安全閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種安全閥，其具有閥座和預(yù)緊的密封體。
【背景技術(shù)】
[0002] 在已知的安全閥中，在安全閥的關(guān)閉狀態(tài)下，密封盤(pán)以一定的保持力被壓緊在閥 座上。如果反作用于密封盤(pán)的介質(zhì)的壓力超過(guò)一定的邊界壓力（該邊界壓力會(huì)導(dǎo)致密封盤(pán) 上的力大于所設(shè)定的保持力），則密封盤(pán)會(huì)被介質(zhì)從閥座處推開(kāi)，而介質(zhì)可以通過(guò)安全閥逸 出，直至壓力急劇下降，使得密封盤(pán)上的由該壓力產(chǎn)生的力小于保持力，從而使密封元件重 新密封地貼靠在閥座上。
[0003] 如果介質(zhì)在閥座的壓力區(qū)域中的壓力達(dá)到接近于使安全閥打開(kāi)的邊界壓力的值， 則此時(shí)的問(wèn)題在于：在該壓力下如何使密封盤(pán)完全密封地保持在閥座上。特別是在頻繁地 將密封盤(pán)從閥座上取下和在閥座上壓緊時(shí)，例如可能會(huì)使得污染物落在閥座上，或者閥座 本身或密封盤(pán)可能會(huì)輕易地發(fā)生變形，由此使得當(dāng)壓力區(qū)域中的壓力小于所定義的邊界壓 力時(shí)，密封盤(pán)可能不再能夠密封地貼靠在閥座上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 在該背景下，本發(fā)明的目的在于提出一種安全閥，通過(guò)這種安全閥即使在接近邊 界壓力或松脫壓力時(shí)也能保證可靠的密封。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的目的通過(guò)一種安全閥來(lái)實(shí)現(xiàn)，該安全閥具有閥座和密封體，該密封 體可相對(duì)于閥座沿第一軸線運(yùn)動(dòng)并沿第一軸線在閥座的方向上通過(guò)保持力被預(yù)緊，其中， 在所述密封體上設(shè)有密封元件，該密封元件可以通過(guò)第一側(cè)面與閥座密封地貼靠；安置在 密封元件的與密封元件的第一側(cè)面相對(duì)的第二側(cè)面上的壓力面通過(guò)至少一個(gè)壓力通道與 被閥座包圍的壓力區(qū)域相連接；在密封體上設(shè)有接觸面，在安全閥的關(guān)閉狀態(tài)下，該接觸面 貼靠在支承面上。優(yōu)選的實(shí)施方式由以下的說(shuō)明和附圖給出。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的安全閥具有閥座和密封體，該密封體可相對(duì)于閥座沿第一軸線運(yùn)動(dòng) 并沿著該第一軸線朝向閥座的方向借助保持力被預(yù)緊，在此，在密封體上設(shè)有密封元件，該 密封元件可通過(guò)第一側(cè)面與閥座密封地貼靠；在位于密封元件的與密封元件的第一側(cè)面相 對(duì)置的第二側(cè)面的壓力面上，通過(guò)至少一個(gè)壓力通道與被閥座包圍的壓力區(qū)域相連接；在 密封體上設(shè)有接觸面，該接觸面在安全閥的關(guān)閉狀態(tài)下貼靠在支承面上。本發(fā)明的基本思 想在于，根據(jù)被安全閥封閉的空間中的介質(zhì)的壓力，通過(guò)將密封元件按壓在閥座上來(lái)實(shí)現(xiàn) 對(duì)閥座的密封。介質(zhì)的壓力越大，密封元件就被越強(qiáng)烈地按壓在閥座上。但是同時(shí)使保持 力不作用在密封元件和閥座上，而是被支承面吸收。
[0007] 優(yōu)選密封元件和密封體是兩個(gè)獨(dú)立的構(gòu)件，進(jìn)一步優(yōu)選這兩個(gè)構(gòu)件由不同的材料 制成。由此可以關(guān)于密封元件的密封特性對(duì)密封元件進(jìn)行優(yōu)化，而密封體可以由能夠使力 傳遞達(dá)到最佳的材料制成。
[0008] 在被閥座包圍的壓力區(qū)域中存在介質(zhì)，并通過(guò)壓力通道使介質(zhì)沿著密封元件的第 二側(cè)面分布?，F(xiàn)在，如果壓力區(qū)域中的介質(zhì)的壓力升高，則該壓力通過(guò)壓力通道也作用于密 封元件的第二側(cè)面上。根據(jù)第二側(cè)面的受到壓力作用的面積的大小，可以通過(guò)介質(zhì)在密封 元件上產(chǎn)生力。由于密封元件的第一側(cè)面和第二側(cè)面彼此相背地對(duì)齊，因此該力將沿閥座 的方向作用于密封元件上，由此通過(guò)該力能夠?qū)⒌谝粋?cè)面按壓在閥座上。因此，僅通過(guò)與作 用于密封體上的保持力無(wú)關(guān)的介質(zhì)的壓力就能夠使密封元件密封地貼靠在閥座上。
[0009] 當(dāng)在被閥座包圍的壓力區(qū)域中的壓力升高時(shí)，一方面通過(guò)壓力通道使密封元件相 對(duì)于閥座被按壓。同時(shí)，壓力區(qū)域中的壓力與保持力相反地作用于密封體上。當(dāng)由壓力 區(qū)域中的壓力產(chǎn)生的按壓力超過(guò)保持力時(shí)，整個(gè)密封體將沿第一軸線的方向與保持力相 反方向地運(yùn)動(dòng)，在此，密封體以其接觸面離開(kāi)支承面。然后，密封元件也通過(guò)這種運(yùn)動(dòng)離 開(kāi)閥座，從而打開(kāi)閥門(mén)，以便能夠從壓力區(qū)域卸載壓力。一旦由于壓力區(qū)域中的壓力再次 下降而使得由壓力產(chǎn)生的擠壓力小于保持力時(shí)，密封體將通過(guò)保持力再次回到其初始位 置（Ausgangslage)，在該初始位置上，接觸面貼靠在支承面上，而密封體密封地貼靠在閥座 上。
