阀直线驱动器及阀的制作方法
【专利摘要】本发明描述了一种用于连接到具有阀座(34)的阀体(16)上的阀直线驱动器(12)，该阀直线驱动器具有带有至少一个入口(18)和至少一个出口(20)的至少一个流动通道(22)，其中，阀直线驱动器(12)包括：驱动器壳体(14)，该驱动器壳体具有被置于其中的驱动单元(26)；可被驱动单元(26)轴向移动的操纵件(28)，该操纵件与可紧压到阀座(34)上的且可选地封闭流动通道(22)的阀封闭件(32)耦接；以及围绕操纵件(28)的支撑单元(24)，该支撑单元被实施为可固定在阀体(16)上。在支撑单元(24)上设置有通过操纵阀直线驱动器(12)而被施加负载的弹簧系统(44)，该弹簧系统根据压缩距离具有不同的弹簧刚度。此外，本发明描述了一种相应设计的阀。
【专利说明】
阀直线驱动器及阀
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于连接到阀体上的阀直线驱动器以及具有阀直线驱动器和阀体的阀。
【背景技术】
[0002]在现有技术中已知用于控制或调节流体的阀，所述阀具有阀体和与阀体分开构建的阀直线驱动器，阀体可被连接在阀直线驱动器上从而构建阀。典型地，阀直线驱动器具有驱动单元，该驱动单元可调整可轴向移动的操纵件，典型地在操纵件上设置或模制阀封闭件。驱动单元可与阀封闭件一起将操纵件送入关闭位置，在该位置上阀封闭件放置在被构建在阀体中的阀座上且密封阀座，使得流体不能流通通过阀。
[0003]问题在于，阀的密封闭合力在下述情况下可能变小，S卩，当阀直线驱动器被关闭或被切换成无功率时。该问题也可在下述情况下出现，既，当阀直线驱动器的部件例如由于热变化而膨胀时。那么之前相互确定的驱动系统具有更大的误差，该误差可能导致减小的密封闭合力。
[0004]另一问题在于，当操纵件被调整到其关闭位置上时，阀直线驱动器或其驱动单元卡住或闭塞。这特别在下述情况下出现，即，当驱动单元过载时。例如，当操纵件迎着挡块行进时，此外迎着驱动系统中的阀座或内部挡块行进时，是这种情况。
[0005]在EP2222524 BI中已知磁阀，磁阀具有用于设置预紧张力的设置弹簧和调节弹簧，其相互作用从而提供弹簧驱动器的总弹簧力，通过该总弹簧力调整磁阀的阀挺杆。两个弹簧具有恒定的弹簧刚度，使得总弹簧力具有在压缩距离上恒定的弹簧刚度。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于，提供一种阀直线驱动器以及阀，其具有简单、可靠且成本有利的结构，该结构防止阀直线驱动器闭塞，且通过其可在阀直线驱动器关闭时保持所需的密封闭合力。
[0007]根据本发明，该目的通过用于连接到具有阀座的阀体上的阀直线驱动器实现，该阀直线驱动器具有带有至少一个入口和至少一个出口的至少一个流动通道，其中，阀直线驱动器包括:驱动器壳体，该驱动器壳体具有被置于其中的驱动单元;可被驱动单元轴向移动的操纵件，该操纵件与可紧压到阀座上的且可选地封闭流动通道的阀封闭件耦接；以及围绕操纵件的支撑单元，该支撑单元被实施为可固定在阀体上，其中，在支撑单元上设置有通过操纵阀直线驱动器而被施加负载的弹簧系统，该弹簧系统根据压缩距离具有不同的弹簧刚度。
[0008]本发明的基本思路在于，提供一种具有弹簧系统的阀直线驱动器，该弹簧系统由于取决于距离的弹簧刚度可同时提供多个安全功能。例如，弹簧系统可包括闭塞或过载保护件，且同时保持所需的密封闭合力。不同的功能可由于弹簧系统的改变的弹簧刚性通过唯一的弹簧系统提供。阀直线驱动器的结构由此是简单和紧凑的，因为该一个弹簧系统具有多个功能，且被提供在共同位置上。此外，由此简化对阀直线驱动器的保养。
[0009]一般地，弹簧刚度对应于在力-行程曲线图中的函数的斜率。弹簧系统的变化的弹簧刚度或弹簧刚性根据压缩距离表示，力-行程曲线图中的弹簧力的函数不是直线，而具有曲线或跃迀，即，是非线性的。
