CN113454373B - 带垂直定向的阀瓣的被动爆炸隔离阀 - Google Patents

Abstract

提供了一种被动爆炸隔离阀(10)，该被动爆炸隔离阀(10)包括垂直定向的闸门件(40、42)，该闸门件(40、42)构造成在响应阀下游发生的能量事件时自动闭合。阀(10)可选地配备有阀座清洁组件(46)和/或一个或多个闩锁组件(44)，该阀座清洁组件构造成去除阀座(48)的区域上积聚的颗粒材料，该闩锁组件(44)则构造成在阀(10)响应于能量事件而闭合后将闸门件(40、42)固定在闭合位置。

Description

带垂直定向的阀瓣的被动爆炸隔离阀

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年2月19日提交的名称为“带垂直定向的阀瓣的被动爆炸隔离阀”(PASSIVE EXPLOSION ISOLATION VALVE WITH VERTICALLY ORIENTED FLAPS)的美国临时申请第62/807405号的优先权，其内容全部以参见的方式纳入本文。

技术领域

本发明总地涉及一种被动爆炸隔离阀，该阀包括垂直定向的阀瓣，该阀瓣在正常的阀运行期间是打开的，允许阀入口和阀出口之间的连通，但在响应于阀下游发生的能量事件时自动闭合。根据本发明的阀还可以可选地配备有阀座清洁组件，该阀座清洁组件构造为去除积聚在阀座附近的颗粒材料，并且可能干扰响应于能量事件的阀瓣的完全闭合。此外，根据本发明的阀还可提供有闩锁组件，该闩锁组件在能量事件后将阀瓣固定在闭合位置，直到需要重新打开阀为止。

背景技术

某些类型的工业厂房采用灰尘收集系统将细颗粒物质从材料处理器械中去除，以避免颗粒物质排放到环境中。此类灰尘收集系统通常包括袋滤室或类似的灰尘收集设备，其在空气流进大气之前收集颗粒物质。收集的颗粒物质可能高度可燃、或者甚至有爆炸性。隔离装置，特别是隔离阀，通常用于保护上游器械免遭在灰尘收集设备内的爆炸的灾难性后果。

隔离阀可以是主动型或者被动型。主动隔离阀通常需要机械致动，以响应于检测到的危险条件、比如爆燃波或者火焰锋。主动隔离阀可以是闸门阀类型，比如美国专利6131594号中公开的，其中闸门件的移位通过致动器设备实现。另一种类型的主动隔离阀是夹管阀，比如美国专利申请公开2013/0234054号中公开的，其中内套筒是压缩的。与闸门型隔离阀一样，夹管阀套筒的闭合是通过致动器装置实现的。主动隔离阀虽然有效，但通常更为复杂，并且需要装配能够识别危险能量事件的开始并触发阀闭合致动器的检测器械，由此导致资本成本的增加。

被动隔离阀通常没有那么复杂，并且不靠检测装置来进行致动。相反，被动隔离阀通常对环境变化作出响应，比如能量事件本身或压力的变化或流体流动方向的变化。由此，除了例行检查和维护外，被动隔离阀通常不会受到主动监控以确保其运行准备状态。

传统上，许多被动隔离阀包括水平铰接的闸门元件、比如美国专利9933078号所示的，尽管这种传统的闸门元件更常常被构造成平坦件，而不是轮廓件。然而，水平铰接意味着在设计闸门元件时必须考虑重力，因为处理流或者任何机械辅助装置必须能够在处理器械的正常运行期间将闸门元件枢转至阀打开位置，这意味着必须克服闸门元件的重量，该重量会自然地使闸门元件偏向闭合位置。随着阀直径的增大，所需的闸门元件的尺寸也随之增大，从而增加了闸门元件的重量。为了保持重量，闸门元件可以由较薄的材料构造。此外，较大的闸门元件会导致闸门元件在阀打开位置和阀闭合位置之间移位时的行进路径较长，从而导致响应于能量事件时闭合时间更长。

众所周知，铰接闸门元件也会受到阀“颤振”的影响，即由于流过阀的处理流中正常的波动，闸门元件偶尔会猛击阀座和/或止动件。如果闸门元件由太薄的材料构造成，这种颤振会导致闸门元件发生变形，并且当阀移位到闭合位置以响应下游能量事件时，闸门元件无法正确地阻断阀入口和阀出口之间的连通。因此，上游处理器械可能无法有效地与能量事件的影响隔离。

在灰尘收集系统中，颗粒物质在阀附近的积聚会干扰阀的闸门元件的完全闭合，从而对阀在防止能量事件传播中的有效性产生不利地影响。'078号专利公开了该问题的一个解决方案。然而，所述解决方案特定于所示出的具有水平铰接闸门元件的特别的阀。

