压力无关式控制阀的制作方法

本专利申请涉及一种压力无关式控制阀（pressureindependentcontrolvalve）。

背景技术：

当在多区域加热与冷却系统中的常规二通阀开启或闭合时，引起导致上溢或下溢的压力变化。压力无关式控制阀通过调节压力降而维持所需流率恒定。产品说明书“压力无关式控制阀，快速选择指南，67-7258pr，2014年9月，霍尼韦尔国际有限公司（pressureindependentcontrolvalve,quickselectionguide,67-7258pr,september2014,honeywellinternationalinc.）”中公开了这种压力无关式控制阀（picv）的基本概念。

ep3059651a1公开了根据权利要求1的前序部分的用于控制液体介质在加热与冷却系统中的流的压力无关式控制阀。该压力无关式控制阀包括阀体、第一功能组和第二功能组。阀体设置：其中存在液体介质的进口压力的进口部；其中存在液体介质的出口压力的出口部（其中出口部与进口部为同轴）；和位于进口部与出口部之间的中部，其中经过调节孔而彼此连通的上游室与下游室设置在中部内。第一功能组是由用于控制在和上游室一致的调节孔的上游与和下游室一致的调节孔的下游之间的压差的控制装置所限定。由调节装置所限定的第二功能组适合于增加和/或减少经过调节孔的液体流。

由ep3059651a1所公开的压力无关式控制阀的调节孔是由阀体所提供，即阀体的中部相对于进口部和出口部而倾斜。第一功能组和第二功能组是由所述倾斜中部容纳。第二功能组是经调整以适应所需流率的功能组。流的改变是由不同的第二功能组所实现。仅针对用于压力无关式控制阀的特殊目的，这就要求生产许多额外部件。

技术实现要素：

针对此背景技术，提供根据权利要求1所述的新型的压力无关式控制阀。

根据本发明，压力无关式控制阀包括第一插入元件和第二插入元件。第一插入元件设置有调节孔，并且至少部分地位于阀体的中部内。另外，第二插入元件至少部分地位于阀体的中部内。将所述第一插入元件经过设置在中部的第一侧处的阀体的第一开口而至少部分地放置于阀体的中部内。将所述第二插入元件经过设置在中部的第二相对侧的阀体的第二开口而至少部分地放置于阀体的中部内。第一功能组至少部分地被所述第一插入元件所容纳。第二功能组至少部分地被所述第二插入元件所容纳。

根据本发明，能够降低生产成本并且使用在高得多的体积中所生产的部件。具体地，本发明允许将散热器恒温控制阀（thermostaticradiatorvalve，trv）插入件用作压力无关式控制阀（picv）的第二功能组。

流的改变可以由被拧紧入充当与各个散热器恒温控制阀的界面的第二插入元件中的不同的标准散热器恒温控制阀插入件而实现。

流的改变可以例如通过散热器恒温控制阀插入件自身的预设定、或者通过操作外手轮、或者通过使用致动器而完成。

根据本发明的一个优选实施例，第一插入元件与第二插入元件为同轴。阀体的第一开口与阀体的第二开口为同轴。第一插入元件的纵向轴线和第二插入元件的纵向轴线、以及阀体的第一开口的纵向轴线和阀体的第二开口的纵向轴线都垂直于阀体的进口部的纵向轴线和出口部的纵向轴线而延续。这确保压力无关式控制阀的非常有利的操作。

根据本发明的一个优选实施例，设置有调节孔的第一插入元件的内壁部包括肋条。优选地，这些肋条相对于调节孔的纵向轴线而倾斜。肋条的轴线和调节孔的纵向轴线限定或限制在5°和60°之间、优选地在10°和50°之间、最优选地在15°和40°之间的角度。这能够消除压力无关式控制阀的滞后现象。

根据本发明的一个优选实施例，第一插入元件的外壁部设置有容纳密封元件的沟槽，其中所述沟槽围绕所述外壁部斜向地延续，以便容纳于所述沟槽内的密封元件将上游室与下游室密封。这确保压力无关式控制阀的非常有利的操作。

根据本发明的一个优选实施例，第一插入元件的外壁部包括至少一个进口开口，液体介质可以经过该进口开口从阀体的进口部流入中部的上游室中。第一插入元件的所述外壁部还包括至少一个出口开口，液体介质可以经过该出口开口从中部的下游室流入阀体的出口部中。优选地，第一插入元件的外壁部包括多个进口开口。各进口开口可具有不同的截面，其中每个的所述进口开口与阀体的进口部相连通。第一插入元件的外壁部也可包括具有不同截面的多个出口开口。第二插入元件设置有与调节孔相连通的进口开口。第二插入元件还设置有与第一插入元件的各出口开口相连通的出口开口。第二插入元件的出口开口相对于第一插入元件的各出口开口的相对位置限定经过压力无关式控制阀的最大流的预设定。这确保压力无关式控制阀的非常有利的操作及该控制阀的简单且可靠的预设定。

