Пассивный взрывозащитный клапан с импульсной струйной очисткой
Группа изобретений относится к пассивному запорному клапану и способу очистки пассивного запорного клапана. Корпус клапана, содержащий впуск клапана, выпуск клапана и проход через корпус клапана, взаимосвязывающий впуск клапана и выпуск клапана. Затворный элемент, прикрепленный к корпусу клапана посредством шарнира, который обеспечивает перемещение затворного элемента между открытым положением клапана, в котором впуск клапана находится в сообщении с выпуском клапана, и закрытым положением клапана, в котором затворный элемент блокирует сообщение между впуском клапана и выпуском клапана. Корпус клапана дополнительно содержит седло клапана, с которым контактирует затворный элемент во время перемещения из открытого положения в закрытое положение в ответ на энергетическое событие после клапана. Затворный элемент, при нахождении в открытом положении клапана, продолжается от седла клапана в направлении по потоку, а корпус клапана дополнительно содержит кольцевой канал, расположенный впереди от седла клапана. Клапан дополнительно содержит одно или более сопел, установленных внутри корпуса клапана. Сопла выполнены с возможностью введения потока газа в кольцевой канал и смежно к седлу клапана для удаления накопленных частиц материала из непосредственной близости от седла клапана, которые контактировали бы с затворным элементом во время перемещения затворного элемента из открытого положения в закрытое положение и располагались между затворным элементом и седлом клапана и повторно взвешивали частицы материала в газовом потоке, протекающем между впуском клапана и выпуском клапана. Техническим результатом является создание клапана, выполненного с возможностью предотвращения накопления частиц вещества в непосредственной близости от затворного элемента клапана. 3 н. и 21 з.п. ф-лы, 7 ил.
РОДСТВЕННАЯ ЗАЯВКА
В данной заявке испрашивается приоритет по предварительной заявке на патент США № 61/946,319, поданной 28 февраля 2014, которая включена в данное описание путем ссылки во всей ее полноте.
ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение, в целом, направлено на пассивный взрывозащитный клапан, имеющий функцию самостоятельной очистки, выполненный с возможностью предотвращения накопления мусора, который может оказать негативное воздействие на закрытие клапана в случае энергетического события.
ОПИСАНИЕ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ
Различные промышленные предприятия используют систему для улавливания пыли для удаления мелких частиц вещества из оборудования для обработки материала, для того, чтобы избежать выброса твердых частиц в окружающую среду. Такие системы для улавливания пыли часто содержат рукавный пылеуловитель или аналогичное устройство для улавливания пыли, в котором частицы вещества собираются до выпускания воздушного потока в атмосферу. Собираемые частицы вещества могут быть легко воспламеняемыми или взрывоопасными. Запорные клапаны часто используются для защиты вышестоящего оборудования от катастрофических последствий взрыва внутри устройств для сбора пыли.
Запорные клапаны могут быть активного или пассивного типа. Активные запорные клапаны обычно требуют некоторого механического воздействия в действие в ответ на определенное опасное состояние, такое как дефлаграционная волна или фронт пламени.
Активные запорные клапаны могут быть клапанами затворного типа, такими, как раскрыты в патенте США № 6,131,594, в которых перемещение затворного элемента осуществляется посредством приводного устройства. Другим типом активного запорного клапана является шланговый пережимной клапан, такой как раскрыт в Опубликованной Патентной Заявке США № 2013/0234054, в котором сжимается внутренний рукав. Как и в случае с запорным клапаном затворного типа, закрытие рукава шлангового пережимного клапана выполняется посредством приводного устройства. Активные запорные клапаны, в то время как эффективные, являются, как правило, более сложными и требуют установки оборудования определения, способного идентифицировать возникновение опасного энергетического события и запустить привод закрытия клапана, таким образом, приводя к увеличению капитальных затрат.
Пассивные запорные клапаны, такие как обратные клапаны, являются, в целом, гораздо менее сложными и не основываются на устройствах определения для их привода. Скорее всего, пассивные запорные клапаны являются, как правило, реагирующими на изменения окружающей среды, такие, как само энергетическое событие или изменения в давлении или направлении потока текучей среды. По этой причине, пассивные запорные клапаны являются, как правило, не активно контролируемыми для обеспечения их функциональной готовности, помимо регулярного осмотра и технического обслуживания. В системах для улавливания пыли, было определено, что накопление частиц в непосредственной близости от клапана может отрицательно повлиять на эффективность клапана в предотвращении распространения энергетического события. В частности, накопление пыли или других веществ может помешать полному закрытию затворного элемента клапана.
