CN1380952A - 具有弹性密封元件的阀 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种阀,具有一个阀腔(14,114),具有至少一个入流通道(16,116)和一个出流通道(18,118),此外具有一个可运动的行程杆(34,134),其一端通入到一个致动器(53)中,具有至少一个固定在行程杆上的阀元件(36,136,236),并具有至少一个与阀元件配合作用的阀座(22,122)。建议,阀座(22,122)和/或阀元件(36,136,236)可弹性变形,并且阀座和/或阀元件的弹性至少这样大,使得阀元件(36,136,236)在特别是外力作用下可被推移穿过阀座(22,122),并且紧接着阀座(22,122)和阀元件(36,136,236)又回复到其初始状态。
Description
背景技术
本发明涉及一种按照独立权利要求所述类型的阀。
这类阀例如可从DE 19753575 A1中了解。在DE 19753575 A1中所描述的阀涉及一种电磁旁路阀，用于液压调节的加热或制冷设备。固定在一个阀行程杆上的两个阀元件调节一个入流通道和两个出流通道之间的通流量，这里，其中一个出流通道承担加热或制冷循环中的一个旁路通道的功能。DE 19753575 A1中所描述的阀和所有可比较的阀的缺点是，阀的各个部件由结构决定地需要很费事地装配。在此，必须首先将形成阀腔的阀座的密封环和限制阀的真正阀腔的隔离套筒推到阀的行程杆上。紧接着，可以将一个第一旁路阀元件安装到行程杆上并用一个加固垫圈固定在行程杆上。由行程杆、旁路阀元件、阀座和隔离块组成的这一预装单元被推入阀壳体中，各个组成件进入其位置中。然后，必须将另外一个用于固定阀腔的隔离套筒装入阀壳体内，然后才能将用于控制有效输出量的第二阀元件固定在行程杆上。
所描述的组装繁琐、复杂并且因而昂贵。此外，阀元件在行程杆上的固定费事地通过行程杆上的一个槽和一个额外的加固垫圈锁紧。
本发明优点
具有独立权利要求特征的本发明阀的优点是，在生产阀时能够实现更快速的和改进了的装配。装配顺序与将行程杆装入阀壳体中的时间几乎没有关系，因为行程杆连同固定装配的阀元件也可以后补装入阀腔中。密封元件的可弹性延伸性、也就是说阀座和/或阀元件的可弹性延伸性使得该阀元件可借助一些外力作用穿过相应的阀座，并且密封元件在阀工作过程中又具有其初始形状，这样，阀腔以希望的方式被安全地密封。为推压阀元件穿过阀座所必需的作用力可以从外部施加，但也可以考虑，该作用力通过同样被增强操作的、与阀元件配合作用的致动器来施加。
通过在其它权利要求中给出的措施可以有利地扩进和改进在权利要求1中给出的阀。
相应变形的阀元件和阀座使得可以更容易地推压行程杆穿过阀腔。这样，通过在阀元件的与从属阀座相背的侧面上构成相对于行程杆轴线倾斜延伸的斜面以及在从属阀座的与阀元件相背的侧面上构成具有相同斜度的一致的斜面，可以达到，阀元件可以较容易地穿过阀座。
在行程杆、阀元件及从属的阀座中构造的空隙在阀元件穿过阀座的过程中能够容纳阀座或阀元件的材料，并且使得阀元件能够较容易地穿过阀座。在阀工作时，密封元件又重新具有其初始的形状，从而阀腔以希望的方式被安全地密封。
通过借助一种润滑剂对阀元件和阀座的密封表面进行化学处理同样可以达到，减小在阀元件穿过阀座的过程中出现的滑动摩擦力。
本发明的阀特别地允许将在DE 19753575 A1中所述类型的阀的阀腔进行预装配：形成阀座的密封环以及构成真正的阀腔的隔离套筒可以在装入行程杆之前就已被装入阀壳体中。
在行程杆自身上只安装阀元件。这些阀元件如以前一样例如被压装在行程杆上的希望的位置上，并且同样为了加固额外借助行程杆的材料被冲压锁紧。这种冲压锁紧为阀元件在行程杆上提供了简单可靠的加固措施。然后，在阀壳体之外这样组装好的行程杆连同固定在其上的阀元件可以借助于阀座或阀元件的弹性穿过阀腔被装入已预装好的阀壳体中。
本发明阀的行程杆也可以例如用塑料制成。这一方面导致材料成本降低，另一方面具有这样的优点：阀元件能够被直接焊入行程杆中，这也意味着在装配阀时的一个明显的简化。
这样，本发明的阀可以实现改变了的、更快的装配，因而使得在阀的生产过程中质量改进、成本降低。
附图
在附图中描述了本发明的三个实施例，在下面的描述中详细地对其进行解释。
图示为：
图1 第一实施例的本发明阀的一个剖视图，
图2 图1的一个放大的局部视图，
图3 第二实施例的本发明阀的一种可选择的结构的剖视图，
