专利名称：弹簧式安全阀的制作方法
技术领域：
本发明基于本专利权利要求1前序的弹簧式安全阀。
在权利要求1前序中，本发明涉及的已知现有技术源于工程博士，Siegfried Hildebrand教授的教科书“FeinmechanischeBauelement”，VEB Verlag Technik，柏林，1980年第4版，677-679页。这本教科书所描述的是，具有杠杆固定式离心配重的离心制动力调节装置，其中的离心力的作用与压缩弹簧的复位力相反，压缩弹簧相对于行程轴线轴向设置。调节装置的效率始于一限定的速度，制动表面刚好以这一速度处接触状态。弹簧力随行程的增加而增加。
自动复位安全阀一方面要求迅速打开，另一方面又要求充分打开，即使在达到释放力之后，阀的开启力在阀行程范围大体不增加，或者甚至减少。
本发明如专利权利要求1所限定，本发明目的是以这样的方式改进本文开始时涉及的弹簧式安全阀，在达到一预定的阀开启力之后，阀的充分打开也得到保证，同时预定的阀开启力也没有增加。
本发明有益的改进还在从属权利要求书中限定。
本发明优点的主要方面在于，一旦阀上的压力达到预定的预加载力限定值，弹簧式安全阀就迅速可靠地打开。
弹簧的充分打开可随具有板弹簧特性和大行程的弹簧叠加获得。迅速打开需要少量移动零件。按本发明，两个要求可同时满足，而对于一直接作用的弹簧组件，例如盘簧或压缩弹簧则是不可能的。
本发明参照下文列举的实施例说明，其中
图1显示带可选择类型的弹簧式安全阀的示意图；图2显示弹簧式安全阀的打开力作为阀行程的函数的曲线；图3显示剖视的具有在轴向对称实施例中的共有壁-杠杆铰链的弹簧式安全阀，和图4显示剖视的是有在轴向对称实施例中的不同杠杆铰链的弹簧式安全阀。
附图中，相同的零件以相同的参考号表示。
图1示意性地显示，自动复位弹簧式安全阀具有阀的关闭装置或阀关闭体(1)，它可以是阀体的(未示出)气门盘或阀锥，或者是阀盘或阀盖。该阀关闭体(1)固定连接在滑动轴承或轴向滑动轴承(2)上，其可沿阀的轴线或行程轴线或滑动轴承轴线(A)移动。在垂直于对称轴线(A)的阀关闭体铰链(10)上，阀关闭体(1)以铰接的方式连接在第一关闭体杠杆(H1)上，第一关闭体杠杆(H1)以铰接的方式，通过第一滑动铰链(3)一方面与第一支承杠杆(H2)连接，另一方面又与第一压缩弹簧(8)连接。在阀关闭体(1)的关闭位置(P1)，第一关闭体杠杆(H1)相对于对称轴线(A)具有35°的关闭体锐角(α0)；在阀关闭体(1)沿滑动轴承轴线(A)通过一行程或阀行程(a)向右移动的打开位置(P2)，其有关闭体锐角(α1)，它大于α0。第一支承杠杆(H2)以铰接的方式固定在第一支承-杠杆铰链(4)上，支承-杠杆铰链(4)固定于刚性阀座或刚性杠杆壁(5)上。该杠杆壁(5)的取向垂直于滑动轴承的轴线(A)。相对于杠杆壁(5)，在阀关闭体(1)的关闭位置(P1)，第一支承杠杆(H2)具有90°的杠杆-支承角度(β0)，并在阀关闭体(1)的打开位置其具有更大的杠杆-支承角度(β1)。在弹簧-壁铰链(7)上，第一压缩弹簧(8)以铰接的方式固定在弹簧支承座或弹簧壁(6)上，弹簧壁(6)的取向与杠杆壁(5)成直角，并在阀关闭体(1)的关闭位置(P1)，弹簧(8)与这一弹簧壁(6)形成90°的弹簧-支承座角(γ0)。在阀关闭体(1)的打开位置(P2)，该弹簧-支承座角(γ0)根据行程角(ε)而增大。
阀开启力(F1)在阀关闭体(1)的行程方向作用在阀关闭体(1)上，它沿滑动轴承轴线(A)，经第一关闭体杠杆(H1)将一关闭体-杠杆力(F2)传递到第一滑动铰链(3)。第一滑动铰接头(3)一方面通过第一支承杠杆(H2)将支承座-杠杆力(F3)传递到第一支承座-杠杆铰链(4)上，而另一方面它又将弹簧压缩力(F4)传递到第一压缩弹簧(8)。第一压缩弹簧(8)由于其预定的预载荷而在阀关闭体(1)上施加一预加载荷力。在阀关闭体(1)的关闭位置(P1)，这一预加载荷力调整到可预定的预加载荷力限定值(FG)。
