CN1305573A - 双安全阀 - Google Patents

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    • F16K1/44—Details of seats or valve members of double-seat valves
    • F16K1/443—Details of seats or valve members of double-seat valves the seats being in series

Abstract

双安全阀(1),具有安装在一个壳(4)中的两个阀(2、3),其两个可以轴向移动的阀盘(9、12)相互同轴地放置,并且各通过沿开启方向(16)对抗第一及第二关闭弹簧(11、14)的轴向运动分别从各自的阀座抬离。沿双安全阀(1)的流量方向,第一(外)阀盘(9)包围第二(内)阀盘(12),并且它们两者的阀座联合成为一个公共的阀座(8),此阀座包围唯一的阀孔(5)。如此可以降低轴向结构高度并且简化双安全阀(1)的安装。

Description

双安全阀
本发明涉及双安全阀，具有容装在一个壳中的两个阀，其两个可轴向移动的阀盘互相同轴地安置，并且各通过一个在开放方向对抗第一或者第二关闭弹簧的压力的轴向运动抬离各自的阀座。
这种双安全阀公知于，例如，DE19525384A1。这种双安全阀特别用作气热发生器的气体输入侧的电磁安全阀。
由DE19525384A1所公知的双安全阀中，两个阀盘在一个壳中轴向地上下重叠地安装，并且每个与其各自的阀座配合。这些阀盘是两个相互独立的调节元件各自的部分，其第二部分可轴向移动地在第一部分中受引导。这两个调节元件由一个公共的电磁驱动各对抗一个关闭弹簧的作用开启，这里在关断电磁后，两个关闭弹簧使两个阀盘完全相互独立地完成关闭行程。以此可以满足气体安全阀的保险要求。
尽管用公知的双安全阀已经可以达到紧凑的结构，从而能够得到一方面节省空间，另一方面相当低生产成本的装置，但是，由于既可轴向移动又相继地安装的阀盘和调节元件，轴向的总体高度还是相对地大。由于日益小型化，人们致力于总地进一步减小公知的双安全阀的体积，特别要降低其轴向的高度。另外，公知的双安全阀的安装非常困难，因为第二阀盘必须通过第一阀盘的阀孔上螺丝。
因此本发明的目的是降低总的轴向高度并且方便上述类型的双安全阀的安装。
根据本发明该目的是通过一种既非常简单又非常有效的方式解决的，其中第一(外)阀盘沿双安全阀的流动方向包围第二(内)阀盘，并且它们两者的阀座联合成一个公共的阀座，此阀座包围唯一的阀孔。
与由DE19525384A1公知的双安全阀相相反，不必再用高的时间耗费和劳动耗费加工两个阀座，而只需要加工一个阀座。装置的安装变得容易了，因为不再须要把部件靠近两个阀座，而且较小的装置更易于运输。因为加工较少并且尺寸变得较小，本发明的双安全阀生产成本低。除了显著地降低了轴向的总高度，因为本发明把两个阀的功能归并到一个公共的座上，经过本发明的双安全阀(多功能衔铁)的流量也可以与单座阀相比较了。本发明的双安全阀可以扩展到所有的结构尺寸和阀类型上，从而用同样的壳可以实现具有多个种类的系列，例如，单电磁阀、双电磁阀或者具有不同的控制器的多功能阀。
当然，本发明不限于两个阀或者阀盘，而是也可以用于三个或者多个同轴安置的相互套装的阀盘。
在此实施形式的一个有利的改进中，在公共的阀座上设有一个两个阀盘的共同的平支承面。这个方式的优点在于，可以通过加工一个公共的、特别是平坦的支承面或者说无阶的支承面，一次加工生产这两个阀座。
在另一个改进中，可以在公共的阀座上设两个轴向错开的支承面，为每个阀盘各设一个。例如两个阀座可以构造在公共的阀座的不同高度上。
为达到理想的密封效果，对于平的支承面，与所述支承面配合的阀盘的弹性材料密封装置构成尖顶的，而对于尖顶的支承面，与所述支承面配合的阀盘的密封装置构成平面的。所有不同密封安排都是可行的，例如两者都是尖顶的、都是平的、两者都在同样的轴向高度、两者在轴向上相互错开，还可以各反其道而行之，如此等等。