图4 以图3的一个放大局部视图示出的本发明的变型方案，和
图5 在阀装配过程中的图2所示局部。
实施例描述
在图1和图2中以剖视图示出的本发明阀10具有一个阀壳体12，该阀壳体具有一个阀腔14，一个入流通道16、一个第一出流通道18和一个第二出流通道20通入该阀腔中。阀腔14被置于阀壳体12内，并且由一个朝向第一出流通道18的阀座22-在图1或图2中下方、一个朝向第二出流通道20的阀座24-在图1或图2中上方—和一个安置在这两个密封元件之间的隔离套筒26组成，该隔离套筒26限定阀腔14本身的容积。由此，阀10的阀腔14可以更换，从而阀10能够较容易地适配特殊的使用场合。在本实施例中，阀腔14的阀座22及24用一种可弹性延伸的材料、例如用NBR(丁二烯—丙烯腈橡胶)制成，并且它们各有一个阀口60以及62。阀腔14通过一个另外的隔离套筒28固定在阀壳体12内。为此，隔离套筒28一方面支承在阀腔14的上部阀座24上，另一方面支承在一个支承隔板30上，该支承隔板30固定在阀壳体12上。一个密封件32位于支承隔板30和隔离套筒28之间，该密封件32嵌入阀壳体12内。通入隔离套筒28中的出流通道20通过一个阀元件38和一个从属于阀元件38的阀座24与阀腔14连接。
一个行程杆34穿过阀腔14，其带有阀元件38，并且在其朝向第一出流通道18的端部上带有一个第二阀元件36-图1或图2中下面的阀元件。该阀元件36与阀腔14的阀座22配合作用，控制第一出流通道18。如图2所示，例如当阀元件36的密封面94贴靠在阀座22的密封面96上时，该出流通道18被封闭。在这里所描述的本发明阀10的结构中，阀元件36和38用塑料或用另外一种刚性材料如黄铜制成。为阀元件36和38使用黄铜此外使得阀元件的机械稳定性随之提高。入流通道16在两个阀座22和24之间通入阀腔14内。
图5以图2所示局部示出阀10的阀元件36处于装配过程中的一个中间位置上。为了装配阀10，行程杆34连同预先固定在其上的阀元件36和38被推过被置于阀壳体12中的阀腔14。为此，阀座22和24的弹性材料被刚性阀元件36压延并且被挤压出去。在本实施例中，位于阀壳体12与阀座22及24之间的一个逢隙状膨胀区域83在阀元件36被推压穿过阀座22和24的过程中被封闭。阀元件36能够被推移穿过被这样扩宽的阀口62和60。在推压阀元件36通过阀座22和24之后，阀座22和24由于其弹性又重新具有其初始形状。然后，阀元件36及38连同从属的阀座22及24能够在阀10工作期间按希望的方式将阀腔14密封，例如通过阀座22的密封面96贴靠在阀元件36的密封面94上并将第一出流通道18封闭。
在本发明阀的这种结构中，阀元件36相对于行程杆34被冲压锁紧，通过将行程杆34材料54压向阀元件36。如在图2的放大局部中看到的，阀元件36在其圆周的与阀座22背离的侧面上具有一个斜面56，该斜面56与在阀座22背离阀元件36的侧面上的斜面58和在阀座24背离阀元件36的侧面上的斜面59相一致。斜面56，58和59具有大致相同的斜度，并且允许行程杆34连同固定好的阀元件36和38在装配时较容易地穿过阀腔14。通过斜面56，58和59的导向，阀座22和24的弹性材料被压延并从而被挤压出去，这样，阀元件36可以被推压通过扩宽了的阀口60和62。为了使在推压阀元件36通过阀座22和24时出现的滑动摩擦力减小，阀元件36的表面84和阀座22的表面86设置了润滑剂。
在图1和图2描述的实施例中，阀座24的阀口62的尺寸被确定得这样大，使得阀元件36能够不费力地穿过该口。但也可以不实行这样的配置，因此，在本发明阀10的其它结构中，阀元件36也借助作用力被推压穿过阀座24。
行程杆34的上端部穿过贴靠在行程杆34上的密封件32和支承隔板30从阀壳体12中穿出，并且进入一个线圈壳体40中。
在线圈壳体40内，有一个带有绕在线圈架44上的绕组43的电磁线圈42以及一个磁芯46。行程杆34进入线圈壳体内的端部支承一个衔铁48，它与行程杆34固定连接，并且可与其一起在线圈42内的衔铁导向器50内沿轴向运动。在衔铁48上安置了阀弹簧52，它们对线圈42的磁芯46作用。衔铁48和固定在其内的行程杆34被线圈42的绕组43包围。在本发明阀的本实施例中，电磁线圈42与通过线圈42的绕组43流动的电流和固定在行程杆34上的衔铁结合形成一个致动器53，它使阀10的行程杆34运动。根据通过线圈42的电流，衔铁导向器50内的衔铁48以及由此带动的固定在衔铁上、带有阀元件36和38的行程杆34在阀10中具有不同的开关位置。
