具有整體型壓力控制器的流量調節閥的製作方法

2023-10-08 17:03:39 2

專利名稱：具有整體型壓力控制器的流量調節閥的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於控制流動介質通流的帶整體型壓力控制器的流量調節閥。
依據歐洲專利EP 677708中所給出的技術教導，這種流量調節閥適用於作為諸如熱水加熱系統等中的加熱體閥使用，這種熱水加熱系統中多個加熱體至少在一條管線中以液體連通形式結合在一起。配置上這種流量調節閥，各個加熱體便可以在保持相同熱輸出的條件下運行，而與由於其它加熱體的運行影響所產生的主要壓力下降無關。這一點可以通過控制流動介質通流的控制元件，和調節控制元件處的壓力下降的壓力調節元件等等公知的組件達到。
一種配置有用於控制流動介質通流的流量調節閥，已經公開在美國專利US 3344805中。這種流量調節閥在作為工業生產設備使用方面存在有一些缺點，即在流經閥的流動介質以不規律的方式被排出時，作用在壓力調節元件的壓力是非對稱的，這將在一個側面增大壓力調節元件中的孔口的開度，進而使得控制元件處的壓力下降將不再響應表面面積的變化而有規律的變化，這種表面面積的變化卻是與施加在控制元件和壓力調節元件的主要壓力相對應的。而且，配置在驅動杆和壓力調節元件之間的、呈O形環形狀的密封組件還將產生相當大的摩擦力，從而使得這種閥不適於恆溫閥。
歐洲專利申請EP 751448還公開了另一種流量調節閥。這種相對較大的閥作為加熱體閥使用時並不適用。
法國專利申請FR 2740544也公開了一種閥，這種閥具有單一的節流組件，從而使通流的定量速度基本上與壓力下降無關。然而這種裝置並不具有調節通流速度用的調節組件，即不具有所謂的控制元件。
針對這些問題，本發明提供了一種改進型流量調節閥，它的特定的結構構成使得其幾何尺寸更緊湊，控制閥中的壓力調節元件可以儘可能容易地移動，從而能減少壓力滯後問題，而且這種閥適用於作為加熱體閥使用。
本發明提供了一種用於控制流動介質的通流的流量調節閥，包括有一個入口腔室，兩個相繼設置的節流組件和一個出口腔室，而且第一節流組件用作為通流的調節元件，橫跨過第一節流組件的壓力差可以通過第二節流組件而保持為恆定值。在這種設置方式中，第一節流組件可以通過已知的方式，由與第一閥座共同作用的控制元件構成，用以控制其通流，而且第二節流組件由與第二閥座共同作用的壓力調節元件構成，用以控制其壓力差。
入口腔室與至少部分地作用於壓力調節元件的壓力腔室相連通，以便使流動介質可以在入口腔室和壓力腔室之間自由流通，從而可以在壓力腔室中獲得與在入口腔室中相同的壓力。在這一實例中，將入口腔室獲得的壓力，傳遞至調節元件的第一作用表面，與將兩個節流組件之間獲得的壓力，傳遞至調節元件的第二作用表面的大小基本相等，而且具有軸對稱結構構成的壓力調節元件，和位於第二節流組件的下流側的、具有軸對稱構形的出口腔室，使得流動介質可以呈軸對稱形式通流。
壓力調節元件與閥殼體通過彈性薄膜相連接，當壓力調節元件配置在控制元件的驅動側時，這一薄膜還與控制元件相連接。這樣，通過可以沿相同的第一方向移動的彈性薄膜，便將控制元件和壓力調節元件連接在一起。彈性薄膜可以用於對壓力調節元件進行可移動地安裝，並可以用於對壓力腔室實施密封。通過將位於閥殼體和控制元件之間的薄膜懸掛設置，使調節元件驅動而進行位置移動，而在沒有驅動時又被固定，所以可以使這種壓力調節元件自由移動。在這種實例中，薄膜固定到控制元件、驅動杆或驅動控制元件的主軸，這樣便能夠將壓力腔室相對於位於各節流組件之間的空間部分或腔室實施密封。可以除去任何一個O形密封環，而且這種設置方式可以使控制元件非常容易的進行位置移動，並且可以使壓力調節元件在相對於控制元件幾乎沒有摩擦力的狀態下移動。這種薄膜還可以確保與各個元件的運動無關的可靠整體密封性，從而可以防止在閥的各個腔室中產生壓力下降。當壓力調節元件配置在遠離該控制元件用的驅動器的一側時，這一壓力調節元件將通過薄膜直接與閥殼體相連接。
