CN206694631U - 阀和阀装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种阀(10，50，52)和阀装置。该阀包括位于阀基体(48)中的阀座(14)、关闭元件(12)和电磁驱动器(18，30)，其中关闭元件(12)被设计成球形并且与阀座(14)共同作用，以阻断从入口侧至出口侧的流体流动，关闭元件(12)与能在活塞腔(24)中运动的活塞面(20)共同作用，活塞腔与入口侧相连，其中，在关闭元件(12)和活塞面(20)之间设置有连接元件(17)，连接元件与电磁式线性直接驱动器的电枢(18)有效连接，这里线圈装置(30)嵌入阀基体(28)中并且在电枢(18)处存在轴向上具有交替磁极的磁场，特别是永磁场。

Description

阀和阀装置
技术领域
本实用新型涉及一种用于操纵根据本实用新型第一方面的过程技术设备的过程调节阀的压力介质驱动的驱动器的阀，以及一种根据本实用新型第九方面的阀装置。
背景技术
在DE 199 45183 DE中公开了一种直接操纵的、具有阀座的阀，阀座可以经由球体封闭。球体经由预紧弹簧保持在阻塞位置。球体通过在压力侧相连的压力室被施加流体并且由此承受流体作用。对阀的操纵通过与压力室相反布置的电磁杆实现。此外上述文献公开了两位三通阀装置。
实用新型内容
本实用新型的任务是在减小功率消耗情况下实现阀的气门开关性能，并且提供一种具有更好调节特性的阀装置。
已知用于操纵过程技术设备的过程调节阀的压力介质驱动的驱动器的阀包括位于阀基体中的阀座、关闭元件以及电磁驱动器，其中关闭元件被设计成球形并且与阀座共同作用以阻断从入口侧到出口侧的流体流动。关闭元件与能在活塞腔内运动的活塞面共同作用，活塞腔与阀的入口侧相连。
通过活塞面实现与入口侧的压力平衡，从而需要较小的驱动力。
本实用新型的特征在于，在关闭元件和活塞面之间设置有连接元件，该连接元件与电磁式线性直接驱动器的电枢有效相连，其中线圈装置嵌入阀基体中并且在电枢处存在在轴向上具有交替磁极的永磁场。
在所述线圈装置的背对所述连接元件的一侧，封闭结构被安装到所述阀基体中。
所述阀的压力侧至所述活塞腔的连接部尤其在所述封闭结构以外被引导穿过所述阀基体。
根据实用新型的阀可以是调节阀、控制阀或者调节/控制阀。
通过将电磁驱动器集成在调节体和活塞腔之间而减小调节装置的惯性质量，由此在减小功率消耗情况下实现较高的动力。
尤其是在背离连接元件的一侧上将封闭结构(Rückschlussstruktur)安装到阀壳体内。从而能够实现对阀更有效的控制。
有利的是，用于从阀的输入侧至活塞腔的压力平衡的连接尤其在封闭结构以外被引导穿过阀基体的壳体。这不仅使活塞面最大化，而且可以更简单的制造，因为例如不必在优选呈硬化球体形式的关闭元件上设置通孔。因此可以设计成使得活塞面是一个不间断的面。这可以在减小质量情况下增大有效的压力平衡面。由此同样需要更少的运行所需能量。
此外不受流体影响的挺杆在运行过程中具有不依赖于流体的恒定的电磁特性。这用于提高电能转化为机械运动的效率。
电磁驱动器优选包括永磁环(作为电枢)、电磁线圈和导磁的且包围所述线圈的封闭管(Rückschluss-rohr)。
永磁环尤其与挺杆固定连接。
根据另一有利的结构，弹簧可以在轴向接入，该弹簧限定被限定的无驱动的阀位置。这将关闭元件置入不通电的“打开”状态或者“关闭”状态。
优选地，阀基体基本由一个实心件制成。
根据一种优选的结构形式阀是一个比例节流阀。
优选的如此确定阀的作用面，即作用面在关闭状态下在关闭方向和关闭方向的反方向上的大小不同。
由此可以实现压力测量，即调节元件在关闭位置上不处于静止状态，而是必须在该情况中受到流体作用，从而在“刚好关闭”的状态下可以实现压力测量。线圈中的电流与刚好关闭或者打开的关闭元件所需的力成比例。
在另一方面中，本实用新型涉及一种阀装置，该阀装置包括位于阀基体中的第一阀和第二阀，其中阀基体包括在入口侧与第一阀相连的第一流体接口，在第一阀的出口侧具有第二流体接口并且与之平行，第二阀的入口侧与第一阀的出口侧相连，其中阀基体针对阀基体的第二阀的出口侧具有第三流体接口。
通过在壳体中布置这两个阀，可以在元件切换状态之间的过渡区域相交情况下实现高优先如下文所述。
