CN104154255A - 高性能脉冲阀 - Google Patents

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Abstract

一种脉冲阀布置(210)包括控制阀固定在其上的阀壳体(228)。阀壳体(228)包括具有可移动地布置在其中的阀部件(240)的圆柱形部分(228b)。阀室(228b)具有适于连接于压力介质源(212)用于允许压力介质流入阀室(228b)中的入口(252)，以及压力介质经由其流出阀室(228b)的出口(218)。控制阀可闭合，其中阀室(228b)的出口(218)移动至闭合位置，阻挡压力介质的流动，或者可开启，其中阀室(228b)的出口(218)移动至开启位置，允许压力介质脉冲穿过其。阀壳体(228)内的阀部件(240)能够基于由控制阀控制的阀室(228b)内的压力来在阀壳体(228)的圆柱形部分(228b)内自由地移位。

Description

高性能脉冲阀
技术领域
本发明涉及一种脉冲阀。更具体而言，本发明涉及一种用于可用于清洁过滤设备中的过滤器元件的较高压力的压缩空气脉冲的脉冲阀，该过滤设备用于清洁污染的气体。
背景技术
通过引用以其整体并入本文中的美国专利No. 5,533,706中公开的已知阀布置用于将压缩空气脉冲输送至可用于清洁污染气体的过滤设备中的过滤器元件，诸如过滤袋。压缩空气脉冲输送至过滤器元件的内部，以通过摇动和吹松灰尘团块来清洁元件，在污染气体的清洁时，该灰尘团块附接于过滤器元件的壁。出于清洁过滤器元件的该目的，已知的阀布置安装在压缩空气罐上。阀布置包括具有形成阀室的圆柱形部分的阀壳体、控制阀以及其中的阀部件。阀室具有适于连接于压力介质源用于允许压力介质流入阀室中的入口，以及压力介质经由其流出阀室的出口。控制阀能够在闭合位置与开启位置之间移动，在该闭合位置，阀室的出口闭合，在该开启位置，阀室的出口开启。阀部件能够基于阀室内的压力在阀壳体的圆柱形部分内自由地移位。阀部件包括活塞，该活塞能够在闭合位置与开启位置之间移动，在该闭合位置，活塞适于防止压力介质流动，在该开启位置，活塞适于容许压力介质流动。阀室的入口由形成在活塞与阀壳体的圆柱形部分之间的环形间隙限定。阀壳体的圆柱形部分优选为沿活塞的轴向方向延伸远到在活塞处于其开启或闭合位置时包绕活塞的至少主要部分和优选为整个活塞。压力介质端口在圆柱形部分的壁的自由端部处形成在圆柱形部分的壁中。如此形成在圆柱形部分的壁的自由端部处的压力介质端口尺寸受限，以便确保其余的壁提供足够的引导表面来支承柱塞的移动和对准。然而，圆柱形部分的其余的壁限制压缩空气流，引起显著的阀压力损失。具有增加的压缩空气流的脉冲阀的发展是可用于清洁污染气体的过滤设备中所需的。
发明内容
主题脉冲阀布置实现增大压缩空气流、增大压力的压缩空气脉冲，以及提高的阀的可靠性和性能。主题脉冲阀布置提供了专用于压力介质端口的增大的截面面积，其中其余的圆柱形部分壁显著地限制尺寸以减小不合乎需要的压力损失。通过减小压力损失，主题脉冲阀完成了至过滤袋元件的较高压力的压缩空气脉冲，实现每个阀每次脉冲的更大过滤区域清洁。此外，专用于增大的压缩空气流的压力介质端口的增大的截面面积意味着较少的壁与柱塞接触。出乎意料地，与先前教导相反，较少的壁与柱塞接触导致了由壁表面上的颗粒、壁凹陷、柱塞失准等引起的较少的柱塞故障。
用于清洁过滤器单元的主题脉冲阀布置可用于清洁污染的气体。就此而言，主题脉冲阀布置包括具有内部区域的阀壳体、固定在阀壳体上的阀，以及布置在阀壳体内的阀部件。固定在阀壳体上的阀开启以减小压力并升高阀部件，引起阀部件的自由端部接触阀壳体。当阀部件的自由端部接触阀壳体时，压缩空气脉冲经由壳体开口供应并且供应到压力管中以清洁相关联的过滤器单元。压缩空气脉冲经由其供应的壳体开口提供适用于相比于现有技术的脉冲阀布置增大流体流、增大脉冲压力和减小压降的开启面积。如下文更详细描述的，主题壳体开口提供了增大大约25%至大约125%的开启面积，或增大大约55%至大约95%的开启面积。这样做时，阀壳体引起相比于现有技术减小的压降。此外，固定在阀壳体上的阀可闭合来增大压力，并且使阀部件向外移动，以便阻挡压缩空气从壳体开口和在过滤器单元清洁件之间的压力管流动。