壓力調節元件和控制元件最好為錐形體，或至少部分為錐形，以便確保這種結構構成方式具有有關流動介質的流動動力學方面的優點。
壓力調節元件、控制元件和相應的、諸如薄膜等等的連接組件，特別是相對於這些元件的對應閥座，具有這樣一種性質，即將入口腔室內獲得的壓力沿第一方向傳遞到控制元件的第三作用表面，與將入口腔室內獲得的壓力、沿與第一方向相反的方向傳遞到控制元件的第四作用表面的大小基本相等。在這種狀態下，第三作用表面配置在控制元件中的朝向入口腔室的一側，第四作用表面配置在控制元件中的朝向壓力腔室的一側。第一作用表面與第四作用表面的總和、與第二作用表面與第三作用表面的總和基本上為同一量級，這些表面可作為「嚙合表面」，即可以施加或傳遞沿第一方向；即沿如圖所示的y-方向；由相應壓力產生的力。
壓力調節元件的這種結構構成，使得由出口腔室內獲得的壓力所產生的、至少部分地沿著第一方向作用於壓力調節元件的力，可以與由出口腔室內獲得的壓力所產生的、至少部分地沿著與第一方向12相反的方向作用於壓力調節元件的一個或幾個力相對應。
由出口腔室內獲得的壓力所產生的力，由入口腔室和壓力腔室內獲得的壓力所產生的力，以及由節流組件之間獲得的壓力所產生的力和/或由至少流經第二節流組件的流動介質的流動所產生的力，由於壓力調節元件、薄膜、控制元件和樞軸連接組件或導向組件，以及節流組件的形狀和如上所述的結構構成，分別以對稱方式作用在閥中對應的可動元件上。由於力以對稱方式作用，所以設計的閥可具有基本上相等尺寸的作用表面，從而可以作為一個小型裝置而用作加熱體閥。
在圍繞著第二節流組件的區域處，通過沿著與第一方向基本上相平行的方向配置的、用於向壓力調節元件提供低摩擦導向的閥翼或肋稜，還可以使這種壓力調節元件同時形成為流體腔室，以防止流動介質不沿著與第一方向基本上相平行的方向流動。而且它還具有增大與流體腔室相結合的壓力調節元件的質量的組件，以便通過它的自由流動性和流經裝置的介質流動，來防止壓力調節元件產生顫動或共振。
第二節流組件由與銳邊緣對應部分共同作用的錐形表面形成，由於非常小的表面面積，儘可能地減少根據伯努利定律作用於壓力調節元件9上的力。而且控制元件最好還具有一個橡膠部件，該橡膠部件形成為具有第一閥座的第一節流組件，而且該橡膠部件還具有一個使通過第一節流組件通流的流動介質呈扇形方式流動的密封唇口。
在優選實施例中，控制元件最好還具有一個腔室，該腔室的體積至少應該有壓力腔室在滿行程變化時所產生的體積變化的一半那麼大，以便於由於流動介質交換所產生的任何行程運動，沒有沉積由管路中流入壓力腔室。
在優選實施例中，相對流量調節閥上的各個功能組件組裝在一起的閥殼體，還可以通過可拆卸方式與形成入口腔室和出口腔室的管線或殼體相連接，以便使這種閥只可與諸如已經安裝好的加熱管線相適配。
參考下面結合附圖對本發明的實施例進行更詳細地說明。


圖1為表示本發明原理的示意性說明圖；圖2為表示具有兩個節流組件的流量調節閥的剖面圖；圖3為表示第一節流組件的具體結構的示意性說明圖；圖4為表示第一節流組件中一部分的橫剖面圖；圖5為表示安裝主軸用的芯體的橫剖面圖；圖6為表示可以適於方便地安裝在散熱管線組件中的流量調節閥的剖面圖；圖7為表示具有兩個節流組件的流量調節閥的另一個實施例的剖面圖。