进一步地特别优选的是这样一种双安全阀的改进，这里在公共阀座上还设一个流量控制器的调节元件的支承面，所述的调节元件在阀孔中可以轴向地运动。这个措施具有在一个座上一起实现三个功能(两个阀和一个流量控制功能)的优点。阀孔中的调节元件的关闭位置可以通过在公共的阀座上的安装准确地确定。调节元件例如可以是一个杆，其盘状的自由末端伸入阀孔中，在关闭的位置周边全贴靠在公共的阀座上。
在另一个改进中可以在公共的阀座上为在两个阀盘或者说阀前面上游地所设的调节元件设一个支承面。特别是，如果所述调节元件罐形地与两个阀盘搭接，这两个阀盘就附带地由此调节元件遮盖。
为了能够检查本发明的双安全阀的紧密性，在公共的阀座上设有一个密封检查孔，此孔向两个阀盘之间的空间内开放。
如果内阀盘或者其调节元件可以在外阀盘或其调节元件内或者在外阀盘的一个引导元件内可轴向移动地受引导，就可以取消内阀盘或者其调节元件盘的单独的引导件。
如果外阀盘与内阀盘沿开启方向运动耦连是特别优越的。这样，外阀盘也与内阀盘在一起从公共的阀座上抬离。但是沿关闭的方向，这两个阀不是运动耦连的，使它们能够相互完全独立地完成其关闭行程。
在此实施例的一个第一改进中，外阀盘或者其调节元件可以在开启方向上后接内阀盘的调节元件。而且可以把内阀盘的内关闭弹簧支承在外阀盘上或者在其调节元件上，例如在周边台阶上或者外调节元件的基底上。例如，内关闭弹簧可以布置在两个调节元件之间，优选地布置在一个环形槽中或者在内调节元件的沿开启方向开放的孔中。
在此实施例的一个第二改进中，外阀盘还可以沿开启方向与内阀盘搭接，特别地，在内阀盘上或者在内调节元件上可以轴向移动地受引导。在例如相对抬起约1毫米后，外阀盘就由内阀盘沿开启方向带动。与由DEl9525384A1公知的双安全阀相反，与电磁衔铁在径向上间隔开的外阀盘，通过由其构造成空心衔铁的调节元件引导外阀盘，本改进可以达到小的尺寸而且还有多种结构可能性，特别是在弹簧布置或者是力的施加方面。
在这个第二改进的一个优选实施例中，内关闭弹簧可以在一端支承在壳上，而在另一端支承在内调节元件上，特别是在内调节元件处沿开启方向开放的孔中。在所述开口的底部可以插入一个用于支承的板。总之，此实施例可以有多个安置弹簧的可能性。
特别对于在内调节元件上可以移动地受引导的外阀盘，外阀盘对内阀盘密封，例如通过O形密封圈或者唇边密封圈密封，后者可达到较长的使用寿命。
在本发明的一个实施例中假定，外调节元件在开放方向上后接内调节元件，外调节元件可轴向地相对外阀盘移动并且由外关闭弹簧的力作用压向外阀盘。外阀盘的这个调节元件只起保险作用，从而在紧急情况下(外调节元件卡在其壳引导(电磁端筒)中或者内调节元件(电磁衔铁)卡在外调节元件中)一个阀依然还在关闭。因为这个调节元件不必再完成密封功能，内关闭弹簧可以经调节元件引导并且支靠在电磁端筒上。由于分开调节元件和外阀盘，简化了零件的生产。
在特别优选的实施例中外阀盘固定在一个可以在壳中轴向移动的引导元件上。例如，筒或者管可以用作引导元件，这导致双安全阀生产的进一步简化。引导元件可以用敛缝(calk)方式或者其它方式连接在阀盘上。
在另一个实施例中外关闭弹簧支承在内调节元件上和外阀盘上或者在外阀盘的调节元件或引导元件上。在双安全阀的关闭状态下，两种支承方式中都由外关闭弹簧发出关闭两个阀盘或者阀的力。两个阀都关闭的原因是，内关闭弹簧支靠在外关闭弹簧上并且从而释放了外关闭弹簧。内关闭弹簧的力关闭外阀。如果外阀没有关闭，内弹簧是这样设置的，它在这种情况下还能有足够的力量关闭内阀。
为了能够以特别低的生产成本制造双安全阀，两个阀的壳优选地设计成挤压型材或者压模铸件。对于这样的挤压型材，还可以侧面地安装气体安全阀所需要的密封控制。
本发明的其它优点可以从说明和附图中得出。还有，上述特征和下述的特征可以根据本发明单独地使用也可以以任意组合集体使用。所示和所述的实施例不能理解成限制性的陈述，而只是示例性地说明本发明。
本发明还涉及附图所示并且借助于实施例进行更详细的说明。
图1表示本发明双安全阀的第一实施例纵截面；
