CN114207334A - 用于分离系统部件或工件的防爆阀，包括密封环 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于分离系统部件或工件以便进行管线安装的防爆阀，包括‑壳体(1)，‑闭合体(7)，在所述壳体(1)内所述闭合体在导向杆(13)上被轴向引导，并且能够在所述管线中至少一个闭合移动方向上有压力或吸入波的情况下从界定的打开位置移位到密封闭合位置，‑弹簧组件(18)，所述弹簧组件与所述闭合体(7)处于操作连接，在所述引导杆(13)上用于将所述闭合体(7)保持在打开位置，‑位于所述壳体(1)内侧上的密封环(19)，所述闭合体(7)能够在其关闭位置15与所述密封环(19)压靠，以及‑接纳凹槽(21)，所述接纳凹槽被施加于所述壳体(1)的内侧(20)，并且优选地是与所述闭合体(7)的闭合移动方向(SB)相反地开口的，用于保持密封环(19)。

Description

用于分离系统部件或工件的防爆阀，包括密封环

本专利申请要求德国专利申请DE 10 2019 205 027.1的优先权，其内容通过引用并入本文。

本发明涉及一种用于拆解系统部件或工件以便进行管线安装的防爆阀，其具有权利要求1的通用术语中陈述的特征。

这种类型的防爆阀可从大量公开材料，具体是本申请人的公开材料中获知。由此，根据CH 694 303 A5或CH 694 377 A5可获知，这些防爆阀具有壳体，具有在所述壳体上在引导杆上轴向引导的闭合体，该闭合体在管线中至少一个闭合移动方向上具有压力或吸入波的情况下可从界定的打开为止移位到密封闭合位置，具有位于引导杆上的弹簧组件，该弹簧组件可工作连接到闭合体以用于将闭合体保持在打开位置，以及具有轴承组件，每个轴承组件承载引导杆的端部且通过至少一个悬挂横向构件连接到壳体，以及在该壳体内侧上具有密封环，与闭合体靠压在其闭合位置中。

在两个发明公开中公开了所使用的密封环的两个不同的设计和轴承布置。一方面，大致泪滴形横截面的密封环，具有槽形接纳槽，装配到阀壳体的管状壳部的环形端边缘上并粘合在此处。其密封区域，闭合体处于其闭合位置时与之靠压着，该密封环突出到阀门的流动横截面中，这阻止介质通过防爆阀的自由流动。另外，需要改进密封环的轴承布置和支撑，以确保阀门的闭合位置中的最佳密封效果。

另一方面，这些文献中所示的变体，特征在于矩形横截面的密封环，该密封环胶合到阀体上的对应凹座中。密封边缘在横截面上中形成90°外角，并且闭合体处于闭合位置下与之靠压，由于其尖锐边缘而经受磨损，并且就密封效果而言需要改进。就介质在阀中的流动属性而言，密封环的矩形形状也不是最优的。

从本申请人的DE 102 13 865 B4、EP 1 579 134 B1、EP 1 897 668 B1和DE 10141 348 B4也可以了解具有基本设计和功能序列的防爆阀以及具有所描述的横截面构造的粘合的密封环。

本发明所基于的目的是提供一种通用型防爆阀，其具有在承载布置和密封效果方面予以改进的密封环。

该目的根据权利要求1的特征部分得以实现，根据该权利要求，将密封环保持在附设到所述壳体内侧的开口接纳凹槽中。

根据本发明的构造，借助于接纳凹槽，实现了密封环的特别稳定的轴承布置，且密封环也相对容易安装。

在从属权利要求中，阐述防爆阀的优选进一步开发。因此，根据权利要求2，该接纳凹槽可以是与闭合体的闭合移动方向(SB)相反地开口的。因此，将密封环在闭合移动方向上插入接纳凹槽中，并在其与闭合体的闭合移动方向相反的方向上突出，即轴向。因此，当在作用于闭合位置时，该密封环实际上被压入接纳凹槽中，其进一步加强其在临界闭合位置时的稳定支撑。另外，根据本发明的结构在径向上并未收窄阀门的流动横截面，这促成流动性优势。

如果根据权利要求3，可以通过壳体的管状部分对接纳凹槽在其径向向内侧进行限定，则可以实现进一步流动性改进和结构简化。

根据权利要求4，可以将该密封环插入具有锚固部分的接纳凹槽中，其横截面形状基本上构造为平坦矩形。然后，该锚固部分的插入长度可以是大于其径向厚度至少三分之一。这样又能够稳固密封环轴承布置，从而使闭合体在闭合位置时的密封表现受益。

