CN1176686A - 输送气体脉冲的气体阀门和方法 - Google Patents

Abstract

一种气体阀门,包括阀体,该阀体压靠在阀座上而关闭气体阀门。阀体包括一个膜片,该膜片的外边缘固定在阀壳上,使得在远离阀座的一侧形成一个控制室,该控制室经节流通道连接于气体入口。膜片另一侧的至少一部分与气体入口连通,并且提供一种装置,用于使气体流出控制室,从而打开气体阀门,因为此时在上述另一侧的气体入口气压可使阀体移离阀座。阀体包括阀部件,该阀部件居中装在膜片上,基本上位于膜片的上述另一侧,并且可密封地与阀座接合。

Description

输送气体脉冲的气体阀门和方法

本发明涉及气体阀门，该阀门包括能够压靠在阀座上以便关闭气体阀门的阀体，上述阀体包括其外边缘固定在阀壳上的膜片，因而在远离阀座的一侧形成控制室，该控制室经节流通道连接于气体入口，因此膜片另一侧的至少一部分与气体入口连通，并提供一种使气体流出控制室以便打开气体阀门的装置，因为在上述另一侧的气体入口的气体压力可使阀体移离阀座。这种气体阀门特别是可应用于输送气体脉冲，此气体阀门必须很快打开，使得在很短时间内通过大量气体。

这种气体阀门例如用于清洁灰尘过滤器，该过滤器在使用期间逐渐被灰尘堵塞，增加了灰尘过滤器的阻力。在正常气体通过灰尘过滤器的方向的相反方向上施加气体脉冲便可以清洁这种过滤器。重要的是要用最小的气体量获得有效的气体脉冲，这需要一种能够快速打开的并在很短时间内能够快速通过大量气体的气体阀门。

本发明的目的是提供一种特别是用于输送气体脉冲的气体阀门，该阀门以可靠和有效的方式操作，能够快速地打开并在短时间内通过大量气体。

为了实现上述目的，该阀体包括阀部件，该阀部件居中装在膜片上，基本上配置在膜片的上述另一侧上，并且密封地与阀座接合。因此阀部件位于膜片和阀座之间。

在若干种包含膜片的已知气体阀门中，上述膜片密封地与阀座接合。为使膜片具有充分强度，应用了支承装置，该装置固定在远离阀座一侧的膜片上，当膜片与阀座形成密封时，该支承装置支承膜片。

当使用位于膜片和阀座之间的阀部件时，膜片不再与阀座接合，结果，膜片的柔性材料不需要具有这种密封功能特别要求的特性。这样便增加了选择膜材料的自由度。

使用阀部件还可以减小气体流过阀门的阻力，因为增大了设计阀门的自由度，使得一方面可以避免气体通道中障碍物的存在，另一方面又可能进行阀座的最佳设计和阀部件与它的最佳接合。

按照本发明的另一方面，阀部件的尺寸可使得阀部件的接合阀座的部分和安装膜片的部分之间的距离大于气体入口内径的一半，最好约等于上述内径。阀部件的这种尺寸使得可以靠近阀壳的外壁安装膜片，从而可以在膜片和上述外壁之间获得容量最小的控制室，同时在另一方面，阀座以及阀部件的与其接合的部分可以更居中地定位在阀壳中，这有助于降低气体的流动阻力。

按照本发明的另一方面，阀体基本上位于阀座的上游。这种结构可以在阀门的打开位置获得最大的气流量，因为在阀体内的整个空间可用于流过气体。

按照本发明的另一方面，控制阀部件运动的导向装置靠近阀座安装。在优选实施例中，上述导向装置是由许多杆例如三个杆组成的构件，该构件与阀体共轴，该阀体的至少阀部件的底侧可以在该上述杆之间移动。在另一个优选实施例中，膜片基本上预成形为圆锥形，至少部分为圆锥形，使得膜片在阀门关闭或基本上关闭的位置具有基本上稳定的形状。实际上很明显，膜片本身可以导向阀部件，因而不需要另外的导向装置。