圖1示出了本發明的工作原理，圖2示出這種閥的一種簡易說明。使用在這些附圖中的參考標號彼此相對應。圖1示出了輔助的管線或管路41、42、43，這些管路將各腔室中的對應壓力通至「壓力控制容器」或薄膜驅動器36，其中薄膜驅動器36示出在圖1的下側部分。在圖1中的右側邊緣還示出了沿第一方向12的力。在這種實例中，由電動機35驅動控制元件4。
圖2示出了一種根據如圖1所示原理運行的流量調節閥。其中的流動介質通過入口腔室1沿著如箭頭x所示的方向2流入至流量調節閥，而且流動介質仍沿著如箭頭x所示的方向2通過出口腔室3流出該流量調節閥。兩個串聯型的節流組件設置在入口腔室1與出口腔室3之間。第一節流組件由與第一閥座5共同作用的控制元件4構成，舉例來說，閥座5可以是一個與閥殼體6固定連接的閥座7，以形成第一可控孔口8。控制元件4具有一個密封元件4a，以便使孔口8可以在流量調節閥處於閉合狀態時密封閉合。第二節流組件由與諸如閥座7的第二閥座10共同作用的壓力調節元件9構成，用以形成第二可控孔口11。在入口腔室的壓力由參考標號p1表示，在兩個節流組件之間的壓力由參考標號p2表示，在出口腔室的壓力由參考標號p3表示。這些壓力將通過如圖1所示的管線或管路41、42、43作用於薄膜驅動器36，有關這一點將在下面給予更詳細的說明。
第一節流組件用作通流的調節元件，而第二節流組件的功能是使通過第一節流組件的壓力差p1-p2保持恆定，因此使通流可以不受由流量調節閥兩端處獲得的壓力差p1-p3的影響。流動介質沿x-方向2通過流量調節閥流動。控制元件4和壓力調節元件9可以沿與x-方向2相垂直的y-方向12移動。控制元件4在y-方向上的位置確定第一孔口8的開度，即確定著通流。控制元件4可由標準值調整裝置激勵，比如說由一個遙控型電動機驅動器35或一個恆溫驅動器激勵。
壓力調節元件9通過彈性薄膜13與控制元件4和閥殼體6相連接。薄膜13是液壓驅動裝置的一部分，驅動裝置相對第二閥座10控制壓力調節元件9的位置，進而控制第二孔口11的開度。由於一方面輸入壓力為p1，另一方面作用於薄膜13上的兩個節流組件之間的壓力為p2，所以能夠產生控制作用。為了能產生這一效果，入口腔室1應通過控制元件4中的芯體14與壓力腔室15相連接，而壓力腔室15可以將壓力作用於薄膜13和壓力調節元件9。因此壓力p1將作用在壓力調節元件9上，形成與y-方向12相反的作用力F1。另一方面，壓力p2將作用於壓力調節元件9上，形成沿y-方向12的作用力F2。壓力p1作用在薄膜13上的、即作用在壓力調節元件9上的作用表面，與壓力p2作用在薄膜13上的、即作用在壓力調節元件9上的有效表面的尺寸相同。因此所產生的合力F1-F2將與壓力差p1-p2成正比。被壓縮在閥座7與壓力調節元件9之間的控制彈簧16，將在壓力調節元件9上產生一個沿y-方向12的力FR。因此孔口11的開度可以按照使力F1-F2和力FR保持為同等大小的方式設定。
控制彈簧16還可以在壓力調節元件9和控制元件4之間可操作的配置，儘管這會稍微削弱作為閥特性的允許公差。
壓力p1作用在薄膜13和壓力調節元件9上的作用表面A1，在薄膜13上的兩個峰值點S1和S2之間基本沿半徑方向延伸，沿著y-方向12圍繞閥元件的中心線B形成軸對稱關係。壓力p2作用在薄膜13和壓力調節元件9上的作用表面A2，基本上沿半徑方向由薄膜13上的峰值點S1延伸至閥座10。因此，閥座10和峰值點S2基本上位於與y-方向12相平行的線上。在這兒峰值點S1和S2相對於y-方向12的間隔，多少與控制元件4的位置和壓力調節元件9的位置有關。
