CN114341762A - 流量调节器及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种流量调节器(1)，其具有调节体(2)，调节开口(3)能通过该调节体根据对调节体(2)加载的压力限定，其中，流量调节器(1)具有旁通通道(4)，流体能经由该旁通通道从调节开口(3)旁流过，而不通过该调节开口，所述旁通通道(4)沿着延伸(6)而改变。

Description

流量调节器及制造方法

技术领域

本发明涉及一种流量调节器，其具有调节体，调节开口的净开口尺寸能通过该调节体根据对调节体加载的压力而改变，其中，流量调节器具有相对于调节开口的旁通通道/绕行通道(旁路)。

此外，本发明涉及一种用于制造流量调节器的方法。

背景技术

这样的流量调节器是已知的。在此，相对于调节开口的旁通通道具有的任务在于，尤其是在压力低时保证通过流量调节器的一定的流量。优选地，在此可规定，在流量调节器的工作范围之内可调节恒定的或几乎恒定的优选与压力无关的体积流量。

然而，在在先已知的类型的流量调节器中已得到证实的是，在流体压力作用下在流量调节器的常见工作范围之内会产生不希望的噪声。这可被用户感觉为特别干扰的。

发明内容

因此，本发明的目的在于，创造一种开头所述类型的流量调节器，在该流量调节器中消除了所提到的缺点。

按照本发明，所述目的的解决方案由一种具有根据权利要求1所述特征的流量调节器提供。

尤其是，按照本发明为了实现所述目的而提出一种开头所述类型的流量调节器，其中，所述旁通通道的横截面沿着旁通通道的延伸而改变。已得到证明的是，产生噪声与在到旁通通道中的过渡部处形成撕裂棱边相关，在该撕裂棱边处流体努力试图从旁通通道的内壁分离。由此在内壁附近产生负压区域，其中例如可发生从液态水到气相的相变。由此形成空穴气泡，这些空穴气泡在测试中被认定为是产生干扰噪声的主要原因。令人惊奇地，通过旁通通道的按照本发明的上述实施方案可实现在使用流量调节器期间明显减少干扰噪声。通过旁通通道沿着其延伸的不相等的横截面，可确凿地更好地避免形成空穴气泡。

下面描述本发明的有利的实施方案，这些实施方案可单独地或与其他实施方案的特征组合地可选地连同根据权利要求1的特征一起组合。

按照一种有利的实施方案，所述旁通通道的横截面可沿着其延伸在直径方面变化。对此替代地或补充地，所述旁通通道的横截面形状可沿着其延伸改变。优选地，旁通通道的净开口尺寸在此在旁通通道的流入侧上可大于在旁通通道的流出侧上。进一步优选地，旁通通道可以沿着流动方向缩小，尤其是连续缩小。已得到证明的是，通过与在旁通通道的延伸上保持相等的横截面直径相比变化的横截面直径，可进一步减少产生噪声。尤其是这也适用于存在较高压力的、例如在旁通通道的流入侧和流出侧之间存在约为3巴的压力差的情形。

在一种有利的实施方案中可规定，所述旁通通道具有周壁，该周壁与沿着流动方向在流入侧上限定所述旁通通道的端壁形成大于90°的角度。因此可减少或者甚至可消除在旁通通道入口处的锋利棱边或台阶对通过空穴产生气泡和/或噪声的不利影响。

例如，当所述角度大于93°时，特别良好地减少产生噪声。在这里足够的可以是，所述角度小于100°。因此，所述旁通通道的净宽度可对于令人满意的穿流选择成足够大的。

在一种有利的实施方案中可规定，所述旁通通道构成为无侧凹的。替代地或附加地可规定，所述旁通通道具有在流动方向上单调减小的净开口横截面。因此能避免在通道加宽部处的涡流。此外，旁通通道能在注塑时简单地脱模。

按照一种特别有利的用于避免产生干扰噪声的实施方案，所述旁通通道可至少局部、尤其是连贯地具有锥形的形状。替代地或补充地，所述旁通通道可至少局部、尤其是连贯地具有弧形的形状。在此已得到证明的是，旁通通道的倾角和在流入侧和流出侧之间存在的压力差对产生噪声有影响。压力差越高，就可将相对于旁通通道纵向方向的倾角选择得更大，以便尽可能有效地避免产生噪声。

