控制閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]當(dāng)前發(fā)明涉及流體力學(xué)領(lǐng)域。它涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的用于液壓和/或氣動(dòng)應(yīng)用的控制閥。
【背景技術(shù)】
[0002]從印刷公開(kāi)文獻(xiàn)US6,039,304A已知，為了在球閥中產(chǎn)生預(yù)定的閥特性，插入具有特別形狀的開(kāi)口的附加盤，該開(kāi)口的側(cè)面適合于球形閥體。
[0003]然而，也已經(jīng)提議使用球形閥體自身來(lái)建立預(yù)定的閥特性。
[0004]例如，從印刷公開(kāi)文獻(xiàn)DE 27 32 672 BI已知，為了控制和/或調(diào)節(jié)球閥中的壓力，將控制元件插入旋塞的通孔中，該旋塞具有圓柱形套管的形狀，其端部之一開(kāi)放而在另一端部中形成節(jié)流開(kāi)口，其截面形狀和尺寸取決于想要的節(jié)流特性，并且因此能夠以很多種方式實(shí)施。印刷公開(kāi)文獻(xiàn)DE I 99 40 471 Al公開(kāi)了一種用于安裝在管線中的球閥，其包括整體式外殼，該外殼具有腔室和設(shè)置在腔室的兩側(cè)上的用于連接至裝配管線區(qū)段的兩個(gè)連接區(qū)域，球設(shè)置在腔室中用于關(guān)斷和打開(kāi)管線。該球具有從入口開(kāi)口至出口開(kāi)口的通道，入口開(kāi)口和出口開(kāi)口被實(shí)施具有不同設(shè)計(jì)的凹陷。這導(dǎo)致球閥盡可能小地減少流量并且對(duì)于在盡可能大的設(shè)定角度范圍中的通過(guò)量具有線性特性曲線。
[0005]印刷公開(kāi)文獻(xiàn)EPO 309 678 Al描述了一種具有旋塞的球閥，該旋塞具有通孔以及設(shè)置在通孔的端部處的節(jié)流開(kāi)口。底部形成為抵靠旋塞，其容納節(jié)流開(kāi)口。
[0006]閥球從印刷公開(kāi)文獻(xiàn)EPI 439 339 Al已知，其球具有用于流體的通道，實(shí)施在通道的一個(gè)端部處的節(jié)流開(kāi)口，其通過(guò)高壓噴射切割被切入球中。
[0007]印刷公開(kāi)文獻(xiàn)US3,403,887 A公開(kāi)了一種具有球形旋塞的完全可旋轉(zhuǎn)球閥，該球形旋塞帶有流動(dòng)通道，該流動(dòng)通道具有V形端部零件，以便能夠?qū)崿F(xiàn)特別是對(duì)打開(kāi)閥的更精確控制。類似的閥也由印刷公開(kāi)文獻(xiàn)US 5,551,467 A已知。
[0008]在印刷公開(kāi)文獻(xiàn)US 6,021,812 A中，球閥描述為在旋塞中在入口側(cè)上具有主開(kāi)口和輔助開(kāi)口，以及在出口側(cè)上具有扇形開(kāi)口。最重要地，這個(gè)是意圖一旦閥打開(kāi)就加速流動(dòng)的開(kāi)始。
[0009]這個(gè)類型的附加球閥也從印刷公開(kāi)文獻(xiàn)US 6,109,591 A和WO 0133120 Al已知。
[0010]僅具有球部分作為封閉元件的球閥也是已知的(W0 2005/040655 Al)。在這種情形中，完全省略了通道，但是在不受歡迎的噪聲產(chǎn)生方面并未實(shí)現(xiàn)改進(jìn)。
[0011]這些球閥具有的缺點(diǎn)在于，當(dāng)流通過(guò)旋塞時(shí)，產(chǎn)生了在某些應(yīng)用中不受歡迎的氣穴現(xiàn)象和噪聲。因此已經(jīng)關(guān)于在球閥中如何能夠減少或者完全抑制噪聲產(chǎn)生而做出了各種提議。
[0012]印刷公開(kāi)文獻(xiàn)US4,774,984 A提出了一種低噪聲閥，其中，旋塞的一個(gè)側(cè)面實(shí)施為具有多個(gè)小開(kāi)口的屏壁，這多個(gè)小開(kāi)口接通穿過(guò)旋塞的通道至位于旋塞外部的區(qū)域，當(dāng)閥打開(kāi)時(shí)，該屏壁相對(duì)于出口被帶到部分堵塞的位置。屏壁產(chǎn)生了抑制空化氣泡的爆裂和形成的反壓力。
