借助于激光熔化構建金屬起密封作用的傾斜座幾何結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權利要求1的前序部分的帶有傾斜地布置在配件殼體(Armaturengehause)中的閥座的提升閥(Hubventil)以及一種用于制造這種傾斜座幾何結構(Schragsitzgeometrie)的方法。
【背景技術】
[0002]閥在各種各樣的實施方案中已知，其中能夠不同地施加閥座的設計方案。為了在小的結構尺寸下實現(xiàn)穿過閥的最大的通過量，即為了使通過阻力減小到最小，通常閥座的傾斜的布置已顯現(xiàn)為有利的。
[0003]文件DE3609772C2顯示了一種帶有傾斜布置的閥座的閥，其中阻斷體的專門的引導部確保帶有小的泄漏量的密封。
[0004]文件DE19711839A1同樣地顯示了一種帶有傾斜座的閥，在其中如此選取座面的形狀，即使得密封作用達到最佳并且可通過切削方法制造座面。然而這種成本適宜的制造阻止座面的形狀的進一步的優(yōu)化。
[0005]文件US4009865A顯示了一種閥座，在其中閥座由兩個孔的兩個圓柱形的內壁和圓錐形的凹口構造，并且在封閉部件和閥座之間的密封線由兩個圓錐形的凹口構造。這種所謂的Y形的實施方案(在該實施方案中主軸相對于通流方向斜傾)具有的缺點是，僅僅可困難地或高成本地安置驅動系統(tǒng)，其中閥座的制造是簡單的。
【發(fā)明內容】
[0006]本發(fā)明的任務在于，創(chuàng)造一種在配件殼體中的閥座的情況下的傾斜座幾何結構，該配件殼體帶有進入部和離開部，其中設置有金屬的封閉部件，該封閉部件在其外輪廓處設計成圓錐形，該傾斜座幾何結構可簡單地被制造并且金屬起密封作用的(metallischdichtend)。閥應當可由閥驅動器以簡單的方式擴展。
[0007]這通過閥座以T形的設計方案來實施而實現(xiàn)，其中金屬的殼體構造為三個圓錐的相交(Verschneidung)，其中兩個圓錐在配件殼體中如此安放在通孔中，即使得閥座構造為邊緣座(Kantensitz)。通過傳統(tǒng)的制造方法不可能制造這種閥座。切削加工座環(huán)和饒鑄座環(huán)都不能實現(xiàn)創(chuàng)造金屬起密封作用的座。根據(jù)本發(fā)明，座的構件借助于激光熔化制造。在T形的設計方案中主軸垂直于通流取向。這具有的優(yōu)點是，可在無需更大的消耗的情況下附裝簡單的驅動系統(tǒng)。然而座幾何結構可設計成明顯更復雜。
[0008]在如在上面提及的【背景技術】中的那樣的Y-形的設計方案中，能夠由毛坯通過鉆孔加工和車削加工產(chǎn)生圓柱形的輪廓。在封閉部件為圓錐形的情況下可設計閥座，然而該閥座可難以裝備有驅動系統(tǒng)。這在根據(jù)本發(fā)明的T形的設計方案中是不同的，然而在該設計方案中完整的閥座必須作為層構建制造，因為通過傳統(tǒng)的切削方法不可制造根據(jù)本發(fā)明的帶有存在的切除部(Hinterschneidung)的幾何結構。
[0009]通常稱作為3D打印的方法適用于層構建。相應于配件(Armatur)的應用可應用激光熔化方法，在其中金屬粉末的選出的區(qū)域以成多層的方式焊接到處于其下方的主體處。工件的之后與流體接觸的表面能夠通過激光射線專門弄平或在閥座的區(qū)域中硬化。
[0010]在本發(fā)明的一種設計方案中，封閉部件的外輪廓的圓錐包夾25°至35°的張角σ，特別優(yōu)選30°的角度。如此選取該角度，即使得能夠達到最大的密封作用。通過兩個圓錐周面的相交以制造在閥殼體中的密封座產(chǎn)生密封線，封閉部件的外輪廓與該密封線共同作用。相應地可如此選取外輪廓，即使得閥的簡單且可靠的打開和關閉以及最大的密封是可行的。
