专利名称：球芯式脉冲阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种磁力的操作装置，具体地说涉及一种流体作用在球芯上的脉冲阀。
技术背景脉冲阀常用在环保行业的布袋除尘器上，是其清灰装置中的主要部件。脉冲阀设置在压 力气包和袋室之间，能根据很短脉冲的指令快速将压力气体管路接通，使压力气体瞬时通过 管路进入布袋除尘器的除尘袋室，通过对除尘袋反吹达到清灰目的。目前布袋除尘器上常用 的脉冲阔，是如图7所示的双膜片式脉冲阀，其包括阀体13'、顶盖2'、气道8'和电磁阀3'， 阀体13'的顶部采用螺栓固定有顶盖2'，顶盖2'内设有气道8'，阀体13'内具有上空腔6' 和下空腔7'，上空腔6'通过气道8'的启闭控制上空腔6'内的压力，顶盖2'上设有用于 控制气道8'启闭的电磁阀3'，电磁阀3'的铁芯底端设有膜片18'，膜片18'与气道8上 的调整口19'相配合，阔体13'的侧壁上设有与下空腔7'相连的进气口17'，阀体13'的 下部设有可与下空腔7'相连的出气管21'，橡胶膜片20的中部封盖住出气管21'的进气口， 橡胶膜片20的边缘固定在阀体13'的顶部与顶盖2'之间。在使用时，当电磁阀3'处于断 电状态时，电磁阔的铁芯在弹簧的压力下处于下位，铁芯上的膜片18'紧贴调整口 19、切 断上空腔6'与外界的通道，来自进气口 17'的压力气体会进入下空腔7，然后再从橡胶膜 片20上的通孔进入上空腔6'，由于膜片18'紧贴调整口19'，上空腔6'中的压力气体不能 从调整口19'通过，让橡胶膜片20上下两端的气体压力相等，于是，橡胶膜片20紧贴出气 管21'的进气口，脉冲阔处于关断状态。当电磁阀3'处于通电状态时，电磁阀的铁芯在电 磁线圈产生的磁力作用下，克服弹簧的压力作用处于上位，铁芯上的膜片18'打开调整口 19'， 让上空腔6'与外界相通，上空腔6'的气体压力小于下空腔7'，下空腔7'的压力气体顶起 橡胶膜片20，使压力气体从进气口 17'到达出气管21'内，脉冲阀处于开启状态，压力气 体进入布袋除尘器进行反吹清灰。在使用过程中，由于受到设计结构、橡胶材料的弹性性能 等方面的限制，橡胶膜片向上运动的程度有限，导致单位时间内通过出气管2r的压力气体 的流量有限，进而造成反吹清灰效果比较差。此外，由于工况恶劣，橡胶膜片20容易疲劳和 老化， 使其成为主要的易损件，经常需要更换，不仅增加设备的运行成本，也影响布袋除尘 器的运行效率。发明内容本发明的目的在于提供一种体积小，运行成本低，使用寿命长，通气量大，清灰性能好 的球芯式脉冲阀。本发明的球芯式脉冲阀，包括阀体、顶盖、气道和电磁阀，顶盖釆用螺栓安装在阀体的 顶部，顶盖与阀体的顶部之间设有密封用的橡胶垫，阀体内具有上空腔和下空腔，上空腔通过所述气道的启闭控制上空腔内的压力，气道上设有调整口，所述电磁阀通过气道上的调整 口控制气道的启闭，所述阀体的侧壁上设有与所述下空腔相连的进气口，其特征在于所述上 空腔和所述下空腔具有圆柱形空腔段，圆柱形空腔段的轴线位于垂直方向，圆柱形空腔段内 设有球形的阀芯，阀芯与圆柱形空腔段的内侧壁为间隙配合，所述阀体的底部设有可与下空 腔相连的出气口，所述阀芯的下表面与出气口相配合。本发明的球芯式脉冲阔，其中所述电磁阀通过位于所述阀体上的控制阀控制上空腔内的 压力。