[0010] 接觸面和/或支承面可以各自被構(gòu)造為環(huán)形面，它們彼此貼靠在一起。替代地也 可以將接觸面和/或支承面構(gòu)造為，不是沿圍繞第一軸線的整個(gè)周向延伸地設(shè)置，而是居 中地設(shè)置，或只設(shè)置在一個(gè)或多個(gè)周向區(qū)域上。因此，例如可以將接觸面和/或支承面設(shè)計(jì) 為優(yōu)選沿周向分布設(shè)置的多個(gè)單個(gè)面（Einzelfmchen )。也就是說(shuō)，可以設(shè)置多個(gè)接觸面 和多個(gè)支承面，在此，適宜地使每個(gè)接觸面都貼靠在相對(duì)置的支承面上。
[0011] 接觸面可以與密封體一體化地構(gòu)成，或設(shè)置在與密封體相連接的構(gòu)件上。也可以 有多個(gè)構(gòu)件與密封體相連接，由此可以獲得多個(gè)優(yōu)選彼此間隔開(kāi)的接觸面。
[0012] 因此，優(yōu)選密封體可以具有至少一個(gè)接觸元件，在接觸元件上設(shè)有至少一個(gè)接觸 面。該接觸面可以與密封體的其余結(jié)構(gòu)相連接，或與其一體化地構(gòu)成。
[0013] 優(yōu)選密封元件相對(duì)于密封體是可運(yùn)動(dòng)的，特別是以限定的間隙相對(duì)于密封體運(yùn) 動(dòng)。由此可以確保密封元件密封地貼靠在閥座上，從而在介質(zhì)的壓力升高時(shí)能夠?qū)⒚芊庠?件按壓在閥座上，而密封體不會(huì)改變其相對(duì)于閥座的位置。優(yōu)選將密封元件相對(duì)于密封體 的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)為：當(dāng)密封元件貼靠在支承面上時(shí)，密封元件也可以相對(duì)于密封體運(yùn)動(dòng)。此外， 密封元件保持貼靠在閥座上還能夠確保接近邊界壓力。
[0014] 在此，特別優(yōu)選密封元件可以沿第一軸線運(yùn)動(dòng)。由此使得密封元件可以相對(duì)于密 封體運(yùn)動(dòng)，并使密封體可以沿同一軸線相對(duì)于閥座運(yùn)動(dòng)。因此，密封元件可以密封地貼靠在 閥座上，而與密封體在接觸面上的準(zhǔn)確軸向定位無(wú)關(guān)。如果安全閥處于關(guān)閉狀態(tài)，且密封 體相對(duì)于支承面具有一定的間隔，該間隔大于密封元件相對(duì)于密封體的軸向運(yùn)動(dòng)或軸向間 隙，則密封元件在此沿著第一軸線運(yùn)動(dòng)，以打開(kāi)閥門(mén)。
[0015] 優(yōu)選將密封元件設(shè)計(jì)為，其能夠相對(duì)于密封體進(jìn)行純粹的線性運(yùn)動(dòng)，不會(huì)偏轉(zhuǎn)或 彎曲。因此可以使用剛性材料作為密封元件。此外，還可以因此以良好的密封性實(shí)現(xiàn)在閥 座上的平整的貼靠。優(yōu)選密封元件可以作為整體相對(duì)于密封體運(yùn)動(dòng)，也就是說(shuō)，優(yōu)選可以相 對(duì)于密封體運(yùn)動(dòng)的不只是密封元件的一部分。
[0016] 在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，密封體具有圍繞密封元件的第一側(cè)面的保持元件。保 持元件包括密封元件的第一側(cè)面、即與閥座密封貼靠的側(cè)面的至少一部分。保持元件限制 了密封元件的運(yùn)動(dòng)性，并使得密封元件與密封體沿軸向一同運(yùn)動(dòng)，以便在超過(guò)保持力時(shí)打 開(kāi)閥門(mén)。如果密封元件可以沿第一軸線相對(duì)于密封體運(yùn)動(dòng)，則優(yōu)選將密封元件的第一側(cè)面 設(shè)計(jì)為垂直于第一軸線，并能夠在沿第一軸線運(yùn)動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)與閥座的貼靠。在此，保持元件這 樣圍繞密封元件的第一側(cè)面：通過(guò)保持元件能夠不損害或完全防止密封元件在閥座上的密 封貼靠。相反，根據(jù)保持元件的結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)前述的間隙，在該間隙中密封元件能夠相對(duì)于 密封體運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)在，如果密封體基于安全閥的關(guān)閉狀態(tài)而離開(kāi)支承面，則密封體可以同時(shí)通 過(guò)保持元件與閥座分離。
[0017] 此外，優(yōu)選將壓力通道設(shè)置在保持元件和/或密封元件中。保持元件在此被這樣 設(shè)置在密封體上：使密封元件的第二側(cè)面的壓力面通過(guò)壓力通道與閥座內(nèi)部的壓力區(qū)域相 連接。為此，優(yōu)選保持元件至少鄰接壓力區(qū)域設(shè)置或設(shè)置在壓力區(qū)域中，以及設(shè)置在壓力面 上或毗鄰壓力面。保持元件可以例如被構(gòu)造為盤(pán)形，在此，保持元件的周向的徑向外部部分 與密封