專利名稱：尤其用于通斷處于高壓的流體的分配閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有權(quán)利要求1前序部分特征的、尤其用于通斷處于高壓的流體的分配閥。
背景技術(shù)：
在液體色譜分析法且尤其是高效液體色譜分析法(HPLC)中，許多物質(zhì)被如此分離，它們通過高壓并借助溶劑通過色譜分析柱被沖洗。為產(chǎn)生對此所需要的液流，需要泵，該泵能夠在高壓下連續(xù)提供通常很小的恒定的流速。為在HPLC中獲得更快速或分辨更清晰的分離，近年來采用越來越高的壓力。為了產(chǎn)生液體壓力，在HPLC中常采用活塞泵。該泵在入口和出口一般采用了被動止回閥，其大多以球閥形式構(gòu)成。這樣的止回閥根據(jù)待控液流所存在的作用于閥(或者相關(guān)通斷元件)的壓差方向來通斷操作，或者說根據(jù)從閉鎖狀態(tài)轉(zhuǎn)移至打開狀態(tài)或反之的流過閥流通通道的液流方向來通斷操作。該閥總是具有閥座、呈球狀的通斷元件和引導(dǎo)通斷元件的通斷運動的導(dǎo)向件。閥座件和通斷元件須分別由很硬且具備耐受力的材料構(gòu)成，以便針對處于閉鎖狀態(tài)時要操作的高壓允許足夠高的表面壓力。呈球狀的通斷元件此時一般由紅寶石構(gòu)成，閥座由藍寶石構(gòu)成。但是，例如陶瓷材料如AlO2或者ZrO2也適用于制造這些元件。這些材料的優(yōu)點是，它們很硬且耐壓。需要這些材料是因為在密封面區(qū)域內(nèi)即在閥座件和通斷元件之間的接觸面區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)局部極高的壓力，該壓力可能是液壓的多倍。為了提高這樣的止回閥的可靠性，可以前后串列兩個(甚至更多)設(shè)于一個共同殼體內(nèi)的完整的閥或者說閥單元而形成一個雙止回閥。由此一來，兩個閥之一或者說兩個閥單元之一是完整的尤其在閉鎖狀態(tài)下是密封的就足以保證正確發(fā)揮功能。為了實現(xiàn)止回閥的正確功能而需要一個閥單元的元件即尤其是閥座件和在導(dǎo)向件中活動導(dǎo)向移動的通斷元件如此密封，在閉鎖狀態(tài)中根本沒有液體因失密而流過該止回閥或者說相關(guān)的閥單元。為此，閥的多個獨立組成部分須相互密封且相對于容納它們的殼體被密封。這種密封必須長期耐受交變負荷乃至泵的最高壓力。紅寶石、藍寶石和陶瓷雖然很耐壓，但只能耐受比較低的拉伸應(yīng)力。因為閥座件和用于通斷元件的導(dǎo)向件通常具有一個(大多是軸向的)用于待通斷液流流過的開口且因此液體壓力作用于該元件的內(nèi)壁，所以，當(dāng)該元件的壁變形時出現(xiàn)了(尤其是方位角的或者切向的)拉伸應(yīng)力，其可能造成材料斷裂。球作用于由用于通斷元件或者說球的相對于流體流通口軸線傾斜延伸的接觸面構(gòu)成的閥座的壓力可以通過最終(大多是方位角)的拉伸應(yīng)力導(dǎo)致閥座件斷裂。在已知的止回閥中，為了相互密封組成部分或者相對于殼體密封組成部分(換句話說，密封由組成部分所限定的流通通道)，知道了各種可能性。一般，閥單元的所有組成部分尤其是閥座件和導(dǎo)向件連同容納于其中的通斷元件被安裝到金屬套管中。在套管的兩端使用了由PEEK構(gòu)成的蓋子用于密封整個單元。在金屬套管中也可以設(shè)置兩個閥單元，在此情況下已知的是，在雙止回閥的兩個閥單元之間使用由PEEK構(gòu)成的另一個薄密封片。這種設(shè)計在高達約1000巴的壓力值時都是可靠的。但在更高壓力下出現(xiàn)以下問題，蓋子在長期使用時會明顯塑性變形并隨著時間推移而失密。另一種可能在于，也在兩端使用薄的PEEK片或者金屬片，就像在EP I 514 027BI所示的閥中那樣。但是，利用這樣的片只能進行端側(cè)密封，這對于雙球閥要求復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。