本發(fā)明涉及一種閥，尤其是熱交換器閥。所述閥包括殼體，所述殼體具有第一端口、第二端口和在所述第一端口和所述第二端口之間的流動路徑、閥座，其中主閥元件和動態(tài)單元被設(shè)置在所述流動路徑中。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
下面借助于作為閥的示例并且更具體地作為熱交換器閥的示例的散熱器閥來說明本發(fā)明。然而，本發(fā)明不限于熱交換器閥。
動態(tài)單元與入口壓力無關(guān)地確保閥上的最大流量。動態(tài)單元形成一種限流器，其確保入口壓力無關(guān)的最大流量。入口壓力試圖抵抗彈簧關(guān)閉動態(tài)單元，并且在動態(tài)單元和由閥座和閥元件形成的主閥之間作用的壓力試圖打開動態(tài)單元。動態(tài)單元的“關(guān)閉”和“打開”意味著動態(tài)單元的節(jié)流阻力增大或減小。
動態(tài)單元形成一種可變節(jié)流裝置。每個節(jié)流裝置都具有產(chǎn)生噪聲的風(fēng)險。
本發(fā)明的目的是提供具有更大制造公差的可能性。
該目的通過如開頭所述的閥來解決，其中所述動態(tài)單元至少包括具有可變的第一節(jié)流阻力的第一排放部和具有可變的第二節(jié)流阻力的第二排放部，所述第一排放部和所述第二排放部串聯(lián)設(shè)置。
串聯(lián)連接的兩個(或多個)排放部的總節(jié)流阻力或流動阻力對應(yīng)于兩個(或多個)排放部的節(jié)流阻力的總和。因此，可以選擇每個都具有較低流動阻力的排放部，其中較低流動阻力允許較大的流動面積。該面積越大，噪聲越低。更多串聯(lián)的節(jié)流閥(throttles)或排放部提供了具有更大制造公差的可能性。
在本發(fā)明的實施例中，所述動態(tài)單元包括至少第一閥元件和第二閥元件，其中所述第一閥元件是第一排放部的一部分并且所述第二閥元件是第二排放部的一部分，并且所述第一排放部和所述第二排放部串聯(lián)設(shè)置。在這種構(gòu)造中，由動態(tài)單元產(chǎn)生的總流動阻力由兩個(或多個)排放部的流動阻力的和確定。這使得可以減小每個排放部的流動阻力，即允許更大的通流面積。該面積越大，噪聲越低。即使在動態(tài)單元顯示可能的最大壓降的情況下也是如此。即使在這種情況下，由于串聯(lián)的兩個(或多個)排放部的連接形成節(jié)流裝置，每個排放部的流動面積與同樣情況下僅使用單個排放部相比可以做得更大。
在本發(fā)明的一個實施例中，至少在運動路徑的一部分上，所述第一閥元件和所述第二閥元件可相對于彼此移動。可以使用動態(tài)單元的兩個或更多個閥元件進行逐步控制。例如，可以在第一步驟中使用兩個閥元件，例如在預(yù)定壓力范圍內(nèi)，并且在第二步驟中在壓降已經(jīng)超過預(yù)定水平并且最終控制被期望時僅使用兩個閥元件中的一個。
在本發(fā)明的實施例中，兩個閥元件具有不同的沖程。在這種情況下，使用兩個閥元件執(zhí)行控制的第一步驟。然而，當(dāng)一個閥元件到達其運動路徑的端部時，僅通過另一個閥元件實現(xiàn)壓力控制。另一個閥元件然后可以用于更精確地控制壓降。
在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一閥元件和所述閥元件中的至少一個是錐形部分的形式。錐形部分具有相對于閥元件的運動軸線傾斜的圓周表面。
在本發(fā)明的實施例中，優(yōu)選地，所述第一閥元件和所述第二閥元件中的至少一個與相對元件的內(nèi)錐形表面協(xié)作。在第一閥元件和/或第二閥元件與內(nèi)錐形表面之間形成環(huán)形間隙。該環(huán)形間隙的徑向?qū)挾仁谴_定動態(tài)單元的流動阻力的一個特征。兩個閥元件都可以與單獨的相對元件協(xié)作。然而，優(yōu)選的是，兩個閥元件與同一相對元件協(xié)作。在這種情況下，相對元件的內(nèi)錐形表面在大于第一閥元件和第二閥元件的軸向長度的長度上延伸，使得第一閥元件和第二閥元件的全部移動路徑能夠被覆蓋。
在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一閥元件和所述第二閥元件中的至少一個包括在圓周表面上的閥元件波紋并且/或所述內(nèi)錐形表面包括相對元件波紋。在表面中的至少一個上的波紋意味著相應(yīng)的表面不是光滑的，而是迫使沿著表面流動的流體的方向改變。流動方向的改變引起湍流，并且這增加了流動阻力，而不需要使間隙太小。術(shù)語“波紋”還覆蓋非常粗糙的表面，該表面足夠不平以引起流體流動的方向改變并引起湍流。
在本發(fā)明的一個實施例中，所述閥元件波紋和所述相對元件波紋中的至少一個是階梯形的。這有兩個優(yōu)點。階梯式波紋的制造簡單，并且由階梯式波紋引起的湍流足以產(chǎn)生期望的流動阻力。