[0011]在另一設計方案中，在配件殼體中由帶有5°至15°優(yōu)選地7.5°的張角α的第一圓錐和帶有45°至60°優(yōu)選地55°角度的張角β的第二圓錐形成閥座。通過兩個圓錐的疊加產(chǎn)生明確限定的密封線，該密封線與封閉部件一起形成金屬起密封作用的座幾何結構。
[0012]第二圓錐的大的張角使封閉部件的可靠的靠近成為可能，而不會在制造和應用時通常的公差的范圍內導致過量的磨損。相反第一圓錐的小的角度保障了閥座的必要的密封性。
[0013]在另一設計方案中，封閉部件傾斜地從閥座中運動出來，其中方向面向配件殼體斜傾了 30°至60°優(yōu)選地以45°。這減小了在閥中的負荷并且減弱了流體的必要的偏轉。
[0014]在另一有利的設計方案中，配件殼體和/或封閉部件由抗腐蝕的、耐磨的材料制造。這阻止了在閥處的不期望的腐蝕。
【附圖說明】
[0015]根據(jù)實施例進一步地闡述本發(fā)明。附圖示出了根據(jù)本發(fā)明的閥座組件。其中詳細而言:
圖1示出了穿過根據(jù)本發(fā)明的閥座組件的設計方案的截面，
圖2示出了來自該截面的細節(jié)Α，包括殼體部件，
圖3示出了來自該截面的細節(jié)Α，包括閥圓錐，以及圖4示出了閥圓錐在殼體部件中的布置。
【具體實施方式】
[0016]在圖1中示出了以提升閥形式的配件。在殼體I處實施有進入法蘭和離開法蘭。閥圓錐2位于進入法蘭和離開法蘭之間，該閥圓錐形成阻斷單元并且沿著座環(huán)3密封殼體。座環(huán)3為直接加工到金屬的殼體I中的配合面，該配合面容納同樣實施成金屬的閥圓錐2以用于密封。通過弓形件4將用于抬高和下降閥圓錐2的裝置保持在殼體I中。尤其在此示出了手輪5，借助于該手輪能夠驅動主軸6進行向上-向下指向的運動。備選地當然還能夠設置其它的驅動器以代替手輪5。為了密封主軸6的通過殼體I的通道設置有保險填料函(Sicherheitsstopfbuchspackung) 8，在該保險密封填料件的情況下附加地設置有波紋管7。
[0017]在圖1中閥示出為關閉的。通過在手輪5處的轉動使主軸6如此運動，即使得閥圓錐2提升并且釋放在進入部和離開部之間的路徑。傾斜座組件減弱了流體在封閉元件即座環(huán)3的區(qū)域中的偏轉，并且同時使利用很小的結構長度實施閥成為可能。然而主要的困難在于，如此實施閥座，即使得該閥座是金屬起密封作用的并且技術成本保持盡可能得小。從附圖中可看出，接近座環(huán)3的區(qū)域是非常受限制的。
[0018]為了更精確地示出密封面在圖1中標記了區(qū)域A，該區(qū)域作為被放大的局部在圖2中示出。
[0019]圖2詳細地示出了根據(jù)本發(fā)明的金屬起密封作用的座部分的設計方案。表示座部分的兩個構件為在圖1中示出的閥圓錐2和密封部分9，閥圓錐2與該密封部分共同作用并且在此詳細地示出該密封部分。通孔10形成在閥的進入孔和離開孔之間的實際的路徑，該通孔的邊界區(qū)域在示出的示例中由從不同的圓錐周面構成的兩個局部的疊加形成。從中得到第一座面(11，11’)和第二座面(12，12’)，該第一座面面向閥圓錐2。從其中形成的密封部分如此成形，即使得在座部分中的兩個錐面如此相疊地放置，即使得當考慮殼體壁的厚度g時，這兩個圓錐面大約在中心構造閥的最小的孔，其中該孔面向兩個殼體表面擴大。由此獲得密封線作為有效的密封部分，該密封線由閥圓錐2的密封部分和座環(huán)3的兩個圓錐的相交邊緣形成。
[0020]第二座面(12，12’)的形狀通過帶有張角α的圓錐的構造而實現(xiàn)，其中該圓錐面向通孔10的面轉動了 β。以通孔10的中心C為出發(fā)點，圓錐的頂部在垂直于通孔10的方向上移位了 a并且平行地移位了路段b，其中圓錐具有高度C。第一座面(11，11’)通過帶有張角S的另一圓錐形成，其中該另一圓錐面向通孔10的面轉動了角度γ并且該另一圓錐的頂部具有平行于通孔10的間距d并且具有垂直于該通孔的間距e。該圓錐的高度以f示出。示圖明確地示出了密封線的困難的設計，當應當通過傳統(tǒng)的切削方法制造該形狀時，該困難的設計使得在制造中必須成本高昂地使用精確取向的專用工具。在通過激光熔化方法制造座面的范圍內僅僅應注意的是，座的所有部位可通過激光制造。這在以層構建進行制造的情況下尤其是沒有問題的。
