筛阀的改进及与筛阀有关的改进.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201380010422.0

申请日:

2013.02.05

公开号:

CN104136818A

公开日:

2014.11.05

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||专利申请权的转移IPC(主分类):F16K 3/02登记生效日:20160729变更事项:申请人变更前权利人:等熵有限公司变更后权利人:能源技术研究所变更事项:地址变更前权利人:英国汉普郡费勒姆变更后权利人:英国莱斯特郡拉夫堡|||实质审查的生效IPC(主分类):F16K 3/02申请日:20130205|||公开

IPC分类号:

F16K3/02

主分类号:

F16K3/02

申请人:

等熵有限公司

发明人:

乔纳森·塞巴斯蒂安·豪斯

地址:

英国汉普郡费勒姆

优先权:

2012.02.22 GB 1203053.2

专利代理机构:

上海和跃知识产权代理事务所(普通合伙) 31239

代理人:

丁国芳

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内容摘要

一种用以控制流体流动的滑动筛阀,包括多孔阀板(50,90),所述阀板配置为可在闭合形态和打开形态之间相对于多孔阀座滑动,还包括由与运动轴线成15~45角度的细长填隙元件相互隔离的孔阵列(60,100)。所示阀板通过控制其运动的作动框(274)连接至作动器以相对于所述阀座进行滑动,并且可通过弹性支撑元件(272)连接至所述作动器,所述弹性支撑元件配置为允许所述阀板垂直于所述阀板的平面浮动。可通过至少一个阻尼机构减缓所述滑动的开始和结束。所述筛阀可配置为用于横向往复移动并且用于活塞压缩机或膨胀机之类的气体压缩及/或配置设备。

权利要求书

1.  一种筛阀,其中至少一个多孔阀板配置为可在闭合形态和打开形态之间相对于多孔阀座沿运动轴线滑动,处于所述闭合形态时,所述孔不对齐以阻止流体通过,处于所述打开形态时,所述孔对齐以允许流体通过,其中所述阀板包括孔阵列,其中由细长填隙元件使得相邻孔相互分隔,所述细长填隙元件中至少有一些与所述运动轴线成15~45度的角度。

2.
  如权利要求1所述的筛阀,其中所述筛阀配置为横向往复运动。

3.
  如权利要求1或2所述的筛阀,其中相互接靠、横穿所述运动轴线的所述孔由细长填隙元件分隔,所有的所述细长填隙元件与所述运动轴线成15~45度的角度。

4.
  如前述权利要求中任一项所述的筛阀,其中所述孔阵列包括横穿所述运动轴线延伸并且由所述细长填隙元件分隔的多排孔,所述多排由横穿延伸的实心部或板部相互分隔。

5.
  如权利要求4所述的筛阀,其中所述阵列包括单排孔,各所述单排孔由横穿延伸的实心部或板部与下一排分隔,所述细长填隙元件在所述板部之间延伸以界定出所述相邻孔。

6.
  如前述权利要求中任一项所述的筛阀,其中相互接靠、横穿所述运动轴线的所述孔由细长填隙元件分隔,所有的所述细长填隙元件与所述运动轴线成20~40度的角度。

7.
  如前述权利要求中任一项所述的筛阀,其中所述填隙元件的角度形成为相互为镜像以使得相对于所述运动轴线形成各对正/负镜像角。

8.
  如权利要求7所述的筛阀,其中所有的所述填隙元件相对于所述运动轴线形成相同的成对正/负镜像角。

9.
  如前述权利要求中任一项所述的筛阀,其中所述孔阵列中的所述填隙元件相互对齐以形成负载承受线。

10.
  如前述权利要求中任一项所述的筛阀,其中所述至少一个多孔阀板为挠性板状部件。

11.
  如权利要求10所述的筛阀,其中所述挠性板状部件能够符合所述多孔阀座的表面以提供密封。

12.
  如前述权利要求中任一项所述的筛阀,其中所述细长填隙元件包括界定出圆角孔的凹形交叉部。

13.
  包括如前述权利要求中任一项所述的筛阀的装置,其中所述筛阀位于装置中的移动表面上,视需要可为移动活塞表面。

14.
  包括气体压缩及/或膨胀设备的装置,其中至少一个气体进口及/或出口 阀包括根据权利要求1至12中任一项所述的筛阀。

15.
  如权利要求14所述的装置,其中所述设备包括正位移设备,并且视需要包括活塞膨胀机及/或活塞压缩机。

16.
  如权利要求14或15所述的装置,其中气体压缩及/或膨胀设备结合入热泵及/或热引擎中。

17.
  根据权利要求1至12中任一项所述筛阀在根据权利要求13~16中任一项所述的装置中的用途。

18.
  参考附图如本文所述的装置或其大致用途。

19.
  一种控制流体流动的筛阀,其包括至少一个多孔阀板,所述阀板通过作动框可操作地连接至作动器以相对于多孔阀座滑动,其中所述至少一个阀板的运动受所述作动框的控制。

20.
  如权利要求19所述的筛阀,其中所述滑动为横向往复运动。

21.
  如权利要求19或20所述的筛阀,其中所述阀配置为所述作动框控制多个阀板的一致运动。

22.
  如权利要求19至21中任一项所述的筛阀,其中所述至少一个阀板在沿所述作动框的多个位置可操作地连接至所述框。

23.
  如权利要求19至22中任一项所述的筛阀,其中所述至少一个阀板在所述阀板的表面上的多个位置可操作地连接至所述框。

24.
  如权利要求19至23中任一项所述的筛阀,其中所述作动框配置为允许一或多个阀板有一个,两个,或三个旋转自由度。

25.
  如权利要求24所述的筛阀,其中所述作动框配置为控制所述一或多个阀板在其自身平面内的转动。

26.
  如权利要求24或25所述的筛阀,其中所述作动框配置为控制所述一或多个阀板垂直于所述阀板平面的运动。

27.
  如权利要求19至26中任一项所述的筛阀,其中所述作动框包括至少一个具有枢转点的第一均衡子框。

28.
  如权利要求27所述的筛阀,其中所述第一均衡子框通过单个细长轴元件在其枢转点支撑,所述细长轴元件允许所述子框滚动,及/或俯仰转动,及/或横摆。

29.
  如权利要求27或28所述的筛阀,其中所述第一均衡子框支撑一或多个下游均衡子框。

30.
  如权利要求29所述的筛阀,其中所述作动框包括一组均衡子框,其配置为可以任何顺序锁定为其所需形态。

31.
  如权利要求19至30中任一项所述的筛阀,其中所述作动框配置为与所述阀上的定位机构接合,以修正处于所述闭合及/或打开阀形态的所述阀板 的定位。

32.
  如权利要求31所述的筛阀,其中所述定位机构包括阻尼机构,其用于减小所述作动框的动能。

33.
  如权利要求32所述的筛阀,其中所述阻尼机构包括敲击阻尼机构。

34.
  如权利要求19至33中任一项所述的筛阀,其中所述作动框包括薄型的平板体或框架。

35.
  如权利要求19至34中任一项所述的筛阀,其中由所述作动框通过一或多个弹性支撑元件支撑所述阀板,所述弹性支撑元件配置为允许所述阀板垂直于其自身的平面进行受限的运动。

36.
  如权利要求19至35中任一项所述的筛阀,其中所述阀板的位置设于所述阀座与限位板之间,所述作动框位于所述限位板的另一侧。

37.
  如权利要求19至36中任一项所述的筛阀,其中所述至少一个多孔阀板为挠性板状部件。

38.
  一种包括如权利要求19至37中任一项所述筛阀的装置,其中所述筛阀位于装置中的移动表面上,视需要可为移动活塞表面。

39.
  包括气体压缩及/或膨胀设备的装置,其中至少一个气体进口及/或出口阀包括根据权利要求19~37中任一项所述的筛阀。

40.
  如权利要求39所述的装置,其中所述设备包括正位移设备,并且视需要包括活塞膨胀机及/或活塞压缩机。

41.
  如权利要求39或40所述的装置,其中所述气体压缩及/或膨胀设备结合入热泵及/或热引擎中。

42.
  根据权利要求19至37中任一项所述筛阀在根据权利要求38至41中任一项所述的装置中的用途。

43.
  参考附图如本文所述的装置或其大致用途。

44.
  一种控制流体流动的筛阀,其包括至少一个多孔阀板,所述阀板可操作地连接至作动器以相对于多孔阀座滑动,所述阀板通过一或多个弹性支撑元件连接至所述作动器,所述弹性支撑元件配置为允许所述阀板垂直于所述阀板的平面浮动。

45.
  如权利要求44所述的筛阀,其中所述滑动为横向往复运动。

46.
  如权利要求44或45所述的筛阀,所述一或多个弹性支撑元件配置为限制所述至少一个阀板在所述阀板的平面内紧随所述作动器的运动,同时允许所述至少一个阀板沿垂直于所述平面的方向浮动。

47.
  如权利要求44至46中任一项所述的筛阀,其中所述阀板设于所述阀座与限位板之间。

48.
  如权利要求44至47中任一项所述的筛阀,其中所述至少一个多孔阀 板为挠性板状部件。

49.
  如权利要求44至48中任一项所述的筛阀,其中所述一或多个弹性支撑元件包括板弹簧元件。

50.
  如权利要求44至49中任一项所述的筛阀,其中所述一或多个弹性支撑元件的角度形成为所述作动器的沿一个方向的移动生成推压力,所述推压力趋向于抬起所述阀板离开所述阀座的平面。

51.
  如权利要求44至50中任一项所述的筛阀,其中所述一或多个弹性支撑元件与所述阀板一体形成。

52.
  如权利要求44至50中任一项所述的筛阀,其中所述一或多个弹性支撑元件固定附接至所述至少一个阀板。

53.
  如权利要求44至52中任一项所述的筛阀,其中所述阀板通过作动框可操作地连接至作动器以进行横向往复运动,并且其中所述作动框支撑所述一或多个弹性支撑元件。

54.
  如权利要求53所述的筛阀,其中所述作动框包括至少一个具有枢转点的第一均衡子框。

55.
  包括如权利要求44至54中任一项所述的筛阀的装置,其中所述筛阀位于装置中的移动表面上,视需要可为移动活塞表面。

56.
  包括气体压缩及/或膨胀设备的装置,其中至少一个气体进口及/或出口阀包括根据权利要求44至54中任一项所述的筛阀。

57.
  如权利要求56所述的装置,其中所述设备包括正位移设备,并且视需要包括活塞膨胀机及/或活塞压缩机。

58.
  如权利要求56或57所述的装置,其中气体压缩及/或膨胀设备结合入热泵及/或热引擎中。

59.
  根据权利要求44至54中任一项所述的筛阀在根据权利要求55至58中任一项所述的装置中的用途。

60.
  参考附图如本文所述的装置或其大致用途。

61.
  一种控制流体流动的筛阀,其包括至少一个多孔阀板,所述阀板配置为相对于多孔阀座滑动,所述阀配置为通过至少一个阻尼机构阻碍所述滑动的开始及/或结束。

62.
  如权利要求61所述的筛阀,其中所述至少一个多孔阀板配置为相对于所述多孔阀座横向往复移动。

63.
  如权利要求61或62所述的筛阀,其中所述至少一个多孔阀板可操作地连接至作动器以进行滑动。

64.
  如权利要求63所述的筛阀,其中所述阀板通过作动框可操作地连接至作动器,其中所述至少一个阀板的运动受所述作动框的控制。

65.
  如权利要求64所述的筛阀,其中所述作动框配置为与定位机构接合,以修正处于所述闭合及/或打开阀形态的所述阀板的定位。

66.
  如权利要求64或65所述的筛阀,其中所述至少一个阻尼机构配置为直接作用在所述作动框上以减弱其移动并且视需要形成为定位机构的一部分。

67.
  如权利要求66所述的筛阀,其中所述作动框包括至少一个具有枢转点的均衡子框,并且所述至少一个阻尼机构配置为直接作用在所述至少一个均衡子框以减弱其移动。

68.
  如权利要求67所述的筛阀,其中所述第一均衡子框支撑一或多个下游均衡子框。

69.
  如权利要求61至68中任一项所述的筛阀,其中由所述作动框通过一或多个弹性支撑元件支撑所述阀板,所述弹性支撑元件配置为允许所述阀板垂直于其自身的平面进行受限的运动。

70.
  如权利要求61至69中任一项所述的筛阀,其中所述至少一个多孔阀板为挠性板状部件。

71.
  一种根据权利要求61至70中任一项所述并且包括敲击阻尼机构的筛阀,其中所述阀的用于滑动的组件配置为接近固定冲击面,并且还设置至少一个阻尼块以减弱所述组件的运动,所述机构配置为随着所述组件接近所述冲击面其与所述至少一个阻尼块在初始位置碰撞以使得所述至少一个阻尼块在所述冲击面与接近组件之间前后弹跳,所述接近组件与使其减速的组件发生一系列碰撞。

