压力平衡的瓣阀的制作方法

专利名称：压力平衡的瓣阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于控制流体在管道中的流动的瓣阀，具体地涉及压力平 衡以使该节气门便于运动。
背景技术：
在传统的瓣阀中，活动的节气门安装在中空的阀体内，中空阀体的内 室使流体的流入通道和流出通道连通。该活动的节气门滑动安装在该内室 中的关闭位置和开启位置之间，在该关闭位置中该活动的节气门抵靠住阀 体的底座以阻断流体的流动，在该开启位置中该活动的节气门与阀体的底 座隔开以4吏流体能够流动。
该活动的节气门通常通过电磁致动器而移动，该电磁致动器包括螺线 管和活动的软铁芯，它们机械地连接到该活动的节气门。该节气门向开启 或关闭位置的移动是通过向螺线管供电来实现的，这因而吸引该活动芯和 该活动的节气门。该活动的节气门向另一方向移动是当不向该螺线管供电 时通过回动弹簧来确保的。
在传统的瓣阀中，处于关闭位置的该阀承受瓣阀上游流体的压力与该 瓣阀下游流体的压力的差值。如果该压力差迫使该阀转向其关闭位置，则 可以保证良很的密封。但是，为了开启该阀必须施加4艮大的力，因为必须 克服由流体压力差产生的力。因此，应当设定电磁致动器和回动弹簧的尺 寸。
如果该阀4皮压力差致动至开启位置，也必须要"^殳定回动弹簧的尺寸以 克服活动的节气门上的压力差产生的力并且因而确保该瓣阀在关闭位置的密封性。
应当理解，操纵活动的节气门所需的致动力因而取决于由流体施加在 该活动的节气门上的压力，并且必须使用尺寸足够的电磁致动器以克服这 些压力。因此，如果待控制流体是高压的，则需要使用大尺寸的螺线管。
为了减小移动瓣阀的活动的节气门所需的力，并且使该力与待控制流
体的压力不太相关，已经提出了带平衡压力的瓣阀，例如在文献GB2 338 050A中所描述的。
在这种情况下，活动的节气门包括第一阻塞装置和第二阻塞装置，它 们沿该节气门的移动方向彼此分开，且分别与该阀体的第 一底座和该阀体 的第二底座配合。平衡通道被设计为使流体在该活动的节气门的两个相对 的端部之间经过。
该文件描述了第一实施例(图1)，其中第一阻塞装置是活动的节气 门前面的环形部分，它轴向抵靠在阀体的环形底座上，而第二阻塞装置是 安装在该活动的节气门上的外围环形垫圏且与该阀体的侧壁摩擦。该流体 从该活动的节气门的 一个端部流入且从两个阻塞装置之间的环形腔流出。 如果将两个阻塞装置的直径设计为一样，由于该活动的节气门的两个端部 的压力平衡，致动该活动的节气门移动所需的力变小了。然而，仍需要克 服环形垫圉施加的摩擦力、克服会导致阻塞装置直径的制造公差的剩余压 力差以及克服两个阻塞装置在该阀体的相应部分可能产生的粘性力。
该文件还描述了第二实施例(图2)，其中第二阻塞装置也是活动的 节气门前面的环形部分，它轴向抵靠在阀体的第二底座上。该第二技术方 案可能让人感兴趣，因为环形垫圏在阀体壁上的摩擦力减小了。但是，当 为了避免摩擦而没有侧向引导活动的节气门时，该方案还是不可能实现两 个阻塞装置的同时的且令人满意的密封。这种技术方案是超静定的并且不 能控制支撑的平衡。
因此，需要i殳计一种压力平衡的阀，它既最小化了活动的节气门上的 摩擦力，也确保了关闭位置的令人满意的密封。这种阀的优点在于可以通 过尺寸缩减的电磁致动器来确保该阀的致动，消耗较少的能量且所需的制造成本较低。

发明内容
为了满足这种需要，本发明的基本思想是将活动的节气门的至少 一个 阻塞装置设计为能够确保良好的密封，没有摩擦，尽管该活动的节气门的 位置相对于阀体的相应底座可能有变化。
根据本发明的另一方面，希望能设计出这样的阻塞装置，其能限制在 岡体底座上可能出现的粘结效应，以进一步降低该活动的节气门所需的致 动力，且降低所使用的电磁致动器的尺寸。
根据另一方面，本发明还旨在提供这样的装置，这些装置有利于当该 阀体底座上有粘结力的情况下使得该活动的节气门脱离，而无须增大该电 磁致动器的尺寸。
