閥門及其使用方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種閥門及其使用方法以及相應的計算機程序。
【背景技術】
[0002]不同功能和結構形式的閥門被用于阻斷或控制流體流過具有閥門的系統。
[0003]具有促動器、密封-或封閉體和殼體的傳統的閥門由多個獨立組件組成，在制造時將這些獨立組件組裝與裝配。

【發明內容】

[0004]在該背景下，通過在此介紹的方案提出了一種根據獨立權利要求所述的閥門及其使用方法以及相應的計算機程序。有利的設計方案由相應的從屬權利要求和下述說明書得出。
[0005]具有柔性壁的用于影響流體流過閥門的閥門殼體這種設計方案可以實現使得閥門殼體相對于促動器并且必要時相對于閥門的其它閥門組件密閉地密封。
[0006]因此，根據該方案構造的閥門是可以實現多個閥門功能的獨立組件。就這類閥門而言，密封體可以被直接內置到殼體內，由此可以省去用于促動器的附加的密封位置。
[0007]根據在此提出的設計方案的改進，例如通過將封閉體設計為褶皺結構或者將波紋管內置到殼體內，還可以將閥門的彈性功能或者還可以將彈性功能的部分引入到殼體內。
[0008]根據在此提出的設計方案而設計的閥門可以避免污染物在間隙、接合位置以及死水區(Totwassergebiet)積累。該設計方案還可以保證流動室的完全密封。可以完全省去額外的密封件。無需穿引用于給促動器供電的電纜。可以減少或防止在操作封閉體時的功能上的問題，例如在閥門的力-行程-曲線中由密封環引起滯后現象。可以將在此提出的閥門按整體構造方式來制造，由此可以減少所需部件的數量以及降低組裝費用。
[0009]由于可以例如通過添加法或功能鑄造法(Funkt1nsguss)制造在此提出的閥門和與之相關的設計自由，可以在流體力學方面優化地設計流體室。可以省去可能發生問題的過渡-和接合區或間隙、底切和死水區。由此可以有效地避免因沉積在間隙內的顆粒和沉落物沉積而產生的污染。
[0010]提出一種具有以下特征的閥門:
[0011]用于控制流體流過閥門的促動器；和閥門殼體，其中，該閥門殼體具有至少一個柔性壁，該柔性壁被設計用于被促動器移動；以便在用于使得流體流入到閥門內的入口和用于使得流體從閥門流出的出口之間改變閥門殼體內的流體流動區。
[0012]閥門可以用于阻斷或控制流體的流動。促動器可以被理解為閥門的驅動元件，其適合于將電信號轉化為機械運動，這里用于使得閥門殼體的柔性壁移動，從而其增大或減少或中斷流體的沿著柔性壁流動的物質流，或者可以用于允許該物質流流過閥門。閥門殼體可以被構造用于臨時地容納流體并引導流體穿過閥門。閥門殼體可以具有入口和出口或者多個入口和出口作為僅有的開口，此外-特別是相對于促動器-密封地即流體密封地封閉。
[0013]柔性壁可以形成閥門殼體的一部分。柔性壁可以與殼體壁的剛性的剩余區域一體地構造。在這種情況下可以在閥門殼體壁的剛性的區域和可移動的或可移調的區域之間設置中斷的或連續的過渡部。替代地，在制造閥門時，柔性壁可以在規定的工作步驟中與閥門殼體的剛性的壁區段相連接。根據一個實施方式，柔性壁還可以在整體上構成閥門殼體。可以從閥門的封閉體的意義上來看待柔性壁。柔性壁可以被構造用于響應壓力而被促動器彈性地移動或彎曲，并且在取消壓力時會自動再次移動回原始狀態。柔性壁的移動在此可以體現為柔性壁的至少一個部分的彎曲或伸縮。替代地，柔性壁的柔性以如下的形式存在，即它響應于所施加的壓力改變其形狀，并且在取消壓力時又恢復其原狀。
