CN101839351A - 用于回转阀的转子设置 - Google Patents

Abstract

一种用于计量颗粒材料从供应源流动到气动输送系统的气流中的回转阀，包括通过精密铸造工艺制造的中心转子。该转子具有多个放射状延伸的叶片，该叶片在径向扩张到叶片的主导侧的端部终止，从而提供了一个至少是叶片本身厚度二倍的扩张叶片端部。阀壳体具有延长的释放口，其总体长度大约等于形成在相邻的叶片之间的袋的长度，从而在将颗粒材料投进气动输送系统后，使得来自袋的压缩空气更完全的释放。扩张端部的倾斜前缘与颗粒材料没有过分接触，从而降低了对颗粒材料的损害。

Description

用于回转阀的转子设置

参照的相关申请

本申请要求于2009年3月18日递交的申请号为61/161,401的美国临时专利申请的国内优先权，该临时申请的内容通过引用而结合到本文中。

技术领域

在本申请中公开的发明大体上涉及用于将颗粒材料输送到气动输送系统的回转阀，特别涉及可以降低在单独的转子叶片上的空气泄漏的转子设置，该转子设置导致由经过转子的空气泄漏导致的空气消耗变少，并进一步导致提高的运行效率，该运行效率由增加的容积来衡量。

背景技术

回转阀在本领域内作为用于将大量的颗粒材料流引入到增压气动输送系统的机构而广为人知。气动输送系统利用通过管子或管状导管的大量的压缩空气，将进入导管的大量的颗粒材料流化，从而将颗粒材料从一个地方移动到另一个地方。回转阀具有一个壳体，该壳体在顶部限定了一个用于引入颗粒材料的开口，在底部限定了一个用于排放流经回转阀而进入气动输送系统导管的颗粒材料的开口。壳体可旋转地支撑一个内部转子，以绕旋转的横轴移动。形成的该转子具有多个放射状延伸的叶片，叶片之间限定了室。

当旋转到对上进口开放的时候，每个相应的室都容纳供应的颗粒材料，之后，当该室绕旋转轴旋转并对导管开放时，将颗粒材料存放到导管中。因此，壳体的内部成型为基本圆柱形，从而放射装延伸的叶片的外端部相对于壳体的内部的圆柱形表面非常接近的通过，从而限制压缩空气从环绕转子的导管的泄漏。

回转阀的传统制造方法利用焊接技术将单独的叶片固定到对应于转子的旋转轴的中心轴上。将传统的焊接转子加工并打磨到适当的公差，从而用于回转阀壳体，但是焊接技术在可焊接到中心轴的叶片的数量方面具有局限性。因此，转子上叶片的数量受到中心轴实际上所需的空间的限制，从而影响焊接。限制叶片的数量会导致用于将环绕转子的颗粒材料从供应料斗传送到气动导管的叶片之间的袋的数量的限制。为了在转子结构中增加更多的袋，必须从叶片的另一端减少袋的深度，从而提供足够的空间以影响焊接过程。如果袋的深度减少，袋的体积减少，从而回转阀的容积变小。

回转阀的空气泄露是一个普遍的问题。如果回转阀具有严重的空气泄漏问题，转子周围的空气泄漏到供应料斗将会限制颗粒材料移动到转子的袋中。对于轻颗粒材料来说，对进入转子袋的移动的限制是一个严重问题。因此，空气泄露问题将会降低运行效率，因为转子的袋不能完全填充。而且，更少的空气泄露意味着，供应用于气动输送系统的空气压缩机不得不产生足量的空气到气动导管，以弥补通过回转阀的空气损失。通过显著降低空气泄露，可以缩小压缩机的尺寸，并且利用更少的能量，减少运行成本。

可以通过提高叶片的厚度减少空气泄露问题，因为相应的端部宽度的增加有助于限制叶片周围的空气的通过。还可以通过增加叶片的数量减少泄漏问题，这是针对空气泄漏问题的传统方案。简单的增加叶片的数量可以减少空气泄漏问题，但是为了适应焊接技术，也会导致袋的深度和回转阀的整体容积的降低。利用焊接技术制造转子时可以增加叶片的厚度，然而叶片厚度的增加会导致位于放射状延伸的叶片之间的室的尺寸的相应减少，并降低回转阀在将颗粒材料加入到导管时的运行容积。

