轉換閥的製作方法

2023-08-03 04:36:41

專利名稱：轉換閥的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種轉換閥，該轉換閥特別是用於接通和關閉混合頭。 例如當多個混合頭在一個定量機器上運行時，便使用這種閥，其中總
是僅選擇一個混合頭用於運行。其它的混合頭在該時間段內關閉。
背景技術：
為了避免功能故障，基本前提條件是這種轉換閥的絕對的密封性。 當 一個轉換閥可能發生洩漏時，會在另 一個混合頭上產生流量損失， 這又會導致廢品。
目前，使用這種轉換閥，在該轉換閥中設置一閥元件形式的開關 裝置，該閥元件貼靠在閥座上或者可從閥座抬起。當閥元件貼靠在閥 座上時，從與容器相連接的進口到與混合頭相連接的出口的流動路徑 被中斷。當閥元件從閥座抬起時，這種流動路徑打開，因此來自定量 設備的材料到達混合頭。
然而，由於有時很大的壓力作用在轉換閥內，需要很大尺寸的用
於閥元件的驅動裝置。因此，在進口區域內可能存在高達250bar和更 高的壓力。在出口區域內存在有時(例如閥關閉時)在局部僅幾bar 的壓力。此外，由於動態密封，在已知的轉換閥中會出現導致洩漏的 密封性問題。

發明內容
本發明的目的在於，提供一種轉換閥，其以小的驅動單元(例如 電磁鐵)也保證功能可靠的轉換。
所述目的由在權利要求1中所述的特徵來實現。
據此設置一種鎖止元件，該鎖止元件能根據開關位置的不同關閉 或者釋放在入口和出口之間的流動路徑。該鎖止元件具有一活塞，在 該活塞的兩側設有可用流體填充的第一作用腔和第二作用腔。但與現
有技術不同，該作用腔不與周圍環境直接相連通，因此原則上不會發 生洩漏。
此外，設有一種帶有開關元件的先導控制級。該先導控制級這樣
設計，與入口和出口以及與兩個作用腔相連通，使得(i )在開關元 件的第一開關狀態下入口的壓力作用在活塞的兩個作用腔內，以及 (ii )在開關元件的第二開關狀態下作用入口的壓力在活塞的第二作用 腔內，而出口的壓力作用在第一作用腔內。
根據鎖止元件或與之相連接的活塞的位置的不同， 一方面能保證 鎖止元件在終端部位的可靠的最終位置，另一方面可靠地執行轉換過 程。在此本發明的構想在於，由於在入流和回流之間存在壓差，引起 或促使穩定的最終位置或轉換過程。以這種方式和方法，通過包含在 流體本身中的能量引起鎖止元件的開關過程。僅通過先導控制級影響
在轉換閥中引起不同壓力情況，其中根據在兩個作用腔內在活塞兩側 的壓力情況的不同自動調節開關位置。
本發明的有利的實施形式在從屬權利要求中定義。
因此，鎖止元件可通過彈簧預緊，以便可靠地轉換至鎖止狀態。
另外有利的是，在活塞和支座之間布置第二作用腔，因此該第二
作用腔同時用作入流和回流之間的流動路徑的 一部分。
先導控制級本身可具有兩個腔，即第一和第二先導控制腔。這些
先導控制腔優選可流體連通，更確切地說藉助於開關元件，該開關元
件封閉或釋放設置在其中的流體連通。
根據本發明的特別的實施形式，第一先導控制腔與入口以及與第
二作用腔流體連通。此外，在入口和第一先導控制腔之間布置有一節
流位置。該節流位置有助於進口區域到第一先導控制腔的壓力減低，
如由下面將說明的實施例更詳細地得出。
第二先導控制腔優選通過旁路通道與出口流體連通。因此，第二
先導控制腔可保持在排出區域的壓力水平上。
當然先導控制級的接通元件可氣動、電磁或液壓驅動。但鑑於轉 換閥的根據本發明的構型，這裡不需要大的驅動功率。