本发明的球芯式脉冲阀，其中所述气道位于所述阀体上部的侧壁内，所述控制阀位于气 道的进口端，控制阀具有圆柱形的腔室，腔室内设有球形的调控阀芯，调控阀芯将腔室分割 成上腔室和下腔室，下腔室的侧壁上设有与所述上空腔相连的管路，下腔室的底部设有排气 口，调控阀芯的下表面与排气口相配合，排气口通过排气管路与外界相通，所述下空腔与节 流气道的进口相连，节流气道的出口与所述上腔室相连，上腔室通过气道与外界相连。本发明的球芯式脉冲阀，其中位于所述上空腔上方的顶盖的下表面采用挡圈固定有缓冲垫。本发明的球芯式脉冲阀，其中所述电磁阀安装在顶盖上，所述上腔室和所述下腔室位于 所述阀体上部的侧壁内，所述节流气道位于阀体的侧壁内，所述电磁阀的铁芯底端设有膜片， 膜片与所述气道上的调整口相配合。本发明的球芯式脉冲阀，其中所述膜片采用密封垫代替，所述阀芯和所述调控阀芯为中 空的球体，阀芯和调控阀芯采用工程塑料或橡胶材料制成。本发明的球芯式脉冲阀，其中所述出气口连接有出气管，所述阀芯为高分子聚合物与纤 维混合注塑制成。本发明的球芯式脉冲阀，其中所述进气口环绕所述阀体的下部设置，所述出气管外侧壁 的上部与2_6根连杆的底端相连，每根连杆的顶端分别与所述阀体的下部相连。 本发明的球芯式脉冲阀，其中所述进气口环绕所述阀体的下部设置。与现有的双膜片式脉冲阀相比，本发明的球芯式脉冲阀，具有以下几项优点1. 由于橡胶膜片的弹性有限，而脉冲阀又不可能做得很大，所以，在双膜片脉冲阀上， 大膜片的开启距离有限，而由于脉冲的时间很短，气体通过的气量受到很大的限制。而本发 明的球芯式脉冲阀的阀芯的上行距离很大，可以在很短时间内向上运动很大的距离，从而使 球芯式脉冲阀的气体通过量大增。实验表明，对于同等规格尺寸的脉冲阀，在相同的开启时间内，本发明的球芯式脉冲阀的通气量是双膜片式脉冲阔的2到3倍，从而大大提高了布袋 式除尘器的清灰效果。2. 对于双膜片式脉冲阀，由于希望得到更大的通气量，需要橡胶膜片尽可能大的做上下 大幅度开启运动，很容易造成疲劳损坏，使橡胶膜片成为双膜片式脉冲阀的主要易损件。本 发明的球芯式脉冲阀的阀芯是球型结构，其工作原理决定了阀芯等零部件不会象橡胶膜片那 样容易损坏，故其运行成本低，使用寿命长。3. 体积小双膜片脉冲阀为了达到高的通气量，只有增大大膜片的开启距离。由于结构限制，也只有增大大膜片的直径直径，从而使小膜片也跟着增大。在本发明球芯式脉冲阀的 通气量的大小与阀体的尺寸关系不象双膜片脉冲阀，因而阀可以设计得更加合理。与同等规 格的双膜片脉冲阀相比，本发明球芯式脉冲阀的直径可以减少三分之一以上，而通气量却可 以成倍增长。本发明球芯式脉冲阀的其他细节和特点可通过阅读下文结合附图详加描述的实施例便可 清楚明了。
图1为本发明的球芯式脉冲阀的一种实施方式的结构示意图的主视剖面图； 图2为本发明的球芯式脉冲阀的另一种实施方式的结构示意图的主视剖面图； 图3为图2的A—A截面视图； 图4为图3的B — B截面视图；图5为本发明的球芯式脉冲阀的再一种实施方式的结构示意图的主视剖面图； 图6为本发明的球芯式脉冲阀的还一种实施方式的结构示意图的主视剖面图； 图7为现有的双膜片式脉冲阀的结构示意图的主视剖面图。
具体实施方式
如图l所示，本发明的球芯式脉冲阔，包括顶盖2A、阀体13A、气道8A和电磁阀3A， 阀体13A内具有上空腔6A和下空腔7A，上空腔6A通过气道8A的启闭控制上空腔6A内的 压力，气道8A上设有调整口 19A，电磁阀3A的铁芯底端设有膜片18,膜片18与气道8A 的调整口 19A相配合，电磁阀3A通过气道8A上的调整口 19A控制气道8A的启闭，电磁阀 3A安装在顶盖2A上，气道8A位于顶盖2A内，阀体13A侧壁的下部设有与下空腔7A相连 的进气口 17A,顶盖2A采用螺栓固定在阀体13A的顶部，顶盖2A与阀体13A的顶部之间 设有密封用的橡胶垫26A，阀体13A和顶盖2A采用铝合金压铸而成，电磁阀3A安装在顶盖 2A上，顶盖2A与阀体13A的顶部之间设有密封用的橡胶垫26A，位于上腔室6A上方的顶 盖2A的下表面采用挡圈15A固定有缓冲垫16A，用于减缓阀芯5A上行时受到的碰撞作用。 