專利名稱：具有閥帽的閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及閥，其包括閥殼，該閥殼具有閥帽、入口開口和出口開口，所述閥帽具有用于閥桿的通道，所述通道具有側(cè)壁并且所述閥桿連接到閥盤用于當(dāng)與所述閥殼中的閥座接觸時(shí)關(guān)閉所述閥，所述閥桿還連接到促動(dòng)器，其中所述促動(dòng)器放置在閥殼外面，其中在所述閥帽中的通道具有帶有第一橫截面積的至少第一區(qū)段、和帶有第二橫截面積的至少第二窄區(qū)段，其中所述第二橫截面積小于所述第一截面積。
背景技術(shù)：
在工業(yè)中，通常利用閥控制并且調(diào)控例如液體的流。這種閥可例如用于乳品廠，其中存在對(duì)控制如下不同液體的巨大需要，該不同液體諸如不同工藝中的牛奶、或用于清洗系統(tǒng)中的閥、管道并用于清洗容器的清洗劑。這種閥可用來保證兩個(gè)分離管道系統(tǒng)之間、容器或管道系統(tǒng)之間等等的封閉連接。當(dāng)用于乳品廠或其它地方(其中例如食品被準(zhǔn)備并且/或者處理)時(shí)，存在對(duì)于衛(wèi)生方案的高的需求。在閥的使用期間，產(chǎn)品例如牛奶將進(jìn)入到墊圈和結(jié)構(gòu)部件之間的小的縫隙(crevice)內(nèi)并且沉積在那，該結(jié)構(gòu)部件諸如閥座、閥帽中的襯套等。在清洗順序期·間，該產(chǎn)品必須清除并且留在這些關(guān)鍵地方中的任何細(xì)菌必須被移除，以獲取清潔并且無菌環(huán)境。當(dāng)閥由具有墊圈和襯套的多個(gè)不銹鋼部件組成時(shí)，滿意的清洗結(jié)果可為相當(dāng)挑戰(zhàn)的。通常在這種閥和閥部件中使用不銹鋼，這是由于關(guān)于腐蝕的耐用性，但是不同鋼制部件必須保持小的距離，以避免卡扣，這是因?yàn)檫@傾向于當(dāng)不銹鋼構(gòu)件依靠彼此滑動(dòng)時(shí)發(fā)生。通過使用例如低摩擦聚合物或橡膠制成的襯套，這可避免，但是接著將在難以充分清洗的這些不同部件之間存在許多維修。另外，需要利用墊圈或密封唇來保證閥的需要的緊密度。這種密封唇和實(shí)際結(jié)構(gòu)部件之間的區(qū)域難以清洗。通過WO 2009/071217 Al，用于獲取具有閥塞的閥的方案，其中部件容易清洗，這是因?yàn)樵陂y塞和閥座的區(qū)域中的任何溝槽等中不存在墊圈或密封件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為提供一種閥，其包括比從現(xiàn)有技術(shù)閥所熟知的更少的部件，其中閥具有對(duì)于維護(hù)的最小化的需要并且其中當(dāng)需要時(shí)維修容易實(shí)施，并且其中清洗為簡單的并且由此閥將為更衛(wèi)生的。本發(fā)明因而涉及閥，其包括閥殼，該閥殼具有閥帽，其具有用于閥桿的通道，在所述閥帽中的通道具有側(cè)壁，其具有帶有第一橫截面積的至少第一區(qū)段、和帶有第二橫截面積的至少第二窄區(qū)段，其中所述第二橫截面積小于所述第一截面積。閥具有在帽中的通道，其中在所述通道中(至少在第二區(qū)段中)的側(cè)壁具有第二橫截面積，其中所述側(cè)壁與所述閥桿直接接觸。這樣，桿將它本身相靠所述第二區(qū)段中的側(cè)壁密封，其中橫截面積小于桿的直徑。因而，不需要閥帽和閥桿之間的附加密封件或墊圈；并且因此不存在難以清洗的縫隙。相比于已知現(xiàn)有技術(shù)方案，多個(gè)導(dǎo)向襯套、墊圈和密封件 為不必要的并且同時(shí)更小數(shù)量的構(gòu)件可被使用。