TW201502401A

TW201502401A - 用於動力閥的膜

Info

Publication number: TW201502401A
Application number: TW103121523A
Authority: TW
Inventors: Morten H Christensen; Niels Bjerggaard; Rene Hansen; Poul Holck; Bent Karsten Rasmussen
Original assignee: Danfoss As
Priority date: 2013-06-24
Filing date: 2014-06-23
Publication date: 2015-01-16
Also published as: EP2818960B1; PL2818960T3; CN112628455B; KR20150000423A; DK2818960T3; CN112628455A; CN104235479A; ES2710232T3; EP2818960A1; RU2570822C1

Abstract

本發明公開了一種閥佈置(101)。所述閥佈置(101)用於控制加熱的或冷卻的流體的流量，所述閥佈置(101)包括：殼體(102)，所述殼體(102)具有入口(3)和出口(4)；壓力調節閥(111)，佈置在所述入口(3)和所述出口(4)之間，並且具有調節閥元件(112)，所述調節閥元件(112)連接到膜(115)，所述膜(115)包括至少一個密封凸緣(118、119)。在這種閥佈置中，膜的位置不總是被很好地限定，從而導致不希望的震動和噪聲。為保證膜(115)的正確地定位，第一密封凸緣(118)包括至少兩個台階(126、129)。

Description

用於動力閥的膜

本發明涉及閥佈置，用於控制加熱或冷卻的流體的流量，所述閥佈置包括：殼體，所述殼體具有入口和出口；壓力調節閥，佈置在所述入口和所述出口之間，並且具有調節閥元件，所述調節閥元件連接至膜，所述膜包括至少一個密封凸緣。

這種閥佈置例如是從EP2482160 A1已知的。壓力調節閥用於在正常操作期間保持流量控制閥上的壓差恆定，以保證通過流量控制閥的流量直接依賴於流量控制閥的開度。此外，提供支撐膜的結構，以防止在作用於膜上的壓強超過預定值的情況下損壞膜。膜包括兩個密封凸緣以及佈置在兩個密封凸緣之間的柔性部分。

這種閥佈置的問題是在某些條件下可能發生震動和不想要的雜訊。這些問題與在已知的閥佈置中的膜的位置不總是相對於調節閥元件的位置被很好地限定的事實相關。特別地，當安裝了壓力調節閥時，徑向外部密封凸緣可能會卡住在太高或太低的位置。因此，在閥佈置的操作期間，這可能會導致膜的柔性部分比設計預期的被更加大地拉伸或更鬆動。在大的壓力正作用於膜的情況下，這又可能會導致震動和雜訊的發展。

本發明的目的是提供一種具有膜的閥佈置，且所述膜具有相對於調節閥元件被很好地限定的位置，並且可減小產生不希望的震動或雜訊的風險。

所述目的通過第一密封凸緣包括至少兩個臺階來解決。

通過使用具有至少兩個臺階的密封凸緣，較容易地控制所述密封凸緣相對於壓力調節閥的安裝位置。在現有技術中，所使用的密封凸緣具有大致圓形或半圓形的橫截面。因此，無法確保在安裝期間，特別是徑向外部密封凸緣將很好地滑到在殼體和壓力調節閥之間的預期位置上。現在根據本發明，因為至少兩個臺階允許正確地限定第一密封凸緣的駐立位置(resting position)，所以可以更精確地控制第一密封凸緣的位置。因此，當安裝時，第一密封凸緣更可能與調節閥元件一致地移動，從而導致膜的很好地限定的位置。

在較佳的實施例中，膜是大致O形環狀的，並且第一密封凸緣佈置在膜的徑向外部端部處。這樣，第一密封凸緣將佈置成接觸殼體。因此，在安裝期間，膜相對於殼體和壓力調節閥的移動將比使用在現有技術已知的解決方案更加可預測。

在另外的較佳實施例中，殼體包括至少一個台肩，所述台肩大致與第一密封凸緣的至少一個臺階的形狀匹配。將台肩佈置在殼體中(所述台肩與至少一個臺階的形狀匹配)將允許在安裝之後第一密封凸緣具有很好的限定的駐立位置。

在較佳的實施例中，壓力調節閥包括至少一個台肩，所述台肩大致與第一密封凸緣的至少一個臺階的形狀匹配。將台肩佈置在調節閥元件中將允許當安裝壓力調節閥時，壓力調節閥有效地沿著它的移動方向拉動第一密封凸緣。

在另一個較佳的實施例中，膜包括至少兩個密封凸緣和佈置在至少兩個密封凸緣之間的至少一個柔性部分。這樣，至少兩個密封凸緣可以在一方面用於密封膜，並且在另一方面限定膜表面的邊緣。第二密封凸緣可以用於將膜連接到調節閥元件，其中第二密封凸緣可以有圓形的或半圓形的橫截面，或具有匹配第一密封凸緣橫截面的橫截面。