[0014]“流體流動區”可以是閥門殼體的一部分區域，該部分區域具有入口和出口。流體在閥門殼體內的最有效的流動可以發生在該區域內。“改變流體流動區”可以是增大或減小或關閉或打開流體流動區。“入口”可以是高壓接頭，而“出口”則可以是低壓接頭。
[0015]根據閥門的一個實施方式，促動器可以在閥門殼體的外部與閥門殼體的柔性壁相鄰地布置。采用該種方式，促動器可以以適當的方式作用到柔性壁上，而不需為此使得柔性壁被促動器穿透。因此，可以有利地省去相對于促動器對閥門殼體的內部進行昂貴地密封。
[0016]柔性壁例如可以形成閥門殼體的與入口對置的插套部分。促動器的導向件可以布置并構造在該插套部分中，以便逆向于流體流動區內的流體的流動方向地將插套部分的底部壓入到入口內，以便封閉入口。插套部分可以被設計用于延伸進入到閥門殼體的內部。插套部分的底部在此在封閉體-例如中心閥-的意義上可以用于完全或部分地封閉入口。在閥門的該實施方式中，導向件可以被構造為桿狀，并且其一端處在插套部分的底部上，而其另一端則延伸越過插套并從閥門殼體伸出。
[0017]閥門的該實施方式可以實現在流體流動區內直接在相關的位置即在伸入到閥門殼體內的入口處十分精細地分級地調節流體體積流，同時使得閥門殼體相對于促動器產生緊密的密封。
[0018]特別地，插套部分可以具有手風琴狀折疊的褶皺結構。該褶皺結構可以被設計用于可朝向入口延伸。褶皺結構的延伸可以通過促動器的導向桿朝向入口的移動來進行。褶皺結構可以被構造用于響應于從插套撤回導向桿而自動地收縮并打開開口。采用該實施方式可以有利地提供彈性作用，而不需為此使用附加的部件，基于所述彈性作用可以使得入口封閉或者保持打開。因此可以節省制造成本和安裝空間，并且還可以減小或消除在閥門殼體內部的死水區。
[0019]根據一個實施方式，導向件可以固定地與插套部分相連。因此可以十分有效地從促動器到插套的底部上進行力傳遞，以便使得該底部移動。
[0020]根據另一實施方式，柔性壁可以被設計用來橫向于在流體流動區內的流體的流動方向地被促動器朝向閥門殼體內部地頂壓。采用該種方式可以借助于柔性壁減小流體流動區的有效橫截面。閥門的該實施方式可十分簡單且成本低廉地實現。
[0021 ] 柔性壁在此例如可以橫向于在流體流動區內的流體的流動方向完全地包圍流體流動區的至少一部分。促動器可以被構造為完全包圍柔性壁的環形促動器。該實施方式可以保證十分均勻地減小或增大入口和出口之間的流體流動區。因此可以十分有效地減小在流體流動區內的流體的、不利于閥門功能的渦流。
[0022]提出了一種使用閥門的方法，其中，閥門具有用于控制流體流過閥門的促動器和閥門殼體，其中，閥門殼體具有至少一個柔性壁，該柔性壁被設計用于被促動器移動，其中，該方法具有以下步驟:
[0023]向促動器發出控制信號，以便引起促動器使得柔性壁移動，以便在用于使得流體流入到閥門內的入口和用于使得流體從閥門流出的出口之間改變閥門殼體內的流體流動區。
[0024]該方法的一個實施方式可以被用于操作根據上述實施方式之一所述的閥門。通過本發明的方法形式的該設計變型，還可以迅速且有效地實現本發明的目的。
[0025]具有程序代碼的計算機程序產品或計算機程序也是有利的，該程序代碼可以被存儲在機器可讀的載體或存儲介質例如半導體存儲器、硬盤存儲器或光學存儲器上，并且被用于實施和/或控制按照上述實施方式之一所述方法的步驟，尤其是當程序產品在計算機或設備上執行時。
【附圖說明】
[0026]以下借助于附圖對在此提出的方案進行示范性地詳述。在附圖中:
[0027]圖1為根據現有技術的閥門的示意圖；