该密封环可以通过本身公知的粘合剂连接固定在接纳凹槽中。然而，根据权利要求5的密封环以形状配合连接在接纳凹槽中是更有利的，因为这本质上消除了因粘合连接和粘合剂本身的组装作业时而产生的任何问题。此外，由于省去了所需粘合剂的干燥时间，因所以不会有长停工时间，在阀门的维护时有非常大的优势。再者，不需要辅助材料用于预处理粘合区域并通过按压装置按压密封件进行清洁粘合。

根据权利要求6，在密封环的密封部的布置中，在接纳凹槽前方与闭合移动方向相反在外侧与处于闭合位置的阀门这的闭合体相互作用，从而可以实现密封设计上的进一步流动优化。这进一步改善了闭合体和密封件之间的密封相互作用。

根据根据权利要求7的优选进一步开发，该密封环的密封部在其径向向内凸缘处平顺地并入到壳体的管状部分中。这意味着在管状部分和密封环之间存在几乎无缝过渡通道，这从流动性角度来说又是有利的。

根据权利要求8，通过将该密封环的密封部在其径向向外指向凸缘通过周向密封唇口连接到壳体的内侧，密封环的内轮廓为球形，具体为大约四分之一圆形，与流过阀门的介质接触(权利要求9)，进一步改善了流动条件。

上述措施的效果在于优化防爆阀中的流动条件，特别是当累积使用时，因为流动接触表面是非常平顺的且没有形成内角部或甚至底切。

根据权利要求10和11的进一步优选的实施例提出：该密封环可以形成为中空腔室剖面，其具有周向中空腔室，具体地仅在密封环的密封部的区域中延伸。因此，一方面，在壳体中密封环的锚固之间实现了清晰的功能分离，另一方面，实现了密封效果的改善。在锚固部分中，因此密封环被构造成实心的，这有利于稳定的轴承布置。在密封部的区域中，在此处设置中空腔室确保了密封环的高柔韧性，这保证了闭合体围绕密封环的整个圆周实现清洁且紧密配合。同时，因为将壳体部件一起加宽、其他组装工艺和可能的旋转对称闭合体可能的圆度缺失引起的公差可以得到最优地补偿。该密封环还有助于吸收由热工艺介质不均匀流向阀门引起的任何变形或不均匀的热膨胀。

根据另一个优选实施例，该密封件的横截面还可以，根据权利要求12，在径向内侧设有锚固突起，例如，采用肋或倒钩的形式，以便更易于装配在锚固部分上。以这种方式，实心锚固部分在装配过程中更柔韧，但是提供足够的力以防止其被拉出。

根据参考附图对实施例示例的描述，将显见到本发明的又一些特征、细节和优点，其中：

图1示出根据图2的箭头I方向看的防爆阀的视图；

图2示出根据图1中的截面线II-II的防爆阀的轴向截面；

图3示出根据图1的防爆阀的图2的截面中分解的透视图；

图4和5示出根据图2的细节IV和V的放大细节部分；以及

图6以截面图形式示出第二实施例中的密封环。

从图图1至图3中可以看出，所示防爆阀具有壳体1，该外壳由两个半壳体3和4组成，它们在中央法兰连接件2处可拆卸地相互连接。朝向法兰连接2，两个半壳体3和4相对于其管状壳体部5和6径向加宽，以确保通过阀的闭合体7的区域中足够的流横截面通过该阀，

这将在后面进一步详细论述。在远离法兰连接2的端部处，半壳体3和4则设有连接法兰8和9，利用这些连接法兰能够将该防爆阀安装在未示出的管线中。

下文将参考图2和图3解释防爆阀的内部结构。例如，所提及的闭合体7被设计为旋转对称的空心体，其横截面近似椭圆形，介质能够在图2和图3所示的打开位置中围绕该空心体流动。例如，根据前文提到的EP 1 579 134 B1，已知周边和密封边缘11处具有所谓的干扰边缘10的闭合体7的构形是已知的，并且本文无需再论述。

闭合体7被紧固在承载管12上，为了间接安装闭合体7，该承载管通过滑动衬套14、15在引导杆13上被引导进行沿中心轴纵向移位。引导杆13本身被紧固在其圆柱形固位件16,17中的每一个端部，每个圆柱形固位件被设计成在法兰8和9的方向上呈锥形逐渐变细，以便优化通过阀的流动条件。固位件16和17则通过四个悬架A居中被保持在半壳体3和4的管状壳体部5和6中。