附图说明

本发明的优选改进方案是由从属权利要求和接下来的描述所提供。下面基于附图更详细地描述各示例性实施例，在附图中：

图1示出了压力无关式控制阀的侧视图；

图2示出了经过压力无关式控制阀的截面；

图3示出了图1的分解视图；

图4示出了图2的分解视图；

图5示出了图4的细节；

图6示出了图4的另一个细节；

图7是经过压力无关式控制阀的透视剖视图；

图8示出了图5和图6中所示细节的组件；

图9示出了经过图8的组件的截面。

具体实施方式

本发明提供压力无关式控制阀10。这种压力无关式控制阀10也经常被称为picv。压力无关式控制阀10是用于控制在加热与冷却系统中的液体介质流。

压力无关式控制阀10包括阀体11。该阀体11可由管状元件提供。

阀体11设置有进口部12、出口部13和中部14。在进口部12内存在液体介质的进口压力。在出口部13内存在液体介质的出口压力。进口部12与出口部13彼此为同轴。因此，进口部12的纵向轴线12a与出口部13的纵向轴线13a同轴地对准。这些纵向轴线12a、13a与经过进口部12和出口部13的液体介质的流动方向相对应。

中部14位于进口部12与出口部13之间。中部14的纵向轴线14a垂直于进口部12的纵向轴线12a和出口部13的纵向轴线13a而延续。

上游室15与下游室16经过设置在中部14内的调节孔17而彼此连通。

上游室15还与进口部12相连通。下游室16还与出口部13相连通。

压力无关式控制阀10包括由用于控制压差的控制装置18所限定的第一功能组。第一功能组或控制装置18控制在位于调节孔17上游的压力（即在上游室15内的压力）与存在于出口室13内的出口压力之间的压差。

压力无关式控制阀10还包括适合于增加和/或减少经过调节孔17的液体流的由调节装置19所限定的第二功能组。

如图1中所示，压力无关式控制阀10还可包括用于测量在进口部12内和出口部13内的压力的检查部20。这些检查部20可容纳用于测量所述压力的压力传感器或压力测试旋塞（cock）。

压力无关式控制阀10还包括第一插入元件21和第二插入元件22。这些插入元件21、22两者都为整体。插入元件21、22自身是整体，但并非与阀体11构成整体。第一插入元件21设置有调节孔17。

第一插入元件21至少部分地（优选地完全地）位于阀体11的中部14内。将所述第一插入元件21经过设置在中部14的第一侧处的阀体11的第一开口23而放置于阀体11的中部14内。第一功能组18至少部分地被所述第一插入元件21所容纳。

第二插入元件22至少部分地位于阀体11的中部14内。将所述第二插入元件22经过设置在中部14的第二相对侧的阀体11的第二开口24而放置于阀体11的中部14内。第二功能组19至少部分地被所述第二插入元件22所容纳。

第一插入元件21与第二插入元件22为同轴。容纳所述第一插入元件21的阀体11的第一开口23与容纳所述第二插入元件22的阀体11的第二开口24为同轴。因此，由第一插入元件21所容纳的第一功能组18与由第二插入元件22所容纳的第二功能组19为同轴。

第一插入元件21的纵向轴线21a、第二插入元件22的纵向轴线22a、第一开口23的纵向轴线23a、第二开口24的和纵向轴线24a都垂直于阀体11的进口部12的纵向轴线12a和阀体11的出口部13的纵向轴线13a而延续。

因此，这两个功能组都垂直于阀体11的进口部12的纵向轴线12a和出口部13的纵向轴线13a而延续。

调节孔17的纵向轴线17a垂直于阀体11的进口部12的纵向轴线12a并且垂直于阀体11的出口部13的纵向轴线13a而延续。调节孔17的纵向轴线17a与液体介质从上游室15经过调节孔17进入下游室16的方向相对应。

如上所述，由控制装置18所限定的第一功能组控制在上游室15内的压力与在出口部13内的出口压力之间的压差。所述控制装置18包括：具有与第一插入元件21的内螺纹27接合的外螺纹26的壳体25、可移动元件28、隔膜30、用于使隔膜30定位的圆盘状元件29a和29b、作用于壳体25及圆盘状元件29a和29b的弹簧元件31、及盖罩或盖32。所述控制装置18的功能对于本领域技术人员而言是已知的并且无需进一步描述。

第一插入元件21的内壁部33设置有调节孔17。在所述调节孔17的第一侧上设置有上游室15。在所述调节孔17的相对的第二侧设置有下游室16。

第一插入元件21的外壁部34被内壁部33划分成两个分部34a和34b，其中分部34a部分地限定上游室15并且其中分部34b部分地限定下游室16。外壁部24具有圆柱形形状。外壁部24的纵向轴线平行于中部14的纵向轴线14a而延续。第一插入元件21的内壁部33位于第一插入元件21的外壁部34的内侧并且垂直于中部14的纵向轴线14a而延续。

第一插入元件21的外壁部34（即，分部34a）包括可具有不同截面的至少一个进口开口35，优选地多个进口开口35。在后者的情况下，每个所述进口开口35与阀体11的进口部12相连通。此外，第一插入元件21的外壁部34（即，分部34b）包括至少一个出口开口36。外壁部34可包括可具有不同截面的多个出口开口36。

