高壓閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1的前序部分的高壓閥。
【背景技術(shù)】
[0002]相應(yīng)的閥門具有高壓區(qū)域、低壓區(qū)域和在高壓區(qū)域和低壓區(qū)域之間的活塞殼體中設(shè)置的活塞狀閉鎖元件。該閉鎖元件的終端位置由于高的壓力差必須被相應(yīng)地密封，以使得閥門可靠地將高壓區(qū)域和低壓區(qū)域隔開。
[0003]由EP 882 916已知同種閥門，其中，閥座密封件通過設(shè)置在閥門的閥座中的密封件構(gòu)成，使得在關(guān)閉閥門時活塞軸向地朝向閥座密封件運動，使得活塞通過其端面貼靠閥座密封件。在閥門的打開位置中，閥座密封件露出并且因而可以以高壓力直接被流動介質(zhì)迎流，因此已知閥座密封件遭受提高的磨損并且必須經(jīng)常被更換。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，本發(fā)明的任務(wù)在于，給出一種上述類型的高壓閥和一種閥座密封件，在該高壓閥和該閥座密封件中避免了所述的問題。
[0005]該任務(wù)通過具有權(quán)利要求1的特征的高壓閥解決。有利的實施形式在從屬權(quán)利要求中說明。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，閥座密封件設(shè)置在閉鎖元件上的凹部中。由此實現(xiàn)，密封件在打開位置中不會被流經(jīng)高壓閥的流體迎流。
[0007]優(yōu)選凹部通過在尤其是活塞狀的閉鎖元件的閥座側(cè)的端側(cè)上的環(huán)形開口是開放的。在此閥座密封件優(yōu)選具有在徑向上向外延伸的環(huán)形突起或凸緣，該環(huán)形突起或凸緣至少部分地關(guān)閉所述環(huán)形開口。由此，設(shè)置在閥座上的突起在關(guān)閉位置中與閥座密封件相貼靠，其中，突起也構(gòu)造為環(huán)形的并且在閥座上設(shè)置成，使得該突起至少部分地伸入到環(huán)形開口中。通過這種方式，閥座密封件幾乎被封裝在閉鎖元件的端側(cè)中并且閥座密封件的凸緣形突起在環(huán)形開口中僅具有相對較小的在閉鎖元件上暴露的表面。該表面最終通過構(gòu)成環(huán)形開口的環(huán)形間隙的寬度限定。通過這種方式，密封件的完全可被迎流的并且因而由于流動的流體遭受磨損的面以及在關(guān)閉或打開閥門時待施加的關(guān)閉力和打開力被最小化并且降低產(chǎn)生的力跳躍。
[0008]用于處于高壓下的流體的通道尤其是處于閥座上方，使得在打開位置中閥座密封件的僅面向閥座的側(cè)面幾乎不被迎流并且因而被保護(hù)。對此有利地規(guī)定，閉鎖元件具有在徑向外側(cè)包圍閥座密封件的壁部分，該壁部分與閉鎖元件的端側(cè)的部分一起構(gòu)成環(huán)形開口。壁部分在此在活塞狀的閉鎖元件的軸向方向上延伸并且具有在端側(cè)的止擋面。該止擋面與閥座密封件的突起的面向閥座的密封面尤其是大致齊平地設(shè)置。止擋面在關(guān)閉位置中在徑向外側(cè)在閥座的突起附近貼靠在閥座上，其中高壓的流體可以在止擋面和閥座之間流過并且進(jìn)入凹部中，閥座密封件被安放在該凹部中。此外，通過該尤其是金屬的止擋避免壓壞閥座密封件或避免閥座密封件的不允許的或臨界的變形。
[0009]有利地，閥座密封件構(gòu)造為加壓密封的和/或自密封的，其方式為:該閥座密封件由同樣設(shè)置在凹部中的柔性的、尤其是O形環(huán)狀的元件包圍。如果如上所述在關(guān)閉位置中流體經(jīng)過環(huán)形開口進(jìn)入凹部中，則該柔性元件由于壓力而變形，并且一方面壓靠閉鎖元件的內(nèi)壁并且另一方面壓靠閥座密封件的突起，由此尤其是閥座密封件的突起壓靠閥座的突起并且呈現(xiàn)所需的密封作用。密封作用尤其是在下面的情況下被確保:凹部和閥座密封件的尺寸被選擇為，使得在閥座密封件的突起上方的流體壓力和閥座密封件或閥座密封件的突起的由此被該壓力加載的面積的乘積大于在閥座密封件的突起與閥座或與該閥座的突起之間的共同的貼靠面積和在那里作用的、尤其是在密封間隙中作用的流體壓力的乘積。
