CN1110639C - 单稳阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及对装在密闭容器中气体突然放气进行控制的一种单稳阀。这种阀的特征在于，它包括安置在所谓控制管道(17)上的一只二级活门(18)，一件使控制活门快速移动至排放位置的驱动装置(19)和一件使控制活门返回到关闭位置的装置(20)。二级活门位于所谓关闭位置和所谓排放位置之间，在关闭位置，控制室(13)中所含气体不能跑出；而在所谓排放位置，控制室中包含的气体可放出。本发明的另一特征在于，排放管道(11)的截面所确定的面积至少是恒定的，甚至从后室(9)向出气管道(6)有所增加，以便限制负荷损失。本发明的特征还在于主活门(12)有小的惰性。

Description

单稳阀
技术领域
本发明涉及对装在一密闭容器中的气体逐渐充气，然后控制突然放气的一种单稳阀。
背景技术
为了使粒状物质易于流动和/或防止形成凝结物，例如在水泥制造窑炉中，人们使用熟知的空气枪装置。
该装置包括一容器，在该容器中加压充入一定体积的气体，然后该气体周期性突然释放，例如通过一气嘴释放，所发生的突燃可消除凝结物。
为了在第一阶段往密闭容器里充气和在第二阶段从密闭容器里突然放气，在密闭容器和喷嘴之间配置一单稳阀，该单稳阀控制气体从密闭容器源和从密闭容器向喷嘴或其他装置通过。
-这种典型的单稳阀包括：
一个给阀腔室划定界限的阀体，阀腔室一边有连到密闭容器上的进气管道，另一边有往出气管道放气的孔。
-一个装在上述腔室里的活塞，该活塞在所谓关闭位置和所谓开通位置之间移动。在所谓关闭位置，该活塞的前面关闭出气孔；在所谓开通位置，活塞前面远离出气孔，以便密闭容器里的气体能够通过出气管道突然排出，该活塞：
一方面有将腔室分成一个前室和一个后室的凸缘，往活塞前面和出气孔方向转动的所谓“前面”的平面承受密闭容器中所盛气体压力，该压力发展为使活塞后退并导致达到打开位置的一种所谓开通力。
另一方面，在后面和阀体之间，活塞限定了所谓后室，在后室中对活塞后面施加一种压力，并发展为一种将活塞推向关闭位置的所谓关闭力。这种关闭力与开通力在模量上显然相同，但方向相反。
-单稳阀还包括在后室中突然降低压力从而使活塞突然返回的一种装置。
这些空气枪的效率当然特别取决于密闭容器的体积和该容器中所含气体的压力，但同时也取决于密闭容器与出口管道连通的速度以及负荷损失的速度。
例如，人们熟悉一种阀(FR-A-2.660.395)，其活塞呈盆状，这样能够减小重量，因此减小了活塞惯性，这样能明显地改善活塞后退的速度。
另外，盆状的凹处可以安放小截面的滑槽，形成活塞导向装置，因而相对于常规活塞而言能减小活塞长度。
为了突然降低后室中的压力，该室的气体应该快速排出。
为了达到这个目的，人们提出阀(FR-A-2.712.639)，这种阀包括：
-在连接后室和出口管道的排气管道上有一只所谓主活门，该活门可在所谓关闭位置和排气位置之间移动。该活门要求：
·一方面，在上述后室中的压力指向所谓放气位置，在该活门的前面发展成为一种所谓放气力，
·另一方，在所谓控制室里所含气体压力指向关闭位置，在活门的后面发展成一种所谓关闭力，以及
-活塞和主活门分别返回到它们的闭合和关闭位置的装置。
一个有压力的气源与该阀连接，并向控制室供气，控制室通过所谓小截面供气管道给后室供气，该后室通过控制漏气给密闭容器供气。
因此，当给密闭容器充气时，正是这种充气压力维持活塞和活门分别紧靠在它门的座上。
一只活门安放在有压力气源和阀之间。
为了使活塞移动，人们切断有压力气体的供应，然后，通过上述分配器把控制室至少间接接连到大气中去，以便压力迅速降低，活门打开，让后室中的气体跑出。
后室中这种压力的降低能够使活塞后退，以便建立密闭容器与出气管道之间的联通。
这种连续动作能够以相当小的控制压力释放很大体积的气体。
释放气体所经过的路程是弯曲的，不幸造成很大的负载损失。
在例子(FR-A-2.660.395)中，把密闭容器与阀连接在一起的进气管道直径基本不变，略小于活塞长度，面对活塞侧壁，这种进气管道是开通的。
这种进气管道直径不变，减小了从密闭容器到出气管道流动的流体负荷损失。