预加载螺旋压缩弹簧18插入引导杆13与承载管12之间，承载管12一方面被支撑在左手滑动衬套14(参考图2)上，牢固地连接到引导杆13，被支撑在右手滑动衬套15上(参考图2)，其紧固在承载管12的右端。因此，承载管12被加载抵靠着闭合体7的闭合移动方向SB-即，参照图2和图3的右边，并且与固位件17中保持接触。因此，闭合体7处于图2和图3所示的防爆阀的打开位置，并且能够以稳定方式保持在介质流经该阀门的指定流速下的打开位置。

如果出现爆炸压力波在闭合移动方向上通过防爆阀，闭合体7沿该方向突然被夹带抵住螺旋压缩弹簧18的负载，并且其密封边缘11压靠着设在壳体1内侧的密封环19，从而将防爆阀关闭。以这种方式，布置在闭合体中与爆炸源相反的一侧上的系统部件(通过输出管连接到左边法兰8)得以被保护免受爆炸压力波的影响，并且与系统部件干扰侧分离。在图中未示出的闭合体7的闭合位置中，闭合体7通过锁扣装置V(下文将更详细论述)进行锁闭，使得阀保持关闭，直到能够手动开始复位为止。

在下文中，参考图2至图4，将更详细地解释与闭合体7的密封边缘11相互作用的防爆阀的密封环19的特殊设计。例如，为了在管状壳体部5的过渡通道处接收壳体1的内侧20上的密封环19，在法兰连接2的方向上的径向延伸部，提供圆周接收凹槽21，其抵靠闭合移动方向SB而处于打开，以用于固定密封环19。在其径向向内一侧上，该接收凹槽21由管状壳体部5本身的端部区域22形成。后者被半壳体3的肩部区域23包围，该肩部区域的横截面是斜切的。密封环19通过锚固部分24插入所述接收凹槽21中，锚固部分24具有对应于接收凹槽21横截面形状的基本平坦的矩形横截面形状。在径向内侧上可以设置肋条或倒钩。由此，在组装期间，固体锚固部分更柔韧，但是提供足够的力抵抗回撤。与闭合移动方向SB平行的锚固部分的插入长度E由此比锚固部分24的径向厚度D更大约三分之一。为了将锚固部分24固定在接收凹槽21中，后者在肩部区域23处外侧径向上具有圆周凹口25，借助于该圆周凹口，该锚固部分24和接收凹槽21之间产生形状配合连接。

密封环19的密封部26，在阀门的关闭位置时，与闭合体7的密封边缘11相互作用，位于接收凹槽21的外部和前方抵靠着闭合移动方向SB。因此，密封部26并不接合在半壳体3的管状壳体部5的自由流横截面中。相反，它在其径向向内边缘27处平滑地并入管状壳体部5中，目的是边缘27形成为与管状壳体部5的壁厚度对应的突起。从此处开始，密封部26的内部轮廓28，介质通过阀门流向其中，其在横截面上是向外球形，形成四分之一圆形。再者，内轮廓28然后朝向径向向外指向凸缘29并入圆周密封唇口30中，据此密封部26邻接半壳体3的内侧20。

由于上述密封环19的构形的原因，具体来说在密封部26的区域中，就流动而言，优化了打开时闭合体7与壳体1的内侧20之间的阀自由横截面，具体如图4所示，由于过渡通道被构造成相对光滑的表面，因此没有设置底切，并且密封的任何部分都没有在管状壳体部5的自由横截面中。其优点在于避免了产品残留，并且当阀门在如生产食品或药物的系统的敏感产业中使用时，改善了卫生条件。

具体如图4所示，在密封环19的密封部26中设有圆周结构化的中空腔室31，这使得密封环19在此处具有特别的柔韧性。这有助于确保闭合体7的密封边缘11能够干净且紧密地配合。由此，可以有效地补偿由于焊接的接头，组装偏差和闭合体7的圆度缺失导致的整个组件内的公差。

在图6所示的密封环19的进一步开发中，在锚固部分24的径向内侧上形成斜坡状倒钩锚固突起59，指向与插入方向ER相反，其作用是简化组装和将如上所述的密封环19稳定地锚固在接收凹槽21中。在根据图6的密封环19的径向外侧上，还示出平坦沟槽60，其形状设成横截面上为圆形并与壳体1上的凹口25相互作用。

