[发明专利]阀门配置

说明书

本发明涉及一种阀门配置和用于控制主流道与至少一个流道之间流量的方法，以及阀门配置的应用。

在现有技术中已知多种阀门配置。例如包括根据标准DIN ISO 7368的装入式阀门的阀门配置。在文献DE 10 2008 059 058 B3中示出了这种阀门配置。其中，尤其是从主流道加载在阀门活塞上的工作压力所产生的影响通过相应对置的、同样也被加载了工.作压力的补偿面被抵消。所述示出的阀门配置不会对阀门开度或阀门活塞位置作出推断。

在文献EP 0 828 945 B1中示出了一种阀门配置，所述阀门配置为了额外平衡工作压力还允许直接测量阀门活塞的位置。与位移测量系统共同工作的测量杆被则固定在与主接头对置的阀门活塞的端部上。然而，这种测量杆必须被可动地布置在阀盖中，从而使所述位移测量系统也一直被工作压力加载。根据本发明，已知的位移测量系统的局限在于，操作压力最大不能超过420bar。因此所述阀门配置的工作压力被这一数值所限制。

本发明的目的在于，克服现有技术的缺陷。特别是提供一种阀门配置，所述阀门配置可用于大于420bar的流道中的工作压力，并且与普通的位移测量系统、特别是与带有线性可变差动变换器（LVDT）的位移测量系统相组合。

这一目的通过在独立权利要求1中所定义的阀门配置来实现。在从属权利要求中给出了其他的实施方式。

根据本发明的用于控制主流道与至少一个流道之间的流量的阀门配置具有筒状的阀门活塞，所述阀门活塞在关闭位置和至少一个打开位置之间可移动地布置在阀块的开孔中。在阀门活塞和阀块和/或罩盖之间布置了环形空腔。该环形空腔包括可与主流道流通的连接通道。

通过阀门配置中设环形空腔和与主流道的连接通道的结构，能够对主流道的压力作用在阀门活塞上所产生的力进行抵消（平衡）。

这种环形空腔具有在阀门活塞上的补偿面，所述补偿面在其尺寸上大约与配属于主流道的阀门活塞的有效断面相当。此处，所述补偿面被这样布置，从而使在规定需要时，所述主流道的压力沿与作用在有效断面上的压力方向相反的方向作用在补偿面上。

当补偿面和有效断面具有大约相同的尺寸时，能够保证所述阀门活塞可以在关闭位置和打开位置之间基本上无阻力地移动。通过液（流体）压连接，不仅在所述阀门活塞的断面而且在阀门活塞的补偿面上均作用有主流道的压力。通过所述补偿面适宜的配置能够形成补偿面和有效断面之间的力平衡。

通过与所述阀门活塞的有效断面相反的端面形成了端部空腔，该端部空腔能够在流动方面与流道断开。这种断开的优势在于，在该端面上例如能够连接非常敏感的、且不能抗高压（例如存在于流道中的压力）的测量系统。因此，能够实现良好的位移测量或者说对阀门活塞的位置识别。

位移测量系统能够布置在所述阀门活塞的端面上。因此，这种位移测量系统与流道中的工作压力无关。

所述补偿面可以小于有效断面。优选地，所述补偿面被这样构成，从而使所述补偿面在阀门开口小时抵消了在控制边缘的环形间隙上作用的流体力。因此，这种阀门配置的震荡倾斜度被降低了。

如果为了阀门活塞的装配没有使用连续的阀门套筒，而将所述阀门套筒在流道的区域内拆开，尤其还在朝向控制边缘的方向上不具有流体阻力的话，则能够提高流量功率。那么，则能够利用更小的且由此动态更好的阀门配置解决期望的阀门流量。示例性地，在普通的阀门配置中，仅通过非连续阀门套筒的使用就能够将连续阀门套筒所具有的标称内径NG50降低到标称内径NG40，而不削弱所述流量功率。通过这种应用能够实现尤其具有缩短的调节时间的调节阀门。可选地，所述阀门活塞还能够直接装入到阀块中。

所述阀门活塞在筒体表面可以具有更多个阶梯，并且由此构成所述阀门活塞和阀块和/或罩盖之间更多的环形空腔。通过这种额外的阶梯或者说环形空腔能够对所述阀门活塞例如在位置上进行控制。

所述阀门配置中的第一或第二环形空腔与用于控制阀门活塞在关闭位置和打开位置之间运动的操纵阀相连接或可以连接。作为第二空腔的替代，所述端部空腔与用于控制阀门活塞的操纵阀连接或可以连接。然而可行的还有，所述端部空腔以及第二空腔与用于控制阀门活塞的操纵阀相连接或是可连接的。如前面所介绍的，仅仅用小的力对于所述阀门活塞运动的控制来说就够了，因为主流道中的压力在阀门活塞的有效断面上所导致的力能够通过补偿面上的相等的压力而被抵消。因此，通过施加相应控制压力至第一或第二空腔或者说第一空腔或端部空腔能够非常迅速地推动所述阀门活塞。以此实现了高度动态的操作过程。