另外，對表面結(jié)構(gòu)和質(zhì)量提出嚴格要求。在EP I 514 027 BI中例如提出了密集的凹槽。對于閥座和導(dǎo)向件的穩(wěn)固性因出現(xiàn)拉伸應(yīng)力而受到限制的問題，已知以可控失密的方式來構(gòu)成閥座和球形導(dǎo)向件之間的接觸面，以實現(xiàn)內(nèi)外之間的壓力平衡。于是，在雙求閥的兩個單閥之間必須密封，該區(qū)域相對于套管也是密封的。還公開了將閥座件壓入金屬環(huán)中并由此在徑向朝內(nèi)方向上施加預(yù)緊力。該變型的缺點在于與之相關(guān)的附加加工成本。最后有以下可能，用于通斷元件的導(dǎo)向件不是由陶瓷制成，而是由不銹鋼制造，其具有更高的抗拉強度。但是，閥座件的穩(wěn)固形問題無法通過這種方式來解決，因為不銹鋼對于閥座(和也對于通斷元件)不是適用材料。從US 2011/0094954 Al中公開了，閥座的外周面被構(gòu)造呈錐形并且閥座通過形狀互補的配對件被軸向預(yù)緊。由此，也產(chǎn)生具有徑向朝內(nèi)的分量的預(yù)緊力，它能夠阻擋環(huán)形閥座件的由流體壓力所產(chǎn)生的擴張的一部分?？墒牵俗冃头桨敢蟾叩募庸こ杀竞透嗟男螤顝?fù)雜的零部件，尤其是在雙球閥的情況下。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于該現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明基于以下任務(wù)，提供一種尤其用于通斷處于高壓的流體的分配閥，其具有簡單的結(jié)構(gòu)和少量的零部件，并在極高壓力下也保證了長的耐用時間或者說通斷操作壽命，并保證了高的可靠性和密封性。本發(fā)明利用權(quán)利要求1的特征來完成該任務(wù)。本發(fā)明源于以下認識，S卩，通過在圍繞閥單元設(shè)置的四周封閉的空間內(nèi)設(shè)置可彈性變形的和/或可塑性變形的密封件，如果密封件在該四周封閉的空間內(nèi)處于預(yù)定壓力，則可以通過最簡單的方式相互密封閥單元的組成部分并相對于裝有該閥單元的殼體密封該組成部分。由此，使密封件變形并進入各自要封閉的小開口。當(dāng)然，為此這樣選擇密封件材料，即，使其具有足夠高的結(jié)構(gòu)強度，以便其本身不會穿過待封閉的小開口并脫離主體，從而導(dǎo)致其破碎并也最終因材料損失而減小四周封閉空間內(nèi)的壓力。四周封閉空間的待密封部位的最大容許尺寸當(dāng)然須匹配于密封件材料，或者反之，該密封件材料須匹配于待密封部位的尺寸。同時，處于壓力的密封件使得閥單元的被包圍的組成部分尤其是閥坐件以及用于通斷元件的導(dǎo)向件可以被徑向朝內(nèi)地預(yù)緊。就此而言，密封件近似起到固體液壓介質(zhì)的作用，其在安裝于任意位置上時可如此受力，即，在密封件的體積中形成近似不變的壓力，該壓力作用于該閥單元的被包圍的組成部分的外壁。因為密封件材料的可壓縮性和在密封件和包圍的組成部分之間有小間隙，所以，為了產(chǎn)生在材料內(nèi)的足夠高的壓力而需要縮小該四周封閉的空間的體積。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，在密封件內(nèi)的壓力被選擇為高于在流通通道內(nèi)的待通斷流體的最高壓力。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，該殼體可至少由兩部分構(gòu)成，其中，在第一殼體部中設(shè)有用于閥座件、導(dǎo)向件和密封件的容納凹部，而第二殼體部與第一殼體部相連接，在閥安裝時，第二殼體部在四周封閉的空間(該空間在此呈環(huán)形空間的形式)的朝向它的端面對密封件施力，以便在密封件內(nèi)產(chǎn)生期望壓力。