[0013]印刷公開(kāi)文獻(xiàn)WO9407063 Al示出了一種低噪聲閥，其中，第一偏導(dǎo)器設(shè)置在穿過(guò)旋塞的通道的入口側(cè)上。第二偏導(dǎo)器設(shè)置在閥的上半部的前邊緣上。當(dāng)閥完全打開(kāi)時(shí)兩個(gè)偏導(dǎo)器構(gòu)成了小的流動(dòng)阻力，但是當(dāng)閥部分關(guān)閉時(shí)沒(méi)有迫使流體進(jìn)入繞道中。這些繞道防止形成漩渦，因此減小了噪聲和振動(dòng)。
[0014]印刷公開(kāi)文獻(xiàn)JP2010014280 A公開(kāi)了一種低噪聲閥，其中，在所有開(kāi)口中減少了噪聲和氣穴現(xiàn)象。通孔和連接通道在旋塞中相互垂直地設(shè)置并相互連接。此外，提供了狹槽狀的開(kāi)口，其設(shè)置在通孔的端部處并且用于減少噪聲。
[0015]最后，球閥插件從印刷公開(kāi)文獻(xiàn)WO 2012/1188452 Al已知，其特征在于液體介質(zhì)的入口孔的特別形狀。插件的通道孔的整個(gè)幾何形狀由確定的和特別建立的幾何參數(shù)限定。通過(guò)插件的液體介質(zhì)的對(duì)數(shù)及線性通過(guò)量使用在插件的列出的幾何參數(shù)的數(shù)值之間的特定相互關(guān)系獲得，這些幾何參數(shù)具有插件的旋轉(zhuǎn)方向，并且具有通過(guò)液體介質(zhì)的特別成形的入口孔的寬的或較窄部分的液體介質(zhì)通過(guò)量的打開(kāi)的初始位置。球閥插件意圖以非常簡(jiǎn)單的方式解決通過(guò)球閥的線性及對(duì)數(shù)通過(guò)量的問(wèn)題。球閥插件也意圖解決湍流和與其相關(guān)聯(lián)的振動(dòng)的問(wèn)題，并且因此也解決液體介質(zhì)通過(guò)球閥的吞吐量的噪聲的問(wèn)題。然而，事實(shí)上存在球和因此球閥插件的角度設(shè)置和角度設(shè)置范圍(例如參見(jiàn)印刷公開(kāi)文獻(xiàn)的圖12和圖19)，其中，流動(dòng)介質(zhì)(在出口處)沿著邊緣流動(dòng)，由此再次產(chǎn)生了實(shí)際上想要防止的顯著湍流。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]因此本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種普通類型的控制閥，其特征在于以簡(jiǎn)單方式顯著減少噪聲產(chǎn)生。由權(quán)利要求1的特征實(shí)現(xiàn)這個(gè)和其他目標(biāo)。
[0017]本發(fā)明起始于具有封閉元件的控制閥，封閉元件支撐在外殼中在入口側(cè)和出口側(cè)之間以便圍繞在第一端部位置和第二端部位置之間的旋轉(zhuǎn)軸線可來(lái)回旋轉(zhuǎn)，并且具有通道，該通道具有垂直于穿過(guò)封閉元件的旋轉(zhuǎn)軸線延伸的入口開(kāi)口和出口開(kāi)口，以及封閉元件在第一端部位置中流體地連接入口側(cè)至出口側(cè)并且在第二端部位置中流體地分隔入口側(cè)和出口側(cè)，以及在從第二端部位置至第一端部位置的轉(zhuǎn)換期間能夠利用特性曲線實(shí)現(xiàn)介質(zhì)的通過(guò)量的增加。
[0018]其特征在于，特性曲線由通道的出口開(kāi)口的形狀和尺寸確定，入口開(kāi)口實(shí)施成使得在入口側(cè)上用于介質(zhì)流入通道中的自由截面取決于封閉元件在兩個(gè)端部位置之間的位置，以及通道的壁實(shí)施成以便在通道的入口開(kāi)口和出口開(kāi)口之間沒(méi)有臺(tái)階和邊緣。根據(jù)本發(fā)明的控制閥的一個(gè)實(shí)施例的特征在于，借由封閉元件以90°圍繞控制閥的旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)而發(fā)生在第一端部位置和第二端部之間的轉(zhuǎn)換。