72.
  如权利要求71所述的筛阀,其中所述移动组件配置为跟随直线或旋转的横向往复路径。

73.
  如权利要求72所述的筛阀,其中所述阻尼机构为双动作阻尼机构,其配置为在所述移动组件的往复行程的各端提供阻尼。

74.
  如权利要求73所述的筛阀,其中所述阻尼机构包括共用阻尼块,其配置为在其往复行程的各端减弱所述移动组件的运动。

75.
  如权利要求71至74中任一项所述的筛阀,当附属于权利要求64至68中的任一项时,其中所述阀的用于滑动的组件为作动框或或其均衡子框。

76.
  如权利要求61至75中任一项所述的筛阀,其中所述阻尼机构包括重设机构,所述重设机构将所述至少一个阻尼块重定位在初始位置以进行再次使用。

77.
  如权利要求61至76中任一项所述的筛阀,其中所述筛阀位于装置中的移动表面上,视需要可为移动活塞表面。

78.
  包括气体压缩及/或膨胀设备的装置,其中至少一个气体进口及/或出口阀包括根据权利要求61至76中任一项所述的筛阀。

79.
  如权利要求78所述的装置,其中所述设备包括正位移设备,并且视需要包括活塞膨胀机及/或活塞压缩机。

80.
  如权利要求78或79所述的装置,其中气体压缩及/或膨胀设备结合入热泵及/或热引擎中。

81.
  根据权利要求61至76中任一项所述的筛阀在根据权利要求77至80中任一项所述的装置中的用途。

82.
  参考附图如本文所述的装置或其大致用途。

说明书

筛阀的改进及与筛阀有关的改进
技术领域
本发明主要涉及用于控制气体和/或液体在两个分离空间之间流动的阀。本发明尤其涉及带有可滑动移动阀板的筛阀,以及结合此类阀的装置。本发明尤其涉及提供可在使用寿命内承受多次及/或快速往复移动的滑动筛阀。
“筛阀”这一表述用于指称这样的阀,即其中的多孔的板状阀部件移入与多孔阀座对齐和与多孔阀座不对齐,从而允许或防止流体流过多个孔或阀口。本发明涉及这样的滑动筛阀,即,板状部件相对于阀座滑动(即,往一侧或横向移动),有别于例如垂直抬升而打开和关闭阀座的板阀。
筛阀可应用于发动机、真空泵、气体压缩机、气体膨胀机、热发动机、热泵、其他泵、管道、及管流等情形。所述筛阀可用于这样的应用,即,使由阀分离的每个独立空间的压力可变,由此,某些阶段内所述空间之间没有压力差而在其他阶段有压力差。
例如,申请人的第WO2009074800号在先申请描述了一种滑动筛阀,其包括可横向往复运动的挠性板状部件,所述挠性板状部件因其自身的挠性而可适应多孔阀座面从而可响应阀两侧的不同压差进行良好的密封,并且还可响应压差而锁定为闭合形态。所述筛阀设计为达成压力均等时自动打开。重要的是,使得打开和闭合的时间保持为最小,由此带来的好处是挠性阀板可迅速地加速或减速。然而,这会造成较大的加速力和减速力,由此,若超期重度使用,则带有内建挠性的阀板可能会被拉断。
无论何种滑动筛阀,阀板的路径同样重要。若阀板滑动得太靠近阀座,则阀板会磨损及/或摩擦会使得阀动作变慢。若阀板离阀座太远,则阀板无法绕其附接点进行正确密封及/或会因为对其进行密封的压力而对阀板施加额外的应力。
滑动筛阀中,最好使得阀座精确停止在其闭合位置,精度越高,阀密封面积越小,从而可供流体流动的孔面积越大。可在阀上设置固定挡块以达成这一定位,然而,阀板对着此类定位机构的任何突然停止也会导致阀板磨损并且会造成回弹的问题,尤其是在横向往复筛阀的情况下。
背景技术
因此,最好设计一种滑动筛阀,其带有可改进阀寿命及/或效率的特征。
发明内容
本发明包括多个方面。除非明确作出相反表示,根据一个方面使用及/或定义的术语应认为在所有其他方面具有相同的含义。
第一方面
第一方面中,本发明提供了一种筛阀,其中至少一个多孔阀板配置为可在闭合形态和打开形态之间相对于多孔阀座沿运动轴线滑动,处于所述闭合形态时,所述孔不对齐并且阻止流体通过,处于所述打开形态时,所述孔对齐以允许流体通过,其中所述阀板包括孔阵列,其中由细长填隙元件使得相邻孔相互分隔,所述细长填隙元件中至少有一些与所述运动轴线成15~45度的角度。
通过将使得筛阀上的孔图形分隔件相对于运动轴线成15~45度的角度(从细长填隙元件的中心线或轴线),随着阀板从侧边朝向以及离开阀座移动,穿过所述阀板的应力路径得以改进。
在筛阀被配置为用于横向往复阀移动以使得孔对齐或不对齐的情况下,这一填隙元件的结构可提供针对与频繁启动及停止相关的加速和减速负载的阻力增大,并且增长寿命。尤其是在筛阀设计为挠性及/或筛阀可操作地连接(例如,连接至作动器)以进行快速往复阀运动的情况下特别有意义。
所述横向往复运动,即,阀板侧边的往复运动,可为直线或旋转往复运动。阀板(及阀座)可为平型或(例如,稍稍)弯曲;后一种情况下,往复可为沿任何曲线的方向或者与之垂直。当表面为平面时,阀可以旋转方式往复运动,即,绕中心枢转点。通常,所述运动为沿直的运动轴线的直线往复运动,并且尽管阀板通常沿其自身的(平型或弯曲)平面移动,所述移动可稍稍倾斜,例如,当进入和离开阀座时。
阀板上分隔相邻孔的细长填隙元件中通常有至少50%,最好至少66%或至少75%,及理想地所有的细长填隙元件都相对于所述运动轴线成15~45度的角度。然而,若有两个细长填隙元件设为垂直于运动轴线,而其他元件(即,独立横穿相邻孔的元件)不垂直于运动轴线,则阀板上各自横穿相邻孔的细长填隙元件中通常有至少50%,最好至少66%或至少75%,及理想地所有的细长填隙元件相对于所述运动轴线成15~45度的角度。设为垂直于运动轴线填隙元件(例如,相邻六边形孔之类的)并非本发明的要点。
在阀板后端小于3mm或甚至小于2mm及/或细长填隙元件的宽度小于1.5mm或甚至小于1mm的情况下,成角度的细长填隙元件尤其有利。然而,往复运动的速度和距离同样为可改变这些关键数值的因素。
一实施例中,总的打开孔面积(即,当第一和第二部分处于打开形态时的总打开孔面积)相对于总的阀面积超过20%,或超过30%,或甚至超过40%。
一实施例中,孔密度(即,每个阀表面的单元面积中的孔的数量)大于每 平方米1000,或大于每平方米2000,或甚至大于每平方米4000。
一实施例中,平均孔面积相对于总的阀面积小于4%,或2%,或甚至小于1%。
一实施例中,相对于总的阀面积,绕孔的密封面积小于40%,小于30%,或小于20%。
一实施例中,所述阀的质量小于每平方米20kg,或小于每平方米10kg,或小于每平方米5kg。
一实施例中,所述孔阵列包括多排横穿运动轴线的孔,各排包括由细长填隙元件(例如,窄支柱)界定的孔,并且最好由横穿的实心部相互分隔(为了封堵阀座的相应孔的排)。各排孔可提供横穿的实心部与下一排分隔,填隙元件穿过相邻的实心部以界定出相邻的孔。可在实心部之间设置单排孔以达成较小且快速的阀移动。
一实施例中,最好所有的分隔横穿运动轴线的相邻孔的填隙元件相对于所述运动轴线成20~40度,最好成25~35度的角度。
一实施例中,分隔横穿运动轴线的相邻孔的填隙元件的角度形成为相互为镜像以使得相对于所述运动轴线形成各对正/负镜像角。较佳地,组中所有的分隔横穿运动轴线的相邻孔的填隙元件形成为相互为镜像以使得相对于所述运动轴线形成各对正/负镜像角。
一实施例中,不同于随机设置,整组梯形口的所有支杆都与后排的支杆相互对齐以界定出汇集于移动轴线的受力线。因此,相邻排的填隙元件排成直线从而形成为沿同一负载承受线。通过对齐填隙件,各各填隙件的两端(即,节点处)形成的局部负载对齐由此形成负载承受线。较佳地,所述填隙件形成平行的负载承受线,最好是相互平均分隔的。通常,由于沿运动轴线以两个方向施加加速负载,因此为了平均地承受负载,设置由相对于运动轴线成镜像角的填隙件界定出的镜像线。
一实施例中,所述至少一个多孔阀板为挠性板状部件,例如,挠性塑料材料或薄型(例如,小于3mm)的挠性金属板。
阀材料可为多种材料,其例子包括塑料(例如,Mylar,Peek),复合物(例如,碳,玻璃,芳纶(即,耐高温芳族聚酰胺)),环氧树脂,金属(例如,不锈钢)及陶瓷(即,薄型碳化硅碳片)。所涉及的稳定和压力会对实际选择的材料有明显的影响以报纸其不会在使用中不利地变形。对于高温,可使用不锈钢或高性能合金。已经开发出尤其适用于气体涡轮的在高温下具有良好的抗蠕变性、机械强度,及疲劳寿命的超合金,并且通常为镍或钴基合金;超合金的例子包括InconelTM或HastelloyTM。具体应用中,使用会发生蠕变以及塑性变形但是有气体有利特性的材料是有利的。这一情况下,可通过键合强度 更大的材料(诸如不锈钢或Mylar)以提供局部强度来克服蠕变和塑性变形。可用激光切割,水切割,光蚀刻,切割或气体手动形成阀材料(包括挠性板状部件)。
如前所述,筛阀可具有板状部件,其挠性足以例如响应阀两侧的不同压差以符合座面的密封面。若此类轻质挠性板状部件设有前述成角度的填隙元件,其可承受较大的由加速和减速造成的惯性负载及/或较大压力负载。
在使用挠性阀板的情况下,孔径可配置为使得挠性板状部件在无明显下垂的情况下连接第二部分中的相应孔。此外,孔径可配置为保证在第一部分移入闭合形态时,挠性阀板不会卡挂第二部分中的相应孔。
细长填隙元件的边缘可为直线或稍稍弯曲(细长稍微的圆角孔图形)并且可其各个端部可加宽以增大强度。所述填隙元件例如可界定出一或多个六边形,三角形,或梯形孔。
所述孔的内径可具有稍微的圆角,以进一步减小应力集中。一实施例中,多孔阀板包括这样的填隙元件,其宽度增加以形成界定出圆角孔的凹形交叉部。最好某些(至少50%)或所有的孔都具有圆角以减小填隙与阿基的各个节点上的应力集中。
第二方面
根据本发明的第二方面,提供了一种控制流体流动的筛阀,其包括至少一个多孔阀板,所述阀板通过作动框可操作地连接至作动器以相对于多孔阀座滑动,其中所述至少一个阀板的运动受所述作动框的控制。
筛阀在作动器的控制下进行滑动阀移动以使得多个孔与阀座对齐或不对齐从而分别允许和防止流体流动。多孔阀中,移动距离非常小。重要的是,筛阀可在打开和闭合位置之间快速移动同时控制阀板的位置以使其保持与孔正确对齐。理想情况下,孔周围的密封边缘保持为最小,然而,若闭合位置的阀位置不正确,则阀无法正确密封。因此,作动器对于各个相对于阀孔的移动须有精确的停止位置。在使用作动框来控制阀板移动的情况下(通常同时对其进行支撑(例如,从上方,从下方,从侧方)),这一框可改进位置控制;具体地,所述框可与定位机构(例如,挡块)接触而不涉及(通常鲁棒性较差的)阀板;因此,正常操作期间,阀板的边缘无需接触任何其他表面。
作动框可包括单件或多元件本体,轮廓或框架(例如,梁)。所述框可设为大致坐在阀座上,或者可拉动/推动阀板(例如,从边缘)。作动框的尺寸通常与其控制的各阀板处于同一量级,例如,沿一个维度延伸(例如,垂直于运动轴线),为阀板的相应尺寸的至少三分之一,最好一半,甚至最好三分之二,但通常不会超过该尺寸的一又三分之一倍。然而,若所述框配置为共同移动/控制多个板(这样是有利的),则上述尺寸设为根据其控制的各个阀板的 总尺寸。
以最广泛的意义使用“作动器”一词,即,系指能够作动阀板机械运动(本实例中,横向往复运动)的作动装置。所述装置可为将信号(例如,电信号)转换为运动的机构,并且可为发动机,变频器,活塞,或电磁体等并且例如可包括压电作动器,气动或液压作动器(此处仅为狭义),气动活塞,或电动机。
所述至少一个阀板配置为行进横向往复运动,所述阀板通过作动器前后横向移动。这些作动移动可为相对于阀座的线性(例如,直线)或旋转往复移动。尽管阀板和阀座通常设于水平平面内,阀板和阀座可安装在朝向任何方位(所述框朝向相应的方位)的平行平面内,所述阀板可从上或从下相对于阀座进行往复运动。
方便的是,作动框可同时控制多个阀板的运动。通常,最好用多个较小的阀板覆盖阀座,同时作动框可一起控制多个阀板。较小的阀板具有下列优势:不容易因热效应变形,即,由阀板一侧的热形成的热膨胀或收缩而发生突起;若一个阀板上设置多个附接点,则很有可能附接点会相互冲突并且相互之间形成应力;若仅使用一个或两个附接点,则各附接点处的应力最终阀板增大而显著增大;对于较小的阀板,各个阀板的惯性力较小,由此使得各附接点处的应力较小,设置多个阀板就不太可能同时造成硬冲击,因为多个阀板不可能完全在同一时间停止。