[0010]这样地设置阀直线驱动器，S卩，弹簧系统保持所需的密封闭合力。也当阀直线驱动器被关闭或转换成无功率或存在热变化时，弹簧系统保持密封闭合力。在此，出现的误差由弹簧系统补偿。
[0011]此外，这样地设置阀直线驱动器，S卩，弹簧系统提供用于阀直线驱动器的过载保护件。当阀直线驱动器位于其关闭位置上且操纵件操纵进一步进入关闭位置时，承载过载保护件。
[0012]此外，这样地设置阀直线驱动器，S卩，弹簧系统提供用于阀直线驱动器的闭塞保护件。由此防止阀直线驱动器卡住或闭塞。这特别在下述情况下也是有效的，即，当阀直线驱动器是单独的时，即，不连接阀体。
[0013]因此，弹簧系统同时具有针对阀直线驱动器的运行三个与安全有关的功能。
[0014]—方面提出，沿着在支撑单元上延伸、从驱动单元至阀直线驱动器耦接到阀体上的耦接点的力流路径设置有直线支承，该直线支承允许阀直线驱动器的两个部分轴向相互移动，其中，弹簧系统使得将所述两个部分在第一方向上压入起始位置，且其中，弹簧系统被布置使得其在操纵件的最大移出位置上传递轴向作用力。因此可确保阀直线驱动器的紧凑结构。在下述情况下弹簧系统在轴向方向上作用且可有效压缩，g卩，当出现轴向相对移动时。由此，通过弹簧系统既可至少部分地接收轴向作用的力也可提供轴向作用的弹簧力。此夕卜，弹簧系统在下述情况下也是有效的，即，当不连接阀体且操纵件最大扩展使得在阀直线驱动器没有连接到其上的阀体的情况下也给出至少一个安全功能时。
[0015]根据一个实施方式，支撑单元是相对于驱动器壳体分开的部件，其中，在支撑单元与驱动器壳体之间布置直线支承和弹簧系统。由此，支撑单元和驱动器壳体可相互轴向移动。阀体可固定连接到支撑单元上，使得阀体可与支撑单元相对于驱动器壳体轴向移动。由此，在下述情况下在驱动器壳体与阀体之间产生轴向的相互可移动性，即，只要阀体连接在阀直线驱动器上。
[0016]另一方面提出，支撑单元是包围操纵件的管，该管延伸到驱动器壳体的端壁的开口中，从而被支承在其中，其中特别地，弹簧系统作用在管的壳体侧端部上，弹簧系统支撑在壳体内侧上。弹簧系统因此直接被布置在支撑单元与驱动器壳体之间的接口上，由此可通过弹簧系统使得支撑单元相对于驱动器壳体轴向相对移动。此外，由此确保支撑单元至少部分持久地被支承在驱动器壳体中。支撑单元可被构建成旋转对称的，例如通过下述方式，g卩，管具有圆柱形横截面。
[0017]根据另一个实施方式，支撑单元具有至少两个相互轴向移动的、通过直线支承连接的部分，弹簧系统在这些部分之间起作用。根据该实施方式，设置在支撑单元的两个部分之间的轴向相对移动。在该实施方式中，特别可行的是，配设于驱动器壳体的支承单元的部分与驱动器壳体固定连接，然而可连接到阀体的另一部分上。
[0018]特别地，两个相互轴向移动的部分可伸缩地相互进入地移动。由此可提供阀直线驱动器，其具有最大的设置行程，且尽管如此被构建成紧凑的。
[0019]弹簧系统可包括至少一个第一子弹簧系统和第二子弹簧系统，其具有不同的弹簧刚度。因此实现特别简单构建的弹簧系统，其具有至少两个不同的弹簧刚度。弹簧系统因此可在唯一位置上具有两个功能。此外，两个子弹簧系统中的一个可通过简单的方式更换或通过另一个被代替，从而事后改变弹簧系统的特性。同样地，由此简化保养。
[0020]特别地，子弹簧系统可串联。由此产生弹簧系统的特别简单和紧凑的结构。此外，弹簧系统的弹簧刚度以简单的方式根据压缩距离被构建，因为首先决定性地或基本仅具有更小弹簧刚度的子弹簧系统是有效的。
[0021]弹簧系统可通过多个子弹簧系统被构建。子弹簧系统特别贴靠在起始位置上，优选直接相互贴靠，即，不带有被插入的材料更硬的部件。
[0022]根据另一个方面，第一子弹簧系统是关闭系统，该关闭系统在驱动单元未激活的情况下向关闭位置的方向挤压操纵件，且第二子弹簧系统是过载保护件，当未与阀体耦接的阀直线驱动器将操纵件最大向外移动且抵靠内挡块时该第二子弹簧系统被压缩。两个子弹簧系统由此分别覆盖弹簧系统的不同功能。这样地布置子弹簧系统，即，首先决定性地基本仅第一子弹簧系统在第一、更短的压缩距离的情况下是有效的，且将额外的力施加到阀封闭件上。相反地，第二子弹簧系统在下述情况下可察觉地压缩，即，当超过事先确定的设置行程时。第二子弹簧系统特别用于接收来自驱动单元的力。此外，根据第二子弹簧系统的设计方案确保，其在下述情况下也是有效的，即，当阀体不连接到阀直线驱动器上时。由此，过载保护件功能在分开构建的阀直线驱动器的情况下已经完全功能有效。
