閥的制作方法

本發明涉及一種閥、尤其工作閥(Prozessventil)，其帶有可由工作介質流經的閥殼體，在閥殼體中布置有圍繞通流口(Durchstroemoeffnung)的閥座，布置在主軸處的閥元件與閥座相關聯成使得閥元件借助于主軸的調整行程(Stellhub)能夠在閉鎖位置(Absperrstellung)與打開位置之間運動，在閉鎖位置中閥元件不透過工作介質地密封地貼靠在閥座處，而在打開位置中閥元件從閥座抬起，并且其中，在閥殼體處布置有接口用于聯結產生主軸的調整行程的驅動單元，并且其中，在閥殼體中容納有被主軸伸過的密封裝置，該密封裝置具有借助于彈性器件預緊的、包括在密封的情況下貼靠到主軸處的密封器件的密封組件。

背景技術：

例如由文件EP 2 110 585 AI已知一種該類型的閥。在那里所公開的所謂的斜座閥具有閥殼體，其可由工作介質流經。在閥殼體中構造有閥座，其限制通流口。閥座關聯有密封元件，其由主軸承載，主軸在它那方面通過氣動的伺服驅動器(Stellantrieb)被可線性運動地驅動，由此可通過密封元件選擇性地打開或關閉通流口。對于這樣的斜座閥特征是，由閥座撐開的閥座面傾斜于工作介質的流動方向取向。這導致，主軸的取向也傾斜于工作介質的流動方向延伸并且調整行程相應地傾斜地取向。在前述現有技術中在閥殼體處構造有接口，其用于聯結氣動的驅動單元。對此設置有管，其被擰入傾斜地從閥殼體的其余部分伸出的接管中。該管是氣動伺服驅動器的組成部分，因為氣動伺服驅動器的缸體緊固在管端處，該管端與擰入閥殼體中的管端相反。該管對此具有相對于管的其余部分直徑更大的緊固區段，該緊固區段同時也形成缸體殼體的蓋區段，在蓋區段中又借助于壓縮空氣加載可移動地引導有活塞，其中，該活塞將缸體的內部分成兩個腔。該管道此外還具有另一目的，即其用于容納密封裝置，該密封裝置具有以脊型漲圈組(Dachmanschettenpaket)的形式的密封組件，該脊型漲圈組經由同樣位于管中的彈簧來預緊。

由于主軸的舉升運動，脊型漲圈組的脊型漲圈磨損，由此需要能夠將其更換。然而為了更換密封器件須將整個氣動伺服驅動器從閥殼體拆下。然后附加地還須將該管與氣動的伺服驅動器的其余部分分離，以便使密封裝置可接近。這非常復雜。

此外由文件DE 22 52 532已知一種斜座閥。在那里公開的斜座閥具有帶有用于聯結氣動的伺服驅動器的接口的閥殼體。在此設置有承載套筒(Tragbuchse)，其被閥主軸伸過并且脊型漲圈組被容納到其中。承載套筒被插入閥殼體的接管中，其中，設置有以構造在接管處的環形凸肩形式的軸向止擋。承載套筒在其方面具有用于聯結氣動伺服驅動器的接口。在將承載套筒引入接管中之前將伺服驅動器與承載套筒組裝在一起，其中，與承載套筒分開的墊圈貼靠在承載套筒的上側處。在將承載套筒連同氣動的伺服驅動器一起插入接管中之后借助鎖緊螺母(Ueberwurfmutter)實現軸向固定以防從接管軸向運動出來，該鎖緊螺母被擰到構造在接管處的外螺紋上。

為了更換密封件，須首先松開鎖緊螺母并且將承載套筒連同氣動的伺服驅動器一起從閥殼體拆下。之后要將承載套筒費勁地從主軸拆除。

技術實現要素：

因此本發明的目的是提供一種開頭所提及的類型的閥，其裝配和維護能夠以簡單的方式實施，尤其應能夠以簡單的方式更換易磨損的密封件。

該目的通過一種帶有獨立權利要求1的特征的閥來實現。在從屬權利要求中示出本發明的改進方案。

根據本發明的閥特征在于，密封裝置容納在與閥殼體分開的、構造為可用地預裝配的組件的密封匣(Dichtungspatrone)中，密封匣具有可緊固或被緊固在閥殼體處的匣殼體，在匣殼體中密封組件和彈性器件被容納成使得密封組件通過彈性器件相對于匣殼體彈性地預緊。

