專利名稱：用于自動關(guān)閉氣體管線的安全閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種依照權(quán)利要求1前序部分的特征的用于自動關(guān)閉流體流過的管線的安全閥。
背景技術(shù)：
DE 103 52 372 A1中公開的這種所謂的流量監(jiān)測器被認(rèn)定為現(xiàn)有技術(shù)。在流體流量超過容許最大流量時，流量監(jiān)測器中的閉合體被移動抵住閥座，以便在發(fā)生泄漏的情況下自動關(guān)閉氣體管線。DE 103 52372 A1建議通過磁性裝置產(chǎn)生的磁力將閉合體保持以抵住保持橋。這樣可以避免由流體流動中波動引起的閉合體中的振動。磁性裝置應(yīng)當(dāng)布置成特別是環(huán)的形式，該環(huán)由中心導(dǎo)向螺栓穿過。雖然DE 103 53372 A1提出的構(gòu)造明顯緊湊了很多，但是，由于需要操縱特別是與磁性裝置有關(guān)的非常精密的部件，裝配帶來了一定的成本。另外，環(huán)形磁鐵意味著昂貴、專門的結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
基于上文，本發(fā)明的目的是進一步改進此前在DE 103 52 372 A1中公開的安全閥，這樣，可以用標(biāo)準(zhǔn)化程度很高的部件實現(xiàn)簡單并且盡可能成本低的裝配。
本發(fā)明通過具有權(quán)利要求1的特征的安全閥來實現(xiàn)。依照本發(fā)明的安全閥的新穎性在于，除了導(dǎo)向橋(guiding bridge)外，固定橋(fixing bridge)形式的第二橋結(jié)構(gòu)安裝在殼體中。當(dāng)安全閥在它的打開位置時，因為導(dǎo)向橋在流動方向上位于閥座后面，所以，閉合體當(dāng)前不再和導(dǎo)向橋接觸，而是由設(shè)置的磁性裝置保持在固定橋上，其中固定橋位于遠離導(dǎo)向橋的一定距離處。這樣帶來的好處是，具有任何所需幾何構(gòu)造的磁性裝置可以布置在固定橋上，以便可以采用標(biāo)準(zhǔn)磁性裝置，特別是圓柱形狀的磁性裝置。磁性裝置優(yōu)選布置在中心，以避免相對于閉合體出現(xiàn)翻轉(zhuǎn)或角度偏差。因此保證了導(dǎo)向螺栓不會塞進導(dǎo)向橋的導(dǎo)向孔中。固定橋沿流動方向安裝在閉合體和導(dǎo)向橋的前面，這樣，一橋被布置在閥座的兩側(cè)。
依照本解決方案的安全閥的顯著優(yōu)點是，保持力不再由彈簧施加，而是通過磁性裝置施加。不同于現(xiàn)有技術(shù)，磁力不僅防止了在流動中波動情況下的閉合體的擺動，而且充當(dāng)?shù)谝患壉３盅b置，其不會受到任何程度的磨損，并且甚至在使用幾十年之后繼續(xù)具有限定的磁力。
本發(fā)明的有利實施例是從屬權(quán)利要求的主題。
設(shè)置(exhibit)錨固板被認(rèn)為尤其適合于閉合體，其中錨固板被位于固定橋上的磁性裝置所吸住?？梢栽诰鶆虻拈]合體上安裝不同厚度并由不同材料制成的錨固板，這樣，可以通過錨固板的厚度和材料很好地調(diào)節(jié)占支配地位的磁力。在不需要主要結(jié)構(gòu)改變的情況下，精確限定的磁性保持力可以設(shè)定成，使得通過簡單和成本低的裝置可以將依照本發(fā)明的安全閥調(diào)節(jié)到適用于各種情況的需求，例如通過各個狀態(tài)的測試標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)定。這樣，可以在某種程度上構(gòu)造模塊化系統(tǒng)，其不要求對基本構(gòu)造做任何改變，只要求改進一個小小的錨固板。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)作用在閉合體上的所有力施加在閉合體中心軸線的任何可能的地方都是有利的。因此，磁性保持力的中心設(shè)置成位于導(dǎo)向螺栓的縱向軸上。
