具有閥座清洗功能的雙座閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種具有閥座清洗功能的雙座閥，該雙座閥包括兩個(gè)串聯(lián)設(shè)置的、可 彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)的閉合件，所述閉合件在雙座閥的閉合位置中防止流體從閥殼體的一個(gè)閥殼 體部分溢流向另一閥殼體部分，所述閉合件不僅在閉合位置中而且在打開位置中在其之間 限定泄漏空腔，該泄漏空腔與雙座閥的環(huán)境通過排出孔連接，該排出孔由構(gòu)造在第一閉合 件上的、從閥殼體中伸出的管柄界定，W及具有根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的其它特征。
【背景技術(shù)】
[0002] 開頭所提類型的具有閥座清洗功能的雙座閥由W0 2007/054131A1或W0 2007/054134A1 和屬于各自專利族的 US 2009/0008594A1 或 US 2009/0044874A1 公開。
[0003] 在首先提及的專利族的雙座閥中，相對(duì)于一個(gè)垂直的正常位置單獨(dú)驅(qū)動(dòng)的下閉合 件（下文中稱為第一閉合件）在其打開運(yùn)動(dòng)中通過在兩個(gè)閉合件之間作用的中間密封件密 封地貼靠在附屬驅(qū)動(dòng)的上閉合件（下文中稱為第二閉合件）上并且第二閉合件在進(jìn)一步的 打開運(yùn)動(dòng)中也進(jìn)入打開位置。
[0004] 在第二個(gè)提到的專利族的雙座閥中，第二閉合件在其朝向第一閉合件的端部上具 有空隙，該空隙設(shè)有圓柱形的圓周壁，所述圓周壁與配置給第一閉合件的圓柱形第一閥座 面對(duì)齊，并且該樣確定空隙的尺寸，W便在第二閉合件打開之前在打開運(yùn)動(dòng)期間密封地容 納第一閉合件的第一端部區(qū)段和徑向第一密封件。
[0005] 在相應(yīng)專利族的雙座閥中，第一閉合件始終構(gòu)造為具有徑向作用的第一密封件的 滑動(dòng)活塞。第二閉合件4或者構(gòu)造為具有徑向作用的第二密封件的滑動(dòng)活塞或者構(gòu)造為具 有軸向/徑向作用的第二密封件的錐形座盤（Sitzteller)或構(gòu)造為具有軸向作用的第二 密封件的軸向座盤。
[0006] 另外，已知的雙座閥限制相應(yīng)閥座清洗時(shí)的清洗劑量。通常該樣確定雙座閥的泄 漏通道的尺寸一該泄漏通道也必須將清洗劑排入雙座閥的環(huán)境中，使得該泄漏通道滿足 美國食品藥物管理局扣S抑A)在"關(guān)于雙座防混閥的3A衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，編號(hào)85-02[1]"中的要 求和規(guī)定，其要求，該樣確定泄漏通道的最小通過橫截面的尺寸，使得該最小通過橫截面至 少相應(yīng)于可連接在雙座閥上的管道的最大通過橫截面（要求D14. 2)。另外，在閥座清洗時(shí) 還須滿足根據(jù)[1]的其它要求，即，所產(chǎn)生的閥座清洗流不能直接流過或壓力升高地加載 相應(yīng)閉合的閥座區(qū)域值14. 5. 2. 1)并且朝向泄漏空腔的閉合的閥座區(qū)域中的壓力必須等 于或小于大氣壓力值14. 5. 2. 2)。
