[发明专利]压力平衡阀

说明书

本发明涉及用于平衡流体压力的装置。本发明特别涉及用于平衡多个流体源之间的流体压力的平衡阀。

图1是一个现有技术材料处理系统的示意图。一个风门，如风门1是一个借助于重力将飞灰或其它干燥的自由流动的颗粒从一个压力区传送至另一个压力区。例如，在图1的系统中，颗粒收集在一个上方的料斗2中，并且通过气动阀3的操作将一定控制量的颗粒落入风门1中。借助于另一个气动阀4的操作，每个控制量的颗粒落入到带有压力传送流体如空气供给的传送管5中。传送管中的空气通常压缩到20psi，但可以压缩到25psi。

由于压力传送流体的压力通常高于风门1中的接近大气压的压力，如果压力不平衡，压力差会减慢颗粒从风门1进入到管道5的运动。因此，现有技术的材料处理系统如在图1中所示的系统通常包括一个压力平衡阀6。

图1和图2-3描述了两种现有技术平衡阀6′,6″。每个平衡阀6′,6″分别包括一个孔7′,7″,经过一个流体管线7与风门1相通，一个孔8′,8″,经过一个流体管线8在点5a处与传送管5相通，一个孔9′,9″,经过一个流体管线9与料斗2相通。每个平衡阀6′,6″还分别包括阀门10′,10″,分别由驱动器11′,11″操作，分别转换地封闭孔8′,9′和8″,9″。

一个平衡阀6,6′,6″通常如下操作。当一定量的颗粒从料斗2落入风门1之前，阀3,4处于关闭位置。驱动器11′,11″所处的位置是孔8′,8″关闭，孔9′,9″打开。这样，料斗2和风门1相通，料斗2内颗粒上方的压力与风门1中空气的压力几乎相等，并且接近大气压。通过打开和定时关闭阀3，一定量的颗粒落入风门1。然后，驱动器11′,11″操作使得孔8′,8″打开，孔9′,9″关闭。这样传送管5在点5a处与风门1相通，并且风门1中的空气压力几乎等于传送管5中点5a处的高得多的空气压力。通常压力不完全相等，因为系统中存在着压降。依赖于风门1的容量，整个压力平衡过程通常不超过5-15秒。

通过打开阀4，颗粒在点5c处落入传送管5，并且由管5输送走。应当注意，5c处的空气压力比5a处的空气压力低得多(风门1中也是这样)，因为在管5的点5a和5c之间设有一个孔口5b。风门和点5c之间产生的压降使颗粒流入管5。当阀4关闭时，一些残留颗粒通常留在风门1中。驱动器11′,11″相应地操作关闭孔8′,8″，打开孔9′,9″，这样风门和料斗相通并且风门1中的空气压力与料斗2中的接近大气压的空气压力平衡。在每个压力平衡过程中，由于传送管5与风门1之间的以及后来风门1和料斗2之间的空气压力差很大，因此通过平衡阀6′,6″的空气速度几乎可以达到声速。另外，在风门1与料斗2之间的压力平衡过程中，流过平衡阀6′,6″的空气通常从风门1带走一定量的散沙，这些空气/颗粒混合物在高速流动时，磨损很严重。

现有技术的压力平衡阀6′,6″存在着严重的不足。首先，这种阀6′,6″磨损率很高，特别是考虑到阀口9′,9″和阀门10′,10″以及驱动器11′,11″，它们循环地面对接近声速的空气流中挟带的颗粒。据估计，这些件的磨损率与v²成正比，其中v等于空气颗粒混合物的速度。对于一些现有技术平衡阀6，投入使用三个月内就需要更换是很平常的。

而且，如阀6′,6″的压力平衡阀是这样设计的，当驱动器11′，11″操作在孔封闭位置之间移动时，有一段时间相应的孔8′,9′和孔8″,9″打开，允许风门1，料斗2和输送管5之间同时压力平衡。在与图1所示的压力系统相反的真空操作的系统中，这种瞬时三通平衡会导致将颗粒吸入到负压泵中，增加这种泵的保养。

从上面看出，本发明的目的是提供一种改进的压力平衡阀。

本发明的另一个目的是提供一种磨损率较低的压力平衡阀。

本发明的另一个目的是提供一种抑制非故意的流体源的瞬时平衡的压力平衡阀。

本发明的另一个目的是提供一种具有抗磨损的内部元件的压力平衡阀。

本发明的另一个目的是提供一种具有易于维修和更换的内部元件的压力平衡阀。

以上目的及其它未列举的目的由一种依照本发明的压力平衡阀完成，交替平衡第一流体源与至少两个第二流体源之间的压力。本发明的压力平衡阀包括一个阀体，该阀体包括一个与第一流体源相通的第一孔和至少两个分别与至少两个流体源相通的第二孔；