上空腔6A和下空腔7A位于阀体13A内，上空腔6A的下部和下空腔7A的上部具有圆柱形 空腔段，圆柱形空腔段的轴线位于垂直方向，圆柱形空腔段内设有球形的阀芯5A，阀芯5A 与圆柱形空腔段的内侧壁为间隙配合，阀芯5A为中空的球体，以减轻其重量，使阀芯5A能 够更灵活的运动，并节约材料，降低制造成本，阔芯5A采用工程塑料或橡胶材料制成。阔 体13A的底部设有可与下空腔7A相连的出气口4A，出气口4A连接有出气管21A，阀芯5A 的下表面与出气口相配合。上述阀芯5A可以采用高分子聚合物与纤维混合注塑制成。如图1所示的球芯式脉冲阀在使用时，当电磁阀3A处于断电状态时，电磁阀的铁芯在 弹簧的压力下处于下位，铁芯上的膜片18紧贴调整口 19A，切断上空腔6A与外界的通道， 来自进气口 17A的压力气体会进入下空腔7A，然后再从阔芯5A与圆柱形空腔段侧壁之间的 间隙进入上空腔6A，由于膜片18紧贴调整口 19A，上空腔6A中的压力气体不能从调整口 19A通过，让上空腔6A与下空腔7A中的气体压力相等，于是，阀芯5A在重力的作用下紧贴出气口 4A， 0. 2~0. 6MP的压力气体也不能从进气口 17A到达出气管21A内，球芯式脉冲 阀处于关断状态。当电磁阀3A处于通电状态时，电磁阀3A的铁芯在电磁线圈产生的磁力作 用下，克服弹簧的压力作用处于上位，铁芯上的膜片18打开调整口 19A，让上空腔6A与外 界相通，上空腔6A中的气体压力小于下空腔7A，下空腔7A的压力气体顶起阀芯5A，使压 力气体从进气口 17A到达出气管21A内，球芯式脉冲阀处于开启状态。如图2、图3和图4所示，本发明的球芯式脉冲阀，包括顶盖2、阀体13、气道8和电 磁阀3,阀体13内具有上空腔6和下空腔7，气道8位于阀体13上部的侧壁内，气道8上设 有调整口 19，电磁阀3的铁芯底端设有密封垫22，密封垫22与气道8的调整口 19相配合， 电磁阀3通过气道8上的调整口 19控制气道8的启闭，再通过气道8的启闭控制位于阔体上 的控制阀9的启闭，通过控制阀9的启闭控制上空腔6内的压力。阀体l侧壁的下部设有与 下空腔7相连的进气口 17，顶盖2采用螺栓固定在阀体13的顶部，顶盖2与阀体13的顶部 之间设有密封用的橡胶垫26，阀体13和顶盖2采用铝合金压铸而成，电磁阔3安装在顶盖2 上，顶盖2与阀体13的顶部之间设有密封用的橡胶垫26，位于上腔室6上方的顶盖2的下 表面采用挡圈15固定有缓冲垫16，用于减缓阔芯5上行时受到的碰撞作用。上空腔6的下 部和下空腔7的上部具有圆柱形空腔段，圆柱形空腔段的轴线位于垂直方向，圆柱形空腔段 内设有球形的阀芯5，阀芯5与圆柱形空腔段的内侧壁为间隙配合，阀芯5为中空的球体， 以减轻其重量，使阀芯5能够更灵活的运动，并节约材料，降低制造成本，阀芯5采用工程 塑料或橡胶材料制成。阀体13的底部设有可与下空腔7相连的出气口4，出气口4连接有出 气管21，阀芯5的下表面与出气口相配合。