當活塞安放在支座上時有效的、指向支座的活塞面積小於在相反 方向上起作用的面積時，便保證了一特別優選的實施形式。該特徵也 由所附的實施例更詳細地示出。


下面參考附圖根據實施例更詳細地說明本發明。附圖示出 圖1示出本發明的實施形式在第一開關位置的示意性局部剖視 圖，以及
圖2示出在圖1中所示實施形式在第二開關位置的相同的示意性 視圖。
具體實施例方式
在圖1和2中所示的轉換閥10包括一殼體12,該殼體為了更好 地安裝可設計成兩件式，如圖l和2所示的那樣。在殼體12中示出一 入口 14以及出口 16。來自高壓源(定量設備)的流體(入流)匯入 入口14中。在這裡會出現高達250bar的範圍內和更高的壓力。回流 與這裡未示出的混合頭相連接。在回流中的壓力可在一定範圍內變化， 該範圍從略低於入流的壓力水平直到幾bar範圍(例如8bar )。
在殼體12中形成一腔，在該腔中可往復運動地(在圖1和2中向 左和向右)容納有一鎖止閥18，在該鎖止閥上一體地形成有一活塞38。 在此，該活塞38的尺寸這樣確定，使得該活塞用壁密封地封閉所述腔， 由此在活塞38的兩側上形成大小可變的作用腔。第一作用腔用附圖標 記24表示，第二作用腔用附圖標記22表示。在這裡，鎖止元件18 設計成栓狀或針狀的且具有尖端，其中該尖端可與支座20在出口 16 的上遊端部共同作用。也就是說，如果鎖止元件18向右移動，如在圖 1中所示，那麼其尖端放置在支座20上，由此在第二作用腔22和出 口 16之間的流體連通被中斷。
但如果鎖止元件18向左移動，如圖2所示，則該鎖止元件從支座 20抬起，由此在第二作用腔22和出口 16之間建立流體連通。在鎖止 元件18的遠離支座的端部上，該鎖止元件支撐在螺旋彈簧26上，由 此鎖止元件18通常朝支座20的方向預緊。
第二作用腔22通過通道44直接與入口 14相連接。
此外，在轉換閥中設計有一先導控制級，該先導控制級在本實施 例中可能以控制活塞28、第二先導控制腔30、第一先導控制腔40和 第二螺旋彈簧46的形式實現。該先導控制級包括兩個通過一開口彼此 流體連通的先導控制腔，即第一先導控制腔40和第二先導控制腔30。 該開口可通過操作控制活塞28而釋放或封閉。控制活塞28可藉助於 電磁工作的驅動裝置32往復運動。在圖1中的開關位置處，控制活塞 28支承在另一支座上，因此第一先導控制腔40和第二先導控制腔30 之間的流動路徑被中斷。在圖2所示的位置處，控制活塞28從支座抬 起，使得在這兩個先導控制腔30和40之間建立連接。
先導控制腔30通過旁路管道34與出口 16直接連接。先導控制腔 40 —方面通過連接通道36與第一作用腔24連接，以及在另 一方面在 中間連接一節流位置42位置的情況下與入口 14相連接。
進一步說明按照本發明的轉換閥的工作原理
在第一開關狀態下，該開關狀態通過驅動裝置32調整並在圖1 中示出，控制活塞28封閉在兩個先導控制腔30和40之間的流體連通。 由此在第一先導控制腔40中建立入口 14的壓力(例如250bar)。該 壓力通過連接通道36同時出現在第一作用腔24中並作用在活塞38 的面向該作用腔的活塞側上。同時，入口 14的壓力通過通道44也出 現在第二作用腔22中。但因為由於鎖止元件18支承在噴嘴支座20 上，朝向噴嘴支座的合成的面積小於在作用腔24的範圍內的作用面 積，則在支座20的方向上產生一個合力，該合力通過螺旋彈簧24進 一步增強。總的來說，這導致鎖止元件18在支座20上的穩定的最終 位置，由此有效地中斷了在入口 14和出口 16之間的流體連通。因此， 沒有材料從定量設備流向連接在轉換閥上的混合頭。
