CN210830684U - 用于以调制方式控制气流的安全阀 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种在其使用寿命上可尽可能精确调制的、用于以调制方式控制气流的安全阀(1)，安全阀构造成双安全阀，其具有步进马达；衔铁(3)；包括第一阀体(4)、第一阀弹簧(5)以及第一阀座(6)的第一阀；以及包括第二阀体(7)、第二阀弹簧(8)以及第二阀座(9)的第二阀，其中，衔铁(3)从安全阀(1)的关闭位置的运动逆着第一阀弹簧(5)的弹簧力作用并且使第一阀体(4)与第一阀座(6)脱开，并且衔铁(3)的运动逆着第二阀弹簧(8)的弹簧力作用并且也使第二阀体(7)与第二阀座(9)脱开，从而由此打开阀开口以便气流流通，其中，气流通过阀开口的流通量经由步进马达在关闭位置和完全打开位置之间以及在部分打开位置中可连续地调节。

Description

用于以调制方式控制气流的安全阀
技术领域
本实用新型涉及一种用于以调制的方式控制气流、尤其应用在燃烧设备的燃气-空气复合系统中的安全阀，特别是燃气安全阀。
背景技术
现有技术中除了燃气调节阀之外也使用安全阀并且安全阀以如下方式构造，使得其在故障情况下、例如在电流失效的情况下自动关闭并且可靠地阻断燃气输送。大多情况下，为了控制安全阀在线圈上施加电压，该电压自某一电压值开始使衔铁运动，并且同时使阀体与阀座脱开并且以冲击方式移动到完全打开的位置中。一旦电流或电压取消，阀体经由阀弹簧被压回到阀座上。对此也已知具有两个集成的、冗余设置的阀的双安全阀，两个阀彼此独立地分别具有阀体，阀在故障情况下分别碰撞到自身的阀座上，从而两个阀彼此独立地关闭。
已知的安全阀仅用于确保安全并且构造成开闭阀，即，其阀开口或者完全打开或者完全关闭。同样相应地适用于双安全阀，在其中两个冗余设置的阀也完全打开或完全闭合。没有设置部分打开位置的实现方案，因为这经由单独的串联的燃气调节阀实现。
实用新型内容
因此本实用新型的目的是，提供在其使用寿命上可尽可能精确调制的安全阀。
根据本实用新型，这个目的通过下述方式实现：提供一种用于以调制方式控制气流的安全阀，所述安全阀构造成双安全阀，其具有步进马达；衔铁；包括第一阀体、第一阀弹簧以及第一阀座的第一阀；以及包括第二阀体、第二阀弹簧以及第二阀座的第二阀，其中，所述衔铁从安全阀的关闭位置的运动逆着第一阀弹簧的弹簧力作用并且使第一阀体与第一阀座脱开，并且衔铁的运动逆着第二阀弹簧的弹簧力作用并且也使第二阀体与第二阀座脱开，从而由此打开阀开口以便气流流通，其中，气流通过阀开口的流通量经由步进马达在关闭位置和完全打开位置之间以及在部分打开位置中能连续地调节。
优选地，所述安全阀构造成，仅经由通过步进马达控制的第二阀体的升程调节通过所述安全阀的阀开口的气流流通量。
优选地，所述步进马达构造成直线的、多极的、线圈驱动的步进马达。
优选地，所述第二阀弹簧的弹簧力大于所述第一阀弹簧的弹簧力。
优选地，所述第一阀体直接布置在所述衔铁上并且构造成阀锥，所述阀锥在关闭位置中穿过第一阀座。
优选地，所述第一阀具有锥形的横截面。
优选地，构造成阀锥的第一阀体能相对于锥形的阀座在关闭位置和打开位置之间移动并且在打开位置中以及半打开位置中由在阀体和阀座之间的环绕的间隙确定阀开口。
优选地，所述衔铁至少局部地通过套筒包围，所述第二阀体布置在所述套筒上。
优选地，所述第一阀弹簧和所述第二阀弹簧与所述套筒接合。
优选地，所述第一阀和所述第二阀同轴地布置。
优选地，所述安全阀构造成可更换的模块单元。
该目的通过用于以调制方式控制气流的安全阀实现，该安全阀构造成双安全阀。安全阀设计成具有步进马达；衔铁；包括第一阀体、第一阀弹簧以及第一阀座的第一阀；和包括第二阀体、第二阀弹簧以及第二阀座的第二阀。衔铁从安全阀的关闭位置的运动逆着第一阀弹簧的弹簧力作用并且使第一阀体与第一阀座脱开。此外，衔铁的运动逆着第二阀弹簧的弹簧力作用并且也使第二阀体与第二阀座脱开，从而由此打开阀开口以便气流流通。气流通过阀开口的流通量在此经由步进马达在关闭位置和完全打开位置之间以及在部分打开位置中可连续地调节。