這些細(xì)節(jié)組合地提供如下方案，該方案由于需要僅僅小數(shù)量的不同部件而易于維護(hù)，并且同時(shí)該方案更衛(wèi)生并且更易于清洗。在閥的實(shí)施例中，所述閥帽中的所述通道具有兩個(gè)窄區(qū)段，其中在至少兩個(gè)第二窄區(qū)段中的橫截面積小于在至少一個(gè)第一區(qū)段中的橫截面積。在這種通道中的桿將然后在兩個(gè)不同位置處與在通道中的側(cè)壁接觸并且桿和閥帽之間的更穩(wěn)定并牢固的密封將發(fā)生。在另一實(shí)施例中，閥具有閥帽，其中在通道的區(qū)域中的所述閥帽包括如下材料，SP其中所述材料具有比閥桿的材料更高的彈性模量。因而閥桿具有更低的彈性模量并且當(dāng)通過通道操作時(shí)將彈性變形，并且由此在桿和閥帽之間產(chǎn)生密封效果。在另一實(shí)施例中，閥桿可具有帶有第一彈性模量的芯部和帶有第二并且更低彈性模量的套。因而，可能的是，使閥桿在例如縱向方向上具有第一剛度并且在另一方向上具有第二剛度。在另一實(shí)施例中，閥桿具有公稱外部橫截面積或外部直徑，其中該面積或直徑小于或大致等于在具有第一橫截面積/直徑的第一區(qū)段中的通道的面積或直徑，并且大于具有第二橫截面積/直徑的第二區(qū)段中的通道。閥可具有內(nèi)部環(huán)形體積，其由一個(gè)第一區(qū)段、兩個(gè)第二區(qū)段和閥桿創(chuàng)建并且環(huán)繞，其中該內(nèi)部環(huán)形體積包含潤滑劑。該體積可例如包含潤滑劑，其特別地適合于潤滑與準(zhǔn)備或處理食品相關(guān)的移動(dòng)部件。在另一實(shí)施例中，帽可具有用于閥桿的通道，其中另外的小通道從所述內(nèi)部環(huán)形體積延伸并且到所述閥帽的外部面。由此可能的是，供應(yīng)附加潤滑劑到上面提到的環(huán)形體積。該潤滑劑可經(jīng)由直接供應(yīng)線或經(jīng)由手動(dòng)式和可移動(dòng)式的供應(yīng)而從供應(yīng)腔供應(yīng)。另外，該所述小通道可在維修和清洗期間使用以保證環(huán)形體積也被清洗。另外，閥可以以如下方式制造，即至少閥桿的表面的部分和/或至少通道中的表面的部分包括指示器材料，諸如磁性材料、顏色色素、或硫酸鋇。在閥的使用期間，磨損將發(fā)生，并且來自閥帽或來自閥桿的材料中的某些將最終存在于產(chǎn)品中。通過使所討論的部件中的某些制造有內(nèi)裝指示器裝置，這些指示器裝置依靠具有對(duì)比顏色的顆粒、通過磁性裝置探測的磁性顆粒、或通過X射線設(shè)備探測例如硫酸鋇而將在產(chǎn)品中變得可見。閥帽可由不銹鋼制造，該不銹鋼帶有或不帶有聚合物覆層、或其它類型的低摩擦覆層例如PVD，或者它可完全由合適聚合物混合物制造。當(dāng)設(shè)計(jì)通道的形狀時(shí)，通道的橫截面積和閥桿的橫截面積可具有預(yù)定比率。通道中的不同橫截面積可例如具有帶有預(yù)定角度的斜面，其中角度針對(duì)閥桿和閥帽的相應(yīng)彈性模量設(shè)計(jì)。彈性材料的優(yōu)選變形可關(guān)于疲勞、能夠獲取的泄漏壓力、摩擦和磨損、還有衛(wèi)生而找到。太高的變形將密封非常緊密但是同時(shí)它將以如下方式壓迫材料，即疲勞可變成問題。另外，如果變形太大，則摩擦和因此磨損將增加。另一方面，如果變形太小，則緊密度以及衛(wèi)生可能變成問題。閥被測試并且磨損測試已經(jīng)超過對(duì)7巴產(chǎn)品壓力(水)測試的160,000觸發(fā)，而根本沒有任何泄漏并且沒有任何顯著磨損。另外，閥桿和閥帽之間的緊密度已經(jīng)在25巴處測試，而沒有任何泄漏。另外，閥針對(duì)新的密封原理的清潔能力進(jìn)行測試。這通過利用EHEDG-測試(歐洲衛(wèi)生工程與設(shè)計(jì)集團(tuán)-測試)對(duì)以EHEDG指引No. 