CN1568414A - 用来控制燃气传输的阀门装置 - Google Patents

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Abstract

一种阀门装置，用来控制燃气通过输送管(3)传输，该阀门装置包括：一个位于所述输送管中的阀座(6)和一个与该阀座相连接的截流件(5)，一个电机驱动的致动器(7)，作用于所述的截流件上对该截流件进行控制，从而打开/闭合所述阀座(6)，一个电磁装置(22)，具有一个带有励磁绕组(24)的第一部分(23)和一个能够通过磁化作用可靠地固定到所述第一部分上的第二部分(25)，该电磁装置(22)与所述致动器相连接，作用于所述的截流件(5)从而在预定的要求所述阀座关闭的状况出现时，闭合所述的阀座(6)而与致动器(7)的操作位置无关，且所述致动装置(7)连同所述电磁装置的第二部分(25)是可移动的，在移动过程中控制所述截流件(5)，从而打开/闭合所述阀座，所述电磁装置的第一部分(23)连接到该阀门装置的一个固定结构上。

Description

用来控制燃气传输的阀门装置
技术领域
本发明涉及一种根据独立权利要求1的前序部分所述的用来控制燃气传输的阀门装置。
背景技术
具有上述特性的阀门装置通常用来控制燃气向燃烧器或其它类似使用装置的传输，以控制调节其传输压力或燃气供应流速。
从申请人自己的产品中可以了解这一类的阀门装置，这种阀门装置通常具有一个电机驱动的致动器，用来有效地控制截流件，以打开和关闭成形在传输管道上的阀座。例如，为控制截流件，公知的技术是提供一个杆，其通过内、外螺纹的配合连接到电机的转子上，从而可以通过转子的旋转，将截流件从阀座移开或移向阀座。通过致动器的转动，也使得对输送燃气的输送压力或流速实现调节控制成为可能。
为确保在预定的情形发生时阀座能够安全闭合，例如，在对电机驱动致动器的电流供应中断时(在这种情况下致动器有可能停止于阀座开口的一个中间位置)切断燃气通路，现有技术中已经提出了一个解决方案，并且构成本申请人的意大利专利No.PD99A000274的申请主题。它提供了使用设置在截流件和主电机驱动致动器之间的电磁装置，并布置以作用于截流件，从而依靠通过与电磁装置中的电磁铁的静止铁芯和可移动衔铁之间的电磁引力方向相反的弹簧施加的弹性力，闭合阀座。如果发生要求阀座闭合的情况，不论致动器处于什么处操作位置，中断对电磁铁的电流供应，在上述弹性力的作用下，使截流件的安全闭合移动。
虽然从一方面来说，该方案在确保阀座安全闭合方面非常可靠，但是在另一方面，却导致一定的结构复杂性，这主要与采用的一种电磁铁有关，这种电磁铁随截流件的控制杆浮动，特别是，在受气流影响的区域内浮动。这种结构实际上要求具备特定条件的电绝缘以及相对于燃气的密封，对电接触和用来提供电磁铁的电线的要求条件都更加苛刻，这种条件对于满足电磁铁在阀门装置内的移动更加困难。
发明内容
本发明一个主要目的是提供一种阀门装置，其结构和功能设计能够克服所提到的现有技术论及的所有局限性。
通过根据所附权利要求所成形的一种阀门装置，本发明所能实现的这一目的及其它目的将在下文作进一步解释。
附图说明
本发明和特征和优点通过以下对其优选实施例的详细说明将更加清楚，该优选实施例作为非限定性举例，参照附图进行描述，其中：
图1-3示出了在各种不同运行情况下依据本发明提出的阀门装置的纵剖面。
具体实施方式
在所述附图中，根据本发明成形的用来控制燃气向燃烧器或其它类似使用装置，图中未示出，传输的阀门装置，通常以1标出。燃气通过图中部分示出的供气管2供应到装置1，并通过一传输管3从该装置输送出去。
阀门装置1包含一个调节阀4，该调节阀4包括一个盘形截流件5，该截流件作用于闭合管道2和3之间形成的阀座6，从而关闭该阀座6。该装置还包括一个电机驱动的致动器，通常以7标出，其包括一个具有纵轴X的杆8，用于操作该截流件5。
操作杆8包含两个结构上独立并共轴的部分9和10，它们相互形成彼此的延伸部分，并通过外内螺纹配合相互连接。
特别是，杆的第一部分9具有一个呈六边形轮廓外壁的第一部分9a，轴向延伸有一个与第一部分共轴的外部带有螺纹的第二部分9b。
部分9b旋入一个螺纹孔10a中，该螺纹孔从杆的第二部分10的一端沿轴向形成。在该杆的相对端，以常规的旋转连接方式将该杆连接到该截流件5上。