在本發(fā)明的一個實施例中，所述閥座包括中心軸線，并且所述錐形部分相對于所述中心軸線的第一錐角不同于所述錐形表面相對于所述中心軸線的第二錐角。一方面的第一閥元件和/或第二閥元件的錐形部分具有與另一方面所述錐形表面不同的另一個傾斜度。
在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一錐角大于所述第二錐角。第一閥元件和第二閥元件在朝向所述閥座的方向上的運動不僅線性地減小相應(yīng)的閥元件和錐形表面之間的環(huán)形間隙的寬度，而且所述減小可以不同于線性。
在本發(fā)明的一個實施例中，所述相對元件包括與所述殼體中的第二螺紋接合的第一螺紋。當(dāng)相對元件在殼體中旋轉(zhuǎn)時，可以改變相對元件的軸向位置并且因此改變環(huán)形間隙的寬度，并且相應(yīng)地動態(tài)單元的流動阻力曲線可被改變。
在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一排放部由第一構(gòu)件和第二構(gòu)件形成，所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件可相對于彼此移動，以改變所述第一排放部的節(jié)流阻力，其中所述第二排放部由所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件形成。兩個排放部由相同的元件形成，即第一構(gòu)件和第二構(gòu)件。當(dāng)?shù)谝粯?gòu)件和第二構(gòu)件相對于彼此移動時，兩個排放部的流動阻力同時改變。使用相同的部件是相當(dāng)簡單的結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一構(gòu)件是第一管狀構(gòu)件，所述第二構(gòu)件是第二管狀構(gòu)件，其中所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件中的一個至少部分地插入所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件中的另一個，以形成內(nèi)部構(gòu)件和外部構(gòu)件。兩個構(gòu)件都是管的形式，所述管被一個套疊到另一個中。
在本發(fā)明的一個實施例中，通過平行于所述軸線相對于彼此移動所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件來改變所述第一排放部的節(jié)流阻力和所述第二排放部的節(jié)流阻力。這種節(jié)流阻力的變化可以通過使用閥的入口處的壓力容易地實現(xiàn)。所述壓力可以用于引起兩個構(gòu)件相對于彼此的線性運動。
在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一排放部具有從外部到由所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件包圍的腔室的流動路徑方向，并且所述第二排放部具有從所述腔室到外部的流動路徑方向。穿過動態(tài)單元的流動到達兩個構(gòu)件的外部，進入所述腔室并再次離開到外部。這具有額外的優(yōu)點，即流動方向的兩次改變是必要的。流動方向的每次改變都導(dǎo)致流動阻力的增加。
在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一排放部由所述外部構(gòu)件的第一圓周壁的第一控制邊緣和所述內(nèi)部構(gòu)件的第二圓周壁中的第一開口形成。第一圓周壁或多或少地覆蓋第一開口，使得第一開口具有有效面積。該有效區(qū)域受控制邊緣限制。因此，控制邊緣的位置確定第一排放部的流動阻力或節(jié)流阻力。
在本發(fā)明的一個實施例中，所述第二排放部由所述第一圓周壁中的第二開口和所述內(nèi)部構(gòu)件的第二控制邊緣形成。第二控制邊緣是第二圓周壁的邊界。第二圓周壁或多或少地覆蓋第二開口以形成開口的第二有效面積。第二控制邊緣的位置確定第二排放部的節(jié)流阻力或流動阻力。要說明的是，兩個控制邊緣都可以是窗口的邊界的一部分。
在本發(fā)明的一個實施例中，所述第二開口具有圓周方向上的沿著所述軸線改變的寬度。在這種情況下，第二開口的有效面積不隨著第一構(gòu)件相對于第二構(gòu)件的位移而線性地改變。可以使用其它關(guān)系。
在本發(fā)明的一個實施例中，彈簧裝置在所述第一節(jié)流阻力和所述第二節(jié)流阻力減小的方向上作用在所述第一構(gòu)件和/或所述第二構(gòu)件上。當(dāng)在閥的入口處沒有壓力可用時，彈簧裝置在開始位置使第一構(gòu)件和第二構(gòu)件相對于彼此移動。