2描述的現(xiàn)場清潔能力進(jìn)行測試。該測試通過丹麥理工學(xué)院連續(xù)地進(jìn)行三次。所有測試出現(xiàn)有積極成果。對(duì)于描述的閥，不需要現(xiàn)有聚合物襯套和彈性密封件，并且新的衛(wèi)生密封原理減少或者甚至消除關(guān)于唇式密封件的清潔能力的問題，這是因?yàn)榇绞矫芊饧Я恕Ａ硗猓?閥顯著減小對(duì)于維護(hù)的需要并且消除對(duì)某些多余部件的需要，這是因?yàn)榇嬖趦H僅閥帽和閥桿。


現(xiàn)將參考附屬示意性附圖作為實(shí)例描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中，
圖I示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的閥，
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的閥，
圖3示出閥桿，并且 圖4示出與活塞布置結(jié)合的圖2的閥。
具體實(shí)施例方式參考圖1，示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的閥I。閥I包括閥殼2，其具有入口開口 3和出口開口 4。閥殼2具有閥帽5，其具有用于閥桿7的通道6。在所述通道6中，存在襯套8和唇式密封件9，以阻止卡扣并且在閥帽5和閥桿7之間保證合適密封。閥桿7還包括閥盤10，其將在更低位置中在出口開口 4之上與閥座11接觸。提及的襯套8和唇式密封件9布置成固定在通道6中的切斷部12中。在唇式密封件9和通道6之間，存在縫隙13，其中小量的產(chǎn)品可在閥I的使用期間進(jìn)入并且因而引起有害的細(xì)菌生長的存在?？p隙13為窄的，但是實(shí)際上不可能避免流體/產(chǎn)品的少量穿透，該流體/產(chǎn)品從入口開口 3流動(dòng)到出口開口4。此外，由于縫隙13為窄的，有效清洗為非常困難的。參考圖2，示出了根據(jù)本發(fā)明的閥101。閥101的整個(gè)構(gòu)造類似于圖I的閥I。閥101包括閥殼102、入口開口 103、出口開口 104、閥帽105，其具有通道106和閥桿107。閥桿107包括閥盤110，其將在更低位置中在出口開口 104之上與閥座111接觸。閥桿107可視為連接到閥盤110或反之亦然，這包括如下閥桿107和閥盤110可“形成為整體單元”。閥桿107具有芯部114，其具有第一彈性模量；和外套115，其具有第二彈性模量。相比于圖I的閥帽5，在閥帽105中存在特別的不同，這是因?yàn)橥ǖ?06中的表面具有通道106中的如下直徑，即該直徑由于存在第一環(huán)形凸部116、第二環(huán)形凸部117和在凸部116和凸部117之間存在產(chǎn)生的環(huán)形體積118而變化。環(huán)形體積118可經(jīng)由小的另外通道121而填充有潤滑劑，該另外通道121從所述體積118延伸到例如閥帽105的頂側(cè)。另外通道121可由例如塞(未示出)密封，該塞在閥帽105的頂側(cè)處插入到另外通道121，使得潤滑劑的泄漏被阻止。凸部116和117在通道106的縱向方向上具有不同的延伸并且還具有不同的斜面。當(dāng)閥桿107上下(在與閥桿107的主軸線Al平行的方向上)移動(dòng)時(shí)，為了打開或關(guān)閉閥101，閥桿107的外套115當(dāng)閥桿107分別通過凸部116和117時(shí)暫時(shí)變形。因而，閥帽105和閥桿107之間的密封僅僅由凸部116和117并且由閥桿107的外套115組成。在維修期間，由于磨損而改變的唯一部件為閥桿107。閥101不具有布置在閥帽105的切斷部中的額外部件；并且因而不存在細(xì)菌可在其中生長的附加的窄縫隙。從上文繼續(xù)，通道106具有側(cè)壁123并且通道106中的側(cè)壁123在凸部116、117