行程杆34的衔铁侧端部和包围该端部的线圈42通过线圈壳体40被对外隔离保险。线圈壳体40通过支承隔板30固定在阀壳体12上。
图3以剖视图示出本发明阀的另一种可选择的实施形式。
功能基本相同的该阀110同样涉及一个电磁阀，具有一个入流通道116，一个第一出流通道118和一个第二出流通道120，它们通过阀壳体112内的一个阀腔114连接。与图1和图2所示的本发明阀10的可能实施形式相反，在本例中，阀腔114的壁188包括阀座122和124一件式地由一种刚性材料—这里是塑料—制成。
在本实施例中同样用塑料制成的行程杆134在阀腔114外部在出流通道120的区域内具有一个碟形的扩大部168，该扩大部支承一个弹性密封环170。密封环170被夹紧在行程杆134的碟形扩大部168和一个同样固定在行程杆134上的隔离块172之间。本发明阀110的这种结构中，碟形扩大部168、密封环170和隔离块172组成第二出流通道120的阀元件138。
行程杆134朝向第一出流通道118的端部支承一个密封元件174，该密封元件174可用一种弹性材料制成，在本实施例中用FKM(氟橡胶)。但也可使用一种刚性的塑料材料。密封元件174通过一个端头块176与行程杆134弹性连接。为此，密封元件174在一端—图4中的下端部—与行程杆134的端头块176固定连接，而不是与行程杆134本身连接。包握着行程杆的密封元件174可以相对于行程杆134在径向上移动，并且在该方向被一个环绕行程杆134延伸的凸缘178加固。在本实施例中，密封元件174、环绕凸缘178和端头块176构成阀元件136。
阀元件136在其与阀腔114相背的侧面上同样具有一个相对于行程杆134轴线的斜面156，该斜面156与阀座122在背离阀元件136的侧面上的斜面158以及阀座124在背离阀腔114的侧面上的斜面159一致。斜面156、158和159具有大致相同的斜度。在本实施例中，阀座122通过在阀腔114朝向第一出流通道118的一侧上阀腔114的直径收缩形成。
在装配阀110时，行程杆134连同已组装好的阀元件136和138被推过阀腔114的刚性阀座122和124。阀元件174的形状这样构造，使其能够被弹性压缩直到其贴靠在行程杆134上，从而减小其径向膨胀。在这里，密封元件174被一致的斜面156、158和159导向，被压入端头块176和行程杆134的环绕凸缘178之间的空隙182中。在此，一致的斜面156、158和159上的润滑剂也使阀元件136更容易地被推压穿过本实施例中的刚性阀座122和124。在将阀元件136推压穿过后，密封元件174又从行程杆134上胀开，与阀座122一起将阀腔114的出流侧开口162密封。这样，在本发明阀110的本实施例中，密封元件的必要的弹性基本由阀元件136的弹性形状决定。
在图4中局部示出本发明阀110的另一个变型方案。示出的是阀壳体112带有阀腔114和阀座122的一部分。阀座122在其与阀元件236相背的一侧也具有一个相对于行程杆轴线的斜面158，该斜面158与阀元件236上在与阀座122相背的侧面上的斜面255一致。在本实施例中，行程杆134支承一个密封元件74，并且在其朝向密封元件74的端部上支承一个端头块76。密封元件74在其一端部—图4中的下端部—这样固定在行程杆134和端头块76上，使得密封元件74可以被弹性压缩，并且被一个在行程杆134上延伸的凸缘78导向紧贴在行程杆134上。在本实施例中，密封元件74、环绕凸缘78和端头块76构成阀元件236。
在装配阀110的这种变型结构时，行程杆134又同已预装好的阀元件236和138一起被推移穿过阀腔114的阀座122和124，阀元件138在图4中看不到。这样选择密封元件74的形状和材料，使得在推压阀元件236穿过本实施例中的刚性阀座122和124时，密封元件74被弹性压缩并且另外弹性地贴靠在行程杆134上。此时，密封元件174被一致的斜面256、158和159导向被压入端头块76和阀元件236的环绕凸缘78之间的空隙82中。这里，一致斜面256、158和159上的润滑剂也使阀元件236更容易地被推压穿过刚性阀座122和124。在推压后，密封元件74在阀元件236中又具有其初始的形状和位置，并且能够以其密封面294朝向阀座122的密封面296受拉。在本发明阀110的本实施例中，密封元件的必要的弹性不仅通过阀元件236的形状、而且通过其材料决定。