第一殼體部內(nèi)的容納凹部可以為柱形，最好是圓柱形。這也適用于閥座件和導(dǎo)向件，它們能夠具有最好沿軸向?qū)R的柱形外壁。如果容納凹部和由閥座件和導(dǎo)向件(包括設(shè)于其中的通斷元件)組成的閥單元的橫截面都為圓柱形，則得到了圓形環(huán)形空間，該環(huán)形空間可由相應(yīng)簡單成形的密封件填塞。為了在相關(guān)端面上封閉該四周封閉的空間并且為了產(chǎn)生密封件內(nèi)的壓力，第二殼體部能可分離地與第一殼體部連接，最好通過螺紋連接。第二殼體部為此可具有環(huán)形凸起，該環(huán)形凸起接合在該四周封閉的空間中并封閉它，并且對密封件施力。通過在第一和第二殼體部上的相應(yīng)螺紋，可以順利且不用太費力地獲得在殼體或密封件內(nèi)的期望壓力，如果需要也可靈敏地加以調(diào)節(jié)。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，該導(dǎo)向件可以具有容納通斷元件的凹口，該凹口如此構(gòu)成，即，限定了該通斷元件沿軸向離開該閥座進入該閥打開位置的運動。為此，該導(dǎo)向件可以在遠離閥座的一側(cè)具有位于該導(dǎo)向件的相關(guān)壁內(nèi)的開口，用于流體流過，其中，朝向該通斷元件的內(nèi)壁如此構(gòu)成，即，在通斷元件抵靠時也留有足夠大的開口讓流體流過。在分配閥安裝時，通過包圍該四周封閉空間的殼體部分的塑性變形，使得該四周封閉空間的體積從安裝并封閉該四周封閉空間后的初始狀態(tài)開始被如此縮小，即，獲得了在該密封件內(nèi)的預(yù)定壓力。如現(xiàn)有技術(shù)所述，本發(fā)明的分配閥也可以雙閥或多路閥的形式構(gòu)成。密封件在這樣的實施方式中可包圍至少另一個閥單元，其與第一閥單元對齊并且構(gòu)成流通通道，該流通通道與第一閥單元的流通通道流通串聯(lián)。所述至少另一個閥單元此時可以與第一閥單元相同地構(gòu)成。這兩個閥單元此時沿軸向相互直接抵靠，從而密封件(其也包圍兩個閥單元之間的接縫位置)可密封該接縫位置。同時，可以通過對兩個閥單元的外壁的徑向施力來實現(xiàn)沿軸向的固定。但是，當(dāng)然可以將所述至少一個閥單元也沿軸向附加固定在殼體的容納凹部中，最好也在通過密封件沿徑向?qū)ν獗谑┘訅毫χ巴瓿?，以避免閥單元或者說相關(guān)組成部分的軸向相互分開。這是因為，通過這種方式或許可能在至少一個閥單元的軸向相鄰組成部件之間出現(xiàn)如此大的縫隙，該縫隙無法通過密封件被可靠封閉或者該縫隙會導(dǎo)致密封件破損。如上所述，通斷元件可以呈球狀，這導(dǎo)致很簡單的閥結(jié)構(gòu)。通斷元件或者閥座件可以由堅硬材料構(gòu)成，最好由紅寶石、藍寶石或者陶瓷材料如AlO2或者ZrO2構(gòu)成。閥殼體可以由抗拉強度足夠高的金屬材料構(gòu)成，最好由不銹鋼或者鈦合金構(gòu)成。熱塑性塑料尤其適于充當(dāng)密封件材料，最好是聚醚醚酮(PEEK)。但例如也可以使用聚乙烯(PE)或者聚四氟乙烯(PTFE)材料。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，閥殼體的外壁在其界定四周封閉空間的至少一個局部區(qū)域內(nèi)是通過材料選擇和/或通過幾何形狀設(shè)計來如此可彈性變形或可塑性變形地構(gòu)成的，即，從密封件內(nèi)的一預(yù)定壓力起，盡管該四周封閉空間在受力區(qū)域內(nèi)進一步縮小，但是壓力是如此保持恒定、或是如此減輕壓力上升的，即，通過該壁的變形使得四周封閉空間的總體積基本保持不變，或者使得該總體積的縮小小于在該受力區(qū)域內(nèi)的體積縮小。由此使得在殼體由兩部分構(gòu)成時，可以實現(xiàn)閥組成部分加工時的誤差在閥安裝時不會導(dǎo)致不容許的密封件內(nèi)高壓，尤其在第二殼體部用于將其它閥組成部分固定在殼體內(nèi)并與之相應(yīng)地在安裝時必須在規(guī)定位置上與第一殼體部連接的實施方式中。由從屬權(quán)利要求中得到本發(fā)明的其它實施方式。