参考图2、图3和图5，现在将针对悬架A和锁扣装置V以及其操作模式更详细地描述防爆阀的又一种结构。所提到的固位件16和17的悬架A-除了要更详细地论述的功能装置的装备外-原则上对于固位件16和17是以相同的方式设计的。因此参考图2中的细节V圈上的且在图5放大示出的单元，更详细地论述所示的实施例中存在的四个悬架A。在这种情况下，固位件16和17支撑引导杆13的相应端部作为轴承组件L，并且通过悬架横向构件32保持在壳体1的相应半壳体3和4上，并且接收配接件33固定住后者，其中轴承装置存在游隙。为此，将悬架横向构件32旋入固位件16和17中的相应内螺纹34中。类似地，通过接收配接件33上的螺纹衬套35接收悬挂横向构件32。后者具有环形肩部36，借助于该环形肩部，接收配接件33被支撑在柔性固位环37上。该柔性固位环被紧固在容纳接收配接件33的接收开口39的凸缘38上，采用边缘保护剖面的方式。为此，固位环37以其轴承沟槽40安装在接收开口39的凸缘上。如图5所示，接收配接件33由于所示的构造的原因，被安装成具有游隙。其轴承游隙作用于径向R和轴向A两个方向上(图5)。从图3和图5中更显而易见的是，悬架A的接收开口39各布置在圆柱形壳体部5和6上的平坦轴承表面41的区域中。这些平坦轴承表面41压印到相应的壳体部5和6中。

为了稳固地安装两个固位件16,17，具有接收评配接件33的相应悬架横向构件32插入对应接收开口39中，并且通过内螺纹34和螺纹衬套35拧紧相应的螺纹连接。由此接收配接件33通过柔性固位环37在接收开口39中的存在游隙的轴承布置，补偿了结构部件内的任何可能尺寸偏差。

在右边固位件17的情况下，悬架A仅用于支撑固位件17。因此，接收配接件33在此处被设计为有对外关闭的闭合盖42。

位于闭合移动方向SB中，即在与爆炸源相反的闭合体7一侧上的固位件16的两个悬架A，被附加的功能装置占据，即一方面上方悬架A具有锁扣装置V，参考图2和图3，在另一方面，下方悬架A具有传感装置C。因此，这些悬架实现了双重功能，在一方面，它们支撑固位件16，以及另一方面，它们确保附加功能装置接入防爆阀的功能机构中。

这种功能机构位于承载管12的端部，具有形成为截头锥体的卡接件43，其中在所示的实施例中，在锁扣装置V一侧的卡接件43在功能上是重要的。一方面，当使用双向防爆阀而不是所示的单向作用防爆阀时，布置在另一端的卡接件43具有功能上的重要性。另一方面，在所示的单向作用阀的情况中，它具有能够调节闭合体相对于法兰连接2的中心位置的功能。为此目的，图2和图3中所示的结构需要在法兰连接2的分离平面T两侧上镜像对称地设置有锁扣装置V和传感装置C。

布置在左上方的悬架A中集成的锁扣装置V，在中心部分具有径向延伸的锁扣杆44，其以径向可移位的方式被引导在旋入配接件33上的插座45中、配接件33本身中和悬架横向构件32中。通过套环46，释放弹簧47构造为螺旋压缩弹簧，其作用是在被释放时径向向内推动锁扣杆44。在所示的悬置位置中，锁扣杆44向上缩回，并且通过支撑衬套48保持在该悬置位置中，该支撑衬套在固位件16中可轴向移位。后者通过另一个螺旋压缩弹簧49加载与闭合移动方向SB相反。

返回机构50被构造在插座45的上端，这在现有技术的使用中是公知的。由于该返回机构50对本发明没有关键重要性，因此将不做详细描述以避免不必要的繁琐。

与锁扣装置V相反的一侧上，将传感装置C集成到悬架A中，其中在这种情况下，感测杆51以可径向移位的方式引导在接收配接件33与相应的悬架横向构件32中。将轴承盖52旋入到接收配接件33上，螺旋压缩弹簧53插入该接收配接件中以用于在径向向内的方向上通过与之附接的套环54对传感杆51施加负载。在从轴承帽52突出的传感杆51一端，设有触手件55，其与接近度开关56相互作用。后者被保持在管状壳体部5底部的支撑柱57上。备选地，也可以附接机械开关，其安装在传感杆51的径向延伸部中，并且还通过配接件片安装到轴承柱57。

