閥直線驅動器及閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明描述了一種用于連接到具有閥座(34)的閥體(16)上的閥直線驅動器(12)，該閥直線驅動器具有帶有至少一個入口(18)和至少一個出口(20)的至少一個流動通道(22)，其中，閥直線驅動器(12)包括：驅動器殼體(14)，該驅動器殼體具有被置于其中的驅動單元(26)；可被驅動單元(26)軸向移動的操縱件(28)，該操縱件與可緊壓到閥座(34)上的且可選地封閉流動通道(22)的閥封閉件(32)耦接；以及圍繞操縱件(28)的支撐單元(24)，該支撐單元被實施為可固定在閥體(16)上。在支撐單元(24)上設置有通過操縱閥直線驅動器(12)而被施加負載的彈簧系統(tǒng)(44)，該彈簧系統(tǒng)根據(jù)壓縮距離具有不同的彈簧剛度。此外，本發(fā)明描述了一種相應設計的閥。
【專利說明】
閥直線驅動器及閥
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于連接到閥體上的閥直線驅動器以及具有閥直線驅動器和閥體的閥。
【背景技術】
[0002]在現(xiàn)有技術中已知用于控制或調節(jié)流體的閥，所述閥具有閥體和與閥體分開構建的閥直線驅動器，閥體可被連接在閥直線驅動器上從而構建閥。典型地，閥直線驅動器具有驅動單元，該驅動單元可調整可軸向移動的操縱件，典型地在操縱件上設置或模制閥封閉件。驅動單元可與閥封閉件一起將操縱件送入關閉位置，在該位置上閥封閉件放置在被構建在閥體中的閥座上且密封閥座，使得流體不能流通通過閥。
[0003]問題在于，閥的密封閉合力在下述情況下可能變小，S卩，當閥直線驅動器被關閉或被切換成無功率時。該問題也可在下述情況下出現(xiàn)，既，當閥直線驅動器的部件例如由于熱變化而膨脹時。那么之前相互確定的驅動系統(tǒng)具有更大的誤差，該誤差可能導致減小的密封閉合力。
[0004]另一問題在于，當操縱件被調整到其關閉位置上時，閥直線驅動器或其驅動單元卡住或閉塞。這特別在下述情況下出現(xiàn)，即，當驅動單元過載時。例如，當操縱件迎著擋塊行進時，此外迎著驅動系統(tǒng)中的閥座或內部擋塊行進時，是這種情況。
[0005]在EP2222524 BI中已知磁閥，磁閥具有用于設置預緊張力的設置彈簧和調節(jié)彈簧，其相互作用從而提供彈簧驅動器的總彈簧力，通過該總彈簧力調整磁閥的閥挺桿。兩個彈簧具有恒定的彈簧剛度，使得總彈簧力具有在壓縮距離上恒定的彈簧剛度。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的在于，提供一種閥直線驅動器以及閥，其具有簡單、可靠且成本有利的結構，該結構防止閥直線驅動器閉塞，且通過其可在閥直線驅動器關閉時保持所需的密封閉合力。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，該目的通過用于連接到具有閥座的閥體上的閥直線驅動器實現(xiàn)，該閥直線驅動器具有帶有至少一個入口和至少一個出口的至少一個流動通道，其中，閥直線驅動器包括:驅動器殼體，該驅動器殼體具有被置于其中的驅動單元;可被驅動單元軸向移動的操縱件，該操縱件與可緊壓到閥座上的且可選地封閉流動通道的閥封閉件耦接；以及圍繞操縱件的支撐單元，該支撐單元被實施為可固定在閥體上，其中，在支撐單元上設置有通過操縱閥直線驅動器而被施加負載的彈簧系統(tǒng)，該彈簧系統(tǒng)根據(jù)壓縮距離具有不同的彈簧剛度。
[0008]本發(fā)明的基本思路在于，提供一種具有彈簧系統(tǒng)的閥直線驅動器，該彈簧系統(tǒng)由于取決于距離的彈簧剛度可同時提供多個安全功能。例如，彈簧系統(tǒng)可包括閉塞或過載保護件，且同時保持所需的密封閉合力。不同的功能可由于彈簧系統(tǒng)的改變的彈簧剛性通過唯一的彈簧系統(tǒng)提供。閥直線驅動器的結構由此是簡單和緊湊的，因為該一個彈簧系統(tǒng)具有多個功能，且被提供在共同位置上。此外，由此簡化對閥直線驅動器的保養(yǎng)。
[0009]一般地，彈簧剛度對應于在力-行程曲線圖中的函數(shù)的斜率。彈簧系統(tǒng)的變化的彈簧剛度或彈簧剛性根據(jù)壓縮距離表示，力-行程曲線圖中的彈簧力的函數(shù)不是直線，而具有曲線或躍迀，即，是非線性的。