最好沿作动框在多个位置将至少一个阀板可操作地连接至框(例如,被支撑)。通常,所述框支撑阀板的重量并且引导其移动,但某些滑动结构中,无需任何的物理支撑。
沿作动框在多个点支撑阀板使得阀板可在作动器驱动移动之外进行旋转及/或平移移动,以增强阀板定位。
所述多个位置为作动框的相互隔开的多个部分(例如,点或区域)或者可为作动框的形成至少一个沿框延伸的连续区域的相邻部分,其中仍然由框的多个(即,不同的)部分提供支撑。
类似地,最好在阀板表面上的多个位置通过作动框将至少一个阀板可操作地连接(例如,被支撑)。类似地,阀板上的多个位置可为阀板的相邻部分或多个隔开部分。框上的各部分(例如,点或区域)最好与阀板上的单个相应部分(例如,点或区域)成对。
如前所述,框使得可在阀中进行更加的位置控制以使得阀板在相对于口的正确点上开始或停止。取决于阀环境,这可为框跟随阀板的某些自由度及/或与其他位置机构交互。例如,阀板可承受影响其运动的压力负载(在气体膨胀或压缩期间)或惯性负载(若设于移动体(例如,活塞面)上),并且作动框可挠性支撑阀板以适应/补偿这些负载。三维刚性体的六移动自由度包括如下 三种平移自由和三种旋转自由度:
1.上下移动(举起)
2.左右移动(横向)
3.前后移动(纵向)
4.前后倾斜(俯仰)
5.左右转动(横摆)
6.侧向倾斜(横滚)
除了作动往复运动之外,作动框(包括任何附件)可配置为允许一或多个阀板具有一个,或两个,或三个自由旋转度。作动框控制至少一个阀板中的此类旋转并且任何此类旋转可为受限旋转,例如,通常为正负20°,最好为正负10°。通常,作动框无需提供任何的横滚或俯仰稳定性,因为筛阀密封时本身就可通过(例如,阀座和任何相对的限位板会限制阀板)。较佳地,作动框控制阀板在其自身平面的旋转(横向旋转),因为不对齐会造成密封失效。
除了在阀平面的作动往复运动之外,作动框(包括任何附件)可配置为允许一或多个阀板具有一个,或两个,或三个平移自由度(通常受限)。因此,作动框可配置为控制一或多个阀板(最好受限的)在阀板的平面但是沿垂于垂直于作动器移动方向之方向的移动(例如,若推动阀板进行纵向往复运动时),仍然是因为不对齐会导致密封失效。
此外,作动框可配置为控制垂直于阀板(平面)的一或多个阀板的移动,以控制阀板与阀座的分隔距离。例如,作动框可配置为绕框上的一或多个枢转或铰链点(例如,收窄挠曲部)俯仰旋转,从而允许被支撑的阀板垂直抬升或下降超过其平面;这样,阀板上的所有支撑可通常仅为一个下游轴向位子(相对于运动轴线)。或者,可使用设于框与阀板之间的弹性支撑元件,如下文所述。所述弹性支撑元件的质量可轻于框(即,质量小)并且因此遭受较小的惯性负载。
一实施例中,所述作动框包括至少一个具有枢转点的第一均衡子框。“均衡子框”系指这样的机构,其中力能够均匀地分布在连接处并且包括在其枢转点或靠近其中心枢转的至少一个均衡框部件(例如,梁);由此,当向枢轴施加力时(本实例中,通过作动器),就通过沿其长度设置的连接件(本实例中,子框上的多个位置与阀板上相应位置之间的连接)向均衡框部件(例如,梁)施加了相反的力。此类机构也称为横杠机构并且对于在闭合形态(成功的阀密封)及/或打开形态(改进的阀效率/通流)对多孔阀板的精确定位有效。
当作动器配置为在平面内直线往复运动时,均衡梁通常垂直于作动器的运动轴线延伸。
可绕其枢转点沿子框在多个位置支撑所述至少一个阀板,或者子框可支撑 具有多个阀板支撑位置的其他组件。
枢转点可为任何合适的组件,铰链,接头,或轴承,以提供如前所述所需的旋转自由度,并且例如可为收窄挠曲部,或铰链(例如,销铰链)。
较佳实施例中,所述第一均衡子框通过单个细长轴元件在其枢转点支撑,所述细长轴元件允许所述子框横滚转动,及/或俯仰转动,及/或横向转动。细长元件可为平面或圆柱形挠曲部并且可收窄。这一设计仅允许子框较小受限的横滚转动,及/或俯仰转动,及/或横向转动。
所述第一均衡子框支撑一或多个下游均衡子框;各上游子框通常支撑两到三个(后续)下游子框。较佳实施例中,所有的上游子框支撑一对下游子框。根据阀板的数量和尺寸,可能须有两到三个总的子框阶段。
为了精确的阀定位,作动框最好包括一组均衡子框,其配置为可以任何顺序锁定为其所需形态,作为对作动器的相对力的响应。
横杠是这样一种机构,其将力均匀地分布在连接件上。这一情况下,使用横杆以保证所有的阀挡块处于正确位置。由于制造公差,在进行刚性保持的情况下难以精确地控制多个阀(即,阀板)的停止位置。然而,若通过横杆拉动(或推动)则无论不同的阀以何顺序碰撞其一或多个挡块,则都会接靠其相应的一或多个挡块。若仅仅推动所述机构,则所有的阀必须最终接靠其各自的一或多个挡块,两组不同阀之间的区别仅在于需要进一步稍稍拉动或推动其中一组的所述机构。
所述作动框配置为与例如所述阀上的装置中的定位机构(具体为阀座)接合,正确定位阀板,例如以确保其处于所需的打开或闭合形态。定位机构可包括一或多个连接件,接头,挡块,屏蔽件,阻尼机构,固定部分(接靠部和挡块)等。
一实施例中,至少一个均衡子框包括一或多个通常对称设置的接靠部或接靠面,其配置为接靠相应的设于阀座上的各个挡块以将阀板定位在闭合及/或打开阀形态。
定位机构可包括阻尼机构,以减小作动框的动能。不同于阀板,作动框的设计可具体安排为用以承受与定位机构接触,并且例如还可包括阻尼机构解决从硬质挡块回弹的问题,特别是在横向往复阀的情况下。
下文将参考第四方面描述阻尼机构。例如,所述阻尼机构可为双动作阻尼机构,其配置为在所述移动组件的往复行程的各端提供阻尼。
在作动框包括上述至少一个均衡子框的情况下,至少一个阻尼机构可配置为直接作用在至少一个或每个均衡子框上以减弱其移动。由此,由于阻尼机构可设计为匹配局部组件的尺寸,就有可能减少连接件上的应力。
阻尼机构可包括敲击阻尼机构,如下文第四方面所述。
所述作动框包括薄型的平板体或框架,最好为单件或框架,并且可具有中空或切去部以减轻重量。作动框可由金属,塑料,或复合物制成,并且可形成为单件物体,例如,通过喷射成型,或通过光蚀刻,或通过水喷射切割。
作动框可为对单个阀板或同时对多个阀板进行支撑和移动的支撑结构。各阀板具有两个或两个以上的支撑位置,通常绕其重心对称设置,并且通常其为相对于运动轴线而言的仅一个下游轴位置。
可通过中间支撑元件由作动框支撑一或多个阀板或,所述中间支撑元件与阀板一体形成或相分离。所述中间支撑元件可在框架上的点或区域与阀板上的点或区域直接延伸,并且可为刚性或弹性,以及可为分叉或实心结构。
较佳地,阀板与作动框或任何的中间支撑元件一体形成或固定附接至其,以使得不存在任何会导致磨损的连接。此外,由于使用了框架,因此,期间,阀板的边缘最好都不与任何表面接触。
由所述作动框通过一或多个弹性支撑元件支撑所述阀板,所述弹性支正常操作撑元件配置为允许所述阀板垂直于其自身的平面进行受限的运动。例如可为片弹簧元件的弹性支撑元件形成额外的平移自由度,从而使得阀座与阀板的各个平面的分隔距离可稍有变化。阀板的此类“浮动”使其可以移动靠得阀座足够近以进行有效密封,同时保证不会长期靠阀座这么近由此使得造成的摩擦会更有可能磨损或减缓阀动作。下文参考第三方面描述弹性支撑元件。
阀板可设于与阀座与用于横向往复运动的限位板之间,而限位板定位于另一侧的作动框(以使得任何支撑元件穿过限位板中的孔)。在阀配置为允许阀板垂直于其自身平面浮动(作动器框及/或弹性支撑元件可有助于所述浮动)的情况下,限位板特别有利。限位板可配置为保护阀板并且限制其平面外的移动,尤其是限制其保持紧靠阀座,例如离开不超过两倍的厚度,或最好不超过一倍厚度,或者理想地离开不超过阀座厚度的75%或甚至50%。限位板通常包括大致平板的本体,通常由较薄的材料支撑,并且可包括大致覆盖阀板的有小孔的筛。限位板可包括一组拉紧的线,一组带螺帽的螺栓,薄的金属片,或金属织带。
如前所述,申请人的在先第WO2009/074800号申请使用了一种筛阀,其具有挠性板状部件并且配置为,当筛阀处于闭合形态并且锁定为闭合形态是,筛阀与阀座的密封面接合;其可配置为,例如响应阀两侧的压差而符合阀座的密封面。所述筛阀特别有利于使用前述作动框控制轻质挠性阀板的移动和定位。
较佳实施例中,至少一个多孔阀板为挠性板状部件。更佳地,挠性板状部件(充分挠曲以)能够符合多孔阀座的面从而提供密封。
第三方面
根据本发明的第三方面,提供了一种控制流体流动的筛阀,其包括至少一 个可操作地连接至用于相对于多孔阀座滑动的作动器的多孔阀板,所述阀板配置为提供一或多个弹性支撑元件连接至所述作动器,所述弹性支撑元件配置为允许所述阀板垂直于所述阀板进行浮动。
滑动过程中,作动器使得所述至少一个阀板通常以高速在侧边移动,同时一或多个弹性支撑元件使得可沿垂直于阀板的方向(例如,垂直于其自己的平面)移动,即,使得阀座/阀板之间的间隔距离变化。这使得阀板可移动靠得阀座足够近以进行有效密封,同时保证不会长期靠阀座这么近由此使得造成的摩擦会更有可能磨损或减缓阀动作。因此,可快速打开和关闭本发明的筛阀,同时保证寿命和有效密封。
理想地,阀板质量保持为尽可能地小以减小惯性力同时不牺牲压力阀座承受能力。若使用固定支撑元件而不是弹性支撑元件并且阀板与阀座之间形成有间隙,则要么无法良好地密封,要么在密封的同时在阀板的局部连接阀板与阀座之间间隙的材料(通常围绕支撑附接)上形成应力。若承受这一连接应力,则薄型阀板的寿命可能会因疲劳而缩短。
气流阀(例如,碰撞及/或压缩应用)中最好使用这一弹性支撑元件,其中支撑元件允许形成可变的压力负载从而按需移动阀板。在可能有温度循环并且薄型阀板相对于其环境可能有不同膨胀的应用中,这一支撑结构比与阀座之间为固定间隔的结构优良得多。
滑动可为横向往复运动,其中阀板通过作动器前后横向移动。滑动可为相对于阀座的线性(例如,直线)或旋转移动,并且可在闭合形态与打开形态之间移动,处于所述闭合形态时,所述孔不对齐并且大致阻止流体通过,处于所述打开形态时,所述孔对齐以允许流体通过。尽管阀板和阀座通常设于水平平面内,阀板和阀座可安装在朝向任何方位(所述框朝向相应的方位)的平行平面内,所述阀板可从上或从下相对于阀座进行往复运动。
一实施例中,所述一或多个弹性支撑元件配置为紧密限制至少一个阀板以使其跟随作动器在阀板的平面内的运动,同时允许沿垂直于平面方向的浮动。尽管弹性支撑元件可稍稍挠曲以允许间隔距离可变,但其刚性应足以在往复运动过程中推动和拉动阀板并且紧密跟随作动器的运动。若阀板相对于阀座的位置不正确,则即使阀板与阀座之间的间隔正确,仍然无法在闭合形态下密封阀板。
较佳地,所述阀中,阀板垂直于其平面的往复浮动的程度为不超过阀座厚度的200%,更常见是不超过100%,最好不超过75%,理想地不超过50%。可有弹性支撑元件的挠曲特性限制这一程度,或者通过设置现为板限制。
较佳实施例中,阀板可设于与阀座与限位板之间。限位板可配置为保护阀板并且限制其平面外的移动,尤其是限制其保持紧靠阀座,例如离开不超过两 倍的厚度,或最好不超过一倍厚度,或者理想地离开不超过阀座厚度的75%或甚至50%。限位板通常包括大致平板的本体,通常由较薄的材料支撑,并且可包括大致覆盖阀板的有小孔的筛。限位板可包括一组拉紧的线,一组带螺帽的螺栓,薄的金属片,或金属织带。
较佳实施例中,所述至少一个多孔阀板为挠性板状部件。一实施例中,所述至少一个多孔阀板为挠性板状部件,例如,挠性塑料材料或薄型(例如,小于3mm)的挠性金属板。
阀材料可为多种材料,其例子包括塑料(例如,Mylar,Peek),复合物(例如,碳,玻璃,芳纶(即,耐高温芳族聚酰胺)),环氧树脂,金属(例如,不锈钢)及陶瓷(即,薄型碳化硅碳片)。所涉及的稳定和压力会对实际选择的材料有明显的影响以报纸其不会在使用中不利地变形。对于高温,可使用不锈钢或高性能合金。已经开发出尤其适用于气体涡轮的在高温下具有良好的抗蠕变性、机械强度,及疲劳寿命的超合金,并且通常为镍或钴基合金;超合金的例子包括InconelTM或HastelloyTM。具体应用中,使用会发生蠕变以及塑性变形但是有气体有利特性的材料是有利的。这一情况下,可通过键合强度更大的材料(诸如不锈钢或Mylar)以提供局部强度来克服蠕变和塑性变形。可用激光切割,水切割,光蚀刻,切割或气体手动形成阀材料(包括挠性板状部件)。