[0007] 因此已知的雙座閥也滿足上述根據(jù)[1]的標(biāo)準(zhǔn)的其它隱性要求，即，在密封件嚴(yán) 重?fù)p壞甚至在兩個(gè)閥座密封件之一丟失時(shí)在另一閉合件的閥座清洗過程中不允許有清洗 劑穿過相應(yīng)損壞的密封件或無閥座密封件的閥座區(qū)域。在該些條件下，已知的雙座閥不僅 滿足關(guān)于清洗劑量限制和避免直接在閥座清洗時(shí)加載閥座區(qū)域的要求，而且也滿足下述要 求：將閥座清洗流盡可能無潤流地首先排入泄漏空腔中并且從那里排入環(huán)境中并且閥座清 洗流不直接流過或壓力升高地加載相應(yīng)閉合的閥座區(qū)域。
[0008] 直接加載可理解為來自相應(yīng)閥座清洗流的任何垂直朝向限定閥座區(qū)域的壁定向 的速度分量。已經(jīng)表明，任何與此有關(guān)的直接加載導(dǎo)致動(dòng)能流動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為靜壓。根據(jù)流 體在流過的壁或體表面上的碰撞角度產(chǎn)生具有所謂"支流線"（Verzweigungsstromlinie) 的支流，該支流線將流體分為兩個(gè)半部。支流線本身撞上所謂的"停滯點(diǎn)"，在該點(diǎn)上速度為 零?；谒俣鹊耐纬傻膲毫ι哂址Q為"停滯壓力"。上面所描述的壓力升高機(jī)制在起 作用時(shí)引起穿過相應(yīng)節(jié)流間隙和損壞的或完全不存在的閥座密封件的泄漏流。
[0009] 根據(jù) W02007/054131A1 或 W02007/054134A1 或者說 US2009/0008594A1 或 US2009/0044874A1的雙座閥僅借助雙座閥的限定泄漏空腔的構(gòu)件上的流體力學(xué)器件和作 用機(jī)制滿足根據(jù)[1]的標(biāo)準(zhǔn)的要求，而DE102007038124A1或在后申請(qǐng)US2009/0065077A1 提出，通過一個(gè)設(shè)置在雙座閥兩個(gè)閉合件之間的、可相對(duì)于兩個(gè)閉合件移動(dòng)的且單獨(dú)的第 H元件、即所謂的流動(dòng)阻擋元件來滿足根據(jù)[1]的標(biāo)準(zhǔn)的所述要求。該流動(dòng)阻擋元件在一 個(gè)閉合件排氣并且在W清洗劑加載泄漏空腔時(shí)遮擋處于閉合位置中的另一閉合件的至少 一個(gè)密封件和/或閉合件座，W防進(jìn)入泄漏空腔的清洗劑直接流過密封件和/或閉合件座。 由上述文獻(xiàn)的說明書可見，"遮擋"可理解為相應(yīng)處于閉合位置中的閉合件的密封元件不直 接被加載并且因此不被清洗劑的高流動(dòng)速度加載，在此允許清洗劑基本上無壓地并且W小 的流動(dòng)速度進(jìn)入處于閉合位置中的閉合件的閉合件座或密封元件的區(qū)域中，使得在那里不 能形成停滯壓力。由說明書可見，流動(dòng)阻擋元件并非完全密封地貼靠在殼體側(cè)，而是優(yōu)選與 殼體間隔開小的間隙。另外由DE102007038124A1或US2009/0065077A1的圖1、4至7和12 至15可W看出，泄漏通道滿足根據(jù)[1]的標(biāo)準(zhǔn)的D14. 2的要求、即泄漏通道的最小通過橫 截面至少相應(yīng)于最大可連接到雙座閥上的管道的通過橫截面。
[0010] 在W098/41786A1 (第11頁，第24行至第12頁，第9行）或同族的 US6, 178, 986B1 (第6欄，第58行至第7欄，第11行）中已描述了一個(gè)獨(dú)立的、相對(duì)于具有 閥座清洗功能的雙座閥的兩個(gè)閉合件可移動(dòng)的、在用于第一閉合件的圓柱形閥座面中密封 地被導(dǎo)向的第H元件，但未要求保護(hù)。該已知的實(shí)施方式與在后公開的DE102007038124A1 或US2009/0065077A1的技術(shù)方案的區(qū)別主要在于第H元件、即流動(dòng)阻擋元件和配置給第 一閉合件的圓柱形閥座面之間的相互作用。在先的解決方案在此借助徑向作用的密封件在 滑動(dòng)接合的情況下密封，而在較晚的解決方案中第H元件并非完全密封地貼靠在殼體側(cè)， 而是優(yōu)選與殼體間隔開小的徑向間隙。