而且，控制元件4的結構構成，使得在控制元件4的上部區域中受到壓力腔室15的壓力p1的、並且在中心線B與峰值點S1之間基本上沿半徑方向延伸的作用表面A4，與由第一節流組件的直徑或中心線B，相對於第一閥座5的間隔所形成的作用表面A3，基本上相對應。因此，這可以確保控制元件4兩側上延伸的力的平衡，從而使得移動控制元件所需的力為最小，並且還可以確保壓力調節元件9上的力的平衡，從而使第一節流組件的通流可以不受出口腔室中的壓力p3的影響，保持所需要的穩定壓力。
整個流量調節閥的軸對稱型結構，使得流經第二節流組件的流體可以分布在360°的整個角度範圍內，進而使得壓力調節元件9進行控制動作所需要的行程運動為最小。因此，由於外側壓力差p1-p3變化而造成的壓力調節元件9的位置變化，將可使行程過程中的變化儘可能為最小，進而使得通過控制彈簧16施加在壓力調節元件9的力FR的變化儘可能為最小，因此使確定通流的運行壓力差p1-p2的變化儘可能為最小。
彈性薄膜13可以使控制元件4和壓力調節元件9沿著y-方向12進行實際上無摩擦阻力的運動。可以利用閥翼或肋稜17與閥座7的共同作用或利用閥殼體6自身，來確保壓力調節元件9沿y-方向的導向移動。壓力調節元件9最好還具有一個與y-方向12相平行的、與閥翼17相連接的圓柱形殼體部分18，以便能夠在閥翼17之間形成小型流體腔室。這樣，壓力調節元件9沿x-方向2的所有運動均將使得一些流體腔室變得更小，並且使其它腔室變得更大。然而在這種條件下，所需要的對流體介質的重新分配將更為困難，因為流體腔室的存在使得它更難以使流體介質沿著x-方向2流動。如果不完全抑制壓力調節元件9的振蕩，是會加大阻尼的。
可以通過適配在壓力調節元件9上的圓環19來增大壓力調節元件9的質量，這種圓環19可以用如黃銅、銅或密封鉛等構成，以便能夠降低可能形成振蕩的共振頻率。這樣便可以使共振頻率低於由於流動所產生的激振頻率。
壓力p3也作用在薄膜13上，並在壓力調節元件9上產生一個沿著y-方向12的力F3。為了補償力F3，壓力調節元件9還配置有一個延展部分20，這一延展部分20在壓力p3的作用下將產生一個沿與y-方向12相反的、也作用於壓力調節元件9的力F4。需要注意的是，壓力p3也將作用於位於第二閥座10的區域中的延展部分20上，並形成一個沿y-方向12作用於壓力調節元件9的力F5。延展部分20上的作用表面面積與壓力p3作用於薄膜13上的作用表面面積大小相等，從而使力F3、力F4和力F5可以彼此抵消。因此，位於出口腔室3中的壓力p3將不再會對壓力調節元件9的位置產生影響。
在第二閥座10的區域中，壓力調節元件9還具有一個橫剖面呈傾斜邊緣形狀的圓錐表面21。該第二閥座10具有銳邊緣結構，其中當第二節流組件閉合時，邊緣22將沿著圓形線與壓力調節元件9上的圓錐表面21相接觸。這時用於通流運行的橫剖面將處於直接靠近孔口11區域的最低位置，從而使流動介質的流動速度在這兒最大。因此依據伯努利定律，在這兒的壓力將減小。其結果是，當直接靠近孔口11時，將不再有作用在壓力調節元件9的壓力p2或壓力p3，而是有一個降低了的、分別與壓力p2與壓力p3相對應的力。這將導致作用在壓力調節元件9整個部分上的力F2減小。減小的力F2可以通過相應的增大壓力調節元件9上壓力p2的作用面積進行補償。
