CN87106407A - 流体截流阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种截流阀，包括阀体(12)、在相配合的阀座(20)上端设置有阀锥(22)的阀塞和可通过塞杆(58)在阀体(14)中轴向运动并容纳所说阀塞的阀塞座(16)，为防止阀塞过紧，阀塞座(16)以滑动离合器的方式连接到阀体(14)上。此外，截流阀的出口(146)可由一个止回阀关闭。

Description

本发明涉及一种流体截流阀，包括阀体，在相配合的阀座上端设置带有阀锥的阀塞，和容纳阀塞并借助塞杆在阀体中可轴向调节的阀塞座。当阀塞到达行程极限时，阀塞座的轴向运动转变为径向运动。

一种相应的截流阀公开在EP-B-0073855中，通过阀锥相对于阀座的配置以及提供一个防止阀在打开或关闭位置过紧的滑动离合器，可获得一种高功能的特别适合于卫生设备的截流阀，这种阀可由塑料制做，与金属阀相比在生产和磨损方面具有显著的优点。

本发明的目的是改进上述这类截流阀，以简单的设计措施预防阀的任何“过紧”，并使阀的所有元件的简便装配成为可能，还能够避免杂质流经该阀，特别是阀的逆流得以防止，最后能实现将该截流阀安装在非标准尺寸设备上的可能性。

这一目的实际是这样实现的，在阀塞座外壁上设置能够在阀体内壁相应轴向凹槽内轴向滑动的轴向突翼，当达到行程极限时，突翼是可动的，能进入各自相邻的凹槽以实现径向运动。在阀塞座外壁上的凹槽最好是“弹性”的设计，这样一方面避免讨厌的磨损和裂缝，也不会张紧轴向导槽，另一方面当到达行程极限时保证突翼从凹槽“跳向”另外的凹槽。各个元件最好含有塑料如聚醋酸酯或尼龙，使它们具有长的工作寿命。结果，根据本发明的阀其制造成本可显著降低，另外还具有其它许多优点，诸如重量方面。按照本发明的一个进一步值得注意的实施例，阀塞座借助一个穿过阀塞座中径向槽的支持件连接到塞杆或轴上。

单独加以保护的措施是，把流体输送设备连到阀上的通口可由一个与阀塞同轴设置并可轴向运动的零件来关闭，它构成了一个止回阀，这里，作为止回阀的元件最好在阀座下面沿着阀塞是可动的，以便与在另一侧容纳阀座的阀体区段形成密封接触。

同样值得注意的独特发明措施是将阀锥由一个中空圆柱型腔室轴向可动地安装，腔室则以密封接触方式紧靠在设备内部的通口上。这样做的优点在于，阀座本身不必伸入到设备管路区域中，那样的话将涉及到两者尺寸的相互调整。

最后本发明特别由这一事实加以区别，即：通过将一个最好是螺母型的限制件直接地或间接地拧到阀体上，阀体的长度差别可被补偿。这里，由旋拧动作产生的限制件的轴向运动最好根据所施加的拧紧扭矩可转变为完全的径向运动。因此，设置了一个滑动离合器以保证不受控制的作用力对阀体不起作用。

权利要求包括了进一步的特征，它们具有单独的本质上的发明内容和/或其组合。

在下述对以附图表示的最佳实施例的说明中，将陈述本发明进一步的细节，优点及特征。

图1表示安装在卫生设备中的截流阀的第一个实施例;

图2表示按照图1的未安装的截流阀;

图3表示安装在设备中的截流阀的第二个实施例;

图4表示截流阀进一步的实施例，它的有效长度可根据设备来调节;

图5至图7表示截流阀进一步的实施例;

图8表示做为止回阀的关闭元件的平面图;

图9表示图8中元件的截面图;

图10表示用以连接阀塞座和塞杆的支持件;

图11表示阀体在图2Ⅻ-Ⅻ线处的截面图;

图12表示沿图2Ⅻ-Ⅻ线贯穿阀塞座的截面图。

为清楚起见，在下述对截流阀的细节及其最佳实施例的说明中，相同的零件给予相同的数字表示。

图1是安装在某一卫生设备，例如水龙头（12）中的截流阀（10）的截面图，水龙头的各个零件无需详细解释，流体流经设备（12）和阀（10）的流向以箭头表示。

截流阀（10）包括：将阀塞座（16）包容其中的阀体（14），阀塞座则在其前部装有一个带阀头（22）的阀塞（18），阀头（22）可向阀座（20）降下或从阀座上提起，在阀座的密封区域，阀头（22）设计成锥形以实现良好的关闭。在它自由的平端上，阀头（22）可具有一个允许流体但不允许杂质颗粒通过的盘形件元件（26），元件（26）被调整到设备（12）的管段（28）的尺寸，在这当中阀锥（22）以这样的方式运动，即：基本上防止了流向的改变。