[0011] 流動(dòng)阻擋元件根據(jù)DE10 2007038124A1或者說US2009/0065077A1通過其 "遮擋"作用在其殼體側(cè)的并非必須密封的實(shí)施方式中或根據(jù)W098/41786A1或者說 US6, 178, 986B1在其密封的實(shí)施方式中是否滿足上述D14. 5. 2. 1的要求并且在相應(yīng)確定 泄漏通道的尺寸時(shí)是否也滿足根據(jù)[1]的D14. 2的要求暫且不作討論。很明顯沒有滿足 D14. 5. 2. 2的要求，因?yàn)榱鲃?dòng)阻擋元件現(xiàn)在在所討論的具有閥座清洗功能的雙座閥中W明 顯改進(jìn)的實(shí)施方式出現(xiàn)，該在公司印刷品"Pentair Siidmo Operating Instructions, BAA D 365it Complete PMO, Version 1.01,Double-seat valve type D 365it Complete PMO type D620[2]"中示出，該印刷品于2011年11月（201111)在互聯(lián)網(wǎng)地址中ht1:p://www. suedmo. de/resources/images790 被發(fā)表。
[0012] 在該公司印刷品之后公開的DE102010046137A1中描述了已知的構(gòu)造為環(huán)狀體的 流動(dòng)阻擋元件的擴(kuò)展功能。該環(huán)狀體在至少一個(gè)閉合件的排氣位置中與該閉合件一起將泄 漏空腔分為第一泄漏空腔區(qū)段和第二泄漏空腔區(qū)段。該樣構(gòu)造環(huán)狀體，使得尤其是在相應(yīng) 的閥座清洗位置中產(chǎn)生的清洗劑可穿過環(huán)狀體從第一泄漏空腔區(qū)段轉(zhuǎn)移到第二泄漏空腔 區(qū)段中。轉(zhuǎn)移W下述方式進(jìn)行，即第二泄漏空腔中的壓力相對(duì)于第一泄漏空腔中的壓力減 小并且清洗劑從第二泄漏空腔進(jìn)入泄漏出口。環(huán)狀體因此除了具有遮擋處于其閉合位置中 的閉合件的密封件或者說閉合件座的功能外還附加地具有節(jié)流相應(yīng)閥座清洗流的功能。但 是只有當(dāng)環(huán)狀體始終在殼體側(cè)充分密封并且分別W所需要的方式密封地貼靠在排氣的閉 合件上時(shí)，該節(jié)流才是可能和充分的。
[001引通過該例如公司印刷品[2]的第14和25頁和DE102010046137A1的圖1在 第一閉合件和與之連接的管柄方面所示出的方案，構(gòu)造于管柄中的泄漏通道可相對(duì)于 DE102007038124A1或US2009/0065077A1的技術(shù)方案顯著減小并且因此偏離了根據(jù)[1] 的標(biāo)準(zhǔn)的D14. 2規(guī)定。雙座閥的該種偏離標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)可通過根據(jù)[1]的標(biāo)準(zhǔn)的特別規(guī)定 D14. 2. 1. 1成為可能，該規(guī)定指出，當(dāng)借助偏離標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的雙座閥提供的數(shù)據(jù)證明雙座閥閥 座之間的最大壓力小于或等于比較裝置的單向閥和換向閥之間的設(shè)有未減小的泄漏通道 的連接管道中的壓力時(shí)，相對(duì)于D14. 2減小的泄漏通道是允許的，所述比較裝置在根據(jù)[1] 的標(biāo)準(zhǔn)中被成為"阻流和泄放"炬lock and Bleed)裝置。