发明内容

本发明旨在利用现有技术的被动隔离阀克服上述一个或多个缺点。根据本发明的一个实施例，通过将阀闭合分为两个独立且较小的质量来解决与包括水平铰接闸门元件的阀相关联的问题。此外，较小的闸门元件可垂直铰接以减少或者去除作用在其上的重力的影响根据一个特定实施例，提供了一种被动隔离阀，该被动隔离阀包括阀体、固定在阀体上的包括一对垂直铰接的闸门件的闸门组件、以及一个或多个闩锁组件。阀体包括阀入口、阀出口、以及通过阀体的阀通路，该阀通路将入口和出口互连。响应于阀出口下游的能量事件，闸门件可在阀打开位置和阀闭合位置之间移位，该阀打开位置将阀入口与阀出口连通，在该阀闭合位置闸门件阻断了阀入口与阀出口之间的连通。闸门组件还包括至少一个偏置机构，该偏置机构构造成使闸门件朝向阀打开位置偏置。一个或多个闩锁组件构造成响应于闸门件移位至阀闭合位置而部署并将闸门件保持在阀闭合位置。

根据本发明的另一个实施例，通过提供新型的阀座清洁组件来解决影响阀闭合的颗粒材料的积聚问题。特别地，提供了一种被动隔离阀，该被动隔离阀包括阀体、固定在阀体上的包括一个或多个铰接闸门件的闸门组件、阀座、以及阀座清洁组件，该阀座清洁组件构造成去除阀座附近积聚的颗粒物质。阀体包括阀入口、阀出口、以及通过阀体将阀入口和阀出口互连的通路。响应于阀出口下游的能量事件，一个或多个铰接闸门件可在阀打开位置和阀闭合位置之间移位，该阀打开位置将阀入口与阀出口连通，在该阀闭合位置一个或多个闸门件阻断了阀入口与阀出口之间的连通。当处于阀闭合位置时，一个或多个闸门件与阀座接触抵靠。阀座清洁组件构造成去除阀座附近积聚的颗粒物质，在一个或多个闸门件在阀打开位置和阀闭合位置之间移位期间，该颗粒物质可能干扰抵靠一个或多个阀座的闸门件的落座。阀座清洁组件包括气体引导通道和面向气体引导通道的气体分散引导件。气体分散导管包括多个端口，这些端口与气体引导通道连通，并且构造为将流经气体引导通道的气体分散到阀座附近的通路中。

根据本发明的又一实施例，提供了被动隔离阀，该被动隔离阀包括阀体、固定在阀体上的包括一个或多个铰接闸门件的闸门组件、以及用于一个或多个闸门件的至少一个闩锁组件。阀体包括阀入口、阀出口、以及通过阀体将阀入口和阀出口互连的通路。响应于阀出口下游的能量事件，闸门件可在阀打开位置和阀闭合位置之间移位，该阀打开位置将阀入口与阀出口连通，在该阀闭合位置闸门件阻断了阀入口与阀出口之间的连通。至少一个闩锁组件构造成响应于闸门件移位至阀闭合位置而部署并将闸门件保持在阀闭合位置。至少一个闩锁组件包括：触发器，该触发器构造成在一个或多个闸门件在阀打开位置和阀闭合位置之间移位期间与一个或多个闸门件接触；固定元件，该固定元件构造成限制一个或多个闸门件从阀闭合位置的移动；以及可移位主体，该可移位主体构造成在激活触发器的同时移动固定元件使其与一个或多个闸门件接合。

附图说明

图1是根据本发明的装配在阀入口管道和出口管道之间的可用于各种类型的处理器械的被动隔离阀的等距视图；

图2是图1的被动隔离阀的分解图；

图3是闩锁组件的分解图，该闩锁组件可与本发明的某些实施例一起使用从而响应下游能量事件在阀闭合后固定闸门件；

图4是在闸门件处于阀打开构造时，从阀入口的角度看阀的等距视图；

图5是取自与图4相同的角度的阀的剖视图；

图6是阀入口的特写剖视图；

图7是取自阀入口的下游角度的部分剖视图，示出了处于阀打开构造的闸门件；

图8是取自阀入口的下游角度的部分剖视图，示出了处于部署了闩锁组件的阀闭合构造的闸门件；

图9是取自阀入口的下游角度的另一剖视图，示出了部署了闩锁组件的阀闭合构造中的闸门件；

图10A是处于未部署构造的闩锁组件的剖视图；

图10B是处于部分部署构造的闩锁组件的剖视图；以及

图10C是处于完全部署构造的闩锁组件的剖视图。

尽管附图不一定为所示的部件或结构提供确切的尺寸或公差，但是对于附图中所示的结构的部件之间的关系，附图是按比例绘制的。

具体实施方式

以下描述旨在说明本发明的优选实施例，且不应视为对本发明范围的限制。应当认识到，并非本文描述的所有结构或特征对于实践本发明的概念都是关键的，并且可以在不脱离本发明的整体精神的情况下以替代方式实践本发明。

转到图1，该图示出了被动隔离阀10。阀10包括联接入口管道14和出口管道16的阀体12。每个管道14和管道16都包括法兰18，该法兰18构造为比如用螺栓24等固定在相应的主体入口法兰20和主体出口法兰22上。如本文所用，术语“入口”和“出口”通常分别指代当阀10装配在处理器械内时处于阀打开构造的正常运行期间的阀10的上游侧和下游侧。因此，阀10的入口在阀打开的运行期间接纳处理流体，该处理流体流过穿过阀的通路，经由阀的出口离开。