通过互相独立地控制阀装置的两个阀，可以在过渡区域内实现更好的调节特性。
第一阀被设计成打开装置，同时第二阀被设计在关闭装置中。
优选第一流体接口是进气接口，而第二流体接口是排气接口(Abluft)，第三流体接口是换气(Entlueftung)接口，其尤其克服大气压力进行换气。
由此可以以简单的方式在简单作用的压力介质驱动的驱动器中实现三种工作状态，即进气、换气和保持。在进气时，排气阀克服其偏压保持在关闭位置中，而进气阀克服其偏压保持在打开位置。在换气时排气阀由弹簧力支持地位于打开位置中，其中进气阀由弹簧力支持地保持在关闭位置。这也对应于未通电状态下的安全位置。在保持状态下进气阀和排气阀都位于关闭状态。术语进气和排气尤其描述了压力施加方向并不将主题严格限制于与空气这种压力介质结合的使用，而是可以使用其他的流体作为压力介质。但是在本实用新型范围内将空气理解为特殊的情况。
以前用于控制压力介质驱动的过程调节阀的阀装置被设计成活塞滑阀。这种装置的制造在很高的泄漏等级下仅具有最高的优先，因此成本很贵。
通过调节元件可以保证密封封闭的阀的简单结构，调节元件在其面对阀座的一侧为球形。
阀装置可以有利地用于控制压力介质驱动的、尤其简单作用的具有通气孔的过程调节阀。
此外可以使用阀装置作为压力传感器。
为此每个节流阀的作用面在关闭方向和关闭方向的反方向上设计成不同的大小。
压力测量可以通过将第二接口(排气)连接至待控制的过程调节阀的驱动器借助位置识别实现。
为了确定压力，在排气阀关闭时实现驱动器的进气(压力增加)直至受控制的过程调节阀的调节元件刚好开始运动，即直至识别到运动。
随后进气阀关闭，并且通过减小电功率输入持续打开排气阀直至受控制的过程调节阀向相反方向运动。
借助施加在第一阀和第二阀上的功率，尤其是调节流，可以在该平衡状态下计算各自施加的压力。根据弹簧预紧力、作用面和驱动功率的压力的准确计算可以从专业操纵手册得到。这里在进气和排气时都可以进行压力测量。为了可以对第一阀和第二阀独立控制并识别压力，同样可以在转折点区域中以一定的比例同时打开第一阀(特别是进气阀)和第二阀(特别是排气阀)，以便使待调节的驱动器无阻碍且快速地实现可能的返回运动。该返回运动可以在各个终端位置或驱动位置的任意位置处实现。为此也可能的是，可以更灵敏地运动至特定的理论位置。调节过程中的跳跃(ueberschwinger)以及振荡的次数可以借助独立的控制和确定压力比例得到减少。
精确和成本有利的阀装置，用于控制从输入孔至输出孔以及换气孔的流体流动。
附图说明
本实用新型的其他优点、特征和使用范围可以从下文阐述以及附图的结构示例得到。
在说明书中、权利要求书和附图中，使用附图标记列表所示的术语和所属的标记。图中：
图1示出直接控制的两位两通阀的示意性剖视图，和
图2示出根据本实用新型的阀装置的示意性剖视图。
附图标记列表
10 阀
12 调节元件
14 阀座
16 进气接口
17 挺杆
18 永磁体
20 活塞面
22 输入管
24 活塞腔
26 排气接口
27 压力弹簧
28 阀基体
30 线圈装置
32 封闭结构
40 阀装置
42 进气接口
44 排气接口
46 换气接口
48 阀基体
50 阀
52 阀
54 过程调节阀
具体实施方式
图1以剖视示意图示出了直接控制的两位两通阀10。阀10包括被设计成球形的关闭元件12。该关闭元件在关闭位置上插入阀座14并且封闭从进气接口16至排气接口26的通路。关闭元件12由挺杆17驱动，其中挺杆17在轴向上与永磁体18固定连接。挺杆17在其背离关闭元件12的一端具有活塞面20，该活塞面能够通过集成到阀基体28的输入管22由进气接口16的流体施加作用，从而实现阀10的减压操纵。活塞20在这里引导入活塞腔24内。为了限定不流通的安全位置，阀通过安全位置上的压缩弹簧24偏置在关闭位置中。为了操纵阀10，在阀基体28中集成一个线圈装置30，线圈装置在通电时引起挺杆17的轴向运动。为了提高驱动效率而设置管形的封闭结构32，它包围线圈结构30。集成在阀基体28中的输入管22在这里位于封闭结构32之外。以这种方式可以实现最紧凑和高效的两位两通阀10。