阀体（14）通过螺纹（30）拧在设备（12）上，作为一个限制元件，中空圆柱型的阀体（14）在螺纹（30）的下面有一个当阀体充分拧入时紧靠在龙头（12）的台阶（34）上的完整圆形突台（32），这一部位还有一个O形密封圈（36），如果阀体（14）已充分拧入，突台（32）和阀座（20）自由端之间的距离将保证阀座（20）同设备（12）的环形突缘（38）密封接触，其结果保证了流体可全部流经阀座（20）中的通口（40），然后经排出口（42）流出设备（12）。

至于阀体（14）或突台（32）的尺寸，最好制做一种1/2吋或3/4吋螺纹的可调装置。

阀座（20）由带排出口（42）的中空圆柱件（44）安放，而中空圆柱件则可安装在阀体（14）的自由边缘（46）上，并可从上卸下。为保证可靠的导向特别是防止安装过程中零件相互间讨厌的滑动，边缘（46）设置了倾斜，零件（44）的端缘（48）与之相适应，通过台阶实现相互配合。

为将阀锥（22）降向阀座或从阀座提起到所需的程度，阀塞座（16）设置成可在设计为中空圆柱体的阀体（14）内轴向运动的，为此，阀塞座在其尾部（50）-图的下部-带有若干突翼（52），它们最好以星型排列如图12所示。突翼从带有与塞杆（58）外螺纹相配合内螺纹（56）的中空圆柱型内壁（54）延伸，由槽（60）隔开，因而具有若干弹性的突翼（52）啮合于阀体（14）内壁（64）的凹槽（62）内，如果此时通过手轮（66）或类似的东西使塞杆处于旋转运动，阀塞座（16）将被迫产生由突翼（52）和凹槽（62）的相互作用而得以保证的轴向运动。

为使阀塞座（16）沿阀体（14）内壁（64）的低磨损轴向运动成为可能，支承由密封环（68）和（70）承担。这样，不仅可使运动方便而且还可密封，保证流体不从阀体内壁与塞杆之间渗出。

塞杆（58）包括一个第一外部区段（72）和相邻的另一尺寸较大带外螺纹的区段（74），外螺纹与阀塞座（16）的内螺纹（56）相配合。区段（72）可在与阀体轴线（76）同轴设置的圆柱形凹部（78）内运动，凹部则由端侧的内壁（80）来确定，区段（72）前端有一尺寸较大的盘形段（82），这样在区段（72）和区段（82）之间形成一个台阶，如图10所示平面为“U”形的支持件（86）通过一个径向槽（84）从阀塞座（16）的外部插进凹部（78），包围塞杆（58）的区段（72）。由于支持件（86）设有与区段（72）的尺寸相应的凹口（89），就可以保证当塞杆（58）运动时，外部区段（82）不能够穿过支持件（86），这确保了塞杆（58），随之阀塞座（16）或阀塞（18）的行程限制。

这种行程限制一方面由内壁（80）来确定，另一方面由支持件（84）来确定，取决于区段（82）是靠在内壁（80）还是靠在盘形支持件（84）上。在极限位置上，同时还保证了阀头（22）与阀座密封接触或具有离开阀座的最大距离（见图），在这种情况下，传统设计的截流阀中，手轮（66）以及随之通过螺钉（88）相连的塞杆的进一步动作将不再产生进一步的转动，（在关闭操作时）在阀锥或阀座上反将产生一个不希望的载荷或是产生手轮过紧，结果会是严重的磨损或撕裂及可能的无可挽救的损坏。然而在本发明的情况下，手轮（66）以及随之塞杆（58）的进一步转动是可能的，因为突翼（52）-设计成某种程度的“弹性”-此时将滑出凹槽（62），越过阀体（14）内壁上凹部之间的凸起部分（90），这样手轮的旋转运动直接变成塞杆（58）的径向运动，此时不存在阀塞座（16）的进一步轴向移动，然而这种突翼（52）越过凸起部分（90）的“跳跃”动作，只有在盘形区段（82）与内壁（80）或支持件（86）相互作用时才会发生，否则，由手轮传递的旋转力将不足以使突翼（52）跳越凸起部分（90）进入另一个凹槽（62）。

