用于控制高压空气脉冲的阀 本申请是于 2006 年 9 月 1 日提交的、 名称为 “用于控制高压空气脉冲的阀” 、 申请 号为 200680036797.4 的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种用于控制高压空气脉冲的阀， 例如， 用在反向脉冲过滤器清洗系统的阀。 背景技术 反向脉冲过滤器清洗系统是已知的且不同的系统具有具有特定特性的控制阀， 该 控制阀为特殊应用提供不同程度清洗效率。
通常， 值得一提的是控制空气脉冲的阀能快速开启且应该具有通过阀的清晰流动 通道以便影响过滤器的高压空气的脉冲定义相对高峰值的压力波， 该压力波随后提供最有 效的清洗或微粒驱逐力。
阀开启和闭合的快速性导致系统中效率的改善。例如， 闭合慢的阀门会趋向于耗 费高压空气， 增加清洗系统的运行成本。 同样地， 开启慢的阀会趋向于产生一些在清洁过滤 器方面低效的耗散峰值脉冲。
用于过滤器清洗操作中的阀有时需要保养或维修。同时， 在典型的应用中有许多 需要装配的阀， 因此， 出于维修目的装配， 移动和替换阀的速度是相对重要的。 因而， 安装装 置应该优先相对简单以便使用， 但无论用什么安装装置， 阀的效率都不应由于已选择的特 定的安装装置而受到损坏。
典型地， 用于提供反向脉冲的高压空气输送或供应到安装有单个阀的管道或储罐 内。储罐通常具有足够的容量来以所要求的次序下操作单独阀， 不会由于空气容量不足而 减小脉冲效率。 因此， 大部分系统使用相对大容量的安装有单个阀的储罐， 每个阀位于要清 洗过滤器元件的上方。 为安全地保存加压空气， 这种储罐通常具有圆柱形结构， 从而单个阀 需要安装到曲面， 这给储罐上的单个阀的安装装置增加了难度。 可替代地， 阀可以用来清洗 整排过滤器， 过滤器悬挂在通常是管状的吹管下方， 该吹管具有一系列孔且每个孔都对应 过滤器元件从而分配清洗空气到每个过滤器。
发明内容 依照本发明的第一方面提供用于控制来自压力罐的加压空气的阀， 该压力罐包括 形成有出口的壁， 该壁具有内表面和外表面， 该阀包括 ：
阀体， 大致为圆柱形结构， 具有在使用中位于压力罐内部的内端和在使用中位于 压力罐外部的外端 ；
流动通道， 延伸通过阀体， 该流动通道具有正在或邻近主体内端的入口和正在或 邻近主体外端的出口 ；
阀座， 环绕流动通道 ；
阀闭合元件， 朝着和远离阀座移动从而分别闭合和开启阀 ；
操作装置， 用于移动阀闭合元件来操作阀 ；
该阀特征在于该阀体在或邻近其内端具有至少侧向延伸的安装构造， 该安装构造 的形状和尺寸设计为使该内端和该安装构造能够通过出口引入到压力罐内， 且当在适当的 位置时， 安装构造在邻近出口处与储罐壁的内表面接合 ； 和
该阀包括安装套环， 朝着安装构造移动以使之在邻近开口处接合壁的外表面从而 将储罐壁夹紧在安装构造和安装套环之间。
侧向延伸的安装构造优选包括一对在阀体的相对侧上侧向延伸的凸缘。 优选地凸 缘具有外形设计为倚着壁的内表面放置的底侧。
阀座邻近阀体的内端设置， 当阀可操作地安装到罐上时， 阀闭合元件位于压力罐 的内部。
优选地安装套环包括用于在出口周围形成密封的密封装置。 安装套环具有倚着壁 的外表面放置的密封面。密封面具有放置有环形密封环的环形槽。套环在其径向内表面上 具有密封环， 该密封环与阀体的径向外表面形成密封。安装套环是优选地通过与形成在阀 体上的螺纹处于螺纹接合的接合螺母而移动的。 依照本发明的第二方面提供用于控制来自压力罐的加压空气的阀， 该压力罐包括 形成有出口的壁， 该壁具有内表面和外表面， 该阀包括 ：
阀体， 大致为圆柱形， 该阀体限定了在使用中位于压力罐内部的内端和在使用中 位于压力罐外部的外端 ；
流动通道， 延伸通过阀体， 该流动通道具有正在或邻近主体的内端的入口和正在 或邻近主体外端的出口 ；
阀座， 环绕流动通道 ；
阀闭合元件， 朝着和远离阀座移动从而分别闭合和开启阀 ；
操作装置， 用于移动阀闭合元件来操作阀 ；
该阀特征在于该阀体具有同轴地安装到或形成于阀体内端上的缸， 该阀闭合元件 是在缸内朝着和远离阀座移动的活塞形式， 该活塞适用接合阀座从而闭合阀。
优选地缸通过多个缸支撑臂连接到阀体， 该支撑臂使缸与阀座同轴地对齐， 臂之 间的间隙限定了流动通道入口。
