用于阀壳体的弹簧垫片技术领域
本发明涉及一种用于调节流体的阀，其中该阀包括具有中央部分并具有两个连接端的阀
壳体，这些连接端从中央部分伸出，从而指示流体的流向，其中中央部分的内部设置有阀体，
该阀体包括至少部分为球面的表面，以压向相应的阀座，该阀体至少包括关闭部分和通流部
分。
本发明还包括一种用于制造这种阀的方法。
背景技术
制造阀，例如球阀，以及其多个部分的阀壳体，并随后绕一个或两个阀座和阀体组装这
些部分，是众所周知的。这种阀通常由黄铜或其它铜基合金制成，并通常由各个部件相应的
螺纹，或者用螺栓组装而成。
当谈到球阀时，正如其名，阀体为球面状，并通常具有大于阀壳体连通开口的外尺寸。
因此，这种阀的阀壳体的内部几何形状能容置阀座和阀体。由于阀体所需的内尺寸最大，阀
壳体通常伸到阀体的附近。
这种阀通常由铸件制成，这些铸件通过机械加工由切削操作形成并成型成所需几何形状。
然而，由于多种原因，该成型工艺成本相当高。需要在适合的金属切削单元中逐一铸造、然
后处理并机加工各个工件。不论现代化应用和相对快速的工艺，由于工件各自机加工，这些
工艺非常耗时。
除了在绕一个或两个阀座和阀体组装之前处理并机械加工铸工件，材料成本也发挥重要
的作用。黄铜或其他适合的合金很昂贵，这意味着比起例如一般的可焊碳素钢，成本明显更
高。
美国专利申请US2011/233438A1公开了一种阀，其中阀座包括弹性结构部分，该弹性
结构部分的弹簧作用的作用方向为大体平行于阀的流向，并包括环形凸缘部分，用于直接或
间接压向阀体。这个弹性结构部分置于阀壳体内，该阀壳体很可能在安装一个连接端之前已
经成型。这意味着，将弹性结构部分安装在阀壳体的中央部分受到阻碍，因此阀的制造可花
费更长的时间，意味着生产成本上升。
由此，明确期望用钢，例如碳素钢或不锈钢，制造用于饮用水或其他用途的加热及冷却
系统的阀，其中碳素钢或不锈钢比一般合金更便宜并且可用现代生产设备由板材或管件直接
制成，这样可能比铸造并机加工例如黄铜的工件更快更便宜。
同时，亟需要完全避免在阀上执行焊接工艺，因为在生产时，这种工艺会造成至少再一
次地装配各个工件，并且执行该焊接工艺自身，这理所当然地增加了产品成本。
另外，需要进行快速简单的阀座和阀体的安装，同时能够实现这些部件相对于阀壳体以
及彼此之间高质量的、安全的以及明确的设置。
发明目的
本发明的目的在于，指出一种针对上述问题的方案，其中阀制造为具有阀壳体，并具有
至少一个阀座，该阀座可容易地并无碍地安装并与阀体固体在一起，其中在安装阀座和阀体
之前，执行最小量的去毛刺和切削工艺。
发明内容
如前文所述，本发明涉及一种用于调节流体的阀，其中该阀包括具有中央部分并具有两
个连接端的阀壳体，这些连接端从中央部分伸出，从而指示流体的流向，其中中央部分的内
部设置有阀体，该阀体包括至少部分为球面的表面，以压向对应的阀座，该阀体至少包括关
闭部分和通流部分。该阀座设置在阀壳体内，并弹性地压向阀体，该阀座包括弹性结构部分，
其中该弹性结构部分的弹簧作用的作用方向为大体平行于阀的流向，并且其中该弹性结构部
分包括至少一个环形凸缘部分，适用于直接或间接压向阀体。
根据本发明的阀的新特点在于，对其进行改动，使得弹性阀座包括固定构件，用于将阀
座机械地固定在阀壳体内，该固定构件包括例如凸缘部分的装置，其通过阀壳体的塑性变形