[0023]特别地，第二子弹簧系统的弹簧刚度大于第一子弹簧系统的弹簧刚度。这关联不同的功能，其覆盖两个子弹簧系统。在机械过载之前，第二子弹簧系统支撑阀直线驱动器，特别支撑被置于其中的驱动单元，因此其具有更大的弹簧刚度。相反地，当阀封闭件在关闭位置上且驱动单元被关闭时，第一子弹簧系统保持额外的密封闭合力。当操纵件被设置成抵抗第一子弹簧系统的弹簧力时，驱动单元由于第一子弹簧系统的更小的弹簧刚度在下述情况下几乎不被施加负载。
[0024]另一方面提出，第二子弹簧系统的弹簧刚度在400N/mm与16000N/mm之间，特别为大致500N/mm，和/或第一子弹簧系统的弹簧刚度在0.lN/mm与600N/mm之间，特别为大致200N/mm。这是典型的弹簧刚度，其适用于确保子弹簧系统的不同功能。特别地，所选择的弹簧刚度取决于阀直线驱动器的尺寸以及驱动单元的强度。
[0025]第一和/或第二子弹簧系统可由多个弹簧件构成，其特别串联。弹簧件的数量可相应地调整弹簧刚度。此外，因此可通过简单的方式提供具有更大弹簧刚度的子弹簧系统。子弹簧系统的或两个子弹簧系统的弹簧刚度的事后改变或调整通过下述方式同样是可行的，即，更换或额外添加弹簧件。一般地，子弹簧系统可被构建成弹簧包。
[0026]根据一个实施例，第一子弹簧系统和第二子弹簧系统可由围绕操纵件的碟形弹簧中的分别至少一个构成，其中，子弹簧系统的碟形弹簧重叠地堆叠。由此实现弹簧系统的旋转对称的以及紧凑的结构，因为两个子弹簧系统直接重叠地堆叠。此外，由此优化了力传递，因为存在均匀分布的力传递。
[0027]另一方面提出，设置至少一个存在于弹簧件之间的弹簧行程限制器，其限制弹簧系统的弹簧行程。弹簧行程限制器确保弹簧系统仅具有受限制的弹簧行程。对此，弹簧行程限制器优选被布置在第一子弹簧系统中，使得从整个弹簧系统的确定的弹簧行程起，第一子弹簧系统的弹簧行程通过弹簧行程限制器被限制。因此，从该确定的弹簧行程起，仅第二子弹簧系统还是有效的，且保护阀直线驱动器不过载。被布置在第一子弹簧系统中的弹簧行程限制器由此确保从第一至第二子弹簧系统的有针对性的过渡。
[0028]特别地，操纵件可以是阀挺杆，在其端部上设置阀封闭件。由此可构建阀驱动器，在其中，操纵件和阀封闭件特别被构建成一体的。
[0029]—方面提出，直线支承额外形成旋转轴承，该旋转轴承支承阀直线驱动器的两个部分使得其可相互旋转，优选旋转大于360°。该功能另外可通过弹簧系统实现，因为弹簧系统被构建成旋转对称的。由此，阀直线驱动器可被用在不同的位置上，由此存在更高的灵活性，例如用于定向阀驱动器的接头。
[0030]此外，本发明的目的通过具有阀体以及根据前述类型的阀直线驱动器的阀实现，其中，阀体具有至少一个入口、至少一个出口、至少一个流动通道以及至少一个阀座。阀直线驱动器的上述优点可通过类似的方式转移到阀上。
[0031]根据一个实施方式，支撑单元被固定在阀体上，其中，直线支承以及弹簧系统被设置在支撑单元与阀体之间。这样被构建成的阀的特征在于，轴向可移动性被设置在阀体与整个阀直线驱动器之间，特别在阀体与支撑单元之间，支撑单元是阀直线驱动器的部分。阀直线驱动器自身可被构建成一体的，使得部件不能轴向相对移动。
[0032]根据另一方面，这样地构建簧系统，即，阀直线驱动器相对于阀体可围绕纵轴线旋转优选大于360°，S卩，特别是无尽的，其中特别地，直线支承也形成旋转轴承。同样地在连接阀体的情况下给出阀直线驱动器、特别是驱动器壳体相对于阀体的相对可旋转性。整个阀直线驱动器因此可相对于阀体旋转。
【附图说明】
[0033]在下文的描述和附图中给出本发明的其他优点和特性。附图中:
[0034]图1为根据本发明的阀的透视图；
[0035]图2为在支撑单元的区域中的图1中的根据本发明的阀的剖视图；
[0036]图3为在图2中所示的阀在打开位置上的视图，其中，剖面略不同于在图2中的所选择的剖面；
[0037]图4为在图2中所示的阀在关闭位置上的细节图；以及
[0038]图5示出所使用的弹簧系统的弹簧变形曲线。
【具体实施方式】
[0039]在图1中示出阀10，该阀包括具有驱动器壳体14的阀直线驱动器12以及阀体16。
[0040]阀体16具有入口 18和出口 20。在入口 18与出口 20之间构建流动通道22，流体可流动通过该流动通道，可通过阀10设置，特别是调节或控制流体的流量。
[0041 ]阀体16在分开构建的阀直线驱动器12上通过耦接点23连接，耦接点被设置在阀直线驱动器12的支撑单元24上。在该所示的实施方式中，支撑单元24与驱动器壳体14分开地以及与阀体16分开地被构建，如此外在图2中所示的，在其中，以剖视图在支撑单元24的区域中示出阀10。
[0042]图2示出阀直线驱动器12具有驱动单元26，驱动单元在图2中以虚线被示出。可轴向移动的操纵件28与驱动单元26耦接，且可通过驱动单元26被驱动，且因此被调整。驱动单元26可以是气动、液压或电气操纵的驱动单元。替选地，驱动单元26也可以是手动操纵的驱动单元。
[0043]驱动单元26或一般的阀直线驱动器12可具有传动部27，该传动部在所示的实施方式中被构建成转轴-螺母-组件，其将电动机的旋转运动转换成操纵件28的线性运动。
[0044]在所示的实施方式中，操纵件28被构建成阀转轴，其从传动部27延伸通过管形构建的支撑单元24直至进入阀体16中。因此，支撑单元24也可被称为转轴管。操纵件28具有轴向端部30，该端部配设于阀体16上。在该轴向端部30上，阀封闭件32被布置在操纵件28上，该操纵件可被构建成与阀封闭件是分开的。
[0045]阀封闭件32可与被构建在阀体16中的阀座34共同作用，从而封闭阀10。对此，操纵件28被驱动单元26调整到其关闭位置上，使得阀封闭件32密封地位于阀座34上。流体不能再流动通过流动通道22，因为该流动通道被堵住。
[0046]在阀座34上可设置密封件35a，当阀封闭件32位于阀座34上时，该密封件与阀封闭件32共同作用从而改进密封效果。替选地或补充地，密封件35b可设置在阀封闭件32上。
[0047]—般地，阀封闭件32用于改变通过流动通道22的横截面，由此可设置流体的流量。即，阀封闭件32可占据在打开位置(图3)与关闭位置(图4)之间的不同的中间位置。
[0048]特别地，操纵件28可被构建成阀挺杆，在其端部上，阀封闭件32被构建成一体的。
[0049]此外图2示出，驱动器壳体14是多件的，因为驱动器壳体包括具有端壁36的前侧盖部件14a以及罩形的壳体部分14b，其与盖部件14a耦接。此外，壳体14具有对置于盖部件14a的壳体盖部14c(参见图1)，该壳体盖部同样与罩形的壳体部分14bf禹接。
[0050]驱动器壳体14、特别是盖部件14a在端壁36的区域中具有开口38，支撑单元24被置于该开口中。支撑单元24延伸部分地通过开口 38直至进入驱动器壳体14，且在此轴向可移动地被引导。支撑单元24突入驱动器壳体14中的轴向端部40形成为凸缘状的，其中，端部40例如这样地被制造或事后形变，特别被弯曲。
[0051]盘或环形支撑件42贴靠在支撑单元24的形变的端部40上，此外，弹簧系统44被支撑在支撑件上。支撑件42用于改进贴靠弹簧系统44以及用于预紧张弹簧系统44，如下文中还将描述的那样。
[0052]一般地，弹簧系统44被设置在驱动单元26与阀直线驱动器12耦接到阀体16上的耦接点23之间的力流路径中，此外由此在阀直线驱动器12的两个部分之间的轴向相对移动是可行的。驱动单元26与驱动器壳体14固定耦接，特别与壳体盖部14c或罩形壳体部分14b固定親接。
