闸板阀 本发明涉及一个闸板阀，它设有一个带输出和输入管的壳体，其中设置有一个包含两个密封片的闸板，该闸板可在具有公共轴线的输入输出管的横向并且在两个相对而置的支承面间滑动，在滑阀的关闭位置两个密封片亦即其密封面在该密封片(密封面)间输入的压力介质的作用下分别紧密地贴紧所属的支承面。
从欧洲专利EP0326787B1和德国专利DE4011274C中已知了一种这种类型的闸板阀，特别是以所谓导管滑阀的形式。
已知结构的目的是：保持闸板阀在其关闭位置良好的密封性，并且在其闸板开关运动时在支承和密封面上只承受较小的摩擦力。按德国专利4011274C的管道闸板阀只是部分解决了这个问题。也就是仅仅在管道区域解决了这个问题。密封片的扩张运动是纯机械的，即用了所谓的“楔—楔”原理。对此存在一个问题，即在装置开启时由于单独地碟形弹簧组件而产生了两个密封片一定的回弹。因而在密封片的密封面和壳体密封支承面及所谓的导向片之间产生了一个不可控制的静摩擦，其后果是相应提高了使密封面磨损的荷载。此外还需要有与操作杆装在一起的碟形弹簧组件，用于控制“楔—楔”机构。
按欧洲专利EP0326787B1的结构花费极其巨大，而且制造困难，密封片基本上填满了壳体密封支座之间的整个空隙。
本发明的目的是：提供一种一开始所述的闸板阀，它一方面具有一个好的密封效果，另一方面在闸板移到开启位置或关闭位置时其磨擦为最小，并且具有一个灵活的结构和能顺利地与壳体以及相应的密封支座的变形匹配。
此目的可由按本发明的权利要求1的特征部分得以实现。
通过对闸板进行要求的加强可以使用比较薄壁的密封片，极端情况下它们可以在压力介质作用下，在闸板关闭位置时壳体密封支座的相应支承下发生轴向变形。轻巧的结构形式也有可能，通过降低压力介质压力来减小密封力，使可用较小的驱动装置来驱动较大尺寸的闸板，最后薄壁结构允许闸板壳体亦即壳体密封支座变形相匹配。在密封片中间区域的加强件则可以阻止闸板在关闭位置的不允许的变形，特别是向下凹。
按权利要求2加强件可以是置于密封片之间的支撑板或是其间的一个加强环，加强环在两个密封片的回转形密封面内径向延伸，这也同样适用于所述的支撑板的位置。加强件同时也限定了在装置开启时密封片之间的最小距离，受功能的限制只在一个密封片的内侧装支撑板，特别是焊接相连。
另一种方法是密封片中心区域的加强亦可由设置在密封片相对面上的最好是圆形的加强片来实现。
最后亦可考虑，按权利要求2设置一个与两密封片都紧固相连，特别是焊接相连的加强环，从而形成一个附属于密封面的环形空腔以及一个在加强环面的，且与外部环形腔不连通的空腔。只有附属于两个密封片的密封面的外部环形腔与一个压力介质源相连并且与此相应地用压力介质加载从而产生一个轴向变形，即在闸板关闭位置其密封面向外鼓出，因而可将该密封面压向壳体的支承面。
在带中心加强板的另一种方案中或只是在密封片的内侧固定的加强件的方案时密封片在压力介质作用下可轴向相对移动，其中通过沿密封片外边延伸的补偿器可将两密封片之间的空腔对外界隔开。这种补偿器最好由至少带一个在圆周方向延伸的半波的由波形拱状钢带制成的管段构成，它沿其外边缘与密封片对流体密封地焊接上，其中一压力介质导管穿过波状拱形管段通入两个密封片之间的空腔。
按本发明的结构特别适用于含一个所谓的导管(即导管闸板阀或管桥闸板阀)的闸板阀，该导管设有两个在闸板的开启位置在压力介质作用下可压向壳体密封支座的密封环，其中附属于该导管密封环的压力介质腔与两密封片密封面所属的压力介质腔连通。因此，可使用同一种压力介质或者同一种压力介质单元来实现导管密封环的压紧和两密封片密封面的压紧。
