用于控制工艺生产设备的流体流动的调节阀的制作方法

本实用新型涉及用于调节、控制和/或调整工艺生产设备，如冷却剂加工或处理设备的流体流动的调节阀。

背景技术：

调节阀在工艺生产技术中是已知的并包括被工艺介质或工艺流体流过的且由耐工艺介质的材料构成的阀壳体。工艺流体流动经被连接至工艺生产设备的管路系统的流体入口进入阀壳体并经也可连接至设备管路系统的流体出口离开阀壳体。流体入口连同流体出口所形成的流体通路且尤其是其横截面可被改变以调节工艺流体流动。具有紧急关断功能的简单的调节阀用于全开或全闭流体通路。阀壳体具有沿竖向在阀壳体顶面上形成的带有调节通路的调节处理凸缘(Stellzugriffsflansch)，该调节通路通过阀罩被关闭。调节通路用于允许从其外侧经驱动件如调节杆或调节轴接近调节阀的阀芯。另外，调节阀具有要安装在流体通路内的阀座、可由驱动件调节的、开放或关闭流体通路的阀芯以及要安装在阀通路中的阀罩，阀芯在阀罩内导向移动。通常，调节阀被气动调节驱动装置作动，其被固定在调节阀壳体的顶面(沿竖向看)上，尤其通过笼状结构或轭架结构。

这种调节阀的一个例子由WO2009/088632A1公开，其中，阀罩的安装部段一直延伸到阀壳体的调节通路，其中，阀盖连同阀壳体不仅与阀罩接合，也与阀壳体接合。阀罩由两个部段构成，即开设有流体流动能经过的多个开口/窗口的流通部段或窗口部段以及借此将阀罩和阀座固定在阀壳体内的安装部段。

用于实现阀罩连同阀壳体盖和阀壳体的相似结构由WO2013/148424A1公开了，其中，阀罩以一体构件的形式一直延伸向阀壳体的调节通路，在此，阀盖直接拧接安装在阀壳体的调节处理凸缘上。

在已知的调节阀中且尤其在使用工艺冷却剂的情况下，事实表明有以下的安装和维护难点，因为温度低，故只能在工艺生产设备至少在调节阀区域中被关停且等候了温度变合适的时间时才可以在调节阀内部区域进行人工维护且尤其是接近。尤其是知道了，因为在冷却剂流体流动区域内存在有极限温度，故在阀座和阀罩区域中出现严重的磨损现象，这是难于诊断的且除了更换调节阀外则很难维护。在准备仓促的维护情况下可能需要从工艺生产管路中取出整个调节阀，工艺生产管路为了所述拆卸而在调节阀的上下游被完全关断，在此，维护时间需要漫长地中断工艺生产设备的运行。

技术实现要素：

本实用新型的任务是克服现有技术的缺点，尤其如此改善用于尤其包含冷却剂的应用场合的调节阀，即，即使是在阀壳体内部的调节阀零部件尤其是阀座的维护和/或更换也变得简单。