[0028]圖2為根據現有技術的具有密封環的閥門的示意圖；
[0029]圖3為根據本發明的實施例的具有柔性壁的閥門的示意圖；
[0030]圖4為根據本發明的實施例的、圖3的具有柔性壁的閥門的立體圖；
[0031]圖5為根據本發明的實施例的、具有柔性壁的閥門在第一位置的示意圖；
[0032]圖6為根據本發明的實施例的、圖5的具有柔性壁的閥門在第二位置的示意圖；
[0033]圖7為根據本發明的實施例的、具有柔性壁的閥門的使用方法的流程圖。
[0034]在本發明的有利的實施例的下述說明中，針對在不同附圖中示出的且有相似作用的組件使用相同或相似的附圖標記，其中，不再對這些組件予以贅述。
【具體實施方式】
[0035]圖1所示為根據現有技術的用于控制流體流動的傳統閥門的示意圖。該閥門由促動器100、殼體102和封閉體104組裝而成。殼體102的一部分構成上面的壓力室106的封閉體的支座區(Sitzbereich) 106即封閉體104的支座區。流體經由在閥門的下面區域內的高壓連接部到達閥門的第一壓力室108內，并且在打開閥門時經由對置的、將第二壓力室110打開的低壓連接部離開閥門。
[0036]圖1中示出的傳統的閥門的促動器100、封閉體104和殼體102是在制造時被組裝與裝配的獨立組件。與圖1所示不同的是，還可以將傳統閥門的促動器100安置在流體室的內部，從而僅需要把線纜穿過殼體102，而不需要使得運動的部件穿過殼體102。該設計的前提條件是，促動器100例如電磁線圈能在現有的介質內可靠地工作。
[0037]圖2為根據現有技術在封閉體104和促動器100之間具有密封件200的傳統閥門的示意圖。密封件200在此被設計和構造為O-型環，以便借助于從填充有流體的壓力室伸出的并且穿透殼體102的導向桿202使得可移動的封閉體104的導向部朝向促動器100密封。
[0038]圖3在示意性的剖視圖中示出了根據本發明的實施例的閥門300。閥門300由閥門殼體302和促動器304組成。閥門殼體302在此被方形地構造，并且形成閥門300的用于臨時容納流體的容納室306。在圖3所示的實施例中，殼體部302具有一個用于使得流體進入到容納室306內的入口 308和兩個用于使得流體從容納室306流出的出口 310。
[0039]特別地，閥門殼體302具有柔性壁312。柔性壁312由可伸縮的或彈性的材料組成，并且在此形成軟管狀的、端部封閉的插套(EinstUlpung) 314插入到閥門殼體302的內部或容納室306中。閥門殼體302的剩余區域在此被剛性地構造。在圖3示出的閥門300的實施例中，閥門殼體302包括形成插套314的柔性壁312在內一體地構造。閥門壁的剛性區域過渡到柔性區域312。閥門殼體302包括柔性壁312在內相對于促動器304流體密封地密封。
[0040]在圖3示出的閥門300的實施例中，插套314具有波紋管(Faltenbalg)意義上的手風琴狀的褶皺結構316。褶皺結構316允許插套314變形或可移調，其方式為，可以將插套拉伸，再壓縮即縮短，而無需顯著地伸縮材料。在圖3示出的實施例中，插套314在一定程度上構成閥門300的封閉體，并且相應地與閥門殼體302的入口 308相對地布置。通過延伸插套314的褶皺結構316，可以將插套的底部318插入到入口 308內并且封閉該入口。通過褶皺結構316會賦予柔性壁312彈性作用。在圖3示出的閥門300的實施例中，插套314被設計用于在靜止位置基于其固有的彈性作用將插套314的底部318壓入到入口 308內進而封閉閥門3