一种脉冲阀结构及脉冲阀装置的制作方法

1.本实用新型具体涉及一种脉冲阀结构及脉冲阀装置。


背景技术：

2.脉冲萃取柱是乏燃料后处理化学分离系统中重要的液液萃取设备，具有通量大、效率高等特点。其原理是利用脉冲发生装置产生的气体脉冲对柱内的物料提供脉冲振幅，增加两相的接触面积，从而提高传质效率。旋转式空气脉冲阀，具有结构简单、密封性好、驱动装置简单、无与液体接触的机械运动部件等特点，通过调节电机转速，可实现对脉冲频率的调节。之前使用的旋转式空气脉冲阀由于自身结构的原因，在实际应用中存在排气不顺畅的缺陷，从而导致脉冲效果差的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种排气过程更加顺畅、提高脉冲强度的脉冲阀结构，还相应提供一种具有该脉冲阀结构的脉冲阀装置。
4.解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是：
5.本实用新型提供一种脉冲阀结构，包括：阀体和阀芯，
6.所述阀体具有密闭的阀腔，
7.所述阀芯包括阀板和隔板，所述阀板的纵截面与阀腔的纵截面匹配，其设于阀腔中且与阀体密封转动相连，
8.所述隔板设于阀板上，其将阀腔分隔为进气腔和排气腔，且进气腔体积小于排气腔体积，
9.所述阀体上开设有进气口、脉冲口和排气口，所述进气口与进气腔相连通，所述排气口与排气腔相连通，所述脉冲口与进气腔和排气腔均连通，
10.所述阀板在旋转过程中，使得进气腔具有进气口与脉冲口连通的第一连通状态，以及进气口与脉冲口断开连通的第一断连状态，且使得排气腔具有排气口与脉冲口连通的第二连通状态，以及排气口与脉冲口断开连通的第二断连状态，
11.当所述进气腔处于第一连通状态时，所述排气腔处于第二断连状态，且当所述进气腔处于第一断连状态时，所述排气腔处于第二连通状态。
12.可选地，所述进气口和脉冲口在阀腔任一横截面上的投影呈90
°
布置，所述排气口和脉冲口在阀腔任一横截面上的投影呈90
°
布置。
13.可选地，所述阀芯还包括驱动轴，所述驱动轴的一端与阀板相连，其另一端伸出阀腔外且用于与旋转驱动机构相连。
14.可选地，所述阀板的侧面，以及隔板的侧面上均设有用于与阀腔的腔壁密封相连密封结构。
15.可选地，阀芯还包括两块封板，两块封板分设于阀板沿其旋转轴布置方向的两端，
所述封板的侧面上也设有用于与阀腔的腔壁密封相连的密封结构。
16.可选地，所述阀体包括筒体和两个端盖，两个端盖分别密封连接于筒体的两端，所述阀板与驱动轴相对的一端设有安装轴，两个端盖均开设有与相应轴对应的轴孔，所述驱动轴和安装轴分别密封转动连接于相应的轴孔中。
17.可选地，与驱动轴对应的端盖上密封连接有轴承盖，所述轴承盖与驱动轴之间设有密封结构，与安装轴对应的端盖上密封连接有盲板。
18.可选地，所述阀体上设有气道结构，所述气道结构设有三个，三个气道结构分别与进气口、脉冲口和排气口一一对应，分别用于连通相应的气口和气体设备。
19.可选地，所述气道结构包括连接板和连接腔室，所述连接板设于阀体和连接腔室之间，其上开设连通连接腔室与相应气口的气孔，所述连接腔室的外端部设有连接管，用于与相应的气体设备相连。
20.本实用新型还提供一种脉冲阀装置，包括旋转驱动机构，以及上述的脉冲阀结构，所述旋转驱动机构与脉冲阀结构的阀板相连，用于驱动阀板旋转。
21.本实用新型中，通过在阀板上设置隔板，将阀腔分隔为进气腔和排气腔，并且排气腔体积大于进气腔，阀体上的进气口与进气腔连通，排气口与排气腔连通，而脉冲口与两腔均连通，从而在阀板转动过程中，脉冲口交替与进气口和排气口连通，在一个旋转周期内进行两次脉冲运动，得到近似正弦波的周期性的气体脉冲信号。由于排气腔体积大于进气腔，由此排气过程更加顺畅，从而增强了脉冲振幅，提高了脉冲效果。
附图说明
22.图1为本实用新型实施例1提供的脉冲阀结构的结构示意图；
23.图2为图1中的a-a剖面图；
24.图3为图1中的b-b剖面图；
25.图4为阀芯的立体结构示意图。
26.图中：1-阀体，2阀芯，3-第一垫圈，4-盲板，5-第一螺栓，6-端盖，7-连接板，8-连接腔室，9-第一密封圈，10-第二螺栓，11-第二垫圈，12-电机，13-轴承盖，14-筒体，15-连轴器，16-进气口，17-脉冲口，18-排气口，19-阀板，20-第二密封圈，21-密封条，22-隔板，23-驱动轴；24-封板。
具体实施方式