以下將結(jié)合附圖所示的實施例來詳細描述本發(fā)明。圖1以示意截面圖示出了呈球形止回閥形式的本發(fā)明分配閥的一個實施方式。
具體實施例方式在唯一附圖的示意縱截面圖中示出的止回閥I能以單獨構(gòu)件形式來實現(xiàn)，或者能被結(jié)合到另一個未進一步示出的總體單元如泵中。止回閥I包括殼體3，它可以由兩部分或更多部分構(gòu)成。如果閥I被結(jié)合到另一個組件中，則殼體3當(dāng)然也可與另一個組件的殼體或其它組成部分相結(jié)合。尤其是，殼體3可以與HPLC泵的泵頭或者說泵頭的相關(guān)殼體或主體結(jié)合地形成。在附圖所示的實施例中，殼體3由第一殼體部5和第二殼體部9組成，第一殼體部5具有用于容納止回閥的其他組成部分的柱形容納凹部7，第二殼體部9與第一殼體部5相連接并且緊密封閉容納凹部7的開口。為此，可以像在如附圖所示的實施方式中那樣在容納凹部7的內(nèi)壁的上方區(qū)域和第二殼體部9的外壁的區(qū)域中分別設(shè)置螺紋，該外壁區(qū)域至少在接合在容納凹部7中的區(qū)域內(nèi)也呈柱形。這兩個螺紋允許在第一和第二殼體部5、9之間的可拆分連接。但當(dāng)然也可以在兩個殼體部5、9之間采用其它的可拆或不可拆的連接形式，例如通過焊接、釬焊、粘結(jié)或壓接。容納在容納凹部7中的閥I的其它組成部分是第一閥單元11和具有相同結(jié)構(gòu)的第二閥單元13。殼體3和閥單元11、13限定出流通通道15，其入口 15a在第一殼體部5的底面上，其用于待通斷流體的出口 15b在第二殼體部9上。附圖所示的止回閥是流體的唯一路徑。多路分配閥(本發(fā)明原理也可被用于其)也可以是多個連通路徑。例如，該閥可如此構(gòu)成，即，到來的液流被選擇性地切換到多個其它路徑之一中。如圖所示的球形止回閥的閥單元11、13的基礎(chǔ)組成部分分別是閥座件17和呈球19狀的通斷元件，該球基本可軸向移動地容納在導(dǎo)向件23的導(dǎo)向凹口 21中。每個閥單元
11、13的閥座件基本為圓環(huán)形并在同軸開口處具有落座面25，該落座面的形狀與球19的外表面互補地構(gòu)成，以保證閥I的閉鎖操作位置上的密封。所示的球形止回閥在下述情況下處于閉鎖操作位置:流通通道15中的流體壓力，在球19上方區(qū)域或者說在落座面25那側(cè)的區(qū)域(即在出口 15b方向上)大于在落座面下方的區(qū)域(即在入口 15a方向上)。在相反的壓力情況下處于打開操作位置，其中，使球19通過最終的液流在流向上(即在朝向出口 15b方向上)運動，直至該球撞到各導(dǎo)向件23的導(dǎo)向凹口 21的底面。這些導(dǎo)向件23呈罐狀并且在底面具有用于流體流過的流通口 23a。如此設(shè)計的導(dǎo)向件23保證了球19不會離開閉鎖操作位置太遠，并且可以(沿流通方向)加裝其它組成部分。該底面在流通口 23a區(qū)域內(nèi)在內(nèi)側(cè)是非旋轉(zhuǎn)對稱構(gòu)成的，因而，球19雖然行程受限，但出口 23a不會關(guān)閉。閥單元11、13的閥座件17例如可以由藍寶石構(gòu)成，球19可以由紅寶石構(gòu)成。AlO2陶瓷材料和ZrO2陶瓷材料也可以被用于這些組成部分。閥單元11、13的導(dǎo)向件23例如可以由AlO2陶瓷構(gòu)成。球形止回閥單元11、13的雙重布置提高了閥I的故障安全性。如果一個閥單元11、13失密，則另一個閥單元13、11也總是保證閥的密封性。如圖所示，閥座件17和導(dǎo)向件23分別具有外輪廓，其在軸向上基本上對齊。