如图2、图4所示，控制阀9位于气道8的进口端，控制阀9具有圆柱形的腔室，腔室 内设有球形的调控阀芯10，调控阀芯10将腔室分割成上腔室11和下腔室12，上腔室11和 下腔室12位于阀体13上部的侧壁内，下腔室12的侧壁上设有与上空腔6相连的管路28， 下腔室12的底部设有排气口 14,调控阀芯10的下表面与排气口 14相配合，排气口14通过 排气管路29与外界相通，下空腔7与节流气道24的进口相连，节流气道24位于阀体13的 侧壁内，节流气道24的出口与上腔室11相连，上腔室6通过气道8与外界相连。上述阀芯5和调控阀芯10可以采用高分子聚合物与纤维混合注塑制成。如图2所示的球芯式脉冲阀在使用时，当电磁阀3处于断电状态时，电磁阀3的铁芯在 弹簧的压力下处于下位，铁芯上的密封垫22紧贴调整口 19，切断气道8，来自进气口17的 压力气体会进入下空腔7，然后再从阀芯5与圆柱形空腔段侧壁之间的间隙进入上空腔6，再 由管路28进入控制阀9的下腔室12，下空腔7的压力气体还会从节流气道24进入上腔室11, 由于密封垫22紧贴调整口 19，上腔室11中的压力气体不能从调整口 19通过，让上腔室11 与下腔室12中的气体压力相等，进而让上空腔6与下空腔7中的气体压力相等，调控阀芯 10在重力的作用下紧贴排气口 14，上空腔6中的气体不能通过管路28经下腔室12再经排气 口 14和排气管路29排出，于是，上空腔6与下空腔7中的气体压力也相等，阀芯5在重力 的作用下紧贴出气口 4， 0. 2~0. 6MP的压力气体也不能从进气口 17到达出气管21内，球芯 式脉冲阀处于关断状态。当电磁阀3处于通电状态时，电磁阀3的铁芯在电磁线圈产生的磁力作用下，克服弹簧的压力作用处于上位，铁芯上的密封垫22打开调整口 19，让上腔室ll 与外界相通，上腔室11中的气体压力小于下腔室12，下腔室12的压力气体顶起调控阀芯10， 让上空腔6通过管路28、下腔室12、排气口 14和排气管路29与外界相通，上空腔6中的气 体得以排出，使上空腔6中的气体压力小于下空腔7，下空腔7的压力气体顶起阀芯5，使压 力气体从进气口 17到达出气管21内，球芯式脉冲阀处于开启状态。现有的双膜片式脉冲阀在湿度环境比较大的情况下，其电磁阀3上的膜片18容易粘连， 造成工作失效或部分失效，降低阀的整体工作效率。在图2所示的球芯式脉冲阀中，其电磁 阀3上的膜片18釆用密封垫22代替，从根本上避免了此类情况发生，工作起来可以更加稳 定。图2所示的球芯式脉冲阀采用了两级控制的设计方案，原因是在实际工作中，电磁阀从 打开到关闭的时间很短，脉冲电压一般在20毫秒以内，如果如图l所示直接使用电磁阀启闭 球芯式脉冲阀，所需电磁阀的规格相对较大，为防止泄露，电磁阀的铁芯需要的下压力也相 对较大，由此增加了电磁阀本身的制造成本，也使其后续控制电路的成本增加。此外，电磁 阀本身的磨损也相对较大。图5所示的是本发明的球芯式脉冲阀的另一种实施方式，其与图2所示的球芯式脉冲阀 的不同之处在于，其进气口 17B是采取环绕阀体13B的下部设置，出气管21B外侧壁的上部 与4根连杆25的底端相连，连杆25的数量也可以是2根或3根或6根，每根连杆25的顶端 分别与阀体13B的下部相连。这一设计的目的在于尽可能地降低气流通过球芯式脉冲阀的阻 力。图6所示的是本发明的球芯式脉冲阀的又一种实施方式，其与图2所示的球芯式脉冲阔 的不同之处在于，其进气口 17C是采取环绕阀体13C的下部设置，出气管21C固定在布袋除 尘器上。这一设计的目的也是为了尽可能地降低气流通过球芯式脉冲阀的阻力。上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行 限定，在不脱离本发明设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本发明技术方案作出的 各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