本文还公开了一种使用主题脉冲阀布置的方法。该方法包括开启固定在阀壳体上的阀以引起阀壳体内的压降，使阀部件移动至开启位置，以允许压缩空气脉冲从压缩空气罐流过壳体开口并流入压力管中用于过滤器清洁。主题方法还包括闭合固定在阀壳体上的阀，以引起阀壳体内的压力增大，以使阀部件移动至闭合位置来阻挡来自压缩空气罐的压缩空气流过壳体开口并流入过滤器清洁件之间的压力管中。主题方法还提供了具有带开启面积的壳体开口的壳体，该开启面积适用于相比于现有技术增大流体流、增大脉冲压力和减小压降。就此而言，主题壳体开口提供增大大约25%至大约125%或大约55%至大约95%的开启面积，并且阀壳体引起相比于现有技术减小的压降。
附图说明
下面参照附图来更详细地描述主题脉冲阀。
图1为示出根据现有技术的处于闭合位置的阀布置的侧视截面图。
图2为定位在压缩空气罐内的处于开启位置的图1的阀布置的侧视局部剖视图。
图3为示出根据本发明的处于闭合位置的阀布置的侧视截面图。
图4为定位在压缩空气罐内的处于开启位置的类似于图3的阀布置的阀布置的侧视局部剖视图。
具体实施方式
图1和图2中所示的现有技术的阀布置10用于将压缩空气"CA"脉冲输送至用于清洁污染气体的过滤设备中的垂直地布置的袋形过滤器元件(未示出)。阀布置10经由设在罐12的上壁16中的圆形开口14安装在压力介质罐12中。罐12为压缩空气罐。
与开口14同轴的垂直压力管18延伸穿过下壁20并且延伸到罐12的内部区域22中。压力管18的上端24布置在开口14下方一距离"D"。压力管18的上端24形成阀座24a，并且压力管18的下端24b在罐12外部开启成流体地连接于袋形过滤器元件(未示出)中的开口。
阀布置10具有由两个圆形同轴部分构成的阀壳体28，即，固定在一起的上部28a和管状下部28b。下部28b固定在其中的管插口30焊接或类似地固定在开口14中。上部28a的下表面32具有环形上凸缘34，其在下部28b布置在管插口30中时接合管插口30的上端30a。上部28a还具有带开启端部38的延伸导管36。阀(未示出)(诸如电磁阀等)在开启端部38处流体地连接于导管36。
呈具有大致"U"形截面的圆柱形活塞形式的阀部件40设置在下部28b的内部区域42中。阀部件40的外径"OD"略小于下部28b的内径"ID"，以便提供阀部件40与下部28b的内壁表面46之间的环形间隙44。间隙44提供压力罐12的内部区域22与阀部件40的内部区域48之间的连续的流体连通。阀部件40构成阀布置10的主阀，并且能够在外部闭合位置与内部开启位置(图1和图2)之间自由地移位，在该外部闭合位置，阀部件40的基部50密封地接触压力管18的阀座24a，在该内部开启位置，阀部件40的基部50升离阀座24a，以便阀部件40的自由端部40a接触上部28a的下表面32。在阀部件40的闭合位置，固定于延伸导管36的阀(未示出)处于闭合位置。
当阀部件40将从闭合位置开启来将短持续时间的压缩空气CA脉冲经由压力管18输送至袋形过滤器元件时，固定于延伸导管36的阀开启，产生压力减小，升高阀部件40，引起了阀部件40的自由端部40a接触上部28a的下表面32。就此而言，压缩空气CA流过下部28b中的开口52，并且流入压力管18中。
当阀部件40将从图1和图2中所示的开启位置闭合时，固定于延伸导管36的阀闭合来产生压力增大，这迫使阀部件40向外移动，直到基部50与阀座24a密封接触。就此而言，压缩空气CA被阻挡以防流过下部28b中的开口52和流入压力管18中。