導(dǎo)向螺栓可以由彈簧環(huán)繞，所述彈簧不充當(dāng)止動彈簧，而是充當(dāng)回復(fù)彈簧，其使得閉合體在被致動之后再次沿固定橋的方向移動到使磁力再次吸住閉合體的程度。所以，對在靜止?fàn)顟B(tài)的彈簧來說，恒定地處于張力狀態(tài)下并將閉合體壓靠在固定橋上不是絕對必須的。此外可以想象，只有當(dāng)閉合體位于例如離開固定橋1-2mm的一定距離時，彈簧才會在閉合體上施加力。這保證彈簧力和磁力在致動的時候不是彼此疊加在一起，而是只有當(dāng)閉合體已經(jīng)朝閥座的方向移動的時候才彼此疊加在一起。因為彈簧力的大小原則上小于磁力，所以由彈簧力形成的回復(fù)力在關(guān)閉過程期間對閉合體只起到一個很小的制動作用，因而不會對致動時的行為帶來不利的影響。彈簧尤其在回復(fù)過程期間起到有助于磁力的作用，因為不可能排除閉合體致動后將被粘到閥座或密封環(huán)上的可能性，這可能是例如由已經(jīng)沉積在密封環(huán)上的銹跡引起的。在這種情況下，由彈簧施加一個克服閉合體粘著到密封件上的初始力。
原則上，在沒有彈簧以及沒有由彈簧產(chǎn)生的回復(fù)力的情況下，磁力本身完全可以引起閉合體的回復(fù)。這種情況的關(guān)鍵因素是磁力的長期效果，在適當(dāng)?shù)湍Σ恋妮S承的情況下，僅僅很小的磁力就足以將閉合體拉回以抵靠固定橋。
包括可選擇地設(shè)置的彈簧的導(dǎo)向螺栓由連接到導(dǎo)向橋上的導(dǎo)向套筒環(huán)繞，導(dǎo)向套筒可以螺紋連接到導(dǎo)向橋上，這樣，通過導(dǎo)向套筒旋入的深度可以連續(xù)調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)緊力。導(dǎo)向套筒旋入的深度還可以用來確定彈簧是否應(yīng)該完全加載預(yù)緊力，或者它是否應(yīng)該只在移動一未加載的預(yù)定距離之后才置于加載狀態(tài)下。
依照本解決方案的安全閥的另一個優(yōu)點是，導(dǎo)向螺栓支撐在導(dǎo)向套筒的導(dǎo)向孔中以及導(dǎo)向橋的導(dǎo)向孔中。導(dǎo)向橋上沒有設(shè)置磁性裝置，這允許增加導(dǎo)向孔之間的距離，使得整個導(dǎo)向更加精確。


參考在附圖中示意性表示的示例性實施例，下面更加詳細地解釋本發(fā)明，其中圖1是結(jié)合到氣體管線中的在打開位置的安全閥殼體的垂直縱向截面圖；圖2是圖1中的安全閥在關(guān)閉位置的視圖；圖3是圖1的剖開面B-B和C-C的垂直縱向截面圖；圖4是圖3沿線B-B的安全閥的截面圖；圖5是圖3沿線C-C的安全閥的截面圖；圖6是不帶彈簧的安全閥的一個實施例的視圖；和圖7是結(jié)合到氣體管線中的在打開位置的安全閥殼體的另一個實施例的垂直縱向截面圖。
具體實施例方式