图2表示图1的双安全阀的在对应断面Ⅱ的开口区域的放大图；
图3表示本发明的双安全阀的第二实施例与图2相应的放大图，其中，内关闭弹簧支承在外调节元件的基底上。
图4表示本发明的双安全阀的第三实施例与图2相应的放大图，其中，外调节元件压挤外阀盘；
图5表示本发明的双安全阀的第四实施例与图2相应的放大图，其中，外阀盘在壳内通过引导元件引导；
图6表示本发明的双安全阀的第五实施例与图2相应的放大图，其中，外关闭弹簧支承在内调节元件上和在外阀盘上；以及
图7表示与本发明的双安全阀的第六实施例对应的放大图，有一个控制器安置在阀盘的前面。
在图1中双安全阀标为1，其两个串接的阀2和3安装在一个公共的壳4中。壳4被阀孔5分隔成一个进气空间6和一个出气空间7，其中阀孔5被阀座8包围。
输入侧的第一(外)阀2由一个环形的第一(外)阀盘9、一个连接阀盘9的调节元件(空心衔铁或者筒)10和一个第一(外)关闭弹簧11构成。输出侧的第二(内)阀3由一个环形的第一(内)阀盘12、一个连接此阀盘12的电磁衔铁13和一个第二(内)关闭弹簧14构成。
两个阀2、3和它们各自的阀盘9、12相对于一个公共轴线15同轴地安置，其中外阀盘9环绕内阀盘12。阀座8与其支承面8a(图2)起两个阀盘9、12的公共阀座的作用，沿开启方向16，两个阀盘每个都通过一个轴向的运动抬离所述公共的阀座8。一个带有电磁线圈18和引导孔19的公共电磁驱动装置17起开启两个阀2、3的作用，在孔19中调节元件16可以轴向移动地受引导。电磁衔铁13本身在调节元件10中可以轴向移动地受引导，其中，设计成罐形的调节元件10在开启方向16上后接电磁衔铁13，并且从而与电磁衔铁13沿开启方向16运动耦连。
外关闭弹簧11支承在壳4上，而内关闭弹簧14在调节元件10中支承在周边肩台20上。在所示的双安全阀1的关闭状态，外关闭弹簧11因此提供关闭阀盘19、12两者或者阀2、3两者所用的力。关闭阀两者的原因是，因为内关闭弹簧14支靠在外关闭弹簧11上，从而释放了外关闭弹簧。
在激励电磁线圈18时，出现磁力线，磁力线连同内阀盘12一起沿开启方向16吸引电磁衔铁13。由于运动-耦连，外阀盘9与内阀盘12同时自公共阀座8抬离。在关断电磁线圈18后关闭弹簧11、14相互独立地对各阀2、3起关闭的作用。内关闭弹簧14的力关闭内阀盘12或者内阀3。
如果外阀2没有关闭，例如因为调节元件10卡在引导孔19中，内关闭弹簧14设置得在此情况下也能发出足够的力去关闭内阀盘12或者说内阀3。这就是说，如果外阀2关闭，内阀3关闭(内阀盘12相对于外阀盘9抬起1毫米)而如果外阀2因功能不良不关闭，内阀3也关闭(内阀盘12相对于外阀盘9的行程是：正常行程加1毫米)。与阀轴向地相继放置的公知双安全阀相比，尽管外关闭弹簧11较强劲，把两个阀2、3都开启并不需要更强的磁力，因为如上所述，外关闭弹簧11被内关闭弹簧14释放。
为了控制流经阀孔5的流量，设有一个Y形截面的调节元件21，它与阀孔5接合，并且可以轴向移动。调节元件21借助于一个实质上公知的流量控制器22按照所希望的出气空间7中的压力调节。在图2所示的其关闭位置，调节元件21还以其自由盘形端支承在公共阀座8的支承面8a上，这里所述盘形端的直径大于阀孔5的直径。
与第一实施例相比，在图3所示的双安全阀101中，内关闭弹簧114安装在电磁衔铁113中的孔(盲孔)123中，并且其一端支靠在电磁衔铁113上，另一端支靠在罐形调节元件110的底部124。这个安排可以得到许多设置弹簧的可能性。相关地支承关闭弹簧111和114的优点在于，在电磁衔铁113卡在调节元件110中的情况下，一直储存着两个阀盘109、112的关闭力的强劲的外关闭弹簧111关闭尚未触动的外阀盘109。
在此实施例中，公共的阀座108不含有两个阀盘109和112的公共的平支承面，而是两个支承面108a和108b轴向上相互错开安置。外支承面108a是尖顶的面且外阀盘109的弹性材料密封装置是平的。相反，同时起调节元件21的支承面作用的内支承面108b是平的，而与此支承面108b配合的内阀盘112的弹性材料密封装置是尖顶的。而且在公共的阀座108上设有一个密封检查孔135，它伸入两个阀盘109、112之间的环形空间中，从而能够进行两个双座阀101的密封检查。