處與閥桿107直接接觸。另外，可以說的是，通道具有帶有第一橫截面積的第一區(qū)段120和 帶有第二橫截面積的第二區(qū)段，第二橫截面積小于第一橫截面積。然后，第一區(qū)段120限定環(huán)形體積118的外圍邊界并且第二區(qū)段對(duì)應(yīng)于凸部116。類似地，可以說的是，通道106包括具有第三橫截面積的第三區(qū)段，第三橫截面積小于第一區(qū)段120的第一橫截面積。然后，第三區(qū)段對(duì)應(yīng)于凸部117。換句話說，第二區(qū)段116在此形成為凸部，其延伸到用于閥桿107的通道106內(nèi)。如所示，第二區(qū)段116鄰接閥桿107的圓周表面122。相同情況也應(yīng)用于第三區(qū)段117。通道106中的側(cè)壁123在具有第二橫截面積的第二區(qū)段116處與閥桿107直接接觸，使得在閥桿107和閥帽105之間提供密封。在示出的實(shí)施例中，閥桿107和通道具有圓形橫截面，并且第一橫截面積然后由在第一區(qū)段120處的直徑Dl限定(第一橫截面積=Ji · (D1/2)2)。相應(yīng)地，第二橫截面積由在第二區(qū)段116處的直徑D2限定并且第三橫截面積由在第三區(qū)段117處的直徑D3限定。閥桿107的直徑為D4，并且它的橫截面積由D4限定。D2和D3兩者都小于D4。另夕卜，D2和D3小于Dl。這意指閥桿107在與第三和第二區(qū)段116、117的接觸點(diǎn)處被壓縮。然而，閥桿107由柔性材料制造，該柔性材料當(dāng)不與區(qū)段116、117接觸時(shí)恢復(fù)它的形狀。然而，閥桿107的某些部分在閥101的操作期間總是與區(qū)段116、117接觸，使得在接觸點(diǎn)處，也就是在閥桿107目前被壓縮的地方，獲取密封。在上下文中，閥桿107的公稱直徑為在它不被凸部116、117壓縮的區(qū)段處的它的直徑。在由凸部166、117壓縮的區(qū)段(接觸點(diǎn))處獲取緊密密封，并且在接觸點(diǎn)處的閥桿107的直徑大體上分別與D2、D3相同。如可觀察到，在示出的實(shí)施例中第二區(qū)段116與閥帽105相集成，也就是第二區(qū)段116和閥帽105形成整體部件。第三區(qū)段也為該整體部件的部分。可能的是，執(zhí)行第二區(qū)段116和第三區(qū)段117中的僅僅一個(gè)。有效密封仍將被獲取，但是潤滑劑填充的環(huán)形體積118消失。參考圖3和4，用于發(fā)明的閥101的閥桿107以它的整體示出，其中在頂端處的芯部114具有螺紋端119用于與促動(dòng)器202或在閥桿107和促動(dòng)器202之間的連接部件接合。閥桿107連接到促動(dòng)器202并且促動(dòng)器202可為例如壓力控制活塞布置201的部分，其可使促動(dòng)器202和因而閥桿107相對(duì)于閥座111上下移動(dòng)。閥101和它的閥桿107可連接到其它類型的促動(dòng)器或促動(dòng)器控制布置，諸如電氣控制或手動(dòng)操作布置。如所示，促動(dòng)器202放置在閥殼202外面。閥桿107覆套有外套115，其可在不同區(qū)域處帶有不同的機(jī)械或化學(xué)性質(zhì)。因而可能的是，在用于移動(dòng)通過閥帽105的區(qū)域中的閥桿107處具有一組材料性質(zhì)并且在閥盤110處具有另一組材料性質(zhì)。閥桿107的外套115和芯部114兩者可由塑料材料制造。外套115可然后由比芯部114更柔性的材料制造。相對(duì)剛性的閥桿107然后可獲取，盡管鄰接凸部116、117的表面區(qū)段仍可被壓縮，使得提供閥桿107和該閥帽105之間的緊密密封。塑料材料可彼此熔合，使得外套115結(jié)合到芯部114。外套115和芯部114當(dāng)然可通過采用其它合適技術(shù)彼此