按照流量调节器的一种优选的实施方案，限定所述旁通通道的壁可具有至少3度的倾角。尤其是，限定所述旁通通道的壁可具有至少4度、尤其是至少5度、尤其是至少6度、尤其是至少7.5度、尤其是至少10度、尤其是至少12.5度、尤其是至少15度的倾角。因此可以明显减少在流量调节器、优选嵌入水龙头中的流量调节器的工作范围之内产生噪声。在此，工作范围尤其是可涉及在旁通通道的流入侧和流出侧之间存在的为1巴至5巴、尤其是1.5巴至4.5巴、尤其是2巴至4巴、尤其是2.5巴至3.5巴、尤其是约为3巴的压力差。

按照流量调节器的另一种有利的实施方案，所述旁通通道的纵剖面上的、尤其是所述旁通通道的一区段上的切线以偏离于所述旁通通道纵向方向的角度延伸和/或横向于所述旁通通道纵向方向地延伸。

为了产生几乎均匀的优选与在流入侧和流出侧之间存在的压力差无关的流出射流图，所述调节开口可至少部分围绕所述旁通通道延伸。尤其是所述调节开口可构成为环形间隙。对此替代地或补充地，所述调节开口和所述旁通通道可同中心地设置。

为了能实现尽可能成本低廉地生产流量调节器，按照一种有利的实施方案可规定，所述流量调节器具有壳体，在该壳体中装入调节部件。因此，流量调节器可按简单的方式由多个、尤其是彼此独立制造的嵌入部件组装而成。优选地，调节开口可在壳体和调节部件之间构成。替代地或补充地，为此可在调节部件上构成有调节轮廓。在调节体和调节轮廓之间的与压力有关的交互作用可限定流量调节器的调节特性。因此，调节开口可构成在调节部件和壳体之间。

按照一种有利的实施方案可规定，所述旁通通道通过调节部件、例如之前已经提到的调节部件构成。因此可以特别简单并且成本低廉地制作旁通通道。旁通通道的几何可以仅通过调节部件限定，从而尤其是可以带有一定公差地使调节部件相对于壳体定向。

按照另一种有利的实施方案可规定，通过所述调节开口的主流动路径和通过所述旁通通道的副流动路径在壳体之内、尤其是在流动方向上在调节开口下游汇合。

为了减小流体在穿过旁通通道和/或调节开口之后的流动速度，在流动方向上可在壳体上在所述调节开口下游和/或在所述旁通通道下游在流动路径之内构成有横截面加宽部。

按照一种特别有利的实施方案可规定，所述调节体可构成为弹性的。因此可以将流量调节器设置用于特别宽的工作范围，因为调节体的与压力有关的变形和尤其是调节开口的与压力有关的封闭在较广泛的压力范围上是可行的。

按照一种特别有利的实施方案可规定，所述流量调节器构成为卫生嵌入部件，用于嵌入到水龙头中和/或到软管管道中。进一步的应用领域是卫生技术、加热技术、通风技术和/或空调技术。尤其是，可以规定应用在流体管道中、优选供水管道中、如加热回路和/或冷却回路中。

按照一种特别有利的实施方案可规定，调节部件、例如之前已经提到的调节部件制成为注塑件，尤其是分模线位于所述旁通通道之外。当分模线构成在旁通通道之外时，该分模线不对流动特性产生干扰影响，从而能提供噪声特别小的流量调节器。

因此，本发明还涉及一种用于制造流量调节器、尤其是如在这里描述和/或要求保护的流量调节器的方法，其中，借助注塑制造构成旁通通道的部件，分模线位于所述旁通通道之外。

附图说明

现在依据多个实施例更详细地描述本发明，然而本发明不限于这些实施例。通过单个或多个权利要求的特征相互组合和/或与实施例的单个或多个特征组合，得到其他的实施例。

其中：

图1示出具有圆柱形旁通通道的流量调节器的一种在先已知的实施方案的纵剖视图(现有技术)，

图2示出根据图1的流量调节器的分解图，其中，更确切地说从下方进行观察，

图3示出根据图1的流量调节器的分解图，其中，更确切地说从上方进行观察，

图4示出流量调节器的按照本发明的第一可行实施方案的纵剖视图，该流量调节器具有旁通通道的在旁通通道整个延伸上呈锥形的形状，其中，旁通通道沿流动方向减缩，

图5示出根据图4的流量调节器的分解图，其中，更确切地说从下方进行观察，

图6示出根据图4的流量调节器的分解图，其中，更确切地说从上方进行观察，

图7示出流量调节器的按照本发明的第二可行实施方案的纵剖视图，该流量调节器具有旁通通道的在旁通通道的一部分延伸区域上呈锥形的形状，该锥形的形状过渡到旁通通道的圆柱形形状中，其中，旁通通道沿流动方向缩小，