一般地，本发明旨在减小在可控阀门的阀的活动的节气门上必须施加
的力，以便能以较小尺寸的电磁致动器控制较大的流体压强，例如20巴或 更大。
为了实现所述及其它目的，本发明提供了一种压力平衡瓣阀，其中 -中空的阀体设有内室，该内室具有流体流入通道和流体流出通道， -活动的节气门设置在该内室中，且其被安装为可沿移动方向滑动， -该阀体在该内室中包括第一环形阻塞座和第二环形阻塞座，它们具
有相同的轴向朝向，沿移动方向彼此移开，且在该内室中限定了第一端部
腔，在两个环形阻塞座之间的中间腔和第二端部腔，该第二环形阻塞座具
有比该第 一环形阻塞座的直径相等或稍大的直径，
-该活动的节气门包括第 一 阻塞装置和第二阻塞装置，它们沿移动方
向彼此移开，且分别与该阀体的第一环形阻塞座和第二环形阻塞座配合， -该活动的节气门通过驱动装置而沿移动方向在阻塞位置和开启位置
之间平移，在该阻塞位置所述阻塞装置与所述环形阻塞座接触且选择性地
以密封方式^f吏第一端部腔，中间腔和第二端部腔彼此隔开，在该开启位置
所述阻塞装置与所述环形阻塞座隔开，-该第一与第二端部腔通过平衡通道彼此连通，
-该中间腔与所述流体流入通道和流体流出通道之一连通，
-所述端部腔与所述流体流入通道和流体流出通道中的另外一个连
通，
-该第二阻塞装置包括挠性弹力的径向环形边，该径向环形边在该阻 塞位置抵靠在该阀体的第二环形阻塞座上，
-该径向环形边相对于流体从流体流入通道向流体流出通道流动的方 向、向上游方向形成扩口。
该带扩口的径向环形边的变形能力能够确保良好的密封而与所述阀的 上游的流体压力无关。该活动的节气门主要由可相对较硬质的第阻塞装置 引导。所述挠性弹力的径向环形边的变形补偿了可能的位置改变以确保两 个阻塞装置的同步密封。
同时，在该活动的节气门的开启和关闭运动时，该活动的节气门不会 被任何在该阀体壁上的側向摩擦力抑制，并且可选择两个阻塞装置各自的 直径以平衡该活动的节气门两侧的轴向推动力，推动力由所述阀的上游和 下游流体的压力差造成。
优选地，在该阻塞位置，所述径向环形边:^皮所述第二环形阻塞座推动 向上游方向弯曲压在该活动的节气门上。
通过这种方式，当该阀关闭时，带径向环形边的该第二阻塞装置可确 保在该第 一 阻塞装置之前稍微地阻塞，并且保持该阻塞直至该第 一 阻塞装 置完全处于关闭状态，同时允许该活动的节气门的轴向运动和侧向振荡， 该活动的节气门适配于该第一阻塞装置的构造以确保良好的双重密封。
在实际中，所述第二环形阻塞座可以是所述岡体的凸肩，所述径向环 形边将倾斜地抵靠在该第二环形阻塞座上。在该活动的节气门和该第二环 形阻塞座之间留有较大的径向间隙，该间隙由该径向环形边封闭，以〗吏该 活动的节气门保留良好的侧向振荡能力。
根据一个实施例，所述第一阻塞装置可包括环形阻塞垫圏，该垫圏作 用于所述阀体与活动的节气门中的一个上，且还包括环形的接触部分，该接触部分作用于所述阀体与活动的节气门中的另一个上，以通过沿移动方 向的轴向支撑而与所述环形阻塞垫圏配合。
所述第阻塞装置的这种结构相对较硬，因而该活动的节气门可自由振 荡以适配于处于关闭位置的第一阻塞装置的结构。
采用这类阻塞装置主要可以以两种方式控制流体的流动。
根据第一种可能性
-所述中间腔可以与所述流体流出通道联结， -所述端部腔中的一个可以与所述流体流入通道联结， -所述平衡通道轴向穿过所述活动的节气门。 根据第二种可能性
-所述中间腔可以与所述流体流入通道联结，
-所述端部腔中的一个可以与所述流体流出通道联结，
-所述平衡通道可以使得另 一端部腔与该流体流出通道连通。
在这些情况中的一种或另一种中，所述活动的节气门两侧的压力平衡
减小了在开启和关闭位置之间移动所述节气门所需的致动力，而与该阀内
的液压力无关。