彡口口 用于芯部114的材料的實(shí)例為增強(qiáng)聚丙烯。用于外套115的材料的實(shí)例為由熱塑性彈性體化合物形成的塑料。這包括例如苯乙烯嵌段共聚物、氫化的或非氫化的、或這些和 其它相容性聚合物的合金。各種熱塑性塑料、工藝油、填充物和穩(wěn)定劑可被包括用于獲取關(guān)于耐熱性、耐化學(xué)性、機(jī)械抗性等的合適性質(zhì)。不僅可使用塑料材料，而還有金屬材料，典型地用于芯部114并還用于外套115。閥帽典型地由不銹鋼制造，該不銹鋼帶有或者不帶有聚合物覆層或其它類型的低摩擦覆層，諸如PVD(聚乙二烯)，或者它可完全由合適的聚合物混合物制造。在任何情況下，閥桿107包括外部柔性材料，使得第二區(qū)段116導(dǎo)致閥桿107在橫向于閥桿107的移動(dòng)方向的方向上彎曲。如所示，移動(dòng)方向?yàn)榕c閥桿107的主軸線Al平行的方向。閥桿107的彎曲為局部的，也就是外套115當(dāng)閥桿107在凸部116和117之上移動(dòng)時(shí)局部地并且彈性地變形。當(dāng)通過凸部116、117變形的閥桿107的區(qū)段從凸部116、117移開時(shí)，前面變形的區(qū)段恢復(fù)它的形狀。本發(fā)明不限于上面描述的并且在附圖上示出的實(shí)施例，而是可在由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)以任何方式補(bǔ)充并且更改。例如，閥桿107和通道106不必須具有圓形橫截面。
權(quán)利要求
1.一種閥，其包括閥殼(102)，所述閥殼(102)具有閥帽(105)、入口開口(103)和出口開口(104)，所述閥帽(105)具有用于閥桿(107)的通道(106)，所述通道(106)具有側(cè)壁(123)并且所述閥桿(107)包括閥盤(110)用于通過使所述閥盤(110)與所述閥殼(102)中的閥座(111)接觸而關(guān)閉所述閥，在所述閥帽(105)中的通道(106)至少包括具有第一橫截面積的第一區(qū)段(120)和具有第二橫截面積的第二區(qū)段(116)，所述第二橫截面積小于所述第一橫截面積，其特征在于，在所述通道(106)中的側(cè)壁(123)在具有所述第二橫截面積的第二區(qū)段(116)處與所 述閥桿(107)直接接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的閥，其特征在于，在所述閥帽(105)中的通道(106)包括具有第三橫截面積的第三區(qū)段(117)，所述第三橫截面積小于所述第一區(qū)段(120)的第一橫截面積。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的閥，其特征在于，所述閥帽(105)包括具有比所述閥桿(107)的材料更高的彈性模量的材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求I到3中的任一項(xiàng)所述的閥，其特征在于，所述閥桿(107)包括 具有第一彈性模量的芯部(114);和 具有第二彈性模量的套(115)，所述第二彈性模量低于所述第一彈性模量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的閥，其特征在于，所述外套(115)結(jié)合到所述芯部(114)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的閥，其特征在于，外套(115)和所述芯部(114)由塑料材料制造。