和/或该装置的塑性变形固定于阀壳体内。
为此的优选方法为，阀壳体由可塑性变形的管状工件制成，并且该阀座通过管状工件的
变形固定在此。这种变形可包括随着阀壳体变形，将阀座锁定在既定位置，由此将阀座固定
在期望位置，但是变形还可发生在阀壳体以及所述固定构件上，由此实现同样的机械固定或
阀座锁定。
由此，弹性结构部分在阀壳体与阀体之间发挥弹性压力，由此在阀体与阀座之间实现密
封，并且根据结构的设计，还能够实现阀壳体与阀座之间的密封。阀座或其弹性结构部分的
弹性作用使得阀座能够容纳相对宽范围内的公差，这是能够实现阀更大确定性的计划操作的
原因。这是通过环形凸缘部分实现的，该环形凸缘部分至少部分地向阀体施加弹性压力。因
为弹性凸缘与阀体相互作用，阀座与阀体之间的接触压力和由此的摩擦力能够更易保持在必
须的，同时也是相对低的水平。对于现有技术方案由安装在阀壳体内的固态弹性件构成的阀
座，必须在阀座与阀体之间确保并维持相对高的压力，因为弹性构件的固有弹性容纳公差并
确保各个部件之间具有充足的接触压力，这种幅度的压力通常在阀座与阀体之间产生相对高
的摩擦力。因此，凸缘部分具有的优点为不是压缩的弹性固态件，但是凸缘部分弹性地作用，
其作用应用为突出的环形凸缘部分——一种悬臂，在该凸缘部分上能够设置弹性件式的填料
构件。
根据本发明的阀可包括阀壳体，该阀壳体具有阀体，并具有设置在开口或凹部内的一个
阀座，该阀座适用于位于阀壳体内并压向阀体。阀体可或多或少为传统的球形阀体，但也可
以是仅包括部分球形外壳的阀体，由此在阀体关闭部分上至少包括球形分区，其对应于面向
阀体一侧阀座的形状。通过将阀座的弹性部分设计成相对于阀体或相对于贯穿阀体的通流部
分的通道或多或少径向延伸的凸缘部分，实现对阀体适合的接触压力以及适度的摩擦力。该
阀可只具有一个弹性阀座，用于压向阀体的一侧。
在根据本发明的阀的一个变体中，该阀可包括两个反向的弹性阀座。因此，一个阀座设
置在经典球阀的例如球形阀体的任意一侧。在此情况下，该两个阀座将会各自将弹力施加在
阀体上，这有助于将阀座自身置于一种平衡状态，此时来自两个阀座的作用相同。
本发明的阀可改动为使得弹性阀座包括固定构件，用于机械地将阀座固定在阀壳体中，
该固定构件包括用于放置在阀壳体的凹部或类似结构内的装置。这种方案可优选用于较大的
阀，其通流孔径为50、100、200mm或更大，但也可用于较小的阀。通过对具有所谓固定构
件的阀座进行改动，该固定构件例如可以是具有径向向外凸起的凸缘部分的圆柱形部分，该
径向向外凸起的凸缘部分构成直接或间接压向阀体的凸缘部分，或者构成在圆柱形部分与凸
缘部分之间直接或间接压向阀体的凸缘部分，有可能将阀座设置在阀壳体的凹槽、凹部内或
适用于配合目的的位置，其中也可设置例如填料。这种填料可一方面设置在阀座上的圆柱形
固定部分与或多或少径向的凸缘部分之间，另一方面设置在阀壳体自身上。在下文中，参照
附图描述其实例。
本发明的阀可优选改动为使得弹性阀座包括固定构件，用于机械地将阀座固定在阀壳体
上，固定构件包括例如凸缘部分的装置，其通过阀壳体的塑性变形和/或装置的塑性变形固定
于阀壳体内。为此的优选方法为，该阀壳体由可塑性变形管状工件制成，并且该阀座通过管
状工件的变形固定在此。这种变形可包括随着阀壳体变形，将阀座锁定在既定位置，由此将