较佳地,挠性板状部件(充分挠曲以)能够符合多孔阀座的面从而提供密封,例如,响应筛阀两侧的压差。如前所述,申请人的在先第WO2009/074800号申请所述,即使较小的压差也可将此类轻质阀部件锁定在适当位置并且此类阀部件可用于提供用于小能量输入的快速阀移动。即使在阀发生某种程度污染的情况下,所述符合性也可保证密封。然而,若挠性阀板太靠近阀座,则移动阀板时会有显著磨损和摩擦。若靠的太远,则阀板无法良好密封阀座及/或向阀板施加疲劳负载。使用弹性支撑元件使得此类挠性阀板进行浮动可使得阀板响应压力负载并且在不磨损的情况下到达理想的位置。
一实施例中,所述一或多个弹性支撑元件包括板型弹簧,由此在其铰链部(通常为具有一或两个铰链端的细长平型元件)周围形成挠曲。也可使用其他推压接头(例如,电接头,机械接头,气动接头,磁性接头或其他接头),诸如带有作用于阀板上的线圈弹簧的铰链板。
一实施例中,一或多个弹性支撑元件的角度形成为作动器沿一个方向的运动会生成趋向于将阀板抬起理工阀座表面的变压力。所述元件配置为作动器的离开闭合形态的运动会生成抬升偏压力,或者作动器朝向闭合形态的移动会。例如,在惯性负载试图朝向阀座向下推动阀板的移动阀中,这一推压是有利的。所述一或多个弹性支撑元件通常包括与阀板的平面成最大20度角的成角度部, 然而,这一角度可根据作动器和弹性接头离阀板的距离有多近来决定。
一实施例中,所述一或多个弹性支撑元件可与所述阀板一体形成。可通过从阀板切出的凸块达成这一效果。所述切去区域有助于缓解这一位置处的应力。然而,这会牺牲主动阀面积并且支撑元件会与阀板为同一材料。
所述一或多个弹性支撑元件可固定附接至至少一个阀板,例如,通过夹紧,铆接,或焊接。可在所述至少一个阀板上绕弹性支撑元件连接至阀板的连接点周围设置至少一个切去部或槽以减小变形。
在阀板与弹性支撑元件系一体形成或固定连接的情况下,不存在任何会导致磨损的连接。此外,正常操作期间,阀板的边缘最好都不与任何表面接触。
若由多个支撑元件支撑阀板,则可在其重心进行支撑,并且若设置多个支撑元件,则最好绕重心对称设置所述多个支撑元件。
一实施例中,通过作动框可操作地将阀板连接至用于横向往复运动的作动器,其中所述作动框支撑所述一或多个弹性支撑元件。
作动框可具有任何参考第二方面的部件。具体地,作动框可包括至少一个具有枢转点的第一均衡子框。在作动器配置为在平面内进行直线往复运动的情况下,均衡梁通常垂直于作动器的运动轴线地延伸。
第四方面
第四方面中,本发明提供了一种控制流体流动的筛阀,其包括至少一个多孔阀板,所述阀板配置为可相对于多孔阀座滑动,所述阀配置为通过至少一个阻尼机构阻碍所述滑动的开始及/或结束。通过设置此类机构,可使得阀板的启动及/或停止较为舒缓从而延长阀寿命。
多孔阀中,所述距离相当小。在阀板进行往复(例如,旋转或直线)阀运动以使得多孔与阀座对齐或不对齐时,阀板的移动通常较快且较频繁,因此使用阻尼机构通常有利于延长寿命。此外,阻尼可减小不必要的回弹并因此改进阀的密封性,因为回弹的阀板会锁定为部分闭合位置。阀未正确密封是不理想的,并且会发生相关的泄露。
所述至少一个多孔阀板可操作地连接至用于滑动的作动器,特别是横向往复运动。
所述至少一个多孔阀板通过作动框可操作地连接至作动器,并且所述至少一个阀板的运动可由作动框控制。作动器及/或框可为如其他方面所述。
重要的是,筛阀可在打开和闭合位置之间快速移动同时控制阀板的位置以使其保持与孔正确对齐。理想情况下,孔周围的密封边缘保持为最小,然而,若闭合位置的阀位置不正确,则阀无法正确密封。因此,作动器对于各个相对于阀孔的移动须有精确的停止位置。在使用作动框来控制阀板移动的情况下(通常同时对其进行支撑(例如,从上方,从下方,从侧方)),这一框可改 进位置控制;具体地,所述框可与定位机构(例如,挡块)接触而不涉及(通常鲁棒性较差的)阀板;因此,正常操作期间,阀板的边缘无需接触任何其他表面。此外,单作动框可同时控制(及减缓)多个阀板。
较佳地,所述至少一个阀板在沿所述作动框的多个位置可操作地连接至所述框,并且类似地所述至少一个阀板最后在阀板表面上的多个位置处通过作动器支撑,如前述其他方面所述。
所述作动框配置为与例如所述阀上的装置中的定位机构(具体为阀座)接合,正确定位阀板,例如以确保其处于所需的打开或闭合形态。定位机构可包括一或多个连接件,接头,挡块,屏蔽件,阻尼机构,固定部分(接靠部和挡块)等。
一实施例中,至少一个均衡子框包括一或多个通常对称设置的接靠部或接靠面,其配置为接靠相应的设于阀座上的各个挡块以将阀板定位在闭合及/或打开阀形态。
所述至少一个阻尼机构可配置为直接作用在至少一个或每个均衡子框上以减弱阀板滑动的开始及/或结束,并且视需要可形成为定位机构的一部分。
一实施例中,所述作动框包括至少一个具有枢转点的第一均衡子框。“均衡子框”系指这样的机构,其中力能够均匀地分布在连接处并且包括在其枢转点或靠近其中心枢转的至少一个均衡框部件(例如,梁);由此,当向枢轴施加力时(本实例中,通过作动器),就通过沿其长度设置的连接件(本实例中,子框上的多个位置与阀板上相应位置之间的连接)向均衡框部件(例如,梁)施加了相反的力。此类机构也称为横杠机构并且对于在闭合形态(成功的阀密封)及/或打开形态(改进的阀效率/通流)对多孔阀板的精确定位有效。然而,此类机构的自由度可造成不需要的震荡/回弹,因此通常需要与此类均衡子框一起使用阻尼机构。
所述第一均衡子框支撑一或多个下游均衡子框;各上游子框通常支撑两到三个(后续)下游子框。较佳实施例中,所有的上游子框支撑一对下游子框。根据阀板的数量和尺寸,可能须有两到三个总的子框阶段。为了精确的阀定位,作动框最好包括一组均衡子框,其配置为可以任何顺序锁定为其所需形态,作为对作动器的相对力的响应。
一实施例中,至少一个均衡子框包括一或多个通常对称设置的接靠部或接靠面,其配置为接靠相应的设于阀座上的各个挡块以将阀板定位在闭合及/或打开阀形态。
在作动框包括第一均衡子框及/或一或多个下游均衡子框的情况下,阻尼机构可设为与所有的子框接触,或仅与支撑阀板的子框(例如,最下游的子框)接触。此类均衡子框包括一或多个通常对称设置的接靠部或接靠面,其配置为 接靠相应的设于阀座上的各个挡块以将阀板定位在闭合及/或打开阀形态,并且通常配置为与相关阻尼机构接触。
例如可为片弹簧元件的弹性支撑元件形成额外的平移自由度,从而使得阀座与阀板的各个平面的分隔距离可稍有变化。阀板的此类“浮动”使其可以移动靠得阀座足够近以进行有效密封,同时保证不会长期靠阀座这么近由此使得造成的摩擦会更有可能磨损或减缓阀动作。所述弹性支撑元件如参考其他方面所述。
阀板可设于与阀座与用于横向往复运动的限位板之间,而限位板定位于另一侧的作动框。所述限位板如参考其他方面所述。
较佳实施例中,所述至少一个多孔阀板为挠性板状部件。此类阀板更容易受磨损和损坏,因此使用阻尼机构特别有利。所述挠性板状部件如参考其他方面所述。
较佳实施例中,滑动筛阀包括敲击阻尼机构,其中所述阀的用于滑动的组件配置为接近固定冲击面,并且还设置至少一个阻尼块以减弱所述组件的运动,所述机构配置为随着所述组件接近所述冲击面其在初始位置与所述至少一个阻尼块碰撞以使得所述至少一个阻尼块在所述冲击面与接近组件之间前后弹跳,所述接近组件与一系列使其减速的组件发生碰撞。所述冲击面配置为在减缓期间保持固定并且可为阀或周围装置的一部分。所述一系列冲击可涉及在冲击面与接近组件之间前后跳跃的单个阻尼块或多个阻尼块(连续及/或平行作用)。多个阻尼器可包括多个圆角阻尼块或多个弹性悬臂。
通常,移动组件配置为跟随直线或旋转的横向往复路径。这一情况下,阻尼机构可为双作用阻尼机构,其配置为在移动组件的往复行程的各端提供减缓。
方便的是,阻尼机构包括共用阻尼块,其配置为减缓在往复行程的各端的移动。
一实施例中,用于滑动的阀组件为作动框或其均衡子框。
阻尼机构可包括重设机构,所述重设机构将所述至少一个阻尼块重定位之初始位置以进行再次使用。阻尼机构可配置为,至少一个阻尼器与本体的碰撞及/或至少一个阻尼器与冲击面之间的碰撞涉及至少一个凸表面。
其他方面
现描述根据本发明这四个方面中的一或多个方面的应用。其中一个具体应用是将所述筛阀用作用于气体压缩/膨胀设备(存在高压负载)的进口阀或出口阀。这可包括活塞压缩机或活塞膨胀机之类的主动位移设备,并且可包括圆柱头阀,圆柱壁阀,及活塞面阀。某些例子中,所述发可位于移动表面,例如移动活塞的面(存在大惯性负载)。具体地,此类阀可用于热泵或热引擎的活 塞膨胀/压缩装配件(存在高温,低温,或循环高低温)。例如,申请人的在先第WO2006/100486号申请描述了此类活塞装配件。
本发明的阀最好用于抽吸热电能存储系统的热泵/引擎,特别是需要阀在若干年时间内进行快速频繁往复运动,通常很少有机会去更好所述阀;例如,申请人的在先第WO2009/044139.号申请描述了此类系统。
例如,在气体压缩/膨胀活塞在装配件的主动活塞面上,阀板需要经受每分钟超过300次完全往复运动或者甚至每分钟600次完全往复运动的频繁往复阀运动。在热泵/热引擎中,例如,用于抽吸热能存储系统(PHES)中,阀涉及需要经受高于300℃的工作温度(尤其是高于450℃),并且低于-50℃(尤其是低于-100℃)。此外,PHES中,需要阀板的寿命超过两年以保证阀的服务/更换较不频繁。
由此,本发明还提供一种包括前述筛阀(即,根据前述四方面的任一方面)装置,尤其是筛阀位于装置中的移动面(视需要可为移动活塞面)的装置。还提供了一种包括气体压缩及/或膨胀设备的装置,所述气体压缩及/或膨胀设备中,至少一个气体进口及/或出口发包括如前所述的筛阀。所述设备包括主动位移设备,并且视需要包括活塞膨胀机及/或活塞压缩机。所述气体压缩及/或膨胀设备可接合如热泵及/或热引擎中。本发明还提供了在任何上述装置中使用此类筛阀的用途。
本发明还提供了对于本领域技术人员认为能够组合的任何上述部件的具有新颖性和创造性的组合。具体地,上述四个方面中的任意一个方面中的部件可接合入上述任意一个方面中,除非此类部件明确表面作为代替或者不相兼容。
附图说明
结合附图,仅以示例的方式,描述本发明,其中:
图1a为现有筛阀的挠性滑动多孔阀板之一部分的立体图;
图1b示出了打开形态下阀板的覆盖相应阀座之部分;
图2为根据本发明第一方面的筛阀的多孔阀板的平面图;
图3为根据本发明的替代筛阀的多孔阀板的平面图;
图4为可接合多孔筛阀的双动作移动活塞装配件的立体图;
图5a和5b分别为带有根据本发明第二方面的弹性支撑元件的筛阀的平面图和示意侧视图;
图6a和6b分别为根据本发明第一,第二,及第三方面的筛阀结构的立体分解图和示意侧视图;
图7为图6a和6b的筛阀机构的平面图;
图8为图6的作动框218的立体图,示出了可能的旋转自由度;
图9为根据本发明第二方面的代替作动框的平面图;
图10为根据本发明第二和第四方面的包括定位和阻尼机构的另一作动框的平面图;
图11为根据本发明第二和第四方面的包括代替定位和阻尼机构的另一作动框的平面图;
图12a和12b为带有根据本发明第二方面的作动框的另一筛阀结构的平面图;
图13a和13b分别为用于减缓根据第四方面的作动框的敲击阻尼机构的立体图及侧视图,其类似于图11所示的机构;及
图14为用于减缓根据本发明第四方面的作动框的敲击阻尼机构的立体图,其类似于图10所示的机构。
具体实施方式
参考图1a和1b,示出了WO2009/074800所述的现有阀设计。图1a示出了薄型挠性阀板10,其包括孔20的垂直于运动轴线(箭头A)的各个排30,由此,通过垂直于所述排的平行填隙元件或支杆使得各排中的孔相互分隔。
图1b示出了处于打开形态的阀板10,其覆盖在阀座上并且孔与阀座对齐。重要的是,在打开和闭合形态中,阀座10相对于阀座处于精确位置,并且由阀板中的加强部38中的细长槽达成精确定位,所述加强部38绕硬质挡块36滑动并且冲撞硬质挡块36,所述硬质挡块36设于阀座22中的移动两端。
尽管这一填隙元件设计对于正常使用的阀座是相当优良的设计,然而,填隙节点处的过大局部弯曲负载会使得重度使用的阀板或者某些挠性阀板的平行支杆的交叉处或节点容易损坏。
