CN116164119A - 阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种阀，其具有阀座(2)和阀盘(14)，所述阀盘能够被带到第一位置和第二位置中，在所述第一位置中，所述阀盘与阀座(2)接触并且阀被关闭，在所述第二位置中，阀被开启，其中，阀具有至少一个弹簧元件(4)，并且阀座(2)能够抵抗由至少一个弹簧元件(4)施加的力移动，其方式是，阀盘(14)从第二位置被带到第一位置中并且在此使所述弹簧元件(4)变形。

Description

阀

技术领域

本发明涉及一种阀，其具有阀座和阀盘，所述阀盘能够被带到第一位置和第二位置中，在所述第一位置中，所述阀盘与阀座接触并且阀被关闭，在所述第二位置中，阀被开启。

背景技术

这种阀以不同的尺寸并且对于不同的应用情况和使用方式被制造并且长期以来由现有技术公知。阀盘可以从第二位置被移动到第一位置中，在所述第二位置中阀被开启，其方式是，所述阀盘朝向阀座运动。当所述阀盘与阀座接触时，阀被关闭。为了将阀盘从第一位置、即关闭的阀带到第二位置中，所述阀盘沿着相反的方向移动、即远离阀座运动。

这种阀例如被使用在存储容器、例如箱或管路、例如管道以及为此所需的设备和附件中，在其中存储流体、例如液体或气体或者通过其引导所述流体。通过所述阀可以调节并且影响下述流量，所述流量例如被引导通过管路，或者所述流量通过阀被输入到存储容器中或者从所述存储容器被排出。因此，这种阀可以特别是用作安全阀，以便当例如在连接的管路中存在故障或技术问题时例如阻止流体从容器或箱流出。在这种情况中，常规地处于开启位态中的阀被关闭，在所述开启位态中阀盘处于第二位置中。为此，阀盘从第二位置被带到第一位置中。

在这种应用中然而也在另外的应用中重要的是，当阀盘处于第一位置中时，使尽可能少的流体、最优地无流体可以通过所述阀。也就是说，有利的是，建立对于相应的流体尽可能密封的、阀盘与阀座之间的接触。

在多种应用中，阀座与法兰连接，至少阀座、然而必要时整个阀也通过所述法兰被固定在另外的构件、例如容器的壁或管路、例如所述管路的端部上。所述法兰特别是在大的阀的情况中借助多个螺栓或固定元件固定在相应的另外的构件上，在所述大的阀中，阀座具有例如大于15cm、优选地30cm、优选地大于40cm、特别优选地大于50cm、例如60cm的内直径。在装配中，通过螺栓或固定元件的拧紧力矩可能导致法兰变形，所述变形特别是对于下述情况可能被传递到阀座，即阀座直接地、例如通过焊缝或者在一体注射成型的情况下与法兰连接。法兰变形，以补偿沉降效应。阀座的所述变形可能增大泄露、即在阀的关闭状态中会流过阀的流体的量。因此消极地影响阀的质量。

因此由现有技术公知下述阀，其中，阀盘弹性地并且能变形地构造。例如由US 3,394,732或US 5,048,560公知了所述阀。替换的实施方式例如以公司“Shand&Jurs”或公司“Pentair”的概念“Expanda-Seal”被销售。

当应被阻止流动的流体例如是有毒的、腐蚀性的或可燃烧的或者可能具有其他对周围和环境的负面特性时，则这尤其是有缺点的。通过防止所述缺点，本发明特别是在这些情况中对环境保护和气候保护做出宝贵贡献。

发明内容

因此，本发明的任务在于，这样改进前述类型的阀，以使得改善密封效果。

本发明通过根据权利要求1的前序部分所述的阀解决所提出的任务，所述阀具有至少一个弹簧元件，其中，阀座能够抵抗由至少一个弹簧元件施加的力移动，其方式是，阀盘从第二位置被带到第一位置中并且在此使弹簧元件变形。

与在现有技术的阀的情况中不同地，当时阀被关闭，真正的阀座与阀盘接触，所述真正的阀座在阀盘外部相对于阀的法兰或另外的构件能移动地布置。在阀的开启位置中，即当阀盘处于第二位置中并且不与阀座接触时，则阀座处于其原始位置中。在所述原始位置中，至少一个弹簧元件以能通过阀的结构给定条件实现的程度被卸力。在确定的实施方式中，弹簧元件完全被卸力。与弹簧元件在这个位置和情况中是否还储存势能无关地，弹簧元件优选地不能释放另外的势能并且达到还卸力的状态。对于阀座这意味着，所述阀座的原始位置是下述位置，在该位置中最大程度地朝向阀盘的方向移动。阀座更大程度地朝向阀盘的方向的移动优选地不能从原始位置出发进行。