然而如上所述，位於流量調節閥的工作區域中的力F2的減小並不是恆定的，而是隨著孔口11開度的變化而變化，因而仍多少與由流量調節閥獲得的壓力差p1-p3所產生的通流相關連。然而如果閥座10並不具有如上所述的銳邊緣結構，而是具有與圓錐表面21相平行設置的表面，那麼，由於不再將壓力p2，而是將一個更低的壓力作用在壓力調節元件9上，所以甚至需要更大些的力。這意味著通流相對於由流量調節閥獲得的壓力差p1-p3的依賴關係將變得更為明顯。
由於作用於延展部分20的壓力p3所產生的液流減少，將表現在力F5量值上的降低。力F5的減小程度又依賴於流動速度，進而依賴於通流方式。為了能將這種影響降低至最小，可以使延展部分在內側邊緣限定的閥座10上方沿半徑方向的延伸儘可能地小，就這一點而言，僅僅必然要結合所要求的公差考慮。
配置在控制元件4內的腔室23在理想狀態下的體積，至少要與壓力腔室15在滿行程變化時所產生的體積變化一樣大，最好是至少與這一體積變化的一半一樣大。在控制元件4和壓力調節元件9行程運動時，壓力腔室15的體積將變化，從而使壓力腔室15與入口腔室5之間的流動介質不得不發生交換。腔室23可以全部或至少部分地調節流動介質的增加或減少的量，從而使得壓力腔室15與入口腔室1之間的交換，僅僅在控制元件4產生有較大的行程變化時才會發生。因此，這可以降低配置在腔室23與壓力腔室15之間的芯體或壓力腔室15受到汙染的危險。
圖3以比圖1和圖2更大的尺寸示出了第二節流組件，因而可以由該圖中更清楚地看見其結構構成的細部。圖3還示出了配有橡膠部件24的第一節流組件的實施例，其中橡膠部件24與控制元件4相適配，並且與第一閥座5共同作用。橡膠部件24具有一個側向支撐著第一閥座5的、進而可以確保其整體密封性的密封唇口25。正如圖4所示，密封唇口25可以包含120°或270°中的任何角度φ，因此可以對流經第一節流組件截面的流體進行限制。第一節流組件的孔口橫剖面積由控制元件4的行程，和形成在這一實施例中的孔口間隙的圓周確定。孔口間隙的圓周和由此確定的定量通流，將作為具有密封唇口25的行程的函數而減少。這種結構的優點在於可控定量通流的範圍可以向下方增大，還在於可以降低由於塵土和汙物顆粒等產生的阻塞的危險。密封唇口25比較窄，它的兩端呈下部切開型的結構。在橡膠部件24有可能出現的凸脹時，可以通過下述方式確保節流組件保持有完全的可操作性使作用於控制元件4行程中的變化的力，可以有效地作用於密封唇口25，同時也使行程的變化不會產生任何問題，也可以僅僅作用於控制元件4上，以實施行程中的變化，這在緊貼在閥座5的密封唇口25發生變形時是有用的。配置在密封唇口25上的是一個相對比較大的腔室26(參見圖3)，以便使塵土和石灰等沉積不會接觸在橡膠部件24上。
為了將密封唇口25與第一閥座5之間的摩擦力降低至最小，最好還在密封唇口25後配置有一個凹室33，這一凹室33使得密封唇口25可以呈沿徑向延伸的形式。
橡膠部件24包括有防水橡膠。因此當有介質中的油類汙染物流入至流量調節閥時，可能會使橡膠部件24產生凸脹。如上所述的結構可以確保流量調節閥在這種狀態下也能可靠運行。
