高性能脈衝閥的製作方法

2023-08-08 04:51:51

高性能脈衝閥的製作方法
【專利摘要】一種脈衝閥布置(210)包括控制閥固定在其上的閥殼體(228)。閥殼體(228)包括具有可移動地布置在其中的閥部件(240)的圓柱形部分(228b)。閥室(228b)具有適於連接於壓力介質源(212)用於允許壓力介質流入閥室(228b)中的入口(252)，以及壓力介質經由其流出閥室(228b)的出口(218)。控制閥可閉合，其中閥室(228b)的出口(218)移動至閉合位置，阻擋壓力介質的流動，或者可開啟，其中閥室(228b)的出口(218)移動至開啟位置，允許壓力介質脈衝穿過其。閥殼體(228)內的閥部件(240)能夠基於由控制閥控制的閥室(228b)內的壓力來在閥殼體(228)的圓柱形部分(228b)內自由地移位。
【專利說明】高性能脈衝閥

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種脈衝閥。更具體而言，本發明涉及一種用於可用於清潔過濾設備中的過濾器元件的較高壓力的壓縮空氣脈衝的脈衝閥，該過濾設備用於清潔汙染的氣體。

【背景技術】
[0002]通過引用以其整體併入本文中的美國專利N0.5，533，706中公開的已知閥布置用於將壓縮空氣脈衝輸送至可用於清潔汙染氣體的過濾設備中的過濾器元件，諸如過濾袋。壓縮空氣脈衝輸送至過濾器元件的內部，以通過搖動和吹松灰塵團塊來清潔元件，在汙染氣體的清潔時，該灰塵團塊附接於過濾器元件的壁。出於清潔過濾器元件的該目的，已知的閥布置安裝在壓縮空氣罐上。閥布置包括具有形成閥室的圓柱形部分的閥殼體、控制閥以及其中的閥部件。閥室具有適於連接於壓力介質源用於允許壓力介質流入閥室中的入口，以及壓力介質經由其流出閥室的出口。控制閥能夠在閉合位置與開啟位置之間移動，在該閉合位置，閥室的出口閉合，在該開啟位置，閥室的出口開啟。閥部件能夠基於閥室內的壓力在閥殼體的圓柱形部分內自由地移位。閥部件包括活塞，該活塞能夠在閉合位置與開啟位置之間移動，在該閉合位置，活塞適於防止壓力介質流動，在該開啟位置，活塞適於容許壓力介質流動。閥室的入口由形成在活塞與閥殼體的圓柱形部分之間的環形間隙限定。閥殼體的圓柱形部分優選為沿活塞的軸向方向延伸遠到在活塞處於其開啟或閉合位置時包繞活塞的至少主要部分和優選為整個活塞。壓力介質埠在圓柱形部分的壁的自由端部處形成在圓柱形部分的壁中。如此形成在圓柱形部分的壁的自由端部處的壓力介質埠尺寸受限，以便確保其餘的壁提供足夠的引導表面來支承柱塞的移動和對準。然而，圓柱形部分的其餘的壁限制壓縮空氣流，引起顯著的閥壓力損失。具有增加的壓縮空氣流的脈衝閥的發展是可用於清潔汙染氣體的過濾設備中所需的。