27.下面将结合本实用新型中的附图，对实用新型中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的范围。
28.在本实用新型的描述中，需要说明的是，属于“上”等指示方位或位置关系是基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于和简化描述，而并不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须设有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
29.在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示
或者暗示相对重要性。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”、“安装”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.本实用新型提供一种脉冲阀结构，包括：阀体和阀芯，
32.所述阀体具有密闭的阀腔，
33.所述阀芯包括阀板和隔板，所述阀板的纵截面与阀腔的纵截面匹配，其设于阀腔中且与阀体密封转动相连，
34.所述隔板设于阀板上，其将阀腔分隔为进气腔和排气腔，且进气腔体积小于排气腔体积，
35.所述阀体上开设有进气口、脉冲口和排气口，所述进气口与进气腔相连通，所述排气口与排气腔相连通，所述脉冲口与进气腔和排气腔均连通，
36.所述阀板在旋转过程中，使得进气腔具有进气口与脉冲口连通的第一连通状态，以及进气口与脉冲口断开连通的第一断连状态，且使得排气腔具有排气口与脉冲口连通的第二连通状态，以及排气口与脉冲口断开连通的第二断连状态，
37.当所述进气腔处于第一连通状态时，所述排气腔处于第二断连状态，且当所述进气腔处于第一断连状态时，所述排气腔处于第二连通状态。
38.本实用新型还提供一种脉冲阀装置，包括旋转驱动机构，以及上述的脉冲阀结构，所述旋转驱动机构与脉冲阀结构的阀板相连，用于驱动阀板旋转。
39.实施例1：
40.如图1-图4所示，本实施例提供一种脉冲阀结构，包括：阀体1和阀芯2，
41.阀体1具有密闭的阀腔，
42.阀芯2包括阀板19和隔板22，阀板19的纵截面与阀腔的纵截面匹配，其设于阀腔中且与阀体1密封转动相连，
43.隔板22设于阀板19上，其将阀腔分隔为进气腔和排气腔，且进气腔体积小于排气腔体积，
44.阀体1上开设有进气口16、脉冲口17和排气口18，进气口16与进气腔相连通，排气口18与排气腔相连通，脉冲口17与进气腔和排气腔均连通，
45.阀板19在旋转过程中，使得进气腔具有进气口16与脉冲口17连通的第一连通状态，以及进气口16与脉冲口17断开连通的第一断连状态，且使得排气腔具有排气口18与脉冲口17连通的第二连通状态，以及排气口18与脉冲口17断开连通的第二断连状态，
46.当进气腔处于第一连通状态时，排气腔处于第二断连状态，且当进气腔处于第一断连状态时，排气腔处于第二连通状态。
47.由此，通过在阀板19上设置隔板22，将阀腔分隔为进气腔和排气腔，并且排气腔体积大于进气腔，阀体1上的进气口16与进气腔连通，排气口18与排气腔连通，而脉冲口17与两腔均连通，从而在阀板19转动过程中，脉冲口17交替与进气口16和排气口18连通，在一个旋转周期内进行两次脉冲运动，得到近似正弦波的周期性的气体脉冲信号。由于排气腔体
积大于进气腔，由此排气过程更加顺畅，从而增强了脉冲振幅，提高了脉冲效果。
48.其中，进气腔和排气腔的体积跟据进气和排气的比例具有一定的比例，从而加快进气和排气的响应时间。
49.本实施例中，隔板22设置在阀板19四分之一长度处，从而将进气腔和排气腔控制在1∶3。
50.本实施例中，作为实现“在阀板19转动过程中，脉冲口17交替与进气口16和排气口18连通”的一种结构形式，进气口16和脉冲口17在阀腔任一横截面上的投影呈90
°
布置，排气口18和脉冲口17在阀腔任一横截面上的投影呈90
°
布置。其中，三个气口开孔面积具有一定的比例。
51.本实施例中，阀芯2还包括驱动轴23，驱动轴23的一端与阀板19相连，其另一端伸出阀腔外且用于与旋转驱动机构12相连，从而实现阀板19的旋转。
52.本实施例中，阀板19的侧面，以及隔板22的侧面上均设有用于与阀腔的腔壁密封相连密封结构。