在還一較佳的實施例中，壓力調節閥包括容納第一密封凸緣的凹槽。在這種情況下，第一密封凸緣可以用它的徑向內側駐立在凹槽中，從而允許很好地控制第一密封凸緣的位置。例如，凹槽可以佈置在壓力調節閥的支撐結構中，並且可以佈置成直接鄰近台肩。在這種情況下，壓力調節閥可以至少部分地從三個側面包封第一密封凸緣。

在較佳的實施例中，第一密封凸緣佈置在閥佈置中且處於預張力下。例如，第一密封凸緣的徑向範圍可以選擇成比在第一密封凸緣的預想位置處壓力調節閥和殼體之間的徑向距離更大。這樣，第一密封凸緣將在組裝期間彈性形變，並且因此將佈置在閥佈置中且處於預張力下，從而確保緊密密封。

在另外的較佳實施例中，第一密封凸緣包括至少一個溝槽。特別地，溝槽可以佈置在密封凸緣的兩個徑向突起之間。可選擇地或另外地，溝槽可以佈置在第一密封凸緣背對柔性部分的一側。在後者的情況中，可以鄰近凹槽形成兩個突起。這樣，在出現高壓強的情況下，溝槽增加的表面將導致額外的力，該額外的力將兩個突起推動分開，因此甚至進一步地改進第一密封凸緣的緊密性。

在另一個較佳實施例中，第一密封凸緣包括至少一個突起。至少一個突起可以佈置在第一密封凸緣的徑向外側，因而駐靠殼體。可選擇地或另外地，至少一個突起可以佈置在第一密封凸緣的背對柔性部分的端部處。在後者的情況中，至少一個突起仍然可以駐靠殼體，以保證膜的緊密密封。

在另外的較佳實施例中，至少一個突起具有大致矩形的橫截面。這樣，可以保證第一密封凸緣仍然可以以相對大的表面與殼體接觸。

在還一較佳實施例中，至少一個突起具有錐形的橫截面。因此，接觸殼體和/或壓力調節閥的第一密封凸緣的表面可以通過使用具有錐形橫截面的這樣的突起限制。特別地，如果具有錐形橫截面的這種突起定位在第一密封凸緣的徑向外側，則將保證直接接觸殼體的第一密封凸緣的表面可以相對地小，從而防止第一密封凸緣在不希望的位置處卡住。

在另一個較佳實施例中，第一密封凸緣具有大致矩形主體。因此，可以容易保證第一密封凸緣包括至少兩個臺階。在本實施例中，第一密封凸緣仍然可以包括至少一個突起和/或至少一個溝槽。因此，可以控制第一密封凸緣與殼體和/或壓力調節閥的接觸表面，以及引導第一密封凸緣的彈性變形。

在還一較佳的實施例中，至少一個溝槽佈置在第一密封凸緣的徑向外側。這樣，第一密封凸緣將較佳地在面對殼體的一側處彈性變形。此外，可以限制第一密封凸緣與殼體的接觸表面，以保證當安裝時第一密封凸緣將與壓力調節閥一致地移動。

在還一較佳的實施例中，至少一個溝槽佈置在第一密封凸緣背對柔性部分的端部處。因此，可以鄰近所述溝槽形成兩個突起。這樣，在出現高的壓強的情況下，溝槽的增加的表面將導致額外的力，所述額外的力將兩個突起推動分開，因此甚至進一步改進第一密封凸緣的緊密性。