第一插入元件21在阀体11的中部14内的相对位置是由突出进入阀体11的凹槽54的第一插入元件21的销53所限定和固定。

第一插入元件21的外壁部34设置有容纳密封元件38的沟槽37，其中所述沟槽37围绕第一插入元件21的所述外壁部34斜向地延续，以便容纳于所述沟槽37内的密封元件38将上游室15与下游室16密封。

限定调节孔17的第一插入元件21的内壁部33包括肋条39。将所述肋条39设置在调节孔17的导流表面。肋条39相对于调节孔17的纵向轴线17a而倾斜。调节孔17的纵向轴线17a与液体介质经过调节孔17的流动方向相对应。肋条39的轴线与调节孔17的纵向轴线17a限定在5°和60°之间、优选地在10°和50°之间、最优选地在15°和40°之间的角度。

所述调节装置19是由散热器恒温控制阀插入件提供。该散热器恒温控制阀插入件包括：承载阀柱塞41的阀杆40、用于阀杆40的导向元件42、及作用于阀杆40和导向元件42的弹簧元件43a、43b。这种散热器恒温控制阀插入件的功能对于本领域技术人员而言是已知的并且无需作进一步描述。

由散热器恒温控制阀插入件提供的所述调节装置19至少部分地被容纳在第二插入元件22内。调节装置19的导向元件42具有与第二插入元件22的内螺纹46共同地起作用的外螺纹45。

第二插入元件22设置有与调节孔17为同轴且连通的进口开口47。液体介质从上游室15经过调节孔17和第二插入元件22的进口开口47而流入下游室16中。

第二插入元件22还具有出口开口48。第二插入元件22的出口开口48是由第二插入件的外壁部设置。第二插入元件22的出口开口48与第一插入元件21的各出口开口36相连通。参见图8和图9。液体介质从下游室16经过第二插入元件22的出口开口48和第一插入元件21的出口开口36而流入出口部13中。

在压力无关式控制阀10的组装状态中，两个插入元件21和22的轴向相对位置被元件55（如锁环或卡环或西格环）所固定。所述元件55被示于图7、图9中并且进入在两个插入元件21和22内的凹槽。所述元件55仅将两个插入元件21和22的轴向相对位置加以固定。然而，所述元件55允许第二插入元件22相对于第一插入元件21围绕第二插入元件22的纵向轴线22a而旋转。

通过使第二插入元件22相对于第一插入元件21旋转，可以调节第二插入元件22的出口开口48与第一插入元件21的各出口开口36的重叠。所述重叠限定两个插入元件21、22的有效出口开口，并且预设定经过压力无关式控制阀10的最大流率。如上所述，第一插入元件21的位置是由进入阀体10的凹槽54中的第一插入元件21的销53所固定。

通过操作手柄51可以使第二插入元件22相对于第一插入元件21而旋转。当使手柄51旋转时，第二插入元件22连同调节装置19变得相对于阀体10并且相对于第一插入元件21而旋转。

如上所述，第二插入元件22变得相对于第一插入元件21而旋转，以便预设定经过压力无关式控制阀10的最大流率。指示盘50被固定到阀体11。因此，当手柄51变得旋转以改变经过压力无关式控制阀10的最大流率的预设定时，使第二插入元件22相对于第一插入元件21旋转并进一步使手柄51相对于指示盘50而旋转。手柄51具有在规定位置的开口52。指示盘50可经过手柄51中的所述开口52而看见。指示盘50具有指示最大流率的预设定的刻度。基于手柄51的开口52相对于指示盘50的相对位置，所述刻度可部分地经过手柄51中的开口52而看见。

图1和图2还示出了手轮44。该手轮44可以用于手动地改变调节装置19的阀柱塞41的位置。所述手轮44可以例如用于将压力无关式控制阀10闭合。通常，所述手轮44被致动器（未图示）所代替。这种致动器可以改变阀柱塞41的位置，并且可以用于在预设定的最大流率和零之间调节经过压力无关式控制阀10的流率。

附图标记的列表

10压力无关式控制阀

11阀体

12进口部

12a轴线

13出口部

13a轴线

14中部

14a轴线

15上游室

16下游室

17调节孔

17a轴线

18第一功能组/控制装置

19第二功能组/调节装置

20检查部

21第一插入元件

21a轴线

22第二插入元件

22a轴线

23第一开口

23a轴线

24第二开口

24a轴线

25壳体

26外螺纹

27内螺纹

28可移动元件

29a圆盘状元件

29b圆盘状元件

30隔膜

31弹簧元件

32盖

33内壁部

34外壁部

34a分部

34b分部

35进口开口

36出口开口

37沟槽

38密封元件

39肋条

40阀杆

41阀柱塞

42导向元件

43a弹簧元件

34b弹簧元件

44手轮

45外螺纹

46内螺纹

47进口开口

48出口开口

49指示器

50指示盘

51手柄

52开口

53销

54凹槽

55元件