如果现在从该位置出发阀被关闭、即阀盘从第二位置被带到第一位置中，阀盘与阀座之间的间距连续地被减小，直至阀盘与阀座接触。然而在这个时候还未到达阀座的第一位置。确切地说，阀盘继续移动并且由此也使阀座移动，其中，弹簧元件被加载势能。这意味着，阀座的移动与阀盘一起抵抗由至少一个弹簧元件被施加的力进行。当阀盘从第二位置被带到第一位置中时，所述阀盘部分地克服由弹簧元件施加的力并且使弹簧元件变形。阀盘在此优选地压缩弹簧元件。这由此使由弹簧元件施加的力增大。当由阀盘施加给阀座并且由此也施加给弹簧元件的力相应于由弹簧元件施加的力并且出现力平衡或者阀盘和/或阀座的继续移动由于止挡而不再能进行时，则变形结束。在这个时候到达阀盘的第一位置。

因此作用于阀座的力指向阀盘的方向并且也在由固定元件的拧紧扭矩导致法兰变形的情况中确保，实现阀盘与阀座之间尽可能好的接触。

优选地，弹簧元件具有例如由橡胶弹性材料构成的至少一个弹性构件和/或例如由塑料或金属构成的至少一个波纹管。用于弹簧元件的材料在此优选地根据下述流体被选择，当阀被使用时，弹簧元件与所述流体接触。

优选地，阀座具有止挡，当阀盘处于第一位置中时，阀盘贴靠在所述止挡上。在无所述止挡的情况下，阀盘从阀被开启的第二位置如此程度地移动以关闭所述阀，直至由弹簧元件施加的力相应于来自阀座的力，该力例如通过阀座的重力、必要时存在的用于实现尽可能快地关闭所述阀的弹簧加载力和预应力以及由流体施加的压力被确定。该力可以特别是在大的阀盘的情况中变得非常大并且在这种情况中需要非常强的弹簧元件。该弹簧元件通常需要大的结构空间和多的材料并且因此相应地成本高。对于阀座与阀盘之间足够的密封效果通常不需要由弹簧元件施加的如此大的力。

在这种情况中有利的是，虽然阀盘在从第二位置移动到第一位置中时朝向阀座抵抗由弹簧元件施加的力移动，然而在一定的行程长度之后挡靠或贴靠在止挡上，所述止挡则阻止继续的移动。由阀盘施加的力的大部分则通过止挡支撑和导出并且通过弹簧元件仅仅施加下述力，该力足够大地用于达到充分的密封效果。

优选地，止挡环形地构造。在一个优选的构型中，止挡是环形的增高部或非常短的管，所述管的长度明显地小于其直径。所述管的一个端部用作止挡面，当阀盘处于第一位置中时，阀盘贴靠在所述止挡面上。优选地，在所述管的对置的第二端部上布置法兰，所述法兰径向地从环形的止挡伸出。所述法兰在所述伸出部处优选地具有多个孔，该孔可以与另外的构件上的孔重合，以便借助固定元件、例如螺栓将法兰固定在另外的构件上。

优选地，至少一个弹簧元件同样环形地构造并且布置在止挡上。以所述方式确保，当阀盘处于第一位置中时，在止挡的整个周缘上并且特别优选地也在阀座的整个周缘上由弹簧元件将力施加给阀座。取而代之，弹簧元件不环形地构造。在这种情况中，弹簧元件优选地具有多个、例如至少3个、至少4个、至少6个或至少16个单独元件，所述单独元件在阀座的周缘上和/或在止挡的周缘上分布地布置。特别优选地，所述单独元件等距地布置。

优选地，至少一个弹簧元件在径向外部布置在止挡上。当阀主要处于开启状态中时，则这个位置是特别有利的。流体则流过环形地构造的止挡和环形的阀座并且不或至少很少地受在径向外部布置的弹簧元件消极地影响。

取而代之，至少一个弹簧元件在径向内部布置在止挡上。当阀主要处于关闭状态中时，则这是始终有利的。在这种状态中，最优地没有流体流过阀。然而由于制造公差和间隙不能实现完全阻止所述流动。尽管如此在这种状态中流过阀的流体的量是非常小的。

优选地，阀具有法兰并且构造为使得法兰的变形不导致阀座的变形，所述法兰的变形由法兰在构件上的固定被引起。当法兰借助于固定元件、例如螺栓被装配在构件上时，则产生这种变形，该构件不是阀的部分，而是可以例如为管路。优选地，法兰圆形地或矩形地、例如正方形地构造。当然法兰的另外的几何形状也是可能的。