Настоящее изобретение направлено на преодоление этих проблем путем создания пассивного запорного клапана, выполненного с возможностью предотвращения накопления частиц вещества в непосредственной близости от затворного элемента клапана, которые могут отрицательно повлиять на эффективность клапана в ответ на энергетическое событие.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения предложен пассивный запорный клапан. Клапан содержит корпус клапана, имеющий впуск клапана, выпуск клапана и проход через корпус клапана, взаимосвязывающий впуск и выпуск. Затворный элемент прикреплен к корпусу клапана посредством шарнира, который обеспечивает перемещение затворного элемента между открытым положением клапана, в котором впуск клапана находится в сообщении с выпуском клапана, и закрытым положением клапана, в котором затворный элемент блокирует сообщение между впуском клапана и выпуском клапана. Корпус клапана дополнительно содержит седло клапана, с которым затворный элемент контактирует во время перемещения из открытого положения в закрытое положение в ответ на энергетическое событие после клапана. Клапан дополнительно содержит одно или более сопел, установленных внутри корпуса клапана и выполненных с возможностью введения потока газа в проход смежно с седлом клапана, и для удаления накопленного материала с окрестностей седла клапана, который может препятствовать контактированию затворного элемента с седлом клапана во время перемещения затворного элемента из открытого положения в закрытое положение.
Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения предложен пассивный запорный клапан. Клапан содержит корпус клапана, имеющий впуск клапана, выпуск клапана и проход через корпус клапана, взаимосвязывающий впуск клапана и выпуск клапана. Клапан дополнительно содержит затворный элемент, прикрепленный к корпусу клапана посредством шарнира, который обеспечивает перемещение затворного элемента между открытым положением клапана, в котором впуск клапана находится в сообщении с выпуском клапана, и закрытым положением клапана, в котором затворный элемент блокирует сообщение между впуском клапана и выпуском клапана. Корпус клапана дополнительно содержит седло клапана, с которым затворный элемент контактирует во время перемещения из открытого положения в закрытое положение в ответ на энергетическое событие после клапана. Затворный элемент содержит изогнутый центральный участок, имеющий противоположные выпуклую и вогнутую поверхности, и периферическую боковую стенку, продолжающуюся поперек от вогнутой поверхности, и периферический фланец, продолжающийся поперек от боковой стенки и наружу от центрального участка. Боковая стенка и фланец взаимодействуют с седлом клапана, чтобы блокировать сообщение между впуском клапана и выпуском клапана, когда затворный элемент находится в закрытом положении клапана.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения предложен способ очистки пассивного запорного клапана, установленного внутри пневматической системы обработки материала. Способ включает в себя обеспечение пассивного запорного клапана согласно любому варианту осуществления настоящего изобретения. Одно или более сопел клапана соединены с источником сжатого газа. Газовый поток, включающий взвешенные частицы материала проводится через проход клапана и вокруг затворного элемента. Поток сжатого газа подается в одно или более сопел, с тем, чтобы заставить сжатый газ выбрасываться из одного или более сопел в проход клапана смежно с седлом клапана. Поток сжатого газа заставляет частицы материала, которые оседают из газового потока в области, примыкающей к седлу клапана, стать повторно взвешенными в газовом потоке, и удаленными из области, смежной с седлом клапана.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 представляет собой схематичный вид пассивного запорного клапана и рукавного пылеуловителя, как части системы для улавливания пыли в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.2 представляет собой вид в перспективе одного варианта осуществления пассивного запорного клапана в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.3 представляет собой другой вид в перспективе варианта осуществления по фиг.2;
Фиг.4 представляет собой вид сечения варианта осуществления по фиг.2, изображающий частицы вещества, текущие через пассивный запорный клапан, при его конфигурации открытого клапана;
Фиг.5 представляет собой вид сечения пассивного запорного клапана во время энергетического события, осуществляющего закрытие клапана;
Фиг.6 представляет собой частичный вид в разрезе пассивного запорного клапана, иллюстрирующий работу сопел для удаления накопленного вещества с клапана в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения; и