图8示出流量调节器的按照本发明的第三可行实施方案的纵剖视图，该流量调节器具有旁通通道的漏斗形形状，其中，旁通通道沿流动方向缩小，

图9示出在在先已知的具有在旁通通道整个长度上直线延伸的流量调节器中的流动延伸的草图，

图10示出在按照本发明的具有在旁通通道整个长度上改变的横截面的流量调节器中的流动延伸的草图，

具体实施方式

图1至3示出一种在先已知的流量调节器1，该流量调节器因此可看作现有技术。

而图4至8示出整体分别同样标作1的流量调节器的按照本发明的实施方案。

所描述的类型的流量调节器1具有调节体2，该调节体根据压力通过如下方式释放或封闭至少一个调节开口3，即，该调节体根据压力改变调节开口的净开口尺寸。在此，调节体2在流量调节器1使用期间被加载流体。

通常在此规定，调节体2在压力较高时被推压更靠近于调节开口和/或被更强地推压靠到密封面上，从而调节开口3的净开口尺寸至少部分地减小或者甚至完全封闭。

流量调节器1可具有如下的工作范围，在该工作范围内通过流量调节器1的体积流量与压力无关地几乎保持恒定。因此人们已经认识了具有至少一个相对于调节开口3的旁通通道4的流量调节器1。旁通通道4不能被调节体2封闭，从而其净开口尺寸在不同的压力下保持相等，亦即是与压力无关的和/或不可改变的。

如在图1至3中可看出的，人们已经认识了具有在流动方向9上直线延伸的旁通通道4的流量调节器1。因此，限定这些流量调节器1的旁通通道4的壁的定向角度与旁通通道4和/或流量调节器1的纵向方向的角度相应。换言之，壁因此相对于纵向方向倾斜了零度。此外，在先已知的流量调节器1具有沿着旁通通道4的延伸6保持相等的横截面5，该横截面在形状和直径方面都不改变。

与此相反，按照本发明的流量调节器1的在图4至8中示出的实施方案具有至少一个其横截面沿着其延伸6改变的旁通通道4。由此可以防止形成空穴气泡，这些空穴气泡尤其是附着在旁通通道4的壁上并且是产生干扰噪声的主要原因。

在此，改变可涉及横截面的大小和/或形状。也可以规定，旁通通道4的横截面在整个延伸6上或仅在旁通通道4的一部分区段上改变。

在图4至8中示出的实施方案具有的共同点在于，旁通通道4的横截面的直径改变。

在此，旁通通道4的在流入侧7上的净开口尺寸总是大于在流出侧8上的净开口尺寸。因此，人们也可以说是旁通通道4在流动方向9上缩小。

按照图4至6的实施方案具有沿着其延伸6从流入侧7直至流出侧8连续缩小的旁通通道4。因此，如这里所示的，旁通通道4例如可以具有锥形的形状。

而图7和8的实施方案仅仅具有一段局部的缩小。因此，旁通通道4在大致延伸至旁通通道4的总长度一半的开始区段内缩小。此后接着直线延伸的末端区段。

在图7中示出具有在开始区域内同样锥形成形的旁通通道4的流量调节器1的实施方案，该旁通通道然后过渡到圆柱形末端区段和/或具有其倾角10偏离于开始区域的倾角10的壁的末端区段。

在图8中示出具有弯曲的壁的流量调节器1的实施方案。由此例如可以形成凸形的漏斗形状，该漏斗形状最终重新过渡到直线延伸的末端区段。

然而，也可想到，旁通通道4在纵向区段11中具有单重或多重弧形的形状、尤其是具有倒圆的过渡部的形状。在此可设置约为旁通通道4总长度的0.5-3％、尤其是1％的倒圆半径。尤其是，亦即在旁通通道4大致为10mm长时可设置为0.1mm的倒圆半径。