只要手轮向相反方向转动，就会有阀塞座（16）以及随阀塞（18）的直接轴向运动，这样在打开或关闭运动时，不会发生时间延迟现象。

设置在阀体（14）下端的圆盘（90）保证了塞杆（58）本身在轴向是不可调的。

为保证流体不能返回流过设备（12）的排出口（92）及返回进入相连的管道，设置了一个封闭元件（94）做为止回阀，元件（94）一方面围绕阀塞（18），另一方面可借助弹性件（96）向阀座方面运动。盘形件（96）设计成一个套圈并以密封接触方式靠在圆柱状腔室（44）的内面区域（98）上，腔室的外部则安装着阀座（20），弹性件（96）的作用力这样选择使经过元件（94）的通口（40）通常是关闭的，这就保证了渗过出口（92）的流体不能回流进入管道系统。元件（96）不能从区域（98）脱离，除非按箭头方向流动的流体的作用力超过弹簧（96）的作用力，使流体按正常的途径流入设备（12）。

可见，阀体（14）、塞杆或轴（58）、阀塞座（16）、阀座（20）、阀塞（18）和密封件（96）彼此沿轴线（76）同轴布置。阀塞（18）被卡入阀塞座面向阀座的区域中的凹槽（100）里，为此，阀塞在下端有一通过若干槽（未表示）安放在所说凹槽中的鼓凸状加强部分（102），这不仅保证了装配简便，而且允许零件间的相对运动，这使阀座（20）和阀头（22）之间密封良好，如果在这一区域中设置附加装置，阀头（22）就可以偏斜以便允许补偿，确保截止。

图3中表示了根据本发明的截流阀（20）进一步的实施例，它同样是安装在设备（12）中的。与图1的实施例不同，支持阀座（20）的中空圆柱体的支持装置（40）在阀座的后面延伸，以便托住一个确定了腔室（106）使阀头（22）可在里面轴向运动的柸状元件（104），通过使元件（44）和（104）配合在一起来完成两者间的连接，为此，圆壁（108）和（110）彼此平行伸展并通过台阶相互座牢。圆壁（108）和（110）相应地形成了这一位置处形状为中空圆柱体的元件（44）和（104）的外壁或内壁，元件（104）由一个允许流体渗过但阻止杂质通过的圆盘（112）覆盖。

现在，由柸形元件（104）封闭的阀体以这样的方式插入设备（12），即：使管段（114）紧靠在元件（104）的端面以保证流体能沿箭头方向全部流经腔室（106），到达排放口（42）或（92），这种结构的优点在于：腔室（106）内的阀头（22）是可动的，不需要相对设备（12）进行调整。而通常，如图1所阐明的那样，阀头是在设备的管段内运动。

图4中表明了本发明的一个进一步值得注意的单独的改进形式，为了允许设备中截流阀的紧固范围之间的距离，即：根据图1的实施例中的阀座（20）与突台（32）间的距离，可以改变，设置了一个同样具有向外突台（116）的螺帽形限制件（118），它可拧在中间元件（120）的螺纹（122）上，而中间元件则设计成中空圆柱形并安装到阀体（14）的外壁上。以滑动离合器的方式连接元件（120）和阀体（14）也是可能的，这样在拧上元件时，如果施加了不允许的力，扭矩可被限制，滑动离合器可设计成突起与凹槽相互作用的系统，突起可跳入相邻的凹槽，即：当施加的拧紧力超过设定值时，元件（122）仅仅完成径向运动。

图7表示限止件（124）的改进形式，限制件可用螺纹（126）拧到阀体（14）的外壁上，在下部限制件（124）由一个支持螺母（128）包围。螺母以它的上部自由端（138）嵌入限止件下缘的凹部，比如整个环绕限制件（124）的沟槽（132）内。在下端元件（128）由阀体（14）的外壁支承，在沟槽（132）处，元件（124）和（128）相互作用如同某种形式的滑动离合器。嵌入沟槽（132）的区段（130）有若干未表示出的突起，由区段延伸并嵌入沟槽（130）内壁上的凹槽内。如果支持螺母（128）在外部被扣紧并开始作旋转运动，限制件（124）将根据旋转方向朝向或远离密封（136）运动。一旦突台（134）接触到设备中的一个停止件-未表示-并被牢牢地靠在上面，滑动离合器便开始动作，这意味着支持螺母（128）的突起在沟槽（130）内从凹槽跳入另外的凹槽，这样元件（128）的旋转运动传递到限止件上只能当螺母（124）仅作径向运动时才能实现。采用根据本发明的截流阀的这一实施例就有可能将阀调整到具有非标准尺寸的设备上。