现在参照图3和图4，示出了主题脉冲阀装置210。脉冲阀装置210具有与图1和图2中所示的脉冲阀装置10的那些共同的特征。就此而言，与图1和图2的那些共同的图3和图4中所示的特征使用相同的附图标记表示，但在它们之前具有数字"2"。
主题脉冲阀布置210可用于将增大压力的压缩空气"CA"脉冲输送至用于清洁污染的气体的过滤设备中的垂直地布置的袋形过滤器元件(未示出)。主题脉冲阀布置210经由设在罐212的上壁216中的圆形开口214安装在压力介质罐212中。罐212为压缩空气罐。
与开口214同轴的垂直压力管218延伸穿过下壁220并且延伸到罐212的内部区域222中。压力管218的上端224布置在开口214下方一距离"D"。压力管218的上端224形成阀座224a，并且压力管218的下端224b在罐212外部开启成流体地连接于袋形过滤器元件(未示出)中的开口。
主题脉冲阀布置210具有由两个圆形同轴部分构成的阀壳体228，即，固定在一起的上部228a和管状下部228b。下部228b固定在其中的管插口230焊接或类似地固定在开口214中。上部228a的下表面232具有环形上凸缘234，其在下部228b布置在管插口230中时接合管插口230的上端230a。上部228a还具有带开启端部238的延伸导管236。电磁阀(未示出)等在开启端部238处流体地连接于导管236。
呈具有大致"U"形截面的圆柱形活塞形式的阀部件240设置在下部228b的内部区域242中。阀部件224的外径"OD"略小于下部228b的内径"ID"，以便提供阀部件240与下部228b的内壁表面246之间的环形间隙244。间隙244提供压力罐212的内部区域222与阀部件240的内部区域248之间的连续流体连通。阀部件240构成阀布置210的主阀，并且能够在外部闭合位置与内部开启位置(图3和图4)之间自由地移位，在该外部闭合位置，阀部件240的基部250密封地接触压力管218的阀座224a，在该内部开启位置，阀部件240的基部250升离阀座224a，以便阀部件240的自由端部240a接触上部228a的下表面232。在阀部件240的闭合位置，电磁阀(未示出)处于闭合位置。
当阀部件240将从闭合位置开启来将短持续时间的压缩空气脉冲经由压力管218输送至袋形过滤器元件时，电磁阀开启，产生压力的减小，升高阀部件240，引起阀部件240的自由端部240a接触上部228a的下表面232。就此而言，压缩空气CA流过下部228b中的开口252，并且流入压力管218中。
当阀部件240将从图3和图4中所示的开启位置闭合时，电磁阀闭合来产生压力增大，这迫使阀部件240向外移动，直到基部250与阀座224a密封接触。
使用本发明的脉冲阀布置210的方法包括开启电磁阀来引起阀壳体228和阀部件240内的压降，以使阀部件240移动至开启位置，并且允许压缩空气脉冲从压缩空气罐流过阀壳体228中的开口252并且流入压力管218中用于过滤器清洁。另外，本发明的脉冲阀布置210可包括闭合电磁阀，以引起阀壳体228和阀部件240内的压力增大，以使阀部件240移动至闭合位置，并且阻挡来自压缩空气罐的压缩空气脉冲流过阀壳体228中的开口252并且流入过滤器清洁件之间的压力管218中。
根据现有技术的阀布置10的教导，圆柱形下部28b向下延伸远到压力管18的上端24，以便整个阀部件40在阀部件40处于其闭合位置时被下端28b包绕。因此，阀部件40在其整个位移期间准确地被引导，因此消除了卡住的风险。另外，下部28b具有多个开口52，其在阀部件40处于其开启位置时防止从压力罐12至压力管18的压缩空气CA流的非期望的节流。
