隔膜阀壳体以及用于生产隔膜阀壳体的方法

摘要

本发明提供一种隔膜阀壳体，该隔膜阀壳体具有：至少两个轴向延伸的流体通道（10，12），所述至少两个轴向延伸的流体通道（10，12）彼此对准并且朝向彼此延伸；以及位于流体通道（10，12）之间的分隔壁（38），如果沿纵向截面图观察，则分隔壁（38）具有较平坦部（44，46）和较陡峭部（48，50），以便为所述流体通道（10，12）定界。此外，本发明提供了一种用于生产隔膜阀壳体的方法。

说明书

技术领域

本发明涉及一种隔膜阀壳体，该隔膜阀壳体具有：至少两个轴向延 伸的流体通道，所述至少两个轴向延伸的流体通道彼此对准并且朝向彼 此延伸；以及分隔壁，该分隔壁位于流体通道之间，该分隔壁具有朝向 阀腔的自由端，并且自由端形成位于流体通道的放置成彼此靠近的口孔 之间的阀座，其中，流体通道各自具有圆筒形、优选地普通圆筒形的轴 向部以及紧随其后的通道端部，该通道端部相对于流体通道的轴向方向 侧向地延伸并且沿阀腔的方向朝向彼此倾斜地延伸，通道端部由分隔壁 分离。此外，本发明涉及一种用于生产隔膜阀壳体的方法。

背景技术

隔膜阀壳体具有通向流体通道的进给和排出连接。这两个流体通道 ——彼此对准并且具有共同的轴向轴线——通常由管部限定。就在分隔 壁之前，通道被弯折成朝向同一侧，使得通道朝向彼此延伸并且通向公 共阀腔。然后，该阀腔由抵靠阀壳体的隔膜关闭。这样做，隔膜被夹紧 在阀壳体与以凸缘方式安装在阀壳体上的驱动壳体之间。在驱动壳体中 设置有包括柱塞和/或活塞的相对应的驱动装置，所述驱动装置将隔膜 压靠在阀座上或允许隔膜抬离阀座，以便建立通道之间的流动连接或使 通道彼此断连。

带有倾斜地延伸的通道端部的阀壳体的制造是艰苦的过程。存在用 于生产这些通道端部的多种方法，例如通过所谓的直线铣削以分步的方 式生产这些通道端部。表面相应地粗糙并且随后被抛光，有时甚至需要 用手对其进行抛光，因为不是所有的部分均是机器可接近的。一般类型 的隔膜阀壳体从DE10223824B4获知。在该隔膜阀壳体中，特别地， 轴向部与相对于轴向部倾斜地延伸的通道端部之间的连续圆角过渡制 造起来成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供能以更具成本效益的方式来生产的隔膜阀壳体 以及用于生产这种隔膜阀壳体的方法。

这通过下述的隔膜阀壳体而实现，即，该隔膜阀壳体具有：至少两 个轴向延伸的流体通道，所述至少两个轴向延伸的流体通道彼此对准并 且朝向彼此延伸；以及分隔壁，该分隔壁位于流体通道之间，该分隔壁 具有朝向阀腔的自由端并且该自由端形成位于流体通道的放置成彼此 靠近的口孔之间的阀座，其中，流体通道各自具有圆筒形、优选地普通 圆筒形的轴向部以及紧随其后的通道端部，该通道端部相对于流体通道 的轴向方向侧向地延伸并且沿阀腔的方向朝向彼此倾斜地延伸，通道端 部由分隔壁分离。为了对流体通道定界，如果沿着轴向纵向截面观察， 则分隔壁对于每个流体通道具有：锥形部，该锥形部相对于轴向方向是 较平坦的并且设置成靠近阀座；以及相对于轴向方向的较陡峭部，该较 陡峭部定位成邻近锥形部。

然而在现有技术中，如果沿着纵向截面观察，则整个通道端部以均 匀线性方式延伸并且最终以大的直径结合至轴向部中，本发明提供了一 种相对于现有技术相反的解决方案。根据本发明，通道端部正好不设计 成以带有均匀锥形的直线方式而延伸。相反，通道端部中设置有不同锥 角的部段。更靠近开口处设置有锥形部，该锥形部被渐缩以便相对于轴 向方向比紧随其后的部段更平坦，并且该紧随其后的部段相比锥形部具 有更陡的角度的锥度。如果从相应的通道的开口观察，则在通道端部中 提供了一种“台阶”或横向部段扩大部。由于不连续的壁的延伸，因此 湍流产生在来自开口的流体中。然而，正如试验已发现，这些湍流不产 生干扰，而是考虑到在通道端部与轴向部之间的过渡处的颗粒沉积物。 其原因是，湍流使沉积物向上旋动并通过流动将沉积物带走。陡峭部减 小了难以制造的曲线形部，并且可以例如通过延伸深入到壳体中的可以 以车削或钻孔或铣削方式非常简单地生产的轴向部来机器生产该陡峭 部。另一种制造可能性在于：在分部段中通过从开口开始铣削、通过简 单地使刀具相对于轴向方向更陡峭的定向而生产该较陡峭部。因而，隔 膜阀壳体完全可以较大规模地机械化生产，如果确实有的话，抛光只需 在小表面上进行使得能够显著地降低总制造成本。作为替代，可以选择 除了铣削之外的材料移除方法，例如电化学材料移除（ECM）。本发明 允许实现电极的非常简单的运动方向，并且同时，如果有的话，需要很 少的抛光后处理。