图6表示一个阀塞（18）和阀塞座（16）之间连接的实施例。阀塞（18）这样连接到阀塞座（16）上;在两个元件之间存在有同轴相对运动，即：它们可以沿一共同表面绕阀的轴线相对转动，为此阀塞座（16）有一个由完整圆形槽形成的柸状端部（136），柸状端部由阀塞（18）的适当成型的底部（138）所包围，使得自由的同轴运动成为可能。也就是说，阀塞面对阀塞座的区段设计成带有向内的端缘（139）的中空圆柱体，这一端缘可取下一部分，以便能够将它侧向安装到端部（136）上。这样，向内的端缘与沟槽啮合，阀塞（18）和阀塞座（16）之间的连接方式可理解成一个径向延伸的燕尾连接。这种设计比如当阀塞（18）被卡滞时，保证了阀塞座（16）的旋转运动是可能的。能避免阀塞（18）任何可能的损坏。

图6还表示了特别值得注意的关于阀塞座（16）和塞杆（58）之间连接的另一特点。与图1的实施例比较，塞杆（58）不是由一个支持元件可卸地连接，而是阀塞（18）有一在离开底部内壁（59）一段距离处围绕塞杆的凸盘（61），所说的凸盘由阀塞座（16）的两个向塞杆（58）方向凸出的并最好是沿直径布置的扇形体（63），从下方卡住，（当然也可能设置一个环绕体或多于两个的扇形体），阀塞座（16）与塞杆（58）之间的连接可看作快速卡接形式，为了随后能将阀塞座（16）/塞杆（58）组件轴向滑入阀体，连接本身必须在阀体（14）的外部完成，因为此后扇形体（63）不再卡在凸盘（61）下面，（在形成沿直径布置的突翼的扇形体（63）之间，最好沿直径设置另外两个面朝外的突翼，它们与轴向布置在阀体内壁中的凹槽相互作用以形成如图1所示的滑动离合器。）

当凸盘（61）靠在面朝内的突翼（63）上时，凸盘（61）本身还能限制阀塞座的行程，在这一位置，根据图6实施例的阀完全打开，当内部自由端壁（65）与阀塞座（16）中凹部（69）的底壁（67）相互作用时，阀塞座（16）及随之阀塞（18）到达另一极限位置，圆柱形凹部（69）包围着塞杆（58），在这一区域，塞杆带有外螺纹而凹部（69）的内壁上有内螺纹，这样当塞杆（58）转动时，使阀塞座（16）实现所需的轴向运动。

塞杆（58）和阀座（16）采用这种连接结构的优点在于：除了凸盘（61）和一个靠在阀体（14）的底部表面上用做限位件的凸盘（71）外，塞杆（58）的直径是不变的，其结果是非常的稳固，特别还有个优点就是有可能用做工业阀。

图5表示一个截流阀，其中阀头（22）可动地安装在由一个设计成柸形并具有圆柱形壁，相当于图3中（104）的元件所确定的腔室（140）内，在其端部，用与阀体（14）上台阶（34）处的密封（36）相同的方式，元件（142）有一个与设备某处密封接触的整圈密封（144）。元件（142）的端部有一流体流经的通口（146），这一通口（146）现在被一个做为止回阀的元件148）关闭，在图8和图9中放大表示的零件（148）有一盘形底部（150），它可在阀的那一侧将通口（146）紧闭，为此密封圈（154）还可嵌入环形槽（152）内，盘形底部（150）的直径也比通口（146）的中空直径大。图5表明，盘形底部（150）贴靠在阀头（22）的表面，阀头表面外侧是平的且垂直于阀的纵向轴线。然而为防止腔室（140）中零件（148）的任何粘附，四个凸块（154）从底部（150）伸出并沿腔室的，即柸状零件（142）的内壁（158）滑动，此外，由腹板形成且直角相交，在平面图上呈交叉形式的突棱（160）和（162）从底部（150）伸出，这两个称作“翼”的突棱（160）和（162）沿着通口（146）的内壁（164）滑动，它们还能防止偏斜，如果一股流体现正逆着通常的流动方向流过阀座（20）围绕的通口进入腔室（140），零件（148）将被关紧并封住通口（146）。

尽管实施例是在卫生设备的基础上论述了本发明，本发明在各种领域中的应用都是可能的，较佳的应用是物理或化学实验室，在那里截流阀被用于液体或气体的调整。特别地根据本发明的截流阀由塑料制作这一事实能够产生这样的优点，即它可用于涉及腐蚀性液体的场合。因为设计和材料是以较小的磨损为条件的，以及阀在任一方向上的过紧是不可能的，因此根据本发明的截流阀只要求非常少量的维护并保证高度的功能性。

Claims (17)

