用于阀壳体的弹簧垫片的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于调节流体的阀，其中该阀包括具有中央部分并具有两个连接端的阀壳体，这些连接端从中央部分伸出，从而指示流体的流向，其中中央部分的内部设置有阀体，该阀体包括至少部分为球面的表面，以压向相应的阀座，该阀体至少包括关闭部分和通流部分。
[0002]本发明还包括一种用于制造这种阀的方法。
【背景技术】
[0003]制造阀，例如球阀，以及其多个部分的阀壳体，并随后绕一个或两个阀座和阀体组装这些部分，是众所周知的。这种阀通常由黄铜或其它铜基合金制成，并通常由各个部件相应的螺纹，或者用螺栓组装而成。
[0004]当谈到球阀时，正如其名，阀体为球面状，并通常具有大于阀壳体连通开口的外尺寸。因此，这种阀的阀壳体的内部几何形状能容置阀座和阀体。由于阀体所需的内尺寸最大，阀壳体通常伸到阀体的附近。
[0005]这种阀通常由铸件制成，这些铸件通过机械加工由切削操作形成并成型成所需几何形状。然而，由于多种原因，该成型工艺成本相当高。需要在适合的金属切削单元中逐一铸造、然后处理并机加工各个工件。不论现代化应用和相对快速的工艺，由于工件各自机加工，这些工艺非常耗时。
[0006]除了在绕一个或两个阀座和阀体组装之前处理并机械加工铸工件，材料成本也发挥重要的作用。黄铜或其他适合的合金很昂贵，这意味着比起例如一般的可焊碳素钢，成本明显更尚。
[0007]美国专利申请US 2011/233438 A1公开了一种阀，其中阀座包括弹性结构部分，该弹性结构部分的弹簧作用的作用方向为大体平行于阀的流向，并包括环形凸缘部分，用于直接或间接压向阀体。这个弹性结构部分置于阀壳体内，该阀壳体很可能在安装一个连接端之前已经成型。这意味着，将弹性结构部分安装在阀壳体的中央部分受到阻碍，因此阀的制造可花费更长的时间，意味着生产成本上升。
[0008]由此，明确期望用钢，例如碳素钢或不锈钢，制造用于饮用水或其他用途的加热及冷却系统的阀，其中碳素钢或不锈钢比一般合金更便宜并且可用现代生产设备由板材或管件直接制成，这样可能比铸造并机加工例如黄铜的工件更快更便宜。
[0009]同时，亟需要完全避免在阀上执行焊接工艺，因为在生产时，这种工艺会造成至少再一次地装配各个工件，并且执行该焊接工艺自身，这理所当然地增加了产品成本。
[0010]另外，需要进行快速简单的阀座和阀体的安装，同时能够实现这些部件相对于阀壳体以及彼此之间高质量的、安全的以及明确的设置。
[0011]发明目的
[0012]本发明的目的在于，指出一种针对上述问题的方案，其中阀制造为具有阀壳体，并具有至少一个阀座，该阀座可容易地并无碍地安装并与阀体固体在一起，其中在安装阀座和阀体之前，执行最小量的去毛刺和切削工艺。
【发明内容】
[0013]如前文所述，本发明涉及一种用于调节流体的阀，其中该阀包括具有中央部分并具有两个连接端的阀壳体，这些连接端从中央部分伸出，从而指示流体的流向，其中中央部分的内部设置有阀体，该阀体包括至少部分为球面的表面，以压向对应的阀座，该阀体至少包括关闭部分和通流部分。该阀座设置在阀壳体内，并弹性地压向阀体，该阀座包括弹性结构部分，其中该弹性结构部分的弹簧作用的作用方向为大体平行于阀的流向，并且其中该弹性结构部分包括至少一个环形凸缘部分，适用于直接或间接压向阀体。
[0014]根据本发明的阀的新特点在于，对其进行改动，使得弹性阀座包括固定构件，用于将阀座机械地固定在阀壳体内，该固定构件包括例如凸缘部分的装置，其通过阀壳体的塑性变形和/或该装置的塑性变形固定于阀壳体内。
[0015]为此的优选方法为，阀壳体由可塑性变形的管状工件制成，并且该阀座通过管状工件的变形固定在此。这种变形可包括随着阀壳体变形，将阀座锁定在既定位置，由此将阀座固定在期望位置，但是变形还可发生在阀壳体以及所述固定构件上，由此实现同样的机械固定或阀座锁定。
[0016]由此，弹性结构部分在阀壳体与阀体之间发挥弹性压力，由此在阀体与阀座之间实现密封，并且根据结构的设计，还能够实现阀壳体与阀座之间的密封。阀座或其弹性结构部分的弹性作用使得阀座能够容纳相对宽范围内的公差，这是能够实现阀更大确定性的计划操作的原因。这是通过环形凸缘部分实现的，该环形凸缘部分至少部分地向阀体施加弹性压力。因为弹性凸缘与阀体相互作用，阀座与阀体之间的接触压力和由此的摩擦力能够更易保持在必须的，同时也是相对低的水平。对于现有技术方案由安装在阀壳体内的固态弹性件构成的阀座，必须在阀座与阀体之间确保并维持相对高的压力，因为弹性构件的固有弹性容纳公差并确保各个部件之间具有充足的接触压力，这种幅度的压力通常在阀座与阀体之间产生相对高的摩擦力。因此，凸缘部分具有的优点为不是压缩的弹性固态件，但是凸缘部分弹性地作用，其作用应用为突出的环形凸缘部分一一一种悬臂，在该凸缘部分上能够设置弹性件式的填料构件。