出乎意料地且与这些现有教导相反，已经发现在阀部件40处于其闭合位置时，圆柱形下部28b向下延伸远到压力管18的上端24以便整个阀部件40由下部28b包绕不一定是合乎需要的。由于整个阀部件40由下部28b包绕，故阀部件40可由于内壁表面46上的颗粒、下部28b中的凹陷等具有卡住的趋势。为了纠正该问题，主题阀布置210通过显著地扩大开口252同时仍向整个阀布置210提供结构完整性来除去同样多的下部228b。在纠正该问题时，开口252的开启面积增大，导致了增大的流体流，允许了增大的脉冲压力。增大的脉冲压力允许每个阀每次脉冲的更大的过滤区域清洁。就此而言，在主题阀中，开口252提供了比本文所述的市售的现有技术的脉冲阀上的开口52提供的大大约25%至大约125%的开启面积，或大大约55%至大约95%的开启面积用于流体流。
此外，教导了下部28b具有多个开口52，其在阀部件40处于其开启位置时防止从压力罐12至压力管18的压缩空气CA流的非期望的节流。出乎意料地，已经发现了由现有技术教导的多个开口52引起显著的压降，显著地限制了输送至压力管18的压缩空气CA脉冲的压力。为了纠正该问题，主题阀布置210具有由如上文所述的用于流体流的开口252提供的显著地扩大的开启面积，以除去观察到的显著压降，并且因此显著地增大了输送至压力管218的压缩空气CA脉冲的压力。显著地增大输送至压力管的压缩空气CA脉冲的压力通过将较高压力的压缩空气CA脉冲输送至过滤袋元件来实现每个阀每次脉冲的更大过滤区域清洁而被认作是合乎需要的。
尽管已经示出和描述了优选实施例，但可在不脱离本发明的精神和范围的情况下对其作出各种修改和替换。因此，将理解的是，本发明经由示出而非限制来描述。

Claims (8)

1. 一种用于清洁可用于清洁污染气体的过滤器单元的脉冲阀布置(210)，包括：
具有内部区域(242)的阀壳体(228)；
固定在所述阀壳体(228)上的阀和布置在所述阀壳体(228)内的阀部件(240)；
固定在所述阀壳体(228)上的所述阀开启来减小压力并升高所述阀部件(240)，引起所述阀部件(240)的自由端部(240a)接触所述阀壳体(228)，允许压缩空气(CA)脉冲穿过壳体开口(252)并到压力管(218)中；
固定在所述阀壳体(228)上的所述阀闭合来增大压力并使所述阀部件(240)向外移动，阻挡了穿过壳体开口(252)和所述压力管(218)的压缩空气(CA)流；并且
壳体开口(252)提供适用于增大流体流、增大脉冲压力和减小压降的开启面积。
2. 根据权利要求1所述的脉冲阀布置(210)，其特征在于，壳体开口(252)提供增大大约25%至大约125%的开启面积。
3. 根据权利要求1所述的脉冲阀布置(210)，其特征在于，壳体开口(252)提供增大大约55%至大约95%的开启面积。
4. 根据权利要求1所述的脉冲阀布置(210)，其特征在于，所述阀壳体(228)引起减小的压降。
5. 一种使用脉冲阀布置(210)的方法，包括：
开启固定在阀壳体(228)上的阀以引起所述阀壳体(228)内的压降，使阀部件(240)移动至开启位置，以允许压缩空气(CA)脉冲从压缩空气罐(212)流过壳体开口(252)并流入压力管(218)中用于过滤器清洁；
闭合固定在所述阀壳体(228)上的所述阀以引起所述阀壳体(228)内的压力增大，使所述阀部件(240)移动至闭合位置，以阻挡来自压缩空气罐(212)的压缩空气(CA)流过壳体开口(252)并流入过滤器清洁件之间的所述压力管(218)中；以及
提供带有开启面积的壳体开口(252)，所述开启面积适用于增大流体流、增大脉冲压力和减小压降。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，壳体开口(252)提供增大大约25%至大约125%的开启面积。
7. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，壳体开口(252)提供增大大约55%至大约95%的开启面积。
8. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述阀壳体(228)引起减小的压降。
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