在同軸設(shè)于容納凹部7中的閥單元11、13組成部分與容納凹部7的內(nèi)壁之間，即在相關(guān)的環(huán)形空間內(nèi)，設(shè)有密封件27。密封件27最好在未承受壓力狀態(tài)下已經(jīng)具有互補的(在此為套管形)結(jié)構(gòu)。密封件27的軸向總長度最好大致等于這兩個閥單元11、13的軸向延伸尺寸。但是，至少密封件27的位置和總長度應(yīng)該是這樣的，即，所有待密封的開口和縫隙(見下)被密封件27遮蓋(并且密封件27周圍的環(huán)形空間是封閉的)。在此要注意，本文中的術(shù)語“環(huán)形空間”被廣義用于這樣的空間，其位于任意形成的外壁和任意形成的內(nèi)壁之間，且可在底面?zhèn)群晚攤?cè)被封閉形成一個四周封閉的環(huán)形空間。為了安裝閥，首先制造一個由閥單元11、13和套裝于其上的密封件27套管構(gòu)成的單元。整個單元可隨后被推入第一殼體部5的容納凹部7中。隨后，可從上方將第二殼體部9與第一殼體部5連接起來(在所示的實施方式中被擰入)。第二殼體部9在接合在容納凹部7中的區(qū)域具有環(huán)形凸起9a，該環(huán)形凸起在環(huán)形空間的上方區(qū)域中接合在閥單元13和容納凹部7之間并且基本上(除了允許的間隙)封閉該環(huán)形空間。因此，容納密封件27的環(huán)形空間是四周封閉的(除了允許的間隙之外)。第二殼體部9以環(huán)形凸起9a如此深地插入第一殼體部的容納凹部7中，S卩，密封件27處于預(yù)定壓力?？伤苄宰冃蔚暮?或可彈性變形的密封件27材料在此壓力下變形并塞滿整個環(huán)形空間。該材料此時也密封在閥組成部分相互之間或者在殼體部5、9和閥組成部分之間的小的縫隙或開口。由此，一方面實現(xiàn)該環(huán)形空間和進而流通通道15相對于殼體3的完全密封。通過實際完全封閉該環(huán)形空間，該材料在任何位置都未被“擠出”，即使材料內(nèi)的壓力遠高于其屈服點。另一方面，處于壓力的密封件27同時產(chǎn)生閥座件17和導(dǎo)向件23的徑向預(yù)緊。因為尤其是閥座件17由堅硬材料構(gòu)成，其只能承受相對低的拉伸應(yīng)力但能承受高的壓縮應(yīng)力而不會破損，所以必須至少選擇如此大的預(yù)緊力，即，在給定的流體最高壓力下，在相關(guān)元件中只產(chǎn)生這樣的(方位角的或者切向)壓縮應(yīng)力，其低于可能會導(dǎo)致元件破損的極限。安全起見，實際上當(dāng)然也可以規(guī)定一個足夠大的安全余量。但因為處于密封考慮而建議將在密封件27內(nèi)的壓力選擇為大于流體壓力以保證閥I的密封性，所以，在此情況下反正保證了所出現(xiàn)的最高拉伸應(yīng)力小于破損極限。該預(yù)緊也減小了拉伸應(yīng)力，該拉伸應(yīng)力在閥關(guān)閉時通過球19作用于閥座件17的落座面25的壓力來產(chǎn)生。因為堅硬材料如藍寶石、紅寶石或者陶瓷材料很耐壓，所以人們不僅選擇高的預(yù)緊壓力來補償流通通道15內(nèi)的流體壓力，而且還額外選擇因通斷元件19貼靠閥座所產(chǎn)生的徑向力，該徑向力將會導(dǎo)致閥元件擴張，并進而導(dǎo)致因為所出現(xiàn)的方位角的拉伸應(yīng)力或者說切向拉伸應(yīng)力而損壞該閥元件。適用于殼體3或者說殼體部5、9的材料是抗拉金屬或金屬合金，尤其是不銹鋼或者鈦合金。具有這種結(jié)構(gòu)的閥I因此有以下優(yōu)點，即，用于閥組成部分的雖然有期望的高硬度和抗壓強度但具有低抗拉強度的材料(如藍寶石、紅寶石或陶瓷)的不利機械性能得以補償，并且用于密封件的材料例如像熱塑性材料如PEEK的不利性能得以補償，該材料一方面必須足夠柔軟以便起到密封作用，而另一方面在高壓下會損壞(沒有完全限制住)。