Фиг.7 представляет собой вид сечения клапана вдоль линии 7-7 по фиг.5.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение, в общем, относится к пассивным запорным клапанам для использования в пневматических системах обработки материала и, в частности, к системам для улавливания пыли. Фиг.1 представляет систему 10 для улавливания пыли, содержащую устройство 12 для улавливания пыли. Во время нормальных условий работы, избыток пыли или частиц взвешенного материала в газовом потоке (например, воздушном потоке), передаваемый от промышленного предприятия или технологического процесса (не показаны), направляется к системе 10 для улавливания. Устройство 12 улавливания выполнено с возможностью удаления, по меньшей мере, части, а предпочтительно, большинства взвешенных веществ для предотвращения частиц вещества от выброса в атмосферу. Как изображено на фиг.1, устройство 12 для улавливания пыли имеет рукавный пылеуловитель 14, содержащий множество рукавных фильтров 16, подвешенных в нем. Тем не менее, следует отметить, что устройство 12 улавливания может содержать другое оборудование, обычно используемое при в улавливании пыли, или системы обработки сухого материала, такое как циклонный уловитель, который содержит рабочее колесо или вентилятор, выполненный с возможностью обеспечения движущей силы для направления потока газа через систему улавливания. Устройство 12 улавливания содержит впуск 18, в который газовый поток, включающий взвешенные частицы материала, поступает в устройство 12. Газовый поток течет через множество рукавных фильтров 16, которые отделяют взвешенные частицы вещества, которые остаются внутри внутренней камеры 20, где они накапливаются до удаления через выпуск 22 для частиц. Воздух, который прошел через рукавные фильтры 16, и имеет значительную часть взвешенных твердых частиц материала, удаленных из него, затем удаляется из рукавного пылеуловителя 14 через выпуск 24 для чистого воздуха. В определенных вариантах осуществления устройство 12 улавливания оснащено системой 26 очистки мешков, содержащей систему 28 подачи сжатого газа, которая способна обеспечить продувку воздуха высокого давления через систему поставки к рукавным фильтрам 16, который «встряхивает» фильтры таким образом, чтобы вытеснить накопленные частицы материала из него, и заставить такие частицы материала собираться внутри внутренней камеры 20.
Система 10 для улавливания пыли также содержит или функционально соединена с пассивным запорным клапаном 30, который находится в сообщении по текучей среде с устройством 12 для улавливания пыли. Клапан 30 содержит корпус 32 клапана, который расположен между впускным участком 34 клапана и выпускным участком 36 клапана. Корпус 32 клапана образует, по меньшей мере, частично внутреннюю камеру 38 клапана, внутри которой расположен шарнирный затворный элемент 40. В определенных вариантах осуществления впускной участок 34 клапана и выпускной участок клапана содержат соответствующие фланцы 42, 44, которые позволяют клапану 30 быть присоединенным к трубопроводу технологического процесса или участкам 46, 48 системы трубопроводов (см., например, фиг.2). В определенных вариантах осуществления, клапан 30 может также включать в себя съемную панель 50, которая позволяет допуск к внутренней камере 38 клапана. Кроме того, панель50 может быть оснащена соединительной структурой 52, такой как крюки с проушинами, для облегчения транспортировки и установки клапана 30 в промежутке между участками 46, 48 системы трубопроводов, и ручку 53 для возможности подъема панели 50 от корпуса 32 клапана.
Обращаясь теперь к фигурам 4-6, затворный элемент 40 представлен закрепленным к способному вращаться валу 54, который функционирует как шарнир для элемента 40, который прикреплен к механизму 56, который действует для предотвращения открывания затворного элемента в случае, когда он был закрыт во время энергетического события на заднем по ходу конце. В определенных вариантах осуществления, механизм 56 содержит демпфирующий механизм, выполненный с возможностью демпфирования вращения вала 54 и, соответственно, перемещения затворного элемента 40 как описывается ниже. В определенных вариантах осуществления, демпфирующий механизм 56 содержит демпфирующие элементы 58, 60, которые содержат средство смещения (не показано), такое как гидравлический элемент, который препятствует, но не обязательно предотвращает, вращение вала 54. В других вариантах осуществления, механизм 56 может содержать фиксирующий механизм, который физически запирает или ограничивает дальнейшее перемещение затворного элемента 40 после энергетического события на заднем по ходу конце.