上述阀的结构可制成电动阀门，其中活动的节气门机械地连接于电磁 致动器，以确保驱动该活动的节气门沿移动方向平移。 在这方面，可使用各种不同类型的电磁致动器。 根据有利的实施例
-该电磁致动器可包括螺线管，在该螺线管中嵌入由软铁制成的引力 芯，且由软《失制成的活动芯在其中沿移动方向滑动，该活动芯机械连接于 该活动的节气门，
-回动弹簧可以致动该活动芯沿移动方向平移，以4氏抗该螺线管和该 引力芯施加在该活动芯上的吸引力。
有利地，被供电的螺线管可以施加使得该阀开启的力，而该回动弹簧 施加使得该阀关闭的力。
.该阀体内轴向移动期间在该节气门上5殳有摩擦力，且由于该活动的节气门两侧的流体压力平衡，该回动弹簧可具有相 对小的力，只要足以确保该活动的节气门从关闭位置回复到该阀体的环形 阻塞座之间即可。无论该阀上游的流体压力多大都能确保阻塞，因为该压 力是平衡的。由流体施加在该活动的节气门上的力的平衡是通过使两个环
形阻塞座具有基;M目同的直径来实现的。
由于该回动弹簧具有相对较小的力，为开启所述阀人施加在所述螺线
管上力以恩人相对较小该螺线管需同时克服该弹簧的回动力、由于两个 环形阻塞座直径的差异可能造成的压力失衡、以及阻塞装置在相应环形阻 塞座上可能产生的粘结力。这些力相对较小，从而所述螺线管尺寸可以较 小且在该螺线管的电绕組中具有较小重量的铜。
根据本发明，还可以提供进一步有利于开启阀的装置，而无需电磁致 动器施加较大的力。这些装置能致使以特定方式将该径向环形边抬高以离 开所述第二环形阻塞座。
为此，活动的芯以相对于彼此受限地轴向远离的能力而机械地连接于 所述活动的节气门，并且例如为环形构件、或截头形环形构件或有利地为 抬起销的抬起机构机械地连接于该活动芯，并且能通过抵靠而以特定方式 支撑该径向环形边，从而驱动所述活动的节气门之前、在该活动芯向引力 芯移动的过程中将该径向环形边从该第二环形阻塞座脱离。
为此，通过局部施加在该径向环形边本身上的较小的力就能4吏它脱离 且使得该径向环形边两侧的压力开始平衡，以^使该活动的节气门向其开启 位置的平移更加方便而不需要施加较大的平移力。
在实际中，为了具有受限的轴向隔开的能力，该活动的芯可通过轴向 杆机械地连接于该活动的节气门，该轴向杆固定在该活动芯上、滑动地插 入穿过该活动的节气门且配备有径向加粗端，该径向加粗端对着该活动的 节气门的相对表面且支撑所述抬起机构。
有利地，在该活动芯向该引力芯移动的初始行程之后，所述抬起才几构 抵靠在该径向环形边上。因此，所述活动芯和该引力芯之间的间隙减小， 并且施加在该环形边上的抬起力增大了 。根据本发明，还可以提供一种当阻塞装置少许粘结于相应的环形阻塞 座时进一步促进脱离的装置。为此，在该活动芯向该引力芯移动的行程中， 该活动芯构成能将活动的节气门击向它的开启位置的惯性块。
根据本发明，用于进一步缩小电磁致动器的螺线管尺寸的另 一有效装
置是提供第二回动弹簧，该弹簧直接致动该活动的节气门以使它回到它的
关闭位置。在这种情况下，当该螺线管未^皮供电时，两个回动弹簧合成它
们的动作以确保该活动的节气门处于关闭位置，从而可提供其力比没有第 二弹簧时要小的第一回动弹簧。当开始开启时，该活动芯相对远离该引力
芯，这具有较大的间隙，以使得电磁力相对较小。但是该力足以抑制仅有 的第一回动弹簧的力并且使得该活动芯向该引力芯移动，而该活动的节气 门还未移动，这是由于该活动芯和该活动的节气门之间提供的受卩M目对轴 向距离的能力。随后，当达到相对轴向距离的限制时，该活动芯机械地连 接到该活动的节气门，并且驱动其平移。因此，必须克服两个弹簧的合力。 但是此时在该活动芯和该引力芯之间的间隙缩小，以使得磁吸引力更大， 而螺线管无须具有更大的磁激励。
根据一种可能的应用，所述阀可通过进一步提供能轴向移动该引力芯 的发动装置而用作调节阀。


通过阅读下面结合附图对具体实施例的描述，本发明的其它目的、特
征和优点将会更明显，其中
-图1是根据本发明第一实施例的瓣阀的纵剖示意图，所述瓣阀处于 关闭位置；