控制元件4與主軸27相連接，主軸27可以由手動觸發，也可以由驅動器(圖中未示出)觸發，以調節孔口8。主軸27穿過設置在安裝部件29上的芯體28，而安裝部件29用於對主軸27進行導向和支撐。O形環30用於使壓力腔室15相對於外部保持密封。圖5示出了芯體28的橫剖面圖。芯體28並不呈圓形，而是具有沿徑向方向由圓形表面向外的凹槽31，以便在主軸27與安裝部件29之間保持多個間隙，由諸如熱水等介質所產生的大量氣體可以在任何時間通過該間隙，在安裝部件29的兩側之間自由流通。這可防止固態成分由芯體28中結晶析出，從而可防止主軸27出現不暢的運行。儘管如此，芯體28的結構使得它還可以象一個圓形芯體那樣，保證主軸27滿意地進行導向。因此，控制元件4(圖1)將可沒有任何延遲地追隨主軸27沿y-方向12運動，以已知的方式在控制元件4和閥殼體6之間可操作的配置第二彈簧，它將沿著y-方向12在控制元件4上施加一個作用力。
圖6示出了將流量調節閥適當地安裝在散熱管線組件32中的一個實施例。如果使供給和排放熱水用的這種閥沿著方向12同軸配置，控制元件4和壓力調節元件9可進行位移。圖6示出了這種模式的兩種不同的變形實施形式。安裝在控制元件4上的密封元件4a，是用於對流量調節閥進行可靠地密封，根據需要還可以配置有密封唇口25，以對流動介質進行扇形通流調節。使主軸27的上側部分穿過密封蓋37，並且穿過如圖5所示的、對主軸27提供導向和支撐的芯體28。在O形環30失效的場合，或是發生洩露的場合，還可用密封蓋38來替代密封蓋37，以通過兩個O形環39和40進一步地確保流量調節閥的整體密封性。不需要移開和分解開流量調節閥便可以更換有缺陷的O形環30。
圖7示出了根據本發明構造的流量調節閥的另一個實施例，其中用於控制元件4的驅動器(圖中未示出)設置在控制元件4的一側，遠離壓力調節元件9。這可以使流量調節閥中的驅動部分的設計結構更簡單，比如說主軸27可以不再穿過壓力調節元件9和壓力腔室15，因此如上所述的、可能會出現在壓力腔室15與節流組件間的間隔之間的密封問題將不會再出現。
如上所述，流過入口腔室1的流動介質將沿x-方向2流入流量調節閥，流過出口腔室3的流動介質將再一次沿著x-方向2流出該流量調節閥。設置在入口腔室1與出口腔室3之間的是如上所述的兩個串聯配置的節流組件。第一節流組件由與第一閥座5共同作用的控制元件4構成。第二節流組件由與閥座7上的第二閥座10共同作用的壓力調節元件9構成。入口腔室中的壓力由參考標號p1表示，兩個節流組件之間的壓力由參考標號p2表示，出口腔室的壓力由參考標號p3表示。
壓力調節元件9通過彈性薄膜13與閥殼體6相連接。在這種情況下，可以對作用在節流組件之間的壓力進行控制，其原因在於，一方面，輸入壓力為p1，另一方面作用於薄膜13上的兩個節流組件之間的壓力為p2。為了能實現這種作用，入口腔室1通過閥殼體中的芯體34與壓力腔室15相連接，而壓力腔室15可以將壓力作用於薄膜13和壓力調節元件9上。因此壓力p1將作用於壓力調節元件9上，形成為沿與y-方向12相反的作用力F1。在另一方面，壓力p2作用於壓力調節元件9上，形成為沿y-方向12的作用力F2。壓力p1作用在薄膜13上的、即作用在壓力調節元件9上的作用表面A1，與壓力p2作用在薄膜13上的、即作用在壓力調節元件9上的作用表面A2大小相同。因此所產生的力F1-F2將與壓力差p1-p2成正比。配置在閥座7與壓力調節元件9之間的控制彈簧16，將在壓力調節元件9上產生一個y-方向12的力FR。因此孔口11的開度可以按使力F1-F2和力FR保持為同等大小的方式設定，其原理與如圖1所示的相同。
壓力p1作用在薄膜13和壓力調節元件9上的作用表面A1，在兩個峰值點S1和S2之間基本沿半徑方向延伸。
整個流量調節閥的軸對稱型結構，使得流經第二節流組件的水流可以分布在360°的整個角度範圍內，進而使得壓力調節元件9進行控制動作所需要的行程最小。因此，由於外側壓力差p1-p3變化造成的壓力調節元件9的位置變化，可以使行程過程中的變化儘可能為最小，進而使得通過控制彈簧16施加在壓力調節元件9上的力FR的變化儘可能為最小，於是確定通流方式的工作壓力差p1-p2的變化儘可能為最小。