因為借助環(huán)形密封件27的閥I的密封只需要小的環(huán)形橫截面(即密封件7具有很小的壁厚)，所以，可以利用比較小的、借助第二殼體部9施加到密封件27的相應(yīng)小的端面上的力，在密封件27內(nèi)產(chǎn)生很高的壓力。代替通過安裝(最好螺紋連接第二殼體部9和第一殼體部5)產(chǎn)生密封件27的預(yù)緊力，也可以(或者附加地)使第一殼體部5的空心柱形區(qū)域的壁在密封件27區(qū)域內(nèi)如此塑性變形，即，密封件27位于其中的環(huán)形空間的體積被縮小且與之相應(yīng)地在密封件27內(nèi)形成期望的壓力。壁的變形例如可以通過金屬壁的彎曲來實現(xiàn)。當(dāng)然，所示實施方式的一整套變型方案是可行的。例如，閥座件17可以與導(dǎo)向件
23—體地構(gòu)成。在雙止回閥或多路止回閥的情況下，用于通斷元件或者說球19的止擋于是可以由各自(在流向上)后隨的或者位于其上的閥座件17來構(gòu)成。對于在流向上位于最后的閥單元，該止擋可由第二殼體部9來形成。在此情況下，殼體部5也可以與該導(dǎo)向件成一體地構(gòu)成并且直接或者至少充分靠近相關(guān)的閥座件。在附圖所示的實施例中，在第二殼體部9與最上方(即沿軸向與第二殼體部9相鄰)的導(dǎo)向件23之間出現(xiàn)間隙，該間隙作為無用體積29。因為在某些應(yīng)用中不希望有無用體積，所以，沿軸向與第二殼體部9相鄰的導(dǎo)向件23也可以被第二殼體部9的朝內(nèi)的端面施力，從而無用體積29被盡量減小或者完全消除。為此，第二殼體部9相應(yīng)厚地構(gòu)成(如圖所示)，或者設(shè)計成可通過在第一殼體部5內(nèi)的設(shè)于較大軸向長度范圍內(nèi)的螺紋被進一步抒入第一殼體部5。于是,在閥I安裝時，第二殼體部9將被如此深地抒入第一殼體部中，直到它碰到相鄰的導(dǎo)向件23。同時，當(dāng)然也壓縮該密封件27。根據(jù)另一個實施方式，如此構(gòu)成界定出密封件位于其中的四周封閉的空間的閥殼體外壁(在如圖所示的變型中，第一殼體部5的壁)，即，該密封件在整個界定區(qū)域內(nèi)或者在起部分區(qū)域內(nèi)是可彈性變形或者塑性變形的。該殼體在此壁區(qū)域內(nèi)的特性此時最好如此設(shè)計，即，從預(yù)定壓力起，雖然該空間在作用區(qū)域內(nèi)進一步縮小，但是利用第二殼體部(在附圖所示的變型中它是殼體部9)，體積總體通過下述方式保持不變:使該壁在其它位置上或者在其它區(qū)域內(nèi)按照相應(yīng)方式塑性變形。例如在附圖所示的實施方式中，界定環(huán)形空間的壁可以在材料和形狀方面是這樣的，即，壁在該區(qū)域內(nèi)按照規(guī)定(按照期望方式)“隆起”。通過這種方式可以做到，密封件內(nèi)的壓力從某個閾值起被(近似)恒定保持在規(guī)定值。假使無法成功做到該四周封閉空間的體積和密封件內(nèi)的壓力從規(guī)定閾值起準(zhǔn)確保持不變，也可借此至少讓“壓力增大”從某個閾值起表現(xiàn)得比沒有塑性變形性能的壁更小。
在這樣的實施方式中，例如如圖所示的第二殼體部9可如此遠地被擰入第一殼體部5中，直到它以其端面抵靠相關(guān)的導(dǎo)向件23并固定在殼體內(nèi)。就是說，第二殼體部9的環(huán)形凸起9a在第二殼體部9被擰入第一殼體部5時，從某個位置起、進而從密封件27內(nèi)的某個壓力起，雖然還造成該四周封閉的空間(附圖所示的實施方式的環(huán)形空間)的體積的縮小，但是，該四周封閉的空間的總體積不再縮小或者不再以這種程度縮小，這是因為殼體3的壁或者說第一殼體部5的壁出現(xiàn)變形，并在此區(qū)域產(chǎn)生體積增大。這樣，在第二殼體部9和導(dǎo)向件23之間的無用體積被消除，而加工誤差沒有導(dǎo)致不容許的密封件27內(nèi)壓力增大。