阀装置和用于阀装置的插入件的制作方法

本发明涉及一种阀装置，包括阀壳体、阀入口、阀出口、流量阀元件和流量阀座，流量阀座布置在将阀入口连接到阀出口的流动路径中，并且流量阀元件与流量阀座共同操作，所述阀装置包括用于确定流量阀元件的预定打开位置的预定流量的压力阀元件。

此外，本发明涉及一种用于这种阀装置的插入件。

背景技术：

这种阀装置例如从us7246635b2中已知。

需要在流量阀元件的预定打开位置处具有通过这种阀装置的恒定的流体通过量，这与安装位置无关。然而，例如，假设流体源被从建筑物的地下室供应到阀装置，则阀输入处的入口压力可以比例如建筑物的第一层上的第一安装位置高得多，并且比例如建筑物的顶层上的第二安装位置高很多。然后，流量阀元件的预定打开位置可以对应于第一安装位置以及第二安装位置处的通过阀的不同流体通过量。因此，例如，假定阀装置是加热装置的一部分，则到第一安装位置的热传递可能高太多，而到第二安装位置的热传递可能低太多。

为了克服这个问题，已知的是如开始时所述除了流量阀元件之外还包括压力阀元件的阀装置，压力阀元件在流量阀元件的预定打开位置处在流量阀元件上保持恒定的压降。

然而，在阀装置中设置这种压力阀元件可能是复杂的，或者可能占据相当大的空间。阀壳体必须以复杂的方式被铸造或机械加工，并且与流量阀元件一起在阀壳体中具有额外的压力阀元件会阻止阀装置的紧凑设计。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是提供一种以容易且紧凑的方式装备有压力阀元件的阀装置。

所述目的通过开始时所述的阀装置解决，所述阀装置包括插入件，所述压力阀元件被安装到插入件。

可以容易地制造插入件，并且插入件与阀装置相结合，同时阀壳体可以以低复杂度来设计。因此，阀装置被容易地装备有压力阀元件，同时保持紧凑的设计。

优选地，插入件包括流量阀座。这可以允许进一步简化阀壳体的机械加工，同时具有更紧凑的设计。优选的是插入件包括塑料材料。在一些实施例中，插入件由塑料材料构成。插入件可以是铸造或模制的，并且因此流量阀座可以与插入件铸造或模制在一起。因此，制造成本可以很低，并且可以容易地将流量阀座设置到阀装置。

优选地，压力阀元件尤其是通过卡合连接能够移动地安装到插入件。卡合连接是用于将压力阀元件连接到插入件的非常容易且便利的方式。因此，阀装置的制造可以是容易和快速的。压力阀元件可以优选地相对于插入件移动并因此调节从阀入口到阀出口的流体流，以便保持流动阀元件上的恒定压力。

优选地，插入件包括布置在流动路径中的保持元件，压力阀元件能够移动地安装在保持元件上。这允许容易地安装压力阀元件而不会阻塞流动路径相当大的流动横截面。环形保持元件优选地相对于插入件同轴同心地布置。然而，代替本发明的一些实施例中的保持元件可以设置连接臂，连接臂将压力阀元件直接连接到插入件。优选地，保持元件然后通过两对或更多对连接臂被安装到插入件。然而，优选地，保持元件通过两对或更多对连接臂安装到插入件。保持元件可以是环形保持元件。

在本发明的一个优选实施例中，压力阀元件包括可滑动地与保持元件共同操作的两个或更多个安装杆，使得压力阀元件能够移动地安装在保持元件上。安装杆优选地为卡合连接器的一部分。因此，例如，安装杆可适于被卡合到保持元件。因此，可以提供将压力阀元件连接到插入件的非常简单的方式。优选地，保持元件的连接臂和压力阀元件的安装杆以彼此交替的循环顺序布置。