阀体12通常为圆柱形构造，并可能构造有窗口26，该窗口26在阀的运行期间由屏蔽件28覆盖。屏蔽件28通过闭合机构30固定在阀体上。窗口26允许对阀体12的内部进行检查，而无需将阀体从管道14和16脱开。

图2提供了阀10的各种构件的放大组装图。阀体12通常包括阀进口32和阀出口34、以及经过阀体将进口32和出口34互连的通路36。阀10还包括闸门组件38，该闸门件包括至少一个、且优选两个铰接闸门件40、42。如下文更详细地解释，闸门件40、42响应于阀出口下游的能量事件可在阀打开位置和阀闭合位置之间移位，在该阀打开位置，阀入口32与阀出口34连通，在该阀闭合位置，闸门件40、42阻断阀进口32与阀出口34之间的连通。

在某些实施例中，阀10还可包括一个或多个闩锁组件44，该闩锁组件44构造为响应于闸门件40、42移位至阀闭合位置而部署并将闸门件40、42保持在阀闭合位置直到需要重新打开阀为止。闩锁组件44的优选实施例将在下面进一步详细描述。

在某些实施例中，阀10还可包括阀座清洁组件46，该阀座清洁组件46构造为当闸门件从阀打开位置移位到阀闭合位置时，将积聚的颗粒物质从闸门件40、42的座部48(见图7)附近清除。在特定实施例中，阀座清洁组件46利用加压气体使已沉降在阀座48的紧邻区域的颗粒物质重新悬浮在流过阀通路36的处理气流中。阀座清洁组件的优选实施例将在下面进一步详细描述。

参考图4-9，该图描绘了闸门组件38的优选实施例。如前所述，闸门组件38包括一对闸门件40、42。所示出的闸门件40、42为独立铰接，这允许闸门件40、42彼此独立枢转、特别是处于阀打开位置和阀闭合位置之间时，尽管不必总是如此，也不意味着每个闸门件的动作需要完全独立于另一个。

可期望提供可能是螺旋弹簧形式的偏置机构50，该偏置机构50将闸门件40、42互连并运行以使闸门件朝向阀打开位置偏置。因此，偏置机构50有助于将阀10维持在最大打开状态，即使流经阀10的处理流的流量的强度暂时减弱或完全停止。当偏置机构50包括所描绘的螺旋弹簧时，弹簧的每一端可固定于装配在闸门件40、42上的柱或螺栓52，并且附着在每个闸门件的下游面41、43上。在某些实施例中，闸门组件38还可包括一个或多个止动件54，该止动件54在阀打开位置限制闸门件40、42的移动，并在处理流流过阀10时设置闸门件的最大行进路径。止动件54可通过紧固件56附着在阀体12或其任何部分上、比如安装环66。在某些实施例中，止动件54构造为允许闸门件40、42相对于阀闭合位置大约70°、大约60°或大约50°的最大行进路径。在特定实施例中，阀的设计构造为允许最终用户在阀10正常运行期间设置闸门件40、42的最大打开程度。这可以通过为止动件54提供特定安装位置或通过提供最终用户可以装配的替代止动件的几何形状来实现。该构造可以考虑在处理器械内可能会遇到的危险以及阀10闭合需要多快以保护上游器械。

如图所示，每个闸门件40、42的内侧部段58、60已经被卷起以形成可在其中插入铰接销64的细长孔62。

因此，在所示实施例中，每个闸门件40、42绕不同的轴线枢转，尽管两个枢转轴线优选地为大致平行。可以理解，除了图中所示的铰接结构外，还可以采用其他铰接结构来安装闸门件40、42。例如，每个闸门件的卷起部分58、60能以交替方式切去，使得卷起部分可以装配在一起并且使用单个铰接销64绕共用枢转轴线安装闸门件。或者，铰接销可焊接到闸门件上，从而避免孔62的形成。此外，孔62可以由焊接在每个闸门件40、42上的圆形管形成。更进一步地，圆形杆可焊接到闸门件上，并在相应的圆形杆的端部钻孔或攻丝，从而可以插入螺栓来代替铰链销64。

尽管根据本发明的每个实施例不是必需的，但闸门组件38优选地构造为当阀10装配在特定处理器械内时，闸门件40、42绕垂直定向轴或轴线枢转。因此，在这些实施例中，闸门件40、42将在不考虑重力对枢转动作的影响下进行枢转。尽管如此，闸门件40、42相对于阀体12和穿过阀体12的通路36倾斜定向是在本发明的范围内的。然而，应优选地避免构造闸门组件38，以便当阀10装配在处理器械内时闸门件40、42绕水平或大致水平的轴或轴线枢转，就像当提供打开构造或闭合的结构时必须考虑在阀打开构造中作用在件40、42上的重力一样必要。在特定实施例中，枢转轴或轴线的垂直度提供±5°、±3°或±2°的精度。