此外可规定，在旁通通道4的流入侧7上和/或在开始区段和末端区段之间的过渡部处构成倒圆的棱边、亦即尤其是没有锋利的棱边。

限定旁通通道4的壁的倾角10可关于旁通通道4的纵向方向不相等地、尤其是相对于旁通通道的纵向方向倾斜地定向。在此，壁的倾角10可以根据设置的工作范围选择。原则上适用的是：施加在流量调节器1上的压力越高，倾角10就必须选择得越大，以便抵抗产生干扰噪声。

已得到证明的是，通常至少3度的倾角是必需的，以便能至少阻止产生噪声。

优选可规定，限定旁通通道4的壁具有至少4度、尤其是至少5度、尤其是至少6度、尤其是至少7.5度、尤其是至少10度、尤其是至少12.5度、尤其是至少15度的倾角10。

调节开口3可至少部分地围绕旁通通道4延伸，以便能产生尽可能均匀的和/或在压力情况改变时几乎不变的流出射流图。调节开口3例如可以构成为相对于旁通通道4同中心设置的调节缝隙。

流量调节器1具有壳体12，流量调节器1例如能经由该壳体嵌入流体管道、尤其是供水管道、和/或水龙头和/或软管中并能固定在其中。因此，流量调节器1例如可以用于调节加热回路和/或冷却回路并且因而应用在卫生技术和/或加热技术和/或通风技术和/或空调技术中。

在壳体12中嵌入一调节部件13。调节体2在此置入壳体12和调节部件13之间。优选地，调节体2具有固定元件，调节体2能安置到该固定元件上并且被在该固定元件上可调整地引导。

调节体2可构成为弹性的。通过利用流体施加压力，调节体2因此可变形。通过变形，调节开口3可至少部分地封闭。尤其是，调节体2在此可被压靠到调节部件13上的密封面上并且至少部分地封闭调节开口3。调节部件13还可以具有调节轮廓17，尤其是在固定元件上。

调节部件13可构成旁通通道4。尤其是，旁通通道4可仅通过调节部件13构成。

流量调节器1具有通过调节开口3的主流动路径14和通过旁通通道4的副流动路径15。与副流动路径15相反，主流动路径14可根据压力在其净开口尺寸方面改变。

主流动路径14和副流动路径15在壳体12之内、尤其是沿流动方向9在调节开口3下游汇合。

在流动方向9上在主流动路径14和副流动路径15下游，在流动路径之内构成有横截面加宽部16。

调节部件13可例如成本相对低廉地通过注塑制造。在此要注意：取决于为制造所用的注塑模具的分模线不位于旁通通道4内。由此可防止，由于在旁通通道4中存在分模线而产生不想要的噪声。

在图9和10中示出了在先已知的属于现有技术的具有直线延伸的旁通通道4的流量调节器1(图9)的和按照本发明的具有非直线延伸的旁通通道4的流量调节器1(图10)的流动特性之间的对比。

如在图9中示出的，在直线的旁通通道4情况下在使用流量调节器1期间在限定旁通通道4的壁上构成合乎规则的涡流，这些涡流导致，通过流体射流从壁分离而在壁区域内产生负压区域。因此可形成空穴气泡，这些空穴气泡构成局部流动阻力，该局部流动阻力引起产生干扰噪声。

与此相反，在图10中的锥形延伸的旁通通道4情况下，不会看到形成空穴气泡。而是旁通通道4具有如喷嘴那样的作用。因此，流体可在穿流时在旁通通道4中加速，在此可防止在旁通通道4之内产生负压区。因此，流体流不从壁分离，而是沿着壁在该壁上流动，直至它到达横截面加宽部16。

在图10中以锥形旁路为例可看到，旁通通道4具有围绕流动方向21延伸并且在整个旁通通道4上延伸的周壁18。

旁通通道4在流入侧7上在其纵向方向上由端壁19限定。

端壁19和周壁18形成角度20。角度20大于90°并且例如在93°至100°之间。

还可看出，旁通通道4构成为在流动方向21上没有侧凹的。因此，旁通通道4可逆着流动方向21脱模。

可以说，旁通通道4具有在流动方向21上单调减小的净开口横截面。这例如可以通过如下方式表征，即，不存在旁通通道4的如下区段，该区段具有比旁通通道4的在流动方向上在前的区段小的开口横截面。