优选的是安装杆中的一个或多个包括止动元件，所述止动元件可防止压力阀元件脱离保持元件。优选地，止动元件是卡合连接的一部分。优选的是安装杆在径向方向上具有弹性，使得压力阀元件可以滑动到保持元件的内开口中，止动元件可防止压力阀元件在安装杆插入保持元件中时脱离保持元件。因此，优选地，环形保持元件和具有止动元件的安装杆彼此协同操作，以便提供卡合连接。

优选地，止动元件与每一个安装杆一体地形成。优选的是安装杆由塑料材料制成。此外，还优选的是止动元件由塑料材料制成。因此，止动元件可以在铸造或模制过程中形成为安装杆，以便具有容易以低成本获得的阀装置。因此，最优选的是压力阀元件由塑料材料制成，使得压力阀元件、安装杆和止动元件可以以与一体单元相同的制造步骤铸造或模制在一起。

优选的是止动元件确定压力阀元件的最大打开位置。在最大打开位置处，压力阀元件优选地在距离流量阀座最大距离的位置处。因此，插入件中可获得的流横截面被最大化。这可以允许补偿低输入压力。因此，止动元件优选地布置在安装杆的端部，以使安装杆的长度确定压力阀的最大打开位置。

在本发明的一个优选实施例中，阀装置包括将压力阀元件偏压到最大打开位置的弹簧元件。弹簧元件施加的力可以限定差压。因此，在压力阀元件减小流动路径的流横截面之前，施加很大的力的弹簧元件将需要大的差压。弹簧优选地由第一端部支撑在插入件的在流量阀座旁的内表面上，弹簧力作用于通过流体阀座的流动方向。优选地，弹簧由第二端部支撑在压力阀件上。进一步优选的是弹簧同轴地围绕安装杆和连接臂。这可以允许插入件的紧凑设计并因此允许阀装置的紧凑设计。

在一个优选的实施例中，插入件包括一个或多个细长沟槽，所述沟槽减小通过插入件的流体流量。这导致以简单的方式以及紧凑结构降低流动噪音。具有围绕压力阀元件的平坦壁可能导致不希望有的流动噪音。所述沟槽可以减缓流体流并因此降低噪音。

优选地，细长沟槽中的一个或多个包括流横截面，流横截面在流体流的流动方向上朝向阀出口减小。当具有减小的流横截面时，所述沟槽可以基本上降低通过插入件的流体流的速度。通过这种方式，流体噪音可以被大大降低。然而，在本发明的实施例中，沟槽具有不同于减小的横截面的形式，这还可能会导致减速并因此导致低噪音水平。

优选地，具有两个或更多个沟槽。增加数量的沟槽可以增加流体流的减速并因此增加噪声水平。优选地，具有四个沟槽，更优选地具有八个沟槽，甚至更优选地具有十二个沟槽。

在本发明的一个优选实施例中，两个或更多个沟槽被彼此成对地布置。这会对流体流造成均匀减速效果，这可以减少湍流并因此减少流动噪声。

在一个优选的实施例中，所述插入件和/或所述阀元件由塑料材料制成，具体地由注射成型的塑料材料制成。使用塑料材料具有许多优点。制造各个零件之后，没有进一步的机械加工是必须的。塑料材料可以低成本获得。腐蚀的风险被显著减小。

优选的是插入件为圆柱形形状，插入件具有径向围绕压力阀元件的周壁。这种插入件可以优选地通过铸造或模制被容易地生产。因此，可以以低价格来提供插入件，插入件可以容易地插入阀壳体中。优选的圆柱形形状为圆柱形。

在本发明的一个优选实施例中，周壁包括沟槽，沟槽相对于周壁的轴向延伸部分是细长的并以环形阵列布置在周壁的内表面上。这样，沟槽可以容易地设置在插入件上。因此，不需要在阀壳体上使用复杂的机械加工或铸造操作以形成沟槽。这允许具有低成本的阀装置，所述阀装置包括压力阀元件并表现出低流体噪音。