本发明不局限于所描述的具有两个阀元件的一个电磁阀的实施例。
本发明同样能够有利地在只具有一个出流通道从而在行程杆上只带有一个阀元件的阀中实现。同样，本发明阀不受使用电磁致动器的约束。该阀壳体也不要求特殊的阀腔。确切地说，阀腔可以由阀壳体本身形成。
本发明阀不局限于使用实施例中列举的弹性材料。对于密封元件可使用的材料如：
丁二烯—丙烯腈橡胶(NBR)，
氢化丁二烯—丙烯腈橡胶(HNBR)，
氢化丁二烯—丙烯腈橡胶添加聚四氟乙烯以减小摩擦(HNBR+PTFE)，
氟橡胶(FKM)以及
使用润滑剂的乙烯—丙烯三聚物橡胶(EPDM+润滑剂)等。
Claims (14)
1.一种阀(10，110)，具有一个阀腔(14，114)，具有自此分路的至少一个入流通道(16，116)和一个出流通道(18，118)，具有一个可运动的行程杆(34，134)，该行程杆(34，134)的一端通入到一个致动器(53)中，以及具有至少一个固定在行程杆(34，134)上的阀元件(36，136，236)，并具有至少一个与阀元件(36，136，236)配合作用的阀座(22，122)，其特征在于，阀座(22，122)和/或阀元件(36，136，236)可弹性变形，并且阀座(22，122)和/或阀元件(36，136，236)的弹性至少这样大，使得阀元件(36，136，236)在特别是外力作用下可被推移穿过阀座(22，122)，并且紧接着阀元件(36，136，236)和阀座(22，122)又回复到其初始状态。
2.按照权利要求1所述的阀，其特征在于，所述至少一个阀座(22，122)和从属的至少一个阀元件(36，136，236)具有一个相对于行程杆(34，134)轴线的斜面(58，158和56，156，256)，它们相互一致。
3.按照权利要求1或2所述的阀，其特征在于，阀座(22，122)和/或阀元件(36，136，236)的弹性通过所使用的材料的弹性特性和/或通过阀座(22，122)和/或阀元件(36，136，236)的特殊构造的形状产生。
4.按照权利要求3所述的阀，其特征在于，空隙(82，182)位于阀座(22，122)中和/或阀元件(36，136，236)中，这些空隙在阀元件(36，136，236)穿过阀座(22，122)的进行过程中能够容纳阀座(22，122)和/或阀元件(36，136，236)的弹性材料。
5.按照前述权利要求之一所述的阀，其特征在于，阀座(22，122)和/或阀元件(36，136，236)的表面(86，186和84，184)被借助一种润滑剂处理过，这种润滑剂使在阀元件(36，136，236)穿过阀座(22，122)的进行过程中出现的滑动摩擦力减小。
6.按照权利要求1至5之一所述的阀，其特征在于，该阀(10，110)的所述至少一个阀元件(36，136，236)在行程杆(34，134)上被冲压锁紧。
7.按照前述权利要求之一所述的阀，其特征在于，在所述至少一个阀元件(36，136，236)的与所述至少一个阀座(22，122)位置相对的一侧，在行程杆(34，134)上安置了一个第二阀元件(38，138)。
8.按照权利要求7所述的阀，其特征在于，第二阀元件(38，138)和从属于该第二阀元件(38，138)的阀座(24，124)同样可以这样弹性变形，使得两个阀元件(36，136和38，138)可借助特别是外力作用被推移穿过阀座(22，122和24，124)。
9.按照前述权利要求之一所述的阀，其特征在于，自该阀(10，110)的阀腔(14，114)分路出一个带有从属的阀座(24，124)和阀元件(38，138)的第二出流通道(20，120)。
10.按照权利要求1至9之一所述的阀，其特征在于，该阀具有一电磁致动器(53)。
11.按照前述权利要求之一所述的阀，其特征在于，行程杆(34，134)用塑料制成。
12.按照权利要求11所述的阀，其特征在于，阀元件(36，136和38，138)被直接焊入行程杆(34，134)中。
13.按照权利要求1至12之一所述的阀，其特征在于，阀腔(14，114)一件式制成。
14.按照前述权利要求之一所述的阀，其特征在于，该阀(10，110)附属于一个加热或制冷设备的循环回路的水路控制装置。
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