因此，本发明尤其是涉及一种流量调节器1，其具有调节体2，调节开口3能通过该调节体根据对调节体2加载的流体压力限定，其中，流量调节器1具有旁通通道4，流体能经由该旁通通道从调节开口3旁流过，而不通过该调节开口，所述旁通通道4沿着延伸6而改变。

附图标记列表

1 流量调节器

2 调节体

3 调节开口

4 旁通通道

5 横截面

6 旁通通道的延伸

7 流入侧

8 流出侧

9 流动方向

10 倾角

11 纵向区段

12 壳体

13 调节部件

14 主流动路径

15 副流动路径

16 横截面加宽部

17 调节轮廓

18 4的周壁

19 端壁

20 角度

21 流动方向

Claims (16)

1.流量调节器(1)，其具有调节体(2)，调节开口(3)的净开口尺寸能通过该调节体根据对调节体(2)加载的压力改变，其中，流量调节器(1)具有相对于调节开口(3)的旁通通道(4)，其特征在于，所述旁通通道(4)的横截面沿着旁通通道(4)的延伸(6)而改变。

2.根据权利要求1所述的流量调节器(1)，其特征在于，所述旁通通道(4)的横截面(5)沿着其延伸(6)在直径方面变化和/或横截面形状沿着其延伸(6)改变。

3.根据权利要求1或2所述的流量调节器(1)，其特征在于，所述旁通通道(4)具有周壁(18)，该周壁与沿着流动方向(21)在流入侧(7)上限定所述旁通通道(4)的端壁(19)形成大于90°、尤其是大于93°和/或小于100°的角度(20)。

4.根据上述权利要求之一所述的流量调节器(1)，其特征在于，所述旁通通道(4)构成为在流动方向(21)上无侧凹的和/或具有在流动方向(21)上单调减小的净开口横截面。

5.根据上述权利要求之一所述的流量调节器(1)，其特征在于，所述旁通通道(4)至少局部具有锥形的和/或弧形的形状。

6.根据上述权利要求之一所述的流量调节器(1)，其特征在于，限定所述旁通通道(4)的壁具有至少3度的倾角(10)。

7.根据上述权利要求之一所述的流量调节器(1)，其特征在于，所述旁通通道(4)的纵剖面(11)上的切线以偏离于所述旁通通道(4)纵向方向的角度延伸和/或横向于所述旁通通道(4)纵向方向地延伸。

8.根据上述权利要求之一所述的流量调节器(1)，其特征在于，所述调节开口(3)至少部分围绕所述旁通通道(4)延伸，尤其是所述调节开口(3)构成为环形间隙和/或所述调节开口(3)和所述旁通通道(4)同中心地设置。

9.根据上述权利要求之一所述的流量调节器(1)，其特征在于，所述流量调节器(1)具有壳体(12)，在该壳体中嵌入调节部件(13)。

10.根据上述权利要求之一所述的流量调节器(1)，其特征在于，所述旁通通道(4)通过调节部件(13)构成。

11.根据上述权利要求之一所述的流量调节器(1)，其特征在于，通过所述调节开口(3)的主流动路径(14)和通过所述旁通通道(4)的副流动路径(15)在壳体(12)之内汇合。

12.根据上述权利要求之一所述的流量调节器(1)，其特征在于，在流动方向(9)上在壳体(12)上在所述调节开口(3)下游和/或在所述旁通通道(4)下游在流动路径之内构成有横截面加宽部(16)。

13.根据上述权利要求之一所述的流量调节器(1)，其特征在于，所述调节体(2)构成为弹性的。

14.根据上述权利要求之一所述的流量调节器(1)，其特征在于，所述流量调节器(1)构成为卫生嵌入件，用于嵌入到流体管道中、尤其是供水管道中、和/或水龙头中和/或软管管道中。

15.根据上述权利要求之一所述的流量调节器(1)，其特征在于，调节部件(13)制成为注塑件，尤其是分模线位于所述旁通通道(4)之外。

16.用于制造流量调节器(1)、尤其是根据上述权利要求之一所述的流量调节器的方法，其特征在于，借助注塑制造构成旁通通道(4)的部件，其中，分模线位于所述旁通通道(4)之外。

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