В определенных вариантах осуществления, затворный элемент 40 содержит выпуклую пластину, имеющую центральный участок 62, который выступает из, по существу, плоской окружающей фланцевой области или закраины 64. В конкретных вариантах осуществления, центральный участок 62 имеет изогнутую, вогнуто-выпуклую конфигурацию, имеющую противоположные выпуклую и вогнутую поверхности. В определенных вариантах осуществления, поверхность центрального участка 62, обращенная к впускному участку 34 клапана, может быть выпуклой, в то время как поверхность центрального участка 62, обращенная к выпускному участку клапана, может быть вогнутой. Периферическая боковая стенка или переходная область 66 продолжается в поперечном направлении от центрального участка 62 и взаимосвязывает фланцевую область 64.
Впускной участок 34 клапана содержит концевой сегмент 68, который продолжается через наклонный участок 70 стенки корпуса 32 клапана (по отношению к продольной оси клапана 30, которая является, в целом, параллельной направлению потока газа через клапан) и во внутреннюю камеру 38. Концевой сегмент 68 содержит наклонный концевой край 72, который в конкретных вариантах осуществления лежит в плоскости, которая является параллельной участку 70 стенки. Как объясняется дополнительно ниже, концевой край 72 и/или концевой сегмент 68 образуют седло для затворного элемента 40 во время перемещения затворного элемента 40 между открытым положением клапана и закрытым положением клапана в ответ на энергетическое событие. Выпускной участок 36 клапана прикреплен к участку 74 боковой стенки корпуса клапана, расположенному напротив от наклонного участка 70 стенки. В определенных вариантах осуществления, выпускной участок 36 имеет форму усеченного конуса, имеющего больший диаметр в его пересечении 76 с участком 74 боковой стенки, чем на его дистальном конце 78. Это является отличием от впускного участка 34 клапана, который имеет цилиндрическую форму и относительно постоянный диаметр от одного конца к другому.
Запорный клапан 30 дополнительно содержит одно или более сопел 80, 82, которые продолжаются через корпус 32 клапана и связываются с внутренней камерой 38. В определенных вариантах осуществления, сопла ориентированы наклонно в отношении соответствующей боковой стенки 84, 86 корпуса клапана, через которую они продолжаются. В конкретных вариантах осуществления, сопла 80, 82 расположены приблизительно под углом 45 градусов относительно соответствующей боковой стенки 84, 86. В определенных вариантах осуществления, сопла 80, 82 связаны с внутренней камерой 38 через порты в боковых стенках 84, 86, которые расположены ниже продольной оси клапана 30, а также между наклонным участком 70 стенки и концевым краем 72. Каждое из сопел 80, 82 функционально соединено с источником сжатого газа посредством газовых линий 88, 90, соответственно, и выполнено с возможностью введения потока сжатого газа во внутреннюю камеру 38, как рассматривается ниже. В частности, сопла 80, 82 расположены таким образом, чтобы доставлять поток сжатого газа в «мертвое пространство» 92 в пределах внутренней камеры 38. Мертвое пространство 92 характеризуется как область в пределах внутренней камеры 38, представляющая пониженную скорость газа, протекающего через клапан 30 так, что частицы материала, переносимые посредством пропускной способности клапана, больше не способны оставаться во взвешенном состоянии. Таким образом, частицы материала, входящие в мертвое пространство 92, находятся в опасности выпадения из взвеси в газе, проходящем через клапан 30, и накапливаются в мертвом пространстве 92 в непосредственной близости от впускного концевого сегмента 68 и концевого края 72, как показано на фиг.4. В целом, мертвое пространство 92 образовано как кольцевой канал внутренней камеры 38, который находится между наклонным участком 70 стенки и концевым краем 72 и ниже продольной оси клапана 30. В частности, мертвое пространство 92 может быть дополнительно определено как находящееся ниже портов в боковых стенках 84, 86, через которые сопла 80, 82 связываются с внутренней камерой 38.
В определенных вариантах осуществления, клапан 30 может быть оснащен одним или более датчиками (не показаны), такими как оптические датчики, прикрепленные посредством портов 94, 96 для датчиков, образованных в корпусе 32 клапана. Порты 94, 96 расположены с тем, чтобы быть способными определять накопление частиц материала внутри мертвого пространства. В конкретных вариантах осуществления, порты 94, 96 расположены ниже портов в боковых стенках 84, 86, через которые сопла 80, 82 связываются с внутренней камерой 38.