雖然以上僅結(jié)合附圖所示的止回閥描述了本發(fā)明，但本發(fā)明也涉及所有可能的閥實施方式，其中采用了按照本發(fā)明的、具有任何結(jié)構(gòu)的閥單元的組成部分的密封和預(yù)緊的方法。例如本發(fā)明分配閥的通斷元件也可如此構(gòu)成，即，它可在兩個或更多的操作位置之間主動地(手動或者由可控操作單元)運動。附圖標(biāo)記列表I止回閥；3殼體；5第一殼體部；7柱形容納凹部；9第二殼體部；9a環(huán)形凸起；11第一閥單元；13第二閥單元；15流通通道；15a入口 ；15b出口 ；17閥座件；19閥通斷元件，球；21導(dǎo)向凹口 ；23導(dǎo)向件；23a流通口 ；25落座面；27密封件；29無用體積。
權(quán)利要求
1.一種尤其用于通斷處于高壓的流體的分配閥，該分配閥具有: (a)至少一個閥單元(11，13)，所述至少一個閥單元包括閥座件(17)和在導(dǎo)向件(23)內(nèi)導(dǎo)向移動的通斷元件(19)，其中，該閥座件(17)和該通斷元件(19)互相配合以便實現(xiàn)分配閥功能， (b)其中，該閥座件(17)和該導(dǎo)向件(23)設(shè)于殼體(3)內(nèi)，并且該閥座件(17)、該導(dǎo)向件(23)和該殼體(3)構(gòu)成用于待通斷流體的流通通道(15)， 其特征是， (c)在位于該殼體⑶的內(nèi)壁與該閥座件(17)的外壁以及與該導(dǎo)向件(23)的外壁之間的、四周封閉的空間內(nèi)設(shè)有可彈性變形和/或可塑性變形的密封件(27)，該密封件處于預(yù)定壓力并因此相對于該殼體(3)密封該流通通道(15)，并且向該閥座件(17)和該導(dǎo)向件 (23)施加向內(nèi)的預(yù)緊力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分配閥，其特征是，在該密封件(27)內(nèi)的壓力大于在該流通通道(15)內(nèi)的待通斷流體的最高壓力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分配閥，其特征是，該殼體(3)由至少兩個部分構(gòu)成，在第一殼體部(5)內(nèi)設(shè)有用于該閥座件(17)、該導(dǎo)向件(23)和該密封件(27)的容納凹部(7)，第二殼體部(9)與該第一殼體部(5)相連，該第二殼體部在環(huán)形空間的朝向該第二殼體部的端面上對該密封件(27)施力。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分配閥，其特征是，在該第一殼體部(5)內(nèi)的該容納凹部(7)為柱形，最好為圓柱形，并且該閥座件(17)和該導(dǎo)向件(23)均具有柱形外壁，所述柱形外壁最好是彼此軸向?qū)R的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的分配閥，其特征是，該第二殼體部(9)與該第一殼體部(5)是可分離地連接的，最好通過螺紋連接，并且該第二殼體部(9)具有環(huán)形凸起(9a)，該環(huán)形凸起接合到該環(huán)形空間中以對該密封件(27)施力，并且該環(huán)形凸起封閉該環(huán)形空間。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的分配閥，其特征是，該導(dǎo)向件(23)具有用于容納該通斷元件(19)的凹口(21)，該凹口是如此構(gòu)造的，S卩，限定了該通斷元件(19)沿軸向離開該閥座進入該閥(I)的打開位置(I)的運動。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的分配閥，其特征是，通過殼體(3)的包圍該四周封閉的空間的部分的塑性變形，使得該四周封閉的空間的體積從安裝并封閉該四周封閉的空間后的初始狀態(tài)開始被如此縮小，即，獲得了在該密封件(27)內(nèi)的預(yù)定壓力。