最后所述的实施例一种简单的结构特征为：闸板的两个密封片及导管的两个密封环分别连接成一个整体，也即形成一个整体的板块零件，其中两个板块零件之间的空腔特别通过上述形式的补偿器，分别与外界对流体密封。密封片和密封环构成流体密封盒的一个部分，其可变的高度由所提及的补偿器来确定。所述密封盒的角区域按照密封片密封面或者导管密封环的外形而被倒圆，因而可在朝壳体密封支座压紧时在密封片和导管密封环上以及在密封片和密封环之间的过渡区域中产生最小应力。
为了确保用于密封片轴向张紧的压力介质单元中断时仍能在闸板的关闭位置得到流动介质通道的一个足够的密封，可在闸板关闭位置时使密封片密封面之间的压力介质腔与壳体压力侧亦即液流通道连通，使得所提及的压力介质腔处于系统压力之下。这是一个不可忽略的安全措施，为此这里自然只能使用气体形式的工作介质。为了使带或不带导管的密封件能得到一个灵活的移动，操作时降低流体密盒中的内压。若出现了未预料的密封不严，则可通过导入冲洗介质，特别是冲洗蒸汽到阀体中可以避免工作介质侵入壳体中和污染壳体内的装置。
权利要求12到21涉及一种闸板阀和导管的特殊的密封机构，它首先用于所提及形式的用于高温、高压场合时的闸板阀。
以下参照附图对按本发明设计的闸板滑阀的实施例进行详细的阐述，附图中：
图1为一个带导管的闸板滑阀第一实施例的横截面图。
图2为按图1实施例局部为侧视图，局部为纵向截面图。
图3为带导管滑阀的第二实施例的横截面图。
图4为按图3实施例的纵截面图。
图5为按图3实施例一个局部放大图。
图6为带导管滑阀的第三实施例的横截面图。
图7为按图6实施例的纵截面图。
图8为按图3实施例的局部放大视图。
图9为一种带导管的滑阀的第四实施例的横断面图。
图10为按图9实施例的纵截面图。
图11为按图9实施例局部放大视图。
图12为用于前面提到形式的闸板滑阀的密封机构的第一实施例的局部径向截面图和
图13为用于前面提到形式的闸板滑阀的密封机构的另一实施例的局部径向截面图。
图1和2所述的闸板滑阀含有一带输出管18和输入管16的壳体13，在壳体里设有一个包含两个密封片1和2的闸板21。该闸板可在中心线为公共轴线24的管16、18的横向并且在两个相对而置的支承面14、15之间移动。另外设有一个带有两个密封环31和32的导管30，密封环31、32在此处未示出的滑阀的开启位置在压力介质作用下可被压向滑阀壳体13的密封支承面14、15，并且它们是两个密封片1和2的整体组成部分，在滑阀21的如图1和2所示的关闭位置，密封片1和2亦即其环形—密封面25、26同样可被导入密封片1和2之间的压力介质流体密封地挤压到所属的壳体—支承面14、15上。在操纵闸板时存在一个比在两个极限位置小的内压。密封片1、2和密封环31、32之间的空腔28、29一方面通过一个沿外圆延伸的补偿器4，另一方面通过一个在导管30通道3和由可相对轴向移动的密封片2与密封环32组成单元之间设置的补偿器10对外界密封，补偿器10设有一个回转形的延伸卷边(图1中未细述)，而外补偿器4通过一个带第一个通过外圆延伸的半波形的、波状弯曲的、单件或多件的板条形成，它沿着其外缘和密封片1、2亦即与和密封片成一体的密封环31、32对流体密封地焊接上。所提及的腔28、29中可注入压力介质，即可通过一个单独的压力介质导管8或通过一个和闸板传动装置33作用相连的空心轴6注入。用标号5表示空心轴6进入腔28、29的入口，标号9则表示空心轴6和一压力介质存储器(未示出)之间的一个软管连接。通过中间件7可实现密封片1、2及密封环31、32和空心轴6的机械连接。密封片1、2是置于该中间件7上，而空心轴6则与中间件7刚性相连。通过作用在空心轴6上的螺母(未示出)的旋转可使该空心轴6带动闸板21和导管30一起来回运动，用双向箭头34表示该来回运动。