按照本发明的另一方面，包括膜片及阀部件的阀体用相同材料形成整体。阀体最好用塑料制作。后面将参照附图更详细说明这种阀体。

按照本发明的另一方面，膜片的边缘具有至少一个平行于上述边缘延伸的肋，最好具有若干个肋，该肋在上述膜片的两侧延伸，并且在截面图中向外侧逐渐变细。

按照本发明的另一方面，膜片固定在靠近其外侧边的阀壳的两个部件之间，其中至少一个部件具有大体为环形的刃边，该刃边在膜片表面上压出一个槽。最好上述部件都包括这种刃边，两个刃边是同心的但具有不同的直径。

在上述一个刃边或多个刃边之间而不是在两个平行表面之间固定膜片的结果是，一方面在阀壳的两个部件和膜片之间形成充分的密封，另一方面是不一定要严格地将外壳部件压合在一起。按照本发明的另一方面，可以用一种卡箍连接装置将阀壳的两个部件连接在一起。当用卡箍连接装置时，阀壳的两个部件不需要用一定的力压合在一起，而是使它们固定就位，其间分开一定距离。特别是在应用上述伸入膜片表面的刃边时，还可以同时在阀壳的部件之间应用这种连接装置。

按照本发明的另一方面，阀壳的一个部件包括许多向外的环形槽口的弧形部分，大体为环形的弹性卡箍件装在该槽口中，而阀壳的另一部件包括相应数目的环形边缘弧形部分，此弧形部分卡在槽口部件之间的卡箍的后面。下面将用例子更详细说明这一点。

本发明还涉及很快打开气体通道输送气体脉冲的方法，其中，由于在膜片一侧的气压减小装在膜片上的阀部件由气源的压力推离阀座，随后气体流过阀部件和距膜片一定距离处的阀座之间的间隙。

从附图的说明可以明显看出本发明的其它一些方面，这些方面可以单独地被利用或彼此相结合地被利用，这些特征由权利要求书确定。

下面参照附图采用例示方式说明气体阀门实施例的一些例子，这些附图是：

图1是气体阀门的截面图；

图2是气体阀门的侧视图；

图3是气体阀门的平面图；

图4是图1的IV处的细节图；

图5是图1的V处的细节图；

图6是气体阀门的分解图；

图7示出气体阀门的第二实施例；

图8是图7的VIII处的细节图；

图9是第二实施例阀体的截面图；

图10是图9的X处的细节图；

图11和12是第二实施例阀件的透视图。

这些图仅示意示出实施例，各图中的相同部件编号相同。

图1以截面图形式示出气体阀门的不同部件。气体阀门包括由阀壳1和盖子2构成的外壳。阀壳1包括气体入口3和气体出口4。两个开口上具有连接装置，从而可将气体管连接于其上。在所示实施例中，上述连接装置由开口3、4内的内螺纹构成，所以具有外螺纹端部的管子可以拧入到上述开口内。适当选择螺纹的形状或***密封部件，可以形成气密密封。

在图1所示的气体阀门位置，上述阀门是关闭的，在该位置阀部件5压靠在阀座6上。阀座6以这样的方式形成，即使得在阀门的打开位置气体阻力是最小的。阀座6最好设计为具有相对较大的半径，并且阀部件在该阀座上以这样的方式形成密封，即使得阀部件5和阀座6之间的环形接合表面是圆锥面。

阀部件5连接于膜片7，该膜片的外边缘固定在阀壳1和盖子2之间。膜片7是柔性的，其柔性可以允许阀部件5上升离开阀座6，使得气体可以自由地由气体入口3流到出口4。阀壳1具有三个导向杆8(图中仅示出一个)，该导向杆在阀部件5运动期间对该部件进行导向。

在图1的实施例中，膜片7的下侧直接与气体入口3接触，所以气源的压力作用在膜片的这一侧。控制室9形成在膜片7的另一侧，该控制室9通过节流通道10连接于气体入口。盖子2还具有连接孔11，上述控制室经该连接孔连接于一个控制装置(未示出)。上述控制装置(未示出)能够关闭连接孔11，使得没有一点气体流过连接孔11，同时上述控制装置还能使气体经连接孔11流出控制室9，从而打开气体阀门。