可以利用閥翼或肋稜17與閥座7的共同作用來確保壓力調節元件9沿y-方向的導向移動，也可以利用閥翼或肋稜或簡單地利用位於壓力調節元件9中另一端部的圓柱形延伸部分，來確保壓力調節元件9沿y-方向的導向移動。這種圓柱形延伸部分接合至閥殼體9上的凹槽中，並且以使流動介質流經時儘可能小的摩擦力支撐著。
可以通過適配在壓力調節元件9上的圓環19來增大壓力調節元件9的質量，這種圓環19可以用黃銅、銅或密封鉛等構成，以便能夠降低可能形成振蕩的共振頻率。因此便可以使共振頻率低於由於流動所產生的激振頻率。
壓力p3也作用在薄膜13上，並在壓力調節元件9上施加沿y-方向12的力F3。為了對力F3進行補償，壓力調節元件9還配置有一個延展部分20，延展部分20在壓力p3的作用下將產生一個補償力，這一點已經在前面說明了。
如圖7所示的實施例特別適用於需要其結構高度比較小的加熱系統。它設置在諸如熱交換器等方面具有優點。如果將控制元件4的驅動器沿側向取出，比如採用角度傳遞裝置或磁性驅動器等，則還可以對流動介質進行垂直供給(如圖6中的第一控制閥所示)。
權利要求
1．一種用於控制流動介質通流的流量調節閥，包括有一個入口腔室(1)，兩個相繼設置的節流組件和一個出口腔室(3)，其中第一節流組件用作為通流的調節元件，橫跨過第一節流組件的壓力差(p1-p2)可以通過第二節流組件控制而保持為恆定值，第一節流組件由與第一閥座(5)共同作用的控制元件(4)構成，第二節流組件由與第二閥座(10)共同作用的壓力調節元件(9)構成，入口腔室(1)與至少部分作用於壓力調節元件(9)上的壓力腔室(15)相連通；其特徵在於將在入口腔室(1)中獲得的壓力(p1)傳遞到壓力調節元件(9)的第一作用表面(A1)，與將在兩個節流組件之間獲得的壓力(p2)傳遞到壓力調節元件(9)的第二作用表面(A2)，大小基本相等，壓力調節元件(9)使流動介質呈軸對稱方式進行通流。
2．一種如權利要求1所述的流量調節閥，其特徵在於壓力調節元件(9)與閥殼體(6)通過彈性薄膜(13)相連接。
3．一種如權利要求1或2所述的流量調節閥，其特徵在於將入口腔室(1)中獲得的壓力(p1)沿第一方向(12)傳遞到控制元件(4)的第三作用表面(A3)，與將入口腔室(1)中獲得的壓力(p1)沿與第一方向(12)相反的方向傳遞到控制元件(4)的第四作用表面(A4)，大小基本相等。
4．一種如權利要求3所述的流量調節閥，其特徵在於第三作用表面(A3)配置在控制元件(4)的朝向入口腔室(1)的一側，第四作用表面(A4)配置在控制元件(4)的朝向壓力腔室(15)的一側。
5．一種如前述的任何一個權利要求所述的流量調節閥，其特徵在於第一作用表面(A1)與第四作用表面(A4)的總和，與第二作用表面(A2)與第三作用表面(A3)的總和基本上為同一量級。
6．一種如前述的任何一個權利要求所述的流量調節閥，其特徵在於控制元件(4)和壓力調節元件(9)通過彈性薄膜(13)相連接，並可沿相同的第一方向(12)進行位移。
7．一種如前述的任何一個權利要求所述的流量調節閥，其特徵在於彈性薄膜(13)用於對壓力調節元件(9)進行可移動地安裝，並用於對壓力腔室(15)進行密封。