据此规定一种用于调节、控制和/或调整工艺生产设备且尤其是用于冷却工艺介质的加工和/或处理的设备的工艺流体流动(尤其是冷却剂工艺流体流动)的调节阀。调节阀具有阀壳体，阀壳体被设计成具有流体入口、流体出口、连接该流体入口和流体出口的流体通路和用于调节该调节阀的驱动件的调节通路，调节通路在调节处理凸缘区域中被界定。一般来说，调节处理凸缘是刚性的阀壳体部件，其上安装有阀盖，在阀盖上示出用于相对于调节驱动装置的调节杆密封的密封部件。尤其是，调节处理凸缘应该是下述的阀壳体部件，即其与构成流体通路的调节阀壳体呈一体制造以形成调节通路。流体入口和流体出口被指定用于连接至工艺生产设备的工艺管路。另外，本实用新型的调节阀具有用于封闭调节通路和/或固定在阀壳体的调节处理凸缘的阀盖。阀座安装在流体通路内，在这里，阀座优选相对于阀壳体内部结构作为独立零件来设计。另外，本实用新型的调节阀具有待安装在流体通路上的、用于引导可通过驱动件被调节的且放开或关断流体通路的阀芯的阀罩。阀芯可以呈锥形。阀芯可以在阀罩内纵向调节或转动调节。最后，本实用新型的调节阀具有阀罩延长部，其延伸向调节通路且尤其还超过它。根据本实用新型，阀座、阀罩和阀罩延长部如此尤其可分离地刚性相互固定在一起，它可作为安装单元被装入阀壳体中，尤其通过单纯接合安装单元的组成部分，优选是阀罩延长部穿过调节通路，和/或可从阀壳体中拆卸取出，而无需松开就阀壳体而言尤其在阀座所处的阀壳体内部的紧固机构。该安装单元尤其以阀罩延长部用于允许操作者快速接近阀壳体内部，即便在有害工艺介质如冷却剂在那里流过时。当拆卸由阀座、阀罩和阀罩延长部构成的安装单元时，流体入口和流体出口被关断，但因为有安装单元而不再需要拆下整个调节阀才能在调节阀内部进行维护或故障诊断。优选在拆下阀盖之后可将阀芯连同调节杆从阀壳体中取出，而不必处置或取出该安装单元。

在本实用新型的一个优选实施方式中，该阀罩和阀罩延长部由尤其具有不同的热胀系数的两种不同的材料构成。该阀罩和阀罩延长部能作为单独零件制造。或者，该阀罩和阀罩延长部可以由一块材料制造。尤其是该阀罩由耐工艺流体的材料制造以保证在阀罩内可靠引导阀芯。对于阀罩延长部，可以考虑不太昂贵的材料，因为它不必像阀罩那样具备引导功能。或者，阀罩延长部可以由相同材料构成。

在本实用新型的一个改进方案中，阀罩和阀座由不同的材料和/或两个单独构件制造。或者，阀座和阀罩是一体制造的。阀罩和阀座可以由尤其具有不同的热胀系数的不同的材料制造。显然，用于阀罩和阀座的材料由耐受工艺介质的材料制造，而对于阀壳体，也可采用不太昂贵的材料。

在本实用新型的一个优选实施方式中，该阀罩的朝向阀罩延长部的尤其呈筒形的连接件和阀罩延长部的朝向阀罩的尤其呈筒形的配合连接件如此至少部分径向重合地构成，即阀罩和阀罩延长部的各自连接件的环绕接合面在安装状态下平面贴靠。这两个连接件可以相对于阀罩或阀罩延长部的其它组成部分被加强，尤其为了更简单地实现构件的相互刚性固定。这些连接件优选可以相互螺纹连接。

在本实用新型的一个改进方案中，相对于阀罩延长部独立制作的阀罩具有如此设定尺寸的纵向凹空部，即，所安装的阀罩尤其在与阀罩延长部连接之前都没有在调节处理凸缘的调节通路处从阀壳体轴向突出，优选是阀罩在调节方向上尤其在调节通路之前的0毫米至70毫米处结束。

连接在阀罩上的阀罩延长部优选如此设定长度尺寸，即，阀罩延长部在纵向(调节方向)上在调节处理凸缘/调节通路的上方结束并且尤其在调节处理凸缘上方大约100毫米、200毫米、300毫米或600毫米处结束，和/或阀罩延长部在安装状态下尤其在100毫米、200毫米、300毫米至500毫米或者600毫米处延伸经过调节通路并且还延伸超出。因为阀罩延长部延伸超过调节处理凸缘，因此优选规定待安装在调节处理凸缘上的阀壳体延长部，其优选在与阀罩延长部一样的竖向高度(调节方向)上结束。阀盖可安装在阀壳体延长部上，阀盖可以装有其它部件如轭架或笼架和调节驱动装置以及位置控制机构。