-图2是根据本发明第二实施例的瓣阀的纵剖示意图，所述瓣阀处于 关闭位置；
-图3是根据本发明第三实施例的瓣阀的纵剖示意图，所迷瓣阀处于
关闭位置；
-图4是如图3所示的阀的开始开启的纵剖图；-图5是如图3所示的阀的处于开启位置的纵剖图； -图6是如图3所示的阀的纵剖-图7是4艮据本发明第四实施例的瓣阀的处于关闭位置的纵剖图； -图8是根据本发明第五实施例的瓣阀的带驱动发动机的纵剖图；以
及
-图9至11分别以正视图、顶视图和侧视图示出了如图3至8的实施 例中的带抬起销的结构的详细视图。
具体实施例方式
首先考虑如图l所示的第一实施例，所描述的装置在其它附图中示出 的所有实施例中都能找到。
根据本发明的瓣阀包括中空的阀体1，其例如由金属或塑性材料制成， 具有内室2，该内室2通过彼此分开的流体流入通道3和流体流出通道4 与外部连通。
活动的节气门5位于阀体1的内室2内，且可沿移动方向I-I滑动。 在内室2中，阀体l包括第一环形阻塞座6和第二环形阻塞座7。笫 一环形阻塞座6是环形的接触部分13，例如图1中朝向上部的环形肋，而 第二环形阻塞座7由内室2的凸肩边构成，它在图l中向上部增大。因而 两个环形阻塞座6和7具有相同的朝向。
两个环形阻塞座6和7沿移动方向I-I、按照轴向间隔D而4皮此隔开。 活动的节气门5包括第一阻塞装置8和第二阻塞装置9，它们沿移动 方向I-I彼此分开，且分别与阀体1的第一环形阻塞座6和第二环形阻塞 座7配合以同步阻塞。换句话说，活动的节气门5的两个阻塞装置8和9 之间的轴向距离与两个环形阻塞座6和7之间的轴向间隔D基本上没有差 别。
在阻塞位置，如图1所示，环形阻塞座6和7和阻塞装置8和9在内 室2中彼此隔出第一端部腔2a、中间腔2b和第二端部腔&。
平衡通道10 4吏得第一和第二端部腔2a和2c连通以使流体可从一个腔流到另一个腔，且在活动的节气门5的两个端部施加同样的压力。
两个环形阻塞座6和7具有基本相同的直径。因此，这导致流体在活 动的节气门5上施加分别在活动的节气门5的上表面和下表面上的方向相 反的、相等的轴向力，这构成压力平衡瓣阀。
在实际中，如下文所述，使得第二环形阻塞座7的直径的值稍微大于 第一环形阻塞座6的直径值是有利的，这样可保证关闭时的良好的密封性， 而与该阀中的流体压力无关。
第二阻塞装置9包括挠性弹力的径向环形边ll，如图所示，该径向环 形边11径向延长至与活动的节气门5的主体分开。径向环形边11在图1 中向上部扩口，成大致的截锥台形，顶点向下。在图1中是朝向高处的表 面的径向环形边11的凹表面用于承受流入流体的压力或高压，而在图1 中是朝向低处的表面的凸表面用于承受流出流体的压力或低压。
径向环形边11可由弹性材料制成。
在阻塞位置，如图1所示，径向环形边ll倾斜地抵靠在第二环形阻塞 座7上。它的挠曲能力使得活动的节气门5在径向环形边11与第二环形阻 塞座7之间没有密封损失的情况下具有沿移动方向I-I轴向移动的能力以 及沿轴I-I两侧径向移动的能力，其中在活动的节气门5的主体和阀体1 的侧壁之间设有相对较大的径向间隙J。
优选地，在如图1所示的阻塞位置，径向环形边11通过被第二环形阻 塞座7推动而稍向高处(向流体流动方向的上游)弯曲，以确保第二阻塞 装置9的良好密封，同时4吏得活动的节气门5能够移动，这确保了第一阻 塞装置8的良好密封。
在图中所示的实施例中，第一阻塞装置8包括环形阻塞垫圏12，它安 装在活动的节气门5上且轴向抵靠在构成第一环形阻塞座6的环形接触部 分13或环形肋上。第一阻塞装置8比带径向环形边11的第二阻塞装置9 更坚硬。
活动的节气门5机械连接于电磁致动器14，该电磁致动器确保驱动该 活动的节气门沿移动方向I-I在关闭的极端位置(图1中的位置)和开启的极端位置之间平移。