如果沿着纵向截面观察，则锥形部和/或陡峭部可以由平直部段形 成，这意味着可以通过线性部分形成，因而可以极大地简化制造。其原 因是，刀具不需要针对该部段逐个直线地横穿壳体，并且不需要在直线 之间以不同的角度定向。相反，刀具可以沿着曲线——意味着优选地通 过滚铣——生产通道端部的该部分，更精确地说是生产通道端部的壁的 该部段。

如果锥形部实现为平面并且因而实现为相对于轴向轴线倾斜的表 面，则特别简单。

较陡峭部例如可以实现为圆筒形表面或实现为平面表面，在这两种 情况下，相比现有技术制造均相对简单。

较陡峭部可以相对于轴向方向径向地延伸，使得该较陡峭部在铣削 或优选地车削轴向部期间被简单地生产，而不需要附加的步骤来生产该 较陡峭部。

优选地，较陡峭部应当形成至流体通道的相邻轴向部的过渡，使得 优选地仅有两个或最多三个不同的锥形部（如果沿纵向截面观察）形成 倾斜地延伸的通道端部。

由于流体通道的轴向部优选地具有普通的圆筒形状，因此径向视角 ——意味着俯视图中从阀座上观察——的侧向过渡通常设置在锥形部 与限定通道端部的剩余壁部之间。根据一个实施方式，本发明使锥形部 在其两个相反的端部处结合至弧形部中。然后，这些弧形部将是分隔壁 的侧向、相对的端部。

该弧形部可以直接结合至弧形部与轴向部之间的较陡峭部中，这不 会有任何费力的处理。

该壳体应当另外具有模制到其上的用于附接隔膜的侧向环状凸缘， 其中，阀座将环状凸缘的相对的部段连接在一起，这意味着阀座横向地 延伸至相邻的阀腔。

如果以俯视图观察环状凸缘，则流体通道例如具有半圆形开口横截 面。

此外，本发明涉及用于生产根据本发明的隔膜阀壳体的方法。根据 本发明的方法从阀壳体坯件通过移除材料——特别地通过铣削——而 生产锥形部，并且在生产锥形部之前或之后生产轴向部。材料从坯件的 一侧移除，特别地从模制到坯件上的侧向环状凸缘移除。

根据本发明的阀壳体坯件可以以多种方式生产。例如，壳体通过由 管部形成而生产并且随后例如通过移除材料而被处理。对于较高的要 求，坯件也可以是锻造的不锈钢坯件或铸坯。如果制造从管部执行，则 轴向部优选地同时生产，或壁的内侧可以在之后通过机械进行后处理。 轴向部不需要通过切削至实心材料中而专门地机加工。当制造借助于管 部而执行时，分隔壁可以在加工之前通过侧向地凹进管道壁而生产。然 而，根据本发明的方法提供了如此大的节约潜能，即：坯件也可以是实 心块或长方体，“由整件”的坯件制成壳体。相比之前的方法，这种方 法仍提供了成本优势。

本发明的一个选项提供了初始生产轴向部并且随后生产锥形部，其 中，在锥形部的铣削期间，刀具以下述低水平进给（即，沿进给方向移 动），即：使得通道端部已连接至轴向部。这意味着所谓的线铣削（铣 削操作以逐个直线的方式进行）可能完全地省略掉或至少减小到最小。

当生产锥形部时，较陡峭部或较陡峭部的多个部段应当被移除或铣 削，或早在轴向部的生产期间车削较陡峭部。在这种情况下，在车削期 间生成的端壁形成了较陡峭部，因此，该较陡峭部相对于相应的通道的 轴向部的轴向方向而径向地延伸。然后，可以对该径向表面的至锥形部 的过渡区域进行倒角。

如已解释的，通道端部至轴向部的过渡可以可选地通过抛光而完成。 该过渡也可以设置有较小的半径。半径本身不必通过磨削而生产，而是 能够使用具有球形端的刀具，借助于该刀具，半径在自身的铣削过程期 间生成。