阀座固定在期望位置，但是还可发生阀壳体以及所述固定构件的变形，由此实现同样的机械
固定或阀座锁定。
在本发明的阀的一个变体中，弹性阀座可包括固定构件，用于机械地将阀座固定在阀壳
体上，该固定构件包括凸缘部分式的装置，其为大体平行于流向的锥形，该凸缘部分包括环
形部分，所述部分包括用于固定阀壳体内部的外边缘，该边缘构成或包括倒钩，用于接合阀
壳体的内表面，这是因为在设置阀座的区域，凸缘部分的外径大于阀壳体的内径。当阀体和
一个或两个阀座安装在阀壳体内时，这样就不再需要其他的固定，所以说因为锥形凸缘部分
切入阀壳体的内表面，由此将阀座锁定在其最终位置上。原则上，使用的技术与从所谓弹簧
锁定盘已知的相同，这也用于例如压缩空气的推入式配合和其他用途。在此，正是如此，使
得弹性锁定元件固定在物体的内部而不是外部。
在本发明的阀的一个变体中，阀座可由弹性金属，例如不锈钢或其他适用的合金制成，
其中阀座的至少一部分，例如环形凸缘部分形式的弹性结构部分，涂覆有相对薄的弹性表面，
其为例如具有恰合摩擦系数和密封作用的PTFE或其他适合类型的弹性物。通过这种方案，
环形凸缘部分与阀体之间由此直接接触。密封作用可出现在阀座与阀体之间，还可出现在阀
座边缘接合或压向阀壳体处，这与阀座通过弹性锁定或阀壳体和/或阀座的变形来固定无关。
在本发明的阀的一个变体中，阀座可由弹性金属，例如不锈钢或其他适用的合金制成，
其中阀座的至少一部分，例如环形凸缘部分形式的弹性结构部分，包括为弹性填料而设的接
触表面，该弹性填料可以是，例如，具有恰当摩擦系数和密封作用的PTFE或其他适合类型
的弹性物的环。通过这种变体，环形凸缘部分可具有凹部或开口，其中设置有环形弹性填料，
由此导致凸缘部分直接压向阀体。因此，弹性结构部分为一个构件，而填料部分本身由设置
在环形凸缘部分上或内部的第二构件构成。在下文中，将会参照附图描述这种方案。
阀体还可涂覆有表面涂层，例如PTFE式弹性体或其他适合的弹性体，并且除了阀体设
置有适合的密封涂层或低摩擦涂层之外，阀体以及阀座可设置有这种适合的涂层，该密封涂
层或低摩擦涂层与设置在环形凸缘部分上或内部的填料构件相互作用。
本发明的阀的另一个变体可包括，阀座包括具有内横截面积的管状凸缘部分，该管状凸
缘部分从阀体伸向连接端，其中内横截面积基本等于阀壳体贯穿开口的内横截面积。在特定
优选实施例中，管状凸缘部分从压向阀体的凸缘部分伸出，或从凸缘部分上为阀座填料而设
的凹部伸出。管状凸缘部分的主要目的在于引导该阀打算应用的介质。通过设置管状凸缘，
确保了在通常阀体直径突变处之前和/或之后具有更可控的介质流。管状凸缘部分充当一种引
导介质的挡板。
不考虑所述阀座所应用的类型，它们可优选通过胶合物安装。胶合物通常涂覆在阀壳体
内，随后安装阀座；或者胶合物可在安装阀座之前涂覆在阀座上。在阀的连续成型期间以及
在阀的随后使用期间，胶合物将确保阀座保持在所期望位置上，并且由于阀壳体内表面以及
阀座边缘上的小刮痕或缺陷被胶合物所填充，胶合物还将确保阀壳体与阀座外边缘之间的密
封。
在本发明的阀的一个优选变体中，阀体和至少一个阀座可固定在阀壳体中，阀壳体具有
两个连接端，每个连接端的直径可设置为至少一个连接端的直径大致等于阀体或阀座的直径。
阀体和阀座由此可通过阀壳体的连接端安装在阀壳体内部，并且无需将阀壳体制造成若干部