閥殼體、密封匣和所聯結的驅動單元即是彼此分離構造的結構單元，其能夠以簡單且快速的方式來組裝或拆卸。由此能夠快速且因此成本有利地更換易磨損的密封件。

因為密封匣是預裝配的組件，其包含密封裝置的所有部件，僅須更換密封匣本身，而不須將密封匣自身拆開。即可將密封匣在其整體上用另一密封匣來替換。

在本發明的改進方案中密封匣具有緊固接口用于其自鎖地緊固在閥殼體處。即不需要另外的緊固輔助器件以將密封匣裝配在閥殼體處或者在需要時拆卸。

緊固接口特別優選構造在匣殼體處。

特別優選地，緊固接口包括螺紋，其使密封匣能夠擰入閥殼體中，這可特別快速且簡單地來實施。然而原則上也可考慮其他緊固方式用于將密封匣緊固在閥殼體處，例如卡鎖連接、搭扣連接或夾緊連接(Spannverbindung)。

在本發明的改進方案中，匣殼體具有用于容納密封組件和彈性器件的容納區段，其中，容納區段具有包圍密封組件和彈性器件的包圍區域(Huellbereich)和設有中央通孔(Durchgangsloch)的底部區域。可能的是，底部區域在其內側處具有錐面，該錐面與構造在密封組件的外側處的配合錐面互補地來構造，其中，通孔的直徑這樣大于密封組件的端部區域的外徑，使得密封組件由于彼此互補的錐面和借助于彈性器件所產生的張力伸過該通孔并且以其自由端在包圍區域之外終止。密封組件的端側的密封元件適宜地形成刮擦器(Abstreifer)，其刮擦位于運動的主軸上的污物或工作介質。

在本發明的改進方案中匣殼體具有與容納區段相連接的、設有用于主軸的通過口(Durchgangsoeffnung)的蓋區段，緊固接口構造在蓋區段處。

適宜地，蓋區段構造成柱狀。在該情況中優選地在柱狀蓋區段的側周面(Mantelflaeche)處構造有外螺紋用于擰入閥殼體中。

在本發明的改進方案中，蓋區段具有面向容納區段的、徑向地定向的支撐面，彈性器件支撐在該支撐面處。匣殼體的蓋區段是多功能的，因為緊固接口構造在該蓋區段處(接口功能)并且彈性器件也支撐在該蓋區段處(支撐功能)。

特別優選地，蓋區段和容納區段不可分離地相互連接。由蓋區段和容納區段構成的不可分離的單元可特別成本有利地來制造，因為在該情況中可放棄用于連接蓋區段與容納區段的連接件。另外，該不可分離的單元防止分開裝配密封匣，從而排除了替換位于其中的密封組件并且重復使用同一密封匣。這會非常費時。由蓋區段和容納區段構成的不可分離的單元即強制性地規定，須用新的密封匣來替換密封匣，其中，待更換的密封匣可被清理或者回收利用。

在本發明的改進方案中，密封裝置具有與密封組件分開構造的、密封地貼靠到主軸處的密封單元，該密封單元與密封組件軸向相間隔地來定位。兩個定位在沿著主軸的行駛路徑的不同部位處的密封單元或者說組件的這樣的布置提供雙重密封，即閥側的朝向工作介質的密封和驅動側的朝向控制介質的密封。這是特別有效的，因為防止了工作介質溢出或者污物進入工作介質中。

特別優選地，密封單元具有帶有至少一個密封地貼靠到主軸處的密封唇的至少一個環形的密封元件。特別優選地，設置有至少兩個彼此軸向相間隔的密封唇。適宜地，密封單元的該至少一個密封唇同樣執行刮擦器的功能。帶有刮擦器的密封組件和帶有刮擦器的密封單元的組合作為雙重刮擦器提供主軸去污的特別有效的可能性。

在本發明的改進方案中，密封單元布置在匣殼體的蓋區段中。在密封元件由彈性體材料構成的情況中其可自定心地緊固在蓋區段處的為此所設置的容納部中。

在本發明的改進方案中，閥殼體構建成多件式，其帶有具有閥座的流體引導部件和與流體引導部件分開構造的空心柱狀的接口部件，接口部件帶有用于聯結驅動單元的接口。總體上，這得到閥殼體的模塊化構造，因為接口部件在需要時可被更換并且可被適合且確定用于聯結其他驅動單元的其它接口部件替換。