因此，需要提供一个回转阀，其无需降低阀的运行容积，也不需增加它的功耗，即可降低空气泄露。还需要提供一种回转阀配置，其有利于除焊接外的制造技术。

发明内容

本发明的一个目标是，通过提供一个具有可在回转阀的运行期间降低通过回转阀的空气泄漏的转子构造的回转阀，从而克服现有技术的上述缺点。

本发明的另一目标是，提供一个回转阀，其具有在转子的叶片的远端包括扩张端部的转子配置。

本发明的一个特征是，转子配置有沿阀壳体的圆柱形表面移动的扩张端部。

本发明的一个优点是，具有扩张端部的转子在回转阀的运行期间可以提高抗空气泄漏能力，从而可计量进入气动输送系统的颗粒材料。

本发明的另一个特征是，扩张端部的厚度尺寸是扩张端部和中心轮毂之间延伸的叶片的厚度尺寸的近两倍。

本发明的另一个优点是，转子可以通过精密的铸造工艺形成。

本发明的另一特征是，每个叶片的扩张端部都在阀内朝着转子的旋转方向延伸，从而叶片的拖曳(trailing)侧相对于扩张端部的末端是线性的。

本发明的另一个优点是，精密铸造工艺使得转子可以由大量的放射状延伸的叶片构成，其数目比那些通过使用焊接技术来进行制造过程而构造的叶片更多。

本发明的又一个优点是，与阀壳体的内表面邻接的扩张端部具有较大的表面积，限制了来自扩张端部周围的气动输送系统的压缩空气的通过。

本发明的另一个特征是，阀壳可以结合一个释放口，该释放口延伸通过形成在相邻的转子叶片之间的袋的整个长度，从而通过颗粒材料从袋排放到气动输送系统，释放了袋中的压缩空气。

本发明的再一优点在于，延长的释放口使得在袋内的气压的释放比传统的单个圆形释放端口的释放更彻底。

本发明的另一个优点是，延长的释放口为回转阀提供了增强的运行效率。

本发明的又一目标是，提供一个回转阀，其能够用于将颗粒材料输送到气动传输系统，其构造耐用，制造廉价，无需维护，易于安装，应用简单高效。

根据本发明，通过提供一种回转阀来实现这些以及其他目标、特征和优点，该回转阀用于将来自供应源的流动的颗粒材料输送到气动输送系统的气流中，该回转阀包括一个通过精密铸造工艺制造的中心转子。该转子具有多个放射状延伸的在端部终止的叶片，该端部径向扩张到叶片的主导侧(leading side)，从而提供了一个优选至少是叶片本身厚度二倍的扩张的叶片端部。阀壳体具有延长的释放口，其总体长度大约等于形成在相邻的叶片之间的袋的长度，从而在将颗粒材料投进气动输送系统后，使得来自袋的压缩空气更完全的释放。扩张端部的倾斜前缘(leading edge)与颗粒材料没有过分接触，从而降低了对颗粒材料的损害。

附图说明

考虑到本发明下面的详细公开，特别是与附图结合考虑，本发明的优点将会显然易见。

图1是结合本发明原理的回转阀的正视图，以虚线示出了连接到回转阀的供应料斗和气动系统的导管；

图2是图1所示的回转阀的分解透视图；

图3是装配在回转阀壳体内部的转子组件的分解透视图；

图4是对应于图3的线4--4的转子的放大的横截面透视图，提供了转子的放射状延伸的叶片的端部的形状更好的视图。

图5是阀盖的放大正视图，其可旋转地支撑转子组件，用于在回转阀壳体内部的旋转运动。

图6是转子的横截面视图，对应于图4的横截面透视图，示出了转子设置的正视图。

图7是转子上典型的叶片的放大的局部视图。

具体实施方式

参照图1和2，其中示出了根据本发明的原理的回转阀。回转阀10可操作地位于供应料斗12和导管15之间，供应料斗12供应颗粒材料，例如塑料粒料等，这些颗粒材料被注入到气动输送系统的导管15中，从而通过气动输送系统将颗粒材料移动到远处的位置。回转阀的目的是将流动的颗粒材料以这样一种方式输送到导管15中，即气动输送系统内的压缩空气保持在导管内，从而将流化的颗粒材料提供到远处的位置。回转阀10通过内部转子组件20的运行实现该功能，该内部转子组件20具有放射转延伸的叶片25，叶片25在其之间限定了室或袋27，由此容纳来自供应料斗12的颗粒材料，并将颗粒材料移动到导管15。叶片25的端部26接近壳体16的配合内部表面，同时端部26相对于叶片25的扩大的宽度限制了压缩空气通过转子组件20从管道15逸出。