在图4所示的双安全阀201的第三实施例中，外阀盘209可以轴向移动地直接在电磁衔铁213的引导段225上受引导，并且不是固定地连接在外阀盘209上。外阀盘209对于内阀盘212的密封通过一个O形密封圈226在所述引导段225上进行。引导元件210不再起调节阀盘209的作用，而是只保证在紧急情况下(引导元件210卡在其外壳引导件中(磁端筒227)或者电磁衔铁213卡在引导元件210中)一个阀还是在关闭着。外阀盘209相对提升约1毫米之后，接在内阀盘212周围的外阀盘209由内阀盘212带动。因为引导元件210不再需要完成安全功能，内关闭弹簧214可以经引导元件210内的一个孔228设置并且可以支靠在电磁端筒227的下侧229上。通过引导元件210沿两个阀的开启方向后接电磁衔铁213，它沿开启方向与电磁衔铁213运动耦连。外阀盘209的外关闭弹簧211压迫支承在外阀盘209上的引导元件210并且从而也对引导元件210的受迫运动起作用，使之不因为缺乏运动而卡壳。但是这时两个关闭弹簧211、214不再相互支承，只有通过关闭孔228它们才可能相互支承。
在图5所示的双安全阀301中，管状构形的引导元件310不后接电磁衔铁313，从而它不与电磁衔铁313运动耦连，引导元件310只起外阀盘309的辅助引导作用，它在一端连接在外阀盘309上，例如敛缝连接。引导元件310的另一端在壳304内可轴向移动地受引导。在此实施例中，两个阀盘309和312以一个唇边密封圈326相互密封。而且，内关闭弹簧314支承在电磁衔铁313上和插入电磁端筒328中的板片329上，而外关闭弹簧311支承在壳304上和外阀盘309上。
在根据图6的双安全阀401中，位于引导截面425上的，用于外阀盘409的外关闭弹簧411支靠在外阀盘409上和电磁衔铁413上。这意味着内阀盘412的内关闭弹簧414必须有大约双倍的强度，两个关闭弹簧411、414互相支承。以这样的方式可以较容易实现外阀409的摆动，而且越中心地施力越好。
图7所示的双级安全501在其结构上与双安全阀401区别在于流量控制器的调节元件521是沿流动方向放置在两个阀盘509、512的阀的前面。调节元件521包括一个附带地遮盖两个阀的控制器罐530，其中，在下和上膜片盘531和532之间夹持着一个控制器膜533。如同其它实施例，调节元件521与阀盘509、512同轴放置，然而，在两阀盘509、512的公共阀座508上附着一个独立的控制器座534。

Claims (22)

1．双安全阀(1；101；201；301；401；501)，具有安装在一个壳(4；204；304)中的两个阀(2、3)，其两个可以轴向移动的阀盘(9、12；109、112；209、212；309、312；409、412；509、512)相互同轴的放置，并且各通过沿开启方向(16)对抗第一和第二关闭弹簧(11、14；111、114；211、214；311、314；411、414)的轴向运动分别从各自的阀座抬离，其特征在于，沿双安全阀(1；101；201；301；401；501)的流量方向，第一(外)阀盘(9；109；209；309；409；509)包围第二(内)阀盘(12；112；212；312；412；512)并且，它们两者的阀座联合成为一个公共的阀座(8；108；508)，此阀座包围唯一的阀孔(5)。
2．根据权利要求1的双安全阀，其特征在于，在公共的阀座(8)上设有用于两阀盘(9、12)的平支承面(8a)。
3．根据权利要求1的双安全阀，其特征在于，公共的阀座(108；508)上设有两个轴向错开的支承面(108a、108b)，分别用于一个阀盘(109、112；209、212；309、312；409、412；509、512)。