图1所示气体阀门的操作如下。只要阻止气体流过连接孔11，阀门便位于关闭位置，因为阀部件5压靠在阀座6上。气体入口3的气源压力因此高于气体出口4的气体压力。气源压力不仅作用在气体入口3和膜片7的底侧，而且还作用在控制室9内，该控制室9通过节流通道10连接于上述气体入口。只要连接孔11是关闭的，作用在膜片和阀部件上的合力其方向将向下，结果，气体阀门保持关闭。使气体经连接孔11流出控制室9则可使控制室9中的气压降低，从而打开气体阀门。此时作用于膜片和阀部件上的合力其方向将向上。由于通过节流通道10输送的气体量不足以在控制室9中形成足够压力，因而作用于膜片7底侧的气源压力将使阀门保持打开，直到停止经连接孔11放气；停止经连接孔11放气时，气体经节流通道10输送到控制室9，又重新在控制室9中形成压力，该压力将使气体阀门关闭。

连接于连接孔11的控制装置可以是电磁阀，该电磁阀直接连接在连接孔11上。也可以用一个中心控制装置控制若干个气体阀门，由此可将通向上述中心控制装置的气体管连接于连接孔11。

图2是图1气体阀门的侧视图，而图3是其平面图。

图4更详细示出阀部件5连接于膜片7的方法。此图示出，在阀门部件5上形成一个径向向外的槽12，膜片7伸入该槽12中。为此，膜片7在其中心部分具有圆形孔，上述孔的边缘伸入槽12。使膜片7形变便可将膜片7装在槽12中，该膜片是用柔性材料作的。膜片7上的孔也可以作得足够大，以便不用膨胀上述孔便可以放上阀部件5，此时阀部件5可以形成一定游隙地装在膜片7上。

图5示出在阀壳1和盖子2之间固定膜片7的方法。因为上述固定不是在一个平的平面上固定而是在稍为倾斜的表面即圆锥表面上固定，所以可给与膜片一定偏压力，该偏压力使气体阀门在阀门中不存在压差时保持在其关闭位置。图5还示出，膜片7形成一定游隙地装在阀壳1和盖子2之间，即阀壳1和盖子2之间的距离稍大于膜片的厚度。膜片之所以固定和密封是因为阀壳1具有刃边13，而盖子2具有刃边14，该刃边稍为压入膜片7的表面。这样，使盖子相对于阀壳1定位在预定的距离便可以得到充分的固定和充分的密封，而不需用一定的力将盖子2和阀壳1压合在一起。

盖子2由卡箍15连接于阀壳1，该卡箍15基本上由弹性圆形杆构成，卡箍15装在阀壳1的径向向外槽口16中，该槽口16包括三个圆弧部，如具体由图6示出的那样。盖子2具有边缘17，它同样分成三个圆弧部分，当盖2装在阀壳1上时该边缘17在卡箍15的后面延伸。

这样可以用简单而有效的方式将盖子2装在阀壳1上，首先将盖子2装在阀壳1上，然后移置盖子就位，并向下用力使其很快卡上。另外，可以用简单的方法将盖子2从阀壳1上卸下来，方法是用改锥脱开卡箍，然后便可从阀壳1上取下盖子2。为脱开卡箍15，形成凹口18，改锥的端部可以***到该凹口中。

特别从图1可明显看出，使用阀部件5使得可以将其在阀壳中要求的位置对中地配合于阀座，而膜片7可以靠近盖子2安装，以便获得体积最小的控制室。使用阀部件还可以达到最佳的气体流通，因为选择阀座的形状有较大自由度。

图7示出气体阀门的第二实施例，其中包括膜片7以及阀部件5的阀体用相同材料，最好用塑料形成整体。阀体的构成膜片7的部分其壁相对较薄，以便获得要求的柔性，而阀体的构成阀部件5的部分其壁较厚，而且还具有增强肋20。

图8是细节图，示出膜片7的外周边缘被夹紧在阀壳1和盖子2之间的方法。膜片7的边缘装在阀壳1和盖子2之间的腔中，因此稍为使四个肋21形变，便可将膜片充分固定，四个肋位于膜片的两侧，靠近膜片7的边缘，每侧两个。