[0010]這樣地設置閥直線驅動器，S卩，彈簧系統(tǒng)保持所需的密封閉合力。也當閥直線驅動器被關閉或轉換成無功率或存在熱變化時，彈簧系統(tǒng)保持密封閉合力。在此，出現(xiàn)的誤差由彈簧系統(tǒng)補償。
[0011]此外，這樣地設置閥直線驅動器，S卩，彈簧系統(tǒng)提供用于閥直線驅動器的過載保護件。當閥直線驅動器位于其關閉位置上且操縱件操縱進一步進入關閉位置時，承載過載保護件。
[0012]此外，這樣地設置閥直線驅動器，S卩，彈簧系統(tǒng)提供用于閥直線驅動器的閉塞保護件。由此防止閥直線驅動器卡住或閉塞。這特別在下述情況下也是有效的，即，當閥直線驅動器是單獨的時，即，不連接閥體。
[0013]因此，彈簧系統(tǒng)同時具有針對閥直線驅動器的運行三個與安全有關的功能。
[0014]—方面提出，沿著在支撐單元上延伸、從驅動單元至閥直線驅動器耦接到閥體上的耦接點的力流路徑設置有直線支承，該直線支承允許閥直線驅動器的兩個部分軸向相互移動，其中，彈簧系統(tǒng)使得將所述兩個部分在第一方向上壓入起始位置，且其中，彈簧系統(tǒng)被布置使得其在操縱件的最大移出位置上傳遞軸向作用力。因此可確保閥直線驅動器的緊湊結構。在下述情況下彈簧系統(tǒng)在軸向方向上作用且可有效壓縮，g卩，當出現(xiàn)軸向相對移動時。由此，通過彈簧系統(tǒng)既可至少部分地接收軸向作用的力也可提供軸向作用的彈簧力。此夕卜，彈簧系統(tǒng)在下述情況下也是有效的，即，當不連接閥體且操縱件最大擴展使得在閥直線驅動器沒有連接到其上的閥體的情況下也給出至少一個安全功能時。
[0015]根據(jù)一個實施方式，支撐單元是相對于驅動器殼體分開的部件，其中，在支撐單元與驅動器殼體之間布置直線支承和彈簧系統(tǒng)。由此，支撐單元和驅動器殼體可相互軸向移動。閥體可固定連接到支撐單元上，使得閥體可與支撐單元相對于驅動器殼體軸向移動。由此，在下述情況下在驅動器殼體與閥體之間產(chǎn)生軸向的相互可移動性，即，只要閥體連接在閥直線驅動器上。
[0016]另一方面提出，支撐單元是包圍操縱件的管，該管延伸到驅動器殼體的端壁的開口中，從而被支承在其中，其中特別地，彈簧系統(tǒng)作用在管的殼體側端部上，彈簧系統(tǒng)支撐在殼體內側上。彈簧系統(tǒng)因此直接被布置在支撐單元與驅動器殼體之間的接口上，由此可通過彈簧系統(tǒng)使得支撐單元相對于驅動器殼體軸向相對移動。此外，由此確保支撐單元至少部分持久地被支承在驅動器殼體中。支撐單元可被構建成旋轉對稱的，例如通過下述方式，g卩，管具有圓柱形橫截面。
[0017]根據(jù)另一個實施方式，支撐單元具有至少兩個相互軸向移動的、通過直線支承連接的部分，彈簧系統(tǒng)在這些部分之間起作用。根據(jù)該實施方式，設置在支撐單元的兩個部分之間的軸向相對移動。在該實施方式中，特別可行的是，配設于驅動器殼體的支承單元的部分與驅動器殼體固定連接，然而可連接到閥體的另一部分上。
[0018]特別地，兩個相互軸向移動的部分可伸縮地相互進入地移動。由此可提供閥直線驅動器，其具有最大的設置行程，且盡管如此被構建成緊湊的。
[0019]彈簧系統(tǒng)可包括至少一個第一子彈簧系統(tǒng)和第二子彈簧系統(tǒng)，其具有不同的彈簧剛度。因此實現(xiàn)特別簡單構建的彈簧系統(tǒng)，其具有至少兩個不同的彈簧剛度。彈簧系統(tǒng)因此可在唯一位置上具有兩個功能。此外，兩個子彈簧系統(tǒng)中的一個可通過簡單的方式更換或通過另一個被代替，從而事后改變彈簧系統(tǒng)的特性。同樣地，由此簡化保養(yǎng)。
[0020]特別地，子彈簧系統(tǒng)可串聯(lián)。由此產(chǎn)生彈簧系統(tǒng)的特別簡單和緊湊的結構。此外，彈簧系統(tǒng)的彈簧剛度以簡單的方式根據(jù)壓縮距離被構建，因為首先決定性地或基本僅具有更小彈簧剛度的子彈簧系統(tǒng)是有效的。
[0021]彈簧系統(tǒng)可通過多個子彈簧系統(tǒng)被構建。子彈簧系統(tǒng)特別貼靠在起始位置上，優(yōu)選直接相互貼靠，即，不帶有被插入的材料更硬的部件。