步进马达的使用特别有利，因为在精确步数中可重现地控制相同的气体量。因此，根据本实用新型的安全阀除了双倍的安全性以外也承担典型调节阀的任务。这降低了所需的结构空间和成本。
对此特别是这种实施方式是有利的，即，仅经由通过步进马达控制的第二阀体升程调节通过安全阀的阀开口的气流流通量。
步进马达优选构造成直线的、多极的、线圈驱动的、没有咬合力或咬合力矩的步进马达。咬合力在任何情况下都小于弹簧复位力。步进马达的构造可具有或没有永磁体。
在一种实施例中，第二阀弹簧的弹簧刚度(也称为“弹簧强度”)确定为比第二阀弹簧的弹簧刚度更高，使得作为调节的辅助，可经由步进马达连续地调节第二阀以及安全阀的可变的打开位置。
在经由步进马达产生的直线力在打开位置的方向上作用在衔铁上的情况下，提高在第一阀的第一阀弹簧上的预紧力。一旦由步进马达产生的力高于弹簧力，第一阀体与第一阀座脱开并且第一阀移动到打开的打开位置中。
第二阀由于第二阀弹簧的弹簧刚度较高首先还保持关闭并且在通过步进马达继续提高在衔铁上的力作用的情况下朝打开位置的方向打开。
仅通过第二阀体的升程以及根据通过步进马达产生的衔铁位置调节通过安全阀的阀开口的气流流量。
在安全阀的设计方案中，第一阀体直接布置在衔铁上。
安全阀的另一实施方式设置成，衔铁至少局部地通过磁的或非磁的套筒包围，在套筒上布置第二阀体。衔铁可运动地布置在套筒之内。衔铁经由步进马达被驱动而在套筒之内在轴向方向上运动并且逆着同样布置在套筒之内的第一阀弹簧作用。
在有利的实施方式中第一阀弹簧和第二阀弹簧与套筒接合。第二阀弹簧与第一阀弹簧分开地优选布置成包围套筒，其中，衔铁的运动可传递到套筒上，并且经由套筒间接地作用到第二阀弹簧上。第二阀体优选同样布置或构造在套筒上。
此外一种有利的设计方案在于，第一阀体直接布置在衔铁上并且构造成阀锥，阀锥在关闭位置中穿过第一阀座。此外有利的是，第一阀座具有锥形的横截面。同时经由锥形阀体的外侧面和成型为互补锥形的阀座进行密封。对此，构造成阀锥的第一阀体可相对于锥形阀座在关闭位置和打开位置之间移位并且在打开位置和部分打开位置中通过在阀体和阀座之间的环绕间隙确定阀开口。
作为结构空间优化的实现方案，在安全阀中设置成，第一阀和第二阀同轴地布置。此外，安全阀实施成可更换的模块单元是有利的。这种模块单元的特征是，作为单个单元的紧凑的结构方式，其可与其他构件无关地使用。例如这种模块单元可安装在气体路径中，在气体路径中也构造额外的调节阀。
根据本实用新型的安全阀能够在其使用寿命上尽可能精确地调制。
附图说明
本实用新型的其他的有利改进方案在下面与本实用新型的优选实施方式的描述一起根据附图详细阐述。其中示出：
图1示出了安全阀在关闭位置中的侧视剖视图；
图2示出了图1中的安全阀在打开位置中的侧视剖视图。
具体实施方式
在图1和图2中在侧视剖视图中示出了构造成安全阀1的实施例，该安全阀实施成具有两个彼此同轴布置的阀的双安全阀。安全阀1在图1中处于关闭的位置中，在图2中处于打开位置中。在示出的实施方式中安全阀可被装入并且固定到例如由燃气-空气壳体50形成的气体路径中。对此借助密封件21进行密封。
在阀壳体20之内布置电线圈2，电线圈在磁衔铁的轴向上部区段中包围磁衔铁3。衔铁3容纳在套筒10中，套筒又通过罩22包围。在衔铁3上布置锥形的第一阀体4，其放置在第一阀的在剖面中同样锥形的第一阀座6上。在衔铁3和套筒10之间布置第一阀弹簧5，其在轴向方向上朝向衔铁3以及第一阀体4施加持久的轴向弹簧力。第二阀由固定在套筒10上的第二阀体7、第二阀座9和第二阀弹簧8形成，阀弹簧逆着套筒10以及第二阀体7施加持久的轴向弹簧力。第二阀弹簧8间接地支撑在壳体20上。