电磁致动器14包括同轴的螺线管15，在该螺线管中嵌入由软l5^制成 的引力芯16，且由软铁制成的活动芯17在该螺线管中沿移动方向I-I滑动， 该活动芯17本身才几械地连接到活动的节气门5。在活动芯17和引力芯16 之间保留一间隙E。间隙E可被选择成在运转过程中改变，允许活动的节 气门5在阻塞和开启位置之间所需的轴向行程。
例如嵌在活动芯17和引力芯16之间的回动弹簧18致使活动芯17远 离引力芯16，即抵抗螺线管15和引力芯16施加的吸引力。
上述装置可在后面的附图所示的其它实施例中找到。在其它附图中这 些相同的装置以相同的附图标号标明且不再描述。
现在考虑如图1所示的实施例中的特定装置。
在这种情况下，当螺线管15被供电时，它施加电磁力以开启阀，而回 动弹簧18施力以通过推动阻塞装置8和9靠住环形阻塞座6和7来关闭该 阀。
在该实施例中，中间腔2b与流体流出通道4联结，而第一端部腔2a 与流体流入通道3联结。第一阻塞装置8和第一环形阻塞座6位于第一端 部腔2a和中间腔2b之间，而第二阻塞装置9和第二环形阻塞座7位于中 间腔2b和第二端部腔2c之间。
平衡通道10是轴向通孔，该通孔从活动的节气门5的下表面5a轴向 穿过该活动的节气门5，且通过横向通道Sb与环形的第二端部腔k连通。
活动芯17和活动的节气门5是一体的，其由单个构件构成，由能被螺 线管15产生的磁场吸引的铁磁材料制成。
在如图l所示的关闭位置，间隙E是最大的，其值大于或等于活动的 节气门5移动到全开启位置所需的行程。流体的高压或在该阀上游的流体 的压力处于流体流入通道3和平衡通道10中，同时处于第一端部腔2a和 第二端部腔2c中。相反，流体的低压或在该阀下游的流体的压力处于流体 流出通道4的中间腔2b中。流体的压差在活动的节气门5上施加两个轴向 的相反的力，第一力施加在下表面5a上而第二力施加在活动的节气门5的另一表面上。这两个力每个都分别与由环形阻塞座6或7限定的截面成 比例，并且通过提供基本上相等的直径而使得这两个力尽可能地接近。优 选地，第二环形阻塞座7的直径被选择成稍大于第一环形阻塞座6的直径， 以使得流体上游压力的增加产生压力，该压力将活动的节气门5压向它的 关闭位置，这确保了良好的密封。
由于流体施加在第二环形阻塞座7上的轴向力的基本平衡，开启所述 阀的所需的力因而仅包括由两个环形阻塞座6和7的直径差造成的轴向 力差，回动弹簧18的力的增加，以及阻塞装置8和9靠在环形阻塞座6 和7上的可能的粘合力的增加。由于没有抵抗活动的节气门5在阀体1中 滑动的摩擦力，因此开启所述阀所需的力较小。同时，由于径向环形边ll 的挠性，确保了在关闭位置的良好密封。螺线管的供电使得活动芯17被吸 引，该活动芯17很容易地使活动的节气门5移动至开启位置，而间隙E 缩小。
根据如图l所示实施例的有利变型，流体流入通道3直接连接第二端 部腔2c，也就是说该腔被第二阻塞装置9限定于径向环形边11。当出现可 能的暂时超压时这种变型有助于阀的密封。
现在考虑如图2所示的第二实施例中的特定装置。
在该第二实施例中，流体流入通道3、流体流出通道4、环形阻塞座6 和7以及阻塞装置8和9的相对位置是相同的。
不同之处在于活动芯17和活动的节气门5之间的机械连接。
在图1所示的实施例中，活动芯17和活动的节气门5是一体的结构， 它们彼此的运动是同时的，但是在图2所示的实施例中，活动芯17相对于 活动的节气门5的轴向间隔是受限的轴向杆19固定在活动芯17的第一 端，滑动地嵌入该杆穿过的活动节气门5的平衡通道IO内，且其第二端配 备有径向加粗端20，该径向加粗端20对着活动的节气门5的下表面5a。 轴向杆19比活动的节气门5更长，以便在如图2所示的关闭位置，在径向 加粗端20与活动的节气门5的下表面5a之间设置一初始间隔20a。初始 间隙E大于初始间隔20a。通过对螺线管15供电可以吸引活动芯17,该活动芯17驱动轴向杆19。 在按照等于初始间隔20a的距离的轴向行程的开始阶段，活动的节气门5 没有被驱动，且流体的高压使其处于关闭位置，而活动芯17与其分开直至 该径向加粗端20抵靠在活动的节气门5的下表面5a上。从此刻开始，活 动芯17朝向节气门5的开启位置驱动该活动的节气门5，与环形阻塞座6 和7分开。