[0022]根據(jù)另一個方面，第一子彈簧系統(tǒng)是關閉系統(tǒng)，該關閉系統(tǒng)在驅動單元未激活的情況下向關閉位置的方向擠壓操縱件，且第二子彈簧系統(tǒng)是過載保護件，當未與閥體耦接的閥直線驅動器將操縱件最大向外移動且抵靠內擋塊時該第二子彈簧系統(tǒng)被壓縮。兩個子彈簧系統(tǒng)由此分別覆蓋彈簧系統(tǒng)的不同功能。這樣地布置子彈簧系統(tǒng)，即，首先決定性地基本僅第一子彈簧系統(tǒng)在第一、更短的壓縮距離的情況下是有效的，且將額外的力施加到閥封閉件上。相反地，第二子彈簧系統(tǒng)在下述情況下可察覺地壓縮，即，當超過事先確定的設置行程時。第二子彈簧系統(tǒng)特別用于接收來自驅動單元的力。此外，根據(jù)第二子彈簧系統(tǒng)的設計方案確保，其在下述情況下也是有效的，即，當閥體不連接到閥直線驅動器上時。由此，過載保護件功能在分開構建的閥直線驅動器的情況下已經(jīng)完全功能有效。
[0023]特別地，第二子彈簧系統(tǒng)的彈簧剛度大于第一子彈簧系統(tǒng)的彈簧剛度。這關聯(lián)不同的功能，其覆蓋兩個子彈簧系統(tǒng)。在機械過載之前，第二子彈簧系統(tǒng)支撐閥直線驅動器，特別支撐被置于其中的驅動單元，因此其具有更大的彈簧剛度。相反地，當閥封閉件在關閉位置上且驅動單元被關閉時，第一子彈簧系統(tǒng)保持額外的密封閉合力。當操縱件被設置成抵抗第一子彈簧系統(tǒng)的彈簧力時，驅動單元由于第一子彈簧系統(tǒng)的更小的彈簧剛度在下述情況下幾乎不被施加負載。
[0024]另一方面提出，第二子彈簧系統(tǒng)的彈簧剛度在400N/mm與16000N/mm之間，特別為大致500N/mm，和/或第一子彈簧系統(tǒng)的彈簧剛度在0.lN/mm與600N/mm之間，特別為大致200N/mm。這是典型的彈簧剛度，其適用于確保子彈簧系統(tǒng)的不同功能。特別地，所選擇的彈簧剛度取決于閥直線驅動器的尺寸以及驅動單元的強度。
[0025]第一和/或第二子彈簧系統(tǒng)可由多個彈簧件構成，其特別串聯(lián)。彈簧件的數(shù)量可相應地調整彈簧剛度。此外，因此可通過簡單的方式提供具有更大彈簧剛度的子彈簧系統(tǒng)。子彈簧系統(tǒng)的或兩個子彈簧系統(tǒng)的彈簧剛度的事后改變或調整通過下述方式同樣是可行的，即，更換或額外添加彈簧件。一般地，子彈簧系統(tǒng)可被構建成彈簧包。
[0026]根據(jù)一個實施例，第一子彈簧系統(tǒng)和第二子彈簧系統(tǒng)可由圍繞操縱件的碟形彈簧中的分別至少一個構成，其中，子彈簧系統(tǒng)的碟形彈簧重疊地堆疊。由此實現(xiàn)彈簧系統(tǒng)的旋轉對稱的以及緊湊的結構，因為兩個子彈簧系統(tǒng)直接重疊地堆疊。此外，由此優(yōu)化了力傳遞，因為存在均勻分布的力傳遞。
[0027]另一方面提出，設置至少一個存在于彈簧件之間的彈簧行程限制器，其限制彈簧系統(tǒng)的彈簧行程。彈簧行程限制器確保彈簧系統(tǒng)僅具有受限制的彈簧行程。對此，彈簧行程限制器優(yōu)選被布置在第一子彈簧系統(tǒng)中，使得從整個彈簧系統(tǒng)的確定的彈簧行程起，第一子彈簧系統(tǒng)的彈簧行程通過彈簧行程限制器被限制。因此，從該確定的彈簧行程起，僅第二子彈簧系統(tǒng)還是有效的，且保護閥直線驅動器不過載。被布置在第一子彈簧系統(tǒng)中的彈簧行程限制器由此確保從第一至第二子彈簧系統(tǒng)的有針對性的過渡。
[0028]特別地，操縱件可以是閥挺桿，在其端部上設置閥封閉件。由此可構建閥驅動器，在其中，操縱件和閥封閉件特別被構建成一體的。
[0029]—方面提出，直線支承額外形成旋轉軸承，該旋轉軸承支承閥直線驅動器的兩個部分使得其可相互旋轉，優(yōu)選旋轉大于360°。該功能另外可通過彈簧系統(tǒng)實現(xiàn)，因為彈簧系統(tǒng)被構建成旋轉對稱的。由此，閥直線驅動器可被用在不同的位置上，由此存在更高的靈活性，例如用于定向閥驅動器的接頭。
[0030]此外，本發(fā)明的目的通過具有閥體以及根據(jù)前述類型的閥直線驅動器的閥實現(xiàn)，其中，閥體具有至少一個入口、至少一個出口、至少一個流動通道以及至少一個閥座。閥直線驅動器的上述優(yōu)點可通過類似的方式轉移到閥上。
[0031]根據(jù)一個實施方式，支撐單元被固定在閥體上，其中，直線支承以及彈簧系統(tǒng)被設置在支撐單元與閥體之間。這樣被構建成的閥的特征在于，軸向可移動性被設置在閥體與整個閥直線驅動器之間，特別在閥體與支撐單元之間，支撐單元是閥直線驅動器的部分。閥直線驅動器自身可被構建成一體的，使得部件不能軸向相對移動。