[0010]優(yōu)選壁部分在其在徑向上處于外側(cè)的端側(cè)的邊緣上具有倒圓部，使得從高壓側(cè)過來的流體可以盡可能無渦流地朝向低壓側(cè)方向繞流該壁部分并且因而附加地保護(hù)閥座密封件。
【附圖說明】
[0011]下面根據(jù)圖1至3詳細(xì)解釋本發(fā)明。
[0012]圖1示出按本發(fā)明的高壓閥的剖視圖；
[0013]圖2示出在打開位置中在閥座的區(qū)域內(nèi)由圖1的局部A的局部放大圖；
[0014]圖3示出在關(guān)閉位置中在閥座的區(qū)域內(nèi)由圖1的局部A的局部放大圖。
【具體實施方式】
[0015]在圖1中所示的高壓閥(在下面稱為閥門)I具有高壓側(cè)2和低壓側(cè)3，在該高壓側(cè)上作用有壓力pl，在該低壓側(cè)上作用有壓力P2，其中，在關(guān)閉位置中pl>p2。閥門I具有活塞狀閉鎖元件4，該閉鎖元件為打開和關(guān)閉閥門I可在軸向方向Z上移動地支承在尤其是柱形的殼體5中。如果閥門I被打開，則流體(氣體或液體)從高壓側(cè)2經(jīng)過在殼體5的殼體壁中的開口 6流到低壓區(qū)域3中。為了關(guān)閉，則閉鎖元件4沿方向Z朝向閥座7移動。
[0016]圖2示出打開位置。閉鎖元件4在面向閥座7的端側(cè)上具有凹部，閥座密封件9被安裝到該凹部中。凹部朝向閥座7開放。所述的凹部在在徑向方向R上處于外側(cè)的、在此在軸向方向Z上延伸的并且構(gòu)造為活塞壁的壁部分4a和構(gòu)造在閉鎖元件4的端側(cè)上的頭部部分11之間是開放的并且在該位置處構(gòu)成環(huán)形間隙或環(huán)形開口。該開口比閥座密封件窄，使得該閥座密封件在受壓時也不能從凹部中被擠壓出來。頭部部分11可從閉鎖元件4中拆下由此來安裝和拆卸閥座密封件9。在頭部部分11和閉鎖元件4之間的連接尤其是可透過流體的，因此在鄰近凹部的過壓補(bǔ)償區(qū)域10中存在低壓p2。閥座密封件9通過頭部部分11圍住，其中，為了固定閥座密封件9，在所示的實施例中該閥座密封件以其部分9b形鎖合地安裝到頭部部分11中。
[0017]閥座密封件9的一部分、即閥座密封件9的徑向向外延伸的凸緣形突起9a伸入到環(huán)形開口中并且至少部分地關(guān)閉環(huán)形間隙。在凹部中在突起9a的背離閥座7的一側(cè)設(shè)置尤其是O形環(huán)狀的柔性元件8，該柔性元件在徑向外側(cè)包圍閥座密封件9。柔性意味著元件8由一種材料例如丁腈橡膠(NBR)、三元乙丙橡膠(EPDM)、氟橡膠制成，該材料在受壓時(高壓側(cè)的流體壓力)可以比閥座密封件本身明顯更容易變形，該閥座密封件由相對較硬的材料、尤其是例如聚四氟乙烯制成。
[0018]在圖2中所示的打開位置中，流體從高壓側(cè)通過開口 6經(jīng)由通過箭頭12、13、14和15所示的流動路徑到達(dá)低壓區(qū)域，其中，該流動在閉鎖元件和殼體壁18之間穿行(見位置12)，在位置13處繞流壁部分4a，并且在位置14處繞流閥座7并且在位置15處流過頭部部分11。如在所示的實施例中可見，尤其是壁部分的端側(cè)4b在徑向外側(cè)倒圓和/或也在徑向上在內(nèi)側(cè)倒圓，使得繞流該側(cè)面4b的流體可以盡可能無渦流地流過密封件的露出的部分9a并且使該部分的磨損最小化。
[0019]在閥座上可見突起7a，該突起設(shè)計成，使得在閥門I的關(guān)閉位置中閥座可以沉入環(huán)形開口中并且朝向閥座密封件9貼靠在該閥座密封件的突起9a上。該情況在圖3中示出。來自高壓側(cè)的流體現(xiàn)在通過開口 6 (箭頭12)進(jìn)入并且繞流壁部分4a和該壁部分的端側(cè)4b。流體可以在貼靠在閥座7上的端側(cè)4b之間流過并且進(jìn)入凹部16中(箭頭17)。由此柔性元件8由于高壓而變形，并且壓靠閥座密封件9，該閥座密封件一方面朝向過壓補(bǔ)償區(qū)域10 (該過壓補(bǔ)償區(qū)域可以被設(shè)置為環(huán)形間隙)的方向移動，以便導(dǎo)出可能的過壓，并且該閥座密封件的突起9a由于元件8的擠壓作用朝向閥座7的方向被擠壓。由此使突起9a朝向閥座的沉入環(huán)形間隙中的突起7a擠壓，使得閥座密封件9自密封地阻止向低壓區(qū)域中的流動。在關(guān)閉位置中元件8由于其壓縮而壓靠閉鎖元件4并且在對置的相反一側(cè)上壓靠閥座密封件的突起9a。為確保良好的密封效果，在區(qū)域16中作用到突起9a上的流體壓力和突起9a的面積的乘積應(yīng)該大于在部分9a和7a之間的貼靠面積與作用在該貼靠面積上的、尤其是在密封間隙中作用的流體壓力、尤其是平均流體壓力的乘積。