优选地，法兰的变形通过至少一个弹簧元件被补偿。法兰和阀座特别优选地应力去耦地构造。

在一个优选的构型中，弹簧元件的弹性大于阀座的弹性。特别优选地，所述弹簧元件的弹性是所述阀座的弹性的至少两倍。优选地，阀座的弹性与阀盘的弹性彼此相差小于20％、优选地小于10％。特别优选地，阀盘的弹性与阀座的弹性同样大。

附图说明

下面借助于附图具体地阐述本发明的一些实施例。附图中：

图1-8示出剖割阀本发明的不同的实施方式的示意性的截面图，

图9示出剖割在装配状态中的阀的示意性的截面图，和

图10示出了出自图1的在开启状态中的阀。

具体实施方式

图1至8示出剖割根据本发明的不同的实施方式的阀的截面图。所述实施方式都具有阀座2，所述阀座在阀座接收部16上示出。所述阀座接收部在图1的左上方区域中以小的局部图放大地示出，所述局部图相应于圆圈的内容。在所示的实施例中，所述阀座是环形的、优选地圆环形的元件，该元件环绕阀的通流开口。在真正的截面图下方通过虚线所示的部分圆6表示，阀和阀座2旋转对称地构造。虽然这是有利的，但不是必需的。也公知了多边形的，例如矩形的阀。法兰8位于阀座2的下端部上，所述法兰关于阀的纵向轴线10径向地突出。在部分圆6中示出元件12，所述元件表示，法兰8在确定的间距上设置有孔，固定元件、例如螺栓可以穿过所述孔，以便将法兰8并且由此将阀布置在另外的构件上。阀盘14位于阀座2上方，阀座接收部16位于所述阀座上。弹簧元件4贴靠在所述阀座接收部上。

所有这些构件和元件存在于图1至8中所示的所有阀中并且作用相同。因此在下文中取消具体的说明。取而代之描述各个阀的区别。

在图1中，弹簧元件4的上端部具有阀座接收部16，阀座在所示的实施例中贴靠在阀盘14上并且由此阻止流体会进入到阀座2中且通过所述阀座离开阀。阀在关闭状态中。弹簧元件4的相反的端部贴靠在阶梯部18上，所述阶梯部在所示的实施例中直接地定位在法兰8上方。在图1中所示的实施例中，弹簧元件4构造为比具有拱形的波纹的波纹管相对短。

阀座2还具有止挡20，所述止挡构造为环形的元件。阀在关闭位置中，因为布置在阀座接收部16上的阀座2贴靠在阀盘14上。由于更好的简明性仅仅示出阀盘14和止挡20之间所示的小的间隙。

图2中所示的阀与图1中所示的阀的区别在于一个另外的弹簧元件4。所述另外的弹簧元件也在阀座接收部16和阶梯部之间并且贴靠在阶梯部18上，在阀盘14上的阀座2布置在所述阀座接收部上，然而所述另外的弹簧元件在轴向方向上关于纵向轴线10更长地构造。弹簧元件4又构造为波纹管，然而现在具有两个波纹，所述波纹拱形地构造。阀也具有在轴向方向上更长的止挡。然而功能方式相应于出自图1的阀。

图3示出下述阀，该阀与图2中所示的阀相比具有在轴向方向上更长的止挡20并且由此也具有更长的弹簧元件4。该弹簧元件与在图1和2中不同地不构造有拱形的波纹，而是构造有弯折的波纹。该弹簧元件由此与在图1和2中所示的构型中相比具有另外的弹簧作用、例如另外的弹簧特性曲线或弹性常数，即使所有另外的参数、例如所使用的材料、厚度和长度保持相同。

在图4中示出下述阀，该阀具有两个弹簧元件4。所述两个弹簧元件在所示的实施例中彼此同心地布置。所述两个弹簧元件与阀座接收部16连接。布置在所述阀座接收部上的阀座2在所示的情况中贴靠在阀盘14上并且由此关闭该阀。通过使用大于一个弹簧元件4特别容易地能实现例如与阀的在图1中所示的实施方案相比增强弹簧力。在此可以如同在图4中的那样使用相同的弹簧元件或不同的弹簧元件。

图5示出剖割不具有止挡20的阀的截面图。弹簧元件4以图5中的下端部贴靠在法兰8上并且在上端部处具有阀座接收部16，阀座2布置在阀座接收部上，所述阀座贴靠在阀盘14上。在这种构型中，阀盘14在关闭位置中如此程度地向下运动，直到作用于阀盘14的重力、必要时由流体作用的压力和弹簧元件4的弹簧力形成力平衡。