分以便绕一个阀体和/或阀座组装这些部分。
本发明还涉及一种用于制造上述阀的方法，其中该阀适用于调节流体，该阀包括具有中
央部分和两个连接端的阀壳体，这些连接端从中央部分伸出，从而指示流体的流向，其中中
央部分内部设置有阀体，该阀体包括至少部分为球面的表面，以压向对应的阀座，该阀体至
少包括关闭部分和通流部分，其中该阀的制造至少包括以下步骤：
-提供具有中央部分的阀壳体；
-在该中央部分内设置阀体；
-将至少一个阀座设置并固定在该中央部分内，并压向该阀体。
本发明的方法的变体可包括下列额外步骤：
-该至少一个阀座的固定受到该阀壳体的变形影响，在将该阀座设置在中央部分内之后，
发生该变形。
本发明的另一方法可至少包括下列额外步骤：
-该至少一个阀座的固定受到该阀座至少一个凸缘部分的变形影响。
通过所述方法可安装本发明的阀，并且阀体以及一个或两个阀座可通过阀壳体的一个或
两个连接端简单快捷地固定。不论阀座由阀壳体的变形来固定并也可能由阀座上的固定构件
来固定，还是通过由固定构件阀座对阀壳体的内侧施加弹力进行固定都能实现各个部分彼此
之间的快捷简单安装。
根据本发明的阀看起来如何的实例将在下文示出。
通过这种方法，该阀可由例如未处理的钢，以一系列连续自动化工艺制成，并且可在安
装产品之前或之后以表面精加工结束。这种阀和制造阀的方法非常有利，因为工艺容易并且
以简单顺序执行。
然而，在本发明的优选变体中，阀壳体可优选由例如碳素钢制成，该碳素钢已镀锌表面
涂层或其他适合的涂层。例如，可使用由适合的镀锌工艺处理的镀锌钢管。由此可实现明显
的优点：在将阀壳体处理成其最终几何形状之前，进行表面处理，意味着最终产品的生产成
本较低。
根据本发明包括阀壳体的阀通常设计为连接端的内径大致等于阀体内径。因此，在需要
媒介流更无碍地流经该阀的许多地方优选使用的所谓全流阀。阀壳体上的连接端可根据需要
设计，并可具有凸端或凹端，并包括用于连接管道或软管所有能够想到的类型的接合，包括
压接型接合和用于螺栓装配或适合组装配合的凸缘。
现在，薄壁材料在工业上站稳脚跟并越来越多地应用于工业方案以及住宅建筑的管道安
装中。薄壁管道和装配件有关的优点无数，并且其并接方法非常简单，这是避免车螺纹、焊
接或钎焊的耗时且高成本工序的原因。
本发明的阀壳体可优选由薄壁材料制成，例如未处理的或表面处理过的碳素钢或不锈钢，
其中该阀壳体由该材料的塑性变形形成，该塑性变形例如通过液压成型或轴向成型或其他适
合的工艺成型。尤其是液压成型和轴向成型已经显示为非常适合于制造阀壳体，因为这些工
艺对比传统的阀壳体制造方法更快捷便宜，传统阀壳体通常由烧结、铸造或锻造黄铜或其他
适合的材料制成，这些材料随后进行机加工并与阀嵌件配合。进一步地，液压成型和轴向成
型是非常精确的成型方法，可得到非常良好的公差配合。
附图说明
下文参照附图描述本发明，其中：
图1示出了具有已变形连接端的阀的截面图；
图2示出了具有弹簧锁定阀座的阀的截面图；
图3示出了具有锥形固定部分的阀座；
图4示出了具有已变形固定部分的阀座；
图5示出了具有部分表面涂层的阀座；
图6示出了仅具有一个阀座的阀的截面图；
图7示出了如图6所示的阀座；
图8示出了具有弹簧锁定阀座的阀的变体的截面图；
图9示出了在弹簧锁定阀座上具有管状凸缘的阀的另一截面图。
标号列表
1.阀
2.阀壳体
3.中央部分