現如果將轉換閥置於"打開位置"，則如圖2所示，控制活塞28 藉助於驅動裝置32從其支座抬起，因此在第一先導控制腔40和第二 先導控制腔30之間建立流體連通。由於通過旁路通道34與出口 16 的連接，出口 16的壓力水平作用在先導控制腔30內。因為現在在第
一先導控制腔40和第二先導控制腔30之間的流體交換，所以在第一 先導控制腔40中建立出口 16的壓力水平。這主要取決於，在入口 14 和第一先導控制腔40之間設置有一節流位置42，使得材料能被限制 地轉移到第一先導控制腔40中，由此入口 14中的壓力不是直接擴散 到第一先導控制腔40內，而是在那裡降低。因為由此基本上出口16 的壓力水平作用在第一先導控制腔41內，所以通過連接通道36也在 第二作用腔22中建立該壓力水平。因此，對於活塞38存在在第二作 用腔22中相對於第一作用腔24的較低壓力的高壓側。結果是鎖止元 件18在圖中向左移動，即逆著螺旋彈簧26的作用。因此，鎖止元件 18的尖端從支座20抬起，由此在入口 14和出口之間建立流體連通。 在這種狀態下，轉換閥打開，材料從定量設備流向混合頭。
如果轉換閥再次關閉，則控制活塞28由於驅動裝置32的致動又 移動到"關閉位置"。因此，在第一先導控制腔40內也如同通過在第一 作用腔24內的連接通道36建立入口 14的壓力。現在相同的壓力(入 口的高壓)又作用在兩個作用腔內22和24中，但該壓力現在對同樣 大小的作用面加載。但由於彈簧26在鎖止元件18上的彈力加載，該 鎖止元件又運動到"關閉位置，，(貼靠在支座20上)，該鎖止元件便又 到達穩定位置。
通過上述方式和方法，通過影響鎖止元件的兩個作用腔內的壓力 可靠地實現了可靠的轉換以及穩定的最終位置，而不需要大的操作驅 動裝置。相反地利用在入口和出口中的壓差。對於開關本身，可設置 尺寸相對小的電動、氣動或液壓方式的驅動裝置。
在這一點上，所述的閥在液壓方面來看是電致動的、先導控制的 兩位兩通換向閥。
如果在設計成電磁式的驅動單元中磁鐵未被激勵，則先導級關閉， 活塞兩側的壓力平衡。彈簧將鎖止活塞壓在密封座上，被壓力加載的 面產生朝向支座的附加的合力。
如果磁鐵被激勵，以打開鎖止活塞，則在第一作用腔和出口之間 的壓力平衡，由此使鎖止元件克服彈簧力而被壓緊。
所述的閥例如以純電動的方式工作，而不需要附加的輔助能量， 即也不需要附加的液壓系統。特別有利的是，避免了相對於周圍環境 的動態密封，使得不會發生洩漏。
附圖標記列表
10轉換閥
12閥殼體
14入口
16出口
18鎖止元件
20用於鎖止元件的支座
22第二作用腔
24第一作用腔
26第一螺旋彈簧
28控制活塞
30第二先導控制腔
32用於控制活塞的驅動裝置(電力的)
34旁通管道
36連通通道
38鎖止元件活塞
40第一先導控制腔
42節流位置
44通道
46第二螺旋彈簧
權利要求