另外，用双箭头35表示密封片1、2的轴向张开运动，该运动受导入腔28、29的且压力比工作压力高的压力介质作用。该张开运动最好以补偿器4、10的弹性复位来实现，使得在腔28、29压力降低后仍能保证密封片或导管密封环的密封面对壳体密封支承面终始有一个最低限度的压紧力。因此可以在降低内压的情况下使闸板以最小的摩擦沿双箭头34方向贴壳体密封部位14，15移动。
在两个密封片1和2相对侧的中心区域作用有支撑隔板36形式的支撑件，按图2支撑隔板相互成直角地设置于密封片1和2的回转形环状密封面25，26的径向内侧，它分别只与一个密封片，按图1也即和密封片1焊接。在密封板1、2以及密封环31、32之间的过渡区域没有必要设置支撑隔板36，但是该过渡区尺寸较大时应设置支撑隔板36，这些支撑隔板36也用于行程限制，即可确定两个密封片1、2或者与其整体相连的密封环31、32之间的最小距离，以使闸板在双箭头34方向能够移动。
在导管30的外侧拐角区域设有支撑杆37用以替代支撑隔板36，它们分别与一个密封环固接，尤其是焊接相连。图2中示出了该杆的设置情况。
为了保持闸板外面，特别是补偿器4外面的壳体13的清洁，可以通过设置在一侧的管道38往里注入冲洗介质，特别是洗涤蒸汽，已经发现，即使是在导管中冲洗压力和导管内压相同时的封闭状况冲洗时也不会出现密封压力降为0的情况，因为相应与平均直径的平面上始终还存在较低的工作压力和较高的内压之间的压差，在闸板的开启位置阀体支承面内径和平均密封直径之间的环形面在相同压差之下在相同的工作态时是有益的。所述闸板的设计参数也必须与此相应，一个合适的带较低冲洗压力的冲洗方法(Spulregime)有利于保持密封。
必要时，特别是在内压下降太剧烈的时候，为了使装置在闸板关闭位置能得到足够的密封，最好将空腔28、29与工作介质的压力侧相连。通过两个分别设有一个单向阀22的导管39′，可使滑阀壳体13中的内压与系统的最小压力相匹配。在进入滑阀壳体13前这两个导管39′合并为一个公共导管39，其中设有一个二通电磁阀23。
在按图3到图5的实施例中一个在回转形密封面25、26径向内侧延伸并且焊接在密封片1的内侧的加固环20用作密封片1和2之间的加固件。密封片1和2以及与其成一体的导管30密封环31和32之间的距离可由焊接在密封片1和2(包括密封环31、32)上的外部矩形框架来确定。图5中导管30的管状通道3与密封片1焊接在一起(图5中的环形焊缝40)。此外该通道3在轴向可相对于另外一个密封片2移动，因而在该通道3和密封片2之间形成了一个环形缝隙11。为了使在密封片1、2和密封环31、32之间的空腔28、29相对外界保持流体密封，绕通道3延伸有一个相应于图1中补偿器4的补偿器12。该补偿器在邻近通道3处既焊接在密封片1和密封环31的内侧又焊接在密封片2和密封环32的内侧。图5中相应的环状焊缝用标号41和42来表示。环形缝隙11所属管状通道3的端面向内成锥形斜面。该环形缝隙11非常小，能起密封作用。
图6到8所示实施例与图3到5中实施例的一个不同之处在于：在密闭片1和2相对的中心区域分别设有一个圆形加强片27，从而可以确保，在密封片1和2之间的空腔28中输入压力介质时环形密封面25，26基本上只产生一个在密封支承的情况下朝向所属体壳密封支承面的变形，但是在首先要保证的是，在滑阀闭合位置压力介质中断时密封片结构不会向内塌陷。
上述图6至8与图3到5实施例另一个不同之处在于：绕导管30的通道3延伸的补偿器12与密封片1和2以及成为一体的密封环31和32焊接相连，并使该焊接分别在密封片1和2的外侧进行。在图8中相应示出了环形焊缝43、44。为了获得前面所提及的缝隙11，可在补偿器12和通道3之间与密封片2齐平地设有一个支撑环45，它最好亦通过同一个用于连接补偿器12和密封片2的环形焊缝43与补偿器12相焊接。