4.连接端
5.阀体
6.阀体的贯穿开口
7.阀杆
8.阀座
9.面向阀体的凸缘部分
10.面向阀壳体内侧的凸缘部分
11.钢层
12.表面涂层
13.面向阀壳体内侧的凸缘部分边缘
14.控制杆
15.阀壳体凹部
16.填料的凹部
17.填料
18.圆柱形凸缘部分
19.径向凸缘
20.向内朝向凸缘的圆锥形
21.面向阀体的凸缘部分凹部
22.阀座填料
23.面向阀体的凸缘部分上凹部的接触表面
24.圆柱形管状凸缘部分
25.胶合物
具体实施方式
在图1中以横截面示出了阀1的一部分，其中阀壳体2包括中央部分3和两个连接端4。
在中央部分3中设置有具有贯穿孔6的阀体5。阀体5连接阀杆7并由两个阀座8支撑和固
定。在所示变体中，阀座8是这样固定的：两个连接端4变形成较小的内横截面，由此阀座
8相对阀体5以及阀壳体2锁定在其位置上。如图所示，阀座8具有压向阀体5的凸缘部分
9以及压向阀壳体2内侧的凸缘部分10。压向阀体5的凸缘部分9对阀体5施加弹性作用，
由此在这些部件之间实现密封。由于阀座8如此处图示所制造并安装，通过关闭的阀1，由
流体施加的压力也能够作用在凸缘部分9的背侧上，由此凸缘部分9压向阀体上5，在两个
部件5、9之间获得更优化的密封。
图2也示出了阀壳体2，其具有中央部分3、连接端4、以及设置在两个阀座8之间的阀
体5。此附图与图1的差别在于，阀座8仅由压向阀壳体2内侧的凸缘部分10固定，其中根
据同一原理，通过各种已知的推入配合进行锁定，其中一种弹性锁定环在此情况下如倒钩一
般接合阀壳体的内表面。阀座8在此显示为双层结构，部分为刚性钢层且部分为刚性较低的
表面涂层，例如聚四氟乙烯(PTFE)或具有适合于实际任务的材料性能的其他适合的表面涂
层。
图2可进一步以不同的方式示出，其中该附图示出了方法步骤，其中在阀壳体2如图1
所示变形的前一刻，将阀体5和两个阀座8设置在阀壳体2内。两个视图是相关的，本发明
的阀1能够根据需要或期望，制造成双通路。不管凸缘10是否有切入作用，该凸缘10充当
最终固定件或在连接端4变形之前充当临时固定件，阀体5和阀座8可轻易地无需任何实质
努力就能置于所期望的位置，在该位置在阀体5与阀座8之间建立起足够的接触压力。图1
和2所示方案的共同之处在于，阀体、阀座以及相关的填料可通过一个或两个连接端4安装
在阀壳体的中央部分3内。由此阀壳体2无需由若干部分组成。
在图3中示出了具有圆锥形固定部分和凸缘部分9的阀座8的横截面，该圆锥形固定部
分对应于凸缘部分10，该凸缘部分9适用于压向阀体5自身。另外，可见前述双层结构，其
中一层11为钢层，同时另一层12为表面涂层，例如PTFE或其他适合的材料。钢层11目
的是为阀座8提供刚度和弹性，而表面涂层12目的是在阀体5与阀座8之间进行密封，同
时在这两个部件5、8之间施加如此适度的/低的摩擦力，使得阀1可在关闭和开启位置之间
运行。然而，层11，在此处为钢层，也可由其他材料制成，包括金属、人工合成材料、纤维
强化复合物或其他适合的材料。表面涂层的层12也是如此，该层12可完全省略或者选择性
地由其他适合的材料制成。层11和层12的厚度可根据需要进行选择，这样得到所需的弹性、
摩擦力或其他适合的参数。
在图4中也可见阀座8的横截面，此处的该阀座8如图1所示成型/变形。可在安装到阀