参考图2,根据本发明的第二方面,示出了用于沿运动轴线A相对于阀座进行直线往复运动的平型挠性塑料阀板;所述阀板也可为由不锈钢或高温合金制成的薄金属板。
阀板50具有梯形口60的阵列,其设为(交替朝上和朝下)由双宽度实心板部(lands)80间隔的双排70。沿所述排延伸而横穿运动轴线(箭头A)的口60具有由薄型细长支杆界定出的直侧边,所述薄型细长支杆相对于运动轴线对向形成约40°的浅角(shallow angle)。
若使得阀板沿其运动轴线前后往复运动,则筛阀在支杆相对于所述移动轴线成15-45度浅角处的结构性应力分布及随之形成的疲劳特性得到显著改进。此外,不同于随机设置,整组梯形口的所有支杆都与后排的支杆相互对齐以界定出汇集于移动轴线的“受力线”;因此,各填隙件的两端(即,节点处)形 成的局部负载对齐由此形成负载承受线。这一阀板中,由于沿运动轴线以两个方向施加加速负载,因此为了平均地承受负载,设置由相对于运动轴线成镜像角的填隙件界定出的镜像线。
将支杆的宽度加宽至凹形交叉点从而设置具有圆角的直线侧边端口,以进一步帮助应力分布。
阀板50(及阀座)可为稍稍弯曲的平面板(而不是平型平面板),并且根据弯曲方向可进行直线或旋转往复运动。
参考图3,示出了代替的挠性塑料阀板90,其具有三角形口100的阵列,三角形口100阵列设为(交替朝上和朝下)由单宽度实心部120间隔的单排110;所述阀板也可为由不锈钢或高温合金制成的薄金属(例如,刚性或挠性)板。
沿横交运动轴线(箭头A)的所述排延伸的相邻的端口60具有由薄型细长支杆界定出的直侧边,所述薄型细长支杆相对于运动轴线成约+15°和-15°的浅镜像角。如图3所示,整组中各排三角形口中的所有支杆都对齐,以形成运动方向的两个镜像角处的负载承受部130的平行线。
图4为双作用移动活塞装配件的立体图,其例如可用于热泵及/或热引擎并且可结合入往复多孔筛阀。这一活塞装配件包括主动上活塞面160和主动下活塞面160′,其分别设有向外设置的多孔阀座180和向内设置的可移动挠性多孔阀板170,阀板170覆盖有限位板框架174。通过弹簧机构或作动器190使得阀板170在打开位置与闭合位置之间相对于阀座180进行横向往复运动,在所述打开位置处,允许流体流经阀板与阀座的对齐孔,在所述闭合位置,所述孔不对齐并且阻止流体流动。
这一阀板必须承受与频繁作动的打开和关闭运动相关的加速力和减速力,以及由阀板位于移动活塞面上而造成的变化气压负载和变化惯性负载。因此,若阀板孔替换为根据本发明第一方面的成角度的孔,则此类横向往复筛阀的寿命会延长。
图5a和5b示出了根据本发明第二方面的筛阀,其中阀板能够相对于阀座“浮动”。
由弹性接头204支撑三角形多孔阀板200(未示出口),弹性接头204为通过焊接或铆接而附接至阀板重心或重心附近的分裂挠曲部(以减小其重量)。在阀板200的挠曲部附接位置附近设置切去部206以减小阀板中的任何应力并因此减少变形。挠曲部204本身直接附接至(例如,安装在)作动臂202上,作动臂202使得阀板相对于阀座208沿侧边(sideways)往复运动。
挠曲部204能够弹性挠曲,从而允许阀座与阀板之间的间隔能够稍稍变化。阀板200的这一“浮动”使其能够移动为足够靠近阀座208以进行有效 密封(例如,在流体压力的影响下),同时保证不会长期靠阀座这么近由此使得造成的摩擦会更有可能磨损或减缓阀动作。取决于阀环境(例如,有多少气压负载会将阀板推离阀座),必须通过其本身的设计或使用作动臂202和阀板200之间的中间限位板来限制挠曲部的挠曲度但不会妨碍挠曲部的路径。
参考图5b,示出了位于阀座208上方的处于闭合形态的阀板。挠曲部204为由三个部分形成的板簧件,其中间部相对于水平成约20度的角;这一角度取决于框架离阀有多进。因此,作动臂离开闭合形态的移动生成抬升偏压力,其有助于开启阀板。这一偏压有助于克服可能会妨碍作动运动(例如,开启或停止)的气压负载或惯性负载(例如,在移动阀中)。
图6a示出了根据本发明第一,第二,及第三方面并且适用于热泵的移动活塞的主动活塞面中的筛阀结构的分散图。
这一实施例中,由安装在作动器上的单作动框218控制并且支撑双阀板214。双挠性阀板214配置为沿箭头方向相对于单阀座212共同横向往复运动。阀板214设有由成角度的填隙件间隔的单排多三角形口从而达成根据第一方面的改进的负载承受能力,其结构如图3所示。
根据第二方面,由焊接至阀板214的一对板簧件或挠曲部216以及作动框218分别支撑各阀板214。实心挠曲部216的刚性足以传递作动推/拉力但也具有足够的弹性以使得阀板在相对于阀座212的可变间隔浮动。如图6b所示(简明起见,图6a未示),挠曲部216穿过开口网限位板222,其限制这一浮动运动。挠曲部216也具有成角度的部分以提供偏压抬升力。
根据第三方面的作动框218包括第一均衡子框或横杠框,其包括横梁215,横梁215在其中心枢转点由平型细窄元件213支撑,细长元件213的两端变细并且其本身安装在作动臂(未示)上。第一横杠框的横梁215的两端各自支撑一个差不多向朝下游定向的横杠框,以支撑和控制各阀板214,各框包括收窄的细长元件,所述细长元件中心支撑其上接有一对挠曲部的横梁。所有的元件和横梁都具有切去部以减去重量。
挡块220安装至跨越横梁端部的阀座212上方的固定结构(未示)并且设有相对的接靠面,所述接靠面使得(支撑各阀板的)各横梁的端部在打开阀和闭合阀位置停止。
参考图8,示出了图6所示作动框218的旋转自由度的可能角度。除了作动往复运动收窄元件使得横梁能够绕枢转点(横摆)在其平面内转动,这意味着各横梁上的挠曲部可相应地使得其各自的阀板形成某些转动。图6所示的实施例中,横梁和收窄元件一般会被限制(例如,通过轴承,槽等)以使其除横摆和往复运动之外的移动受限。其他结构中,如使用刚性接头的结构,元件的收窄部也可导入某些俯仰旋转(pitching)或框架的其他竖直运动。
参考图7,示出了完整装配的图6所示筛阀结构(除限位板)。操作中,作动框218将受控制的作动器移动传递至阀板,阀板沿运动方向紧跟所述框的移动。这一实施例中,弹性接头最好使得阀板能够上下移动。各个平型细窄元件213可滑动地安装在细长包围槽中,所述槽最好限制除前后方向(往复运动的方向)之外的任何方向上的移动并且允许某些横摆(yaw)和侧浮动,并且可带有某些受限的空间以供响应下游组件的横摆而进行侧向浮动。可提供增加上部引导表面和下部引导表面(未示)来限制垂直移动。
使用作动器框使得可对阀板进行精确定位并因此使得密封区域为最小从而改善阀效率。一组均衡子框能够在整个作动器框均匀地分布作动器力以使得阀板可以任何次序靠着挡块220锁定为其所需的打开或闭合形态;实际上,各横梁的转动可自动修正任何微小的不对齐并且使得阀板每次都可找到正确的打开或闭合位置。由此,使得装配件无需非常高水平的精确度。
使用作动器框也可包括阀板不发生磨损,因为阀板的边缘不会与任何表面接触,而是横梁与定位机构220接触。使用多级作动器框还使得更小的阀板可在横杠框的控制下以及单作动器的控制下独立移动。较小的阀板不容易因热效应而变形,即,由阀板一侧的热形成的热膨胀或收缩而发生杯突(cupping)。若一个阀板上设置多个附接点,则很有可能附接点会相互冲突并且相互之间形成应力。若仅使用一个或两个附接点,则各附接点处的应力随着阀板增大而显著增大。对于较小的阀板,各个阀板的惯性力较小,由此使得各附接点处的应力较小。此外,设置多个阀板就不太可能同时造成硬冲击,因为多个阀板不可能完全在同一时间停止。
图9为根据本发明第二方面的简化作动框230的平面图。所述框安装在作动臂238上并且可提供挠性接头232支撑单阀板。本实例中,不同于挠性空间,这一框架为设有接靠面234的实心矩形体,所述接靠面与定位挡块接触。同样地,允许绕用于精确定位的可选销铰链236有某些转动(横向旋转),但是所述框本身不允许上下移动。
图12a为根据本发明第二方面的另一作动框270的平面图,其可支撑单阀板。本实例中,框270包括单横杠框274,其经由刚性接头272在阀板的平面内支撑刚性阀板以在阀座上方滑动。细长元件271使得收窄部可有在垂直表面内的受限俯仰旋转和移动,由此使得发明可抵靠阀座进行密封,但不会在移动时经受不必要的摩擦。图12b示出了类似作动框270,其也包括单横杠框274,横杠框274在本实例中从上盖在刚性阀板之上并且对其进行支撑。本实例中,弹性铰链接头272支撑并且引导阀板,所述接头与阀板的附接对称地设于两侧并且与阀板的重心水平。
图10和11示出了类似于图6和7的两个代替的多级作动框,但各自包 括根据本发明第四方面的定位及阻尼机构。往复阀板对抗挡块的快速加速和减速会造成不必要的回弹。回弹之所以不必要是因为当阀板闭合是回弹尤其应受重视。这一情况下,气压有可能将阀板锁定在回弹之后但未正确密封的位置,即,阀板与阀座之间有小间隙,这一间隙使得压力足以将阀保持在这一位置,但有效说明所述阀未正确密封从而使得所述阀并非压力密封并且会发生相关泄露。尽管使用框可防止阀板本身不发生磨损,但更重的作动框的回弹也会使得阀回弹。因此,某些结构中,最好使用阻尼机构以阻碍作动框停止在其往复运动的各个端部从而使得磨损及/或回弹为最小。
可使用任何合适的阻尼机构,然而发现如前所述的敲击机构(percussive mechanism)特别有效。图10中,下游的横梁具有端部销252,其与下文参考图14表述的组合敲击/气体阻尼机构接触。图11中,下游横梁具有端部262,其带有与下文参考图13描述的敲击阻尼机构264/266接触的双叉。
图14示出了双作动多阻尼器装配件61的示意立体图,即,能够减弱在移动两个端部的往复运动的机构。由此,不同于突然的停止,可达成更渐进的减速。
臂62为作动框的一部分并且进行左右方向的快速直线往复运动。所述臂的端部固定至采取弹性悬臂64显示的弓形部中的共用阻尼器,所述悬臂的长度和弹性使得所述臂可在所述弓形部之内自由往复运动。(所述臂64与图10的销252相对应。若销252需要更自由地移动,则可选择地从图10的结构中)去除悬臂64,因为这一情况下销本身可延伸至弓形部。)在行程的各个端部,阻尼器64(或销252)冲击各个包括更短的多悬臂68的多阻尼器结构66和66′。
这一例子中,两个阻尼机构使得尤其高效的臂62的速度变慢。提供敲击阻尼,即,更短的多悬臂68的相邻挠曲叶片造成的连续冲击,而使得所述臂减速,并且随着使得将气体推出相邻叶片而存在二级气体阻尼,藉此衰减这些叶片中的能量。因此,作动框臂被减速并且避免了从猛力停止发生不必要的回弹。
现描述图13a和13b的阻尼机构,其示出了可阻碍直线往复作动框臂322的双动作阻尼器装配件320。臂322与图11的作动臂的横梁端262相对应。臂322的双叉26具有相对的敲击表面24,敲击表面24一般对着静态挡块之类的物体冲击以使得臂的移动停止。然而,这一情况下,所述挡块已经由双作动阻尼机构代替以达成更渐进的减速。
阻尼机构包括采取硬质、实心、圆柱形球28形式的单个的共用阻尼块。所述阻尼块由叶弹簧330限制以在固定共用弯曲托架装配件34的冲击表面32a-32d与移动双叉26之间前后弧形弹跳。所述托架装配件具有上臂360 和下臂380,并且圆柱形球阻尼器28的长度延伸超过上臂和下臂的,如图13b所示,以使得当阻尼器弹回托架34一侧的上臂和下臂时,其接收绕其重心40(附接点)的平衡角度力。往复臂322在上臂和下臂之间的运动平面内直线前后往复运动,如图13b所示,并且在其行程的各端,其中一个叉26会移出弯曲托架装配件34。由此,在所述臂的行程的一端,阻尼器球28会在冲击表面32a/32b与一个叉26′之间前后跳动,从而提供此类多碰撞而减少臂的动能,并且类似地,在所述臂的行程的另一端,在32c/32d与另一个叉26之间前后跳动。因此,使得作动框端部更渐进地减速并且避免了由突然停止造成的回弹。
尽管已经参考具体实施例描述了本发明,但应理解,本发明不限于所述实施例并且可在本发明的范围内作出多种修改。如前所述,尽管主要根据直线往复运动描述本发明,但本发明的多个方面也可应用于选择往复运动阀环境。此外,尽管主要描述平型平面阀板,但多个方面中的阀板和阀座(及作动框)可为弯曲平面(例如,稍稍弯曲的平面),特别是在往复选择模式中。