4．根据以上权利要求之一的双安全阀，其特征在于，对于平的支承面(8a；108b)，与所述的平的支承面(8a；108a)配合的阀盘(9；12；112；212；312；412；512)的弹性材料密封装置是尖顶的，而对于尖顶的支承面(108a)，与所述尖顶的支承面(108a)配合的阀盘(109；209；309；409；509)的密封装置是平的。
5．根据以上权利要求之一的双安全阀，其特征在于，在公共阀座(8；108)上还有一个为流量控制器(22)的调节元件(21)而设的支承面(8a；108b)，该调节元件(21)可以在阀孔(5)中轴向移动。
6．根据以上权利要求之一的双安全阀，其特征在于，设在两个阀盘(509、512)上游前方的调节元件(521)的支承面(控制器面534)设置在公共的阀座(508)上。
7．根据以上权利要求之一的双安全阀，其特征在于，公共的阀座(108)上设有一个密封检查孔(135)，它在两个阀盘(109、112)之间的空间开口。
8．根据以上权利要求之一的双安全阀，其特征在于，内阀盘(12；112；212；312；412；512)或者其调节元件(电磁衔铁13；113；213；313；413)在外阀盘或者其调节元件(10；110；210)之内或者在外阀盘(9；109；209；309；409；509)的引导元件(310；410)之内可轴向移动地受引导。
9．根据以上权利要求之一的双安全阀，其特征在于，外阀盘(9；109；209；309；409；509)沿开启方向(16)与内阀盘(12；112；212；312；412；512)运动耦连。
10．根据权利要求9的双安全阀，其特征在于，外阀盘(9；109)或者其调节元件(10；110)沿开启方向(16)后接内阀盘(12；112)的调节元件(电磁衔铁13；113)。
11．根据权利要求9或10的双安全阀，其特征在于，内阀盘(12；112)的第二(内)关闭弹簧(14；114)支承在外阀盘(9；109)或者其调节元件(10；110)上。
12．根据权利要求11的双安全阀，其特征在于，内关闭弹簧(14)支承在外调节元件(10)的周边肩台(20)上。
13．根据权利要求11的双安全阀，其特征在于，内关闭弹簧(114)支承在外调节元件(110)的基底(124)上。
14．根据权利要求13的双安全阀，其特征在于，内关闭弹簧(114)安置在内调节元件(电磁衔铁113)的一个孔(123)中，此孔(123)沿开启方向(16)开口。
15．根据权利要求9的双安全阀，其特征在于，外阀盘(209；309；409；509)沿开启方向(16)与内阀盘(212；312；412；512)套接。
16．根据权利要求15的双安全阀，其特征在于，外阀盘(209；309；409；509)在内阀盘或者在内调节元件(电磁衔铁(13；313；413))上可轴向移动地受引导。
17．根据权利要求15或者16的双安全阀，其特征在于，内关闭弹簧(214；314；414)一端支承在壳(204；304)上，另一端支承在内调节元件(电磁衔铁213；313；413)上，特别是在后者处，支承在沿开启方向(16)开口的孔(223)中。
18．根据权利要求15至17任一项的双安全阀，其特征在于，外阀盘(209；309；409；509)对内阀盘(212；312；412；512)密封。
19．根据权利要求15至18任一项的双安全阀，其特征在于，外调节元件(210)沿开启方向(16)后接内调节元件(电磁衔铁213)，可以相对于外阀盘(209)轴向移动，并且由外关闭弹簧(211)的弹力加载压接外阀盘(209)。
20．根据权利要求15至18任一项的双安全阀，其特征在于，外阀盘(309；409；509)固定在一个可以在壳(304)中轴向移动的引导元件(310；410；510)上。
21．根据权利要求15至20任一项的双安全阀，其特征在于，外关闭弹簧(411)支承在内调节元件(电磁衔铁413)上和在外阀盘(409)上或者在其调节或者引导元件(410)上。
22．根据以上权利要求任一项的双安全阀，其特征在于，两个阀(2、3)的壳(4；204；304)由挤压型材或者压铸件构成。
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