1‧‧‧閥佈置

10‧‧‧杆

101‧‧‧閥佈置

102‧‧‧殼體

11‧‧‧壓力調節閥

111‧‧‧壓力調節閥

112‧‧‧調節閥元件

113‧‧‧調節閥座

115‧‧‧膜

116‧‧‧固定元件

117‧‧‧柔性部分

118‧‧‧第一密封凸緣

119‧‧‧第二密封凸緣

12‧‧‧調節閥元件

120‧‧‧密封腔

121‧‧‧支撐結構

122‧‧‧徑向內側

123‧‧‧徑向外側

124‧‧‧凹槽

125‧‧‧突起

126‧‧‧臺階

127‧‧‧台肩

128‧‧‧第二突起

129‧‧‧臺階

13‧‧‧調節閥座

130‧‧‧台肩

131‧‧‧溝槽

134‧‧‧矩形主體

14‧‧‧彈簧

15‧‧‧膜

16‧‧‧固定元件

17‧‧‧柔性部分

18‧‧‧第一密封凸緣

19‧‧‧第二密封凸緣

2‧‧‧殼體

20‧‧‧密封腔

21‧‧‧支撐結構

225‧‧‧突起

3‧‧‧入口

325‧‧‧突起

4‧‧‧出口

425‧‧‧突起

428‧‧‧突起

431‧‧‧第一溝槽

432‧‧‧突起

433‧‧‧第二溝槽

5‧‧‧出口管

525‧‧‧突起

6‧‧‧控制閥元件

625‧‧‧突起

628‧‧‧突起

7‧‧‧控制閥座

725‧‧‧突起

728‧‧‧突起

731‧‧‧溝槽

8‧‧‧心軸

9‧‧‧控制閥彈簧

圖1是根據現有技術的閥佈置的截面圖。

圖2是圖1中A框線的放大細節圖。

圖3是根據本發明的閥佈置的截面圖。

圖4是圖3中B框線的放大細節圖。

圖5-10示出與根據圖3和4的閥佈置一起使用的膜的可替代的實施例。

因此，圖1和2顯示根據現有技術的閥佈置1，包括殼體2以及入口3和出口4。這裡，出口4連接到出口管5。

閥佈置還包括控制閥，該控制閥具有佈置在入口3和出口4之間的控制閥元件6和控制閥座7。控制閥元件6連接到心軸8，所述心軸8在開口位置被控制閥彈簧9載入。心軸8連接到杆10，所述杆10可以連接到例如溫度調節裝置(thermostatic)致動器(未示出)。然而，用於致動心軸8的任何其他合適的裝置當然也是可能的，例如保護艙、輪子或電動馬達。

通過在朝向控制閥閥座7的方向上移動控制閥元件6，可以對從入口到出口的流量節流。當在遠離控制閥閥座7的方向上移動控制閥元件6時，控制閥的流阻被減小。

壓力調節閥11佈置在入口3和流量控制閥6、7之間。壓力調節閥11包括調節閥元件12以及調節閥座13。在圖1中，因為調節閥元件12駐靠調節閥座13，壓力調節閥11是關閉的。

調節閥元件12在開口方向上通過彈簧14(見圖2)進行載入，即在這種情況下在遠離調節閥閥座13的向上的方向上。

調節閥元件12通過固定元件16連接到膜15。此外，膜15具有柔性部分17，其中當調節閥元件12移動時，膜15可以變形。

膜15還包括兩個密封凸緣18、19。膜15在這種情況下大致是O形環狀的，其中第一密封凸緣18佈置在膜15的徑向外端處，第二密封凸緣19佈置在膜15的徑向內端處。

第一密封凸緣18佈置在壓力調節閥11和殼體2之間。如可以從圖2所見，第一密封凸緣18在壓力調節閥12和殼體2之間彈性變形，由此確保在膜上的緊密密封。第一密封凸緣18在這裡佈置在密封腔20中。調節閥座13是支撐結構21的一部分。

第二密封凸緣19通過固定元件16固定到調節閥元件12。因此，當調節閥元件12移動時，膜的徑向內部部分將被拉動或拉長，因而使膜15的柔性部分17彈性變形。

這種設計中的問題是，當裝配閥佈置1時，不能足夠好地控制第一密封凸緣18的位置。因此，第一密封凸緣18可以達到駐立在密封腔20的上端或下端上。因此，膜的彈性變形所能夠實現的柔性部分17的長度可以比預期更長或更短。這意味著，柔性部分17在調節閥元件12的關閉位置可能太長，或在調節閥元件12的打開位置中可能太短。特別地如果高的壓強正作用於膜15，從而導致了產生不希望的雜訊，這可能又導致膜的不希望的震動。

在圖3和4中，示出根據本發明的閥佈置101。相對應的部件被用與圖1和2中的相同的參考標記標識。

這裡，壓力調節閥111包括調節閥元件112以及調節閥座113。調節閥座113再次是支撐結構121的一部分。新型的膜115抵靠調節閥元件112用固定元件116固定。圖3和4顯示膜115的具體實施例。膜115的可替代實施例將在圖5到10中示出。膜115包括柔性部分117、第一密封凸緣118以及第二密封凸緣119。第一密封凸緣118佈置在大致O形環狀的膜115的徑向外端處。第一密封凸緣118定位在密封腔120中。密封腔120佈置在支撐結構121和殼體102之間。

第一密封凸緣118包括徑向內側122和徑向外側123。徑向內側122容納在支撐結構121的凹槽124中。在本實施例中徑向內側122過渡到突起125中，該突起佈置在背對柔性部分117的端部處。在面向柔性部分117的端部上，徑向內側122過渡到臺階126。徑向內側122將較佳地比凹槽124更大，使得第一密封凸緣118在凹槽124中保持在預張力下。因此，第一密封凸緣118不必形面配合地(positively)連接到支撐結構121，但是如果第一密封凸緣118直接接觸在突起125處的支撐結構121和臺階126，則其已經是足夠的。支撐結構121還包括台肩127，使得第一密封凸緣可以在臺階126處駐靠台肩127。此外，台肩127另外確保第一密封凸緣118在安裝之後具有很好地限定的位置。如圖2中清楚地所見的，第一密封凸緣18沒有很好地限定的駐立位置，因此本發明的優勢在這一點上已經變得清楚。