適宜地，接口部件可松開地緊固在流體引導部件處。在公稱寬度較小的情況下，能的是可，接口部件和流體引導部件實施為一件式構件，其例如由鑄造材料構成。

特別優選地，在接口部件與流體引導部件之間的可松開的連接經由螺旋接合實現，該螺旋接合尤其具有構造在接口部件處的外螺紋和構造在流體引導部件的聯結區段處的內螺紋。

特別優選地，密封匣容納在該接口部件中并且可松開地緊固在那里。

附圖說明

本發明的優選的實施例在附圖中示出并且接下來詳細來闡述。在附圖中：

圖1示出了根據本發明的閥的優選的實施例的透視圖，

圖2示出了圖1的閥的前視圖，

圖3示出了沿著圖2中的線III-III穿過該閥的縱剖面，

圖4示出了在根據圖3的閥的部件的縱剖面中的分解圖以及

圖5示出了圖4中的細節X的放大圖。

具體實施方式

圖1至5示出了根據本發明的閥11的優選的實施例。閥11適合于被用作在加工工業中的工作閥。

如尤其在圖1和3中所示，閥11具有閥殼體12，在閥殼體中在入口13與出口14之間延伸有穿流通道15。

在應用在食品工業中的情況下閥殼體適宜地由不銹鋼構成。如果使用侵蝕性物質、例如酸作為工作介質，閥殼體適宜地由相對于這樣的物質具有更大的化學抗性的塑料構成。

在穿流通道15中在入口13與出口14之間存在通流口16，其由環形的閥座17圍繞。適宜地，閥座17設計成圓環形。然而理論上也可考慮橢圓形的閥座。

閥座17關聯有閥元件18，其在其方面布置在主軸19處。

閥元件18僅示例性地多件式地示出并且在該情況下具有盤20，該盤設有通孔21，主軸的端部區段22可插過該通孔。該盤例如與主軸相焊接。屬于閥元件18的此外還有配合件23，其設有盲孔式容納口24，該容納口設有內螺紋25。對此互補地在主軸19的端部區段22處存在外螺紋26，以此配合件23可擰到主軸19的端部區段22上。在配合件23與盤20之間張緊有環形的密封環27，其適宜地由塑料、例如PTFE構成。

閥元件18借助于主軸19的調整行程可在閉鎖位置與打開位置(圖3)之間運動，在閉鎖位置中閥元件18以其密封環27流體密封地貼靠在閥座處，在打開位置中閥元件18從閥座17抬起。主軸19的調整行程通過驅動單元(未示出述)來產生，該驅動單元通過構造在閥殼體12處的接口28來聯結。驅動單元可以是流體的、尤其氣動的驅動單元。在最后提及的情況中主軸19的調整行程例如可通過可加載流體壓力的工作缸來產生。備選地然而也可能的是，驅動單元構造為電氣驅動單元。

如尤其可在圖3中辨識出的那樣，閥殼體12構建成多件式。閥殼體12具有流體引導部件29，穿流通道15和閥座17構造在該流體引導部件中。另外，閥殼體12具有接口部件30，用于聯結驅動單元的接口28構造在該接口部件處。接口部件30構造成空心柱狀且具有多個功能區段。這些功能區段中的一個是柱狀的固定區段31，在其側周面處構造有外螺紋32。與該外螺紋32對應有構造在流體引導部件29的固定接管33處的內螺紋34，由此可將接口部件30擰到流體引導部件29上。因此也可將接口部件30從流體引導部件29簡單地拆除，以便例如用帶有其他接口28的接口部件30替換它。在公稱寬度較小的情況下可能的是，接口部件30和流體引導部件29實施為一件式的構件，其例如由鑄造材料構成。

在固定區段31的外側周面處此外存在環繞的環形槽，密封環35被置入該環形槽中并且固定在那里。該外密封環35負責在接口部件30與流體引導部件29之間的密封。

在固定區段31處在內側周面處存在另外的環形槽，內密封環37被置入該環形槽中并且固定在那里。

作為接口部件30的另外的功能區段可提及接口區段36，接口28構造在該接口區段處。該接口區段與固定區段31一件式地相連接，然而相對于固定區段具有更大的直徑，由此構造在接口區段36與固定區段31之間的過渡部處的環形凸肩形成止擋，其抵靠到流體引導部件29的固定接管33處且因此規定接口部件30的擰入深度。

另外屬于閥11的有由主軸19伸過的密封裝置38，其具有借助于彈性器件預緊的、包括在密封的情況下貼靠到主軸19處的密封器件的密封組件39。

密封裝置38容納在與閥殼體12分離的、構造為可用地預裝配的組件的密封匣40中。

如尤其在圖5中所示，密封匣40具有可緊固或被緊固在閥殼體12處的匣殼體41，密封組件39和彈性器件容納在該匣殼體中。

匣殼體41具有多個功能區段。設置有容納區段42用于容納密封組件39和彈性器件。容納區段42設計成杯式并且具有包圍密封組件39和彈性器件的包圍區域43以及設有中央通孔44的底部區域45。