在本發(fā)明的一個實施例中，所述彈簧裝置包括作用在第二構(gòu)件的一側(cè)上的第一彈簧和作用在第二構(gòu)件的與所述第一側(cè)相對的第二側(cè)上的第二彈簧。使用兩個彈簧允許彈簧裝置的非常精細(xì)的調(diào)節(jié)可能性。
在本發(fā)明的一個實施例中，所述彈簧裝置包括拉伸彈簧。拉伸彈簧產(chǎn)生牽拉所述拉伸彈簧作用在其上的構(gòu)件的力。這使得可以將彈簧布置在由第一構(gòu)件和第二構(gòu)件限制的腔室的外部。
在本發(fā)明的一個實施例中，通過相對于彼此旋轉(zhuǎn)所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件，可調(diào)節(jié)所述第一排放部和/或所述第二排放部的預(yù)設(shè)定。這種預(yù)設(shè)定可用于改變動態(tài)單元的流動阻力曲線或流動阻力特性。此外，其可以用于改變初始流動阻力和最終流動阻力，換句話說，用于限制通過動態(tài)單元的最大流量。
在本發(fā)明的實施例中，當(dāng)調(diào)整所述第一排放部的所述預(yù)設(shè)定時，保持所述第二排放部的預(yù)設(shè)定不變。這使得預(yù)設(shè)定更簡單，因為只需要監(jiān)測一個變量。
在本發(fā)明的一個實施例中，所述動態(tài)閥元件布置在第一彈簧和第二彈簧之間。根據(jù)本發(fā)明的實施例的動態(tài)閥元件現(xiàn)在由兩個彈簧的作用控制。動態(tài)閥元件的位置取決于一方面由第一彈簧和另一方面由第二彈簧產(chǎn)生的力。通過使用兩個彈簧，可以實現(xiàn)穩(wěn)定的效果。僅使用一個彈簧意味著相關(guān)聯(lián)的閥元件處于預(yù)張緊狀態(tài)，這又意味著在閥元件移動之前需要克服一定的力或壓力。使用兩個彈簧不是這種情況。當(dāng)動態(tài)閥元件布置在兩個彈簧之間并且這兩個彈簧具有相同的彈簧常數(shù)時，則總是相同的壓力可以將動態(tài)閥元件移動一定距離，例如1mm，而僅有一個彈簧不是這種情況。這種效果又給出了更精確的調(diào)節(jié)。當(dāng)兩個彈簧不具有相同的彈簧常數(shù)時也是如此。在這種情況下，在壓力下的移位略有不同。如果使用具有遞增的彈簧常數(shù)的兩個彈簧，則這可以用于使一個彈簧“負(fù)責(zé)”一個壓力區(qū)域，另一個彈簧“負(fù)責(zé)”第二壓力區(qū)域。
在本發(fā)明的實施例中，第一彈簧布置在所述第一閥元件和所述第二閥元件之間，并且第二彈簧布置在所述第二閥元件和所述殼體中的止擋件之間。只要兩個閥元件都不抵靠在止擋件上，則閥元件相對于彼此的位置被自動調(diào)節(jié)，使得在由兩個彈簧產(chǎn)生的力之間存在平衡。
在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一閥元件包括被在所述殼體中引導(dǎo)的第一閥桿，其中所述第二閥元件在所述第一閥桿上被引導(dǎo)。第一元件在殼體中的引導(dǎo)確保了第一閥元件和相對元件之間的環(huán)形間隙能夠在圓周方向上保持均勻。另一方面，同一閥桿可用于將第二閥元件保持在徑向位置。
在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一閥元件包括與所述第一閥桿相對的第二閥桿，其中所述第二閥桿在所述殼體中被引導(dǎo)。這意味著，第一閥元件在相對于彼此具有一定距離的兩個位置處被引導(dǎo)，使得可以以相當(dāng)高的精度保持第一閥元件在殼體中的對準(zhǔn)和第一閥元件與相對元件的對準(zhǔn)。
在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一閥元件設(shè)置有止擋件。止擋件限定第一閥元件的最大行程。這種止擋件可以連接到所述第二閥桿或位于任何其它合適的位置。
現(xiàn)在將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的實施例，其中：
附圖說明
圖1示出本發(fā)明的第一實施例的剖視圖；
圖2示出圖1的細(xì)節(jié)ii的放大視圖；
圖3示出本發(fā)明的第二實施例的剖視圖；
圖4示出圖3的細(xì)節(jié)iv的放大視圖；
圖5示出本發(fā)明的第三實施例的剖視圖；
圖6示出圖5的細(xì)節(jié)vi的放大視圖；
圖7示出從一側(cè)看的動態(tài)單元；
圖8示出從另一側(cè)看的根據(jù)圖7的動態(tài)單元；
圖9示出根據(jù)圖8的ix-ix剖視圖；
圖10示出根據(jù)圖7的x-x剖視圖；
圖11示出閥的剖視圖；
圖12示出圖11的細(xì)節(jié)ii的放大視圖；
圖13示出第一實施例的剖視圖；
