CN1826488A - 提升式流动控制阀 - Google Patents

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Abstract

一种本发明的阀包括阀主体，该主体具有入口、出口和连接入口和出口的流动通道，所述入口、所述出口和所述流动通道通常轴向延伸通过所述阀主体。阀座围绕流动通道，并且阀闭合构件朝着和离开阀座运动以便分别闭合和开启阀。阀闭合构件是轴向安装在阀杆上的提升式闭合构件，阀主体具有沿着其长度隔开的多个活塞。阀主体具有相对其中固定的多个缸，活塞分别在各自缸中滑动，闭合构件通过改变所述缸内的压力来运动。最好是，每个缸具有穿过其壁的出口孔口，该孔口在闭合构件朝着完全开启位置运动时暴露，在出口孔口暴露时，所述缸内的压力通过出口孔口消散。

Description

提升式流动控制阀
技术领域
本发明涉及一种流动控制阀，该控制阀能够快速开启和闭合，并且通过该控制阀，可以相对准确地控制开启循环的时间。本发明将特别参考用于过滤器元件的反向脉冲清理的流动控制阀进行描述，但是应该理解到本发明可用于范围很广的其它应用。
背景技术
结合于此作为参考的本申请人的共同审查的专利申请NO.PCT/AU02/01716描述一种用于使用相对低压空气的反向脉冲进行过滤器元件的反向脉冲清理的提升式阀。低压高容积脉冲提供有效的清理脉冲，在过滤器清理工业中具有范围很广的应用。该说明书中描述的阀采用高压操作流体以便开启和闭合阀。
反向脉冲清理系统的效率通过如下因素来确定，即反向脉冲的容积流量、脉冲的峰值压力以及排出脉冲容积所需时间。换言之，它采取确定脉冲效率的压力波的形式。通常，空气的最初冲击实现过滤器的清理，并且在最初冲击之后流过阀的空气将被浪费。因此希望的是阀尽可能短时间开启，以便实现所需脉冲，并且随后阀应该快速闭合，以避免高压空气的损失，这些空气只具有很小的清理效果，但是添加操作的成本。
使用高压流体开启阀时，希望的是流体的压力不太高，使得操作压力需要高于在定位有该设备的工厂内所得到的压力。通常希望的是所需操作压力略微低于工厂所得压力，使得即使在每天工厂压力波动的情况下，用于阀的操作压力始终低于工厂内所得的压力。通常，希望的是低于80psi(550kPa)的操作压力。
但是，重要的是用于开启阀的操作系统不用来通过改变阀的开启速度或开启周期来减小阀的效率。如果通过减小操作压力，阀的总体效率减小，系统的最终结果将不太满意。
发明内容
按照本发明的一个方面，提供一种阀，该阀包括：
阀主体，该主体具有入口、出口和连接入口和出口的流动通道，所述入口、所述出口和所述流动通道通常轴向延伸通过所述阀主体；
围绕流动通道的阀座以及朝着和离开阀座运动以便分别闭合和开启阀的阀闭合构件；
阀闭合构件包括：
轴向安装在阀杆上的提升式闭合构件，阀杆具有沿着其长度隔开的多个活塞；
阀主体具有相对其中固定的多个缸，活塞分别在各自缸中滑动，闭合构件通过改变所述缸内的压力来运动。
最好是阀具有固定在主体上并且与入口和出口轴向对准的杆，阀闭合构件具有延伸通过其中并且定位有杆的轴向镗孔，在闭合构件在其闭合和开启位置之间运动时，阀闭合构件在杆上滑动。
最好是每个缸具有穿过其壁的出口孔口，在所述闭合构件朝着完全开启位置运动，或者运动到完全开启位置内时，出口孔口暴露，在所述出口孔口暴露时，所述缸内的压力通过所述出口孔口消散。
缸最好相互轴向对准，并且通过端壁分开，穿过阀杆通过其中的端壁设置开口，所述活塞定位在所述端壁的相对侧上。