还需提及的是，矩形框架17由钢条制成，这种钢板框架的优点为其通道3不再需要相对与工作介质对气体密封，此外还能将补偿器4取消。
按图9到11的实施例中在两密封片1，2的内侧焊上加强环20。对于管状通道3亦如此，这可从图11中看出，因此可将密封片1、2之间的由该加强环20封闭的中心腔28密封。由空心轴6输入的压力介质只是在密封板1和与其整体相连的密封环31、32之间的另外一个空腔29中起作用，也即这种形式可使密封片1、2或者导管30的密封环31、32轴向向外拱起，如图9中用虚线表示的形式。在这个实施例中取消了补偿器，此外它描述了一种由较薄的板制成的极其简单的焊接结构。
为避免在导管和阻挡部分的过渡区域以及所述盒状结构的角区域的边缘产生应力，可按环状密封面25、26以及密封环31、32的外形来设计由密封片1、2和密封环31、32以及矩形框架17所构成的闸板盒的周边轮廓。图10中用点划线示出了优先选用的轮廓(眼镜状的外形轮廓线46)。
必要时可在密封片1和2的密封面上和密封环31、32上或者壳体密封支承面14、15上设置单独的且带有一个密封环的密封装置，以下参照附图12和13对其进行较为详细的说明。
图12为这种密封机构径向断面的一部分，亦即通过一个管道或上述形式闸板阀的回转轴的截面。与上述实施例的细小变动在于：滑阀壳体用标号110，滑阀闸板用标号103，以及管道或者图1中的管16、18的回转轴其标号为104，闸板300的来回运动以双向箭头117表示。
包含闸板103的密封机构由一个绕回转轴104延伸并为高耐磨性密封材料组成的密封环102组成。该密封环102朝关闭闸板103的一侧做成一个平面以形成一个环形密封面106。将该密封环102埋在一个多层(5层)有弯曲弹性的膜片101的回转形凹槽118之中，并且在对膜片101加载的压力油作用下其密封平面106可进入密封位置，即对着关闭闸板103的方向运动。最好是将该种密封机构配置在关闭闸板103的两侧，也即在体壳的两个密封支承面上，这样不仅能保证在管道较小压力侧的密封，而且能保证在其较大压力侧的密封。
膜片101沿内外边缘对流体密封地与壳体111相连，即可焊接相连(环形焊缝107)，使在膜片101和壳体111之间同样围成一个回转形的压力介质腔114，115，它通过一压力介质管108和一压力介质存储器109相连。
膜片101在环状焊缝107区域通过附加的、各自为回转形的条状材料119，120(膜片内边缘)或121、122(膜片外边缘)而得到增强，以便能够平衡在此区域内提高的弯矩。膜片101横截面大致成U形，其两支腿向外弯曲，使它可与密封环102的密封平面106大致平行地延伸。相应地对着膜片的壳体111中的环形面设计为将膜片101连带密封环102齐平地埋在它里面，其中膜片卸载时在该膜片和所提及的环形面123之间的回转形凹槽118的底部区域和膜片支腿的弯曲区域形成一个回转形压力介质腔，它们用符号115或114表示。
由图12还能得知，膜片101的回转形凹槽118在密封环102的运动方向被导进壳体111所属的环形面123的相应回转形凹槽124中，图12中用双箭头125示出了密封环102的运动方向，轴向导向发生在内、外回转形接触边116区域，该接触边116在膜片101和壳体111的凹槽124内、外侧界面之间。当要求应在较高压力下将密封环102压向关闭机构103，特别是在关闭机构较高压力一侧时，接触边会被抬起，在压力介质腔114和115之间产生液流联系，而在较低压力一侧时关闭机构本来就会由工作介质压力压向置于低压一侧的密封环102所属的密封面106。由此密封环102在一个很高的工作介质压力下紧紧地压进壳体凹槽124中，从而使膜片101在其整个长和宽上完全贴紧壳体一环状面123，压力介质腔体积减小到近乎为0。另外有利的是，尽管在密封环102上作用了较高的力，但膜片101却不再产生进一步的变形，环形焊缝也不再承受负载，因此所述密封机构的使用寿命就长了。