人们还了解一种阀(US-4.201.362)，其阀门的开通是由两只活门移动来控制的。
因此，这种阀包括：
-在把控制室至少间接连结到大气中的所谓控制装置管道上有一只二次活门，可以在关闭位置(包含在控制室里的气体不能跑出)和排空位置(包含在控制室里的气体可以跑出)之间活动。
-一件驱动装置，可快速地把控制活门移动到排空位置，以及
-一件控制活门的返回装置，使其返回关闭位置。
在这种以阶段控制的系统中，活塞返回速度还可以进一步改进，因此，能够获得更好的效率。
发明概述
为此，本发明就是以上述类型的阀为目的设计出来的，其特征在于：
-排空管道的直截面所确定的面积至少是恒定的，甚至为了限制负荷损失，从后室向着出口管道面积有所增加，以及
-主活门的惯性小于所述活塞的惯性。
附图说明
作为非限制性例证，参照下述附图所进行描述，将能更好地理解本发明，附图按照本发明表示一台单稳阀的纵向截面。
优选实施例的详细说明
从图上可以看到，单稳图1包括：
-阀体2限定了腔室3，室3一边有连接一密闭容器的一进气管道4，另一边有面向出气管道6的出气孔5。
-活塞7安装在上述室3中，活塞在所谓有关闭位置和所谓开通位置之间移动。在关闭位置，该活塞7的前面7A堵塞出气孔；在所谓开通位置，该前面离开出气孔，密闭容器的气体可以通过出气管道突然排出，此活塞
·一方面，带有把室3分成一个前室和一个后室9的凸缘，凸缘面向活塞前方和出气孔的所谓“前面”8A承受密闭容器中气体的压力，此压力发展成一种所谓开通力，此力趋于使活塞后退并将活塞推向开通的位置，及
·另一方面，在活塞后面8B和阀体之间限定出室9，在室9中，对活塞后部施加一种压力，称为关闭力，把活塞推向关闭位置，这种关闭力在模量上明显与开通力相等，但方向相反，以及
-在后室中突然降低压力的装置10，并引起活塞突然后退。
为了在后室中压力突然降低，典型的阀还包括：
-在把后室9与出气管道6连通的排空管道11上有一只所谓主活门12，该活门能在关闭位置和放气位置之间活动，这种活门要求：
·一方面，由于在上述后室中占优势的压力面向关闭位置，施加在该活门的前面上一种所谓放气力，以及
·另一方面，在所谓控制室13中所含气体的压力指向关闭位置，在活门的后面施加一种关闭力，把活门推向活门座，以及
-一分别使活塞和主活门返回关闭和闭合位置的装置14和15。
从外部气源S来的加压气体直接注入后室9进行供气，用分配器16进行控制。分配器16按照活塞凸缘出现的密封度水平所控制的漏气与后室联通。
阀包括：
-在把控制室至少间接连到大气的所谓控制管道17上装有一只上述二级控制级活门18，该活门可以在关闭位置(在此位置控制室13中的气体不能跑出)和排空位置(在此位置控制室中的气体能跑出)之间活动。
-一件驱动装置19将控制活门快速移动到排空位置，
-一件控制活门的返回装置20，使其返回到关闭位置。
根据本发明，其特征在于，
-排空管道11的直截面所确定的面积至少是恒定的，甚至从后室9到出气管道6有所增加，以便限制负载损失，以及
-主活门12具有小的惯性。
控制室13有小的体积，并通过小截面孔21与后室连通，使得后室和控制室有相同的压力。
其优点在于，在主活门上游的排空管道的11A段，称上游段，具有新月形截面，环绕在此排空管道的下游段11B，下游段具有明显的圆形截面，这两段的截面面积相等。
主活门12是一隔膜活门，例如，刚性中心区构成活门的活动部分，柔软的外周区用于使活门就位。
也可使用金属隔膜。
至少外周区的一部分承受后室中所含气体的压力。
排空管道的上游段位于后室的后部，而下游段在安放活塞的腔室侧部。
能够往控制室中注入气体的孔21是在隔膜中实现的。
这样的活门的使用能够以很轻的金属部件实现大截面的通行，轻的金属元件有利于提高速度和减小的行程。
控制活门，例如可由一小活塞构成，而小活塞在一电磁铁产生的磁场作用下移动。
其优点在于，在控制室中气体的放出是在排空管道的下游段11B中进行的，使放气时产生的噪声，例如引入到炉子中，而不让令人难受的噪声引到外部。
其优点在于，把密闭容器与安放活塞的阀体连接在一起的进气管道4，在其全部长度上截面保持恒定，但几何形状在沿着管道的纵向轴线上的不同位置上变化，使得在管道与阀体之间的联接处，这种直截面显然呈椭圆形，小尺寸椭圆平行于活塞移动轴线。