每个所述活塞最好从高压流体的控制阀控制源供应高压操作流体。通过阀主体的分支流动通道可将操作流体指向所述缸。每个所述缸最好包括泄放通道，高压操作流体可通过泄放通道泄放，以便所述阀运动到完全闭合位置。可以使用滑阀类型的控制阀。
按照本发明的另一方面提供一种阀，该阀包括：
阀主体，该主体具有入口、出口和连接入口和出口的流动通道，所述入口、所述出口和所述流动通道通常轴向延伸通过所述阀主体；
围绕流动通道的阀座以及朝着和离开阀座运动以便分别闭合和开启阀的阀闭合构件；
阀闭合构件包括：
轴向安装在阀杆上的提升式闭合构件，阀杆具有至少一个活塞；
阀主体具有相对其中固定的缸，活塞在第一位置和第二位置之间在缸内滑动，在第一位置，阀闭合，并且活塞朝着缸的一个端部定位，在第二位置，阀开启，并且活塞运动离开所述一个端部，在所述一个端部和所述活塞之间所述缸内流体压力增加造成所述闭合构件运动到开启位置；
所述缸在与所述一个端部隔开的位置处具有穿过其壁的出口孔口，使得在所述活塞运动通过所述出口以便开启阀时，所述缸内的流体压力将至少部分消散。
本发明的这些和另一特征将从下面通过实例给出的实施例的描述中变得清楚。在描述中，参考附图，但是附图中所述的特定特征应该不认为是本发明的限制。
附图说明
图1表示按照本发明的阀的透视图；
图2表示来自阀出口侧的图1所示的阀的端视图；
图3表示沿着图2所示的线A-A的图1阀的截面侧视图；
图4表示来自阀入口侧的图1所示的阀的分解透视图；
图5表示用于图1阀的阀闭合构件的透视图；以及
图6表示按照本发明的第二阀的截面侧视图。
具体实施方式
参考图1-5，提升式阀10表示成具有阀主体12，阀主体具有入口侧14和出口侧16。阀座18在其入口侧14处限定在主体12的端面上，并且阀座18适用于通过提升式阀闭合构件20接合，在闭合位置和开启位置之间，该构件在主体内滑动。在图1和3中，阀表示成在其开启位置。
阀主体12具有大致中空圆柱形的构造，并且流动通道22通过阀主体限定，将14处的端部和出口16连接。当阀开启时，流动通道22大致不被阻挡，使得高压空气或类似物从安装有阀的压力容器(未示出)排出，其中阀上具有最小压力降。阀在其外表面上设置安装凸缘24，安装凸缘24用来以专利申请PCT/AU02/01716描述的方式将阀安装就位。
阀闭合构件20包括扩张的闭合盘26，该盘适用于和阀座18密封，并且继而安装在阀杆28上。轴向镗孔30穿过阀闭合构件和阀杆的中心。固定在阀主体12上的杆32与阀主体12轴向对准，并且阀闭合构件20在其开启和闭合位置之间在杆32上滑动。杆32因此将阀闭合构件保持与阀主体12轴向对准。
一对轴向对准的缸34和36位于阀主体12中，并且用于开启阀。缸34朝着阀的出口侧定位，由此缸36更加朝着阀的中心定位。阀杆28承载一对活塞38和40，活塞分别在缸34和36内滑动。端壁42将缸34和缸36分开。开口44穿过杆32和阀杆28穿过其中的端壁42设置，并且活塞38和40位于端壁42的相对侧上。高压操作流体经由流动通道46供应到各自缸34和36上。
杆32通过端盖48安装在主体上，端盖旋入缸34的壁。泄放通道50位于端盖48中，以便从缸34中泄放高压流体，并且泄放通道52使得高压流体从缸36泄放。
出口孔口54由缸34设置，出口孔口56由缸36设置。这些出口孔口54和56位于该壁内，该壁设置成使得在阀闭合构件20朝着其开启位置运动时缸34和36内的高压流体快速分布。这使得阀闭合构件快速闭合，如下面更加详细描述。