在轴向行程开始期间，活动芯17和轴向杆19具有特定的速度，以便 之后它们的惯性造成在活动的节气门5上的撞击，这有利于阻塞装置8和 9与环形阻塞座6和7分开。因此，不需要提供大尺寸的螺线管15来克服 阻塞装置8和9对环形阻塞座6和7的可能粘结力。
对于其它部分，功能与图1所示的实施例相同。
根据图2所示实施例的有利变型，流体流入通道3直接连接第二端部 腔2c，也就是说该腔被第二阻塞装置9限定于径向环形边11。当出现可能 的暂时超压时这种变型有助于阀的密封。
现在考虑如图3所示的第三实施例。
该第三实施例采用如上所述的图2所示实施例中的装置。
在该第三实施例中，区别在于阻塞装置8和9的相对位置中间腔^ 与流体流入通道3联结，而第二端部腔2c与流体流出通道4联结；具有缩 减截面的平衡通道10 4吏得第一端部腔2a与流体流出通道4连通，并因而 与第二端部腔2c连通。
因此，第二阻塞装置9和第二环形阻塞座7处于中间腔2b和第一端部 腔2a之间，而第一阻塞装置8和第一环形阻塞座6位于中间腔2b和第二 端部腔2c之间。
对于其它部分，结构与图2所示实施例基本上相同。
另一区别在于增加了抬起机构21，该机构有利于使得径向环形边11 脱离以ii^开启位置。抬起^L构21可以是环形构件，其适于沿环形支撑区 域在径向环形边ll之下被支撑。作为选择，该环形构件可以是截头形的， 仅沿径向环形边ll的一部分被支撑。另一可选方案是至少一个销的形状。例如，在所示实施例中，轴向杆19的径向加粗端20包括至少两个侧 向抬起销21，它们沿径向环形边ll轴向延伸。在如图3所示的关闭位置， 两个抬起销21与径向环形边11隔开并且没有对阀的阻塞起作用。
参见图9至11，它们更好地示出了带抬起销的抬起机构21的一种可 能结构轴向杆19的一段端部带有径向加粗端20。在靠近径向加粗端20 处，两个抬起销21轴向延伸。它们的上端部21a分别成斜边形。抬起销 21因而构成局部抬起装置，其能够局部地抵靠在径向环形边11上以使其 从第二环形阻塞座7局部地脱离。
图4示出了该装置的功能，从阀的开启步骤开始。使抬起销21在径向 环形边11之下被支撑，而径向加粗端20保持与活动的节气门5的下表面 5a分开。因此，可选定抬起销21的长度。
这样，从阀的开启步骤开始，抬起销21局部地抬起径向环形边11且 造成局部的泄漏，来自流体流入通道3的高压流体通过该泄漏而流入第一 端部腔2a。由于将平衡通道10直径设计的相对较小，因此径向环形边ll 所造成的泄漏使得第一端部腔2a内的压力增加，这有利于阀的开启。
图5示出了图3和图4的装置处于全开启位置阻塞装置8和9与相 应的环形阻塞座6和7分开，且流体自由地从流体流入通道3流向流体流 出通道4。螺线管15使阀保持在开启位置。
图6示出了关闭步骤螺线管15中的电流切断，且回动弹簧18使活 动芯17和活动的节气门5向关闭位置移动。两个阻塞装置8和9之间的轴 向间隔被选定为稍微大于两个环形阻塞座6和7之间的轴向间距D。这样， 在活动芯17和活动的节气门5向关闭位置平移的过程中，是径向环形边 11通过^L支撑在其相应的环形阻塞座7上而首先堵塞了流体流量，如图6 所示。在该位置，第二阻塞装置9还保持流量。施加于径向环形边ll上的 上游流体的压力将活动的节气门5推向关闭位置，这有利于阀的关闭。
现在考虑图7，其示出了其中提供两个回动弹簧的第四实施例。
该第四实施例采用了图3至6所示的第三实施例中的所有装置。
区别仅在于该实施例补充了第二回动弹簧22，该第二回动弹簧轴向嵌在阀体l和活动的节气门5之间。因此，第二回动弹簧22直接朝向关闭位 置致动活动的节气门5，而不作用于活动芯17。