[0032]根據(jù)另一方面，這樣地構建簧系統(tǒng)，即，閥直線驅動器相對于閥體可圍繞縱軸線旋轉優(yōu)選大于360°，S卩，特別是無盡的，其中特別地，直線支承也形成旋轉軸承。同樣地在連接閥體的情況下給出閥直線驅動器、特別是驅動器殼體相對于閥體的相對可旋轉性。整個閥直線驅動器因此可相對于閥體旋轉。
【附圖說明】
[0033]在下文的描述和附圖中給出本發(fā)明的其他優(yōu)點和特性。附圖中:
[0034]圖1為根據(jù)本發(fā)明的閥的透視圖；
[0035]圖2為在支撐單元的區(qū)域中的圖1中的根據(jù)本發(fā)明的閥的剖視圖；
[0036]圖3為在圖2中所示的閥在打開位置上的視圖，其中，剖面略不同于在圖2中的所選擇的剖面；
[0037]圖4為在圖2中所示的閥在關閉位置上的細節(jié)圖；以及
[0038]圖5示出所使用的彈簧系統(tǒng)的彈簧變形曲線。
【具體實施方式】
[0039]在圖1中示出閥10，該閥包括具有驅動器殼體14的閥直線驅動器12以及閥體16。
[0040]閥體16具有入口 18和出口 20。在入口 18與出口 20之間構建流動通道22，流體可流動通過該流動通道，可通過閥10設置，特別是調節(jié)或控制流體的流量。
[0041 ]閥體16在分開構建的閥直線驅動器12上通過耦接點23連接，耦接點被設置在閥直線驅動器12的支撐單元24上。在該所示的實施方式中，支撐單元24與驅動器殼體14分開地以及與閥體16分開地被構建，如此外在圖2中所示的，在其中，以剖視圖在支撐單元24的區(qū)域中示出閥10。
[0042]圖2示出閥直線驅動器12具有驅動單元26，驅動單元在圖2中以虛線被示出。可軸向移動的操縱件28與驅動單元26耦接，且可通過驅動單元26被驅動，且因此被調整。驅動單元26可以是氣動、液壓或電氣操縱的驅動單元。替選地，驅動單元26也可以是手動操縱的驅動單元。
[0043]驅動單元26或一般的閥直線驅動器12可具有傳動部27，該傳動部在所示的實施方式中被構建成轉軸-螺母-組件，其將電動機的旋轉運動轉換成操縱件28的線性運動。
[0044]在所示的實施方式中，操縱件28被構建成閥轉軸，其從傳動部27延伸通過管形構建的支撐單元24直至進入閥體16中。因此，支撐單元24也可被稱為轉軸管。操縱件28具有軸向端部30，該端部配設于閥體16上。在該軸向端部30上，閥封閉件32被布置在操縱件28上，該操縱件可被構建成與閥封閉件是分開的。
[0045]閥封閉件32可與被構建在閥體16中的閥座34共同作用，從而封閉閥10。對此，操縱件28被驅動單元26調整到其關閉位置上，使得閥封閉件32密封地位于閥座34上。流體不能再流動通過流動通道22，因為該流動通道被堵住。
[0046]在閥座34上可設置密封件35a，當閥封閉件32位于閥座34上時，該密封件與閥封閉件32共同作用從而改進密封效果。替選地或補充地，密封件35b可設置在閥封閉件32上。
[0047]—般地，閥封閉件32用于改變通過流動通道22的橫截面，由此可設置流體的流量。即，閥封閉件32可占據(jù)在打開位置(圖3)與關閉位置(圖4)之間的不同的中間位置。
[0048]特別地，操縱件28可被構建成閥挺桿，在其端部上，閥封閉件32被構建成一體的。
[0049]此外圖2示出，驅動器殼體14是多件的，因為驅動器殼體包括具有端壁36的前側蓋部件14a以及罩形的殼體部分14b，其與蓋部件14a耦接。此外，殼體14具有對置于蓋部件14a的殼體蓋部14c(參見圖1)，該殼體蓋部同樣與罩形的殼體部分14bf禹接。
[0050]驅動器殼體14、特別是蓋部件14a在端壁36的區(qū)域中具有開口38，支撐單元24被置于該開口中。支撐單元24延伸部分地通過開口 38直至進入驅動器殼體14，且在此軸向可移動地被引導。支撐單元24突入驅動器殼體14中的軸向端部40形成為凸緣狀的，其中，端部40例如這樣地被制造或事后形變，特別被彎曲。
[0051]盤或環(huán)形支撐件42貼靠在支撐單元24的形變的端部40上，此外，彈簧系統(tǒng)44被支撐在支撐件上。支撐件42用于改進貼靠彈簧系統(tǒng)44以及用于預緊張彈簧系統(tǒng)44，如下文中還將描述的那樣。
[0052]一般地，彈簧系統(tǒng)44被設置在驅動單元26與閥直線驅動器12耦接到閥體16上的耦接點23之間的力流路徑中，此外由此在閥直線驅動器12的兩個部分之間的軸向相對移動是可行的。驅動單元26與驅動器殼體14固定耦接，特別與殼體蓋部14c或罩形殼體部分14b固定親接。
