即蝶阀件部分位于分配通道、部分位于各相应的输出通道(31，32，33)中。

2、如权利要求1所述的阀结构，其特征在于：上述分配通道（4）至少在蝶阀件（31，32，33）的区域内具有一个与后者的旋转轴线（37，38，39）基本平行的外壁（42），它最好做成圆柱形，其中其半径（40）基本上与所述的旋转轴线（37，38，39）距分配通道（4）的中心（6）的距离一样长。

3、如权利要求1或2所述的阀结构，其特征在于：在蝶阀件（31，32，33）的关闭位置，其配置在分配通道（4）的外壁（42）的表面直接贴靠在分配通道（4）的外壁（42）上。

4、如权利要求1至3之一项所述的阀结构，其特征在于：输出通道（11，12，13）的轴线（21，22，23）相对于从中心（6）出发的半径（24，25，26）最好以钝角布置，这些径向线与轴线（37，38，39）相交。

5、如权利要求1至4之一项所述的阀结构，其特征在于：输入通道（46）基本垂直于分配通道（4），和/或垂直于一个穿过所述分配通道的平面，至少一条输出通道（11，12，13）的轴线（21，22，23）位于此平面上。

6、如权利要求1至5之一项所述的阀结构，其特征在于：所述分配壳体（2）在面对输入通道（46）的位置有一个闭锁件（50）或一个偏流件（8），和/或偏流件（8）与闭锁件（50）相连接，和/或偏流件（8）至少部分地伸入所述的分配通道（4）中，和/或偏流件（8）具有一个锥形外表面（52），该外表面具有一个最好是圆弧形的并朝向输入通道（46）的顶部。

7、阀结构，特别是按权利要求1至6之一项所述的阀结构，其特征在于：蝶阀件（31，32，33）与之一体成形的转轴（44）通过定心轴套（56）而设置在分配壳体和/或阀壳体（2）的通孔（54）内，和/或所述定心轴套（56）有一个内底面（58），与输出通道（13）相接和/或对其界定。

8、如权利要求1至7之一项的阀结构，其特征在于：转轴（44）由一内轴套（60）包围住，后者在分配壳体和/或阀壳体（2）的外部特别借助于弹簧（64）被轴向加载，且在所述的分配壳体和/或阀壳体（2）之内都由包围转轴（44）的转轴密封件（62）加载。

9、如权利要求7或8所述的阀结构，其特征在于：所述转轴密封件（62）贴靠在定心轴套（56）的内底面（58）上，和/或定心轴套（56）以其底面（58）贴靠在蝶阀件（33）的侧表面（96）上。

10、如权利要求1至9之一项所述的阀结构，其特征在于：处在关闭位置的蝶阀件（33）通过贴靠面（90，91）靠接在相对置的通道（13，80）内表面（92，93）上，蝶阀件（33）的最大直径（88）大于上述内壁（92，93）之间的通道（13，80）的宽度（82），和/或贴靠面（90，91）之间和/或蝶阀件（33）的最大直径（88）大于转轴（44）的直径（84），和/或小于壳体（2）的通孔（54）之内径。

11、如权利要求1至10之一项所述的阀结构，其特征在于：转轴密封件（62）以其一个部分（100）贴靠在蝶阀件（33）的侧表面（96）上，和/或转轴密封件（62）的所述部分（100）配置在转轴（44）之外表面与定心轴套（56）之内底面之间的环形间隙内。

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