本公開總體上涉及具有可調(diào)整密封壓力的旋轉(zhuǎn)閥，并且特別地涉及用于變壓吸附應(yīng)用的具有彈簧加載壓力和密封機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)閥以及包含此類閥的系統(tǒng)和設(shè)備。
背景技術(shù)：
1、壓力平衡旋轉(zhuǎn)閥在變壓吸附(psa)應(yīng)用和系統(tǒng)中是有用的。psa已經(jīng)用于各種氣體分離和純化應(yīng)用，諸如生物氣、氣田氣、合成氣、廢氫氣流等的分離或純化。
2、典型的旋轉(zhuǎn)閥具有定子和轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子可相對于定子圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)并且抵靠定子按壓。定子與轉(zhuǎn)子中的每一者都具有在其上的可以依據(jù)轉(zhuǎn)子與定子與轉(zhuǎn)子之間的相對旋轉(zhuǎn)位置而對準(zhǔn)或偏移的端口。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，定子和轉(zhuǎn)子在使轉(zhuǎn)子和定子朝向彼此偏置的軸向施加的壓力下保持滑動(dòng)并且密封接觸。使用諸如在一些常規(guī)的旋轉(zhuǎn)閥中作用在定子和轉(zhuǎn)子兩者上的彈簧的偏置機(jī)構(gòu)來調(diào)整或平衡此類軸向壓力。
3、例如，授予keefer等人的美國專利第6,063,161號(hào)公開了一種具有多端口旋轉(zhuǎn)閥的示例psa系統(tǒng)，其中旋轉(zhuǎn)閥用于在psa過程的各個(gè)步驟中控制往返于吸附劑床流動(dòng)的氣體的體積速率。
4、授予mclean的美國專利第8,272,401號(hào)也公開了一種用于變壓設(shè)備的包含可變加載活塞和固定加載彈簧的緊湊型壓力平衡旋轉(zhuǎn)閥。
5、在例如，美國專利第38493、4272265、4406675、4452612、4469494、4758253、5112367、5133784、5248325、5256174、5268021和5366541號(hào)中公開了另外的旋轉(zhuǎn)閥及其在psa系統(tǒng)中的用途。
6、然而，諸如us8,272,401中公開的那些常規(guī)的旋轉(zhuǎn)閥，，在使用一段時(shí)間后仍然會(huì)泄漏并且將需要不時(shí)地維護(hù)或更換。psa系統(tǒng)中常規(guī)旋轉(zhuǎn)閥的維護(hù)和更換進(jìn)而需要系統(tǒng)停機(jī)時(shí)間以及與零件、勞動(dòng)力和其他操作成本相關(guān)的費(fèi)用。
7、因此，需要改善現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)閥，并且提供更易于維護(hù)并且不需要頻繁更換的旋轉(zhuǎn)閥。還期望改善現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)閥并且提供更便于使用、安裝、操作或維護(hù)的旋轉(zhuǎn)閥。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、根據(jù)本公開的一方面，提供了一種旋轉(zhuǎn)閥，其包括：閥殼體，其包括圓柱形通道和端部凸緣，該端部凸緣包括壓力端口與通孔，該通孔具有第一開口端部和第二開口端部以及在第一端部與第二端部之間的螺紋部段；轉(zhuǎn)子，其可旋轉(zhuǎn)地安裝在閥殼體的圓柱形通道中，并且能夠圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，該轉(zhuǎn)子包括大體上垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的接觸表面；定子，其可滑動(dòng)地安裝在轉(zhuǎn)子與端部凸緣之間的閥殼體內(nèi)部，定子包括面向轉(zhuǎn)子的接觸表面的第一側(cè)和與第一側(cè)相對的第二側(cè)，定子的第二側(cè)包括彈簧座；彈簧，包括第一端部和第二端部，彈簧的第一端部接納在定子的彈簧座中，彈簧的第二端部穿過通孔的第一開口端部接納在端部凸緣的通孔中；彈簧張力調(diào)整器，其螺紋地聯(lián)接端部凸緣的通孔中的螺紋部段，并且將彈簧朝向定子按壓，定子進(jìn)而被彈簧朝向轉(zhuǎn)子按壓，彈簧張力調(diào)整器被配置為能夠通過凸緣的第二開口端部旋轉(zhuǎn)，以改變彈簧張力調(diào)整器的軸向位置，以便調(diào)整壓縮在定子與端部凸緣之間的彈簧的張力。
2、如本文描述的，安裝、操作和維護(hù)旋轉(zhuǎn)閥是方便的，因?yàn)榭梢栽诓恍枰Ｖ故褂瞄y和拆卸閥本身的情況下通過端部凸緣中的開口方便地調(diào)整密封壓力。