第二回动弹簧22通过将其力添加给回动弹簧18来确保活的节气门5 向关闭位置回复的效率，以保证关闭的阀的良好密封。然而，第二回动弹 簧22不作用于活动芯17对活动的节气门5的自由行程，这在开启步骤时 有助于活动芯17开始运动，从而获得足够的动能来撞击径向环形边11且 使其从环形阻塞座7上脱离。随后，螺线管15应当克服两个回动弹簧22 和18的合力，但是其间隙非常小且确保足够大的吸引力以驱动活动的节气 门5直至关闭位置。
现在考虑如图8所示的第五实施例。
该第五实施例采用了图3至6所示实施例的特定装置，其带有抬起机构。
区别在于该第五实施例还包括能使得引力芯16轴向移动的发动装置23。
发动装置23可以是步进发动机，或者是直流发动机。
当引力芯16与活动芯17接触时，发动机23被再启动，阀处于关闭位置。
因而实现了调节阀。
如果需要用足够强劲的发动机23立即调节小流量，则启动螺线管15， 这使得活动芯17粘合在引力芯16上，并且所述阀被发动机23持久地驱动。 优选地进行两个芯16和17彼此之间的粘合^^作，而阀处于关闭位置，引 力芯16向该阀的方向移动。
如果不需要立即调节小流量，并且需要利用活动芯17的惯性来使得所 述阀脱离，则可4吏发动机23后退几步并且启动螺线管15以开启该阀。发 动机23因而可用于调节流体通道而在堵塞前不动作。
作为可选方案，发动装置23可以是具有启动/停止功能的第二螺线管， 这因而可在第一螺线管开始最初的最小流量之后选定笫二级流量。
另 一种可能在于使用例如直线式的连续运转的螺线管型的发动装置23。
本发明不限于上面明确描述的实施例，还包括在后面的权利要求范围 内的各种变型和概括。
权利要求
1. 一种压力平衡的瓣阀，其中-中空的阀体(1)设有内室(2)，该内室具有流体流入通道(3)和流体流出通道(4)，-活动的节气门(5)设置在所述内室(2)中且被安装成沿移动方向(I-I)滑动，-所述阀体(1)在所述内室(2)中包括第一环形阻塞座(6)和第二环形阻塞座(7)，它们具有相同的轴向朝向、沿所述移动方向(I-I)彼此隔开并且在该内室(2)中限定了第一端部腔(2a)、两个环形阻塞座(6，7)之间的中间腔(2b)以及第二端部腔(2c)，所述第二环形阻塞座(7)的直径等于或稍大于所述第一环形阻塞座(6)的直径，-所述活动的节气门(5)包括第一阻塞装置(8)和第二阻塞装置(9)，它们沿所述移动方向(I-I)彼此隔开并且分别与所述阀体(1)的第一环形阻塞座(6)和第二环形阻塞座(7)配合，-所述活动的节气门(5)被驱动装置驱动以沿所述移动方向(I-I)在阻塞位置和开启位置之间平移，在所述阻塞位置中所述阻塞装置(8，9)与各个环形阻塞座(6，7)接触并且以密封方式选择性地使所述第一端部腔(2a)、所述中间腔(2b)和所述第二端部腔(2c)彼此隔开，在所述开启位置中所述阻塞装置(8，9)与所述环形阻塞座(6，7)隔开，-所述第一和第二端部腔(2a，2c)通过平衡通道(10)彼此连通，-所述中间腔(2b)与所述流体流入通道(3)和所述流体流出通道(4)中的一个连通，-所述端部腔(2a，2c)与所述流体流入通道(3)和所述流体流出通道(4)中的另一个连通，其特征在于-所述第二阻塞装置(9)包括挠性弹力的径向环形边(11)，该径向环形边在所述阻塞位置抵靠在所述阀体(1)的所述第二环形阻塞座(7)上，-所述径向环形边(11)相对于流体从所述流体流入通道(3)向所述流体流出通道(4)流动的方向、向上游形成扩口。
2. 如权利要求1所述的瓣阀，其特征在于，在所述阻塞位置，所述径 向环形边(11 )由于被所述第二环形阻塞座(7 )推动而朝向上游弯曲以压 在所述活动的节气门(5)上。
3. 如权利要求l所述的瓣阀，其特征在于，所述第二环形阻塞座(7) 是所述阀体(1)的凸肩。