圖1描繪了設(shè)置為旋入氣體管線中的安全閥1。為此，安全閥1在其端部設(shè)有螺紋接頭3、4的殼體2。氣體的流動方向由箭頭P指示。在殼體2內(nèi)部設(shè)置有帶有密封環(huán)6的閥座5，所述密封環(huán)6插入在殼體2的圓周凹槽內(nèi)。導(dǎo)向橋7沿流動方向在閥座5后面插入殼體2內(nèi)，所述導(dǎo)向橋7導(dǎo)引能夠相對于導(dǎo)向橋7移動的閉合體8。閉合體8能夠朝閥座5的方向移動，在超過最大流量的情況下，閉合體8能夠關(guān)閉氣體管線。圖1所示的閉合體8處于打開位置。圖2所示的閉合體8處于關(guān)閉位置。如果閉合體8處于打開位置，氣體能夠圍繞閉合體8流動，以便氣體能夠通過閥座5。如果流體流量超過最大值，閉合體8移動到圖2的關(guān)閉位置，這樣，閉合體8與閥座5的密封環(huán)6接觸。一圓周凹槽9形成在殼體2內(nèi)部的閉合體8附近，圓周凹槽9允許流體圍繞閉合體8流動，但不會產(chǎn)生相關(guān)的壓力損失。
導(dǎo)向橋7設(shè)有一環(huán)形部分10，導(dǎo)向橋7通過該環(huán)形部分10保持在殼體2中。環(huán)形部分10經(jīng)由兩個徑向布置的保持支腿(圖5)連接到布置在環(huán)形部分10的平面內(nèi)的中心導(dǎo)向轂12上。導(dǎo)向轂12具有一中心導(dǎo)向孔13，其中連接于閉合體8的導(dǎo)向螺栓14被支撐在該中心導(dǎo)向孔13中，以便能夠沿軸向移動。在面朝閉合體8的閥座5的一側(cè)，導(dǎo)向螺栓14接合在閉合體8的中心盲孔15中，在該示例性實施例中閉合體8構(gòu)成為圓盤的形式，導(dǎo)向螺栓14在中心盲孔15中固定地連接到、最好是膠粘到中心盲孔15。導(dǎo)向螺栓14的尺寸足夠長，以致于閉合體8在打開位置時，導(dǎo)向螺栓14不僅穿過導(dǎo)向轂12的導(dǎo)向孔13，而且還穿過螺紋連接到導(dǎo)向轂12上的導(dǎo)向套筒17中的另一個導(dǎo)向孔16。一彈簧18布置在導(dǎo)向套筒17內(nèi)部，彈簧18在其一端支撐在環(huán)繞導(dǎo)向套筒17的導(dǎo)向孔16的軸向支撐表面上，在其另一側(cè)連接到一套環(huán)19上，套環(huán)19固定地附著于導(dǎo)向螺栓14。圖2顯示，因為套環(huán)19已經(jīng)沿流動方向與導(dǎo)向螺栓14一起移動，彈簧18在安全閥的關(guān)閉位置被壓縮。彈簧18布置成相對于周圍被導(dǎo)向套筒17封閉，彈簧18不直接地暴露于自由流動的氣體，這樣避免彈簧18的銹蝕。
依照本解決方案的安全閥1的第二重要的部件是固定橋20，固定橋20沿流動方向安裝在閉合體8的前面。固定橋20設(shè)有一環(huán)形部分21，環(huán)形部分21設(shè)置有外螺紋22，這樣，固定橋20可以被旋入殼體2的相應(yīng)內(nèi)螺紋23中。旋入的深度由套環(huán)狀的外圓周止動件24界定和限定。三個支撐支腿25從環(huán)形部分21延伸到固定橋20的中心(圖4)，在那里它們也形成一中心轂26。固定橋20的轂26不用來引導(dǎo)閉合體8，而是專門用來接收圓柱形結(jié)構(gòu)的永久磁鐵形式的磁性裝置27，磁性裝置27被容納在面朝閉合體8的窩28中。磁性裝置27吸住位于面對固定橋20的閉合體8一側(cè)的錨固板29。在該實施例中，錨固板29的直徑與磁性裝置27的直徑相對應(yīng)。錨固板29借助于不同的厚度，可以引起磁性裝置27的不同的飽和度，即具有不同強度的磁力。這樣可以實現(xiàn)致動力的精確分級。