Как показано на Фиг.4, в определенных вариантах осуществления, когда клапан 30 соединен с системой 10 для улавливания частиц, частицы 98 вещества, взвешенные в газовом потоке (показан стрелками), содержащем, например, воздух, входят в запорный клапан 30 через впускной участок 34 клапана и протекают через корпус 32 клапана 32 мимо затворного элемента 40, и выходят через выпускной участок 36 клапана. При выпуске из выпускного участка 36, газообразный поток, содержащий частицы 98 вещества, затем может быть направлен к устройству 12 улавливания. Затворный элемент 40, в его конфигурации открытого клапана, показанной на фиг.4, расположен под углом приблизительно 70 градусов по отношению к линии, перпендикулярной к продольной оси клапана, частично препятствуя прохождению между впускным участком 34 клапана и выпускным участком 36 клапана, заставляя воздушный поток отклоняться, в целом, нисходящим образом. В результате этого отклонения, часть газового потока направляется в сторону мертвого пространства 92, тем самым заставляя часть взвешенных частиц 98 вещества выпадать и осаждаться внутри или в непосредственной близости от мертвого пространства 92. Как объясняется ниже, накопление частиц 98 вещества может стать достаточно большим, с тем, чтобы помешать закрытию затворного элемента 40 в ответ на энергетическое событие ниже запорного клапана 30.
Как изображено на фиг.5, во время энергетического события, возникающего после клапана 30, такого как взрыв, в системе 10 для улавливания пыли, быстро расширяющийся газ начинает течь в противоположном направлении через систему 38 трубопроводов, как представлено стрелками. Этот текущий в противоположном направлении газ оказывает усилие на затворный элемент 40, тем самым, заставляя затворный элемент 40 перемещаться к конфигурации закрытого клапана, в которой затворный элемент 40 опирается на впускной концевой сегмент 68 в закрывающее отношение к выпуску 100 впускного участка 34. Таким образом, распространение энергетического события перед клапаном 30 останавливается.
В определенных вариантах осуществления настоящего изобретения, в конфигурации закрытого клапана затворный элемент 40 располагается под углом приблизительно 30 градусов относительно линии, перпендикулярной к продольной оси клапана. Таким образом, во время закрывания клапана, затворный элемент 40 перемещается через часть приблизительно 40 градусов. В конфигурации закрытого клапан, центральный участок 62 затвора находится с внутренней стороны впускного концевого сегмента 68 и перед концевым краем 72, и по меньшей мере, участок переходной области 66, может входить в контакт с внутренней поверхностью 102 концевого сегмента 68. Кроме того, по меньшей мере, участок фланца 64 может входить в контакт с концевым краем 72. Опирание затворного элемента 40, таким образом, эффективно блокирует сообщение внутренней камеры 38 с впускным участком 34 клапана, тем самым, предотвращая распространение энергетического события перед клапаном. После прилегания, демпфирующий механизм 56 останавливает дальнейшее перемещение затворного элемента 40, в особенности, перемещения затворного элемента к конфигурации открытого клапана. Таким образом, демпфирующий механизм 56 предотвращает преждевременное повторное открытие затворного элемента 40 вслед за энергетическим событием.
Во время закрытия клапана 30, нижний участок 104 затворного элемента 40 поворачивается через путь перемещения и пересекает тот, который может приближаться или войти в мертвое пространство 92. Частицы 98 вещества, которые накопились в мертвом пространстве 92 (как показано на фиг.4) могут контактировать с нижним участком 104 и, возможно, помещаться между переходной областью 66 и внутренней поверхностью 102, и/или фланцем 64 и концевым краем 72, тем самым, предотвращая затворный элемент 40 от правильной посадки, и ослабляя эффективную блокировку сообщения внутренней камеры 38 с впускным участком 34 клапана и предотвращение распространения в обратном направлении энергетического события. Клапан 30 снабжен средствами для удаления таких накопленных частиц 98 вещества с пути траектории перемещения нижнего участка 104 затворного элемента 40. В частности, такие средства включают в себя одно или более сопел 80, 82, которые выполнены с возможностью подачи импульса сжатого газа в участок кольцевого канала между впускным концевым сегментом 68 и корпусом 32 клапана.