附图说明

本发明的另外的特征和优点将根据随后的描述和随后参照的图而变 得明显，其中：

图1示出了阀壳体坯件的俯视图，根据本发明的隔膜阀壳体由该阀 壳体坯件制成，

图2示出了根据图1的阀壳体坯件的立体图，

图3示出了贯穿根据图1的阀壳体坯件的纵向截面图，

图4示出了根据图1的阀壳体坯件在流体通道的铣削期间的立体图，

图5示出了阀壳体坯件在铣削期间的另外的立体图，

图6示出了根据本发明的隔膜阀壳体的第一实施方式的俯视图，

图7示出了贯穿根据图6的隔膜阀壳体的纵向截面图，

图8示出了贯穿根据本发明的隔膜阀壳体的第二实施方式的纵向截 面图，

图9示出了根据图8的隔膜阀壳体的俯视图，以及

图10示出了沿着图9中的线X-X贯穿隔膜阀壳体的径向截面图。

具体实施方式

图6和图7示出了隔膜阀壳体的第一实施方式，该隔膜阀壳体由例如 如图1至图3中所示出的整体式阀壳体坯件制成。

隔膜阀壳体具有两个流体通道10、12，所述两个流体通道10、12沿 着共同中心轴线A轴向地延伸、朝向彼此延伸、并且相应地彼此对准。这 些流体通道10、12部分地延伸到插口状的管状端部14、16中，隔膜阀壳 体的所述插口状的管状端部14、16连接至流体管路。

隔膜阀壳体上紧邻插口形端部14、16处模制有侧向环状凸缘18，该 侧向环状凸缘18优选地设计成平面、平行于轴线A延伸，并且隔膜20（参 见图7）压靠着侧向环状凸缘18。

隔膜20挤压在隔膜阀壳体与驱动壳体22之间，其中，可以由驱动器 沿轴向横穿的压力件24径向地支承在驱动壳体22中。用于压力件24的 驱动器可以是磁力驱动器、液压驱动器、气动驱动器或任何其它驱动器。 该压力件24抵靠隔膜20的后侧，并且可以将隔膜20压靠在隔膜阀壳体 中的阀座26上，以断开两个流体通道10、12之间的流动连接。

原因是流体通道10、12各自分别具有位于凸缘18的区域中的口孔28 和口孔30，借助于口孔28和口孔30，流体通道10、12通向在隔膜20被 抬离时在阀座26上方创建的共同阀腔32。流体通道10、12可选地经由该 阀腔32彼此流动连接。

因而，参照图7，流体通道10、12分别具有普通圆筒形轴向部34和 普通圆筒形轴向部36，所述普通圆筒形轴向部34和普通圆筒形轴向部36 是流体通道10、12的在其中轴向地延伸并且朝向彼此定向的部段。两个 轴向部34、36终止于分隔壁38处，该分隔壁38为阀壳体的组成部分。 然后，分隔壁38分段地分别限定通道端部40和通道端部42，所述通道端 部40和通道端部42分别在轴向部34、36的后面。这些通道端部形成从 轴向部34、36分别至口孔28和口孔30的过渡，并且如果沿轴向方向观 察，则这些通道端部朝向彼此并且沿阀腔32的方向倾斜地延伸。因而， 相应的通道端部40、42分段地通过分隔壁38以及另外地通过部分地形成 在插口形端部14、16中和部分地形成在凸缘18上的侧向壁而划界。

图6示出：口孔28、30被设计成肾形或在最广泛的意义上设计成半圆 形或呈圆缺的形状，并且两个平坦的侧面彼此相对。阀座26在两个肾形 通道口28、30的平坦侧面之间延伸，并且形成腹板状分隔壁38的朝向阀 腔32的顶侧。该阀座26定位成略微低于凸缘80的顶侧并且如果沿轴向 方向观察则也可以以略微弧形的方式延伸，这意味着从凸缘表面朝向其低 于凸缘表面18的水平面的中心并且随后再次上升至凸缘表面18的水平 面。

分隔壁28形成有其自由端，该自由端可以说是朝向阀腔32的阀座。

图7示出：分隔壁38具有若干部段以便为两个流体通道10、12定界。 从阀座26出发，分隔壁37形成：锥形部44、46，所述锥形部44、46靠 近阀座26并且沿轴向方向的方向——即轴线A的方向——是较平坦的； 以及在锥形部44、46之后的较陡峭部48、50。该较平坦部44、46在该区 域中赋予分隔壁38梯形形状（参见图7）。