[0014] 根據(jù)公司印刷品[2]或DE102010046137A1的雙座閥的顯著優(yōu)點(diǎn)在于；閥殼體的 與泄漏排出口橫截面未減小的實(shí)施方式相比小1-2個(gè)額定尺寸并且因此可顯著更低成本 低構(gòu)造，因?yàn)樵陔p座閥的打開位置中一在該位置中管柄貫穿閥殼體部分之間的連接開 口一在不增大上述額定寬度的情況下就可實(shí)現(xiàn)管柄和連接開口之間的環(huán)形間隙的通過 橫截面，該通過橫截面必須相應(yīng)于最大可連接到閥殼體上的管道的通過橫截面。
[0015] 但根據(jù)公司印刷品[2]或DE102010046137A1的雙座閥具有很大的缺點(diǎn)；一方面 在殼體側(cè)密封的流動(dòng)阻擋元件形式的第H元件連同其在泄漏空腔中的設(shè)置和與閉合件設(shè) 計(jì)方案融合的其它特征導(dǎo)致雙座閥復(fù)雜化和易出故障的結(jié)構(gòu)。另一方面，泄漏空腔中的該 附加嵌件一其具有額外所需的密封裝置、角部和死區(qū)一原則上在通流中很難清洗并且 因此在衛(wèi)生方面在特定應(yīng)用領(lǐng)域中令人疑慮。另外，只有當(dāng)閥座清洗流經(jīng)過流動(dòng)阻擋元件 中按計(jì)劃設(shè)定的節(jié)流位置且不是或多或少地未節(jié)流地在流動(dòng)阻擋元件和處于其閥座清洗 位置中的閉合件之間的形鎖合連接中的旁路中經(jīng)過時(shí)，才能確保相應(yīng)閥座清洗流的充分節(jié) 流。
[0016] 技術(shù)人員因此尋找一種解決方案，W便在開頭所提類型的具有閥座清洗功能的雙 座閥的泄漏空腔中無附加嵌件地借助純粹的流體力學(xué)裝置和限定泄漏空腔的目前已有的 構(gòu)件上的作用機(jī)制來實(shí)現(xiàn)根據(jù)[1]的標(biāo)準(zhǔn)的特殊規(guī)定D14. 2. 1. 1及規(guī)定D14. 5. 2. 2。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 本發(fā)明的任務(wù)在于，該樣改進(jìn)同類型的具有閥座清洗能力的雙座閥，該雙座閥即 使在排出孔的橫截面小于最大可連接在雙座閥上的管道的橫截面的條件下也能確保閥座 清洗流盡可能無潤流地進(jìn)入泄漏空腔并且排出泄漏空腔，并且可靠避免壓力升高地直接加 載閥座區(qū)域。
[0018] 所述任務(wù)通過具有權(quán)利要求1特征的具有閥座清洗功能的雙座閥來解決。有利的 方案在從屬權(quán)利要求中被描述。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的具有閥座清洗功能的雙座閥或者基于第一種基本的閉合件設(shè)計(jì)方 案、如其具有已知的根據(jù)W02007/054131A1的雙座閥，或者基于第二種基本的閉合件設(shè)計(jì) 方案、如由W02007/054134A1所公開的。在該兩種已知的雙座閥中，在相應(yīng)閉合件上相對(duì)于 相配的密封件始終在泄漏空腔側(cè)設(shè)置圓柱形的突起用于形成相應(yīng)的節(jié)流間隙。本發(fā)明沒有 該樣的限制并且允許相應(yīng)節(jié)流間隙設(shè)置在密封件的遠(yuǎn)離泄漏空腔的一側(cè)上。另外，本發(fā)明 還利用了所述圓柱形突起的一半直徑差，其允許在彼此連接閥殼體的閥殼體部分的連接開 口的直徑不同的區(qū)段之間構(gòu)造過渡表面，在此所述區(qū)段配置給