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的分配閥，其特征是，該密封件(27)包圍至少一個另外的閥單元(13)，該至少一個另外的閥單元與第一閥單元(11)對齊并且構(gòu)成了與該第一閥單元(11)的流通通道串聯(lián)流通的流通通道。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的分配閥，其特征是，所述至少一個另外的閥單元(13)具有與該第一閥單元(11)相同的結(jié)構(gòu)，并且這些閥單元(11，13)是軸向直接緊鄰地設(shè)置的。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的分配閥，其特征是，該通斷元件(19)由堅硬材料制成，最好由紅寶石、藍寶石或陶瓷材料制成，所述陶瓷材料例如是AlO2或者Zr02。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的分配閥，其特征是，該閥座件(17)由堅硬材料制成，最好由紅寶石、藍寶石或陶瓷材料制成，所述陶瓷材料例如是AlO2或者Zr02。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的分配閥，其特征是，該殼體(3)由金屬材料構(gòu)成，最好由不銹鋼或鈦合金構(gòu)成。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的分配閥，其特征是，該密封件(27)由熱塑性塑料制成，最好由聚醚醚酮(PEEK)構(gòu)成。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的分配閥，其特征是，該閥被構(gòu)成為止回閥，并且該通斷元件(19)最好呈球狀。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的分配閥，其特征是，該閥(I)的該殼體(3)的外壁在其界定所述四周封閉的空間的至少一個局部區(qū)域內(nèi)是通過材料選擇和/或通過幾何形狀設(shè)計來如此可彈性變形或可塑性變形地構(gòu)成的，即，從一預(yù)定壓力起，盡管該四周封閉的空間在受力區(qū)域內(nèi)進一步縮小，但是該密封件內(nèi)的壓力是如此保持恒定、或是如此減輕壓力上升的，即，通過該壁的變形使得所述四周封閉的空間的總體積基本保持不變，或者使得該總體積的縮小小于在 該受力區(qū)域內(nèi)的體積縮小。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種尤其用于通斷處于高壓的流體的分配閥，其具有至少一個閥單元，其包括閥座件和在導(dǎo)向件內(nèi)導(dǎo)向移動的通斷元件，該閥座件和該通斷元件互相配合以便實現(xiàn)分配閥功能，該閥座件和該導(dǎo)向件設(shè)于殼體內(nèi)，并且該閥座件、該導(dǎo)向件和該殼體構(gòu)成用于待通斷流體的流通通道。根據(jù)本發(fā)明，在位于該殼體的內(nèi)壁與該閥座件的外壁以及該導(dǎo)向件的外壁之間的、四周封閉的空間內(nèi)設(shè)有可彈性變形和/或可塑性變形的密封件，該密封件處于預(yù)定壓力并因此相對于該殼體密封該流通通道，并且向該閥座件和該導(dǎo)向件施加向內(nèi)的預(yù)緊力。
文檔編號F16K1/34GK103148225SQ201210511389
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者M·哈克勒, R·施羅德爾 申請人:道尼克斯索芙特隆公司