[0053]在該所示的實施方式中，彈簧系統(tǒng)44被布置，使得彈簧系統(tǒng)利用其第一端部通過支撐件42支撐在與驅動器殼體14分開構建的支撐單元24上，以及利用其第二端部支撐在驅動器殼體14的內側上，特別支撐在蓋部件14a的內側上。由此，彈簧系統(tǒng)44彈性地位于在閥體16與驅動器殼體14之間的軸向力流路徑中，使得可傳遞軸向壓力。由于在驅動器殼體14與支撐單元24之間的彈簧系統(tǒng)44的布置，驅動器殼體14可相對于支撐單元24以及固定連接在其上的閥體16在軸向方向上移動。
[0054]因此，在彈簧系統(tǒng)44的區(qū)域中，構建直線支承45，其使得支撐單元24可相對于驅動器殼體14軸向相對移動。
[0055]在所示的實施方式中，彈簧系統(tǒng)44包括第一子彈簧系統(tǒng)46以及第二子彈簧系統(tǒng)48，其串聯(lián)布置且直接重疊地被布置。此外，兩個子彈簧系統(tǒng)46、48具有不同的彈簧剛度，如在隨后參考的圖5中呈現(xiàn)的那樣。由于串聯(lián)布置的子彈簧系統(tǒng)46、48的不同的彈簧剛度，整個彈簧系統(tǒng)44具有取決于彈簧行程的彈簧剛度或取決于彈簧系統(tǒng)44的壓縮距離的彈簧剛度。
[0056]替選地，彈簧系統(tǒng)44也可具有多于兩個的子彈簧系統(tǒng)，由此可相應地更細地調節(jié)彈簧系統(tǒng)44的取決于行程的彈簧剛度。
[0057]在另一個替選的設計方案中，彈簧系統(tǒng)44可通過唯一的彈簧被構建，彈簧具有多個等級，由此實現(xiàn)取決于行程的彈簧剛度。
[0058]在該所示的實施方式中，兩個子彈簧系統(tǒng)46、48分別由碟形彈簧形成，其重疊地堆疊且圍繞操縱件28。因此，碟形彈簧被構建成基本盤或環(huán)形的，且以均勻的方式作用到驅動器殼體14以及支撐件42上。
[0059]此外，由于彈簧系統(tǒng)44的旋轉對稱的設計，直線支承45可同時形成旋轉軸承，由此閥直線驅動器12的可相互軸向移動的部分此外可相互旋轉地被支承。這表示，在所示的實施方式中，驅動器殼體14和具有連接在其上閥體16的支撐單元24可相互旋轉超過360°。由此，閥直線驅動器12以及閥10可在不同的安裝位置的情況下被使用。
[0060]在所示的實施方式中，第一子彈簧系統(tǒng)46通過兩個彈簧件被構建，其串聯(lián)且由此形成彈簧包。相反地，第二子彈簧系統(tǒng)48僅具有唯一的彈簧件。第二子彈簧系統(tǒng)48可如第一子彈簧系統(tǒng)46地通過多個彈簧件被構建，或第一子彈簧系統(tǒng)46如第二子彈簧系統(tǒng)48僅通過彈簧件被構建。
[0061]一般地，代替或補充所示的碟形彈簧，可使用螺旋彈簧、片簧、彈性體彈簧或扭轉彈簧，其也可相互組合，從而實現(xiàn)所期望的彈簧剛度和特性。
[0062]此外在圖2中呈現(xiàn)，彈簧行程限制器50被設置在彈簧系統(tǒng)44中。在該所示的實施方式中，彈簧行程限制器50是被布置在第一子彈簧系統(tǒng)46的兩個彈簧件之間的環(huán)，且由此限制第一子彈簧系統(tǒng)46的彈簧行程，如下文中還將描述的那樣。
[0063]替選地或補充地，彈簧行程限制器也可被設置在第二子彈簧系統(tǒng)48中。
[0064]圖3示出，閥10處于其打開位置。在該位置上，驅動單元26將操縱件28完全送入，使得閥封閉件32不與閥座34接觸。在流動通道22中的自由流動橫截面在所示的打開位置上是最大的。
[0065]在打開位置上，支撐單元24通過擋塊面52貼靠在擋塊54上，擋塊被構建成在殼體14上。此外，在擋塊54上設置密封件56，該密封件被構建成環(huán)形的。由此，擋塊54限制支撐單元24相對于殼體14的軸向相對運動。
[0066]比較圖2和3示出，操縱件28和被布置在其上的閥封閉件32已經(jīng)在圖2所示的位置上，幾乎在打開位置。這在支撐件42的位置上特別好地識別。
[0067]在圖4中，示出如在圖3中的同一凹口，當然操縱件28以及被布置在其上的閥封閉件32被驅動單元26調整到關閉位置上。
[0068]在該位置上，相對于軸向封閉力的反作用力通過支撐單元24、貼靠在其上的支撐件42和支撐在支撐件42上的彈簧系統(tǒng)44被傳遞到驅動器殼體14上，在驅動器殼體上固定驅動單元26 ο相應地，彈簧系統(tǒng)44位于軸向力流路徑中。
[0069]此外，支撐單元24在關閉位置上不再通過其擋塊面52貼靠在擋塊54上，使得殼體14與支撐單元24之間的空隙被構建在擋塊54的區(qū)域中。
