用于适于气动加载松散固体产品的容器特别是筒仓的减压阀

摘要

一种用于适于气动加载松散固体产品的容器(3)特别是筒仓的减压阀(1)。阀(1)包括阀体(2)，阀体具有与容器(3)的内部气动连通的第一端并具有与流动控制机构(7)相关联的第二端，该流动控制机构受到对应的封闭膜(8)的作用。流动控制结构(7)在所述阀体(2)与管道(22)之间周期性地建立流体连通，该管道与外部连通。阀(1)的特征在于，与外部连通的管道(22)的至少一部分适于通过在所述容器(3)内部与管道(22)本身内部之间存在的压力差而弹性变形。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于适于气动加载松散固体产品的容器的减压阀 (pressure relief valve)。

特别地，本发明发现了在筒仓(silo)上的有利的但非排他的应用， 在不针对这种松散性的前提下，将在下文的说明中概括性地对该应用做出 明确的参考。

背景技术

在处于压力下的容器(例如，诸如筒仓)中应用减压阀是众所周知的， 该容器设置有金属排放管道，该金属排放管道可连接至另外的管，用于将 粉末传输至所界定的受保护区域。

即使这些阀以良好的方式工作，但它们所呈现出的缺点为，在长期运 转中，已经被排放的粉末可部分地落在排放件的弯曲部上和/或落在排放件 本身的封闭膜上，由此需要周期性地清理和维护。

基于使用刚性塑料材料代替金属材料的可行解决方案可能会使得设 备的成本低廉，但这些方案还会引起显著的磨损问题以及与阀的排放管道 的积垢(scaling)关联的问题。

目前，除了上文提及的解决方案(该解决方案始终需要对阀进行周期 性地维护)，还未发现对该问题的解决方案。

根据本发明的解决方案提供了一种由塑料材料制成的工业化的阀体， 尽管该阀体包括由柔性材料(例如弹性体，特别是适于弹性变形的聚合物) 制成的粉末排放管道。

粉末排放管道在其端部处被约束，使得由于筒仓的加载所产生的压力 的增加造成粉末排放管道被挤压并变形，而在排放件打开期间，该排放件 恢复到该排放件的原始形状。这种原始形状挤压/恢复运动允许粉末排放管 道振动，由此消除可能的积垢。

在粉状物料的传送部分的排放阶段期间，该传送部分沉积在排出管 上并留在排出管上，直到筒仓的内部压力再次升高。

在打开根据本发明的阀之前，作用在排出管上的脉冲作用允许几乎全 部存在的物料移动并且与可能结壳(encrust)的壁分离。在压力小于由常 规压力控制阀通常所采用的标准设定压力(+500mmH2O)的情况下，变 形已发生。物料和空气的连续流动(考虑这种流动的比率)将完全清理管 道，借此防止管道的阻塞。在显著增加人员和设备的安全性的前提下，所 有这些都是为了确保阀本身的操作及功能的安全性。

即使可存在具有直管和倾斜管的实施方式，但本发明的一个优选实施 方式基于使用弯曲的排放管道，该弯曲的排放管道具有范围在3mm与 12mm之间的厚度。

发明内容

除了廉价和防止污染空气被排放进入大气之外，根据本发明的减压阀 还可在由于耐磨而无需维护和/或清理其部件的前提下长时间工作。

根据本发明，提供了一种用于适于气动加载松散固体产品的容器的减 压阀，如在权利要求1中或者在直接或间接从属于权利要求1的任何权利 要求中所要求的。

附图说明

为了更好的理解本发明，将参考附图以实例的方式来描述本发明的优 选非限制性实施方式，在附图中：

-图1示出了根据本发明的减压阀的第一构造；

-图2示出了根据本发明的减压阀的第二构造；以及

-图3示出了根据本发明的减压阀的第三构造。

具体实施方式

根据本发明的减压阀1包括阀体2，该阀体与容器3(例如筒仓)的 内部气动地连通。

阀1的阀体2连接至套筒4，该套筒通过凸缘连接件5与容器3形成 一体。

阀体2的上端设置有流动控制机构7的周边锚定装置6，该流动控制 机构进而优选地包括弹性膜8，该弹性膜沿着弹性膜的外边缘锚定至锚定 装置5。

阀体2向上延伸越过膜8进入盖9，该盖在盖的上部设置有横向端壁 10，该横向端壁在上部中界定中间室11。

因此，中间室11进而通过盖9并通过膜来界定。

横向壁10设置有开口12，流动控制体13搁置在该开口上，标定质 量件14位于该流动控制体上，该标定质量件包括至少一个标定环15，该 至少一个标定环被支撑杆16穿透。

标定质量件12的重量确定为使得保持开口12封闭，辅助室11内部 的每一时刻的压力均小于由设计者所定义的预定值。因此，标定质量件14 的重量可通过添加或移除标定环15来改变。

支撑杆16的竖直运动通过竖直导向件17来引导，该竖直导向件由套 管18支撑，该套管进而通过已知装置配合至横向壁10。

在套管18上具有宽开口，该宽开口允许中间室11进行排放(见下文)。

包括套管18、流动控制体13以及标定质量件14的组件基本上形成 用于控制流动控制机构7的控制设备19，如下文所述。

以这样的方式，当辅助室11内部的压力达到使得流动控制体13与开 口12分离的值时，在分离阶段之后，相同的压力作用在更大的直径段上， 由此引起标定质量件14的快速抬起。这意味着避免了标定质量件14以及 流动控制体13的危险的阻塞或停止；上文所描述的内容已经证明在阀的 操作的安全性和快速性方面是特别有利的。