另外，第一密封凸緣118包括徑向外側123。在本實施例中的徑向外側123也過渡到第二突起128，所述第二突起128再次佈置在背對柔性部分117的第一密封凸緣的端部處。徑向外側123駐靠密封腔120的徑向外壁，特別是駐靠殼體102。這裡，第一密封凸緣118的最大徑向範圍比密封腔120的徑向寬度大。因此，第一密封凸緣118駐靠密封腔120的徑向壁且處於預張力下，因而確保緊密密封。

在面向柔性部分117的徑向外側123的末端處，佈置臺階129。臺階129駐靠殼體102的台肩130。這確保第一密封凸緣118的駐立位置也相對於殼體102被很好地限定。

在突起125、128之間，第一密封凸緣118包括溝槽131。該溝槽131確保，在大壓強正作用到膜115上的情況下，突起125、128將被推動分開，因此改進第一密封凸緣118的密封。在該實施例中，第一密封凸緣118因此具有大致V形橫截面。

圖5到10示出與根據本發明的閥佈置101一起使用的膜115的可替代的實施例。為簡便起見，僅在圖5到10中示出膜115，以突顯在不同的實施例中第一密封凸緣118中的差異。相對應的部分被用相同的參考標記標識。

儘管在圖3和4中第一密封凸緣118具有大致V形橫截面，但是根據圖5第一密封凸緣118包括矩形主體134。第一密封凸緣118再次包括兩個臺階126、129，以保證第一密封凸緣在閥佈置101中具有很好地限定的駐立位置。

在這種情況下，徑向內側122和徑向外側123佈置成大致彼此平行。在第一密封凸緣118的徑向外側123中佈置突起225。在這種情況下，突起225是圓形的，並且具有大致半圓形形狀。第一密封凸緣118因此將在突起225處駐靠密封腔120的徑向外壁。較佳地，在徑向內側122和突起225之間的第一密封凸緣118的徑向範圍將比密封腔120的徑向範圍更大。因此，第一密封凸緣118將在突起225處彈性變形，因而確保膜115的緊密密封。

圖6顯示膜115的第三實施例。在這種情況下，第一密封凸緣118再次包括大致矩形主體134和兩個臺階126、129。

如在第二實施例的情況中，第一密封凸緣118這裡包括佈置在第一密封凸緣118的徑向外側123上的突起325。突起325具有錐形的橫截面，因而確保直接接觸殼體 102的第一密封凸緣118的表面將比在第二實施例的情況中甚至更小。

在圖7中，示出膜115的第四實施例。這裡第一密封凸緣118再次包括大致矩形主體134。如在第二和第三實施例的情況下，徑向內側122大致是平坦的。相對於以前的實施例，三個突起425、428、432佈置在第一密封凸緣118的徑向外側123上。在突起425、428之間，佈置第一溝槽431。在突起428、432之間，定位第二溝槽433。在這種情況下，溝槽431、433二者具有大致矩形橫截面。

所有的三個突起425、428、432這裡還具有大致矩形橫截面。因此，接觸殼體122的第一密封凸緣118的表面將相對地大，而仍然比接觸壓力調節閥的表面小。

圖8顯示膜115的第五實施例。第一密封凸緣118再次包括大致矩形主體134。在第一密封凸緣118的徑向外側123上，佈置一個突起525。突起525具有大致矩形橫截面。在本實施例中，確保第一密封凸緣118的至少一些延伸的表面接觸殼體102，而所述表面仍然比在第四實施例的情況下小。

圖9示出根據本發明的膜115的第六實施例。這裡，類似於第三實施例，第一密封凸緣118包括佈置在第一密封凸緣118的徑向外側123上的錐形突起628。另外，另一個錐形的突起625佈置在徑向內側122上。突起625、628較佳地在徑向方向上佈置成彼此相對。因此，可以增加第一密封凸緣118的徑向範圍。因此，第一密封凸緣可以佈置在密封腔120中且處於大的徑向預張力下。

圖10示出用於根據本發明的閥佈置101中的膜115的第七實施例。這裡，第一密封凸緣118包括具有在徑向內側122中的錐形橫截面的突起725。在這種情況下，突起725直接地過渡到第一密封凸緣118背對柔性部分117的端部。在徑向外側123上，定位另一個突起728和溝槽731。溝槽731這裡具有圓形橫截面，而突起728具有大致矩形橫截面。