[0053]在该所示的实施方式中，弹簧系统44被布置，使得弹簧系统利用其第一端部通过支撑件42支撑在与驱动器壳体14分开构建的支撑单元24上，以及利用其第二端部支撑在驱动器壳体14的内侧上，特别支撑在盖部件14a的内侧上。由此，弹簧系统44弹性地位于在阀体16与驱动器壳体14之间的轴向力流路径中，使得可传递轴向压力。由于在驱动器壳体14与支撑单元24之间的弹簧系统44的布置，驱动器壳体14可相对于支撑单元24以及固定连接在其上的阀体16在轴向方向上移动。
[0054]因此，在弹簧系统44的区域中，构建直线支承45，其使得支撑单元24可相对于驱动器壳体14轴向相对移动。
[0055]在所示的实施方式中，弹簧系统44包括第一子弹簧系统46以及第二子弹簧系统48，其串联布置且直接重叠地被布置。此外，两个子弹簧系统46、48具有不同的弹簧刚度，如在随后参考的图5中呈现的那样。由于串联布置的子弹簧系统46、48的不同的弹簧刚度，整个弹簧系统44具有取决于弹簧行程的弹簧刚度或取决于弹簧系统44的压缩距离的弹簧刚度。
[0056]替选地，弹簧系统44也可具有多于两个的子弹簧系统，由此可相应地更细地调节弹簧系统44的取决于行程的弹簧刚度。
[0057]在另一个替选的设计方案中，弹簧系统44可通过唯一的弹簧被构建，弹簧具有多个等级，由此实现取决于行程的弹簧刚度。
[0058]在该所示的实施方式中，两个子弹簧系统46、48分别由碟形弹簧形成，其重叠地堆叠且围绕操纵件28。因此，碟形弹簧被构建成基本盘或环形的，且以均匀的方式作用到驱动器壳体14以及支撑件42上。
[0059]此外，由于弹簧系统44的旋转对称的设计，直线支承45可同时形成旋转轴承，由此阀直线驱动器12的可相互轴向移动的部分此外可相互旋转地被支承。这表示，在所示的实施方式中，驱动器壳体14和具有连接在其上阀体16的支撑单元24可相互旋转超过360°。由此，阀直线驱动器12以及阀10可在不同的安装位置的情况下被使用。
[0060]在所示的实施方式中，第一子弹簧系统46通过两个弹簧件被构建，其串联且由此形成弹簧包。相反地，第二子弹簧系统48仅具有唯一的弹簧件。第二子弹簧系统48可如第一子弹簧系统46地通过多个弹簧件被构建，或第一子弹簧系统46如第二子弹簧系统48仅通过弹簧件被构建。
[0061]一般地，代替或补充所示的碟形弹簧，可使用螺旋弹簧、片簧、弹性体弹簧或扭转弹簧，其也可相互组合，从而实现所期望的弹簧刚度和特性。
[0062]此外在图2中呈现，弹簧行程限制器50被设置在弹簧系统44中。在该所示的实施方式中，弹簧行程限制器50是被布置在第一子弹簧系统46的两个弹簧件之间的环，且由此限制第一子弹簧系统46的弹簧行程，如下文中还将描述的那样。
[0063]替选地或补充地，弹簧行程限制器也可被设置在第二子弹簧系统48中。
[0064]图3示出，阀10处于其打开位置。在该位置上，驱动单元26将操纵件28完全送入，使得阀封闭件32不与阀座34接触。在流动通道22中的自由流动横截面在所示的打开位置上是最大的。
[0065]在打开位置上，支撑单元24通过挡块面52贴靠在挡块54上，挡块被构建成在壳体14上。此外，在挡块54上设置密封件56，该密封件被构建成环形的。由此，挡块54限制支撑单元24相对于壳体14的轴向相对运动。
[0066]比较图2和3示出，操纵件28和被布置在其上的阀封闭件32已经在图2所示的位置上，几乎在打开位置。这在支撑件42的位置上特别好地识别。
[0067]在图4中，示出如在图3中的同一凹口，当然操纵件28以及被布置在其上的阀封闭件32被驱动单元26调整到关闭位置上。
[0068]在该位置上，相对于轴向封闭力的反作用力通过支撑单元24、贴靠在其上的支撑件42和支撑在支撑件42上的弹簧系统44被传递到驱动器壳体14上，在驱动器壳体上固定驱动单元26 ο相应地，弹簧系统44位于轴向力流路径中。
[0069]此外，支撑单元24在关闭位置上不再通过其挡块面52贴靠在挡块54上，使得壳体14与支撑单元24之间的空隙被构建在挡块54的区域中。