在本实用新型的一个优选实施方式中，阀罩延长部在纵向上如此设定尺寸，即沿调节方向在阀座安装位置与阀罩延长部的阀盖侧末端之间的纵向距离大于在阀座区域内的流体通路的最大横截面尺寸的两倍、三倍、四倍或五倍。该纵向距离优选大于300毫米、400毫米或500毫米。该纵向距离一方面由阀座安装位置限定，阀座安装位置是在阀芯处于关闭位置时由待连接的管路的中心轴线或由阀芯在阀座上的密封接触位置确定的。另一方面，对置的纵向间隔端由阀罩延长部的或阀壳体延长部的阀盖侧末端限定，其中该阀壳体延长部的末端优选被容纳在阀盖被固定以封闭调节阀壳体的位置上。

在本实用新型的一个改进方案中，阀罩限定出尤其是筒形的滑动空腔，阀芯尤其沿滑动空腔被滑动密封引导。阀罩延长部可以具有包括内腔的管状结构，内腔优选是筒形的和/或相对于导向空间基本上与阀罩是形状互补的。在此，可以在阀芯和阀罩延长部之间形成优选至少0.5毫米或1.0毫米的导向间隙。阀罩延长部的横截面尺寸优选只略微大于阀罩的横截面尺寸，在此，可在阀罩内表面和阀芯外表面之间作用的密封从该阀罩延长部的内侧导向开始不再存在或至少仅有时存在。通过这种方式，在阀罩延长部区域中的动态密封磨损得到保护。

优选在尤其呈管状的阀芯延长部和尤其呈管状的阀罩连接件的内侧过渡区处形成基本全围绕的槽且尤其是分界槽，其优选在阀罩延长部侧由径向凸缘形成。

在本实用新型的一个优选实施方式中，在阀壳体的调节处理凸缘上刚性地且尤其可分离地固定有所述阀壳体延长部。但阀壳体延长部也可以被不可分离地固定在阀壳体上，尤其被焊接于其上。阀壳体延长部可以在调节方向上延伸且优选与阀罩延长部同心布置。尤其呈筒形的阀壳体延长部具有筒形内表面，其中在尤其在阀壳体延长部的内表面和阀罩延长部的外表面之间形成环形空腔，其用于平衡阀罩延长部内的流体压力。阀壳体延长部可以在阀盖侧包括加强的安装凸缘，在安装凸缘上安装有阀盖。或许可安装有所述阀壳体延长部的阀壳体侧调节处理凸缘以及阀壳体延长部的安装凸缘优选形成有形状互补的连接结构，借此可以根据选择将同一阀罩连接至两个凸缘。

在本实用新型的一个优选实施方式中，阀罩延长部在在(初始)调节通路那边的一个部段中在阀壳体的调节处理凸缘上具有卸压孔，卸压孔从尤其呈管状的阀罩延长部的内侧通向其外侧，以允许工艺介质到达环形空腔。阀壳体延长部优选作为单独构件被安装、优选被焊接在阀壳体上，尤其在调节通路区域中。

附图说明

本实用新型的其它特征、性能和优点通过以下对本实用新型优选实施方式的描述变得清楚明白，其中：

图1是本实用新型的调节阀的横剖视图；

图2是调节阀的在调节阀壳体区域内的放大横剖视图；以及

图3是根据图2的区域III的细节横剖视图。

附图标记列表

1 调节阀

3 调节阀壳体

5 流体入口

7 流体出口

9 轴向止挡

11 流体通路

13 阀座

17 阀座支承肋

21 阀罩

23 安装端部

25 密封件

27 窗口部

31 支承部

33 阀罩延长部

35 调节处理凸缘

37 安装端部

41 螺钉

43 调节阀壳体延长部

47 压力平衡孔

51 阀芯

53 密封

55 开口

61 分界槽

63 调节杆

67 阀盖

71 盖安装凸缘

77 阀填料

S 密封座

M 通路中心

X 调节方向

V₁ 安装高度/纵向距离

V₂ 调节阀壳体延长部

d₁,d₂ 内侧直径

具体实施方式

在图1中示出总体用附图标记1标示的本实用新型的调节阀。调节阀1包括调节阀壳体3，其限定出流体入口5和流体出口7，其中在阀壳体3内部限定出连通流体入口5和流体出口7的流体通路11。流体通路11尤其通过调节阀壳体的沿径向和轴向向内延伸的导流支承肋来限定。支承肋17借助轴向止挡9承载有单独的阀座13，该阀座是环形构件。在流体通路处的通道可以根据调节阀1的阀芯51的位置被扩大或缩小。阀座布置在通路中心M区域中并与阀芯51一起限定密封座S。