[0070]參考以歸一化視圖示出彈簧系統(tǒng)44的彈簧變形曲線的圖5，描述彈簧系統(tǒng)44的功會K。
[0071]在圖3所示的打開位置上，閥直線驅動器12在其起始位置上，在該起始位置上操縱件28完全被送入。在該位置上，彈簧系統(tǒng)44可根據(jù)支撐件42的設計和布置被預緊張。該起始位置對應于在圖5中所示的圖中的+10的調整行程。
[0072]當操縱件28通過閥封閉件32從在圖3中所示的打開位置被轉移到圖4中所示的關閉位置上時，則作用力必須抵抗在圖5中所示的力A在+10至O的行程的區(qū)域中被提升。
[0073]一旦閥封閉件32到達閥座34，這對應于在O時的調整行程，則所需的作用力升高，從而進一步調整操縱件28。在該位置上主要的最小密封閉合力B為通過流體作用到閥封閉件32上的力的至少100%。這確保，閥封閉件32可不因為作用到閥封閉件32上的流體力而被調整和打開。優(yōu)選地，最小密封閉合力B為流體力的至少105%。
[0074]從該位置，驅動單元26進一步軸向在閥座34的方向上調整操縱件28，使得設置在閥封閉件32與閥座34之間的密封件35a和/或35b更強烈地擠壓在一起。
[0075]當操縱件28通過調整行程在O時進一步軸向被調整，決定性地，S卩，幾乎僅第一子彈簧系統(tǒng)46被壓縮，其中，閥直線驅動器12必須通過行程S施加相應更高的、抵靠密封閉合彈簧力C作用的力，如在圖5中的視圖中所示的那樣。
[0076]操縱件28越進一步沿著調整行程S被調整，第一子彈簧系統(tǒng)46越強烈地被擠壓在一起。同時，驅動器殼體14在相對于支撐單元24的軸向方向上移動。這在下述情況下可很好地識別，即，當在端壁36的開口 38的區(qū)域中比較圖3和4或比較支撐件42的位置時。
[0077]第一子彈簧系統(tǒng)46被構建成，使得密封閉合彈簧力C在行程S上是盡可能恒定的。然而實際上，通過該理論上的理性情況產(chǎn)生最小的偏差。第一子彈簧系統(tǒng)46的彈簧力這樣地被選擇，即，設置足夠高的密封閉合彈簧力C，從而保持密封功能，且同時未過高，使得當驅動單元抵抗密封閉合彈簧力C調整操縱件28時驅動單元26和密封件不非必要地被施加負載。
[0078]典型地，行程S的長度被選擇成使得考慮由于熱影響的所有可能的長度變化、對密封件35a、35b的使用和閥直線驅動器12中的可能縫隙，從而確保這可被補償。通常地，行程S為閥1的整個調整行程的大致2 %至15 %，特別在5 %與1 %之間。也當驅動單元26被關閉時，行程S或沿著行程S的調整行程確?？沙掷m(xù)施加所需的密封閉合力。
[0079]在正常運行中，驅動單元26大致在行程S的一半時被關閉，使得閥封閉件32留在該位置上，且通過第一子彈簧系統(tǒng)46確保足夠的密封閉合力。閥封閉件32的該位置此外可由于閥直線驅動器12的部件的自鎖而被保持。
[0080]若驅動單元26將具有閥封閉件32的操縱件28進一步設置為在正常運行中設置的點，則第一子彈簧系統(tǒng)46可被最大壓縮，或使用在第一子彈簧系統(tǒng)46中設置的彈簧行程限制器50。這在圖4中以及在圖5的視圖中被示出。
[0081]力從點D起(參見圖5)不再通過第一子彈簧系統(tǒng)46被傳遞，因為，第一子彈簧系統(tǒng)46的兩個彈簧件接觸位于中間的彈簧行程限制器50。第一子彈簧系統(tǒng)46由此不再可壓縮，導致第二子彈簧系統(tǒng)48是決定性有效的。因此，當達到彈簧系統(tǒng)44的確定的彈簧行程或操縱件28的調整行程時第二子彈簧系統(tǒng)48壓縮。通過彈簧行程限制器50可設置有針對性的過渡，從此起第二子彈簧系統(tǒng)48壓縮。
[0082]如前所述的那樣，兩個子彈簧系統(tǒng)46、48具有不同的彈簧剛度，由此彈簧系統(tǒng)44具有取決于彈簧行程的彈簧剛度。這也以明顯的方式在圖5中呈現(xiàn)。
[0083]第二子彈簧系統(tǒng)48的彈簧變形曲線明顯高于第一子彈簧系統(tǒng)46的彈簧變形曲線。例如，第二子彈簧系統(tǒng)48的彈簧剛度可在400N/mm與16000N/mm之間，特別地，第二子彈簧系統(tǒng)48的彈簧剛度為大致500N/mm。相反地，第一子彈簧系統(tǒng)46的彈簧剛度可在0.1N/mm與600N/mm之間。特別地，第一子彈簧系統(tǒng)46的彈簧剛度為大致200N/mm。