安全閥從關(guān)閉位置回復(fù)到打開位置是借助于回復(fù)裝置30來實現(xiàn)的?；貜?fù)裝置30設(shè)置一排氣銷，排氣銷能夠從外面朝密封環(huán)6的方向徑向移動，密封環(huán)6可以從外面被致動，這樣，密封環(huán)6可以從其凹槽基體抬升。這引起小的初始流量，小的初始流量允許位于閥座5前后的區(qū)域之間的壓力達到平衡。通過平衡壓力，彈簧18可以使閉合體8移動返回到打開位置，這樣氣體管線被打開。
圖6描繪了沒有設(shè)置彈簧的其全部特征與圖1-5的特征一致的實施例。閉合體8的回復(fù)專門通過磁性裝置27來實現(xiàn)。
圖7是安全閥的另一個實施例的垂直縱向截面圖。該實施例與圖1-6所示的實施例的不同在于導(dǎo)向橋7的構(gòu)造。導(dǎo)向橋7由合成材料制成，特別是由聚縮醛(POM)制成。POM具有更廣范圍的性質(zhì)，其中最顯著的是低摩擦系數(shù)、極好的耐磨性和高模量?；緳C械性能包括與良好沖擊強度相關(guān)的高強度和高硬度。尺寸穩(wěn)定性使POM成為導(dǎo)向橋7的極好的候選材料。另一個區(qū)別在于，彈簧18位于導(dǎo)向橋7的前面，而非導(dǎo)向橋7的后面。該實施例中的導(dǎo)向孔13比圖1-6所示的導(dǎo)向孔13長，這導(dǎo)致導(dǎo)向螺栓14在導(dǎo)向孔13內(nèi)的極好對中。環(huán)繞導(dǎo)向螺栓14的彈簧18較短，當(dāng)閉合體8處于圖7所示的打開位置時，彈簧18不與閉合體8的相對側(cè)接觸。
閉合體8由輕金屬合金制成，例如AlCuMg2。鋁具有高的強度重量比，并且抗腐蝕。這兩種性質(zhì)對輕質(zhì)閉合體8來說都是很重要的。導(dǎo)向螺栓14可由同一材料制成。也可以由不同材料制成。
閉合體8和導(dǎo)向螺栓14之間的連接為粘附連接。最好是，閉合體8和錨固板29之間的連接也為粘附連接。相對于錨固板來說，粘附連接的優(yōu)點在于，帶有高比重的金屬錨固板可以以非常容易的方式與輕量閉合體結(jié)合在一起，并允許通過選擇不同的錨固板來變換安全閥。
為了使安全閥移動部件的重量盡可能的低，錨固板29的直徑基本上與磁性裝置27的直徑相對應(yīng)。最好是，磁性裝置27和錨固板29為圓盤形狀，其中磁性裝置27的厚度比很薄的錨固板29的厚度厚很多倍。
實驗表明，錨固板29的材料的選擇是與磁性裝置27的保持力有關(guān)的決定性因素。最好是，錨固板29由抗拉強度＞1.000N/mm2的鋼制成?？估瓘姸茸詈么笥?.300N/mm2。
分類和評價流量限制閥的一個重要標(biāo)準(zhǔn)是閉合系數(shù)。閉合系數(shù)被定義為關(guān)閉流速-額定流速比。關(guān)閉流速是導(dǎo)致閥關(guān)閉的流速。額定流速是工作流速。
涉及氣體裝備的流量限制閥的德國暫行試驗條例DVGWVP305-01規(guī)定了兩種閉合系數(shù)。第一種閉合系數(shù)在1.15和1.45之間，涉及與沒有進行后面氣體管線的詳細計算的金屬或非金屬氣體管線結(jié)合的流量限制閥的應(yīng)用。第二種閉合系數(shù)在1.15和1.8之間，涉及與進行了后面氣體管線的詳細計算的金屬或非金屬氣體管線結(jié)合的流量限制閥的應(yīng)用。閉合系數(shù)受安裝位置的影響。由于重力對閥的移動部件起作用，水平安裝的安全閥的閉合系數(shù)不同于豎直安裝的安全閥的閉合系數(shù)。