4. 如权利要求1所述的瓣阀，其特征在于，所述第一阻塞装置(8)包 括在所述阀体(1)和所述活动的节气门(5)中的一个上的环形阻塞垫圏(12)，并且包括在所述阀体(1)和所述活动的节气门(5)中的另一个 上的环形接触部分(13)，从而通过轴向支撑而沿所述移动方向(I-I)与 所述环形阻塞垫圏(12)配合。
5. 如权利要求1所述的瓣阀，其特征在于 -所述中间腔(2b)与所述流体流出通道(4)联结， -所述端部腔(2a， 2c)中的一个与所述流体流入通道(3)联结， -所述平衡通道(10)轴向穿过所述活动的节气门(5)。
6. 如权利要求1所述的瓣阀，其特征在于 -所述中间腔(2b)与所述流体流入通道(3)联结， -所述端部腔(2a， 2c)中的一个与所述流体流出通道(4)联结， -所述平衡通道(10)使得另一个端部腔(2c, 2a)与所述流体流出通道(4 )连通。
7. 如权利要求l所述的瓣阀，其特征在于，所述活动的节气门(5)机 械地连接于电磁致动器(14)，该电磁致动器(14)可驱动该活动的节气 门(5)沿所述移动方向(I-I)平移。
8. 如权利要求7所述的瓣阀，其特征在于-所述电磁致动器(14)包括螺线管(15)，在该螺线管(15)中嵌 入由软^^制成的引力芯(16)，并且由软l^制成的活动芯(17)在该螺线管中沿所述移动方向(I-I)滑动，所述活动芯(17)积械连接于所述活动 的节气门(5)，-回动弹簧(18)致动所述活动芯(17)沿所述移动方向(I-I)平移， 以抵抗所述螺线管(15)和所述引力芯(16)施加在所述活动芯(17)上 的吸引力。
9. 如权利要求8所述的瓣阀，其特征在于，被供电的所述螺线管(15 ) 施加使得所述阀开启的力，而所述回动弹簧(18)施加使得所述阀关闭的 力。
10. 如权利要求8所述的瓣岡，其特征在于-所述活动芯(17)以受限的相对于彼此轴向远离的能力而机械地连 接于所述活动的节气门(5)，-抬起机构(21)机械地连接于所述活动芯(17),并且能够通过抵 靠在所述径向环形边(11)上而以特定方式被支撑，从而在驱动所述活动 的节气门(5)之前、在所述活动芯(17)至所述引力芯(16)的行程期间 将其从所述第二环形阻塞座(7)上脱离。
11. 如权利要求10所述的瓣阀，其特征在于，所述活动芯(17)通 过固定在该活动芯(17)上的轴向杆(19)而^/L械地连接到所迷活动的节 气门(5)，滑动地插入穿过该活动的节气门(5),并且配备有径向加粗 端(20),该径向加粗端(20)对着该活动的节气门(5)的相对表面(5a) 并且支撑所述抬起机构(21)。
12. 如权利要求10所述的瓣阀，其特征在于，在所述活动芯(17) 至所述引力芯(16)的初始行程之后，所述抬起^L构Ul)抵靠在所述环 形边(11)上。
13. 如权利要求10所述的瓣阀，其特征在于，在所述活动芯(17) 至所述引力芯(16)的行程期间，所述活动芯(17)构成能将所述活动的 节气门(5)击向它的开启位置的惯性块。
14. 如权利要求8所述的瓣阀，其特征在于，还包括第二回动弹簧 (22)，该第二回动弹簧朝向所述活动的节气门(5)的关闭位置而直接致
15.如权利要求8所述的瓣阀，其特征在于，还包括能轴向移动所述 引力芯(16)的发动装置(23)。
全文摘要
在根据本发明的压力平衡瓣阀中，中空的阀体(1)内的活动的节气门(5)包括两个隔开的阻塞装置(8，9)，它们分别与两个环形阻塞座(6，7)配合。平衡通道(10)平衡该活动的节气门(5)两侧的流体压力。阻塞装置中的一个(9)包括挠性弹力的径向环形边(11)，该径向环形边(11)倾斜地抵靠在所述环形阻塞座之一(7)上并且实现了令人满意的双重密封。
文档编号F16K31/06GK101440876SQ200810188760
公开日2009年5月27日 申请日期2008年10月6日 优先权日2007年10月4日
发明者A·布尚考克, D·莫南, J-L·布雷埃雷 申请人:G.卡梯埃技术公司