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1、10申请公布号CN104136818A43申请公布日20141105CN104136818A21申请号201380010422022申请日201302051203053220120222GBF16K3/0220060171申请人等熵有限公司地址英国汉普郡费勒姆72发明人乔纳森塞巴斯蒂安豪斯74专利代理机构上海和跃知识产权代理事务所普通合伙31239代理人丁国芳54发明名称筛阀的改进及与筛阀有关的改进57摘要一种用以控制流体流动的滑动筛阀,包括多孔阀板50,90,所述阀板配置为可在闭合形态和打开形态之间相对于多孔阀座滑动,还包括由与运动轴线成1545角度的细长填隙元件相互隔离的孔阵列60,100。

2、。所示阀板通过控制其运动的作动框274连接至作动器以相对于所述阀座进行滑动,并且可通过弹性支撑元件272连接至所述作动器,所述弹性支撑元件配置为允许所述阀板垂直于所述阀板的平面浮动。可通过至少一个阻尼机构减缓所述滑动的开始和结束。所述筛阀可配置为用于横向往复移动并且用于活塞压缩机或膨胀机之类的气体压缩及/或配置设备。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014082186PCT国际申请的申请数据PCT/GB2013/0502612013020587PCT国际申请的公布数据WO2013/124616EN2013082951INTCL权利要求书5页说明书16页附图12页19中华人民共和国。

3、国家知识产权局12发明专利申请权利要求书5页说明书16页附图12页10申请公布号CN104136818ACN104136818A1/5页21一种筛阀,其中至少一个多孔阀板配置为可在闭合形态和打开形态之间相对于多孔阀座沿运动轴线滑动,处于所述闭合形态时,所述孔不对齐以阻止流体通过,处于所述打开形态时,所述孔对齐以允许流体通过,其中所述阀板包括孔阵列,其中由细长填隙元件使得相邻孔相互分隔,所述细长填隙元件中至少有一些与所述运动轴线成1545度的角度。2如权利要求1所述的筛阀,其中所述筛阀配置为横向往复运动。3如权利要求1或2所述的筛阀,其中相互接靠、横穿所述运动轴线的所述孔由细长填隙元件分隔,所有。

4、的所述细长填隙元件与所述运动轴线成1545度的角度。4如前述权利要求中任一项所述的筛阀,其中所述孔阵列包括横穿所述运动轴线延伸并且由所述细长填隙元件分隔的多排孔,所述多排由横穿延伸的实心部或板部相互分隔。5如权利要求4所述的筛阀,其中所述阵列包括单排孔,各所述单排孔由横穿延伸的实心部或板部与下一排分隔,所述细长填隙元件在所述板部之间延伸以界定出所述相邻孔。6如前述权利要求中任一项所述的筛阀,其中相互接靠、横穿所述运动轴线的所述孔由细长填隙元件分隔,所有的所述细长填隙元件与所述运动轴线成2040度的角度。7如前述权利要求中任一项所述的筛阀,其中所述填隙元件的角度形成为相互为镜像以使得相对于所述运。

5、动轴线形成各对正/负镜像角。8如权利要求7所述的筛阀,其中所有的所述填隙元件相对于所述运动轴线形成相同的成对正/负镜像角。9如前述权利要求中任一项所述的筛阀,其中所述孔阵列中的所述填隙元件相互对齐以形成负载承受线。10如前述权利要求中任一项所述的筛阀,其中所述至少一个多孔阀板为挠性板状部件。11如权利要求10所述的筛阀,其中所述挠性板状部件能够符合所述多孔阀座的表面以提供密封。12如前述权利要求中任一项所述的筛阀,其中所述细长填隙元件包括界定出圆角孔的凹形交叉部。13包括如前述权利要求中任一项所述的筛阀的装置,其中所述筛阀位于装置中的移动表面上,视需要可为移动活塞表面。14包括气体压缩及/或膨。

6、胀设备的装置,其中至少一个气体进口及/或出口阀包括根据权利要求1至12中任一项所述的筛阀。15如权利要求14所述的装置,其中所述设备包括正位移设备,并且视需要包括活塞膨胀机及/或活塞压缩机。16如权利要求14或15所述的装置,其中气体压缩及/或膨胀设备结合入热泵及/或热引擎中。17根据权利要求1至12中任一项所述筛阀在根据权利要求1316中任一项所述的装置中的用途。18参考附图如本文所述的装置或其大致用途。19一种控制流体流动的筛阀,其包括至少一个多孔阀板,所述阀板通过作动框可操作地连接至作动器以相对于多孔阀座滑动,其中所述至少一个阀板的运动受所述作动框的控权利要求书CN104136818A2。

7、/5页3制。20如权利要求19所述的筛阀,其中所述滑动为横向往复运动。21如权利要求19或20所述的筛阀,其中所述阀配置为所述作动框控制多个阀板的一致运动。22如权利要求19至21中任一项所述的筛阀,其中所述至少一个阀板在沿所述作动框的多个位置可操作地连接至所述框。23如权利要求19至22中任一项所述的筛阀,其中所述至少一个阀板在所述阀板的表面上的多个位置可操作地连接至所述框。24如权利要求19至23中任一项所述的筛阀,其中所述作动框配置为允许一或多个阀板有一个,两个,或三个旋转自由度。25如权利要求24所述的筛阀,其中所述作动框配置为控制所述一或多个阀板在其自身平面内的转动。26如权利要求2。

8、4或25所述的筛阀,其中所述作动框配置为控制所述一或多个阀板垂直于所述阀板平面的运动。27如权利要求19至26中任一项所述的筛阀,其中所述作动框包括至少一个具有枢转点的第一均衡子框。28如权利要求27所述的筛阀,其中所述第一均衡子框通过单个细长轴元件在其枢转点支撑,所述细长轴元件允许所述子框滚动,及/或俯仰转动,及/或横摆。29如权利要求27或28所述的筛阀,其中所述第一均衡子框支撑一或多个下游均衡子框。30如权利要求29所述的筛阀,其中所述作动框包括一组均衡子框,其配置为可以任何顺序锁定为其所需形态。31如权利要求19至30中任一项所述的筛阀,其中所述作动框配置为与所述阀上的定位机构接合,以。

9、修正处于所述闭合及/或打开阀形态的所述阀板的定位。32如权利要求31所述的筛阀,其中所述定位机构包括阻尼机构,其用于减小所述作动框的动能。33如权利要求32所述的筛阀,其中所述阻尼机构包括敲击阻尼机构。34如权利要求19至33中任一项所述的筛阀,其中所述作动框包括薄型的平板体或框架。35如权利要求19至34中任一项所述的筛阀,其中由所述作动框通过一或多个弹性支撑元件支撑所述阀板,所述弹性支撑元件配置为允许所述阀板垂直于其自身的平面进行受限的运动。36如权利要求19至35中任一项所述的筛阀,其中所述阀板的位置设于所述阀座与限位板之间,所述作动框位于所述限位板的另一侧。37如权利要求19至36中任。

10、一项所述的筛阀,其中所述至少一个多孔阀板为挠性板状部件。38一种包括如权利要求19至37中任一项所述筛阀的装置,其中所述筛阀位于装置中的移动表面上,视需要可为移动活塞表面。39包括气体压缩及/或膨胀设备的装置,其中至少一个气体进口及/或出口阀包括根权利要求书CN104136818A3/5页4据权利要求1937中任一项所述的筛阀。40如权利要求39所述的装置,其中所述设备包括正位移设备,并且视需要包括活塞膨胀机及/或活塞压缩机。41如权利要求39或40所述的装置,其中所述气体压缩及/或膨胀设备结合入热泵及/或热引擎中。42根据权利要求19至37中任一项所述筛阀在根据权利要求38至41中任一项所述。

11、的装置中的用途。43参考附图如本文所述的装置或其大致用途。44一种控制流体流动的筛阀,其包括至少一个多孔阀板,所述阀板可操作地连接至作动器以相对于多孔阀座滑动,所述阀板通过一或多个弹性支撑元件连接至所述作动器,所述弹性支撑元件配置为允许所述阀板垂直于所述阀板的平面浮动。45如权利要求44所述的筛阀,其中所述滑动为横向往复运动。46如权利要求44或45所述的筛阀,所述一或多个弹性支撑元件配置为限制所述至少一个阀板在所述阀板的平面内紧随所述作动器的运动,同时允许所述至少一个阀板沿垂直于所述平面的方向浮动。47如权利要求44至46中任一项所述的筛阀,其中所述阀板设于所述阀座与限位板之间。48如权利要。

12、求44至47中任一项所述的筛阀,其中所述至少一个多孔阀板为挠性板状部件。49如权利要求44至48中任一项所述的筛阀,其中所述一或多个弹性支撑元件包括板弹簧元件。50如权利要求44至49中任一项所述的筛阀,其中所述一或多个弹性支撑元件的角度形成为所述作动器的沿一个方向的移动生成推压力,所述推压力趋向于抬起所述阀板离开所述阀座的平面。51如权利要求44至50中任一项所述的筛阀,其中所述一或多个弹性支撑元件与所述阀板一体形成。52如权利要求44至50中任一项所述的筛阀,其中所述一或多个弹性支撑元件固定附接至所述至少一个阀板。53如权利要求44至52中任一项所述的筛阀,其中所述阀板通过作动框可操作地连。

13、接至作动器以进行横向往复运动,并且其中所述作动框支撑所述一或多个弹性支撑元件。54如权利要求53所述的筛阀,其中所述作动框包括至少一个具有枢转点的第一均衡子框。55包括如权利要求44至54中任一项所述的筛阀的装置,其中所述筛阀位于装置中的移动表面上,视需要可为移动活塞表面。56包括气体压缩及/或膨胀设备的装置,其中至少一个气体进口及/或出口阀包括根据权利要求44至54中任一项所述的筛阀。57如权利要求56所述的装置,其中所述设备包括正位移设备,并且视需要包括活塞膨胀机及/或活塞压缩机。58如权利要求56或57所述的装置,其中气体压缩及/或膨胀设备结合入热泵及/或权利要求书CN104136818。

14、A4/5页5热引擎中。59根据权利要求44至54中任一项所述的筛阀在根据权利要求55至58中任一项所述的装置中的用途。60参考附图如本文所述的装置或其大致用途。61一种控制流体流动的筛阀,其包括至少一个多孔阀板,所述阀板配置为相对于多孔阀座滑动,所述阀配置为通过至少一个阻尼机构阻碍所述滑动的开始及/或结束。62如权利要求61所述的筛阀,其中所述至少一个多孔阀板配置为相对于所述多孔阀座横向往复移动。63如权利要求61或62所述的筛阀,其中所述至少一个多孔阀板可操作地连接至作动器以进行滑动。64如权利要求63所述的筛阀,其中所述阀板通过作动框可操作地连接至作动器,其中所述至少一个阀板的运动受所述作。

15、动框的控制。65如权利要求64所述的筛阀,其中所述作动框配置为与定位机构接合,以修正处于所述闭合及/或打开阀形态的所述阀板的定位。66如权利要求64或65所述的筛阀,其中所述至少一个阻尼机构配置为直接作用在所述作动框上以减弱其移动并且视需要形成为定位机构的一部分。67如权利要求66所述的筛阀,其中所述作动框包括至少一个具有枢转点的均衡子框,并且所述至少一个阻尼机构配置为直接作用在所述至少一个均衡子框以减弱其移动。68如权利要求67所述的筛阀,其中所述第一均衡子框支撑一或多个下游均衡子框。69如权利要求61至68中任一项所述的筛阀,其中由所述作动框通过一或多个弹性支撑元件支撑所述阀板,所述弹性支。

16、撑元件配置为允许所述阀板垂直于其自身的平面进行受限的运动。70如权利要求61至69中任一项所述的筛阀,其中所述至少一个多孔阀板为挠性板状部件。71一种根据权利要求61至70中任一项所述并且包括敲击阻尼机构的筛阀,其中所述阀的用于滑动的组件配置为接近固定冲击面,并且还设置至少一个阻尼块以减弱所述组件的运动,所述机构配置为随着所述组件接近所述冲击面其与所述至少一个阻尼块在初始位置碰撞以使得所述至少一个阻尼块在所述冲击面与接近组件之间前后弹跳,所述接近组件与使其减速的组件发生一系列碰撞。72如权利要求71所述的筛阀,其中所述移动组件配置为跟随直线或旋转的横向往复路径。73如权利要求72所述的筛阀,其。