壳体16具有基本上圆柱形的形状，从而支撑内部转子组件20的旋转运动，下面将对此详细描述。壳体16在圆柱形的壳体16的顶部具有允许供应料斗12结合到其上的定位凸缘17，从而颗粒材料可以有效地进料到回转阀10中。壳体16在圆柱形的壳体16的底部还具有定位凸缘18，定位凸缘18与同导管15的顶部流动贯通的输入口15a结合，从而颗粒材料可以通过重力从充满的袋27流进气动输送系统的压缩导管15。圆柱形形状的壳体16的相对侧也具有定位凸缘19a，其可与支撑可旋转地支撑转子组件20的中心轴21的相应轴承(未示出)的轴承盖19结合。

转子组件最佳地如图2-7所示，包括安装在中心轴21上的转子22，下面将对此进行详细描述。转子22和轴21不是通过传统焊接技术的单个集成原件，本发明的转子22通过精密铸造形成，其具有穿过其中用于插入中心轴21的中心开口23。轴21优选由高强度的钢形成，从而最小化压力下的变形。转子22压在中心轴上，并通过适当的键(未示出)可旋转地固定在其上，从而转子组件20作为一个单元而旋转。

转子22铸有中心轮毂24，其限定了用于轴21的通道的中心开口23，且叶片25沿其放射状延伸。叶片25具有统一的长度并终止于端部26，该端部26相对于放射状延伸的叶片25而扩张，如图7所示。由于转子22通过精密铸造形成，叶片25具有最小的厚度以及各种数量，并且足够硬，从而不会在转子22的旋转过程中或在袋27中的压缩空气的压力下而变形。然而，端部26可以扩张，使得外表面比通过铸造程序形成的相应的叶片25的名义厚度更宽。优选地，端部26的厚度至少是叶片25的相应厚度的二倍。更宽的端部26接近壳体16的内表面，从而限制叶片端部26周围的压缩空气通过，至少比叶片端部26与叶片25的名义厚度基本相同的情况要好。由此得到的转子22的设置提供了抗空气泄漏的能力，而传统制造的转子组件20通常需要更厚的更多的叶片25才能获得该效果。

为了进一步地支撑放射状延伸的叶片25，转子铸件具有连接到其上的端板28，该端板28可分离地焊接到转子铸件的相对端上并与其上的叶片相连，或该端板28作为精密铸件的一部分。叶片25的相应的相对端支撑在端板28上，这有助于稳定叶片25并提高转子组件20的硬度。扩张端部26优选如此构造，同相应叶片25的厚度相比，端部26仅在叶片25的一侧具有增加的宽度，如图6和7所示。结果，叶片端部26的相对侧是叶片25的主体的线性延伸。优选地，转子组件20在一定程度上绕由中心轴21定义的旋转的横轴旋转，从而叶片端部26的平坦侧在叶片的旋转中落在后面，而端部26的扩张侧在前，这通过图6和7中的表示转子22的旋转方向的方向箭头29可以看出。扩张叶片端部26的倾斜前缘26a不如矩形形状的叶片端部具有攻击性(aggressive)，因为叶片端部26靠近与供应料斗12流动联通的壳体16的开口的边缘，这有助于防止对由回转阀10输送的颗粒材料的损坏。

当袋27旋转到顶部位置以接受来自供应料斗12的颗粒材料时，转子组件20的旋转输送接收自供应料斗12的颗粒材料。之后袋27绕中心轴21旋转，直到袋27对气动导管15开放，此处颗粒材料由于重力而落到导管15中。一旦袋27对导管15开放，气动导管15内的更高气压将排空的袋27充满空气。袋再次旋转，回到顶部位置以接收另外的来自供应料斗15的颗粒材料供应，从而使得排空的袋中的大量高压空气压在转子的内表面。