53.其中，阀板19为一长方体结构的无磁抗垢不锈钢板，阀板19侧面的密封结构为密封条21，以保证阀板19在转动过程中，进气腔在第一连通状态和第一断连状态之间转换，且保证排气腔在第二连通状态和第二断连状态之间转换。阀板19侧面开设与密封条21配合的长方形槽，用以容置密封条21。
54.隔板22侧面上的密封结构为第二密封圈20，隔板22侧面上开设环形槽，第二密封圈20安装于该环形槽中，用于防止气体内漏(即在进气腔和排气腔之间的泄漏)。
55.本实施例中，阀芯2还包括两块封板24，两块封板24分设于阀板19沿其旋转轴布置方向的两端，封板24的侧面上也设有用于与阀腔的腔壁密封相连的密封结构。
56.其中，封板24侧面上的密封结构也为第二密封圈20，用于防止气体外漏(即在阀腔和外界之间的泄漏)。
57.并且，阀体的阀腔内壁与隔板22和两块封板24对应的位置设置有第一密封圈9，第一密封圈9与第二密封圈20配合，从而进一步提高了动密封效果。
58.第一密封圈9、第二密封圈20和密封条21的材质为双层结构，外层为耐磨的四氟材料，内层为提供应力补偿的橡胶材料，配合使用以达到密封的作用。
59.本实施例中，阀体1包括筒体14和两个端盖6，两个端盖6分别密封连接于筒体14的两端，阀板19与驱动轴23相对的一端设有安装轴，两个端盖6均开设有与相应轴对应的轴孔，驱动轴23和安装轴分别密封转动连接于相应的轴孔中。
60.本实施例中，与驱动轴23对应的端盖6上密封连接有轴承盖13，轴承盖13与驱动轴23之间设有密封结构，与安装轴对应的端盖6上密封连接有盲板4。
61.其中，盲板4与端盖6、轴承盖13与端盖6之间均采用垫圈和螺栓的密封连接方式相连。具体地，盲板4与端盖6通过第一垫圈3和第一螺栓5密封相连，轴承盖13与端盖6通过第二垫圈11和第二螺栓10密封相连。
62.本实施例中，阀体1上设有气道结构，气道结构设有三个，三个气道结构分别与进气口16、脉冲口17和排气口18一一对应，分别用于连通相应的气口和气体设备。
63.本实施例中，气道结构包括连接板7和连接腔室8，连接板7设于阀体1和连接腔室8之间，其上开设连通连接腔室8与相应气口的气孔，连接腔室8内部为方形口结构，其外端部
设有连接管，用于与相应的气体设备相连。
64.阀芯2由旋转驱动机构12驱动在阀体1内部进行旋转，由于阀板19的阻隔作用，只允许阀体1表面相邻90
°
的气口相连。在阀芯2旋转的前半个周期之内，进气口16和脉冲口17相连，进气口16接管内的压缩气体被输送到脉冲口17的接管中，为进气过程；在阀芯2旋转的下半个周期内，脉冲口17和排气口18相连，脉冲口17接管内的气体被排放到排气口18的接管中，为排气过程。随着阀芯2的旋转，以上两个状态交替进行，从而形成近似于正弦波的气体脉冲，为脉冲萃取柱提供稳定的脉冲信号。旋转驱动机构12优选电机，可以通过调节电机转速来改变脉冲信号频率，实现对脉冲频率的调节。
65.本实用新型的脉冲阀结构具有以下优点：
66.(1)该脉冲阀利用电机驱动电机进行旋转，改变阀体内部的气体通路，使得进气口与脉冲口、脉冲口和排气口交替进行连接，在一个旋转周期内进行两次脉冲运动，得到周期性且稳定的气体脉冲信号；
67.(2)该脉冲阀结构的电机转速可以根据需要通过变频器调节，具有工作范围大，操作灵活等特点；
68.(3)该脉冲阀结构的阀芯与阀体之间通过密封圈和密封条进行密封，具有自润滑的效果，可以容纳少量的污物，避免了金属和金属之间摩擦产生的损耗。同时阀芯的三块隔板既能起到支撑的作用，防止阀芯变形，减少卡滞情况的发生；又能起到密封的作用，防止气体内漏和外漏；
69.(4)该脉冲阀结构的阀芯将阀体内部空间分为大小不同的两个区域，其中排气过程占用的区域是进气过程占用区域的数倍，这样会使得排气过程更加顺畅，从而增强脉冲振幅，提高脉冲效果；
70.(5)该脉冲阀结构简单，便于拆装和检修。
71.实施例2：
72.本实施例提供一种脉冲阀装置，包括旋转驱动机构12，以及实施例1的脉冲阀结构，旋转驱动机构12与脉冲阀结构的阀板19相连，用于驱动阀板19旋转。
73.具体地，旋转驱动机构12为电机，电机输出轴通过连轴器15与阀板19上的驱动轴23相连。
74.电机与变频器连接，可以通过调节所述电机转速来改变脉冲信号频率。阀芯2在电机的驱动下可以在阀体1内部匀速转动。随着阀芯2在阀体1内的旋转，进气过程和排气过程交替进行，从而形成周期性的气体脉冲，提供稳定的脉冲信号。
75.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。