阀座13安装在尤其呈筒形的阀罩21上，其中，阀罩21的环形安装端部23径向靠外地全面围绕阀座13。

如图2和图3详细所示，组成部件，即阀壳体3(支承肋17)、阀座13和阀罩21的支承端23界定出一个(封闭)空腔，弹簧偏置的密封件25布置在该空腔内。

与全围绕的安装端部23相接地设有阀罩21的窗口部27，按照规定的一排窗口(未详细示出)形成在该窗口部中，通过所述一排窗口，流体流动可以离开阀罩21到达流体出口7。在竖向或调节方向X上与窗口部27相接地设有该阀罩21的筒形安装部或支承部31，其是全周面的且被加强以容纳拧接部。

阀罩21的组成部件，即阀罩21的安装端部23、窗口部27和支承部31由一块材料制造，尤其由不同于阀座13的一块材料制造，从而在有温差情况下能够有不同的膨胀行为。就此而言，阀密封25也是重要的，以避免在阀壳体17和阀座13之间的过渡处的泄漏。对于调节阀壳体3，可以采用常见的金属铸造材料，而对于阀座13和阀罩21，可以采用昂贵的就工艺介质而言不易磨损的材料。

与阀罩21的支承部31相接地设有阀罩延长部33，其如此在竖直的轴向或纵向(X)上设定尺寸，即它尤其在竖向(X)上明显向上延伸超出调节处理凸缘35。调节处理凸缘/入口凸缘35界定了调节阀壳体3的调节通路39。阀罩延长部33的尺寸被设定成它明显延伸超出入口凸缘35。

阀罩延长部33、阀罩21以及阀座12在所示实施方式中由三个不同的部件组成，它们被固定在一起而形成一个安装单元。阀罩延长部33在阀罩21上的固定例如通过螺栓连接实现。

阀座13通过压装配合或采用未详细示出的紧固件被安装在阀罩21上。如果阀盖67被取下，则操作者可以简单接近阀罩延长部30，而没有上演遇到流体通路区域内的极限温度的危险。组成部件即阀罩延长部33、阀罩21和阀座13可作为安装单元被拆卸并且在相应的为相互和更换之后又可作为安装单元被装入调节阀1中。

阀罩延长部33造成阀盖67明显与工艺生产介质的流通区域间隔开。在需要明显低于-100℃的温度的冷却剂情况下，可以接近调节阀壳体3内的阀座13。

在本实用新型的调节阀中，达到了用于阀盖67的安装高度(也称为安装单元的纵向距离或纵向延伸尺寸)V₁，其由在阀座13和阀罩延长部33的或与之平行设置的调节阀壳体延长部43的盖侧末端之间的轴向距离(沿调节方向X)确定。由阀座21限定的低位也可以通过管路的中心轴线M限定，该管路连接至流体入口5与流体出口7。密封部位S也可作为安装高度V₁的下测量点。

安装高度V₁优选大于100毫米，优选在200毫米至700毫米之间，其中在工艺介质很冷的情况下优选至少400毫米或500毫米的安装高度V₁。

阀罩延长部33也呈筒形构成并在其阀罩侧安装端部37上与阀罩21的安装部31形状互补地构成，从而也允许借助多个螺栓41的螺栓连接以安装该阀罩延长部33。阀罩侧安装端部37明显用径向突出的凸缘构成，以容纳所述固定和安装螺栓41。