圖14示出圖13的細(xì)節(jié)ii的放大視圖；
圖15示出本發(fā)明的第二實施例的剖視圖；以及
圖16示出圖15的細(xì)節(jié)iv的放大視圖。
在所有的圖中，相同的元件由相同的附圖標(biāo)記表示。
具體實施方式
圖1示出了具有殼體2的閥1。殼體2包括上部2a和下部2b。殼體2包括第一端口3和第二端口4。在第一端口3和第二端口4之間布置有流動路徑。閥座構(gòu)件5包括閥座6，閥元件7和動態(tài)單元8設(shè)置在第一端口3和第二端口4之間的流路中。
閥元件7連接到桿9，如本領(lǐng)域中已知的那樣。閥元件7可以遠(yuǎn)離和朝向閥座6移動。閥元件7和閥座6之間的距離應(yīng)當(dāng)確定通過閥1的流體流量。
圖2更詳細(xì)地示出了動態(tài)單元8。
動態(tài)單元8包括第一構(gòu)件10和第二構(gòu)件11。第一構(gòu)件10為管狀形式。第二構(gòu)件11也是管狀形式。第二構(gòu)件11在第一構(gòu)件10內(nèi)套疊。
第一彈簧12作用在第二構(gòu)件11的第一側(cè)上，并且第二彈簧13作用在第二構(gòu)件11的與所述第一側(cè)相對的第二側(cè)上。第一彈簧12位于第一構(gòu)件10和第二構(gòu)件11之間。第二彈簧13位于第二構(gòu)件11和所述下殼體部分2b中的止擋件14之間。
第一排放部15由第一構(gòu)件10和第二構(gòu)件11形成，并且第二排放部16由相同的兩個部件即第一構(gòu)件10和第二構(gòu)件11形成。
第一排放部15形成在第一構(gòu)件10的第一周向壁18的第一控制邊緣17和所述第二構(gòu)件11的第二周向壁20中的第一開口19之間。在該實施例中，第一構(gòu)件10形成外部構(gòu)件，第二構(gòu)件11形成所述一對兩個構(gòu)件10和11的內(nèi)部構(gòu)件。
第二排放部16由所述第一周向壁18中的第二開口21和布置在第二構(gòu)件11的第二周向壁20的軸向端部處的第二控制邊緣22形成。
可以看出，第二開口21在圓周方向上具有沿軸線23變化的寬度。軸線23是閥座6的中心軸線。在本實施例中，第二開口21基本上具有半圓的形狀。
第一構(gòu)件10包括外螺紋24，并且殼體2b包括內(nèi)螺紋25。外螺紋24與內(nèi)螺紋25接合。第一構(gòu)件10可旋轉(zhuǎn)地布置在所述殼體部分2b內(nèi)。當(dāng)?shù)谝粯?gòu)件旋轉(zhuǎn)時，其同時軸向地即平行于軸線23地移位。
由于由兩個螺紋24、25形成的傳動裝置具有非常低的傳動比，因此可以以非常高的精度調(diào)節(jié)這種移位。當(dāng)內(nèi)部構(gòu)件10旋轉(zhuǎn)360°時，第一構(gòu)件10的位移僅在一毫米或很小的毫米的量級。
當(dāng)所述第一構(gòu)件10被移位時，所述第一周向壁18和第一開口19之間的重疊被改變，并且同時在所述第二周向壁20和第二開口21之間的重疊也被改變。所述移位改變了所述第一開口19和所述第二開口21的初始有效面積，并且所述移位進一步改變了這兩個開口19、21在每一壓力條件下的有效面積。
圖2示出了當(dāng)存在流過動態(tài)單元8的流動時的情況。當(dāng)產(chǎn)生通過所述動態(tài)單元的流體的流動時，在作為本實施例中的入口的第一端口3處的壓力作用到第二構(gòu)件11上。所述流動必須經(jīng)過被所述第一周向壁18部分覆蓋的第一開口19。該流動產(chǎn)生壓力降低因此在由兩個構(gòu)件10、11包圍的腔室26中的壓力比在第一端口3處的壓力要小。第一端口3和腔室26之間的壓力差產(chǎn)生將第二構(gòu)件11沿著朝向閥座構(gòu)件5的方向移動的力。該移動改變兩彈簧12、13的壓力狀態(tài)并且所述第二構(gòu)件11被移動直到兩彈簧12、13的最終力再次與由在第一端口3和腔室26之間的壓力差產(chǎn)生的力相平衡。
在第二排放部21處即當(dāng)流體通過第二開口21時發(fā)生進一步的壓降。當(dāng)?shù)诙?gòu)件11進一步移動到第一構(gòu)件10中時，第二排放部中的壓降也增加。
當(dāng)?shù)谝粯?gòu)件10通過繞軸線23旋轉(zhuǎn)而平行于軸線23移位時，第一開口19的初始有效面積改變，從而對于給定流量的壓降也改變。這使得可以改變動態(tài)單元8的預(yù)設(shè)條件。
第一構(gòu)件10可以通過未示出的裝置旋轉(zhuǎn)。在一個實施例中，可以使用閥座構(gòu)件5來旋轉(zhuǎn)第一構(gòu)件10。為此，第一構(gòu)件10可旋轉(zhuǎn)地固定到但是可軸向移動地連接到閥座構(gòu)件5。閥座構(gòu)件5可以借助于閥插入件27驅(qū)動，閥插入件27可以通過連接元件28連接到在閥1的頂部的環(huán)29，該環(huán)29可從外部訪問。