[0017]根据本发明的阀可包括阀壳体，该阀壳体具有阀体，并具有设置在开口或凹部内的一个阀座，该阀座适用于位于阀壳体内并压向阀体。阀体可或多或少为传统的球形阀体，但也可以是仅包括部分球形外壳的阀体，由此在阀体关闭部分上至少包括球形分区，其对应于面向阀体一侧阀座的形状。通过将阀座的弹性部分设计成相对于阀体或相对于贯穿阀体的通流部分的通道或多或少径向延伸的凸缘部分，实现对阀体适合的接触压力以及适度的摩擦力。该阀可只具有一个弹性阀座，用于压向阀体的一侧。
[0018]在根据本发明的阀的一个变体中，该阀可包括两个反向的弹性阀座。因此，一个阀座设置在经典球阀的例如球形阀体的任意一侧。在此情况下，该两个阀座将会各自将弹力施加在阀体上，这有助于将阀座自身置于一种平衡状态，此时来自两个阀座的作用相同。
[0019]本发明的阀可改动为使得弹性阀座包括固定构件，用于机械地将阀座固定在阀壳体中，该固定构件包括用于放置在阀壳体的凹部或类似结构内的装置。这种方案可优选用于较大的阀，其通流孔径为50、100、200_或更大，但也可用于较小的阀。通过对具有所谓固定构件的阀座进行改动，该固定构件例如可以是具有径向向外凸起的凸缘部分的圆柱形部分，该径向向外凸起的凸缘部分构成直接或间接压向阀体的凸缘部分，或者构成在圆柱形部分与凸缘部分之间直接或间接压向阀体的凸缘部分，有可能将阀座设置在阀壳体的凹槽、凹部内或适用于配合目的的位置，其中也可设置例如填料。这种填料可一方面设置在阀座上的圆柱形固定部分与或多或少径向的凸缘部分之间，另一方面设置在阀壳体自身上。在下文中，参照附图描述其实例。
[0020]本发明的阀可优选改动为使得弹性阀座包括固定构件，用于机械地将阀座固定在阀壳体上，固定构件包括例如凸缘部分的装置，其通过阀壳体的塑性变形和/或装置的塑性变形固定于阀壳体内。为此的优选方法为，该阀壳体由可塑性变形管状工件制成，并且该阀座通过管状工件的变形固定在此。这种变形可包括随着阀壳体变形，将阀座锁定在既定位置，由此将阀座固定在期望位置，但是还可发生阀壳体以及所述固定构件的变形，由此实现同样的机械固定或阀座锁定。
[0021 ] 在本发明的阀的一个变体中，弹性阀座可包括固定构件，用于机械地将阀座固定在阀壳体上，该固定构件包括凸缘部分式的装置，其为大体平行于流向的锥形，该凸缘部分包括环形部分，所述部分包括用于固定阀壳体内部的外边缘，该边缘构成或包括倒钩，用于接合阀壳体的内表面，这是因为在设置阀座的区域，凸缘部分的外径大于阀壳体的内径。当阀体和一个或两个阀座安装在阀壳体内时，这样就不再需要其他的固定，所以说因为锥形凸缘部分切入阀壳体的内表面，由此将阀座锁定在其最终位置上。原则上，使用的技术与从所谓弹簧锁定盘已知的相同，这也用于例如压缩空气的推入式配合和其他用途。在此，正是如此，使得弹性锁定元件固定在物体的内部而不是外部。
[0022]在本发明的阀的一个变体中，阀座可由弹性金属，例如不锈钢或其他适用的合金制成，其中阀座的至少一部分，例如环形凸缘部分形式的弹性结构部分，涂覆有相对薄的弹性表面，其为例如具有恰合摩擦系数和密封作用的PTFE或其他适合类型的弹性物。通过这种方案，环形凸缘部分与阀体之间由此直接接触。密封作用可出现在阀座与阀体之间，还可出现在阀座边缘接合或压向阀壳体处，这与阀座通过弹性锁定或阀壳体和/或阀座的变形来固定无关。
[0023]在本发明的阀的一个变体中，阀座可由弹性金属，例如不锈钢或其他适用的合金制成，其中阀座的至少一部分，例如环形凸缘部分形式的弹性结构部分，包括为弹性填料而设的接触表面，该弹性填料可以是，例如，具有恰当摩擦系数和密封作用的PTFE或其他适合类型的弹性物的环。通过这种变体，环形凸缘部分可具有凹部或开口，其中设置有环形弹性填料，由此导致凸缘部分直接压向阀体。因此，弹性结构部分为一个构件，而填料部分本身由设置在环形凸缘部分上或内部的第二构件构成。在下文中，将会参照附图描述这种方案。
[0024]阀体还可涂覆有表面涂层，例如PTFE式弹性体或其他适合的弹性体，并且除了阀体设置有适合的密封涂层或低摩擦涂层之外，阀体以及阀座可设置有这种适合的涂