在使用时，在阀位于其闭合位置时，安装有阀的容器内的高压流体作用在阀闭合构件20的外表面上，由此保持阀闭合。高压流体将经由通道46供应到缸34和36，由此造成阀闭合构件运动到开启位置，使得流体经由流动通道22从容器排出。
虽然没有为何该阀不能适用于如下范围以外的压力的原因，在典型的应用中，阀可用于适用于在大约100和150kPa之间的压力下容纳空气的压力容器中。希望的是用于开启阀的压力(开启压力)在大约50psi(345kPa)和80psi(550kPa)之间。清楚的是，阀座18的直径和活塞38和40的面积的比例将选择成，使得阀能够在这些参数内操作。
由于能够使得相对小直径的活塞用于开启目的，而且开启阀所需的操作流体压力可保持相对低，因此这里披露的双活塞配置是所需要的。小直径活塞和位于阀内的缸在流动通道22内提供大大减小的阻力，由此使得阀的总体尺寸保持相对小，并使得阀上的压力降很低。
希望的是阀将保持开启长达相对短的时间周期，也就是100毫秒或更少。确实，希望的是阀保持开启的时间与经由通道46控制压力流体供应的控制阀保持开启的时间相同。控制阀通常是电控的电磁阀(滑阀可用于某些应用)，并且希望的是该阀开启的时间大致与接通控制阀的电接通时间相同。如果可以实现这种情况，那么阀的操作性能的控制可以准确调节。现有技术阀通常具有150毫秒或更多的最小循环时间，使得将电接通时间减小到阀的循环时间以下对于阀的效率来说没有影响。
减小阀的闭合时间的一个因素是缸34和36内的背压。泄放通道50和52将使得缸内的压力相对快速地消散。但是，已经发现如果在阀朝着开启位置运动或运动到开启位置时出口孔口位于暴露的缸的壁内，缸内的高压操作流体的消散更加快速地出现。因此，缸34和36内的出口孔口54和56分别用来在阀运动到其开启位置时各自缸中的高压流体分散到出口通道22内。
换言之，当活塞38和40在阀的开启行程内沿着缸向上滑动时，它们滑动通过出口孔口54和56。使得缸34和36内的高压操作流体排入流动通道22。高压流体以此方式消散，一旦控制阀闭合，阀快速回到闭合位置。以此方式，阀的操作循环时间与控制阀的电接通时间保持为1∶1的比例。
阀的快速闭合确保安装有阀的容器的高压流体损失减小，由此增加阀和其中阀进行操作的系统的总体效率。
清楚的是，缸34和36不需要具有相同的直径，并且阀杆的构造不需要与这里描述的相同。
如图4和5所示，活塞38通过开口簧环保持就位，并且在组装过程中安装在阀杆28上。设置位于环上的密封件60，以便确保在阀操作过程中缸没有泄漏。
现在参考附图的图6，其中表示了类似的提升式阀，但是在这种情况下，阀70只具有单个缸72。为了以相对低的操作压力操作，相对于前面的实施例来说，缸72的直径相对于阀座74的比例需要增加。但是，将注意到出口孔口76在远离缸的端壁80的位置处穿过缸的壁78设置，由此在阀闭合构件82运动到其开启位置时实现缸72内的压力快速消散。因此，即使在此实施例中使用单个缸，始终存在着在缸壁内具有出口孔口76使得缸内的高压流体消散的优点。
附表1表示不同操作状态下的不同阀的性能。提供25Mill阀以便进行比较。阀在高压系统(620kPa)中操作，但是将注意到，对于大致相同的性能水平来说，采用本发明的低压系统的空气消耗通常好于25Mill阀系统。
                                      表1
  阀   罐容积m3   P1kPa   P2kPa   消耗m3/s   与25Mill相比消耗Δ的百分比