圖3和圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的閥的第二實施例。
相同的部件用相同的附圖標(biāo)記表示。
在該實施例中，第一構(gòu)件10包括第一周向壁18的第一控制邊緣17，所述第一控制邊緣17不在垂直于軸線23的平面中延伸，而是在相對于軸線23傾斜的平面中延伸。換句話說，第一控制邊緣17具有橢圓的形式。
第二構(gòu)件11中的第一開口19具有半圓形的形式、類似于半圓形的形式或半橢圓形的形式。
當(dāng)?shù)谝粯?gòu)件10相對于第二構(gòu)件11旋轉(zhuǎn)時，開口19的初始有效面積改變。圖4示出了第一開口19的有效面積的最大尺寸。當(dāng)?shù)谝粯?gòu)件10圍繞軸線23旋轉(zhuǎn)180°時，第一開口19的有效面積最小。
第二構(gòu)件11的第二周向壁20的第二控制邊緣22布置在垂直于軸線23的平面中。當(dāng)?shù)谝粯?gòu)件10相對于第二構(gòu)件10旋轉(zhuǎn)時，控制邊緣22相對于第二開口21的位置不改變。因此，當(dāng)?shù)谝粯?gòu)件10相對于第二構(gòu)件11旋轉(zhuǎn)時，預(yù)設(shè)置僅相對于第一排放部15改變而不相對于第二排放部16改變。
從圖4中可以看出，僅存在一個彈簧13。彈簧13是拉伸彈簧。當(dāng)?shù)诙?gòu)件11朝向閥座構(gòu)件5移動時，拉伸彈簧13被拉長并產(chǎn)生沿朝向止擋件14的方向拉回第二構(gòu)件11的恢復(fù)力。
該動態(tài)單元8的功能與圖1和圖2中的相同。
第一端口3處的壓力沿朝向閥座構(gòu)件5的方向作用在第二構(gòu)件11上。流過第一開口19的流動產(chǎn)生壓降，使得腔室26中的壓力低于第一端口3處的壓力。第一端口3和腔室26之間的壓力差產(chǎn)生使得第二構(gòu)件11沿朝向閥座構(gòu)件5的方向移位的力。這種移位增加了彈簧13的長度，繼而產(chǎn)生將第二構(gòu)件11沿朝向止擋件14的方向拉回的力。第二構(gòu)件采取由第一端口3和腔室26之間的壓力差產(chǎn)生的力與由彈簧13產(chǎn)生的拉力平衡的位置。
如在圖1和圖2所示的實施例中那樣，流動必須通過第二開口21離開腔室26，即，從徑向內(nèi)側(cè)到徑向外側(cè)。同樣，兩個方向的變化對于流動是必要的。如圖3和4所示，第一構(gòu)件10軸向固定在殼體部分2b中。第二構(gòu)件11可克服彈簧12的力在朝向閥座構(gòu)件15的方向上移動。
圖5至圖10示出了第三實施例，其中相同的元件用相同的附圖標(biāo)記表示。
同樣，管狀形式的第二構(gòu)件11也布置在同樣為管狀形式的第一構(gòu)件10內(nèi)。
第一排放部15由第一控制邊緣17和第一開口19形成，并且第二排放部16由第二開口21和第二控制邊緣22形成。
在這種情況下，第一控制邊緣17和第二控制邊緣22形成窗口的邊界，其中窗口或多或少地與開口19、開口21重疊。
這些窗口沿圓周方向的寬度沿著軸線23變化，并且這些窗口具有平行于軸線23延伸的在圓周壁20中的控制邊緣22。當(dāng)?shù)谝粯?gòu)件10相對于第二構(gòu)件11旋轉(zhuǎn)時，第二控制邊緣22和第一開口19的軸向邊界30的位置改變，因此兩個排放部15、16的初始有效面積也改變。在操作期間，第二構(gòu)件11相對于第一構(gòu)件10平行于軸線23移動，從而分別改變開口19、21和相應(yīng)窗口之間的軸向重疊。
第一端口3連接到環(huán)形通道3。環(huán)形通道31與由第一控制邊緣17限制的窗口呈重疊關(guān)系。以相同的方式，第二開口21與環(huán)形通道32呈重疊的關(guān)系，環(huán)形通道32將流動引導(dǎo)到閥座6。
在所示的所有情況下，存在串聯(lián)連接的兩個排放部15、16。通過動態(tài)單元8的流動必須從徑向外側(cè)到徑向內(nèi)側(cè)通過第一排放部15以及從徑向內(nèi)側(cè)到徑向外側(cè)通過第二排放部16。因此，可以使兩個出口15、16的有效流動面積盡可能大并且避免不期望的噪聲，并且同時可以以更大的公差生產(chǎn)動態(tài)單元8的部件。
動態(tài)單元8形成一種最大流量限制器，其確保通過閥1的最大流量，并且該最大流量與入口壓力無關(guān)。在動態(tài)單元8中，抵抗彈簧13的力的入口壓力試圖增加排放部15、16的流動阻力，并且動態(tài)單元8和閥座6之間的作用的壓力試圖打開動態(tài)單元，即，試圖降低排放部15、16的節(jié)流阻力。當(dāng)閥元件7和閥座6之間的節(jié)流阻力處于最大值時動態(tài)單元8完全打開，并且作用在動態(tài)單元8和閥座6之間的壓力原則上僅用于“指示”動態(tài)單元8何時應(yīng)當(dāng)開始操作。