这样能够把活塞明显地缩短到椭圆的短轴值，从而减小行程而不产生那么多负荷损失。
制造这种阀的优点还来源于阀组件的配置。
事实上，从气源来的气体注入是直接注入到活塞7的后面，而不是以常规方法用控制漏气来完成。
这样在充气时就改善了对阀座的维护。
另一令人感兴趣的方面是，带有活塞导向装置的部件与阀体一起限定了腔室，安放注入气体的活门，并在后面安装有控制活门。
这种安装类型能够容易地更换各部件而不必进行折卸一安装多种操作。

Claims (7)

1.用来控制密闭容器中气体的突然放气用的单稳阀包括：
-一个阀体(2)，限定了腔室(3)，阀体一方面有与密闭容器相连的进气管道(4)，另一方面有面向出气管道(6)的出气孔(5)，
-一只活塞(7)，安装在上述腔室(3)中，能够在关闭位置和开通位置之间移动，在关闭位置，该活塞(7)的前面(7A)堵塞出气孔，在开通位置，活塞的前面离开出气孔，以便密闭容器中的气体通过出气管道突然排空，该活塞：
·一方面，活塞有一个把腔室(3)分成前室和后室(9)的凸缘(8)，该凸缘(8)的前面(8A)面向活塞前面和出气孔，这个前面(8A)承受密闭容器中气体的压力，这种压力形成一种开通力，趋于使活塞后退并将活塞推到开通位置。
·另一方面，在后面(8B)和阀体之间，限定了后室(9)，在后室中对活塞后面形成一种关闭力，将活塞推向关闭位置，这种关闭力在模量上与开通力相等，但方向相反，
为了突然降低后室中的压力，这种阀通常还包括：
-设置在连接后室(9)和出气管道(6)的排空管道(11)上的一主活门(12)，主活门能在关闭位置和放气位置之间活动，这种主活门要求：
·一方面，在上述后室中占优势的压力下指向放气位置，在该活门的前面形成一种放气力，以及
·另一方面，在控制室(13)中气体的压力下指向关闭位置，在该活门的后面上形成一种关闭力，用于把主活门推向活门座，并且
-活塞和主活门各自的返回装置(14，15)，分别将它们拉向闭合和关闭位置，
这种阀还包括：
-在把控制室至少间接连到大气去的控制管道(17)上有一只二级控制活门(18)，它能在关闭位置和排空位置之间活动，在关闭位置，控制室(13)中的气体不能跑出；在排空位置，控制室中的气体能够跑出，
-一驱动装置(19)能够快速把控制活门移动到排空位置，以及
控制活门的一个返回装置(20)，可使控制活门返回到关闭位置，
这种阀的特征在于：
-由排空管道(11)的直截面所确定的面积从后室(9)向着出气管道(6)是恒定的或者是增加的，以便限制负载损失，以及
-主活门(12)的惯性小于活塞(7)的惯性。
2.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，在主活门上游的排空管道上游段(11A)，其截面呈月牙形，配置在这个排空管道下游段(11B)周围，这个排空管道的下游段截面显然呈圆形，而这两段截面面积则相等。
3.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，主活门(12)是一种隔膜型活门，它包括一个刚性中心区，是活门的活动区，和一个柔软的外周区，用于活门的就位。
4. 据权利要求3所述的阀，其特征在于，气孔(21)是在隔膜中形成的，用于往控制室中注入气体。
5.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，控制活门是由一个小活塞构成，该活塞在一电磁铁产生的磁场作用下移动。
6.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，在控制室中气体的排出是在排空管道下游段(11B)中进行的。
7.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，把密闭容器与安放活塞的阀体连接在一起的进气管道(4)，在其全部长度上表面截面不变，但几何形状在沿着管道纵向轴线上随着位置不同而变化，使得在管道与阀体连接处，这种直截面显然为椭圆形，定向的小椭圆平行于活塞移动的轴线。
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