17、中所述阻尼机构为双动作阻尼机构,其配置为在所述移动组件的往复行程的各端提供阻尼。74如权利要求73所述的筛阀,其中所述阻尼机构包括共用阻尼块,其配置为在其往复行程的各端减弱所述移动组件的运动。75如权利要求71至74中任一项所述的筛阀,当附属于权利要求64至68中的任一项时,其中所述阀的用于滑动的组件为作动框或或其均衡子框。76如权利要求61至75中任一项所述的筛阀,其中所述阻尼机构包括重设机构,所述重设机构将所述至少一个阻尼块重定位在初始位置以进行再次使用。权利要求书CN104136818A5/5页677如权利要求61至76中任一项所述的筛阀,其中所述筛阀位于装置中的移动表面上,视需要可为移。

18、动活塞表面。78包括气体压缩及/或膨胀设备的装置,其中至少一个气体进口及/或出口阀包括根据权利要求61至76中任一项所述的筛阀。79如权利要求78所述的装置,其中所述设备包括正位移设备,并且视需要包括活塞膨胀机及/或活塞压缩机。80如权利要求78或79所述的装置,其中气体压缩及/或膨胀设备结合入热泵及/或热引擎中。81根据权利要求61至76中任一项所述的筛阀在根据权利要求77至80中任一项所述的装置中的用途。82参考附图如本文所述的装置或其大致用途。权利要求书CN104136818A1/16页7筛阀的改进及与筛阀有关的改进技术领域0001本发明主要涉及用于控制气体和/或液体在两个分离空间之间流。

19、动的阀。本发明尤其涉及带有可滑动移动阀板的筛阀,以及结合此类阀的装置。本发明尤其涉及提供可在使用寿命内承受多次及/或快速往复移动的滑动筛阀。0002“筛阀”这一表述用于指称这样的阀,即其中的多孔的板状阀部件移入与多孔阀座对齐和与多孔阀座不对齐,从而允许或防止流体流过多个孔或阀口。本发明涉及这样的滑动筛阀,即,板状部件相对于阀座滑动即,往一侧或横向移动,有别于例如垂直抬升而打开和关闭阀座的板阀。0003筛阀可应用于发动机、真空泵、气体压缩机、气体膨胀机、热发动机、热泵、其他泵、管道、及管流等情形。所述筛阀可用于这样的应用,即,使由阀分离的每个独立空间的压力可变,由此,某些阶段内所述空间之间没有压。

20、力差而在其他阶段有压力差。0004例如,申请人的第WO2009074800号在先申请描述了一种滑动筛阀,其包括可横向往复运动的挠性板状部件,所述挠性板状部件因其自身的挠性而可适应多孔阀座面从而可响应阀两侧的不同压差进行良好的密封,并且还可响应压差而锁定为闭合形态。所述筛阀设计为达成压力均等时自动打开。重要的是,使得打开和闭合的时间保持为最小,由此带来的好处是挠性阀板可迅速地加速或减速。然而,这会造成较大的加速力和减速力,由此,若超期重度使用,则带有内建挠性的阀板可能会被拉断。0005无论何种滑动筛阀,阀板的路径同样重要。若阀板滑动得太靠近阀座,则阀板会磨损及/或摩擦会使得阀动作变慢。若阀板离阀。

21、座太远,则阀板无法绕其附接点进行正确密封及/或会因为对其进行密封的压力而对阀板施加额外的应力。0006滑动筛阀中,最好使得阀座精确停止在其闭合位置,精度越高,阀密封面积越小,从而可供流体流动的孔面积越大。可在阀上设置固定挡块以达成这一定位,然而,阀板对着此类定位机构的任何突然停止也会导致阀板磨损并且会造成回弹的问题,尤其是在横向往复筛阀的情况下。背景技术0007因此,最好设计一种滑动筛阀,其带有可改进阀寿命及/或效率的特征。发明内容0008本发明包括多个方面。除非明确作出相反表示,根据一个方面使用及/或定义的术语应认为在所有其他方面具有相同的含义。0009第一方面0010第一方面中,本发明提供。

22、了一种筛阀,其中至少一个多孔阀板配置为可在闭合形态和打开形态之间相对于多孔阀座沿运动轴线滑动,处于所述闭合形态时,所述孔不对齐并且阻止流体通过,处于所述打开形态时,所述孔对齐以允许流体通过,其中所述阀板包括孔阵列,其中由细长填隙元件使得相邻孔相互分隔,所述细长填隙元件中至少有一些与所说明书CN104136818A2/16页8述运动轴线成1545度的角度。0011通过将使得筛阀上的孔图形分隔件相对于运动轴线成1545度的角度从细长填隙元件的中心线或轴线,随着阀板从侧边朝向以及离开阀座移动,穿过所述阀板的应力路径得以改进。0012在筛阀被配置为用于横向往复阀移动以使得孔对齐或不对齐的情况下,这一填。

23、隙元件的结构可提供针对与频繁启动及停止相关的加速和减速负载的阻力增大,并且增长寿命。尤其是在筛阀设计为挠性及/或筛阀可操作地连接例如,连接至作动器以进行快速往复阀运动的情况下特别有意义。0013所述横向往复运动,即,阀板侧边的往复运动,可为直线或旋转往复运动。阀板及阀座可为平型或例如,稍稍弯曲;后一种情况下,往复可为沿任何曲线的方向或者与之垂直。当表面为平面时,阀可以旋转方式往复运动,即,绕中心枢转点。通常,所述运动为沿直的运动轴线的直线往复运动,并且尽管阀板通常沿其自身的平型或弯曲平面移动,所述移动可稍稍倾斜,例如,当进入和离开阀座时。0014阀板上分隔相邻孔的细长填隙元件中通常有至少50,。

24、最好至少66或至少75,及理想地所有的细长填隙元件都相对于所述运动轴线成1545度的角度。然而,若有两个细长填隙元件设为垂直于运动轴线,而其他元件即,独立横穿相邻孔的元件不垂直于运动轴线,则阀板上各自横穿相邻孔的细长填隙元件中通常有至少50,最好至少66或至少75,及理想地所有的细长填隙元件相对于所述运动轴线成1545度的角度。设为垂直于运动轴线填隙元件例如,相邻六边形孔之类的并非本发明的要点。0015在阀板后端小于3MM或甚至小于2MM及/或细长填隙元件的宽度小于15MM或甚至小于1MM的情况下,成角度的细长填隙元件尤其有利。然而,往复运动的速度和距离同样为可改变这些关键数值的因素。0016。

25、一实施例中,总的打开孔面积即,当第一和第二部分处于打开形态时的总打开孔面积相对于总的阀面积超过20,或超过30,或甚至超过40。0017一实施例中,孔密度即,每个阀表面的单元面积中的孔的数量大于每平方米1000,或大于每平方米2000,或甚至大于每平方米4000。0018一实施例中,平均孔面积相对于总的阀面积小于4,或2,或甚至小于1。0019一实施例中,相对于总的阀面积,绕孔的密封面积小于40,小于30,或小于20。0020一实施例中,所述阀的质量小于每平方米20KG,或小于每平方米10KG,或小于每平方米5KG。0021一实施例中,所述孔阵列包括多排横穿运动轴线的孔,各排包括由细长填隙元件。

26、例如,窄支柱界定的孔,并且最好由横穿的实心部相互分隔为了封堵阀座的相应孔的排。各排孔可提供横穿的实心部与下一排分隔,填隙元件穿过相邻的实心部以界定出相邻的孔。可在实心部之间设置单排孔以达成较小且快速的阀移动。0022一实施例中,最好所有的分隔横穿运动轴线的相邻孔的填隙元件相对于所述运动轴线成2040度,最好成2535度的角度。0023一实施例中,分隔横穿运动轴线的相邻孔的填隙元件的角度形成为相互为镜像以使得相对于所述运动轴线形成各对正/负镜像角。较佳地,组中所有的分隔横穿运动轴线说明书CN104136818A3/16页9的相邻孔的填隙元件形成为相互为镜像以使得相对于所述运动轴线形成各对正/负镜。

27、像角。0024一实施例中,不同于随机设置,整组梯形口的所有支杆都与后排的支杆相互对齐以界定出汇集于移动轴线的受力线。因此,相邻排的填隙元件排成直线从而形成为沿同一负载承受线。通过对齐填隙件,各各填隙件的两端即,节点处形成的局部负载对齐由此形成负载承受线。较佳地,所述填隙件形成平行的负载承受线,最好是相互平均分隔的。通常,由于沿运动轴线以两个方向施加加速负载,因此为了平均地承受负载,设置由相对于运动轴线成镜像角的填隙件界定出的镜像线。0025一实施例中,所述至少一个多孔阀板为挠性板状部件,例如,挠性塑料材料或薄型例如,小于3MM的挠性金属板。0026阀材料可为多种材料,其例子包括塑料例如,MYL。

28、AR,PEEK,复合物例如,碳,玻璃,芳纶即,耐高温芳族聚酰胺,环氧树脂,金属例如,不锈钢及陶瓷即,薄型碳化硅碳片。所涉及的稳定和压力会对实际选择的材料有明显的影响以报纸其不会在使用中不利地变形。对于高温,可使用不锈钢或高性能合金。已经开发出尤其适用于气体涡轮的在高温下具有良好的抗蠕变性、机械强度,及疲劳寿命的超合金,并且通常为镍或钴基合金;超合金的例子包括INCONELTM或HASTELLOYTM。具体应用中,使用会发生蠕变以及塑性变形但是有气体有利特性的材料是有利的。这一情况下,可通过键合强度更大的材料诸如不锈钢或MYLAR以提供局部强度来克服蠕变和塑性变形。可用激光切割,水切割,光蚀刻,。

29、切割或气体手动形成阀材料包括挠性板状部件。0027如前所述,筛阀可具有板状部件,其挠性足以例如响应阀两侧的不同压差以符合座面的密封面。若此类轻质挠性板状部件设有前述成角度的填隙元件,其可承受较大的由加速和减速造成的惯性负载及/或较大压力负载。0028在使用挠性阀板的情况下,孔径可配置为使得挠性板状部件在无明显下垂的情况下连接第二部分中的相应孔。此外,孔径可配置为保证在第一部分移入闭合形态时,挠性阀板不会卡挂第二部分中的相应孔。0029细长填隙元件的边缘可为直线或稍稍弯曲细长稍微的圆角孔图形并且可其各个端部可加宽以增大强度。所述填隙元件例如可界定出一或多个六边形,三角形,或梯形孔。0030所述孔。

30、的内径可具有稍微的圆角,以进一步减小应力集中。一实施例中,多孔阀板包括这样的填隙元件,其宽度增加以形成界定出圆角孔的凹形交叉部。最好某些至少50或所有的孔都具有圆角以减小填隙与阿基的各个节点上的应力集中。0031第二方面0032根据本发明的第二方面,提供了一种控制流体流动的筛阀,其包括至少一个多孔阀板,所述阀板通过作动框可操作地连接至作动器以相对于多孔阀座滑动,其中所述至少一个阀板的运动受所述作动框的控制。0033筛阀在作动器的控制下进行滑动阀移动以使得多个孔与阀座对齐或不对齐从而分别允许和防止流体流动。多孔阀中,移动距离非常小。重要的是,筛阀可在打开和闭合位置之间快速移动同时控制阀板的位置以。

31、使其保持与孔正确对齐。理想情况下,孔周围的密封边缘保持为最小,然而,若闭合位置的阀位置不正确,则阀无法正确密封。因此,作动器对说明书CN104136818A4/16页10于各个相对于阀孔的移动须有精确的停止位置。在使用作动框来控制阀板移动的情况下通常同时对其进行支撑例如,从上方,从下方,从侧方,这一框可改进位置控制;具体地,所述框可与定位机构例如,挡块接触而不涉及通常鲁棒性较差的阀板;因此,正常操作期间,阀板的边缘无需接触任何其他表面。0034作动框可包括单件或多元件本体,轮廓或框架例如,梁。所述框可设为大致坐在阀座上,或者可拉动/推动阀板例如,从边缘。作动框的尺寸通常与其控制的各阀板处于同一。

32、量级,例如,沿一个维度延伸例如,垂直于运动轴线,为阀板的相应尺寸的至少三分之一,最好一半,甚至最好三分之二,但通常不会超过该尺寸的一又三分之一倍。然而,若所述框配置为共同移动/控制多个板这样是有利的,则上述尺寸设为根据其控制的各个阀板的总尺寸。0035以最广泛的意义使用“作动器”一词,即,系指能够作动阀板机械运动本实例中,横向往复运动的作动装置。所述装置可为将信号例如,电信号转换为运动的机构,并且可为发动机,变频器,活塞,或电磁体等并且例如可包括压电作动器,气动或液压作动器此处仅为狭义,气动活塞,或电动机。0036所述至少一个阀板配置为行进横向往复运动,所述阀板通过作动器前后横向移动。这些作动。

33、移动可为相对于阀座的线性例如,直线或旋转往复移动。尽管阀板和阀座通常设于水平平面内,阀板和阀座可安装在朝向任何方位所述框朝向相应的方位的平行平面内,所述阀板可从上或从下相对于阀座进行往复运动。0037方便的是,作动框可同时控制多个阀板的运动。通常,最好用多个较小的阀板覆盖阀座,同时作动框可一起控制多个阀板。较小的阀板具有下列优势不容易因热效应变形,即,由阀板一侧的热形成的热膨胀或收缩而发生突起;若一个阀板上设置多个附接点,则很有可能附接点会相互冲突并且相互之间形成应力;若仅使用一个或两个附接点,则各附接点处的应力最终阀板增大而显著增大;对于较小的阀板,各个阀板的惯性力较小,由此使得各附接点处的。