當(dāng)閥元件7具有到閥座6的最大距離時，閥座6和動態(tài)單元8之間的壓力可以被認(rèn)為是可忽略的，并且這啟動動態(tài)單元8，并且調(diào)節(jié)或流動限制現(xiàn)在僅是在入口壓力和彈簧13之間的“較量”(fight)。
圖11和圖12示出了進一步的實施例，該實施例的特征也可與其他所有實施例的特征結(jié)合。
圖11示出了閥1，其在本實施例中是熱交換器閥。閥1包括具有上部2a和下部2b的殼體2。閥1具有第一端口3和第二端口4。第一端口3用作入口，第二端口4用作出口。在第一端口3和第二端口4之間建立流動路徑。
閥座5布置在流動路徑中。閥元件106與閥座5配合。閥座5具有中心軸線107。閥元件106可沿著該中心軸線107移動，并且如本領(lǐng)域中已知的那樣連接到閥桿108。
在閥座5的上游，動態(tài)單元109布置在第一端口3和第二端口4之間的流動路徑中。
動態(tài)單元包括第一閥元件110和第二閥元件111。
第一閥元件110包括第一閥桿112和第二閥桿113。第一閥桿112在連接到殼體2的、更確切地說是連接到下殼體部分2b的、或是作為該殼體部分2b的一部分的引導(dǎo)部分114中被引導(dǎo)。第二閥桿113也在作為殼體2的一部分或者連接到殼體2的引導(dǎo)件115中被引導(dǎo)。止擋件116連接到第二閥桿113，并且當(dāng)?shù)谝婚y元件110已經(jīng)執(zhí)行了最大行程時抵靠引導(dǎo)件115。該止擋件116也可以位于另一位置。
第二閥元件111在第一閥桿112上被引導(dǎo)。第一閥元件110和第二閥元件111可相對于彼此移動。在本實施例中，這意味著即使第一閥元件110的止擋件116已經(jīng)抵靠下引導(dǎo)件115，第二閥元件111仍然可移動。
第一彈簧117布置在所述第一閥元件110和第二閥元件111之間，并且第二彈簧118布置在所述第二閥元件111和圍繞引導(dǎo)件114的止擋件119之間。止擋件119也是閥座構(gòu)件的一部分129或至少連接到閥座構(gòu)件129。閥座構(gòu)件129形成引導(dǎo)件114和殼體部分2b之間的連接。
第一閥元件110呈錐形部分的形式。第一閥元件110具有波紋狀圓周表面120。在當(dāng)前情況下，圓周表面120的波紋是階梯式波紋。然而，也可以使用波浪形波紋。
第二閥元件111也是錐形的。第二閥元件111具有波紋狀圓周表面121，其以類似的方式是階梯式波紋。然而，也可以使用波浪形波紋。兩個圓周表面120、121具有相對于閥座5的中心軸線107的相同的傾斜度122。傾斜度122與中心軸線107圍起第一錐角。
第一閥元件110和第二閥元件111與相對元件123配合。相對元件123包括具有相對元件波紋的內(nèi)錐形表面124。內(nèi)錐形表面124的相對元件波紋也是階梯形的。然而，該波紋也可以具有波浪形狀。
相對元件123的內(nèi)錐形表面124具有與第一傾斜度122不同的第二傾斜度125，即其相對于中心軸線107包圍第二錐角，該第二錐角小于第一閥元件110和第二閥元件111的第一錐角。
可能的是，僅兩個閥元件110、111中的一個具有波紋。此外，可以將相對元件波紋限制到圓錐形內(nèi)表面124的某些部分。
環(huán)形間隙126分別形成在相對元件123與第一閥元件110和第二閥元件111之間。通過動態(tài)單元的流動必須通過該間隙126。波紋引起通過間隙126的流動的方向的大量變化。流動的方向上的這些變化具有以下效果：流動的速度相應(yīng)于流動阻力的增加而降低。盡管優(yōu)選的是波紋形成為波狀波紋或階梯式波紋，但是也可以使用簡單地示出表面的極端粗糙度的波紋，該粗糙度應(yīng)該足以引起通過間隙126的流體的流動方向的改變以引起湍流。
第一閥元件110由第一端口3處的壓力加載。當(dāng)由該壓力產(chǎn)生的力超過由兩個彈簧117、118產(chǎn)生的力時，第一閥元件110朝向閥座5移動并且所述間隙126的寬度即徑向延伸被減小。第二閥元件111也被移動。然而，根據(jù)兩個彈簧11、118的力之間的關(guān)系，第二閥元件111可以與第一閥元件110的移動不同地移動。
第一閥元件110的運動繼續(xù)到止擋件116抵靠在引導(dǎo)件115上。第一閥元件110不可能進一步運動。
然而，第一閥元件110和第二閥元件111之間的壓力仍作用在第二閥元件111上。如果由該壓力產(chǎn)生的力超過由第二彈簧118產(chǎn)生的力，則第二閥元件111進一步沿著朝向閥座5的方向移動。這種移動進一步增加了動態(tài)單元的流動阻力。
第一閥元件110和第二閥元件111之間的壓力低于第一端口3處的壓力。因此，第二閥元件111可以用于所述壓降的微調(diào)。