密封組件示例性地以脊型漲圈組的形狀示出，其中，作為各個密封元件設置有多個在軸向上彼此相疊的環形的脊型漲圈46。如尤其在圖4和5中所示，脊型漲圈46在橫截面中設計成近似V形并且騎乘式地彼此相疊，使得脊型漲圈46在壓力加載時徑向擴展并且因此負責流體密封地貼靠到主軸19處。脊型漲圈46的擠壓力通過已提及的彈性器件來產生，彈性器件包括壓力彈簧47并且其以接下來還詳細闡述的方式負責整個脊型漲圈組的預緊。

如尤其在圖5中所示，密封組件39包含刮擦器70，其與底部區域相關聯并且支承在那里。刮擦器70同樣由塑料構成，然而該塑料相對于脊型漲圈的塑料可更硬地來構造。刮擦器70具有空心柱狀的基礎區段71，在其端面處向上伸出有環狀的支承凸起(Lagerhoecker)73，布置在此之上的脊型漲圈46騎乘式地支承在該支承凸起上。在軸向上有唇形區段(Lippenabschnitt)72聯接到基礎區段71處，唇形區段在其外周緣處具有配合錐面48，其與構造在底部區域45的內側處的錐面49共同作用。

作為匣殼體41的另外的功能區段可提及蓋區段50，其具有用于主軸的通過口51。在蓋區段處存在緊固接口52，其接下來還詳細來闡述。該蓋區段50設計成柱狀并且與其通過口51同心地具有環形槽53，容納區段42的包圍區域43的端部區段沉入環形槽53中并且在那里與蓋區段50相連接。適宜地，容納區段42、即包圍區域43與蓋區段50相焊接。蓋區段50的構造在環形槽53與通過口51之間的環狀端面形成支撐面54，壓力彈簧47支撐在該支撐面處。壓力彈簧47的相反端支撐在可動地支承在包圍區域43內的支撐環55處，該支撐環例如可構造為墊圈。支撐環55被壓力彈簧47壓到脊型漲圈組上，由此使其和脊型漲圈46在朝向底部區域45的方向上預緊。壓力彈簧47的按壓力負責脊型漲圈46的徑向張開和脊型漲圈組的軸向移位。由于在底部區域45中的通孔44大于主軸19的外徑，刮擦器70的唇形區段72的一部分可穿過通孔44，從而其如在圖5中所示在容納區段之外一段距離處終止。唇形區段72的前述環狀部分因此能夠刮擦或者除去位于主軸19處的污物、工作介質等。

在蓋區段50中另外在通過口51的區域中緊固、例如壓入有軸套55，其用于可軸向運動的主軸19的支承以及徑向固定。

密封裝置38除了密封組件39之外此外包括密封單元56，其與密封組件39分開地構造。密封單元56包括至少一個環形的密封元件57，其緊固在為此構造在蓋區段50中的環狀的支承腔58中。密封元件57由彈性體材料構成。密封元件57例如具有兩個彼此軸向相間隔的密封唇59a、59b，其密封地貼靠在主軸19的外周緣處并且因此負責不透過流體的密封。除了密封功能之外，密封唇59a、59b還具有另外的功能，即其相應用作為刮擦器，由此防止來自環境或通過控制介質帶入的污物到達工作介質中。

密封匣40即提供雙重密封，亦即針對工作介質的密封和針對控制介質或針對環境的密封。另外，密封匣40提供雙重刮擦器。

在由圖4可見的閥11的裝配中，以快速且簡單的方式將不同的模塊組裝在一起。首先將主軸19插入閥殼體12的流體引導部件29中，該主軸設計成可與驅動單元分離。之后可將接口部件30擰到流體引導部件29上。最后可將密封匣40擰入接口部件30中。備選地，也可在將接口部件30緊固在流體引導部件29處之前已將密封匣40擰入接口部件30中。最后，通過將驅動單元的為此所設置的部件旋緊在帶有接口部件30的接口28處，可聯結驅動單元。驅動單元在接口28處的緊固不取決于密封匣40。即密封匣對于驅動單元的聯結不是必需的。相應地，通過使驅動器從接口28脫離并且將密封匣40從接口部件30擰下，可非常簡單且快速地執行閥11的拆卸，例如為了更換密封匣40。