在某些实施例中，可以安装阀10以使处理流体从中垂直行进。例如，阀10可安装在处理导管中90°弯头的下游。

在此类实施例中，由闸门件40、42绕着枢转的轴或轴线将不再大致为垂直定向。

相反，由件40、42绕着枢转的轴或轴线将大致为水平定向。因此，在设计阀10和/或装配有阀的系统的其他部件时需要考虑作用在闸门件40、42上的重力效应。例如，如果处理流通过阀10垂直向上行进(即逆重力)，则需要抵抗作用在闸门件40、42上将闸门件移位到阀闭合位置的重力效应。可通过使用更强的偏置机构50来平衡这样的力，以将闸门件40、42维持在阀打开位置。如果处理流通过阀垂直向下行进(即随着重力)，重力倾向于辅助闸门件40、42维持在阀打开位置，从而降低或消除对偏置机构50的需求。替代地，偏置机构50可以重新构造和/或重新调整用途以提供阀闭合偏置力，使得在经历能量事件的上游传播的同时，偏置机构50可以辅助克服在闸门件移位至阀闭合位置期间遇到的重力。因此，如有必要，可以在该特定实施例中提供在压缩力下的偏置机构50，而不是像附图中所示的实施例那样处于张力下。如图所示，可以提供有闸门件40、42直接附接在其上的安装环66。然后安装环66可依次紧固到主阀体12上。然而，在本发明的范围内，安装环66或类似结构与阀体12整体地形成而不是作为单独的部件提供。安装环66包括构造为与阀通路36的纵向轴线对齐和/或同轴的中心开口68。在某些实施例中，安装环66的内径与主阀体12的内径大致相同，但并非总是如此。安装环66还包括至少一个开口，该开口通常垂直于可接纳铰接销64的中心开口68。至少一个其他开口72可形成在与开口70相对的安装环66中，销64的远端可锚定在该开口70中。通常，开口72不需要像开口70那样是将环66的内部和外部互连的通孔。此外，一个或多个衬套74可容纳在开口70、72内，并且销64可穿过该衬套插入，以提供闸门件40、42的更平滑的旋转并且防止环66和销64被摩擦磨损。

如上所述，如图7-8所示，阀10包括阀座48，当处于阀闭合位置时，闸门件40、42接触阀座48。由于阀座48面向相对于经过阀10的处理流的正常通路的下游方向，在座部的紧邻位置可以产生限制气体循环的小死区。悬浮在处理流中的颗粒物质可以在该死区内沉降并积聚。这是有问题的，因为任何积聚的颗粒材料都会干扰在响应下游的能量事件时闸门件40、42的完全闭合。因此，本发明的某些实施例包括阀座清洁组件46，其功能是将此类积聚的材料从阀座48附近去除，此类材料会干扰抵靠在阀座上的闸门件40、42的落座，潜在地允许能量事件传播至阀10的上游并损坏上游处理器械。

优选的阀座清洁组件46如图2所示并且包括入口环76，该入口环76可紧固到安装环66上，或者直接紧固到阀体12上，视情况而定。在某些实施例中，入口环76包括阀座48；然而，如果需要，在阀结构的另一部分内形成阀座48属于本发明的范围。入口环76包括代表入口环的凹陷部分的气体引导通道78，该通道与构造为连接到加压气体源(未示出)的气体入口80流体地连接。如图所示，通道78绕入口环76基本上形成一个完整的圆圈，以便对阀座基本上所有的360°提供清洁；然而，情况并非总是如此。进气口80可定位在进气环76上，以使气体引导通道78仅部分地界定环76，特别是在颗粒材料最有可能在重力作用下积聚的阀座48底部区域内以及周围。

阀座清洁组件46还包括气体分散引导件82，该气体分散引导件优选为环绕阀入口32的环形件的形式，尽管不必总是如上文所述。气体分散引导件82装配在形成于安装环66中的凹槽83内，该气体分散引导件面向气体引导通道78，并且包括多个与通道78连通的端口84，并且该端口84构造为将流经气体引导通道的气体分散到阀座48附近的阀通路36中。如本文所用，表达“在阀座附近”主要指阀通路36中包含任何死区的部分，在该死区内循环的气体速度不充分地维持颗粒物质在流经阀10的气流中悬浮，使得颗粒物质可能在通路内积聚。具体而言，该表达还可包含闸门件40、42在从阀打开位置过渡到阀闭合位置时必须行进的至少一部分或全部的路径，特别是闸门件行进路径的最后5°、最后3°、或者最后2°。

在某些实施例中，端口84大致均匀地分布在气体分散引导件82周围，使得从阀座清洁组件46分散出的气体均匀地分布在待处理阀的特定区域中。在优选实施例中，端口84包括相应的喷嘴86和喉部88，其作用是节流经过端口的气体流动以产生类喷射的动作。下面进一步详细说明阀座清洁组件46的运行。