图9是阀体5、7的截面图，该图示出，至少膜片7的一部分在稳定形状下基本上为圆锥形。因为阀体5、7在阀门关闭位置多多少少具有这种稳定形状，所以很明显，实际上完全不需要用于导向该阀部件5的另外的导向装置例如导向杆8。膜片7在阀门关闭期间可以导向阀部件5。

图10是膜片7的边缘视图，示出肋21，在膜片的两侧各有两个肋。肋21最好是倾斜取向的，并且如在横截面图中见到那样是逐渐变细的。图11和12是阀体5、7的透视图，其中可以清楚看出节流通道10和增强肋20。

上述实施例应当认为是例子，了解本发明的本专业的技术人员可以明显看出，可能有许多应用本发明的变型例。

Claims (12)

1.一种气体阀门，包括阀体(5、7)，该阀体可以压靠在阀座(6)上使气体阀门关闭，上述阀体(5、7)包括其外边缘固定在阀壳(1、2)上的膜片(7)，膜片以这样的方式固定：使得在远离阀座(6)的一侧形成一个控制室，该控制室(9)经节流通道(10)连接于气体入口，膜片(7)的另一侧的至少部分与气体入口连通，并且提供一种装置，用于使气体从控制室(9)中流出，以便打开气体阀门，气体阀门打开是通过在上述另一侧的气体入口的气压使阀体(5、7)移离阀座(6)而实现的。上述阀体(5、7)包括阀部件(5)，该阀部件(5)相对于上述膜片(7)居中配置，基本上位于膜片(7)的上述另一侧，并且与阀座(6)密封地接合，上述阀部件(5)的尺寸是使得在阀部件(5)的接合阀座的部分和靠近膜片(7)的部分之间的距离大于气体入口内径的一半。

2.如上述权利要求中任一项所述的气体阀门，其特征在于，上述阀体(5、7)基本上位于上述阀座(6)的上游。

3.如上述权利要求中任一项所述的气体阀门，其特征在于，导引上述阀部件(5)的运动的导向装置(8)靠近上述阀座(6)配置。

4.如上述权利要求中任一项所述的气体阀门，其特征在于，上述膜片(7)基本上预成形为圆锥形，至少部分成形为圆锥形，并使得上述膜片(7)在阀门关闭的位置或基本关闭的位置具有基本上稳定的形状。

5.如上述权利要求中任一项所述的气体阀门，其特征在于，包括上述膜片(7)及上述阀部件(5)的阀体(5、7)用相同材料成一体地形成。

6.如上述权利要求中任一项所述的气体阀门，其特征在于，上述膜片(7)的边缘具有至少一个平行于上述边缘延伸的肋(21)。

7.如权利要求6所述的气体阀门，其特征在于，肋(21)在上述膜片(7)的两侧延伸，并且在横截面图中可见到，该肋朝外侧逐渐变细。

8.如上述权利要求中任一项所述的气体阀门，其特征在于，上述膜片(7)固定在靠近其外侧边缘的上述阀壳的两个部件(1、2)之间，该部件中至少一部分具有大体为环形的刃边(13、14)，该刃边在膜片(7)的表面上压出槽。

9.如上述权利要求中任一项所述的气体阀门，其特征在于，上述阀壳的两个部件(1、2)用卡箍连接装置(15、16、17)相互连接。

10.如权利要求9所述的气体阀门，其特征在于，上述阀壳的一个部件(1)包括多个向外的圆形槽口(16)的弧形部分，基本为环形的弹性卡箍(15)装在该槽口中，而阀壳的另一部件(2)包括相应数目的环形边缘(17)的弧形部分，该弧形部分(17)卡在槽口(16)的部分之间的卡箍(15)后面。

11.一种通过迅速打开气体通道传送气体脉冲的方法，其中，利用气源气压将连接于膜片(7)的阀部件(5)推离阀座(6)，这是通过使在膜片(7)的一侧的气压降低来实现的，随后气体便流过阀部件(5)和距上述膜片(7)一定距离的阀座(6)之间的间隙。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于可以应用如上述权利要求中任一项所述的一个或多个措施。

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