操作装置优选地包括适用于使缸开放到大气或提供高压流体源从而使活塞相对 于阀座移动的先导阀。 缸优选地通过沿着所述一个缸支撑臂经过的先导阀通道连接到先导 阀。
本发明进一步特征提供了适用于在使用中密封阀的阀座的阀闭合元件， 包括活塞 盘和一阀闭合盘， 这两个盘通过心轴同轴地保持在一起， 活塞盘具有围绕其外周边缘延伸 的密封环， 阀闭合盘在其外周边缘上具有在使用中辅助保持阀闭合盘与阀座对准的导向表 面。
根据在下通过举例给出的实施例的描述会使本发明的这些和进一步的特征更加 明显。 在描述中参考附带的附图但是在附图中出现的特殊特征不应该解释为对本发明的限 定。
附图说明
图 1 表示的是用于根据本发明的阀的阀体的透视图。 图 2 表示的是图 1 所示阀体的侧视图。 图 3 表示的是图 1 所示阀体的平面图。 图 4 表示的是图 1 所示阀体的侧视图， 与图 2 所示的侧视图成 90 度。 图 5 表示的是沿图 4 所示 V-V 线的横截面图。 图 6 表示的是用于安装阀体到储罐的套环的透视图。 图 7 表示的是与图 2 类似的视图， 但在阀上安装有套环和锁紧螺母。 图 8 表示的是沿图 7 所示 VIII-VIII 线的横截面图。 图 9-11 表示的是用于图 1 所示阀体的不同阀闭合元件的透视图。具体实施方式
首先参照图 1-5， 阀体 10 加工为单个铸件且大致为具有内端 12 和外端 14 的圆柱 形。内端 12 大致安装在图 2 中示意性图示为 16 的压力罐内， 内端 12 在罐内和外端 14 的 在罐外。流动通道 18 延伸穿过该阀体， 该流动通道 18 具有入口 20 和出口 22。阀座 24 围 绕流动通道 18 且通过活塞型阀闭合元件开启和闭合， 如下面更详细描述。
缸 26 位于阀体的内端且以滑动方式容纳下面会详细描述的活塞型阀闭合元件 28。缸 26 具有最清楚地如是在图 7 和 8 中的可移动的端壁 29。缸 26 通过一对缸支撑臂 30 连接到阀体的支架 (rest)。支撑臂之间的间隙 32 提供了流动通道 18 的入口， 当阀开启 时高压空气通过该入口进入流动通道 18。
阀是通过直接或间接连接到先导阀口 34 的先导阀 ( 未示出 ) 开启和闭合的。如 图 8 中清楚所示， 先导阀口 34 连接到为操作阀闭合元件而依次连接到缸 26 内部的先导阀 流动通道 36。这些方面将在下面更详细地描述。
为安装目的， 阀体具有一对位于阀体内端附近的外定向凸缘 40。 这些凸缘 40 的形 状和尺寸设置为其能装配到储罐 16 壁中的出口 42 内。如图 2 示意性所示， 储罐 16 具有内 表面 44 和外表面 46 且当阀正确地安装在出口 42 上时， 凸缘 40 支承在内表面 44 以将阀体 坚固地保持到储罐。
典型地， 储罐 16 为圆柱形状因而阀体安装的壁是弯曲的。因而， 凸缘 40 的下表面 48 的弯曲以与储罐的曲率相匹配。
选择出口 42 的直径以致于通过操作阀体就能首先将一个凸缘 40 引入储罐内， 然 后将另一凸缘引向储罐， 两个凸缘 40 都位于罐内且搁在罐的内表面 44。为达到这种配置， 凸缘 40 的相对外周边缘之间的最大距离将大于出口 42 的直径。就是说， 每个凸缘 40 搁在 出口 42 的相对侧且当阀与壁垂直时阀的移动是不可能的。 在这点上， 阀体利用安装套环 50 夹紧在合适的位置上， 如图 6 所示。
如图 1 所示， 阀体 10 包括具有下部螺纹部分 54 和上部光滑部分 56 的中心部位 52。套环 50 的内表面 58 滑动安装在光滑表面 56 上是滑动配合且图 7 和 8 所示的接合螺 母 60 用于使安装套环 50 抵接到储罐 16 的外表面 46。
因而， 当阀体首先被引入到储罐内时， 安装套环 50 处于缩回位置， 就是说， 接合螺 母 60 将会朝阀体的出口端 14 拧紧。一旦凸缘 40 置于储罐内， 接合螺母 60 将沿相反的方向拧， 因此促使安装套环 50 接合储罐的外表面 46。
为确保环绕出口 42 形成密封， 安装套环具有一对密封件。 接触储罐的安装套环 60 的表面， 即图 6 所示的密封表面 62， 为鞍状以适应储罐的圆柱形。环形槽 64 形成于容纳与 储罐的外表面 46 形成流体密封的 O 型环或类似物 ( 未示出 ) 的密封表面 62 内。