入口环76也可构造为保护闸门件铰接结构的铰接盖90。密封垫92可提供并放置在入口环76和安装环66之间，以提供密封来防止处理流在两者之间逸出。特别是，密封垫92接纳在凹槽102内，该凹槽102形成在入口环76中。此外，还提供一对接纳在凹槽104内的D形密封垫100，该凹槽104形成在入口环76中。凹槽104位于入口环76上凹槽102的内侧。铰接盖90还包括凹槽106和凹槽108，该凹槽106和该凹槽108也构造为接纳密封垫100相应的部分。D形密封垫100构造成形成阀座48的一部分并且当处于闭合位置时闸门件40、42接触抵靠该部分。密封垫100可由满足特定应用性能需求的材料制成。示例性材料包括三元乙丙橡胶(EPDM)、硅、以及丁腈橡胶。如前所述，阀座48后面的死区代表颗粒物质可能积聚的区域，并且这会对阀适当闭合的能力产生负面影响。然而，该死区的一个意想不到的益处在于，密封垫100在高速的处理介质磨损的影响下保持良好的保护。因此，选择合适的密封垫材料不必像密封垫材料的其他特性一样强调耐磨性，这可能是一个优势。

图10A-10C更详细地示出了根据本发明的闩锁组件44的实施例。应当注意，所示实施例代表可与阀10一起使用的优选类型的闩锁组件，并且在不脱离本发明的精神的情况下，也可使用提供类似功能的其他闩锁机构。此外，阀10完全不使用闩锁机构是在本发明的范围内的。

阀10内的闩锁组件44的数量和位置通常取决于阀的直径和闸门件的尺寸。

阀的直径和闸门件的尺寸越大，则用于阀闭合时固定闸门件的闩锁组件通常就越多。如果对于特定应用，每个闸门件仅需要一个闩锁组件44，通常闩锁组件44将位于安装环66周围的三点钟或九点钟位置(即，与阀通道36的上死点或下死点成约90°)。如果每个闸门件需要一个以上的闩锁组件44以确保将闸门件充分固定在阀闭合位置，则闩锁组件优选地绕安装环66均匀地间隔开。如图所示，为每个闸门件40、42提供两个闩锁组件44。闩锁组件44彼此间隔为约60°，并且与每个相应的闸门件的枢转点成约60°。

通常，闩锁组件44构造为响应于闸门件40、42移位至阀闭合位置而部署并将闸门件保持在阀闭合位置。特别地，闩锁组件44包括闩锁基座件110，构成闩锁组件44的各部件可固定在该闩锁基座件110上。基座件110可构造成装配在阀体12内，或者如图所示，穿过孔口112和槽口114装配在安装环66内。

闩锁组件44包括触发器116，该触发器构造成在闸门件在阀打开位置和阀闭合位置之间移位期间与闸门件40、42之一接触。在所示实施例中，触发器116由小螺旋弹簧118偏置朝向未部署位置，并且由保持销120固定该小螺旋弹簧118。触发器116的构造使得与闸门件40、42之一接触导致固定元件122的部署。固定元件122构造成限制闸门件40、42从阀闭合位置开始的运动，直到导致阀10闭合的阀10下游的危险情况减弱并且认为重新打开阀是安全的为止。固定元件122通过物理接合闸门件的下游面41、43来限制闸门件40、42的运动，以防止闸门件40、42绕铰接销64旋转运动。固定元件122通过铰接销124紧固在基座件110上，并通过弹簧126朝向缩回或未部署位置偏置。

闩锁组件44包括可移位主体128，该可移位主体128接纳在形成于主体外壳131中的孔130中，该主体外壳131通过螺纹接纳在孔口133中，该孔口133形成在基座件110中。弹簧132位于孔130中并且在主体128周围。弹簧132构造为接合从主体128延伸出的法兰134以及孔130中的肩部136。如图10A所示，将主体128移位到缩回位置，压缩在法兰134和肩部136之间的弹簧132。当主体128缩回且阀10处于阀打开位置时，该主体128由保持件138保持就位，该保持件138构造成与形成在主体128中的沟槽140配合。保持件138连接到L形板簧142，该板簧142通过紧固件144固定到基座件110。板簧142构造成通常位于基座件110的凹陷部分146中。衬套148也提供在可接纳主体128的孔130中。衬套148还可包括孔口150，该孔口中可插入保持件以将主体128保持在缩回位置。当闩锁组件44装配在安装环66内时，可以提供覆盖件152用于附接到基座件110并覆盖住安装环槽口114。螺纹螺母153提供在主体外壳131周围，一旦装配在槽口114内，该螺纹螺母153就可用于辅助将闩锁组件44固定到安装环66上。

应当注意，除了隔离阀10之外，闩锁组件44可具有的应用可能超出本文所述。因此，闩锁组件44应被视为独立于隔离阀10的实用的独立装置，以及可与隔离阀10结合使用的装置。现在将更详细地描述阀10的运行。阀10构造成装配在处理器械中，特别是在保护上游处理设备(未示出)免受由于阀10下游发生的能量事件而造成的损坏的应用中装配在入口管道14和出口管道16中间。此类能量事件包括但不限于与含碳细颗粒材料爆炸相关联的爆炸。优选地，阀10的装配使得闸门件40、42在阀通路36内、以及在阀的入口或者上游端处垂直定向。虽然，如前所述，在不脱离本发明的范围的情况下，本文考虑对该构造的修改。然后处理流可以流过阀10。在某些实施例中，处理流包括悬浮在气动流中的颗粒物质。处理流进入阀10并冲击在闸门件40、42上。如果处理流的速度足够，则可移位闸门件40、42而打开阀10，甚至比弹簧50提供的打开量更大，并且可能接触止动件54。

