阀门及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种阀门及其使用方法以及相应的计算机程序。
【背景技术】
[0002]不同功能和结构形式的阀门被用于阻断或控制流体流过具有阀门的系统。
[0003]具有促动器、密封-或封闭体和壳体的传统的阀门由多个独立组件组成，在制造时将这些独立组件组装与装配。
【发明内容】
[0004]在该背景下，通过在此介绍的方案提出了一种根据独立权利要求所述的阀门及其使用方法以及相应的计算机程序。有利的设计方案由相应的从属权利要求和下述说明书得出。
[0005]具有柔性壁的用于影响流体流过阀门的阀门壳体这种设计方案可以实现使得阀门壳体相对于促动器并且必要时相对于阀门的其它阀门组件密闭地密封。
[0006]因此，根据该方案构造的阀门是可以实现多个阀门功能的独立组件。就这类阀门而言，密封体可以被直接内置到壳体内，由此可以省去用于促动器的附加的密封位置。
[0007]根据在此提出的设计方案的改进，例如通过将封闭体设计为褶皱结构或者将波纹管内置到壳体内，还可以将阀门的弹性功能或者还可以将弹性功能的部分引入到壳体内。
[0008]根据在此提出的设计方案而设计的阀门可以避免污染物在间隙、接合位置以及死水区(Totwassergebiet)积累。该设计方案还可以保证流动室的完全密封。可以完全省去额外的密封件。无需穿引用于给促动器供电的电缆。可以减少或防止在操作封闭体时的功能上的问题，例如在阀门的力-行程-曲线中由密封环引起滞后现象。可以将在此提出的阀门按整体构造方式来制造，由此可以减少所需部件的数量以及降低组装费用。
[0009]由于可以例如通过添加法或功能铸造法(Funkt1nsguss)制造在此提出的阀门和与之相关的设计自由，可以在流体力学方面优化地设计流体室。可以省去可能发生问题的过渡-和接合区或间隙、底切和死水区。由此可以有效地避免因沉积在间隙内的颗粒和沉落物沉积而产生的污染。
[0010]提出一种具有以下特征的阀门:
[0011]用于控制流体流过阀门的促动器；和阀门壳体，其中，该阀门壳体具有至少一个柔性壁，该柔性壁被设计用于被促动器移动；以便在用于使得流体流入到阀门内的入口和用于使得流体从阀门流出的出口之间改变阀门壳体内的流体流动区。
[0012]阀门可以用于阻断或控制流体的流动。促动器可以被理解为阀门的驱动元件，其适合于将电信号转化为机械运动，这里用于使得阀门壳体的柔性壁移动，从而其增大或减少或中断流体的沿着柔性壁流动的物质流，或者可以用于允许该物质流流过阀门。阀门壳体可以被构造用于临时地容纳流体并引导流体穿过阀门。阀门壳体可以具有入口和出口或者多个入口和出口作为仅有的开口，此外-特别是相对于促动器-密封地即流体密封地封闭。
[0013]柔性壁可以形成阀门壳体的一部分。柔性壁可以与壳体壁的刚性的剩余区域一体地构造。在这种情况下可以在阀门壳体壁的刚性的区域和可移动的或可移调的区域之间设置中断的或连续的过渡部。替代地，在制造阀门时，柔性壁可以在规定的工作步骤中与阀门壳体的刚性的壁区段相连接。根据一个实施方式，柔性壁还可以在整体上构成阀门壳体。可以从阀门的封闭体的意义上来看待柔性壁。柔性壁可以被构造用于响应压力而被促动器弹性地移动或弯曲，并且在取消压力时会自动再次移动回原始状态。柔性壁的移动在此可以体现为柔性壁的至少一个部分的弯曲或伸缩。替代地，柔性壁的柔性以如下的形式存在，即它响应于所施加的压力改变其形状，并且在取消压力时又恢复其原状。
[0014]“流体流动区”可以是阀门壳体的一部分区域，该部分区域具有入口和出口。流体在阀门壳体内的最有效的流动可以发生在该区域内。“改变流体流动区”可以是增大或减小或关闭或打开流体流动区。“入口”可以是高压接头，而“出口”则可以是低压接头。
[0015]根据阀门的一个实施方式，促动器可以在阀门壳体的外部与阀门壳体的柔性壁相邻地布置。采用该种方式，促动器可以以适当的方式作用到柔性壁上，而不需为此使得柔性壁被促动器穿透。因此，可以有利地省去相对于促动器对阀门壳体的内部进行昂贵地密封。
[0016]柔性壁例如可以形成阀门壳体的与入口对置的插套部分。促动器的导向件可以布置并构造在该插套部分中，以便逆向于流体流动区内的流体的流动方向地将插套部分的底部压入到入口内，以便封闭入口。插套部分可以被设计用于延伸进入到阀门壳体的内部。插套部分的底部在此在封闭体-例如中心阀-的意义上可以用于完全或部分地封闭入口。在阀门的该实施方式中，导向件可以被构造为杆状，并且其一端处在插套部分的底部上，而其另一端则延伸越过插套并从阀门壳体伸出。
[0017]阀门的该实施方式可以实现在流体流动区内直接在相关的位置即在伸入到阀门壳体内的入口处十分精细地分级地调节流体体积流，同时使得阀门壳体相对于促动器产生紧密的密封。
[0018]特别地，插套部分可以具有手风琴状折叠的褶皱结构。该褶皱结构可以被设计用于可朝向入口延伸。褶皱结构的延伸可以通过促动器的导向杆朝向入口的移动来进行。褶皱结构可以被构造用于响应于从插套撤回导向杆而自动地收缩并打开开口。采用该实施方式可以有利地提供弹性作用，而不需为此使用附加的部件，基于所述弹性作用可以使得入口封闭或者保持打开。因此可以节省制造成本和安装空间，并且还可以减小或消除在阀门壳体内部的死水区。