[0084]由于第二子彈簧系統(tǒng)48的更大的彈簧剛度確保驅動單元26被保護不受機械過載。特別地，該安全功能在閥10快速調整到其關閉位置上時是有意義的。驅動單元26必須由于第二子彈簧系統(tǒng)48抵抗其更大的彈簧剛度而工作，且不直接碰撞到擋塊上，如碰撞到閥座34或內部擋塊上。此外，在未制動碰撞時，驅動單元26否則可機械地卡住或閉塞。
[0085]相反地，第一子彈簧系統(tǒng)46僅呈現(xiàn)為關閉系統(tǒng)，關閉系統(tǒng)在驅動單元26未激活時向關閉位置的方向對操縱件28以及被布置在其上的封閉件32加壓，使得也當驅動單元26被關閉時閥1留在其關閉位置上。
[0086]因此，彈簧系統(tǒng)44由于取決于彈簧行程的彈簧剛度而提供統(tǒng)一的彈簧系統(tǒng)，其包括兩個功能，即，過載保護以及保持所需的密封閉合力。此外，通過彈簧系統(tǒng)44實現(xiàn)驅動器殼體14相對于閥體16或支撐單元24的可旋轉性，如前述所述的那樣。在該實施方式中所示的彈簧系統(tǒng)44由此甚至具有三個功能。
[0087]當沒有閥體16被連接在閥直線驅動器12上時，彈簧系統(tǒng)44也是有效的。在此，操縱件28被向下調整，直至螺母-轉軸-組件27的螺母的擋塊面接觸支撐單元24的端部40時(參見圖2)。彈簧系統(tǒng)44以與圖4類似地方式被激活，且有效防止驅動單元26閉塞。
[0088]此外，可設置控制部，該控制部記錄閥直線驅動器12的、特別是驅動單元26的流接收量。由于兩個子系統(tǒng)46、48的不同彈簧變形曲線，產(chǎn)生不同的流接收量(Stromaufnahme)。借助于所記錄的且然后計算的數(shù)據(jù)，可執(zhí)行對閥直線驅動器12的運行優(yōu)化。
[0089]在又一個、在此未示出的實施方式中，支撐單元24可被構建成兩部分的，其中，彈簧系統(tǒng)44被布置在支撐單元24的兩個部分之間。然后直線支承出現(xiàn)在支撐單元24的兩個部分之間，使得兩個部分相互軸向移動。配設于驅動器殼體14的支撐單元24的部分可與驅動器殼體14 一體地連接。
[0090]有利地，支撐單元24的兩個部分可伸縮地相互移動進入，使得緊湊的結構是可行的，且盡管如此閥直線驅動器12的更大的調整行程是可行的。
[0091 ]在另一、在此未示出的實施方式中，在閥直線驅動器12的耦接點23的區(qū)域中的彈簧系統(tǒng)44被設置在閥體16上，使得在此也是直線支承。在該實施方式中，支撐單元24可被構建成與驅動器殼體14是一體的，特別與蓋部件14a是一體的。
[0092]特別地，支撐單元24以及其部分、彈簧系統(tǒng)44以及耦接點23可這樣地被構建，SP，相應的直線支承同時形成旋轉軸承。
[0093]由此根據(jù)本發(fā)明，實現(xiàn)閥直線驅動器12以及閥10，該閥具有緊湊的結構，在其中，設置彈簧系統(tǒng)44，該彈簧系統(tǒng)在一個位置上集合多個功能。
【主權項】
1.一種用于連接到具有閥座(34)的閥體(16)上的閥直線驅動器(12)，所述閥直線驅動器具有帶有至少一個入口(18)和至少一個出口(20)的至少一個流動通道(22)，其中，閥直線驅動器(12)包括:驅動器殼體(14)，該驅動器殼體具有被置于其中的驅動單元(26);可被驅動單元(26)軸向移動的操縱件(28)，該操縱件與可緊壓到閥座(34)上的且可選地封閉流動通道(22)的閥封閉件(32)耦接；以及圍繞操縱件(28)的支撐單元(24)，該支撐單元被實施為可固定在閥體(16)上，其特征在于，在支撐單元(24)上設置有通過操縱閥直線驅動器(12)而被施加負載的彈簧系統(tǒng)(44)，該彈簧系統(tǒng)根據(jù)壓縮距離具有不同的彈簧剛度。2.根據(jù)權利要求1所述的閥直線驅動器(12)，其特征在于，沿著在支撐單元(24)上延伸、從驅動單元(26)至閥直線驅動器(12)耦接到閥體(16)上的耦接點(23)的力流路徑設置有直線支承(45)，該直線支承允許閥直線驅動器(12)的兩個部分軸向相互移動，其中，彈簧系統(tǒng)(44)使得將所述兩個部分在第一方向上壓入起始位置，且其中，彈簧系統(tǒng)(44)被布置使得其在操縱件(28)的最大移出位置上傳遞軸向作用力。3.根據(jù)權利要求1或2所述的閥直線驅動器(12)，其特征在于，支撐單元(24)是相對于驅動器殼體(14)分開的部件，其中，在支撐單元(24)與驅動器殼體(14)之間布置直線支承(45)和彈簧系統(tǒng)(44)。