如前所述，处理流的一些部分可能进入阀座48附近的死区，在其中处理气体的速度将不足以保持其携带的颗粒材料的悬浮。然后颗粒材料可能会在阀座48附近掉落并积聚。优选地，如图所示，阀10配备有阀座清洁组件46。气体入口80联接到加压气体源、比如压缩空气，然后该加压气体源被引导经过入口80进入气体引导通道78。加压气体被递送到端口84中，并且被引导经过喉部部分88和喷嘴部分86并进入阀座48附近的阀通路36中，以在闸门件移位到闭合位置期间去除可能防止闸门件40、42落座的积聚的颗粒材料，如图8所示。供应至阀座清洁组件4以及从阀座清洁组件46排出的加压气体可以是连续流，或者可以是随机或规则间隔发生的高强度脉冲。

如果在阀10的下游发生比如爆炸的能量事件，则阀10构造为通过闭合来隔离位于阀上游的器械的被动响应。阀10通过利用爆炸产生的力、例如通过处理器械向上游行进的冲击力，将闸门件40、42从阀打开位置移位到阀闭合位置，该阀打开位置连通阀入口32与阀出口34，在该阀闭合位置闸门件阻隔入口和出口之间的连通。优选地，且如图所示，阀10配备有一个或多个闩锁组件44，该闩锁组件44构造为一旦发生该移位就将闸门件40、42固定在阀闭合位置。

现在转到图10A-10C，示出了闩锁组件的运行。图10A是处于闩锁组件44未部署状态的放大图，比如当阀在阀打开位置正常运行时。当闸门件40在响应下游能量事件而绕其相应的铰接销64枢转时，闸门件的外侧边缘将接触触发器116的末端154，从而导致触发器116绕保持销120的轴156旋转，该保持销120抵抗弹簧118的偏置。该旋转在触发器116的端部158产生凸轮状动作，该端部158接合板簧142的端部段160从而升高端部段160远离凹陷部分146。反过来这也会导致穿过板簧142的狭槽162的保持件138发生横向位移，并脱离阀体128的沟槽140。一旦保持件138脱离沟槽140，主体128就被释放并且在弹簧132的力下自由地在孔130内滑动。

如图10B所示，当主体128在弹簧132的力下滑动时，主体的端部164与形成在固定元件122中的沟槽166接触。当主体128继续接触固定元件122并滑过沟槽166时，固定元件抵抗弹簧126的偏置移位到如图10C所示的部署位置。此外，如图9所示，现在固定元件直接接合闸门件40的下游面41，从而保持闸门件40抵靠阀座48，防止该闸门件40从阀闭合位置移位。

当需要在能量事件后将阀10重新投入服务时，可以将闩锁组件44重置到未部署位置，以便闸门件40、42可以释放并可以再次自由枢转到阀打开位置。为了重置闩锁组件44，主体128在孔130内沿远离固定元件122的方向移位，这导致弹簧132的压缩。主体128的缩回可以通过各种方式实现。在一个实施例中，工具(未示出)可以附接到主体128的远端168，特别是通过插入到可以带螺纹的开口170中。操作者可以手动移位抵抗弹簧132的偏置主体128，直到保持件138锁定在沟槽140中，从而将主体128保持在缩回位置为止。

当主体128正在缩回时，它与固定元件122脱离接合，这导致弹簧126将固定元件122移位到如图10A所示的缩回位置并与闸门件40脱离接触。

闸门件40在弹簧50的偏置影响下，向打开位置移位，将触发器116旋转到空档位置，然后触发器116才能返回到由于保持主体128和沟槽140的接合而导致的未部署位置。

尽管未示出，但在本发明的范围内，阀10应配备传感器以向操作者提供关于阀10的运行状态信息。例如，传感器可以放置在闸门件40、42上以提供关于其打开状态的实时信息。传感器还可与闩锁组件44相关联地放置以指示闩锁组件是否已被激活。例如，如果一个闩锁组件被激活，但不是全部激活，这可能是闩锁组件发出故障信号并需要维修。

应当理解，本发明可以包括所描述的结构或特征的任何一个或任何组合，并且这里描述的结构和特征的任何数量的布置都是可能的。例如，根据本发明制造的被动隔离阀可包括本文所述的单独的任何闸门件、或与本文所述的任何闩锁组件和/或任何阀座清洁组件组合的闸门件。同样，根据本发明制造的被动隔离阀可包括与本文所述的任何闸门件构造组合的单独的任何闩锁组件、或与本文所述的任何阀座清洁组件组合的任何闩锁组件。更进一步地，根据本发明制造的被动隔离阀可包括与本文所述的任何闸门件构造组合的本文所述的单独的任何阀座清洁组件、或与本文所述的任何闩锁组件组合的任何阀座清洁组件。图中所示的实施例的描述不应被视为对本发明范围的限制。