1.一種特別是用於接通和關閉混合頭的轉換閥，包括殼體(12)，在該殼體中設有流體入口(14)和流體出口(16)，以及鎖止元件(18)，該鎖止元件與一在流體出口(16)區域內的支座(20)共同作用，使得在鎖止元件(18)放置在支座(20)上時，關閉在入口(14)和出口(16)之間的流動路徑，以及在鎖止元件(18)從支座(20)抬起時，打開在入口(14)和出口(16)之間的流動路徑，其中，鎖止元件(18)具有一活塞(38)，在該活塞的兩側設有一可用流體填充的第一作用腔(24)和第二作用腔(22)，其特徵在於，設有一具有開關元件(28)的先導控制級(28，30，40，44)，該先導控制級(28，30，40，44)設計成與入口(14)和出口(16)連接以及與兩個作用腔(22，24)相連接，使得-在開關元件(28)的第一開關狀態下，入口(14)的壓力作用在活塞(38)的兩個作用腔內，以及-在開關元件(28)的第二開關狀態下，入口(14)的壓力作用在活塞(18)的第二作用腔(22)內，而出口(16)的壓力作用在第一作用腔(24)內。
2. 按照權利要求l所述的轉換閥，其特徵在於，通過彈簧(26) 沿封閉方向預緊所述鎖止元件(18)。
3. 按照權利要求1或2所述的轉換閥，其特徵在於，所述第二作 用腔(22)設置在活塞(18)和支座(20)之間。
4. 按照上述權利要求中任一項所述的轉換閥，其特徵在於，所述 先導控制級(28， 30, 40, 44)具有第一先導控制腔(40)和第二先 導控制腔(30 )，連接在兩個先導控制腔之間的流體連通可藉助於開關 元件(28)封閉或釋放。
5. 按照權利要求4所述的轉換閥，其特徵在於，所述第一先導控 制腔(40)與入口 (l4)以及第二作用腔(22)流體連通。
6. 按照權利要求4或5所述的轉換閥，其特徵在於，在入口 (14) 和第一先導控制腔(40)之間設置一節流位置(42)。
7. 按照上述權利要求中任一項所述的轉換閥，其特徵在於，所述 第二先導控制腔(30)通過旁路通道(34)與出口 (16)流體連通。
8. 按照上述權利要求中任一項所述的轉換閥，其特徵在於，所述 先導控制級(28， 30， 40， 44)的鎖止元件(28)以氣動、電磁或液 壓的方式驅動。
9. 按照上述權利要求中任一項所述的轉換閥，其特徵在於，在活 塞(18)放置在支座(20)上時，有效的、指向支座的活塞面積小於 在相反方向上起作用的面積。
全文摘要
本發明涉及一種特別是用於接通和關閉混合頭的轉換閥，其包括殼體(12)和鎖止元件(18)，在所述殼體中設有流體入口(14)和流體出口(16)，所述鎖止元件與在流體出口(16)範圍內的支座(20)協同作用，使得在鎖止元件(18)放置在支座(20)上時，在入口(14)和出口(16)之間的流動路徑被關閉，以及在鎖止元件(18)從支座(20)抬起時，在入口(14)和出口(16)之間的流動路徑被打開，其中，鎖止元件(18)具有一活塞(38)，在該活塞的兩側設有一可用流體填充的第一作用腔(24)和第二作用腔(22)。為了保障甚至以小的驅動裝置功能可靠的轉換，設有一具有開關元件(28)的先導控制級(28，30，40，44)，該先導控制級(28，30，40，44)設計成與入口(14)和出口(16)以及與兩個作用腔(22，24)相連接，使得在開關元件(28)的第一開關狀態下，在活塞(38)的兩個作用腔內存在入口(14)的壓力，以及在開關元件(28)的第二開關狀態下，在活塞(38)的第二作用腔(22)內存在入口(14)的壓力而在第一作用腔(24)內存在出口(16)的壓力。
文檔編號F16K31/122GK101356394SQ200680050670
公開日2009年1月28日 申請日期2006年12月8日 優先權日2006年1月17日
發明者W·澤希蒂格 申請人:克勞斯瑪菲科技有限公司