同样地， 安装套环的径向内表面 58 具有也容纳 O 型环或类似物的环形槽 66 以使 内表面 58 与阀体的光滑表面 56 密封。值得称赞的是当安装套环 50 坚固地接合罐的外表 面 46 时， 这两个密封件将密封出口 42。
通常利用合适的工具例如扳手或类似物将接合螺母 60 拧入适当位置。垫圈 68 配 备在安装套环 50 和接合螺母 60 之间以便尽可能平稳地实现安装套环 50 的推动。垫圈 68 可以由具有相对低的摩擦系数的聚合材料组成以便确保接合螺母 60 的平滑固定。可替代 地， 垫圈 68 可以由弹性材料组成。
值得称赞的是为把这里描述的类型阀安装到压力罐， 所要求的是需要将正确直径 的出口钻到储罐的壁中， 并且此后阀体可以安装到适当位置而不需要任何其他钻入， 安装 螺纹， 锁住夹片， 或者其他安装装置。一旦凸缘 40 已经通过出口正确插入， 所要求的是固定 接合螺母拉紧从而促使安装套环进入到其夹紧和密封装置中。 当然可以用不同于这里描述的接合螺母 60 的推动元件。例如， 可以使用多个单独 的螺旋元件。然而， 仅通过在压力储罐上钻一个出口来将阀体装配到适当位置上被认为是 有利的。
值得称赞的是阀闭合元件 38 和缸 26 位于储罐内， 也就是， 流动通道 18 的上游。 阀 闭合机构是相对短冲程活塞。活塞 38 是由两个盘组成的， 就是， 活塞盘 70 和阀闭合盘 72。 这两盘通过在该实施例中具有减少直径的心轴或颈部 74 而保持同轴对准。活塞盘 70 具有 包含有放置 O 型环或类似物的槽 78 的外周边缘 76。活塞盘 70 在缸 26 内朝着和远离阀座 24 滑动。如从图 8 清楚所示， 当密封盘 72 接合到阀座 24 时流动通道 18 闭合， 且通过阀流 动是不可能的。
在图 8 所示的实施例中， 阀闭合元件 28 是通过在端帽 29 和阀闭合元件 28 之间起 作用的压缩弹簧 80 辅助的弹簧。在另一个或替换实施例中， 弹簧辅助不需要供给阀闭合元 件 28。另外， 端帽 29 包括泄放通道 82， 该泄放通道允许压力储罐内的加压空气作用于阀闭 合元件 28 的背面而促使阀闭合元件 28 朝着阀座 24 方向移动， 即朝着闭合位置。 为开启阀， 先导阀将开放于大气， 允许缸中位于阀闭合元件 28 后面的加压空气通过端口 34 排出， 从而 导致加压空气作用在活塞盘 70 的底侧 84， 因此促使阀闭合元件 28 到它的开启位置。由于 底侧 84 具有相对大的面积， 一旦阀闭合元件后面的加压空气排空阀就会出现阀的快速开 启。 为闭合阀， 先导阀用于闭合端口 34， 从而允许增压空气通过泄放通道 82 进入到缸内， 然 后驱动阀闭合元件 28 复位抵靠阀座 24 从而快速闭合阀。
当然， 利用通过控制通道 36 进入缸 26 的高压空气来操作阀是可能的。阀需要具 有与上面描述的不同结构， 但阀必须要反过来操作， 就是说， 使用用来使阀闭合的高压空气 和耗散可以操作开启阀高压空气。
注意的是阀闭合盘 72 具有与形成在缸支撑臂 30 内部的导向表面 88 滑动接触的 外周 86。这些导向表面 88， 与缸 26 的内壁一起， 用来使阀闭合元件 28 与阀座 24 对准， 就 是说， 当阀闭合元件 28 朝着和远离阀座 24 移动时， 密封盘 72 的底侧 90 与阀座 24 平行。
需要正视的是阀闭合元件 28 可以由相对轻质量的塑料材料组成， 例如高品质的 尼龙材料或类似物。 可以承受开启和闭合运动的严格且在使用时仍不会变形的合适的塑料 材料可以模制因此相对便宜。
活塞型阀闭合元件的各种不同实施例如附图的图 9-11 中所示， 图 9 具有包含泄放 通道 92 的阀闭合元件。图 10 表示不具有泄放通道的阀闭合元件且其在没有压缩弹簧的情 况下使用而附图 11 表示在其放置如图 8 所述的压缩弹簧的上表面具有环形沟槽 94 的阀闭 合元件。明显地， 图 9-11 所示的每个阀闭合元件可以由合适的塑料材料模制， 以如上所述 的方式， 且每个都包括槽 78 和用于上面所提到的目的的导向表面 86。
应该理解的是在说明书中所揭露和限定的本发明延伸到所述的单个特征的两个 或多个的独立特征的所有替代结合或者根据文字或附图是明显的。 这些不同结合组成了本 发明各种替代样式。
也能理解的是用于说明书中术语 “构成” ( 或其合乎文法的变型 ) 与术语 “包括” 是平等的且不应该被理解为排除其他元件或特征的存在。