7.根據(jù)權(quán)利要求I到6中的任一項(xiàng)所述的閥，其特征在于，所述閥桿(107)具有公稱外部橫截面積或外部直徑Φ4)，其小于或大致等于所述第一橫截面積或在所述第一區(qū)段(120)處的通道(106)的直徑(Dl)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I到7中的任一項(xiàng)所述的閥，其特征在于，所述閥桿(107)具有公稱外部橫截面積或外部直徑(D4)，其大于所述第二橫截面積或在所述第二區(qū)段(116)處的通道(106)的直徑(D2)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的閥，其特征在于，所述閥桿(107)包括外部柔性材料，使得當(dāng)所述閥桿(107)移動(dòng)經(jīng)過所述第二區(qū)段(116)時(shí)，所述第二區(qū)段(116)導(dǎo)致所述閥桿(107)在橫向于所述閥桿(107)的移動(dòng)方向的方向上彎曲。
10.根據(jù)權(quán)利要求I到9中的任一項(xiàng)所述的閥，其特征在于，由所述第一區(qū)段(120)、所述第二區(qū)段(116)、所述第三區(qū)段(117)和所述閥桿(107)創(chuàng)建并且環(huán)繞的內(nèi)部環(huán)形體積(118)包含潤滑劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的閥，其特征在于，具有用于所述閥桿(107)的通道(106)的帽(105)包括另外通道(121)，其從所述內(nèi)部環(huán)形體積延伸到所述閥帽(105)的外部面。
12.根據(jù)權(quán)利要求I到11中的任一項(xiàng)所述的閥，其特征在于，所述閥桿(107)的表面和/或在所述通道(106)中的表面包括指示器材料，諸如磁性材料、顏色色素、或硫酸鋇。
13.根據(jù)權(quán)利要求I到12中的任一項(xiàng)所述的閥，其特征在于，所述第二區(qū)段(116)形成為凸部，其延伸到用于所述閥桿(107)的通道(106)內(nèi)，使得所述第二區(qū)段(116)鄰接所述閥桿(107)的圓周表面(122)。
14.根據(jù)權(quán)利要求I到13中的任一項(xiàng)所述的閥，其特征在于，所述第二區(qū)段(116)與所述閥帽(105)相集成。
全文摘要
一種閥，其包括閥殼(102)，該閥殼(102)具有閥帽(105)、入口開口(103)和出口開口(104)，閥帽(105)具有用于閥桿(107)的通道(106)，通道(106)具有側(cè)壁(123)并且閥桿(107)包括閥盤(110)用于通過使閥盤(110)與閥殼(102)中的閥座(111)接觸而關(guān)閉閥，在閥帽(105)中的通道(106)至少包括具有第一橫截面積的第一區(qū)段(120)和具有第二橫截面積的第二區(qū)段(116)，第二橫截面積小于第一橫截面積。通道(106)中的側(cè)壁(123)在具有第二橫截面積的第二區(qū)段(116)處與閥桿(107)直接接觸。
文檔編號(hào)F16K41/04GK102933885SQ201180029584
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2011年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月15日
發(fā)明者J.C.F.安德森, K.S.馬德森, L.維希曼阿格納 申請(qǐng)人:阿爾法拉瓦爾股份有限公司