如果由于位于所示阀门右侧的系统局部的爆炸导致的突然压力波通过防爆阀，则闭合体7由于施加压力抵抗螺旋压缩弹簧18的力而在闭合移动方向上突然移位到结合图2和图3的左侧，通过抵靠密封环19来在其关闭位置密封阀门。随着闭合体7的运动，承载管12随卡接件43移位，该卡接件顶撞在固位件16中的支撑衬套48上，并且还将其顶住螺旋压缩弹簧49的作用向左移位。这样释放锁扣杆44，当承载管12相应地偏移时，随闭合体7向左缩回到卡接件43的后卡接边缘58之后。由此，闭合体7以及相应地防爆阀被锁扣在其闭合位置中。

在所描述的触发过程中，卡接件43的锥形前部同时推动感测杆51，该感测杆通过支撑衬套48中的槽向内接合，向外抵靠螺旋压缩弹簧53的作用。这使得感测件55移动远离接近度开关56，允许后者向相应的控制(未示出)提供电信号，告知防爆阀已被触发。或者，具体根据控制所需的信号，接近度开关56的固位片可以被旋转180°，并且感测件55移动到接近度开关56的感测区域中。如果使用机械开关，则省略感测件，并且感测杆直接致动机械开关。

为了将防爆阀返回到图2和图3所示的打开位置，将锁扣杆44通过返回机构50向上移回。由此，卡接件43被释放，并且具有闭合体7的承载管12可以在螺旋压缩弹簧18的影响下返回到打开位置。在该过程中，支撑衬套48返回到在缩回的锁扣杆44下方的图2所示的支撑位置。同时，感测杆51可以在螺旋压缩弹簧53的影响下再次缩回到支撑衬套48内的感测位置，如图2和图3所示。

Claims (12)

1.一种用于分离系统部件或工件以便进行管线安装的防爆阀，包括

-壳体(1)，

-闭合体(7)，在所述壳体(1)内所述闭合体在导向杆(13)上被轴向引导，并且能够在所述管线中至少一个闭合移动方向上有压力或吸入波的情况下从界定的打开位置移位到密封闭合位置，

-弹簧组件(18)，所述弹簧组件与所述闭合体(7)处于操作连接的，所述弹簧组件在所述引导杆(13)上用于将所述闭合体(7)保持在打开位置，以及

-位于所述壳体(1)内侧上的密封环(19)，所述闭合体(7)能够在其关闭位置15与所述密封环(19)压靠，

其特征在于

施加到所述壳体(1)内侧(20)上的开放式接纳凹槽(21)，用于保持所述密封环(19)。

2.根据权利要求1所述的防爆阀，其特征在于，所述接纳凹槽(21)是与所述闭合体(7)的闭合移动方向(SB)相反地开口。

3.根据权利要求1或2所述的防爆阀，其特征在于，所述接纳凹槽(21)在其径向向内一侧被所述壳体(1)的管状壳部(5)限定。

4.根据前述权利要求中任一项所述的防爆阀，其特征在于，所述密封环(19)通过锚固部(24)插入到所述接纳凹槽(21)中，所述锚固部(24)的横截面形状为大致平坦矩形，且其插入长度(E)比所述锚固部(24)的径向厚度(D)大至少三分之一。

5.根据前述权利要求中任一项所述的防爆阀，其特征在于，用于将所述密封环(19)固定在所述接纳凹槽(21)中的形状配合和/或粘合连接。

6.根据前述权利要求中任一项所述的防爆阀，其特征在于，所述密封环(19)的密封部(26)与所述阀的所述闭合位置的所述闭合体(7)相互作用，所述密封部布置在所述接纳凹槽(21)外侧且在其前方与闭合移动方向(SB)相抵。

7.根据权利要求3和6所述的防爆阀，其特征在于，所述密封环(19)的所述密封部(26)所述接纳凹槽(26)在其径向向内凸缘(27)处平顺地并入所述壳体(1)的所述管状壳部(5)中。

8.根据权利要求6或7所述的防爆阀，其特征在于，所述密封环(19)的密封部(26)在其径向向外凸缘(29)处在周向密封唇口(30)中邻接所述壳体(1)的所述内侧(20)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的防爆阀，其特征在于，所述密封环(19)的内轮廓(28)，呈球形构造成具体为大约四分之一圆形，所述内轮廓能够接触流过所述阀的介质。

10.根据前述权利要求中任一项所述的防爆阀，其特征在于，所述密封环(19)形成为具有周向中空腔室(31)的中空腔室剖面。

11.根据权利要求6和10所述的防爆阀，其特征在于，所述中空腔室(31)仅在所述密封部(26)的区域中延伸。

12.根据权利要求4所述的防爆阀，其特征在于，所述密封环(19)的所述锚固部(24)设有锚固凸起(59)，所述锚固凸起(59)与所述插入方向相反动作。

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