[0019]優(yōu)選地，入口側(cè)是通孔的部分，具有橫向于穿過(guò)外殼的控制閥的旋轉(zhuǎn)軸線延伸的內(nèi)直徑，通道的入口開(kāi)口類似于具有半圓端部的狹槽孔，其被彎曲具有圍繞旋轉(zhuǎn)軸線的恒定的曲率半徑，并且被定向在徑向方向，其高度對(duì)應(yīng)于通孔的內(nèi)直徑并且掃過(guò)至少90 °的曲率角度。
[0020]特別地，出口側(cè)是穿過(guò)外殼分布的通孔的部分，通道的出口開(kāi)口具有與通孔的截面表面相比減小的開(kāi)口表面區(qū)域。
[0021]具體地，出口開(kāi)口的開(kāi)口表面區(qū)域包括間隙形第一子區(qū)域和月牙形第二子區(qū)域，間隙形第一子區(qū)域具有沿旋轉(zhuǎn)方向延伸的小表面區(qū)域，月牙形第二子區(qū)域具有沿軸向方向?qū)ΨQ延伸的大表面區(qū)域，間隙形第一子區(qū)域和月牙形第二子區(qū)域沿旋轉(zhuǎn)方向設(shè)置成一個(gè)在另一個(gè)之后并且連續(xù)地合并到彼此中。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的控制閥的另一實(shí)施例的特征在于封閉元件是球形的。
[0023]特別地，封閉元件實(shí)施作為單個(gè)零件。
[0024]優(yōu)選地，封閉元件由抵靠控制閥的外殼的密封件而被分別朝向入口側(cè)和朝向出口側(cè)密封。
【附圖說(shuō)明】
[0025]以下將結(jié)合附圖參照示例性實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)地解釋本發(fā)明。
[0026]圖1示出了根據(jù)如從印刷公開(kāi)文獻(xiàn)WO01/33120 Al已知的現(xiàn)有技術(shù)的控制閥的結(jié)構(gòu)的局部剖視圖；
圖2示出了具有特別實(shí)施的入口開(kāi)口的圖1的控制閥的球形封閉元件的透視側(cè)視圖；圖3示出了具有圓形出口開(kāi)口和圓柱形通道的圖1的控制閥的球形封閉元件的透視側(cè)視圖；
圖4示出了根據(jù)當(dāng)前發(fā)明的示例性實(shí)施例的穿過(guò)控制閥的縱向剖面；
圖5示出了圖4的控制閥的側(cè)視圖；
圖6示出了閥關(guān)閉的在截面平面A-A上穿過(guò)圖5的控制閥的剖視圖；
圖7示出了閥半打開(kāi)(4 5 °旋轉(zhuǎn))的可與圖6的相比的剖視圖；
圖8示出了閥全打開(kāi)(90°旋轉(zhuǎn))的可與圖6的相比的剖視圖；
圖9示出了閥關(guān)閉的定向在流動(dòng)方向的圖4的封閉元件的側(cè)視圖；
圖9a、圖9b示出了在截面平面A-A和B-B上圖9的封閉元件的不同剖面；
圖1O示出了閥完全打開(kāi)的定向在流動(dòng)方向朝向的圖4的封閉元件的側(cè)視圖；
圖1Oa示出了在截面平面C-C上圖10的封閉元件的剖面；
圖11示出了根據(jù)圖9的封閉元件的側(cè)視圖，外殼中的通孔附加地由虛線標(biāo)注；
圖1la—圖1ld示出了在閥通過(guò)封閉元件的旋轉(zhuǎn)而打開(kāi)期間的不同中間狀態(tài)；以及圖12示出了封閉元件的近似對(duì)應(yīng)于圖1lc中所描繪位置的三維圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]圖1一圖3示出了諸如從現(xiàn)有技術(shù)(印刷公開(kāi)文獻(xiàn)WO 01/33120 Al)已知的控制閥
10。已知的控制閥10包括外殼11，在該外殼上實(shí)施兩個(gè)彼此相對(duì)并齊平的連接配件12和13。配有內(nèi)螺紋的兩個(gè)連接配件12和13限定了穿過(guò)外殼11的通孔，該通孔穿過(guò)設(shè)置在中心的較大的切掉空間14。球形封閉元件15樞轉(zhuǎn)安裝在切掉空間14中以便圍繞旋轉(zhuǎn)軸線24旋轉(zhuǎn)，該旋轉(zhuǎn)軸線定向垂直于通孔。
[0028]封閉元件15具有通道22(圖3)，在入口側(cè)(連接配件13)上具有特別成形的入口開(kāi)口 16以及在出口側(cè)(連接配件12)上具有圓形出口開(kāi)口 26。溝槽21形成在封閉元件15的上側(cè)中，致動(dòng)機(jī)構(gòu)20在其中與匹配成形的