  25Mill   0.0128   620   n/a   0.0400   -
  双活塞   0.075   136   414   0.0279   -43.4
  双活塞   0.075   118   414   0.0320   -25.0
  单活塞   0.075   128   414   0.0436   +8.3
P1＝罐压力
P2＝开启压力
将理解到以上描述的实施例可以进行许多变型，而不偏离本发明的范围。如以上描述，阀的内部构造和阀闭合构件的表面面积和活塞的相对比例可进行改变，以便适应不同的操作状态。
将理解到所披露和这里限定的本发明可延伸到两个或多个所述或从说明书或附图中显而易见的单独特征的所有可选择组合。所有的这些不同组合构成本发明的不同可选择的方面。
上面描述了本发明的实施例，本领域普通技术人员将理解到可以进行变型而不偏离本发明的范围。

Claims (10)

1.一种阀，包括：
阀主体，该主体具有入口、出口和连接入口和出口的流动通道，所述入口、所述出口和所述流动通道通常轴向延伸通过所述阀主体；
围绕流动通道的阀座以及朝着和离开阀座运动以便分别闭合和开启阀的阀闭合构件；
阀闭合构件包括：
轴向安装在阀杆上的提升式闭合构件，阀杆具有沿着其长度隔开的多个活塞；
阀主体具有相对其中固定的多个缸，活塞分别在各自缸中滑动，闭合构件通过改变所述缸内的压力来运动。
2.如权利要求1所述的阀，其特征在于，阀具有固定在主体上并且与入口和出口轴向对准的杆，阀闭合构件具有延伸通过其中并且定位有杆的轴向镗孔，在闭合构件在其闭合和开启位置之间运动时，阀闭合构件在杆上滑动。
3.如上述权利要求任一项所述的阀，其特征在于，每个缸具有穿过其壁的出口孔口，在所述闭合构件朝着完全开启位置运动，或者运动到完全开启位置内时，孔口暴露，在所述出口孔口暴露时，所述缸内的压力通过所述出口孔口消散。
4.如上述权利要求任一项所述的阀，其特征在于，缸轴向相互对准，并且通过端壁分开，开口穿过所述阀杆穿过其中的所述端壁设置，所述活塞位于所述端壁的相对侧上。
5.如上述权利要求任一项所述的阀，其特征在于，每个所述缸从高压流体的控制阀控制源供应高压操作流体。
6.如权利要求5所述的阀，其特征在于，通过阀主体的分支流动通道将操作流体引导到所述缸。
7.如上述权利要求任一项所述的阀，其特征在于，每个所述缸包括泄放通道，通过该通道泄放高压操作流体，以便所述阀运动到完全闭合位置。
8.如权利要求5-7任一项所述的阀，其特征在于，控制阀是滑柱式阀。
9.一种阀，包括：
阀主体，该主体具有入口、出口和连接入口和出口的流动通道，所述入口、所述出口和所述流动通道通常轴向延伸通过所述阀主体；
围绕流动通道的阀座以及朝着和离开阀座运动以便分别闭合和开启阀的阀闭合构件；
阀闭合构件包括：
轴向安装在阀杆上的提升式闭合构件，阀杆具有至少一个活塞；
阀主体具有相对其中固定的缸，活塞在第一位置和第二位置之间在缸内滑动，在第一位置，阀闭合，并且活塞朝着缸的一个端部定位，在第二位置，阀开启，并且活塞运动离开所述一个端部，在所述一个端部和所述活塞之间所述缸内流体压力增加造成所述闭合构件运动到开启位置；
所述缸在与所述一个端部隔开的位置处具有穿过其壁的出口孔口，使得在所述活塞运动通过所述出口以便开启阀时，所述缸内的流体压力将至少部分消散。
10.一种此前大致参考附图所示的任何一个实施例描述的阀。
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