8．一種如前述的任何一個權利要求所述的流量調節閥，其特徵在於壓力調節元件(9)的結構，使得在出口腔室(3)中獲得的壓力(p3)所產生的、沿著第一方向(12)至少部分地作用於壓力調節元件(9)上的力(F3)，與在出口腔室(3)中獲得的壓力(p3)所產生的、沿著與第一方向(12)相反的方向至少部分地作用於壓力調節元件(9)上的力(F4、F5)相對應。
9．一種如前述的任何一個權利要求所述的流量調節閥，其特徵在於這些力(F1-F5)是由在出口腔室(3)中獲得的壓力(p3)，在入口腔室(1)中和壓力腔室(15)中獲得的壓力(p1)，以及在節流組件之間獲得的壓力(p2)和/或由至少流經第二節流組件的流動介質的流動所產生的，這些力(F1-F5)以軸對稱方式作用於壓力調節元件(9)和控制元件(4)。
10．一種如前述的任何一個權利要求所述的流量調節閥，其特徵在於壓力調節元件(9)通過閥翼(17)在圍繞著第二節流組件的區域形成流動腔室，閥翼(17)沿與第一方向(12)基本上相平行的方向配置，流動腔室用於防止流動介質不沿著與第一方向(12)相平行的方向流動。
11．一種如前述的任何一個權利要求所述的流量調節閥，其特徵在於還具有用於增大壓力調節元件(9)的質量的組件(19)。
12．一種如前述的任何一個權利要求所述的流量調節閥，其特徵在於第二節流組件(9、10)由與銳邊緣的對應部分共同作用的錐形表面形成，以減少根據伯努利定律由於流動所產生的影響，使作用於壓力調節元件(9)的壓力儘可能地小。
13．一種如前述的任何一個權利要求所述的流量調節閥，其特徵在於控制元件(4)具有一個橡膠部件(24)，而橡膠部件(24)具有形成第一節流組件用的第一閥座(5)，橡膠部件(24)還具有一個用於使通過第一節流組件流動的流動介質呈扇形流動的密封唇口(25)。
14．一種如權利要求13所述的流量調節閥，其特徵在於密封唇口(25)具有彈性性能，從而使汙染或凸脹現象不會對流動介質的通流產生不利的影響。
15．一種如前述的任何一個權利要求所述的流量調節閥，其特徵在於控制元件(4)還具有一個腔室(23)，腔室(23)的體積至少有壓力腔室(15)在作滿行程變化時所產生的體積變化的一半。
16．一種如前述的任何一個權利要求所述的流量調節閥，其特徵在於控制元件(4)與可以通過手動激勵也可以通過驅動器激勵的主軸(27)相連接，主軸(27)穿過安裝部件(29)上的芯體(28)，該芯體(28)並不呈圓形。
17．一種如前述的任何一個權利要求所述的流量調節閥，其特徵在於對壓力腔室(15)相對外部進行密封的一個維護密封蓋(38)嵌裝在主軸(27)的上端部。
18．一種如前述的任何一個權利要求所述的流量調節閥，其特徵在於第一閥座(5)和第二閥座(10)由固定連接在閥殼體(6)的閥座(7)形成。
19．一種如前述的任何一個權利要求所述的流量調節閥，其特徵在於閥殼體(6)以可拆卸方式與形成入口腔室(1)和出口腔室(3)的管線或殼體相連接。
全文摘要
流量調節閥具有兩個相繼設置的節流組件。第一節流組件用作流動介質的調節組件。第二節流組件控制通過第一節流組件的壓力差,以使其保持恆定值。控制元件(4)和壓力調節元件(9)可沿相同的第一方向(12)進行位移,並通過彈性薄膜(13)相連接。入口腔室(1)與壓力腔室(15)相連通,壓力腔室(15)用於將力作用在薄膜(13)和壓力調節元件(9)上。這種設置可使流動介質以軸對稱方式流經第二節流組件。
文檔編號F24D19/10GK1216810SQ9812099
公開日1999年5月19日 申請日期1998年10月19日 優先權日1997年10月20日
發明者威利·懷爾德, 西格弗裡德·默茨 申請人:伊萊克特羅沃特技術革新股份公司