相對元件123包括外螺紋127，并且殼體部分2b包括內(nèi)螺紋128。外螺紋127和內(nèi)螺紋128接合，即，相對元件123螺紋旋入殼體部分2b中。
當(dāng)相對元件123旋轉(zhuǎn)時，其相對于支承閥座5的閥座構(gòu)件129改變其位置。這繼而改變間隙126的初始寬度和動態(tài)單元109的流動阻力特性。
相對元件123的旋轉(zhuǎn)可以由閥座構(gòu)件129的旋轉(zhuǎn)引起。為此，閥座構(gòu)件129包括突出到相對元件123中的開口131中的桿130。
閥座構(gòu)件129的旋轉(zhuǎn)繼而又可以由閥插入件132的旋轉(zhuǎn)引起，該閥插入件132經(jīng)由連接裝置133連接到閥1的頂部上的環(huán)134。
第一閥元件110在兩個軸向端部處通過第一桿12和第二桿113被引導(dǎo)。以這種方式，可以保持所述徑向延伸，即間隙126的寬度在圓周方向上恒定。由于第二閥元件111被引導(dǎo)并保持在第一閥桿12上，所以對于第二閥元件111和相對元件123之間的間隙126的區(qū)域也是如此。
第一閥元件110和相對元件123之間的間隙126的一部分形成第一排放部，并且第二閥元件111和相對元件123之間的間隙126的一部分形成第二排放部。第一排放部和第二排放部是串聯(lián)布置的，即第一排放部的流動阻力和第二排放部的流動阻力的總和是動態(tài)單元的總流動阻力。
當(dāng)間隙126具有相當(dāng)小的寬度時產(chǎn)生噪聲。該問題可以避免，因為兩個排放部的串聯(lián)連接(排放部也可以變成“節(jié)流”)使得可以將間隙126的寬度，即相對于中心軸線107在徑向方向上的延伸盡可能大。
圖13和14示出了閥1的另一實施例，其在這種情況下是熱交換器閥，更確切地說是散熱器閥。
閥1包括具有上部2a和下部2b的殼體2。殼體2包括第一端口3和第二端口4。在本實施例中，第一端口3用作入口，第二端口4用作出口。閥座5位于第一端口3和第二端口4之間的流動路徑中。閥座5包括閥座軸線206。
閥元件207與閥座5配合。換句話說，通過閥1的流量由閥元件207和閥座5之間的距離確定。閥元件207通過閥桿208驅(qū)動。
動態(tài)單元209布置在所述第一端口3和所述閥座5之間。
動態(tài)單元209包括動態(tài)閥元件210。動態(tài)閥元件210可沿平行于閥座軸線206的方向，即朝向所述閥座5或遠(yuǎn)離所述閥座5移位。動態(tài)閥元件210包括基座211和從所述基部211沿朝向所述閥座5的方向延伸的壁212。多個開口213沿圓周方向分布在所述壁212中。
殼體2，更確切地說是下殼體部分2b，包括內(nèi)螺紋214。驅(qū)動元件215包括擰入內(nèi)螺紋214中的外螺紋216。殼體的內(nèi)螺紋214和驅(qū)動元件215的外螺紋216彼此螺紋接合。
閥座5形成在閥座構(gòu)件217處。閥座構(gòu)件217可旋轉(zhuǎn)地安裝在殼體2中。閥座構(gòu)件217可旋轉(zhuǎn)地固定到所述驅(qū)動元件215。然而，驅(qū)動元件215可相對于所述閥座構(gòu)件217沿平行于閥座軸線206的方向移位。為此，閥座構(gòu)件217包括沿平行于所述閥座軸線206的方向延伸并且插入到驅(qū)動元件215中的相應(yīng)開口219中的突起218。
圖14僅示出一個突起218。然而，顯然可以提供在圓周方向上分布的多個突起218。
第一彈簧220位于所述驅(qū)動元件215和所述動態(tài)閥元件210之間。第二彈簧221位于所述動態(tài)閥元件210和殼體2中的止擋件222之間，更確切地說位于所述動態(tài)閥元件210和下殼體部分2b中的止擋件222之間。
動態(tài)閥元件210具有第一閥桿223和第二閥桿224。第一閥桿223在所述止擋件222中被引導(dǎo)，即止擋件222形成用于動態(tài)閥元件210的引導(dǎo)件，并且將其保持為相對于閥座5居中。動態(tài)閥元件210的第二閥桿224由驅(qū)動元件215沿平行于閥座軸線206的方向引導(dǎo)。
第一彈簧220和第二彈簧221以相反的方向作用在所述動態(tài)閥元件210上。動態(tài)閥元件210呈現(xiàn)其中第一彈簧220和第二彈簧221的力處于平衡的位置。在該實施例中，第一彈簧220和第二彈簧221是壓縮彈簧。
動態(tài)閥元件210的位置和第一彈簧220和第二彈簧221的預(yù)緊力通過旋轉(zhuǎn)閥座構(gòu)件217來調(diào)節(jié)。該旋轉(zhuǎn)可以通過旋轉(zhuǎn)閥插入件225引起，該閥插入件225通過連接裝置226與在殼體2的頂部上的環(huán)227連接，該環(huán)227可從外部訪問。