第二杆部分10具有呈多边形(例如六边形)轮廓截面的外壁，其接合于一个具有相应截面的通孔11中而可自由地沿轴向(沿轴X)滑动于其中，该通孔11形成于设有中空轴的电机13的转子12的中心。电机13为直流电机，有利地为一可反转的步进电机，其中适于极化的永磁体转子12，其四周通过一个或更多个由电线15供电的线圈14环绕。该线圈14用于产生使转子转动所必需的旋转磁场。该转子在轴向受到图中示意性示出的止推轴承16的支撑，而线圈14装配在一个圆柱形的钟状壳体17上，该壳体17构成转子12的罩壳，并且可以通过螺钉19固定到装置的一个固定结构18上，中间插入使钟状壳体17以气密方式对结构18密封的装置。
使第一杆部分9接合，从而可在一个衬套21内形成的具有相应的六边形轮廓的通孔20内自由地沿轴向滑动，该衬套在沿轴向相对止推轴承16来说较远的一端，还构成电机的一个轴承座。
壳体17还容纳一个电磁装置，通常以22标出，包含一个电磁铁，该电磁铁，其具有一个带有励磁绕组24的第一部分或称固定铁芯，以及一个通过励磁作用能够可移动地固定到固定铁芯上的第二部分或称可移动衔铁。装置22可有利地包含一个普通的磁性元件或一个低耗保持磁体。
电磁铁的固定铁心部分23呈U形，具有两个相对的臂23a和23b，其上设置有绕组24，该电磁铁的固定铁心部分通过支座26固定到壳体17上，该支座26带有一个带螺纹的胫状件27(shank-like element)。该胫状件中部穿孔，用于插入电线28向电磁铁供电。
电磁铁的可移动衔铁部分25连接到第一杆部9的距螺纹部9b较远的一端。
可以注意到，由于带有电磁绕组的部分刚性地连接到本阀门装置的固定结构18，该衔铁25是电磁铁上唯一的可随操动杆8滑动的部分。
电磁装置的电磁铁作为一个整体也装入一个整体呈圆柱状的封壳29中，封壳29同轴地安装在壳体17内，并沿轴向延伸于支座26和衬套21之间。
一个弹簧，以30标出，作用在阀门装置的固定结构18和截流件5之间，为了作用于截流件上以使阀座6闭合，并占据于内外螺纹配合之间的间隙。
工作时，在初始状况下，如图1所示，其中燃气通道是切断的，由于弹簧30的弹力作用，阀座6通过截流件5闭合，致动器22的电磁铁被断开，且电机13因此得不到电能。
从这种状况开始，该电机经设置从初始状态开始运转预定的转数，该转数通过外内螺纹配合中的螺纹的螺距，与所述第一杆部分9的预定轴向行程相关。这样，该杆部所进行的行程将可移动衔铁24带到一个靠近电磁铁的固定铁芯的位置，该位置位于电磁引力区域的附近。随后通过对螺线管绕组24提供适当的电流，激发电磁铁从而产生电磁引力，该电磁吸引力使衔铁24按图2所示位置固定到固定铁芯23上。
随后电机13沿与此前的转动方向相反的方向转动，使第二杆部分10螺合到第一部分9上，使第二部10轴向滑动，进而使截流件5从阀座6移开，与弹簧30的作用相反，并相应地开启阀座。根据电机运行的转数，可以调整截流件5的行程，从而可控制调节输送压力。图3示出一种正常工作状态，在这种状况下第二杆部10的行程与电机13的转动相关，从而允许在阀门装置中进行控制调节。
在要求阀座6关闭的预定情况出现后，中断对电磁铁的螺线管24的电流供应，然后截流件5在弹簧30作用下关闭阀座6，与操作杆的位置无关。阀座通过在第一杆部分9与衬套21之间以及第二杆部10与转子12之间的相对滑动而闭合的过程中，杆是轴向导向的。
还要指出的是，对弹簧30进行选择，使其尺寸和弹簧常数能够确保从在操动杆8调节作用中达到任何轴向位置开始，截流件5都能够可靠地抵靠在阀座6上安全地闭合。
因此，除了输送压力和/或气流速度的调节作用外，相同的调节阀4还执行使燃气通过阀座6的通道安全闭合的功能。该阀门能确保低耗调节功能和高精度定位，在任一情况下，在出现预定状况时，都要以高关闭载荷和快速插入时间来确保安全闭合功能。
本发明因此实现了提出的发明目的，比公知的方案具有很多优点。
实际上主要优点在于，由于提供了一种没有任何电磁绕组移动部分的电磁装置，根据本发明的阀门装置的电流供应更为容易，而且相对气体部分的电绝缘和密封则不复杂。
另一个优点是本发明提供了一种电磁装置，在其调节阀的工作中，在实际的调节步骤和阀门的安全闭合过程中，具有较小的移动惯性质量，从而只要较低的能耗需求。
另一优点在于电机驱动致动器和电磁装置的实际情况，它们彼此共轴，使得整体上更加紧凑，这也更有利地使它们能够装入单独一个壳体中，可以不漏气的方式与阀门的燃气部分隔离。
而另一优点与根据本发明提出的阀门装置的结构简单性有关，比起公知的方案，其需要更少的构件。这些构件也可以设有预选的模式，使不同大小的阀座得以控制调节并安全地闭合。
相当重要的是，根据本发明成形的该阀门装置的整体可靠性得以提高。