在壳体内建有一个释放口30，当袋27从底部位置旋转到顶部位置时，其与袋27连通。释放口30优选与将释放口30连接到回转阀10上面的供应料斗12的导管(未示出)结合，以释放袋27中的气压并使其进入供应料斗12，从而促使颗粒材料向下进入到顶部位置的开放的袋27中。没有释放口30，袋27中的高压空气将继续围绕在顶部位置并释放到供应料斗12，这会促使颗粒材料远离袋并限制颗粒材料流入袋27而传送到气动导管15。在根据本发明的原理的回转阀10中，释放口30优选延伸通过袋27的基本整个宽度，这与传统的仅仅是在壳体16中央的单个圆形口的释放口相反。结果，释放口30使得旋转到顶部位置的袋27中的气压更完全的释放，从而提高了运行效率和容积。

应当理解的是，本领域技术人员在读到本发明范围的原理的公开内容后，可以对用来描述和展示以解释本发明的本质的细节、材料、步骤和部件设置进行各种变化。上述说明书描述了本发明的优选实施方式；然而，根据说明书的概念可以用在其他实施方式中，而这并没有脱离本发明的范围。因此，下列权利要求将以所示的特定形式更广泛地保护本发明。

Claims (12)

1.一种回转阀，包括：

一个壳体，具有一个用于将颗粒材料接收到壳体中的进口，以及一个用于从壳体排出所述颗粒材料的出口，所述壳体在所述进口和所述出口之间限定了一个基本上圆柱形的内室；

一个转子组件，可旋转地支撑在所述内室中，所述转子组件包括一个中心轮毂，该轮毂具有多个自其放射状延伸的叶片，每个叶片具有一定的厚度尺寸并在扩张端部终止，该扩张端部的相应厚度尺寸大于在所述轮毂和相应的所述端部之间延伸的所述叶片的厚度尺寸。

2.根据权利要求1所述的回转阀，其特征在于，所述扩张端部的厚度尺寸是在所述轮毂和所述扩张端部之间延伸的相应叶片厚度尺寸的大约两倍。

3.根据权利要求1所述的回转阀，其特征在于，所述转子组件在其相对端包括端板，该端板支撑所述每个叶片的相应的各个端部。

4.根据权利要求1所述的回转阀，其特征在于，每个所述端部仅从相应的叶片一侧向外扩张，所述端部的另一侧作为相应的所述叶片的线性延伸。

5.根据权利要求4所述的回转阀，其特征在于，所述转子组件可绕所述旋转轴旋转，其旋转方向使得所述端部的扩张侧在相对的线性延伸侧之前。

6.根据权利要求5所述的回转阀，其特征在于，所述叶片的所述扩张侧具有一个倾斜前缘。

7.根据权利要求5所述的回转阀，其特征在于，所述壳体具有延长的释放口，可以将压缩空气从形成在相邻叶片之间的每个袋中释放出来。

8.根据权利要求7所述的回转阀，其特征在于，所述延长的释放口的长度与所述袋的相应长度尺寸基本上相等。

9.一个回转阀，包括：

一个壳体，具有一个用于将材料接收到壳体中的进口，以及一个用于从壳体排出所述材料的出口，所述壳体在所述进口和所述出口之间限定了一个基本上圆柱形的内室；

一个转子组件，可旋转地支撑在所述内室中，所述转子组件包括一个转子元件以及一个限定了所述转子组件的旋转运动的旋转轴的中心轴，所述转子元件作为一个铸件，具有一个中心轮毂，多个叶片自该轮毂放射状地延伸，所述中心轮毂限定了一个通过用于所述中心轴的通道的所述转子元件的中心开口，所述中心轴键接到所述转子元件，从而所述转子元件和所述中心轴一起旋转。

10.根据权利要求9所述的回转阀，其特征在于，每个所述端部仅从相应的叶片一侧向外扩张，所述端部的另一侧作为相应的所述叶片的线性延伸，所述转子组件可绕所述旋转轴旋转，其旋转方向使得所述端部的扩张侧在相对的线性延伸侧之前。

11.根据权利要求10所述的回转阀，其特征在于，述壳体具有延长的释放口，可以将压缩空气从形成在相邻叶片之间的每个袋中释放出来，所述延长的释放口的长度尺寸与所述袋的相应长度尺寸基本上相等。

12.根据权利要求11所述的回转阀，其特征在于，所述扩张端部的厚度尺寸是在所述中心轮毂和所述扩张端部之间延伸的相应叶片厚度尺寸的大约两倍。

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