此外，本发明的目的通过根据的本发明的用于阀装置的插入件而解决。提供这种插入件将允许具有以紧凑方式设计且以低成本获得的阀装置。这可以理解为根据本发明的插入件可以显示所有的关于阀装置的插入件的上述特征。

附图说明

本发明的优选实施例现在将参照附图更详细地说明，其中：

图1显示根据本发明的阀装置的第一实施例的横截面图；

图2显示根据本发明的阀装置的第二实施例的横截面图；

图3显示第二实施例的更详细的横截面图；

图4显示图3所示的横截面视图的立体图；

图5a和图5b分别显示压力阀元件的第一打开位置和第二打开位置；

图6显示根据本发明的用于阀装置的插入件的第一实施例的仰视立体图；以及

图7显示根据本发明的用于阀装置的插入件的第二实施例的仰视图。

附图标记被引入到实施例的详细说明以及专利权利要求中。然而，附图标记决不意味着限制，而应该仅是提高可读性。

具体实施方式

图1显示根据本发明的阀装置1的第一实施例。阀装置1包括阀壳体2、阀入口3、阀出口4、流量阀元件5和流量阀座6。流量阀座6被布置在将阀入口3连接到出口阀4的流动路径中。流量阀元件5与流量阀座6配合作用。除了流量阀元件5之外，阀装置1包括压力阀元件7，所述压力阀元件用于确定在流量阀元件5的预定打开位置处通过阀装置的预定流量。

如图1中可以看到，阀装置1包括插入件8和安装到插入件8的压力阀元件7。这允许以容易的方式和低成本将压力阀元件7设置到阀装置1。阀壳体2的铸造和机械加工过程因此可以被简化。

本发明的更多细节将参照以下的附图进行说明，所述附图显示根据本发明的阀装置1的第二实施例。

图2所示的第二实施例基本上正如图1所示的第一实施例来设计。然而，为了调节通过阀装置1的流体流量，阀装置1包括具有节流开口10的流量调节套9。流量调节套9容纳流量阀元件5。此外，流量调节套9径向围绕用于流量阀座6的阀座支撑件11的周壁。与仅有流动阀元件5控制节流的第一实施例相比较，流量调节套9允许从阀入口3到阀出口4的改进的流体流节流。

图3显示本发明的第二实施例的更详细的视图，具体地显示压力阀元件7以及压力阀元件7是如何被安装到插入件8的。应当指出压力阀元件7的安装和插入件8的设计可以与本发明的第一实施例中相同。

如图3中可以看出的，插入件8包括流量阀座6。此外，压力阀元件7通过卡合连接能够移动地安装到插入件8。为了建立卡合连接，压力阀元件7包括安装杆12，在本实施例中包括四个安装杆12。安装杆12每一个包括在每一个安装杆12的端部处的止动元件13。压力阀元件7、安装杆12和止动元件13由塑料材料制成，并以紧凑且低成本的设计铸造在一起。

如图3中可以看出的，插入件8包括布置在流动路径中的环形保持元件14，压力阀元件7通过安装杆12能够移动地安装在保持元件14上。止动元件13可防止压力阀元件7脱离保持元件14。此外，由于止动元件13在其与保持元件14一旦接触时防止压力阀元件7进一步打开，因此止动元件13确定压力阀元件7的最大打开位置。

如图3所示，保持元件14包括将保持元件14连接到插入件8的连接臂15。由于该原因，保持元件14与插入件8同轴地且同心地布置，这允许压力阀元件7很好的对中而不会以过度的方式阻塞流动路径。

图3显示阀装置1包括弹簧元件16，所述弹簧元件将压力阀元件7偏压到最大打开位置。为了实现这一点，弹簧元件16的第一端部在流动阀座支撑件11旁边被支撑在插入件8的内壁上，同时弹簧元件16的第二端部被支撑在压力阀元件7的后表面上。在这种情况下，弹簧元件16为螺旋弹簧。为了获得紧凑的结构，弹簧元件16同轴地围绕安装杆12和连接臂15。