【發明內容】

[0003]主題脈衝閥布置實現增大壓縮空氣流、增大壓力的壓縮空氣脈衝，以及提高的閥的可靠性和性能。主題脈衝閥布置提供了專用於壓力介質埠的增大的截面面積，其中其餘的圓柱形部分壁顯著地限制尺寸以減小不合乎需要的壓力損失。通過減小壓力損失，主題脈衝閥完成了至過濾袋元件的較高壓力的壓縮空氣脈衝，實現每個閥每次脈衝的更大過濾區域清潔。此外，專用於增大的壓縮空氣流的壓力介質埠的增大的截面面積意味著較少的壁與柱塞接觸。出乎意料地，與先前教導相反，較少的壁與柱塞接觸導致了由壁表面上的顆粒、壁凹陷、柱塞失準等引起的較少的柱塞故障。
[0004]用於清潔過濾器單元的主題脈衝閥布置可用於清潔汙染的氣體。就此而言，主題脈衝閥布置包括具有內部區域的閥殼體、固定在閥殼體上的閥，以及布置在閥殼體內的閥部件。固定在閥殼體上的閥開啟以減小壓力並升高閥部件，引起閥部件的自由端部接觸閥殼體。當閥部件的自由端部接觸閥殼體時,壓縮空氣脈衝經由殼體開口供應並且供應到壓力管中以清潔相關聯的過濾器單元。壓縮空氣脈衝經由其供應的殼體開口提供適用於相比於現有技術的脈衝閥布置增大流體流、增大脈衝壓力和減小壓降的開啟面積。如下文更詳細描述的，主題殼體開口提供了增大大約25%至大約125%的開啟面積，或增大大約55%至大約95%的開啟面積。這樣做時，閥殼體引起相比於現有技術減小的壓降。此外，固定在閥殼體上的閥可閉合來增大壓力，並且使閥部件向外移動，以便阻擋壓縮空氣從殼體開口和在過濾器單元清潔件之間的壓力管流動。
[0005]本文還公開了一種使用主題脈衝閥布置的方法。該方法包括開啟固定在閥殼體上的閥以引起閥殼體內的壓降，使閥部件移動至開啟位置，以允許壓縮空氣脈衝從壓縮空氣罐流過殼體開口並流入壓力管中用於過濾器清潔。主題方法還包括閉合固定在閥殼體上的閥，以引起閥殼體內的壓力增大，以使閥部件移動至閉合位置來阻擋來自壓縮空氣罐的壓縮空氣流過殼體開口並流入過濾器清潔件之間的壓力管中。主題方法還提供了具有帶開啟面積的殼體開口的殼體，該開啟面積適用於相比於現有技術增大流體流、增大脈衝壓力和減小壓降。就此而言，主題殼體開口提供增大大約25%至大約125%或大約55%至大約95%的開啟面積，並且閥殼體引起相比於現有技術減小的壓降。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]下面參照附圖來更詳細地描述主題脈衝閥。
[0007]圖1為示出根據現有技術的處於閉合位置的閥布置的側視截面圖。
[0008]圖2為定位在壓縮空氣罐內的處於開啟位置的圖1的閥布置的側視局部剖視圖。
[0009]圖3為示出根據本發明的處於閉合位置的閥布置的側視截面圖。
[0010]圖4為定位在壓縮空氣罐內的處於開啟位置的類似於圖3的閥布置的閥布置的側視局部剖視圖。