[0070]参考以归一化视图示出弹簧系统44的弹簧变形曲线的图5，描述弹簧系统44的功會K。
[0071]在图3所示的打开位置上，阀直线驱动器12在其起始位置上，在该起始位置上操纵件28完全被送入。在该位置上，弹簧系统44可根据支撑件42的设计和布置被预紧张。该起始位置对应于在图5中所示的图中的+10的调整行程。
[0072]当操纵件28通过阀封闭件32从在图3中所示的打开位置被转移到图4中所示的关闭位置上时，则作用力必须抵抗在图5中所示的力A在+10至O的行程的区域中被提升。
[0073]一旦阀封闭件32到达阀座34，这对应于在O时的调整行程，则所需的作用力升高，从而进一步调整操纵件28。在该位置上主要的最小密封闭合力B为通过流体作用到阀封闭件32上的力的至少100%。这确保，阀封闭件32可不因为作用到阀封闭件32上的流体力而被调整和打开。优选地，最小密封闭合力B为流体力的至少105%。
[0074]从该位置，驱动单元26进一步轴向在阀座34的方向上调整操纵件28，使得设置在阀封闭件32与阀座34之间的密封件35a和/或35b更强烈地挤压在一起。
[0075]当操纵件28通过调整行程在O时进一步轴向被调整，决定性地，S卩，几乎仅第一子弹簧系统46被压缩，其中，阀直线驱动器12必须通过行程S施加相应更高的、抵靠密封闭合弹簧力C作用的力，如在图5中的视图中所示的那样。
[0076]操纵件28越进一步沿着调整行程S被调整，第一子弹簧系统46越强烈地被挤压在一起。同时，驱动器壳体14在相对于支撑单元24的轴向方向上移动。这在下述情况下可很好地识别，即，当在端壁36的开口 38的区域中比较图3和4或比较支撑件42的位置时。
[0077]第一子弹簧系统46被构建成，使得密封闭合弹簧力C在行程S上是尽可能恒定的。然而实际上，通过该理论上的理性情况产生最小的偏差。第一子弹簧系统46的弹簧力这样地被选择，即，设置足够高的密封闭合弹簧力C，从而保持密封功能，且同时未过高，使得当驱动单元抵抗密封闭合弹簧力C调整操纵件28时驱动单元26和密封件不非必要地被施加负载。
[0078]典型地，行程S的长度被选择成使得考虑由于热影响的所有可能的长度变化、对密封件35a、35b的使用和阀直线驱动器12中的可能缝隙，从而确保这可被补偿。通常地，行程S为阀1的整个调整行程的大致2 %至15 %，特别在5 %与1 %之间。也当驱动单元26被关闭时，行程S或沿着行程S的调整行程确保可持续施加所需的密封闭合力。
[0079]在正常运行中，驱动单元26大致在行程S的一半时被关闭，使得阀封闭件32留在该位置上，且通过第一子弹簧系统46确保足够的密封闭合力。阀封闭件32的该位置此外可由于阀直线驱动器12的部件的自锁而被保持。
[0080]若驱动单元26将具有阀封闭件32的操纵件28进一步设置为在正常运行中设置的点，则第一子弹簧系统46可被最大压缩，或使用在第一子弹簧系统46中设置的弹簧行程限制器50。这在图4中以及在图5的视图中被示出。
[0081]力从点D起(参见图5)不再通过第一子弹簧系统46被传递，因为，第一子弹簧系统46的两个弹簧件接触位于中间的弹簧行程限制器50。第一子弹簧系统46由此不再可压缩，导致第二子弹簧系统48是决定性有效的。因此，当达到弹簧系统44的确定的弹簧行程或操纵件28的调整行程时第二子弹簧系统48压缩。通过弹簧行程限制器50可设置有针对性的过渡，从此起第二子弹簧系统48压缩。
[0082]如前所述的那样，两个子弹簧系统46、48具有不同的弹簧刚度，由此弹簧系统44具有取决于弹簧行程的弹簧刚度。这也以明显的方式在图5中呈现。
[0083]第二子弹簧系统48的弹簧变形曲线明显高于第一子弹簧系统46的弹簧变形曲线。例如，第二子弹簧系统48的弹簧刚度可在400N/mm与16000N/mm之间，特别地，第二子弹簧系统48的弹簧刚度为大致500N/mm。相反地，第一子弹簧系统46的弹簧刚度可在0.1N/mm与600N/mm之间。特别地，第一子弹簧系统46的弹簧刚度为大致200N/mm。