第一关闭体杠杆(H1)，第一滑动铰链(3)，第一支承杠杆(H2)和第一支承座-杠杆铰链(4)可以关于滑动轴承轴线(A)镜像对称设置，正如图1中虚线的表示。此外，图中对应的元件以撇号’表示。
此外，除镜像对称的设置也可以以非虚线的显示设置。在这种条件下，参考号(10)表示阀关闭体双铰链。在这种情况下，通过第二滑动铰链(3’)，第二关闭体杠杆(H1’)一方面与第二支承座—杠杆铰链(4’)通过第二支承杠杆(H2’)刚性连接在杠杆壁(5)上，另一方面，又通过第二压缩弹簧(8’)与弹簧壁(6’)压缩连接(图4显示)。
代替向外作用的第一和/或第二压缩弹簧(8、8’)，或者除第一和/或第二压缩弹簧之外，也可以提供至少一个向内作用的拉簧(9)，这个拉簧(9)作用在第一和/或第二滑动铰链(3、3’)上。
具有线性弹簧特性的压缩弹簧(8、8’)与杠杆装置(H1、H2；H1’、H2’)以获得图2中的递减弹簧特性曲线(13)的方式结合在安全阀中。这里，阀行程(a)绘制在横坐标上，而阀开启力(F1)以任意单位绘制在纵坐标上。如果阀开启力(F1)到达可预定的预加载荷力限定值(FG)，安全阀就开启。如果对杠杆(H1、H2；H1’、H2’)适当选择，这意味着，阀关闭体(1)上必不可少的阀开启力不需要在整个行程(a)上增加，反之甚至能够减少。杠杆(H1、H2；H1’、H2’)和压缩弹簧(8、8’)以这样方式相互结合，即根据阀行程(a)，压缩弹簧(8、8’)仅当阀关闭体(1)上的压力急剧下降时对阀关闭体(1)施加足够的力，以便安全阀再次关闭并施加原预加载荷力。
通过适当的杠杆传动，所有的要求都可以同时满足1、为施加必不可少的预加载荷力，较弱的压缩弹簧可应用在杠杆装置(H1、H2；H1’、H2’)上，它是导致安全阀运动零件的大量减少的因素。除此以外，运动质量必需经过的路径减少。
2、杠杆传动可以这样方式选择，即第一或第二压缩弹簧(8、8’)的行程小于阀关闭体(1)的阀行程(a)；它是允许压缩弹簧(8、8’)具有较小行程的因素。而且它又导致运动质量的减少。
3、因为该杠杆传动，在整个阀行程(a)上不需要增加阀关闭体(1)的压力。
图3示意性地显示剖视的轴向对称的弹簧式安全阀。第一和第二关闭体杠杆(H1、H1’)分别以铰接的方式在相互间隔一段距离的阀关闭体铰链(11，11’)上连接到阀关闭体(1)。第一和第二支承杠杆(H2、H2’)以铰接的方式相互连接，并在支承座—杠杆双铰链(12)上连接到杠杆壁(5)；支承座—杠杆双铰链(12)固定在杠杆壁(5)上。设计成螺旋弹簧的第一和第二压缩弹簧(8、8’)以铰接的方式，通过第一和第二弹簧支承座(14、14’)分别连接到第一和第二滑动铰链(3、3’)，通过滑动铰链(3，3’)杠杆(H1、H2)和(H1’、H2’)以铰接的方式有效的相互连接。
在本发明另一实施例变型中，图4显示剖视的一轴向对称的弹簧安全阀。在这种条件下，第一和第二关闭体杠杆(H1、H1’)以铰接的方式在相互间隔一段距离的第一和第二阀关闭体铰链(11、11’)上连接到阀关闭体(1)上。这与图3一致。第一和第二支承杠杆(H2、H2’)以铰接的方式，与杠杆壁(5)分别连接在第一和第二支承架—杠杆铰链(4、4’)上，这与图1一致。
为在第一和第二压缩弹簧(8、8’)上分别获得尽可能小的初始力(F4)，弹簧-支承座角度(γ0)和杠杆-支承座角度(β0)在每一条件下应至少大约90°，而关闭体角度(α0)应选择尽可能的小。关闭体角度(α0)应优选地选择在25°-60°度范围之内，第一和第二关闭体杠杆(H1、H1’)的长度50mm，第一和第二支承杠杆(H2、H2’)的长度60mm。