Обращаясь к фигурам 6 и 7, сопла 80, 82 установлены в корпусе 32 клапана и выполнены с возможностью подачи потока газа в кольцевой канал внутренней камеры 38, который находится между наклонным участком 70 стенки концевым краем 72 и впускным концевым сегментом 68, и особенно мертвое пространство 92 для того, чтобы повторно взвешивать накопленные частицы вещества в потоке газа, протекающем через клапан 30. Было определено, что введение потока газа сверху, и направление потока вниз на накопленный материал, является особенно эффективным при повторном взвешивании частиц вещества в газообразном потоке, протекающем через клапан 30. Таким образом, сопла 80, 82 расположены под углом вниз по направлению к нижней части внутренней камеры 38, так что поток газа, вводимого через сопла 80, 82, направляется в мертвое пространство 92. В определенных вариантах осуществления, поток газа из сопел 80, 82 может быть регулируемым посредством узла 106 регулятора (см. фиг.2), который функционально соединен с источником сжатого газа (не показан). Узел 106 регулятора может содержать ручной отсечный клапан 108, к которому может быть подключена линия подачи, один или более электромагнитных клапанов 110 для дозирования потока газа в соплах 80, 82, и газообразной среде 122 для продувки газа и конденсата из узла регулятора. В альтернативных вариантах осуществления, сопла 80, 82 и газовые линии 88, 90 функционально соединены с системой 26 очистки мешков и действуют под управлением системы 26. В некоторых вариантах осуществления, поток газа, поставляемый из сопел 80, 82, вводится как постоянный поток. Тем не менее, в других вариантах осуществления, поток газа, поставляемый из сопел 80, 82 во внутреннюю камеру 38, представляет собой импульсный поток сжатого воздуха. В таких вариантах осуществления, длительность каждого импульса или всплеска воздуха, предпочтительно, составляет от приблизительно 200 миллисекунд до приблизительно 1,5 секунд, более предпочтительно, от приблизительно 500 миллисекунд до приблизительно 1,3 секунды, а еще более предпочтительно, от приблизительно 750 миллисекунд до приблизительно 1,2 секунды, с потоком газа, прерываемым между последовательными импульсами. Время между последовательными импульсами может варьироваться в зависимости от конкретного применения клапана 30.
В определенных вариантах осуществления, импульс газа подается одновременно с продувкой газа, поставляемого системой 26 очистки мешков, которая используется для выбивания частиц материала из рукавных фильтров 16. В конкретном варианте осуществления, этот импульс регулируется посредством регулятора рукавного пылеуловителя и подается с регулярными, повторяющимися интервалами. В других вариантах осуществления, импульс газа из сопел 80, 82 подается только тогда, когда определено неприемлемое накопление частиц 98 вещества внутри внутренней камеры 38. Как уже рассматривалось ранее, датчики могут быть установлены внутри портов 94, 96 для датчиков для определения накопления частиц вещества на пути перемещения нижней части 104 затворного элемента 40 или в непосредственной близости от концевого края 72. В одном варианте осуществления датчики (не показаны) содержат оптические чувствительные элементы. Например, светоизлучающий датчик может быть установлен внутри порта 94, который действует для передачи пучка света, который принимается посредством принимающего датчика, установленного внутри порта 96. Если луч становится прерванным посредством достаточного накопления частиц материала внутри мертвого пространства 92, узел 106 регулирования газа может дать команду на подачу импульса газа или постоянного потока газа, в зависимости от обстоятельств, к соплам 80, 82.