【具體實施方式】
[0011]圖1和圖2中所示的現有技術的閥布置10用於將壓縮空氣"CA"脈衝輸送至用於清潔汙染氣體的過濾設備中的垂直地布置的袋形過濾器元件(未示出)。閥布置10經由設在罐12的上壁16中的圓形開口 14安裝在壓力介質罐12中。罐12為壓縮空氣罐。
[0012]與開口 14同軸的垂直壓力管18延伸穿過下壁20並且延伸到罐12的內部區域22中。壓力管18的上端24布置在開口 14下方一距離〃D"。壓力管18的上端24形成閥座24a，並且壓力管18的下端24b在罐12外部開啟成流體地連接於袋形過濾器元件(未示出)中的開口。
[0013]閥布置10具有由兩個圓形同軸部分構成的閥殼體28，即，固定在一起的上部28a和管狀下部28b。下部28b固定在其中的管插口 30焊接或類似地固定在開口 14中。上部28a的下表面32具有環形上凸緣34，其在下部28b布置在管插口 30中時接合管插口 30的上端30a。上部28a還具有帶開啟端部38的延伸導管36。閥(未示出)(諸如電磁閥等)在開啟端部38處流體地連接於導管36。
[0014]呈具有大致"U"形截面的圓柱形活塞形式的閥部件40設置在下部28b的內部區域42中。閥部件40的外徑〃0D〃略小於下部28b的內徑〃ID〃，以便提供閥部件40與下部28b的內壁表面46之間的環形間隙44。間隙44提供壓力罐12的內部區域22與閥部件40的內部區域48之間的連續的流體連通。閥部件40構成閥布置10的主閥，並且能夠在外部閉合位置與內部開啟位置(圖1和圖2)之間自由地移位，在該外部閉合位置，閥部件40的基部50密封地接觸壓力管18的閥座24a，在該內部開啟位置，閥部件40的基部50升離閥座24a，以便閥部件40的自由端部40a接觸上部28a的下表面32。在閥部件40的閉合位置，固定於延伸導管36的閥(未示出)處於閉合位置。
[0015]當閥部件40將從閉合位置開啟來將短持續時間的壓縮空氣CA脈衝經由壓力管18輸送至袋形過濾器元件時，固定於延伸導管36的閥開啟，產生壓力減小，升高閥部件40，弓丨起了閥部件40的自由端部40a接觸上部28a的下表面32。就此而言，壓縮空氣CA流過下部28b中的開口 52，並且流入壓力管18中。
[0016]當閥部件40將從圖1和圖2中所示的開啟位置閉合時，固定於延伸導管36的閥閉合來產生壓力增大，這迫使閥部件40向外移動，直到基部50與閥座24a密封接觸。就此而言，壓縮空氣CA被阻擋以防流過下部28b中的開口 52和流入壓力管18中。
[0017]現在參照圖3和圖4，示出了主題脈衝閥裝置210。脈衝閥裝置210具有與圖1和圖2中所示的脈衝閥裝置10的那些共同的特徵。就此而言，與圖1和圖2的那些共同的圖3和圖4中所示的特徵使用相同的附圖標記表示，但在它們之前具有數字"2"。
[0018]主題脈衝閥布置210可用於將增大壓力的壓縮空氣"CA"脈衝輸送至用於清潔汙染的氣體的過濾設備中的垂直地布置的袋形過濾器元件(未示出)。主題脈衝閥布置210經由設在罐212的上壁216中的圓形開口 214安裝在壓力介質罐212中。罐212為壓縮空氣罐。
[0019]與開口 214同軸的垂直壓力管218延伸穿過下壁220並且延伸到罐212的內部區域222中。壓力管218的上端224布置在開口 214下方一距離〃D〃。壓力管218的上端224形成閥座224a，並且壓力管218的下端224b在罐212外部開啟成流體地連接於袋形過濾器元件(未示出)中的開口。
[0020]主題脈衝閥布置210具有由兩個圓形同軸部分構成的閥殼體228，即，固定在一起的上部228a和管狀下部228b。下部228b固定在其中的管插口 230焊接或類似地固定在開口 214中。上部228a的下表面232具有環形上凸緣234，其在下部228b布置在管插口 230中時接合管插口 230的上端230a。上部228a還具有帶開啟端部238的延伸導管236。電磁閥(未示出)等在開啟端部238處流體地連接於導管236。
[0021]呈具有大致"U"形截面的圓柱形活塞形式的閥部件240設置在下部228b的內部區域242中。閥部件224的外徑〃0D〃略小於下部228b的內徑〃ID〃，以便提供閥部件240與下部228b的內壁表面246之間的環形間隙244。間隙244提供壓力罐212的內部區域222與閥部件240的內部區域248之間的連續流體連通。閥部件240構成閥布置210的主閥，並且能夠在外部閉合位置與內部開啟位置(圖3和圖4)之間自由地移位，在該外部閉合位置，閥部件240的基部250密封地接觸壓力管218的閥座224a，在該內部開啟位置，閥部件240的基部250升離閥座224a，以便閥部件240的自由端部240a接觸上部228a的下表面232。在閥部件240的閉合位置，電磁閥(未不出)處於閉合位置。
[0022]當閥部件240將從閉合位置開啟來將短持續時間的壓縮空氣脈衝經由壓力管218輸送至袋形過濾器元件時，電磁閥開啟，產生壓力的減小，升高閥部件240，引起閥部件240的自由端部240a接觸上部228a的下表面232。就此而言，壓縮空氣CA流過下部228b中的開口 252，並且流入壓力管218中。
[0023]當閥部件240將從圖3和圖4中所示的開啟位置閉合時，電磁閥閉合來產生壓力增大，這迫使閥部件240向外移動，直到基部250與閥座224a密封接觸。