符号表示的名称1 阀关闭装置，气门盘，阀锥，阀盘，阀盖，阀关闭体2 1的滑动轴承，轴向滑动轴承3、3’ 铰链，第一或第二滑动铰链4、4’ 第一或第二支承座—杠杆铰链5 杠杆壁，刚性阀支承座6、6’ 弹簧壁，刚性弹簧支承座7 弹簧-壁铰链8、8’ 第一或第二压缩弹簧，螺旋弹簧9 拉簧10 阀隔关闭铰链，阀关闭体双铰链11、11’第一或第二阀关闭体铰链12 支承座—杠杆双铰链
13 开启力特性曲线，弹簧特性14、14’弹簧支承座a 阀行程，1的行程A 阀轴线，2的滑动轴承轴线，行程轴线FG预加载荷力限定值F1 阀开启力，1上的力F2 关闭体-杠杆力，H1上的力F3 支承座—杠杆力，H2上的力F4 弹簧力，弹簧压力，8上的力H1、H1’第一或第二关闭体杠杆P1 1的关闭位置P2 1的打开位置α0、α1关闭体角度，相对于A的、分别没有或具有1的行程的H1的角度β0、β1杠杆-支承座角度，相对于5的、分别没有或具有1的行程的H2的角度γ0 弹簧-支承座角度，相对于6的、没有行程的8的角度ε 8的行程角度
权利要求
1.弹簧式安全阀a)具有阀关闭体(1)，b)它具有至少一个阀关闭体铰链(10；11、11’)，c)其中可转动地安装至少一个第一关闭体杠杆(H1)，d)第一关闭体杠杆(H1)通过另一铰链(3)可转动地连接到第一支承杠杆(H2)，e)第一支承杠杆(H2)可转动地安装在至少一个支承座—杠杆铰链(12；4、4’)上，其特征在于f)另一铰链是弹簧加载式滑动铰链(3)。
2.按权利要求1的弹簧式安全阀，其特征在于a)阀关闭体(1)沿滑动轴承轴线(A)可移动，和b)滑动铰链(3)可操作地与至少一个弹簧(8、9)连接，至少一个弹簧(8，9)在阀关闭体(1)的关闭位置(P1)在滑动铰链(3)上基本上施加与滑动轴承轴线(A)成直角的预加载荷力，以便安全阀的关闭运动。
3.按权利要求2的弹簧式安全阀，其特征在于，至少一个第一关闭体杠杆(H1)在阀关闭体(1)的关闭位置(P1)相对于滑动轴承轴线(A)具有在25°-60°角度范围之内的关闭角(α0)。
4.按权利要求2或3的弹簧式安全阀，其特征在于，至少一个第一支承杠杆(H2)在阀关闭体(1)的关闭位置(P1)的取向基本上平行于滑动轴承轴线(A)。
5.按前述任一权利要求的弹簧式安全阀，其特征在于a)设置第一和第二关闭体杠杆(H1、H1’)和b)设置第一和第二支承杠杆(H2、H2’)，c)它们相对于阀关闭体(1)的滑动轴承轴线(A)以镜像对称设置。
6.按前述任一权利要求的弹簧承载式安全阀，其特征在于，至少一个支承座-杠杆铰链(12；4、4’)固定在刚性杠杆壁(5)上，它的取向相对于阀关闭体(1)的滑动轴承轴线(A)成直角。
全文摘要
发电机电路断路器的自动复位安全阀可迅速充分打开,阀关闭体(1)的压力在阀行程(a)上不增加或甚至降低。铰链(10)经第一杠杆(H1)和第一滑动铰链(3)铰接到第一支承杠杆(H2)上,第一支承杠杆(H2)可转动地装在固定于杠杆壁(5)上的第一铰链(4)上。第一滑动铰链(3)通过压缩弹簧(8),与固定于弹簧壁(6)上的铰链(7)压缩连接。阀关闭体沿轴线(A)可移动。第一和第二杠杆(H1、H1’)和第一和第二支承杠杆(H2、H2’)关于轴线(A)对称设置。可以内拉簧(9)代替外压缩弹簧(8)。
文档编号F16K17/04GK1258824SQ9912459
公开日2000年7月5日 申请日期1999年12月29日 优先权日1998年12月29日
发明者M·阿布雷尔, O·亨格, J·彼得, L·泽恩德, C·戴勒 申请人:亚瑞亚·勃朗勃威力有限公司