弹簧元件16确定差压。因此，当弹簧元件16相当硬时，流体流的压力必须相当大，以便关闭压力阀元件7，因此压缩弹簧元件16。当流体压力过低时，弹簧元件16相反地将压力阀元件7保持在最大打开位置。增加的流体压力将导致压力阀元件7关闭，因此在流量阀元件5的预定打开位置处在流动阀元件5上保持恒定压力。

图4中给出的立体图显示压力阀元件7的更多的结构细节以及所述压力阀元件是如何安装到插入件8的。在本实施例中具有将环形保持元件14连接到插入件8的四个连接臂15。另外，具有四个安装杆12，每一个安装杆都具有止动元件13，安装杆12将压力阀元件7安装到环形保持元件14。安装杆12和连接臂15被布置成圆形阵列，使得一个止动元件13被放入连接臂15中的两个之间。这种方式建立了卡合连接，并且压力阀元件7被牢固地安装到保持元件14。设置在安装杆12的端部处的止动元件13可防止压力阀元件7脱离保持元件7。此外，由于弹簧元件16被固定在流量阀座支撑件11旁边的插入件8的内表面与压力阀元件7的后表面之间，因此还大大降低弹簧元件16脱离的风险。

图5a和图5b现在显示压力阀元件7的两个不同的打开位置。在图5a中所示的第一打开位置下，压力阀元件与最大打开位置相比减小通过流动路径的流横截面。这意味着甚至当阀入口3处的压力相当高时，也能够在流量阀元件5的预定打开位置处保持流量阀元件5上的恒定压力。这是由于压力阀元件7的后表面和阀入口3之间的压力差将压缩弹簧元件16并因此靠近流量阀座支撑件11移动压力阀元件7的事实。由此减小插入件8中的流横截面，并且在流量阀元件5的预定打开位置处保持流量阀元件5上的恒定压力。

如图5a中所示，为圆柱形形状且具有径向围绕压力阀元件7的周壁的插入件8包括沟槽17。沟槽17包括流横截面，所述流横截面在朝向阀出口4的流体流的流动方向上减小。因此，所述沟槽与压力阀元件7共同操作减小通过插入件8的流体流的速度。这导致减小阀装置1的流动噪声。

图5b现在显示在最大打开位置的压力阀装置7。这最大化通过插入件8的可用流横截面。弹簧元件16将压力阀元件7偏压到该最大打开位置。这使得甚至当阀入口3处的入口压力比较低时也允许在流量阀元件5的预定打开位置处保持流量阀元件5上的恒定压力。

图6显示用于阀装置1的插入件8的第一实施例。插入件8包括保持元件14和沟槽17。保持元件14为环形形状并通过四个连接臂15连接到插入件8。连接臂15被布置在环形保持元件14的外圆周线处。环形保持元件14在连接臂15的端部处连接到连接臂。

正如图6中可以看出的，具有多个布置在插入8的周壁上的沟槽17。更具体地，沟槽17相对于周壁的轴向范围是细长的并在周壁的内表面上布置成环形阵列。此外，沟槽17被布置为成对地彼此相对。这允许均匀地降低通过插入件8的流速。

图7显示用于阀装置1的插入件8的第二实施例。大多数特征已经从插入件8的第一实施例已知。然而，在第二实施例中，沟槽17的数量相比第一实施例增加了。这可以允许更充分地减小流体流的速度并因此产生较少的噪音。

如图6和图7所示，本发明的一些实施例中的插入件8承载垫圈元件18。垫圈元件18具有围绕插入件8的周壁的倾斜部分。这允许为阀壳体2与插入件8之间的间隙提供流体密封，使得沿着流动路径从阀入口3流到阀出口4的流体流不能避开(circumvent)流量阀座6。

关于本发明的不同实施例显示和说明的特征也可以在不同的实施例之间组合，并可以以任何可能的组合用于本发明。