本發(fā)明的目的是提供一種帶有較小誤差范圍的閉合系數(shù)的安全閥，閉合系數(shù)盡可能與安裝位置以及后面氣體管線的詳細計算無關(guān)。所要求保護的安全閥的閉合系數(shù)優(yōu)選在1.16和1.45之間，對用于沒有進行后面氣體管線的詳細計算的金屬或非金屬氣體管線的安全閥來說，閉合系數(shù)最好為1.3到1.45，對用于進行了后面氣體管線的詳細計算的金屬或非金屬氣體管線的安全閥來說，閉合系數(shù)最好為1.3和1.8之間。最好是，對兩種情況來說，閉合系數(shù)在1.3和1.45之間。
利用彈簧的保持力將閥保持在打開狀態(tài)的安全閥導(dǎo)致閉合體在打開位置和關(guān)閉位置之間振蕩，這種振蕩取決于當(dāng)前的流速。由于彈簧的保持力取決于閉合體的位置和安全閥的安裝位置，所以，閉合系數(shù)很難實現(xiàn)在1.3和1.45之間。所要求保護的基于磁鐵的解決方案的最大優(yōu)點是當(dāng)流速大于額定流速時、即使當(dāng)前流速與關(guān)閉流速之差很小，也會限制流動狀態(tài)。高于額定流速15％的當(dāng)前流速是沒有問題的。磁鐵的使用允許精確地限定閉合系數(shù)，即使安全閥安裝在變化的位置上也會形成很小的容許范圍的閉合系數(shù)。
參考標(biāo)記1-安全閥2-殼體3-螺紋接頭4-螺紋接頭5-閥座6-密封環(huán)7-導(dǎo)向橋8-閉合體9-凹槽10-7的環(huán)形部分11-保持橋12-導(dǎo)向轂13-導(dǎo)向孔
14-導(dǎo)向螺栓15-盲孔16-導(dǎo)向孔17-導(dǎo)向套筒18-彈簧19-套環(huán)20-固定橋21-環(huán)形部分22-外螺紋23-內(nèi)螺紋24-止動件25-支撐支腿26-轂27-磁性裝置28-窩29-錨固板30-回復(fù)裝置P-箭頭
權(quán)利要求
1.一種用于自動關(guān)閉氣體管線的安全閥，所述安全閥具有能夠安裝到氣體管線中的殼體(2)，殼體(2)內(nèi)布置有用于閉合體(8)的閥座(5)，所述安全閥具有導(dǎo)向橋(7)，閉合體(8)抵靠導(dǎo)向橋(7)被支撐以便能夠軸向移動，閉合體(8)具有導(dǎo)向螺栓(14)，所述導(dǎo)向螺栓(14)被支撐在導(dǎo)向橋(7)的導(dǎo)向孔(13)中，在沒有超過氣體的最大流量時，閉合體(8)被保持在沿流動方向位于閥座(5)前面的打開位置中，由于流體流量超過最大流量，使得閉合體(8)向閥座(5)移動，以便關(guān)閉安全閥的位于閥座(5)后面的區(qū)域，其特征在于，所述閉合體(8)抵靠位于距離導(dǎo)向橋(7)一定距離處的固定橋(20)而由磁性裝置(27)產(chǎn)生的磁力保持在打開位置。
2.如權(quán)利要求1所述的安全閥，其特征在于，所述磁性裝置(27)布置在固定橋(20)和/或閉合體(8)上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的安全閥，其特征在于，所述磁性裝置(27)為圓柱形形狀。
4.如權(quán)利要求1-3任一所述的安全閥，其特征在于，一錨固板(29)布置在閉合體(8)上，所述錨固板(29)被位于固定橋(20)上的磁性裝置(27)吸住。
5.如權(quán)利要求1-4任一所述的安全閥，其特征在于，由所述磁性裝置(27)施加回復(fù)力。
6.如權(quán)利要求1-5任一所述的安全閥，其特征在于，由環(huán)繞所述導(dǎo)向螺栓(14)的彈簧(18)施加回復(fù)力。