壳体2中之前进行这种成型，但是也可以在放置阀体5和阀座8之后阀壳体2变形期间进行
这种成型。涂层12可进一步仅设置在阀座8与阀体5接触的部分上，该部分一般相当于凸
缘部分9。
图5还示出了具有部分表面涂层12的阀座8的横截面，因此使得部分的凸缘部分10不
具有涂层12。由此获得凸缘部分10的边缘13与阀壳体2的内侧之间更好的接触，这在阀座
通过边缘13切入阀壳体的内表面来安装并固定的情况中是特别有利的。层12的形状可根据
需要变化并应用，并且在所示实例中，可见在打算面向阀体5的凸缘部分9上设置有具有凸
形的涂层12。
图6示出了仅具有一个阀座8的阀1的横截面图，其中阀体5由部分的球形外壳构成，
因此其不是如图1和2所示的封闭的球形阀体5。此处的阀体5与阀杆7配合，而且也与附
图顶部所示的控制杆14配合。阀座8还以不同的方式进行设计，因为其压向阀壳体2的凹
部15来固定。该凹部进一步包括填料17的附加凹部16。图6所示阀座的变体改动为具有圆
柱形凸缘部分18，该圆柱形凸缘部分18沿阀壳体2内表面设置并连接径向凸缘19，该径向
凸缘19与圆柱形凸缘部分18一起形成与填料17接触的填料表面。锥形向内朝向的凸缘20
从径向凸缘19伸出，前者连接适用于压向阀体的锥形向外朝向的凸缘部分9。
通过本发明的阀1的这种变体，因此能够容纳公差并且/或者可从凸缘部分9，但是也可
从锥形向内朝向凸缘20，向阀体25施加弹性作用，该凸缘部分9和锥形向内朝向凸缘20
共同构成一种弹性波纹管。
图7示出了如图6所示的、如图6描述所述的阀座8。
图8示出了具有弹簧锁定阀座8的阀1的另一变体的横截面图，其中示出了部分的阀壳
体2，该阀壳体2具有中央部分3、连接端4和压向阀座8的阀体5。也如图2所示，此处的
阀座8仅通过凸缘部分10压向阀壳体2的内侧来固定，由此根据与各种已知推入配合相同
的原理进行锁定。通过所示阀1的变体，在安装阀体5和阀座8后，连接端4变形至直径小
于中央部分3，而压向阀壳体2内侧的凸缘部分10不变形。然而，也有可能是将如此图所示
的阀座8以与如图1所示的相同方式固定，其中进行凸缘部分10的变形。
然而，此附图的阀座8与图2所示的阀座之间更明显的差别在于，在凸缘部分9上的阀
座8中形成其中设置有阀座填料22的凹部21。在阀1的该变体中，阀座填料22本身和凸
缘部分9弹性地作用在阀体5上，但是原则上阀座填料22相对于凸缘部分9可非常硬，使
得凸缘部分9为阀体5提供所需的和期望的弹力。
阀座填料22可与例如用于凸缘部分9的胶合物一起安装，其能够通过阀座8的结构部
分中的某种夹紧来松开或固定。例如，凸缘部分9可设计为具有开口，该开口与阀座填料22
上的相应凸出部相互作用，使得两个部件8、22完全或部分地相对彼此固定。
图9示出具有弹簧锁定阀座8的阀1的另一横截面图。原则上这个方案很大程度与图8
所示的方案相同。然而，差别在于此处的阀座8包括从凸缘部分9的凹部21，以朝向连接端
4的方向延伸的圆柱形管状凸缘部分24。这个圆柱形管状凸缘部分24提供明显更均匀的阀1
所用的介质流，因为可以这么说，介质由直接通路来引导，并且在阀体6和阀座8前后的区
域不会不受控地流动。在图9中还可见到胶合物25，其确保阀壳体3与阀座8之间的紧密度。
本发明不限于上述实施例或附图所示的实例，还可以根据如权利要求所述和限定的本发
明以任意方式补充和改变。