由锚定装置6支撑的保护盖20布置在辅助室11以及控制设备19的 上方。

在流动控制机构7的膜8的中央部分，该膜在膜的下部设置有流动控 制质量件21，该流动控制质量件从与外部连通的管道22的内部向下伸出。

管道22呈现出边缘23，该边缘通过流动控制质量件21的竖直运动 关闭/打开。

管道22(插入阀体2上存在的孔2A中)在一侧上通过凸缘24且在 另一侧上通过布置在孔2A本身附近的一对螺纹件25、26固定至阀体2 本身。

流动控制质量件21有利地为锥形，并且呈现出向下引导的顶部，以 便帮助过量的流体流出容器3之外。

弹性膜8设置有一系列通孔，该一系列通孔以周边的方式分布在弹性 膜8本身的外部环形表面上。

所述孔适于通过阀体2在辅助室11与容器3之间建立流体连通，使 得容器3中的压力值每次发生变化，则辅助室11本身中的压力值的变化 会存在特定的延迟。事实上，不以即时(immediate)的方式发生压力值的 变化是有利的。

面向容器3内部的膜8的表面与过滤元件(未示出)相关联，该过滤 元件还覆盖通过孔，以便防止粉末排出孔本身。

阀1如下工作：

-当容器3内部的压力缓慢增加时，存在于膜8的周边部分中的孔允 许辅助室11中的压力同时增加，由此在流动控制体13上施加有渐进的且 增加的推力，直到该流动控制体向上迅速抬起，使得过量气体可被排放到 外部；这引起辅助室11中压力的急剧下降，并且由于作用在膜上侧面上 的低压向上移动而在膜8上产生不平衡，由此在阀体2与管道22之间建 立相互连通，如通过图3的箭头(F1)所表示，该相互连通引起容器3中 存在的过量流体量的排放；

-当容器3内部的压力迅速增加时，由于存在于膜8上的孔的减小的 直径，因此室11内部的压力不以对应的方式增加，但替代性地，室内部 的压力实际上保持在初始值；这有助于膜8本身在作用于下侧面上的流体 的压力的影响下的初始提升，该初始提升不会受到任何相反压力的影响， 该相反压力在膜的上侧面上具有相等强度；

-当超压停止时，在弹性恢复作用以及向下推力(该向下推力通过流 动控制质量件12施加在膜上)的影响下，膜8再次下落，直到膜搁置在 管道22的边缘23上，由此允许标定质量件14下落；

-另一方面，当容器3内部的压力降至标定限制值以下时，由于存在 于膜8的周边上的孔，容器3中的压力下降传递至辅助室11；在这种情况 下，在已经出现的压力下降的影响下，向上作用于膜8下侧面上的力大于 由流动控制质量快21施加的向下的力；因此，膜8被抬起，并且使空气 量以与箭头(F1)所表示的方向相反的方向进入容器3，所述空气量足以 使容器3中的压力再次上升至接近外部压力的值。

如在图2中所示，当阀体2内部的压力增加时，因为容器3中的压力 已经成比例地增加，所以产生了挤压管道22的力，使得在管道上形成凹 部24，该凹部朝向管道22本身的内部突出。所述挤压力是由于存在于管 道22外部与内部之间的压力差所产生的。如已经提及的，管道22有利地 由柔性材料制成，例如弹性体，特别是适于弹性变形的聚合物。

换言之，在容器3的气动加载期间，管道由于挤压而弹性变形(图2)， 而在排放的开放期间(图3)，当膜8被抬起时，管道22恢复管道的原始 形状。管道22的压缩/释放的转换允许所述粉末排放管道22振动，由此消 除可能已经停留在管道内壁上的可能的粉末积垢。应该指出的是，振动还 被传递至边缘23；这显著地有助于保持边缘23本身的清洁而免受粉末的 影响，并且因此，通过流动控制质量件21而保证了管道22的口部的完全 封闭。

排放管道22优选地为弯曲的，并且该排放管道优选地呈现出范围在 3mm至12mm之间的厚度。

应该指出的是，即使在较小的程度上，还可在直线管道(未示出)中 或在包括不同的直线段的管道中观察到相同的挤压效果，该不同的直线段 源于折线，该折线基本上再产生一曲线轮廓。

此外，为了允许粉末与管道22的内部分离，所述管道22的厚度可在 各区域之间有所不同，使得相对于较厚且不容易变形的区域而形成较薄且 容易变形的区域。在这种方式中，有利地产生优先区域，在该优先区域中 形成较深的凹部；所述优先区域与其他区域(具有较大的厚度)交替，在 这些其他区域中形成较浅的凹部。在某些程度上，这允许排放管道的变形 以及振动的分级(graduation)，以便获得可行的最佳粉末移除效果，用于 从排放管道本身的内壁移除粉末。

实际上，在未示出的另一实施方式中，通过设置包含至少两个弹性体 (具有不同的弹性模量)的排放管道可获得相同的效果，以便引导并控制 管道22的变形以及在管道上引起的相关振动。

此外，排放管道可由具有一些弹性体段和另一些金属段的复合材料制 成。

管道还可由这样的弹性体制成，该弹性体在所述弹性体内部具有由一 不同材料制成的至少一个嵌入物。

另一实施方式通过用波纹管制造的排放管道来表示，该波纹管由金属 /弹性体制成或由硬塑料/弹性体制成。

应该指出的是，上文描述的全部选项(各区域之间的不同厚度、具有 不同弹性模量的至少两个弹性体、具有与其他金属段组合的弹性体段的复 合材料、具有至少一个嵌入物的弹性体、波纹管)可彼此组合，使得设计 者可做出基于应用的最适当的解决方案。

除了廉价和防止污染空气被排放进入大气之外，根据本发明的减压阀 还可在由于耐磨而无需维护和/或清理其部件的前提下长时间工作。