4.根據(jù)權利要求3所述的閥直線驅動器(12)，其特征在于，支撐單元(24)是包圍操縱件(32)的管，該管延伸到驅動器殼體(14)的端壁(36)的開口(38)中，從而被支承在其中。5.根據(jù)權利要求4所述的閥直線驅動器(12)，其特征在于，其中，彈簧系統(tǒng)(44)作用在管的殼體側的端部(40)上，彈簧系統(tǒng)被支撐在殼體內側上。6.根據(jù)權利要求1或2所述的閥直線驅動器(12)，其特征在于，支撐單元(24)具有至少兩個相互軸向移動的、通過直線支承連接的部分，彈簧系統(tǒng)(44)在這些部分之間起作用。7.根據(jù)權利要求6所述的閥直線驅動器(12)，其特征在于，所述兩個相互軸向移動的部分可伸縮地相互進入地移動。8.根據(jù)權利要求1或2所述的閥直線驅動器(12)，其特征在于，彈簧系統(tǒng)(44)包括至少一個第一子彈簧系統(tǒng)(46)和第二子彈簧系統(tǒng)(48)，其具有不同的彈簧剛度。9.根據(jù)權利要求8所述的閥直線驅動器(12)，其特征在于，所述子彈簧系統(tǒng)(46，48)串聯(lián)。10.根據(jù)權利要求8或9所述的閥直線驅動器(12)，其特征在于，第一子彈簧系統(tǒng)(46)是關閉系統(tǒng)，該關閉系統(tǒng)在驅動單元(26)未激活的情況下向關閉位置的方向擠壓操縱件(28)，且第二子彈簧系統(tǒng)(48)是過載保護件，當未與閥體(16)耦接的閥直線驅動器(12)將操縱件(28)最大向外移動且抵靠內擋塊時該第二子彈簧系統(tǒng)被壓縮。11.根據(jù)權利要求8或9所述的閥直線驅動器(12)，其特征在于，第二子彈簧系統(tǒng)(48)的彈簧剛度大于第一子彈簧系統(tǒng)(46)的彈簧剛度。12.根據(jù)權利要求8或9所述的閥直線驅動器(12)，其特征在于，第二子彈簧系統(tǒng)(48)的彈簧剛度在400N/mm與16000N/mm之間，和/或第一子彈簧系統(tǒng)(46)的彈簧剛度在0.lN/mm與600N/mm 之間。13.根據(jù)權利要求8或9所述的閥直線驅動器(12)，其特征在于，第一和/或第二子彈簧系統(tǒng)(46，48)由多個彈簧件構成。14.根據(jù)權利要求13所述的閥直線驅動器(12)，其特征在于，所述彈簧件串聯(lián)。15.根據(jù)權利要求8或9所述的閥直線驅動器(12)，其特征在于，第一子彈簧系統(tǒng)(46)和第二子簧系統(tǒng)(48)分別由圍繞操縱件(28)的碟形彈簧中的至少一個構成，其中，子彈簧系統(tǒng)(46，48)的碟形彈簧重疊地堆疊。16.根據(jù)權利要求1或2所述的閥直線驅動器(12)，其特征在于，設置有至少一個存在于彈簧系統(tǒng)(44)中的彈簧行程限制器(50)，其限制彈簧系統(tǒng)(44)的彈簧行程。17.根據(jù)權利要求1或2所述的閥直線驅動器(12)，其特征在于，操縱件(28)是閥挺桿，在其端部上設置有閥封閉件(32)。18.根據(jù)權利要求1或2所述的閥直線驅動器(12)，其特征在于，直線支承(45)額外形成旋轉軸承，該旋轉軸承支承閥直線驅動器(12)的兩個部分使得其可相互旋轉。19.一種閥(10)，具有:閥體(16)，該閥體具有至少一個入口( 18)、至少一個出口(20)、至少一個流動通道(22)和至少一個閥座(34);以及根據(jù)前述權利要求中任一項所述的閥直線驅動器(12)。20.根據(jù)權利要求19所述的閥(10)，其特征在于，支撐單元(24)被固定在閥體(16)上，其中，直線支承(45)以及彈簧系統(tǒng)(44)被設置在支撐單元(24)與閥體(16)之間。
【文檔編號】F16K29/00GK106051260SQ201610218963
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月8日 公開號201610218963.8, CN 106051260 A, CN 106051260A, CN 201610218963, CN-A-106051260, CN106051260 A, CN106051260A, CN201610218963, CN201610218963.8
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