权利要求
1.球芯式脉冲阀，包括阀体、顶盖、气道和电磁阀，顶盖采用螺栓安装在阀体的顶部，顶盖与阀体的顶部之间设有密封用的橡胶垫，阀体内具有上空腔和下空腔，上空腔通过所述气道的启闭控制上空腔内的压力，气道上设有调整口，所述电磁阀通过气道上的调整口控制气道的启闭，所述阀体的侧壁上设有与所述下空腔相连的进气口，其特征在于所述上空腔和所述下空腔具有圆柱形空腔段，圆柱形空腔段的轴线位于垂直方向，圆柱形空腔段内设有球形的阀芯，阀芯与圆柱形空腔段的内侧壁为间隙配合，所述阀体的底部设有可与下空腔相连的出气口，所述阀芯的下表面与出气口相配合。
2. 根据权利要求1所述的球芯式脉冲阀，其特征在于所述电磁阀通过位于所述阀体上的 控制阀控制上空腔内的压力。
3. 根据权利要求2所述的球芯式脉冲阀，其特征在于所述气道位于所述阀体上部的侧壁 内，所述控制阀位于气道的进口端，控制阀具有圆柱形的腔室，腔室内设有球形的调控阀芯， 调控阀芯将腔室分割成上腔室和下腔室，下腔室的侧壁上设有与所述上空腔相连的管路，下 腔室的底部设有排气口，调控阔芯的下表面与排气口相配合，排气口通过排气管路与外界相 通，所述下空腔与节流气道的进口相连，节流气道的出口与所述上腔室相连，上腔室通过气 道与外界相连。
4. 根据权利要求1或2或3所述的球芯式脉冲阀，其特征在于位于所述上空腔上方的顶 盖的下表面采用挡圈固定有缓冲垫。
5. 根据权利要求4所述的球芯式脉冲阀，其特征在于所述电磁阀安装在顶盖上，所述上 腔室和所述下腔室位于所述阀体上部的侧壁内，所述节流气道位于阀体的侧壁内，所述电磁 阀的铁芯底端设有膜片，膜片与所述气道上的调整口相配合。
6. 根据权利要求5所述的球芯式脉冲阀，其特征在于所述膜片采用密封垫代替，所述阀 芯和所述调控阀芯为中空的球体，阀芯和调控阀芯采用工程塑料或橡胶材料制成。
7. 根据权利要求6所述的球芯式脉冲阀，其特征在于所述出气口连接有出气管，所述阔 芯为高分子聚合物与纤维混合注塑制成。
8. 根据权利要求7所述的球芯式脉冲阀，其特征在于所述进气口环绕所述阀体的下部设 置，所述出气管外侧壁的上部与2—6根连杆的底端相连，每根连杆的顶端分别与所述阀体的 下部相连。
9. 根据权利要求7所述的球芯式脉冲阀，其特征在于所述进气口环绕所述阀体的下部设置。
全文摘要
一种球芯式脉冲阀，包括阀体、顶盖、气道和电磁阀，顶盖采用螺栓安装在阀体的顶部，顶盖与阀体的顶部之间设有密封用的橡胶垫，阀体内具有上空腔和下空腔，上空腔通过气道的启闭控制上空腔内的压力，气道上设有调整口，电磁阀通过气道上的调整口控制气道的启闭，所述阀体的侧壁上设有与所述下空腔相连的进气口，其特征在于所述上空腔和所述下空腔具有圆柱形空腔段，圆柱形空腔段的轴线位于垂直方向，圆柱形空腔段内设有球形的阀芯，阀芯与圆柱形空腔段的内侧壁为间隙配合，所述阀体的底部设有可与下空腔相连的出气口，所述阀芯的下表面与出气口相配合。其目的在于提供一种体积小，运行成本低，使用寿命长，通气量大，清灰性能好的球芯式脉冲阀。
文档编号B01D46/04GK101332389SQ20081009800
公开日2008年12月31日 申请日期2008年5月20日 优先权日2008年5月20日
发明者景 张 申请人:平顶山市磐石机电设备有限责任公司