3、在不同的實(shí)施例中，在本文描述的旋轉(zhuǎn)閥中還可以提供以下特征中的一個(gè)或多個(gè)。例如，定子可以包括壓力端口。凸緣和定子中的每一者都可以包括多個(gè)壓力端口，并且旋轉(zhuǎn)閥可以包括多個(gè)壓力端口以用于將定子朝向轉(zhuǎn)子偏置。轉(zhuǎn)子和定子中的每一者可以包括多個(gè)流體端口。旋轉(zhuǎn)閥可以包括多個(gè)彈簧和多個(gè)對應(yīng)的彈簧張力調(diào)整器。彈簧中的每一個(gè)可以鄰近多個(gè)流體端口中的一個(gè)定位，并且可以被對應(yīng)的彈簧張力調(diào)整器獨(dú)立地壓縮。彈簧張力調(diào)整器可以包括螺紋螺柱。彈簧張力調(diào)整器可以包括外螺紋管或套管。旋轉(zhuǎn)閥可以包括壓縮在轉(zhuǎn)子與定子之間的密封件。彈簧張力調(diào)整器可以包括不銹鋼。旋轉(zhuǎn)閥可以包括覆蓋通孔的第二開口端部的可移除帽。
4、在另一方面，提供了一種旋轉(zhuǎn)閥，其包括：閥殼體，其包括圓柱形通道和端部凸緣，端部凸緣的內(nèi)側(cè)包括具有可調(diào)整腔長度的彈簧腔(spring?pocket)，該腔長度可通過端部凸緣的外側(cè)處的開口調(diào)整；轉(zhuǎn)子，其可旋轉(zhuǎn)地安裝在閥殼體的圓柱形通道中，并且能夠圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，該轉(zhuǎn)子包括大體上垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的接觸表面；定子，其可滑動(dòng)地安裝在轉(zhuǎn)子與端部凸緣之間的閥殼體內(nèi)部，定子包括鄰接轉(zhuǎn)子的接觸表面的第一側(cè)和與第一側(cè)相對的第二側(cè)；以及彈簧，其接納在彈簧腔中，并且被壓縮在端部凸緣與定子的第二側(cè)之間，以將定子朝向轉(zhuǎn)子偏置，其中可通過以下來調(diào)整彈簧中的張力：通過端部凸緣的外側(cè)處的開口調(diào)整腔長度。
5、在又一方面，提供了一種設(shè)備，其包括：殼體，其包括輸入端口和輸出端口；多個(gè)吸附劑床，其在殼體中；第一旋轉(zhuǎn)閥，其將多個(gè)吸附劑床連接到輸入端口以用于選擇性地將輸入氣體從輸入端口傳遞到多個(gè)吸附劑床中的選擇的一個(gè)吸附劑床；第二旋轉(zhuǎn)閥，其將多個(gè)吸附劑床連接到輸出端口以用于將來自多個(gè)吸附劑床中的選擇的一個(gè)吸附劑床的輸出氣體傳遞到輸出端口。第一旋轉(zhuǎn)閥和第二旋轉(zhuǎn)閥包括本文公開的旋轉(zhuǎn)閥。
6、通過結(jié)合附圖閱讀下面對特定實(shí)施例的描述，本公開的其他方面、特征和實(shí)施例對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說將變得顯而易見。
1.一種旋轉(zhuǎn)閥，其包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)閥，其中，所述定子包括壓力端口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)閥，其中，所述凸緣和所述定子中的每一者都包括多個(gè)壓力端口，并且所述旋轉(zhuǎn)閥包括多個(gè)壓力端口以用于將所述定子朝向所述轉(zhuǎn)子偏置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)閥，其中，所述轉(zhuǎn)子和所述定子中的每一者都包括多個(gè)流體端口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)閥，其包括多個(gè)彈簧和多個(gè)對應(yīng)的彈簧張力調(diào)整器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的旋轉(zhuǎn)閥，其中，所述彈簧中的每一個(gè)鄰近所述多個(gè)流體端口中的一個(gè)定位，并且由所述對應(yīng)的彈簧張力調(diào)整器獨(dú)立地壓縮。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)閥，其中，所述彈簧張力調(diào)整器包括螺紋螺柱。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)閥，其中，所述彈簧張力調(diào)整器包括外螺紋管或套管。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)閥，其包括壓縮在所述轉(zhuǎn)子與所述定子之間的密封件。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)閥，其中，所述彈簧張力調(diào)整器包括不銹鋼。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)閥，其包括覆蓋所述通孔的第二開口端部的可移除帽。
12.一種旋轉(zhuǎn)閥，其包括：
13.一種設(shè)備，其包括：