當(dāng)閥座構(gòu)件217旋轉(zhuǎn)時，驅(qū)動元件215也旋轉(zhuǎn)。由于內(nèi)螺紋214和外螺紋216之間的配對，該旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致驅(qū)動元件215根據(jù)閥座構(gòu)件217的旋轉(zhuǎn)方向遠(yuǎn)離或朝向閥座5的線性位移。由于所述螺紋配對214、216的傳動比，對于給定的旋轉(zhuǎn)角度，驅(qū)動元件215的位移運動相對較小。驅(qū)動元件215離開閥座構(gòu)件217的平移運動導(dǎo)致第一彈簧220的壓縮。該壓縮在動態(tài)閥元件210上產(chǎn)生使動態(tài)閥元件210遠(yuǎn)離閥座構(gòu)件217移位的力。然而，動態(tài)閥元件210的該移位壓縮第二彈簧221。因此，所述移位僅持續(xù)到第一彈簧220和第二彈簧221的力再次處于平衡的位置。
動態(tài)閥元件210與環(huán)形突起228一起形成預(yù)設(shè)開口，環(huán)形突起228在朝向所述動態(tài)閥元件210的方向上徑向向內(nèi)延伸。該突起228形成相對元件。環(huán)狀突起228是驅(qū)動元件215的一部分。優(yōu)選地，所述環(huán)形突起228與驅(qū)動元件215一體制成。
預(yù)設(shè)開口的尺寸在這種情況下由動態(tài)閥元件210相對于驅(qū)動元件215的位置確定。
突起228，確切地是突起228的背離閥座構(gòu)件217的一側(cè)，與動態(tài)閥元件210的壁212和基部11一起限制開口213的有效尺寸，即，可用于穿過閥1的流動的有效面積。
開口213在圓周方向上具有沿著閥座軸線206變化的寬度。在優(yōu)選實施例中，在基部11附近的寬度較小，在面向閥座構(gòu)件217的壁212的一側(cè)處較大。以這種方式，可以實現(xiàn)預(yù)先設(shè)定的調(diào)整的相當(dāng)高的精度，特別是在低流量區(qū)域(lowflowarea)中。
突起228的內(nèi)徑對應(yīng)于壁212的外徑。盡管在壁212和突出部228之間一定有小的間隙，以允許動態(tài)閥元件的無摩擦運動。該小間隙對于流動阻力不是必需的。流動阻力基本上由開口213的有效尺寸確定。
圖15和圖4示出了閥1的另一實施例，其中相同的元件由相同的附圖標(biāo)記表示。
在圖13和2所示的實施例與圖15和4所示的實施例之間的唯一區(qū)別在于，突起228現(xiàn)在是殼體2的一部分，更確切地說是下殼體部分2b的一部分。
在這種情況下，預(yù)設(shè)定開口的尺寸由動態(tài)閥元件210在殼體2內(nèi)的位置，即由殼體2中的基部211和突起228之間的距離確定。
在第一端口3處的壓力作用在動態(tài)閥元件210上。當(dāng)流體流過開口213時，由于開口213的節(jié)流行為而存在壓降。因此，動態(tài)閥元件210下游的壓力低于所述動態(tài)閥元件210上游的壓力。這具有動態(tài)閥元件210沿著朝向閥座構(gòu)件217的方向上移動的效果。第一彈簧220被壓縮并且第二彈簧221擴張。動態(tài)閥元件210的移動或移位繼續(xù)到由兩個彈簧220、221產(chǎn)生的力和由壓力差產(chǎn)生的力再次處于平衡。
由開口213上的壓力差產(chǎn)生的在動態(tài)閥元件210上的力對應(yīng)于第一彈簧220和第二彈簧221的合力。
當(dāng)所述驅(qū)動元件215被旋轉(zhuǎn)并且以這種方式遠(yuǎn)離閥座構(gòu)件217移位或朝向閥座構(gòu)件217移位時，所述兩個彈簧220、221的壓縮狀態(tài)被改變并且因此開口213的壓降也被改變。
動態(tài)閥元件210、所述驅(qū)動元件215、所述閥座構(gòu)件217和下部殼體部分2b可由塑料材料制成。這例如可通過注射成型而形成。
在動態(tài)單元209中，入口壓力試圖關(guān)閉所述動態(tài)單元，即試圖將所述動態(tài)閥元件210移動到相對元件中，并且作用在動態(tài)單元209和閥座構(gòu)件217之間的壓力試圖打開所述閥。當(dāng)主閥關(guān)閉即閥元件207靠近閥座5時，動態(tài)單元209完全打開。作用在動態(tài)單元209和主閥之間的壓力原則上只用于“指示”何時動態(tài)單元209應(yīng)當(dāng)開始操作。
當(dāng)閥元件207距離閥座5最遠(yuǎn)時，所述閥座5和動態(tài)單元209之間的壓力可被忽略不計，并且這啟動所述動態(tài)單元209。并且所述調(diào)整或流動限制現(xiàn)在僅是在入口處的壓力和彈簧220、221的合力之間的“較量”(fight)。