【主權(quán)項】
1.高壓閥(1)，其具有高壓區(qū)域⑵和低壓區(qū)域⑶以及閉鎖元件(4)，該閉鎖元件構(gòu)造用于關(guān)閉和打開在高壓區(qū)域(2)和低壓區(qū)域(3)之間的流體連接并且為此能夠在軸向方向(Z)上在關(guān)閉的關(guān)閉位置和打開的打開位置之間移動，其中，為了在關(guān)閉位置中密封，設(shè)置閥座密封件(9)，其特征在于，所述閥座密封件(9)是設(shè)置在閉鎖元件(4)上的加壓密封的閥座密封件(9)，該閥座密封件設(shè)置在設(shè)置在閉鎖元件(4)中的凹部中。
2.按照權(quán)利要求1所述的高壓閥(I)，其特征在于，所述閉鎖元件(4)構(gòu)造為活塞并且具有面向閥座(7)的端側(cè)，其中，所述閉鎖元件(4)具有在徑向外側(cè)包圍閥座密封件(9)的壁部分(4a)，該壁部分與閉鎖元件(4)的端側(cè)部分一起構(gòu)成環(huán)形開口。
3.按照權(quán)利要求2所述的高壓閥(I)，其特征在于，所述閥座密封件(9)具有沿徑向方向(R)向外延伸的、尤其是凸緣形的突起(9a)，該突起至少部分地關(guān)閉所述環(huán)形開口。
4.按照權(quán)利要求2或3所述的高壓閥(I)，其特征在于，在閥座(7)上構(gòu)造環(huán)形的突起(7a)，該突起在關(guān)閉位置中在貼靠在閥座密封件(9)上的情況下至少部分伸入到環(huán)形開口中。
5.按照權(quán)利要求3或4所述的高壓閥(I)，其特征在于，所述凹部和所述閥座密封件(9)的尺寸設(shè)計成，使得在閥門⑴的關(guān)閉位置中在閥座密封件(9)的突起(9a)上方的流體壓力與閥座密封件(9)的突起(9a)的由此被該壓力加載的面積的乘積大于在閥座密封件的突起(9a)和閥座(7、7a)之間的共同的貼靠面積與在那里作用的流體壓力的乘積。
6.按照權(quán)利要求2至5之一所述的高壓閥(I)，其特征在于，所述壁部分(4a)在其位于徑向外側(cè)的、端側(cè)的邊緣上具有倒圓部。
7.按照上述權(quán)利要求任一項所述的高壓閥(I)，其特征在于，所述閥座密封件(9)構(gòu)造為自密封的，其方式為:該閥座密封件被同樣設(shè)置在凹部中的柔性的、尤其是O形環(huán)狀的元件⑶包圍。
8.按照上述權(quán)利要求任一項所述的高壓閥(I)，其特征在于，所述閉鎖元件(4)具有頭部部分(11)，該頭部部分形鎖合地包圍閥座密封件的至少一個部分(％)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高壓閥(1)，其具有高壓區(qū)域(2)和低壓區(qū)域(3)以及閉鎖元件(4)。該閉鎖元件構(gòu)造用于關(guān)閉和打開在高壓區(qū)域(2)和低壓區(qū)域(3)之間的流體連接并且為此能夠在軸向方向(Z)上在關(guān)閉的關(guān)閉位置和打開的打開位置之間移動，其中，為了在關(guān)閉位置中密封設(shè)置，閥座密封件(9)。所述閥座密封件(9)是設(shè)置在閉鎖元件(4)上的加壓密封的閥座密封件(9)，該閥座密封件設(shè)置在閉鎖元件(4)中的凹部中。
【IPC分類】F16K1-46, F16K1-42
【公開號】CN104704272
【申請?zhí)枴緾N201280075946
【發(fā)明人】M·旺格曼, A·米勒, M·福格特
【申請人】霍爾特控制裝置有限及兩合公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2012年9月28日
【公告號】CA2886065A1, EP2732185A1, EP2732185B1, WO2014048446A1