[0021]圖3在細節(jié)圖中示出了來自圖1的閥圓錐2?？煽吹江h(huán)繞的密封面(13，14)作為帶有張角σ和高度h的圓錐的圓錐周面的區(qū)段。圓錐面向閥圓錐2的基面斜傾了 Φ。相鄰于密封面14示出了用于閥操縱件的容納部。該容納部布置成同樣面向基面轉動了角度Φ，以便使閥圓錐2能夠從通孔(在圖2中的10)中抬高。
[0022]圖3b示出了在殼體I中的閥圓錐2，其中角度Φ表明了閥圓錐2在哪個方向上移開。
[0023]參考符號列表
I殼體 2閥圓錐 3座環(huán) 4弓形件 5手輪 6主軸 7波紋管 8填料函 9殼體 10通孔11座部分的第一座面11’座部分的第一座面12座部分的第二座面12’座部分的第二座面A局部B起點C起點
a-t長度尺寸α -Φ角度
【主權項】
1.一種提升閥，帶有傾斜地布置在配件殼體中的閥座，帶有進入部和離開部，其中設置金屬的封閉部件，該封閉部件在其外輪廓處設計成圓錐形，其特征在于，在金屬的殼體(9)中所述閥座(3)和所述封閉部件(2)之間的密封線構造為三個圓錐的相交，其中兩個圓錐在所述配件殼體中如此安放在通孔中，即使得所述閥座構造為邊緣座，其中座的構件借助于層構建方法制造。2.根據(jù)權利要求1所述的提升閥，其特征在于，所述層構建方法為激光熔化方法，其中細粒狀的金屬粉末顆粒借助于來自激光射線的能量逐層地焊接成所述配件殼體。3.根據(jù)權利要求1所述的提升閥，其特征在于，所述封閉部件(2)的外輪廓的圓錐包夾25°至35°的張角σ，優(yōu)選地具有30°的角度。4.根據(jù)權利要求2所述的提升閥，其特征在于，所述封閉部件(2)的外輪廓的圓錐包夾30°的張角σ。5.根據(jù)權利要求1所述的提升閥，其特征在于，在所述配件殼體中由帶有5°至15°優(yōu)選地7.5°的張角α的第一圓錐和帶有包夾45°至60°優(yōu)選地具有55°的角度的張角β的第二圓錐形成閥座。6.根據(jù)權利要求1所述的提升閥，其特征在于，在所述配件殼體中由帶有7.5°的張角α的第一圓錐和帶有55°的張角β的第二圓錐形成閥座。7.根據(jù)權利要求1所述的提升閥，其特征在于，所述封閉部件(2)傾斜地從所述閥座中運動出來，其中方向面向所述配件殼體斜傾了 30°至60°，優(yōu)選45°。8.根據(jù)權利要求1所述的提升閥，其特征在于，所述配件殼體(I)和所述封閉部件(2)由抗腐蝕的、耐磨的材料制造。9.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的提升閥，其特征在于，通過借助于激光進行的后處理例如通過熔化和冷卻硬化所述閥座的區(qū)域。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種在配件殼體(1)中的閥座(3)的情況下的傾斜座幾何結構，該配件殼體帶有進入部和離開部，其中設置金屬的封閉部件(2)，該封閉部件在其外輪廓處設計成圓錐形，其中在金屬的殼體中閥座構造為三個圓錐的相交，其中使兩個圓錐在配件殼體中如此安放在通孔中，即使得閥座構造為邊緣座，其中座的構件借助于激光熔化制造。
【IPC分類】F16K1/42, F16K1/08, F16K1/38, F16K25/00
【公開號】CN105308372
【申請?zhí)枴緾N201480021165
【發(fā)明人】G.博德
【申請人】Ksb 股份公司
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2014年4月10日
【公告號】DE102014206505A1, EP2986873A1, WO2014170209A1