在根据图6和图7的实施方式中，较平坦的锥形部44、46分别由也可 以在图6中看到的平面表面而形成。然而，这不应从限制的意义来理解。

在该实施方式中，较陡峭部48、50设计为垂直于凸缘表面18的水平 面而延伸的表面并且分段地——优选地在较陡峭部48、50与锥形部44、 46接界的区域中——设计为水平径向表面，即，设计为垂直于轴线A的表 面部。

图7示出了陡峭部48、50随后以小的半径结合至为轴向部34、36定 界的相应的圆筒壁中。

参见图6，平坦的锥形部44、46在两个侧向方向上以弧形部52、54 终止。

如果从阀座26沿着锥形部44、46观察，则由于锥形部44、46与较陡 峭部48、50之间的弯折而形成标有附图标记56、58的底切部。

如果流体从流体通道10流动到流体通道12中，则在底切部58中产生 涡流，这将从底切部58带走流体中所携带的任何颗粒。

如果沿着纵向截面观察，则锥形部44、46以及在本实施方式中还有陡 峭部48、50分别由直线部形成。

在图示的实施方式中，弧形部52、54结合至陡峭部48、50中，即， 在俯视图（参见图6）中结合至较陡峭部48、50的圆筒段形部60中。

以下将借助于图1至图5对用于生产根据图6和图7的隔膜阀壳体的 方法进行说明。坯件已形成有凹入部62、64以及用于中间壁的延伸部。

优选地，最初，优选地通过车削对插口形端部14、16的外侧和内侧进 行处理，使得首先生产制造了两个圆筒形轴向部34、36。在该车削过程期 间，工具插入到坯件中至下述深度：该深度使得所产生的开口的端侧已形 成了较陡峭部48、50。

随后，通过铣削来制造通道端部40、42，如图4和图5中所看到的。 刀具此处用附图标记70标识。

刀具70相对于环状凸缘18的水平面倾斜地定向，并且在该实施方式 中，没有必要通过直线铣削但优选地完全通过滚铣的方式来制造相应的开 口。而且，正是可以非常迅速地制造的优选水平的锥形部44、46。

作为刀具，可以使用具有圆筒形外轮廓——但是稍微呈圆锥形的外轮 廓也是可以的——的端铣刀具。刀具顶端还可以可选地具有球形形状。

如图5中所能看到的，由刀具的外部形式（刀具运动的拐点）非常简 单地确定了弧形部52、54，刀具在此处仅仅沿着线性直线横穿以便形成锥 形部，并且随后沿着弧形移动以便制造肾形口孔28、30的弯曲部和相应 的壁部。在图5中，相应的通道端部40的仅由粗线划界的部分被铣削， 而通道端部42的铣削已完成。

随后，还可以对该表面进行磨削，在示出的实施方式中可以全部地由 机器完成该项操作。

除较陡峭部48、50的形成之外，根据图8至图10的实施方式与先前 的实施方式相对应，使得下面仅需对不同之处进行描述。相同的附图标记 已使用在相应的先前的部段、部分或表面中，使得此处完全可以参考以上 所提供的描述。

尽管在根据图8至图10的实施方式中，相应的较陡峭部48、50在其 基本形式上与根据图6和图7的实施方式相同，然而，在从锥形部44、46 至向环状凸缘18的水平面竖向地延伸的部段48、50的过渡的区域中，边 缘80（参见图8，参照附图标记80的箭头）分段地已经被铣削，即，倒 角。图9示出：由于弧形铣削，而使较陡峭部得到附加表面82、84。这些 部段82、84相对于轴向方向A比起相对应的锥形部44、46也定向成更陡。

如从图9中进一步看到的，以弧形方式延伸的磨削的陡峭部82、84仅 存在于锥形部44、46的齐平范围的区域中，即基于这些，使得如同先前 的实施方式，弧形部52、54直接结合至垂直于环状凸缘18的水平面延伸 的较陡峭部的弧形部60、62中。

在所有实施方式中，如果沿着纵向截面观察，则弯曲边缘100将阀座 26与邻近的锥形部44、46连接。

此外，如果沿纵向截面图观察，则锥形部44、46的长度L1比以下较 陡峭部48、50、82、84的长度L2大（参见图8）。

隔膜阀壳体的制造如同以上所描述的实施方式执行。仅有的不同之处 在于，在制造通道端部40、42的过程结束时，通过将刀具成角度地定向 而分段地对两个通道端部40、42上的边缘80进行铣削。

应当强调的是，在两个实施方式中当然也可以在制造过程结束时执行 圆筒形轴向部34、36的制造，使得通道端部40、42在开始时制造。

此外，也可以由铸坯或由锻造的不锈钢坯件来制造隔膜阀壳体。