图2示出了两位三通阀形式的本实用新型的阀装置40的示意性剖视图，该阀被用于调节简单作用的过程调节阀54。阀装置40包括进气接口42、排气接口44和换气接口46。此外阀装置40还包括阀基体48，在阀基体中容纳有第一阀50和第二阀 52。在第一阀50的出口侧，第二阀52的入口侧以及与之平行地排气接口44与第一阀相连。在第二阀52的出口侧设置有换气接口46。阀50类似图1所示进行设计并且被偏压在关闭位置中。第二阀52同样基本对应于图1中的布置，这里设置弹簧，使得安全位置是打开位置，从而在排气接口44的安全位置进行排气，同时关闭进气接口42。这种状态对应于换气位置。为了进行换气第二阀52位于关闭位置，同时第一阀50位于打开位置。为了保持排气接口44上承受的压力，设置图2所示的阀位置。第一阀和第二阀在这里都位于关闭位置。阀50的排气接口44在该实施方式中与简单作用的过程调节阀54的压力介质驱动的驱动器相连，其可以借助阀50进行调节。
通过阀的紧凑结构及其有效的结构形式可以利用很少的能量实现精确的调节，特别是在过渡区域内在上述的状态之间实现，从而改进可调节性。

Claims (13)

1.一种阀(10，50，52)，该阀用于操纵过程技术设备的过程调节阀的压力介质驱动的驱动器，该阀包括位于阀基体(28)中的阀座(14)、关闭元件(12)以及电磁驱动器(18，30)，其中所述关闭元件(12)被设计成球形并且与阀座(14)共同作用以阻断从入口侧至出口侧的流体流动，其中所述关闭元件(12)与能够在活塞腔(24)内运动的活塞面(20)共同作用，所述活塞腔与所述入口侧相连，其特征在于，在所述关闭元件(12)和所述活塞面(20)之间设置有连接元件(17)，该连接元件与电磁式线性直接驱动器的电枢(18)相连，其中线圈装置(30)嵌入所述阀基体(28)中并且在所述电枢(18)处布置存在轴向上具有交替磁极的磁场。
2.根据权利要求1所述的阀(10，50，52)，其特征在于，在所述线圈装置(30)的背对所述连接元件(17)的一侧，封闭结构(32)被安装到所述阀基体(28)中。
3.根据权利要求2所述的阀(10，50，52)，其特征在于，所述阀(10，50，52)的压力侧至所述活塞腔(24)的连接部(22)被引导穿过所述阀基体(28)。
4.根据权利要求3所述的阀(10，50，52)，其特征在于，所述活塞面(20)是不间断的面。
5.根据权利要求1所述的阀(10，50，52)，其特征在于，在轴向上接入弹簧(27)，该弹簧限定被限定的无驱动的阀位置。
6.根据权利要求1所述的阀(10，50，52)，其特征在于，所述阀基体(28)基本上由实心件制成。
7.根据权利要求1所述的阀(10，50，52)，其特征在于，所述阀(10，50，52)是比例节流阀。
8.根据权利要求1所述的阀(10，50，52)，其特征在于，活塞和关闭元件(12)具有作用面，其中所述作用面在所述关闭方向和所述关闭方向的反方向上的大小不同。
9.根据权利要求1所述的阀(10，50，52)，其特征在于，所述磁场是永磁场。
10.根据权利要求3所述的阀(10，50，52)，其特征在于，所述阀(10，50，52)的压力侧至所述活塞腔(24)的连接部(22)在所述封闭结构(32)以外被引导穿过所述阀基体(28)。
11.一种阀装置，其特征在于，该阀装置用于操纵过程技术设备的过程调节阀的压力介质驱动的驱动器，该阀装置包括位于阀基体(28)中的根据前述权利要求1至8中任一项所述的阀(10，50，52)，其中阀基体(28)包括在入口侧与第一阀(50)相连的第一流体接口(42)，在针对所述第一阀(50)的出口侧具有第二流体接口(44)并且与之平行，第二阀(52)的所述入口侧与所述第一阀(50)的所述出口侧相连，这里所述阀基体(28)针对所述第二阀(52)的出口侧具有第三流体接口(46)。
12.根据权利要求11所述的阀装置，其特征在于，所述第一流体接口是进气接口(42)，所述第二流体接口是排气接口(44)，并且所述第三流体接口是换气接口(46)。
13.根据权利要求11或12所述的阀装置，其特征在于，所述第一阀和所述第二阀的活塞和关闭元件具有作用面，其中所述作用面在所述关闭方向上和所述关闭方向的反方向上的大小不同，从而能够根据所述作用面、弹簧力相对电流大小的关系在刚好关闭或打开所述阀时进行压力测量。
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