与尤其延伸超出调节阀壳体的(调节阀壳体自身)的调节处理凸缘35许多厘米的阀罩延长部33平行地，在阀壳体侧设有调节阀壳体延长部43，其刚性地且尤其不可分离地被固定在调节处理凸缘35上，其中在所示实施方式中例如考虑焊接。在盖侧，调节阀壳体延长部43形成盖安装凸缘71，其被加强以容纳盖安装螺栓，从而可以实现盖在盖安装凸缘71上的可分离固定。此时，调节阀壳体延长部43和盖安装凸缘71是一体构成的或单独构成的，随后需要将两个构件固定如焊接在一起。

在本实用新型的在此未被详细示出的一个优选实施方式中，调节阀壳体3的调节处理凸缘35以及盖安装凸缘应该对于同一阀盖67接合互补地形成，从而安装工人选择或是直接将盖67安装在调节阀壳体3上，或是安装到其间待切换的调节阀壳体延长部43上。

在阀罩延长部33和调节阀壳体延长部43之间实现一个环形间隙43。为了提供进入阀罩延长部33内的工艺介质的压力平衡，在靠近阀罩21的阀罩延长部的半个区域中设有压力平衡孔47。

在阀罩延长部33和阀罩21内，阀芯51被引导，其中在阀罩21的内表面和阀芯51的外表面之间存在密封，从而在阀芯51与阀罩1之间的滑动面上实现流体密封分界。如图1和图2所示，为此设有动态密封53。阀罩延长部33的内表面的筒形尺寸略大于阀罩21，因而如果阀芯51应该在竖向上被向上移动经过阀罩21和阀罩延长部33之间的过渡区，则不再必然需要在阀罩延长部33区域内的动态密封53的密封作用。

阀芯51在阀座侧具有多个开口55，由此一来，工艺流体可以进入阀罩延长部33和阀罩21内，在这里，通过压力平衡孔47获得压力平衡。

如图1和图2所示，阀罩21所具有内侧直径d₁略微小于阀罩延长部33的内侧直径d₂，从而在阀罩31区域中建立动态密封53的密封接触。在阀罩延长部33和阀罩21的过渡区内，设有环绕的分界槽61用于形成在阀罩延长部33与阀罩21之间的小的轴向间隙。环绕的分界槽61只通过阀罩延长部33内的径向凸缘形成。

阀芯51可通过延长的调节杆63被作动，调节杆完全沿阀罩21、阀罩延长部33以及阀盖67延伸，阀盖被固定在调节阀壳体延长部43的盖安装凸缘71上。

阀罩延长部33也在盖侧具有加强的安装部73，安装部与盖67接合以实现盖侧安装。盖67具有通孔，与调节杆63密封配合的阀门填料77设置在通孔内。

阀罩延长部33具有轴向尺寸(沿竖向X)，其明显大于300毫米并且根据调节阀尺寸可以进一步延伸500至1000毫米。

调节阀壳体延长部43具有规定的轴向尺寸(沿竖向X)，即明显超过300毫米，优选在200毫米至500毫米或700毫米之间，根据待用调节阀大小。在此，该调节阀壳体延长部的轴向尺寸可以选择为其大小被设定为调节阀1的流体通路11的最大横截面的两倍、三倍或四倍。

调节阀壳体延长部高度V₂是从(初始)调节处理凸缘35(如果有)或阀罩延长部33和阀罩21之间的过渡区与盖安装凸缘71的阀盖侧末端之间的轴向距离测量的。

利用可将阀座13安装在阀罩21上且将阀罩21安装在阀罩延长部33上的安装可能性，虽然在流体通路区域内有极限温度，但可以对调节阀、驱动装置等进行维护作业，在此，操作者受益于阀盖67的升高(竖向)布置，这是因为操作者能在温度明显舒适的区域抓住所述盖。不再需要完全拆下包括阀壳体3在内的调节阀1，相反，可以直接对阀座21处置而不必从管路接头中取下阀壳体3。

在以上说明、附图和权利要求书中公开的特征不仅单独地而且在任何组合方式中都可能对于以不同的实施方式实现本实用新型来说是有意义的。