34、应力较小,设置多个阀板就不太可能同时造成硬冲击,因为多个阀板不可能完全在同一时间停止。0038最好沿作动框在多个位置将至少一个阀板可操作地连接至框例如,被支撑。通常,所述框支撑阀板的重量并且引导其移动,但某些滑动结构中,无需任何的物理支撑。0039沿作动框在多个点支撑阀板使得阀板可在作动器驱动移动之外进行旋转及/或平移移动,以增强阀板定位。0040所述多个位置为作动框的相互隔开的多个部分例如,点或区域或者可为作动框的形成至少一个沿框延伸的连续区域的相邻部分,其中仍然由框的多个即,不同的部分提供支撑。0041类似地,最好在阀板表面上的多个位置通过作动框将至少一个阀板可操作地连接例如,被支撑。类似。

35、地,阀板上的多个位置可为阀板的相邻部分或多个隔开部分。框上的各部分例如,点或区域最好与阀板上的单个相应部分例如,点或区域成对。0042如前所述,框使得可在阀中进行更加的位置控制以使得阀板在相对于口的正确点上开始或停止。取决于阀环境,这可为框跟随阀板的某些自由度及/或与其他位置机构交互。例如,阀板可承受影响其运动的压力负载在气体膨胀或压缩期间或惯性负载若设于移动体例如,活塞面上,并且作动框可挠性支撑阀板以适应/补偿这些负载。三说明书CN104136818A105/16页11维刚性体的六移动自由度包括如下三种平移自由和三种旋转自由度00431上下移动举起00442左右移动横向00453前后移动纵向。

36、00464前后倾斜俯仰00475左右转动横摆00486侧向倾斜横滚0049除了作动往复运动之外,作动框包括任何附件可配置为允许一或多个阀板具有一个,或两个,或三个自由旋转度。作动框控制至少一个阀板中的此类旋转并且任何此类旋转可为受限旋转,例如,通常为正负20,最好为正负10。通常,作动框无需提供任何的横滚或俯仰稳定性,因为筛阀密封时本身就可通过例如,阀座和任何相对的限位板会限制阀板。较佳地,作动框控制阀板在其自身平面的旋转横向旋转,因为不对齐会造成密封失效。0050除了在阀平面的作动往复运动之外,作动框包括任何附件可配置为允许一或多个阀板具有一个,或两个,或三个平移自由度通常受限。因此,作动框。

37、可配置为控制一或多个阀板最好受限的在阀板的平面但是沿垂于垂直于作动器移动方向之方向的移动例如,若推动阀板进行纵向往复运动时,仍然是因为不对齐会导致密封失效。0051此外,作动框可配置为控制垂直于阀板平面的一或多个阀板的移动,以控制阀板与阀座的分隔距离。例如,作动框可配置为绕框上的一或多个枢转或铰链点例如,收窄挠曲部俯仰旋转,从而允许被支撑的阀板垂直抬升或下降超过其平面;这样,阀板上的所有支撑可通常仅为一个下游轴向位子相对于运动轴线。或者,可使用设于框与阀板之间的弹性支撑元件,如下文所述。所述弹性支撑元件的质量可轻于框即,质量小并且因此遭受较小的惯性负载。0052一实施例中,所述作动框包括至少一。

38、个具有枢转点的第一均衡子框。“均衡子框”系指这样的机构,其中力能够均匀地分布在连接处并且包括在其枢转点或靠近其中心枢转的至少一个均衡框部件例如,梁;由此,当向枢轴施加力时本实例中,通过作动器,就通过沿其长度设置的连接件本实例中,子框上的多个位置与阀板上相应位置之间的连接向均衡框部件例如,梁施加了相反的力。此类机构也称为横杠机构并且对于在闭合形态成功的阀密封及/或打开形态改进的阀效率/通流对多孔阀板的精确定位有效。0053当作动器配置为在平面内直线往复运动时,均衡梁通常垂直于作动器的运动轴线延伸。0054可绕其枢转点沿子框在多个位置支撑所述至少一个阀板,或者子框可支撑具有多个阀板支撑位置的其他组。

39、件。0055枢转点可为任何合适的组件,铰链,接头,或轴承,以提供如前所述所需的旋转自由度,并且例如可为收窄挠曲部,或铰链例如,销铰链。0056较佳实施例中,所述第一均衡子框通过单个细长轴元件在其枢转点支撑,所述细长轴元件允许所述子框横滚转动,及/或俯仰转动,及/或横向转动。细长元件可为平面或圆柱形挠曲部并且可收窄。这一设计仅允许子框较小受限的横滚转动,及/或俯仰转动,及说明书CN104136818A116/16页12/或横向转动。0057所述第一均衡子框支撑一或多个下游均衡子框;各上游子框通常支撑两到三个后续下游子框。较佳实施例中,所有的上游子框支撑一对下游子框。根据阀板的数量和尺寸,可能须有。

40、两到三个总的子框阶段。0058为了精确的阀定位,作动框最好包括一组均衡子框,其配置为可以任何顺序锁定为其所需形态,作为对作动器的相对力的响应。0059横杠是这样一种机构,其将力均匀地分布在连接件上。这一情况下,使用横杆以保证所有的阀挡块处于正确位置。由于制造公差,在进行刚性保持的情况下难以精确地控制多个阀即,阀板的停止位置。然而,若通过横杆拉动或推动则无论不同的阀以何顺序碰撞其一或多个挡块,则都会接靠其相应的一或多个挡块。若仅仅推动所述机构,则所有的阀必须最终接靠其各自的一或多个挡块,两组不同阀之间的区别仅在于需要进一步稍稍拉动或推动其中一组的所述机构。0060所述作动框配置为与例如所述阀上的。

41、装置中的定位机构具体为阀座接合,正确定位阀板,例如以确保其处于所需的打开或闭合形态。定位机构可包括一或多个连接件,接头,挡块,屏蔽件,阻尼机构,固定部分接靠部和挡块等。0061一实施例中,至少一个均衡子框包括一或多个通常对称设置的接靠部或接靠面,其配置为接靠相应的设于阀座上的各个挡块以将阀板定位在闭合及/或打开阀形态。0062定位机构可包括阻尼机构,以减小作动框的动能。不同于阀板,作动框的设计可具体安排为用以承受与定位机构接触,并且例如还可包括阻尼机构解决从硬质挡块回弹的问题,特别是在横向往复阀的情况下。0063下文将参考第四方面描述阻尼机构。例如,所述阻尼机构可为双动作阻尼机构,其配置为在所。

42、述移动组件的往复行程的各端提供阻尼。0064在作动框包括上述至少一个均衡子框的情况下,至少一个阻尼机构可配置为直接作用在至少一个或每个均衡子框上以减弱其移动。由此,由于阻尼机构可设计为匹配局部组件的尺寸,就有可能减少连接件上的应力。0065阻尼机构可包括敲击阻尼机构,如下文第四方面所述。0066所述作动框包括薄型的平板体或框架,最好为单件或框架,并且可具有中空或切去部以减轻重量。作动框可由金属,塑料,或复合物制成,并且可形成为单件物体,例如,通过喷射成型,或通过光蚀刻,或通过水喷射切割。0067作动框可为对单个阀板或同时对多个阀板进行支撑和移动的支撑结构。各阀板具有两个或两个以上的支撑位置,通。

43、常绕其重心对称设置,并且通常其为相对于运动轴线而言的仅一个下游轴位置。0068可通过中间支撑元件由作动框支撑一或多个阀板或,所述中间支撑元件与阀板一体形成或相分离。所述中间支撑元件可在框架上的点或区域与阀板上的点或区域直接延伸,并且可为刚性或弹性,以及可为分叉或实心结构。0069较佳地,阀板与作动框或任何的中间支撑元件一体形成或固定附接至其,以使得不存在任何会导致磨损的连接。此外,由于使用了框架,因此,期间,阀板的边缘最好都不与任何表面接触。0070由所述作动框通过一或多个弹性支撑元件支撑所述阀板,所述弹性支正常操作撑说明书CN104136818A127/16页13元件配置为允许所述阀板垂直于。

44、其自身的平面进行受限的运动。例如可为片弹簧元件的弹性支撑元件形成额外的平移自由度,从而使得阀座与阀板的各个平面的分隔距离可稍有变化。阀板的此类“浮动”使其可以移动靠得阀座足够近以进行有效密封,同时保证不会长期靠阀座这么近由此使得造成的摩擦会更有可能磨损或减缓阀动作。下文参考第三方面描述弹性支撑元件。0071阀板可设于与阀座与用于横向往复运动的限位板之间,而限位板定位于另一侧的作动框以使得任何支撑元件穿过限位板中的孔。在阀配置为允许阀板垂直于其自身平面浮动作动器框及/或弹性支撑元件可有助于所述浮动的情况下,限位板特别有利。限位板可配置为保护阀板并且限制其平面外的移动,尤其是限制其保持紧靠阀座,例。

45、如离开不超过两倍的厚度,或最好不超过一倍厚度,或者理想地离开不超过阀座厚度的75或甚至50。限位板通常包括大致平板的本体,通常由较薄的材料支撑,并且可包括大致覆盖阀板的有小孔的筛。限位板可包括一组拉紧的线,一组带螺帽的螺栓,薄的金属片,或金属织带。0072如前所述,申请人的在先第WO2009/074800号申请使用了一种筛阀,其具有挠性板状部件并且配置为,当筛阀处于闭合形态并且锁定为闭合形态是,筛阀与阀座的密封面接合;其可配置为,例如响应阀两侧的压差而符合阀座的密封面。所述筛阀特别有利于使用前述作动框控制轻质挠性阀板的移动和定位。0073较佳实施例中,至少一个多孔阀板为挠性板状部件。更佳地,挠。

46、性板状部件充分挠曲以能够符合多孔阀座的面从而提供密封。0074第三方面0075根据本发明的第三方面,提供了一种控制流体流动的筛阀,其包括至少一个可操作地连接至用于相对于多孔阀座滑动的作动器的多孔阀板,所述阀板配置为提供一或多个弹性支撑元件连接至所述作动器,所述弹性支撑元件配置为允许所述阀板垂直于所述阀板进行浮动。0076滑动过程中,作动器使得所述至少一个阀板通常以高速在侧边移动,同时一或多个弹性支撑元件使得可沿垂直于阀板的方向例如,垂直于其自己的平面移动,即,使得阀座/阀板之间的间隔距离变化。这使得阀板可移动靠得阀座足够近以进行有效密封,同时保证不会长期靠阀座这么近由此使得造成的摩擦会更有可能。

47、磨损或减缓阀动作。因此,可快速打开和关闭本发明的筛阀,同时保证寿命和有效密封。0077理想地,阀板质量保持为尽可能地小以减小惯性力同时不牺牲压力阀座承受能力。若使用固定支撑元件而不是弹性支撑元件并且阀板与阀座之间形成有间隙,则要么无法良好地密封,要么在密封的同时在阀板的局部连接阀板与阀座之间间隙的材料通常围绕支撑附接上形成应力。若承受这一连接应力,则薄型阀板的寿命可能会因疲劳而缩短。0078气流阀例如,碰撞及/或压缩应用中最好使用这一弹性支撑元件,其中支撑元件允许形成可变的压力负载从而按需移动阀板。在可能有温度循环并且薄型阀板相对于其环境可能有不同膨胀的应用中,这一支撑结构比与阀座之间为固定间。

48、隔的结构优良得多。0079滑动可为横向往复运动,其中阀板通过作动器前后横向移动。滑动可为相对于阀座的线性例如,直线或旋转移动,并且可在闭合形态与打开形态之间移动,处于所述闭合形态时,所述孔不对齐并且大致阻止流体通过,处于所述打开形态时,所述孔对齐以允许说明书CN104136818A138/16页14流体通过。尽管阀板和阀座通常设于水平平面内,阀板和阀座可安装在朝向任何方位所述框朝向相应的方位的平行平面内,所述阀板可从上或从下相对于阀座进行往复运动。0080一实施例中,所述一或多个弹性支撑元件配置为紧密限制至少一个阀板以使其跟随作动器在阀板的平面内的运动,同时允许沿垂直于平面方向的浮动。尽管弹性。

49、支撑元件可稍稍挠曲以允许间隔距离可变,但其刚性应足以在往复运动过程中推动和拉动阀板并且紧密跟随作动器的运动。若阀板相对于阀座的位置不正确,则即使阀板与阀座之间的间隔正确,仍然无法在闭合形态下密封阀板。0081较佳地,所述阀中,阀板垂直于其平面的往复浮动的程度为不超过阀座厚度的200,更常见是不超过100,最好不超过75,理想地不超过50。可有弹性支撑元件的挠曲特性限制这一程度,或者通过设置现为板限制。0082较佳实施例中,阀板可设于与阀座与限位板之间。限位板可配置为保护阀板并且限制其平面外的移动,尤其是限制其保持紧靠阀座,例如离开不超过两倍的厚度,或最好不超过一倍厚度,或者理想地离开不超过阀座厚度的75或甚至50。限位板通常包括大致平板的本体,通常由较薄的材料支撑,并且可包括大致覆盖阀板的有小孔的筛。限位板可包括一组拉紧的线,一组带螺帽的螺栓,薄的金属片,或金属织带。0083较佳实施例中,所述至少一个多孔阀板为挠性板状部件。一实施例中,所述至少一个多孔阀板为挠性板状部件,例如,挠性塑料材料或薄型例如,小于3MM的挠性金属板。0084阀材料可为多种材料,其例子包括塑料例如,MYLAR,PEEK,复合物例如,碳,玻璃,芳纶即,耐高温芳族聚酰胺,环氧树脂,金属例如,不锈钢及陶瓷即,薄型碳化硅碳片。所涉及的稳定和压。

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