[0084]由于第二子弹簧系统48的更大的弹簧刚度确保驱动单元26被保护不受机械过载。特别地，该安全功能在阀10快速调整到其关闭位置上时是有意义的。驱动单元26必须由于第二子弹簧系统48抵抗其更大的弹簧刚度而工作，且不直接碰撞到挡块上，如碰撞到阀座34或内部挡块上。此外，在未制动碰撞时，驱动单元26否则可机械地卡住或闭塞。
[0085]相反地，第一子弹簧系统46仅呈现为关闭系统，关闭系统在驱动单元26未激活时向关闭位置的方向对操纵件28以及被布置在其上的封闭件32加压，使得也当驱动单元26被关闭时阀1留在其关闭位置上。
[0086]因此，弹簧系统44由于取决于弹簧行程的弹簧刚度而提供统一的弹簧系统，其包括两个功能，即，过载保护以及保持所需的密封闭合力。此外，通过弹簧系统44实现驱动器壳体14相对于阀体16或支撑单元24的可旋转性，如前述所述的那样。在该实施方式中所示的弹簧系统44由此甚至具有三个功能。
[0087]当没有阀体16被连接在阀直线驱动器12上时，弹簧系统44也是有效的。在此，操纵件28被向下调整，直至螺母-转轴-组件27的螺母的挡块面接触支撑单元24的端部40时(参见图2)。弹簧系统44以与图4类似地方式被激活，且有效防止驱动单元26闭塞。
[0088]此外，可设置控制部，该控制部记录阀直线驱动器12的、特别是驱动单元26的流接收量。由于两个子系统46、48的不同弹簧变形曲线，产生不同的流接收量(Stromaufnahme)。借助于所记录的且然后计算的数据，可执行对阀直线驱动器12的运行优化。
[0089]在又一个、在此未示出的实施方式中，支撑单元24可被构建成两部分的，其中，弹簧系统44被布置在支撑单元24的两个部分之间。然后直线支承出现在支撑单元24的两个部分之间，使得两个部分相互轴向移动。配设于驱动器壳体14的支撑单元24的部分可与驱动器壳体14 一体地连接。
[0090]有利地，支撑单元24的两个部分可伸缩地相互移动进入，使得紧凑的结构是可行的，且尽管如此阀直线驱动器12的更大的调整行程是可行的。
[0091 ]在另一、在此未示出的实施方式中，在阀直线驱动器12的耦接点23的区域中的弹簧系统44被设置在阀体16上，使得在此也是直线支承。在该实施方式中，支撑单元24可被构建成与驱动器壳体14是一体的，特别与盖部件14a是一体的。
[0092]特别地，支撑单元24以及其部分、弹簧系统44以及耦接点23可这样地被构建，SP，相应的直线支承同时形成旋转轴承。
[0093]由此根据本发明，实现阀直线驱动器12以及阀10，该阀具有紧凑的结构，在其中，设置弹簧系统44，该弹簧系统在一个位置上集合多个功能。
【主权项】
1.一种用于连接到具有阀座(34)的阀体(16)上的阀直线驱动器(12)，所述阀直线驱动器具有带有至少一个入口(18)和至少一个出口(20)的至少一个流动通道(22)，其中，阀直线驱动器(12)包括:驱动器壳体(14)，该驱动器壳体具有被置于其中的驱动单元(26);可被驱动单元(26)轴向移动的操纵件(28)，该操纵件与可紧压到阀座(34)上的且可选地封闭流动通道(22)的阀封闭件(32)耦接；以及围绕操纵件(28)的支撑单元(24)，该支撑单元被实施为可固定在阀体(16)上，其特征在于，在支撑单元(24)上设置有通过操纵阀直线驱动器(12)而被施加负载的弹簧系统(44)，该弹簧系统根据压缩距离具有不同的弹簧刚度。2.根据权利要求1所述的阀直线驱动器(12)，其特征在于，沿着在支撑单元(24)上延伸、从驱动单元(26)至阀直线驱动器(12)耦接到阀体(16)上的耦接点(23)的力流路径设置有直线支承(45)，该直线支承允许阀直线驱动器(12)的两个部分轴向相互移动，其中，弹簧系统(44)使得将所述两个部分在第一方向上压入起始位置，且其中，弹簧系统(44)被布置使得其在操纵件(28)的最大移出位置上传递轴向作用力。3.根据权利要求1或2所述的阀直线驱动器(12)，其特征在于，支撑单元(24)是相对于驱动器壳体(14)分开的部件，其中，在支撑单元(24)与驱动器壳体(14)之间布置直线支承(45)和弹簧系统(44)。