[0019]根据一个实施方式，导向件可以固定地与插套部分相连。因此可以十分有效地从促动器到插套的底部上进行力传递，以便使得该底部移动。
[0020]根据另一实施方式，柔性壁可以被设计用来横向于在流体流动区内的流体的流动方向地被促动器朝向阀门壳体内部地顶压。采用该种方式可以借助于柔性壁减小流体流动区的有效横截面。阀门的该实施方式可十分简单且成本低廉地实现。
[0021 ] 柔性壁在此例如可以横向于在流体流动区内的流体的流动方向完全地包围流体流动区的至少一部分。促动器可以被构造为完全包围柔性壁的环形促动器。该实施方式可以保证十分均匀地减小或增大入口和出口之间的流体流动区。因此可以十分有效地减小在流体流动区内的流体的、不利于阀门功能的涡流。
[0022]提出了一种使用阀门的方法，其中，阀门具有用于控制流体流过阀门的促动器和阀门壳体，其中，阀门壳体具有至少一个柔性壁，该柔性壁被设计用于被促动器移动，其中，该方法具有以下步骤:
[0023]向促动器发出控制信号，以便引起促动器使得柔性壁移动，以便在用于使得流体流入到阀门内的入口和用于使得流体从阀门流出的出口之间改变阀门壳体内的流体流动区。
[0024]该方法的一个实施方式可以被用于操作根据上述实施方式之一所述的阀门。通过本发明的方法形式的该设计变型，还可以迅速且有效地实现本发明的目的。
[0025]具有程序代码的计算机程序产品或计算机程序也是有利的，该程序代码可以被存储在机器可读的载体或存储介质例如半导体存储器、硬盘存储器或光学存储器上，并且被用于实施和/或控制按照上述实施方式之一所述方法的步骤，尤其是当程序产品在计算机或设备上执行时。
【附图说明】
[0026]以下借助于附图对在此提出的方案进行示范性地详述。在附图中:
[0027]图1为根据现有技术的阀门的示意图；
[0028]图2为根据现有技术的具有密封环的阀门的示意图；
[0029]图3为根据本发明的实施例的具有柔性壁的阀门的示意图；
[0030]图4为根据本发明的实施例的、图3的具有柔性壁的阀门的立体图；
[0031]图5为根据本发明的实施例的、具有柔性壁的阀门在第一位置的示意图；
[0032]图6为根据本发明的实施例的、图5的具有柔性壁的阀门在第二位置的示意图；
[0033]图7为根据本发明的实施例的、具有柔性壁的阀门的使用方法的流程图。
[0034]在本发明的有利的实施例的下述说明中，针对在不同附图中示出的且有相似作用的组件使用相同或相似的附图标记，其中，不再对这些组件予以赘述。
【具体实施方式】
[0035]图1所示为根据现有技术的用于控制流体流动的传统阀门的示意图。该阀门由促动器100、壳体102和封闭体104组装而成。壳体102的一部分构成上面的压力室106的封闭体的支座区(Sitzbereich) 106即封闭体104的支座区。流体经由在阀门的下面区域内的高压连接部到达阀门的第一压力室108内，并且在打开阀门时经由对置的、将第二压力室110打开的低压连接部离开阀门。
[0036]图1中示出的传统的阀门的促动器100、封闭体104和壳体102是在制造时被组装与装配的独立组件。与图1所示不同的是，还可以将传统阀门的促动器100安置在流体室的内部，从而仅需要把线缆穿过壳体102，而不需要使得运动的部件穿过壳体102。该设计的前提条件是，促动器100例如电磁线圈能在现有的介质内可靠地工作。
[0037]图2为根据现有技术在封闭体104和促动器100之间具有密封件200的传统阀门的示意图。密封件200在此被设计和构造为O-型环，以便借助于从填充有流体的压力室伸出的并且穿透壳体102的导向杆202使得可移动的封闭体104的导向部朝向促动器100密封。
[0038]图3在示意性的剖视图中示出了根据本发明的实施例的阀门300。阀门300由阀门壳体302和促动器304组成。阀门壳体302在此被方形地构造，并且形成阀门300的用于临时容纳流体的容纳室306。在图3所示的实施例中，壳体部302具有一个用于使得流体进入到容纳室306内的入口 308和两个用于使得流体从容纳室306流出的出口 310。
[0039]特别地，阀门壳体302具有柔性壁312。柔性壁312由可伸缩的或弹性的材料组成，并且在此形成软管状的、端部封闭的插套(EinstUlpung) 314插入到阀门壳体302的内部或容纳室306中。阀门壳体302的剩余区域在此被刚性地构造。在图3示出的阀门300的实施例中，阀门壳体302包括形成插套314的柔性壁312在内一体地构造。阀门壁的刚性区域过渡到柔性区域312。阀门壳体302包括柔性壁312在内相对于促动器304流体密封地密封。
[0040]在图3示出的阀门300的实施例中，插套314具有波纹管(Faltenbalg)意义上的手风琴状的褶皱结构316。褶皱结构316允许插套314变形或可移调，其方式为，可以将插套拉伸，再压缩即缩短，而无需显著地伸缩材料。在图3示出的实施例中，插套314在一定程度上构成阀门300的封闭体，并且相应地与阀门壳体302的入口 308相对地布置。通过延伸插套314的褶皱结构316，可以将插套的底部318插入到入口 308内并且封闭该入口。通过褶皱结构316会赋予柔性壁312弹性作用。在图3示出的阀门300的实施例中，插套314被设计用于在静止位置基于其固有的弹性作用将插套314的底部318压入到入口 308内进而封闭阀门3