图12中压力传递膜101处于卸载状态，这种状态之下密封环102的密封面106和关闭闸板103所属平面之间的距离113和膜片101到壳体凹槽124最深处的最大距离112大致相等。用这种方式可以在膜片101中产生同样大小、不同正负号的应力，同时在不提高压力介质腔115中压力的情况下可保证一个密封环102的最小的密封力，即仅由膜片101的弹性施加密封力。此外在压力介质存储器109中很小的压力介质体积变化，就能使膜片或埋在膜片中的密封环102到达各个终端位置。将压力介质容器109设计为可膨胀的储介质容器或储介质柜，即最好为波纹(管)状的，可以平衡由于工作温度的变化而带来的体积差异。压力介质压力最好纯机械产生，即例如可通过一重力110产生，也可用一弹簧来代替重力，也可以将压力容器119置于液压或气动压力之下。首先提及的重力110的优点为由于压力介质容器109的膨胀而保持一个基本恒定的即与工作温度无关的压力。压力介质最好是液体介质。
在关闭机构压力侧设置所述的密封机构能可靠避免发生泄漏。密封环102的压紧与工作介质压力有关，所述的密封机构可根据外部条件调整。
为了避免产生使膜片101两边缘部分的带状材料119、120或121、122增强的这种结构，建议按图13中在多层膜片101的凹槽118两侧各自连接一个近拟S形截面的回转波浪形结构126(径向向内)和127(径向向外)，使得膜片101的内、外边缘各自平行于密封环102的运动方向125延伸。从而使膜片的边缘应力降到最小，但却不损害其柔性。当然朝向膜片101的体壳111上的环形面也应以相应的方法制成。在径向截面中它具有一个与该膜片一致的轮廓。由此又能得到按图12所述实施例中的效果和优点。
组成膜片101的单独的带状材料由耐高温的且在高的温度时仍具有足够弹性变形能力的金属制成。在膜片的卸载状态下带状材料在其整个长和宽方向上紧密地叠在一起，因而能附加提高一开始所述的压力转换效率，这样可以避免由于单个膜片层之间的间隙而形成的变形能量。
作用于压力介质存储器109的上述负荷110，与关闭机构103的驱动装置和空行程相连，使得在操作时产生压力介质存储器109的卸载，从而能保证关闭机构103在从闭合位置到开启位置或反向运动所要求的灵活性。
按图13的实施例中还需提及的是，通过膜片101内外边缘S形波动的轮廓使得环形焊缝107的最大应力区移置到和该环状焊缝107相连的膜片101的第一个拱形区域内。
图13中还画出了一个膜片101和关闭结构103之间的最小距离105，由于考虑到密封面106的最大磨损在卸荷状态，也即关闭结构103的运动位置，必须保持这个最小间距，这样可以避免膜片101和关闭机构103的直接接触。
还需指出的是，对着密封环102两侧的压力介质腔114本来是没有压力介质的，只是在压力介质流经回转形接触边116时才会有压力介质进入所述压力介质腔114。其间多余的压力介质又从回转形压力介质腔114泄漏进回转形压力介质腔115，该介质腔115和压力介质管108相连。
不难想象，将密封环两侧所形成的压力介质腔114用压力介质导管108相连，而且中间接一个二通阀可使在必要时单独对压力介质进行加载。
所有申请材料中公开的特征只要它们单个或者其结合相对于现有技术有新颖性，都被要求作本发明权利要求。