Когда поток газа инициирован, газ течет из сопел 80, 82 и направляется, в целом, в нисходящем направлении в кольцевой канал между наклонным участком 70 стенки, концевым краем 72 и впускным концевым сегментом 68. В частности, поток газа затем направляется в мертвое пространство 92 в непосредственной близости от накопленных частиц 98 вещества. Поток газа смещает, по меньшей мере, часть любых накопленного частиц материала, находящегося в мертвом пространстве 92, в газообразный поток, протекающий через клапан 30, тем самым, повторно взвешивая частицы вещества внутри газообразного потока, который проводит частицы вещества через выпускной участок клапана. Следует принять во внимание, что другие конфигурации сопла возможны без отхода от сущности настоящего изобретения. Например, клапан 30 может содержать одно сопло 80 или два, три или более сопел, расположенных вокруг кольцевого канала между наклонным участком 70 стенки, концевым краем 72 и впускным концевым сегментом 68. Например, сопло может быть помещено в нижней части центральной мертвой зоны мертвого пространства 92, которая обозначена на чертежах посредством порта 114. Тем не менее, в некоторых вариантах осуществления, является не желательным располагать сопло в порту 114, когда используется единственное сопло. Если отсутствует сопло, установленное в порту 114, другие чувствительные устройства для определения присутствия накопленных частиц вещества в мертвом пространстве 92 могут быть помещены через порт, или порт просто может быть заглушен.
Следует понимать, что приведенное выше описание определенных вариантов осуществления в соответствии с настоящим изобретением, предназначено для иллюстрации, и не должно рассматриваться как ограничивающее объем настоящего изобретения каким-либо образом.
1. Пассивный запорный клапан, содержащий:
корпус клапана, содержащий впуск клапана, выпуск клапана и проход через корпус клапана, взаимосвязывающий впуск клапана и выпуск клапана; и
затворный элемент, прикрепленный к корпусу клапана посредством шарнира, который обеспечивает перемещение затворного элемента между открытым положением клапана, в котором впуск клапана находится в сообщении с выпуском клапана, и закрытым положением клапана, в котором затворный элемент блокирует сообщение между впуском клапана и выпуском клапана,
при этом корпус клапана дополнительно содержит седло клапана, с которым контактирует затворный элемент во время перемещения из открытого положения в закрытое положение в ответ на энергетическое событие после клапана, причем затворный элемент, при нахождении в открытом положении клапана, продолжается от седла клапана в направлении по потоку, а корпус клапана дополнительно содержит кольцевой канал, расположенный впереди от седла клапана,
причем клапан дополнительно содержит одно или более сопел, установленных внутри корпуса клапана, и выполненных с возможностью введения потока газа в кольцевой канал и смежно к седлу клапана для удаления накопленных частиц материала из непосредственной близости от седла клапана, которые контактировали бы с затворным элементом во время перемещения затворного элемента из открытого положения в закрытое положение и располагались между затворным элементом и седлом клапана, и повторно взвешивали частицы материала в газовом потоке, протекающем между впуском клапана и выпуском клапана.
2. Клапан по п.1, в котором седло клапана содержит край трубчатого элемента, который продолжается в проход, при этом край находится в плоскости, которая является наклонной к проходу через корпус клапана.
3. Клапан по п.2, в котором одно или более сопел установлены внутри корпуса клапана перед краем и выполнены с возможностью введения потока газа в проход перед краем.
4. Клапан по п.2, в котором край и корпус клапана взаимодействуют для образования кольцевого канала.
5. Клапан по п.1, в котором одно или более сопел выполнены с возможностью подачи импульсного потока газа в проход смежно с седлом клапана.
6. Клапан по п.5, в котором длительность действия каждого из импульсов составляет от около 200 миллисекунд до около 1,5 секунд.
7. Клапан по п.1, в котором клапан дополнительно содержит механизм, прикрепленный к затворному элементу, выполненный с возможностью ограничения перемещения затворного элемента из закрытого положения.
8. Клапан по п.1, в котором затворный элемент содержит изогнутый центральный участок, имеющий противоположные выпуклую и вогнутую поверхности и периферическую боковую стенку, продолжающуюся в поперечном направлении от вогнутой поверхности, и периферический фланец, продолжающийся в поперечном направлении от боковой стенки и снаружи от центрального участка, при этом боковая стенка и фланец взаимодействуют с седлом клапана для блокировки сообщения между впуском клапана и выпуском клапана, когда затворный элемент находится в закрытом положении клапана.