衔铁3通过直线步进马达15在轴向方向上移动。步进马达经由轴向串联布置的多个线圈2控制并且经由螺杆改变衔铁3的轴向位置。为了打开安全阀1，步进马达15将力在轴向方向上产生到衔铁3上，该力与第一阀座5和第二阀弹簧8的弹簧力相反作用。第二阀弹簧8的弹簧力或弹簧常数大于第一阀弹簧5的弹簧力或弹簧常数。衔铁3自达到步进马达15的第一临界位置开始在套筒10之内沿轴向向上运动并且压缩第一阀弹簧5。衔铁3此时沿轴向贴靠在套筒10上，第一阀体4与第一阀座6脱开并且因此第一阀完全打开。第二阀弹簧8自开始由于较高的弹簧刚度保持未被压缩，从而第二阀体7还置于第二阀座9上并且安全阀1保持关闭。在衔铁3经由步进马达5继续移动时，衔铁3与套筒10一起在限定套筒10的轴向运动的罩22之内在轴向方向上向上挤压并且由此压缩第二阀弹簧8。在通过步进马达15的力作用足够大的情况下，第二阀体7开始与第二阀座9脱开，由此第二阀以及安全阀1打开。由于第二阀弹簧8的弹簧刚度确定得足够大，第二阀弹簧不是冲击式的，而是取决于步进马达15连续地压缩。
因此，第二阀以及安全阀1可经由步进马达15连续地调节在关闭位置和完全的打开位置之间以及在任意的部分打开位置中通过阀开口的气流流通量。
因为只有在高于临界值时第二阀才打开，即第二阀体7才上升，第一阀在调节第二阀的时间点持续地保持完全打开并且没有影响调节。在通过步进马达15产生到衔铁3上的力降低到第一临界值时，第二阀连续地关闭，在力继续降低到低于第一临界值之下的值上时第一阀也关闭。

Claims (11)

1.一种用于以调制方式控制气流的安全阀，其特征在于，所述安全阀构造成双安全阀，其具有步进马达(15)；衔铁(3)；包括第一阀体(4)、第一阀弹簧(5)以及第一阀座(6)的第一阀；以及包括第二阀体(7)、第二阀弹簧(8)以及第二阀座(9)的第二阀，其中，所述衔铁(3)从安全阀(1)的关闭位置的运动逆着第一阀弹簧(5)的弹簧力作用并且使第一阀体(4)与第一阀座(6)脱开，并且衔铁(3)的运动逆着第二阀弹簧(8)的弹簧力作用并且也使第二阀体(7)与第二阀座(9)脱开，从而由此打开阀开口以便气流流通，其中，气流通过阀开口的流通量经由步进马达(15)在关闭位置和完全打开位置之间以及在部分打开位置中能连续地调节。
2.根据权利要求1所述的安全阀，其特征在于，所述安全阀构造成，仅经由通过步进马达(15)控制的第二阀体(7)的升程调节通过所述安全阀(1)的阀开口的气流流通量。
3.根据权利要求1或2所述的安全阀，其特征在于，所述步进马达(15)构造成直线的、多极的、线圈驱动的步进马达。
4.根据权利要求1或2所述的安全阀，其特征在于，所述第二阀弹簧(8)的弹簧力大于所述第一阀弹簧(5)的弹簧力。
5.根据权利要求1或2所述的安全阀，其特征在于，所述第一阀体(4)直接布置在所述衔铁(3)上并且构造成阀锥，所述阀锥在关闭位置中穿过所述第一阀座。
6.根据权利要求1或2所述的安全阀，其特征在于，所述第一阀具有锥形的横截面。
7.根据权利要求5所述的安全阀，其特征在于，构造成所述阀锥的第一阀体(4)能相对于锥形的阀座在关闭位置和打开位置之间移动并且在打开位置中以及半打开位置中由在阀体和阀座之间的环绕的间隙确定阀开口。
8.根据权利要求1或2所述的安全阀，其特征在于，所述衔铁(3)至少局部地通过套筒(10)包围，所述第二阀体(7)布置在所述套筒上。
9.根据权利要求8所述的安全阀，其特征在于，所述第一阀弹簧(5)和所述第二阀弹簧(8)与所述套筒(10)接合。
10.根据权利要求1或2所述的安全阀，其特征在于，所述第一阀和所述第二阀同轴地布置。
11.根据权利要求1或2所述的安全阀，其特征在于，所述安全阀构造成可更换的模块单元。
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