[0024]使用本發明的脈衝閥布置210的方法包括開啟電磁閥來引起閥殼體228和閥部件240內的壓降，以使閥部件240移動至開啟位置，並且允許壓縮空氣脈衝從壓縮空氣罐流過閥殼體228中的開口 252並且流入壓力管218中用於過濾器清潔。另外，本發明的脈衝閥布置210可包括閉合電磁閥，以引起閥殼體228和閥部件240內的壓力增大，以使閥部件240移動至閉合位置，並且阻擋來自壓縮空氣罐的壓縮空氣脈衝流過閥殼體228中的開口 252並且流入過濾器清潔件之間的壓力管218中。
[0025]根據現有技術的閥布置10的教導，圓柱形下部28b向下延伸遠到壓力管18的上端24，以便整個閥部件40在閥部件40處於其閉合位置時被下端28b包繞。因此，閥部件40在其整個位移期間準確地被引導，因此消除了卡住的風險。另外，下部28b具有多個開口52，其在閥部件40處於其開啟位置時防止從壓力罐12至壓力管18的壓縮空氣CA流的非期望的節流。
[0026]出乎意料地且與這些現有教導相反，已經發現在閥部件40處於其閉合位置時，圓柱形下部28b向下延伸遠到壓力管18的上端24以便整個閥部件40由下部28b包繞不一定是合乎需要的。由於整個閥部件40由下部28b包繞，故閥部件40可由於內壁表面46上的顆粒、下部28b中的凹陷等具有卡住的趨勢。為了糾正該問題，主題閥布置210通過顯著地擴大開口 252同時仍向整個閥布置210提供結構完整性來除去同樣多的下部228b。在糾正該問題時，開口 252的開啟面積增大，導致了增大的流體流，允許了增大的脈衝壓力。增大的脈衝壓力允許每個閥每次脈衝的更大的過濾區域清潔。就此而言，在主題閥中，開口 252提供了比本文所述的市售的現有技術的脈衝閥上的開口 52提供的大大約25%至大約125%的開啟面積，或大大約55%至大約95%的開啟面積用於流體流。
[0027]此外，教導了下部28b具有多個開口 52，其在閥部件40處於其開啟位置時防止從壓力罐12至壓力管18的壓縮空氣CA流的非期望的節流。出乎意料地，已經發現了由現有技術教導的多個開口 52引起顯著的壓降，顯著地限制了輸送至壓力管18的壓縮空氣CA脈衝的壓力。為了糾正該問題，主題閥布置210具有由如上文所述的用於流體流的開口 252提供的顯著地擴大的開啟面積，以除去觀察到的顯著壓降，並且因此顯著地增大了輸送至壓力管218的壓縮空氣CA脈衝的壓力。顯著地增大輸送至壓力管的壓縮空氣CA脈衝的壓力通過將較高壓力的壓縮空氣CA脈衝輸送至過濾袋元件來實現每個閥每次脈衝的更大過濾區域清潔而被認作是合乎需要的。
[0028]儘管已經示出和描述了優選實施例，但可在不脫離本發明的精神和範圍的情況下對其作出各種修改和替換。因此，將理解的是，本發明經由示出而非限制來描述。
【權利要求】
1.一種用於清潔可用於清潔汙染氣體的過濾器單元的脈衝閥布置(210)，包括: 具有內部區域(242)的閥殼體(228)； 固定在所述閥殼體(228)上的閥和布置在所述閥殼體(228)內的閥部件(240)； 固定在所述閥殼體(228)上的所述閥開啟來減小壓力並升高所述閥部件(240)，引起所述閥部件(240)的自由端部(240a)接觸所述閥殼體(228)，允許壓縮空氣(CA)脈衝穿過殼體開口(252)併到壓力管(218)中； 固定在所述閥殼體(228)上的所述閥閉合來增大壓力並使所述閥部件(240)向外移動，阻擋了穿過殼體開口(252)和所述壓力管(218)的壓縮空氣(CA)流；並且 殼體開口(252)提供適用於增大流體流、增大脈衝壓力和減小壓降的開啟面積。
2.根據權利要求1所述的脈衝閥布置(210)，其特徵在於，殼體開口(252)提供增大大約25%至大約125%的開啟面積。
3.根據權利要求1所述的脈衝閥布置(210)，其特徵在於，殼體開口(252)提供增大大約55%至大約95%的開啟面積。
4.根據權利要求1所述的脈衝閥布置(210)，其特徵在於，所述閥殼體(228)引起減小的壓降。
5.一種使用脈衝閥布置(210)的方法，包括: 開啟固定在閥殼體(228)上的閥以引起所述閥殼體(228)內的壓降，使閥部件(240)移動至開啟位置，以允許壓縮空氣(CA)脈衝從壓縮空氣罐(212)流過殼體開口(252)並流入壓力管(218)中用於過濾器清潔； 閉合固定在所述閥殼體(228)上的所述閥以引起所述閥殼體(228)內的壓力增大，使所述閥部件(240)移動至閉合位置，以阻擋來自壓縮空氣罐(212)的壓縮空氣(CA)流過殼體開口(252)並流入過濾器清潔件之間的所述壓力管(218)中；以及 提供帶有開啟面積的殼體開口(252)，所述開啟面積適用於增大流體流、增大脈衝壓力和減小壓降。
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，殼體開口(252)提供增大大約25%至大約125%的開啟面積。
7.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，殼體開口(252)提供增大大約55%至大約95%的開啟面積。
8.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述閥殼體(228)引起減小的壓降。
【文檔編號】F16K3/24GK104154255SQ201410199023
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年5月13日 優先權日:2013年5月13日
【發明者】A.E.M.赫傑伯格, R.S.安德斯森 申請人:阿爾斯通技術有限公司