1、一种流体截流阀(10)包括阀体(14)，在相配合的阀座(20)上端处设置有阀锥(22)的阀塞(18)，和可通过塞杆(58)在阀体中轴向运动并容纳所说阀塞的阀塞座(16)，当所说阀塞到达行程极限时，所说的阀塞座的轴向运动被转变为径向运动，其特征在于，所说阀塞座(16)在其外壁上有轴向突翼(52)，突翼在所说阀体(14)内壁(64)中设置的轴向凹槽(62)内轴向滑动，或者当到达行程极限时进入各自相邻的凹槽以实现径向运动；反之亦然。

2、根据权利要求1所述的截流阀其特征在于，阀塞座（16）在其中心有一轴向凹部（78），塞杆（58）的第一区段（72）进入这一凹部，所说的阀塞座相对于所说的第一区段是轴向可调的并通过支持件（86）在凹部中可卸地连接到所说塞杆上。

3、根据权利要求2所述的截流阀，其特征在于第一区段（72）具有比凹部（78）更小的直径，在所有情况下，所说的第一区段在外侧由一盘形零件（82）限位，在内侧由塞杆（58）的具有较大直径的另一区段（74）限位，阀塞杆（16）的行程运动可通过支持件（86）与所说的盘形零件或另一区段的相互作用得以限制。

4、根据权利要求3所述的截流阀，其特征在于支持件（86）是一盘形件，可穿过阀塞座（16）壁内的径向槽插入凹部（78）以包围第一区段（72）。

5、根据权利要求1所述的截流阀其特征在于连接流体输送设备（12）和阀（10）的通口（146）可由与阀塞（18）同轴设置，轴向可调并构成止回阀的零件（94、148）关闭。

6、根据权利要求5所述的截流阀，其特征在于，元件（94）围绕阀塞（18）并可通过弹性件（96）压紧在容纳阀座（20）的阀体区段（40）上。

7、根据权利要求5所述的截流阀，其特征在于，元件被设计成一个穿孔的盘形件（94），其面向阀头（22）的外侧边缘（98）带有角度，所说的边缘可贴靠到一个沿阀塞方向伸出的环形阀体区段上，所说的区段则用来支承阀座（20）。

8、根据权利要求1所述的截流阀其特征在于，阀头（22）可动地安装在从阀体（14）延伸的腔室（106、140）内，所说的腔室则以密封接触方式紧靠在设备区段的端部。

9、根据权利要求8所述的截流阀，其特征在于，中空圆柱形腔室（140）有一与阀塞同轴设置的流体进口（146），该进口可由作为止回阀并在所说腔室内轴向可调的零件（148）来关闭。

10、根据权利要求9所述的截流阀，其特征在于零件（148）具有可将进口（146）完全关闭达到所需程度的盘形底部（150）第一凸起（154）从底部凸出并可沿腔室（140）的内壁（158）滑动，从面向所说进口的底部表面伸出的第二凸起（160、162）延伸进入所说的进口，以便实现所说零件（148）的受控轴向运动。

11、根据权利要求10所述的截流阀，其特征在于第二凸起（160、162）在平面图中呈交叉形式。

12、根据权利要求1所述的截流阀，其特征在于阀塞（18）安装在阀塞座（16）的端部，其安装方式使两者相互间的同轴转动成为可能。

13、根据权利要求1所述的截流阀，其特征在于阀体（14）的外壁至少在一些区段上由带有内螺纹并可直接或间接拧到所说阀体上的限止件（116、124）包围，取决于旋拧操作所需的扭矩由旋拧操作产生的限止件的轴向运动可转变为完全的径向运动。

14、根据权利要求3所述的截流阀，其特征在于限止件（124）和螺母具有内螺纹，可拧到阀体外壁的外螺纹（126）上，所说限止件的一部分由中空圆柱形零件（128）包围并通过它传递扭矩，所说的限制件具有突起，嵌入所说的中空圆柱形零件相应的凹槽内，突起可进入各自相邻的凹槽以实现完全的径向运动，反之亦然。

15、根据权利要求14所述的截流阀，其特征在于，限止件（126）具有沿中空圆柱形零件（128）方向延伸的沟槽（132）所说零件嵌入该沟槽以传递扭矩。

16、根据权利要求13所述的截流阀，其特征在于，限止件（116）可拧到包围阀体（14）的中空圆柱件（122）上，所说的中空圆柱件则通过突翼和/或凹槽以下面的方式连接到所说的阀体上，即完全的径向旋转可能性可以实现或防止，取决于作用在所说限止件上扭矩的大小。

17、根据权利要求16所述的截流阀，其特征在于腔室（106）的流体进口由一个允许流体经过但不允许杂质通过的盘（112）覆盖。

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