在图6中示出下述阀，该阀具有止挡20。与在图1至4中所示的阀中不同地，弹簧元件4所贴靠的阶梯部18不是径向向外地突出，而是径向向内地突出。弹簧元件4关于阀的纵向轴线10布置在径向内部并且具有如同在另外的所示的阀中那样具有阀座接收部16。

在图7中示出具有另外类型的弹簧元件4的阀。替代之前所示的波纹管，根据图7的阀具有一排螺旋弹簧，其中示出两个螺旋弹簧。多个所述弹簧元件4在周缘上分布地布置，以施加期望的弹簧力。与波纹管不同地，这种弹簧元件4不适合用于相对于从外部或内部流动的或出现的介质或流体密封该阀。因此，密封套22关于纵向轴线10布置在弹簧元件4径向外部。然而所述密封套也可以关于纵向轴线布置在弹簧元件4径向内部。

根据图8的阀与之前所示的阀的区别尤其在于另外的阀座接收部16。阀座接收部在之前所示的具有止挡20的阀中布置在止挡20径向内部或者在止挡20径向外部。与此不同地，所述另外的阀座接收部在根据图8的阀中这样布置，以使得所述另外的阀座接收部布置在止挡20和阀盘14之间，并且，当阀被关闭并且阀座2与阀盘14接触时，所述另外的阀座接收部与止挡20接触，所述阀座布置在阀座接收部上。

图9示出剖割根据图8的在装配状态中的阀的示意性的截面图。螺栓26被引导通过法兰8中的孔24，以将阀固定在另外的构件28上。在此，螺栓26被拧紧并且这导致止挡20的变形，该变形为了更好的可见性而夸大地并且未按正确比例地被示出。如果阀的密封效果与止挡20和阀盘14之间的接触是否良好相关，则该变形导致泄露并且消极地影响阀的密封效果。然而阀座接收部16和由此也布置在其上的阀座2不由于拧紧螺栓26时而变形。所述阀座与阀盘14的接触对于阀的密封性是决定性的并且不被消极地影响。

图10示出了出自图1的在开启状态中的阀。阀盘14从阀座2离开，即从图1中所示的第一位置被带到第二位置中。

附图标记列表

2 阀座

4 弹簧元件

6 部分圆

8 法兰

10 纵向轴线

12 元件

14 阀盘

16 阀座接收部

18 阶梯部

20 止挡

22 密封套

24 孔

26 螺栓

28 构件。

Claims (10)

1.一种阀，其具有：

-阀座(2)，和

-阀盘(14)，所述阀盘能够被带到第一位置和第二位置中，在所述第一位置中，所述阀盘与所述阀座(2)接触并且所述阀被关闭，在所述第二位置中，所述阀被开启，

其特征在于，

所述阀具有至少一个弹簧元件(4)，并且所述阀座(2)能够抵抗由至少一个弹簧元件(4)施加的力移动，其方式是，所述阀盘(14)从所述第二位置被带到所述第一位置中并且在此使所述弹簧元件(4)变形。

2.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，所述弹簧元件(4)具有例如由橡胶弹性材料构成的至少一个弹性构件和/或例如由塑料或金属构成的至少一个波纹管。

3.根据权利要求1或2所述的阀，其特征在于，所述阀座(2)具有止挡(20)，当所述阀盘(14)处于所述第一位置中时，所述阀盘(14)贴靠在所述止挡上。

4.根据权利要求3所述的阀，其特征在于，所述止挡(20)环形地构造。

5.根据权利要求4所述的阀，其特征在于，至少一个弹簧元件(4)在径向外部布置在所述止挡(20)上。

6.根据权利要求4或5所述的阀，其特征在于，至少一个弹簧元件(4)在径向内部布置在所述止挡上。

7.根据前述权利要求中任一项所述的阀，其特征在于，所述阀具有法兰(8)并且构造为使得所述法兰(8)的变形不导致所述阀座(2)的变形，所述法兰的变形由所述法兰(8)在构件上的固定被引起，其中，所述法兰(8)优选地圆形地或矩形地构造。

8.根据权利要求7所述的阀，其特征在于，所述法兰(8)的变形通过至少一个弹簧元件(4)被补偿。

9.根据前述权利要求中任一项所述的阀，其特征在于，所述弹簧元件(4)的弹性比所述阀座(2)的弹性大，优选地是所述阀座的弹性的至少两倍。

10.根据前述权利要求中任一项所述的阀，其特征在于，所述阀座(2)的弹性与所述阀盘(14)的弹性彼此相差小于20％、优选地小于10％，特别优选地同样大。

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