Claims (32)

1.一种被动隔离阀，包括：

阀体，所述阀体包括阀入口、阀出口、以及通过所述阀体将所述阀入口和所述阀出口互连的通路；

闸门组件，所述闸门组件固定在所述阀体上，所述闸门组件包括一对垂直铰接的闸门件，响应于所述阀出口下游的能量事件，所述成对的垂直铰接的闸门件能在阀打开位置和阀闭合位置之间移位，在所述阀打开位置，所述阀入口与所述阀出口连通，在所述阀闭合位置，所述成对的垂直铰接的闸门件阻断了所述阀入口和所述阀出口之间的连通，所述闸门组件还包括至少一个偏置机构，所述偏置机构构造成使所述成对的垂直铰接的闸门件朝向所述阀打开位置偏置；以及

一个或多个闩锁组件，所述一个或多个闩锁组件构造成响应于所述成对的垂直铰接的闸门件移位至所述阀闭合位置而部署并将所述成对的垂直铰接的闸门件保持在所述阀闭合位置。

2.如权利要求1所述的被动隔离阀，其中所述成对的垂直铰接的闸门件独立地铰接。

3.根据权利要求2所述的被动隔离阀，其中所述成对的垂直铰接的闸门件中的每一个包括形成细长孔的卷起部分，所述细长孔构造成接纳从中穿过的铰接销。

4.如权利要求1所述的被动隔离阀，其中所述闸门组件还包括与所述成对的垂直铰接的闸门件互连的弹簧，所述弹簧将所述成对的垂直铰接的闸门件朝向所述阀打开位置偏置。

5.如权利要求4所述的被动隔离阀，其中所述弹簧连接到所述成对的垂直铰接的闸门件中的每一个的下游面。

6.根据权利要求1所述的被动隔离阀，其中所述闸门组件还包括当处于所述打开位置时限制所述成对的垂直铰接的闸门件的最大行进的止动件。

7.如权利要求1所述的被动隔离阀，其中所述被动隔离阀的所述成对的垂直铰接的闸门件中的每一个还包括至少一个闩锁组件。

8.根据权利要求1所述的被动隔离阀，其中所述一个或多个闩锁组件包括触发器、固定元件、以及可移位主体。

9.如权利要求8所述的被动隔离阀，其中，所述成对的垂直铰接的闸门件向所述阀闭合位置的移位，导致所述成对的垂直铰接的闸门件接触所述一个或多个闩锁组件的所述触发器而释放所述可移位主体，这又导致所述固定元件接触所述成对的垂直铰接的闸门件并将所述成对的垂直铰接的闸门件保持在所述阀闭合位置。

10.根据权利要求1所述的被动隔离阀，其中所述被动隔离阀包括阀座和阀座清洁组件，所述阀座清洁组件构造成去除积聚在所述阀座附近的颗粒物质，在所述成对的垂直铰接的闸门件在所述阀打开位置和所述阀闭合位置之间移位期间，所述颗粒物质可能会干扰抵靠所述阀座的所述成对的垂直铰接的闸门件中的一个或两个落座。

11.根据权利要求10所述的被动隔离阀，其中所述阀座清洁组件包括气体引导通道和面向所述气体引导通道的气体分散引导件，所述气体分散引导件包括多个端口，所述端口与所述气体引导通道连通并且构造成将通过所述气体引导通道的气流分散到所述阀座附近的通路中。

12.一种被动隔离阀，包括：

阀体，所述阀体包括阀入口、阀出口、以及通过所述阀体将所述阀入口和所述阀出口互连的通路；

固定在所述阀体上的闸门组件，所述闸门组件包括一个或多个铰接闸门件，响应于阀出口下游的能量事件，所述一个或多个所述铰接闸门件能在阀打开位置和阀闭合位置之间移位，在所述阀打开位置，所述阀入口与所述阀出口连通，在所述阀闭合位置，所述一个或多个铰接的闸门件阻断了所述阀入口与所述阀出口之间的连通；

阀座，当所述阀座处于所述阀闭合位置时，所述一个或多个铰接的闸门件接触抵靠所述阀座；以及

阀座清洁组件，所述阀座清洁组件构造成去除积聚在所述阀座附近的颗粒物质，在所述一个或多个铰接的闸门件在所述阀打开位置和所述阀闭合位置之间移位期间，所述颗粒物质可能会干扰抵靠所述阀座的一个或多个铰接的闸门件的落座，所述阀座清洁组件包括气体入口、气体引导通道和面向所述气体引导通道的气体分散引导件，所述气体分散引导件包括多个端口，所述端口与所述气体引导通道连通并且构造为将通过所述气体引导通道的气流分散到所述阀座附近的通路中。