7.如權(quán)利要求1-6任一所述的安全閥，其特征在于，當(dāng)閉合體(8)通過磁性裝置(27)保持在打開位置時，彈簧(18)不與閉合體(8)相接觸。
8.如權(quán)利要求1-7任一所述的安全閥，其特征在于，所述導(dǎo)向螺栓(14)由連接到導(dǎo)向橋(7)的導(dǎo)向套筒(17)環(huán)繞。
9.如權(quán)利要求8所述的安全閥，其特征在于，所述導(dǎo)向套筒(17)螺紋連接到導(dǎo)向橋(7)，從而通過導(dǎo)向套筒(17)旋入的深度可以連續(xù)調(diào)節(jié)彈簧(18)的預(yù)緊力。
10.如權(quán)利要求1-9任一所述的安全閥，其特征在于，所述導(dǎo)向螺栓(14)被支撐在導(dǎo)向套筒(17)的導(dǎo)向孔(16)中。
11.如權(quán)利要求1-10任一所述的安全閥，其特征在于，所述閉合體(8)和錨固板(29)由不同的材料制成。
12.如權(quán)利要求1-11任一所述的安全閥，其特征在于，所述導(dǎo)向螺栓(14)和錨固板(29)由不同的材料制成。
13.如權(quán)利要求1-12任一所述的安全閥，其特征在于，所述閉合體(8)和錨固板(29)通過膠粘連接。
14.如權(quán)利要求1-13任一所述的安全閥，其特征在于，所述錨固板(29)通過閉合體(8)的一凹入部分對準(zhǔn)，并放置在所述凹入部分中。
15.如權(quán)利要求14所述的安全閥，其特征在于，所述錨固板(29)的直徑基本上與磁性裝置(27)的直徑相對應(yīng)。
16.如權(quán)利要求14所述的安全閥，其特征在于，所述凹入部分的深度限定錨固板(29)的最大厚度。
17.如權(quán)利要求1-16任一所述的安全閥，其特征在于，所述錨固板(29)由抗拉強度＞1.000N/mm2的鋼制成。
18.如權(quán)利要求17所述的安全閥，其特征在于，所述抗拉強度大于1.300N/mm2。
19.如權(quán)利要求1-18任一所述的安全閥，其特征在于，所述導(dǎo)向橋(7)由聚縮醛制成。
20.如權(quán)利要求1-19任一所述的安全閥，其特征在于，水平安裝的安全閥的閉合系數(shù)與豎直安裝的相同安全閥的閉合系數(shù)之差小于0.2。
21.如權(quán)利要求1-20任一所述的安全閥，其特征在于，所述閉合系數(shù)在1.3和1.45之間，與安全閥的安裝位置無關(guān)。
全文摘要
一種用于自動關(guān)閉氣體管線的安全閥，所述安全閥具有能夠安裝到氣體管線中的殼體(2)，殼體(2)內(nèi)布置有用于閉合體(8)的閥座(5)，所述安全閥具有導(dǎo)向橋(7)，閉合體(8)抵靠導(dǎo)向橋(7)被支撐以便能夠軸向移動，閉合體(8)具有導(dǎo)向螺栓(14)，所述導(dǎo)向螺栓(14)被支撐在導(dǎo)向橋(7)的導(dǎo)向孔(13)中，在沒有超過氣體的最大流量時，閉合體(8)沿流動方向被保持在位于閥座(5)前面的打開位置中，由于流體流量超過最大流量，使得閉合體(8)向閥座(5)移動，以便關(guān)閉位于閥座(5)后面的安全閥區(qū)域，其特征在于，所述閉合體(8)抵靠位于距離導(dǎo)向橋(7)一定距離處的固定橋(20)而由磁性裝置(27)產(chǎn)生的磁力保持在打開位置。
文檔編號F16K17/20GK101042201SQ20061014257
公開日2007年9月26日 申請日期2006年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月20日
發(fā)明者K·科利 申請人:英特佛智科利有限公司