Claims (13)

1、一种阀门装置，用来控制燃气通过输送管(3)传输，该阀门装置包括：
一个位于所述输送管中的阀座(6)和一个与该阀座(6)相连接的截流件(5)，
一个电机驱动的致动装置(7)，作用于所述的截流件(5)上对该截流件进行控制，从而打开/闭合所述阀座(6)，
一个电磁装置(22)，具有一个带有励磁绕组(24)的第一部分(23)和一个能够通过磁化作用可靠地固定到所述第一部分上的第二部分(25)，该电磁装置(22)与所述致动器(7)相连接，作用于所述的截流件(5)从而在预定的要求所述阀座关闭的状况出现时，闭合所述的阀座(6)而与致动器(7)的操作位置无关，其特征在于，所述致动装置(7)连同所述电磁装置(22)的第二部分(25)是可移动的，在移动过程中控制所述截流件(5)，从而打开/闭合所述阀座(6)，所述电磁装置的第一部分(23)连接到该阀门装置的一个固定结构上。
2、如权利要求1所述的阀门装置，其中所述的电机驱动的致动器(8)和电磁装置(22)与所述阀座(6)共轴安装。
3、如权利要求1或2所述的阀门装置，其中所述的致动装置(7)包含一个用来操动所述截流件的杆(8)，且所述电磁装置的第二部分包含一个可移动的衔铁(25)，该衔铁(25)安装在所述杆(8)的一端。
4、如权利要求3所述的阀门装置，其中所述的操动杆(8)包含彼此形成轴向延伸并通过内外螺纹配合而相互连接的一个第一部分(9)和一个第二部分(10)，所述杆的部分(9、10)的自由端分别连接到衔铁(25)和截流件(5)。
5、如权利要求4所述的阀门装置，其中第二杆部分(10)可靠地固定，用于随着电机(13)的转子(12)而转动。
6、如权利要求5所述的阀门装置，其中第二杆部分(10)接合于转子的中空轴内，可相对转子沿轴向自由滑动。
7、如权利要求5或6所述的阀门装置，包含导向装置，用以在截流件(5)随转子(12)绕其自身轴旋转而运行的过程中，对第一杆部分(9)进行轴向引导。
8、如权利要求7所述的阀门装置，其中导向装置包含一个衬套(21)，第一杆部(9)可滑动地接合于其中，在所述衬套(21)和第一杆部(9)之间设有防止转动装置。
9、如权利要求8所述的阀门装置，其中所述的防止转动装置包含在第一杆部分(9)内具有多边形轮廓的壁，该壁可以装入具有相应轮廓剖面的衬套的通孔(20)中。
10、如权利要求5-9中的一项或多项所述的阀门装置，其中电机(13)为直流步进电机。
11、如权利要求5或10所述的阀门装置，其中转子(12)为适于极化的永磁体类型。
12、如权利要求5-11中任一项所述的阀门装置，其中电磁装置(22)和转子(12)装入一个壳体(17)中，该壳体以气密方式连接到该阀门装置的固定结构上。
13、如权利要求5-12中任一项所述的阀门装置，包含控制转子(12)的电线圈14，该线圈(14)装在转子(12)区域外部的壳体(17)上。
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