13.根据权利要求12所述的被动隔离阀，其中所述气体分散引导件包括环绕所述阀入口的环。

14.根据权利要求13所述的被动隔离阀，其中所述多个端口绕所述环均匀地分布。

15.如权利要求12所述的被动隔离阀，其中所述多个端口中的每个包括相应的喷嘴部分和喉部部分。

16.根据权利要求12所述的被动隔离阀，其中所述气体引导通道形成在固定于所述阀体的入口环内，所述气体引导通道包括所述入口环的凹陷部分。

17.如权利要求16所述的被动隔离阀，其中所述入口环包括所述阀座。

18.根据权利要求16所述的被动隔离阀，其中所述入口环包括气体入口，所述气体入口构造成与加压气体源连接并将加压气体流引入到所述气体引导通道中。

19.如权利要求12所述的被动隔离阀，其中所述一个或多个铰接的闸门件垂直地铰接。

20.根据权利要求12所述的被动隔离阀，其中所述被动隔离阀还包括一个或多个闩锁组件，所述一个或多个闩锁组件构造成响应于所述一个或多个铰接的闸门件移位至所述阀闭合位置而部署并将所述一个或多个铰接的闸门件保持在所述阀闭合位置。

21.根据权利要求20所述的被动隔离阀，其中所述一个或多个闩锁组件包括触发器、固定元件、以及可移位主体。

22.如权利要求21所述的被动隔离阀，其中所述一个或多个铰接的闸门件向所述阀闭合位置的移位，导致所述一个或多个铰接的闸门件接触所述一个或多个闩锁组件的所述触发器而释放所述可移位的主体，这又导致所述固定元件接触所述一个或多个铰接的闸门件并将所述一个或多个铰接的闸门件保持在阀闭合位置。

23.一种被动隔离阀，包括：

阀体，所述阀体包括阀入口、阀出口、以及通过阀体将所述阀入口和所述阀出口互连的通路；

闸门组件，所述闸门组件固定在所述阀体上，所述闸门组件包括一个或多个铰接闸门件，响应于所述阀出口下游的能量事件，所述一个或多个铰接闸门件可在阀打开位置和阀闭合位置之间移位，在所述阀打开位置，所述阀入口与所述阀出口连通，在所述阀闭合位置，所述一个或多个铰接的闸门件阻断了所述阀入口与所述阀出口之间的连通；以及

至少一个闩锁组件，所述至少一个闩锁组件构造成响应于所述一个或多个铰接的闸门件移位至阀闭合位置而部署并将所述一个或多个铰接的闸门件保持在阀闭合位置，

所述至少一个闩锁组件包括：触发器，所述触发器构造为在所述一个或多个铰接的闸门件在所述阀打开位置和所述阀闭合位置之间移位期间与所述一个或多个铰接的闸门件接触；固定元件，所述固定元件构造为限制所述一个或多个铰接的闸门件从所述阀闭合位置的移动；以及可移位主体，所述可移位主体构造为在激活所述触发器的同时移动所述固定元件使其与所述一个或多个铰接的闸门件接合。

24.根据权利要求23所述的被动隔离阀，其中所述触发器构造为在与所述一个或多个铰接的闸门件接触的同时接合并升高所述至少一个闩锁组件的板簧，其中所述至少一个闩锁组件还包括保持件，所述保持件联接于所述板簧并且构造成当所述被动隔离阀处于阀打开位置时将所述可移位主体维持在缩回位置。

25.如权利要求24所述的被动隔离阀，其中所述可移位主体包括凹槽，当所述可移位主体处于所述缩回位置时，所述保持件在所述板簧的偏置下驻留在所述凹槽中。

26.根据权利要求24所述的被动隔离阀，其中所述板簧的升高导致所述保持件释放所述可移位主体，从而允许所述可移位主体在可移位主体弹簧的力下移动到部署位置。

27.根据权利要求26所述的被动隔离阀，其中所述可移位主体构造为在移动到所述部署位置的同时接触所述固定元件，使得所述固定元件抵抗所述固定元件的弹簧的偏置移动并与所述一个或多个铰接的闸门件接合。

28.根据权利要求26所述的被动隔离阀，其中通过将抵抗所述可移位主体弹簧的偏置的所述可移位主体移位到所述缩回位置，所述至少一个闩锁组件能重置到未部署位置。

29.根据权利要求28所述的被动隔离阀，其中所述固定元件构造为当所述可移位主体移位到缩回位置时，在所述固定元件弹簧的偏置下返回到所述缩回位置。

30.如权利要求23所述的被动隔离阀，其中所述一个或多个铰接的闸门件垂直地铰接。

31.根据权利要求23所述的被动隔离阀，其中所述被动隔离阀包括阀座和阀座清洁组件，所述阀座清洁组件构造成去除积聚在所述阀座附近的颗粒物质，在所述一个或多个铰接的闸门件在所述阀打开位置和所述阀闭合位置之间移位期间，所述颗粒物质可能会干扰抵靠所述阀座的所述一个或多个铰接的闸门件的落座。

32.根据权利要求31所述的被动隔离阀，其中所述阀座清洁组件包括气体引导通道和面向所述气体引导通道的气体分散引导件，所述气体分散引导件包括多个端口，所述端口与所述气体引导通道连通并且构造为将通过所述气体引导通道的气流分散到所述阀座附近的通路中。