9. Пассивный запорный клапан, содержащий:
корпус клапана, содержащий впуск клапана, выпуск клапана и проход через корпус клапана, взаимосвязывающий впуск клапана и выпуск клапана; и
затворный элемент, прикрепленный к корпусу клапана посредством шарнира, который обеспечивает перемещение затворного элемента между открытым положением клапана, в котором впуск клапана находится в сообщении с выпуском клапана, и закрытым положением клапана, в котором затворный элемент блокирует сообщение между впуском клапана и выпуском клапана,
при этом корпус клапана дополнительно содержит седло клапана, с которым контактирует затворный элемент во время перемещения из открытого положения в закрытое положение в ответ на энергетическое событие после клапана, причем седло клапана содержит край трубчатого элемента, который продолжается в проход,
причем затворный элемент содержит изогнутый центральный участок, имеющий противоположные выпуклую и вогнутую поверхности и периферическую боковую стенку, продолжающуюся в поперечном направлении от вогнутой поверхности, и периферический фланец, продолжающийся в поперечном направлении от боковой стенки и снаружи от центрального участка, при этом боковая стенка и фланец взаимодействуют с седлом клапана для блокировки сообщения между впуском клапана и выпуском клапана, когда затворный элемент находится в закрытом положении клапана, причем по меньшей мере часть центрального участка продолжается за край седла клапана и в трубчатый элемент, когда затворный элемент находится в закрытом положении.
10. Клапан по п.9, в котором клапан дополнительно содержит механизм, прикрепленный к затворному элементу, выполненный с возможностью ограничения перемещения затворного элемента из закрытого положения.
11. Клапан по п.10, в котором механизм является гидравлическим демпфирующим механизмом.
12. Клапан по п.9, в котором край находится в плоскости, которая является наклонной к проходу через корпус клапана.
13. Клапан по п.12, в котором когда затворный элемент находится в контакте с седлом клапана, по меньшей мере, участок фланца зацепляет край.
14. Клапан по п.13, в котором вслед за контактом с седлом клапана затворный элемент перемещается в направлении к открытому положению в положение после энергетического события, в котором, по меньшей мере, участок края становится высвобожденным с фланца, в то время как в положении после энергетического события боковая стенка и изогнутый центральный участок взаимодействуют с трубчатым элементом для предотвращения распространения в обратном направлении фронта пламени, генерируемого энергетическим событием за пределы впуска клапана.
15. Клапан по п.9, в котором клапан дополнительно содержит одно или более сопел, установленных внутри корпуса клапана и выполненных с возможностью введения потока газа в проход смежно с седлом клапана.
16. Клапан по п.15, в котором одно или более сопел выполнены с возможностью подачи импульсного потока газа в проход смежно с седлом клапана.
17. Способ очистки пассивного запорного клапана, установленного внутри пневматической системы обработки материала, включающий этапы, на которых:
обеспечивают клапан по любому из пп. 1-8, 15 и 16;
присоединяют одно или более сопел к источнику сжатого газа;
проводят газообразный поток, включающий взвешенные частицы материала, через проход клапана и вокруг затворного элемента; и
подают поток сжатого газа к одному или более соплам для того, чтобы вызывать эжектирование сжатого газа из одного или более сопел в проход клапана смежно с седлом клапана, при этом поток сжатого газа вызывает повторное взвешивание частиц материала, которые осели из газового потока в области, смежной с седлом клапана, внутри газового потока и удаление из области, смежной с седлом клапана.
18. Способ по п.17, в котором пневматическая система обработки материала содержит рукавный пылеуловитель, расположенный после клапана, при этом рукавный пылеуловитель содержит систему очистки мешков, причем система очистки мешков содержит систему подачи сжатого газа для подачи импульсов сжатого газа к мешкам и регулятор, выполненный с возможностью регулировки подачи импульсов сжатого газа к мешкам.
19. Способ по п.18, в котором поток сжатого газа к одному или более соплам регулируется посредством регулятора рукавного пылеуловителя.
20. Способ по п.18, в котором источник сжатого газа, соединенный с соплами, является также источником сжатого газа для подачи импульсов сжатого газа к мешкам.
21. Способ по п.17, в котором поток сжатого газа к одному или более соплам обеспечивается в виде импульсного потока сжатого газа.
22. Способ по п.21, в котором клапан включает в себя регулятор для регулирования импульсного потока сжатого газа.
23. Способ по п.22, в котором регулятор запрограммированным для подачи импульсов сжатого газа к одному или более соплам с равномерно повторяющимися интервалами.
24. Способ по п.22, в котором клапан дополнительно включает в себя один или более датчиков, выполненных с возможностью определения накопления частиц материала смежно с седлом клапана, и обеспечения сигнала к регулятору, который вызывает подачу импульса сжатого газа регулятором к одному или более соплам.