4.根据权利要求3所述的阀直线驱动器(12)，其特征在于，支撑单元(24)是包围操纵件(32)的管，该管延伸到驱动器壳体(14)的端壁(36)的开口(38)中，从而被支承在其中。5.根据权利要求4所述的阀直线驱动器(12)，其特征在于，其中，弹簧系统(44)作用在管的壳体侧的端部(40)上，弹簧系统被支撑在壳体内侧上。6.根据权利要求1或2所述的阀直线驱动器(12)，其特征在于，支撑单元(24)具有至少两个相互轴向移动的、通过直线支承连接的部分，弹簧系统(44)在这些部分之间起作用。7.根据权利要求6所述的阀直线驱动器(12)，其特征在于，所述两个相互轴向移动的部分可伸缩地相互进入地移动。8.根据权利要求1或2所述的阀直线驱动器(12)，其特征在于，弹簧系统(44)包括至少一个第一子弹簧系统(46)和第二子弹簧系统(48)，其具有不同的弹簧刚度。9.根据权利要求8所述的阀直线驱动器(12)，其特征在于，所述子弹簧系统(46，48)串联。10.根据权利要求8或9所述的阀直线驱动器(12)，其特征在于，第一子弹簧系统(46)是关闭系统，该关闭系统在驱动单元(26)未激活的情况下向关闭位置的方向挤压操纵件(28)，且第二子弹簧系统(48)是过载保护件，当未与阀体(16)耦接的阀直线驱动器(12)将操纵件(28)最大向外移动且抵靠内挡块时该第二子弹簧系统被压缩。11.根据权利要求8或9所述的阀直线驱动器(12)，其特征在于，第二子弹簧系统(48)的弹簧刚度大于第一子弹簧系统(46)的弹簧刚度。12.根据权利要求8或9所述的阀直线驱动器(12)，其特征在于，第二子弹簧系统(48)的弹簧刚度在400N/mm与16000N/mm之间，和/或第一子弹簧系统(46)的弹簧刚度在0.lN/mm与600N/mm 之间。13.根据权利要求8或9所述的阀直线驱动器(12)，其特征在于，第一和/或第二子弹簧系统(46，48)由多个弹簧件构成。14.根据权利要求13所述的阀直线驱动器(12)，其特征在于，所述弹簧件串联。15.根据权利要求8或9所述的阀直线驱动器(12)，其特征在于，第一子弹簧系统(46)和第二子簧系统(48)分别由围绕操纵件(28)的碟形弹簧中的至少一个构成，其中，子弹簧系统(46，48)的碟形弹簧重叠地堆叠。16.根据权利要求1或2所述的阀直线驱动器(12)，其特征在于，设置有至少一个存在于弹簧系统(44)中的弹簧行程限制器(50)，其限制弹簧系统(44)的弹簧行程。17.根据权利要求1或2所述的阀直线驱动器(12)，其特征在于，操纵件(28)是阀挺杆，在其端部上设置有阀封闭件(32)。18.根据权利要求1或2所述的阀直线驱动器(12)，其特征在于，直线支承(45)额外形成旋转轴承，该旋转轴承支承阀直线驱动器(12)的两个部分使得其可相互旋转。19.一种阀(10)，具有:阀体(16)，该阀体具有至少一个入口( 18)、至少一个出口(20)、至少一个流动通道(22)和至少一个阀座(34);以及根据前述权利要求中任一项所述的阀直线驱动器(12)。20.根据权利要求19所述的阀(10)，其特征在于，支撑单元(24)被固定在阀体(16)上，其中，直线支承(45)以及弹簧系统(44)被设置在支撑单元(24)与阀体(16)之间。
【文档编号】F16K29/00GK106051260SQ201610218963
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月8日 公开号201610218963.8, CN 106051260 A, CN 106051260A, CN 201610218963, CN-A-106051260, CN106051260 A, CN106051260A, CN201610218963, CN201610218963.8
【发明人】克劳斯·贝克, 曼纽尔·克拉夫特, 于尔根·施密特
【申请人】比尔克特韦尔克有限公司