CN101297142B - 管接头结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种尤其是用于油库系统的管接头结构，包括至少大约竖直延伸的中空本体(12)，其具有至少一个横向的连接器(18a-18f)；还包括至少一个防混合阀门(20a-20f)，其位于连接器(18a-18f)上并在中空本体(12)和至少一根管道之间形成可关闭的连接。防混合阀门(18a-18f)具有两个关闭元件(30、32)，在关闭元件(30、32)之间具有泄漏空间(46)，泄漏空间(46)具有泄漏出口孔(48)并具有圆周壁(50、52、54)，圆周壁(50、52、54)从位于连接器一侧的入口延伸至位于出口一侧的泄漏出口孔(48)，泄漏出口孔(48)与入口相隔一定距离。提出了圆周壁(50、52、54)在泄漏空间(46)的重力一侧具有朝泄漏出口孔(48)倾斜的斜面。

Description

管接头结构
技术领域
本发明涉及一种管接头结构，尤其是用于油库系统的管接头结构，包括至少近似竖直延伸的中空本体，该中空本体具有至少一个横向的连接器；该管接头结构还包括至少一个防混合阀门，该防混合阀门位于连接器上并在中空本体和至少一根管道之间形成可关闭的连接。防混合阀门具有两个关闭元件，在该两个关闭元件之间具有泄漏空间，该泄漏空间具有泄漏出口孔并具有圆周壁，该圆周壁从位于所述连接器一侧的入口延伸至位于出口一侧的泄漏出口孔，该泄漏出口孔与入口相隔一定距离。
背景技术
这种管接头结构是从文献WO-A-02/066593中得知的。
一开始提到的这类管接头结构具体用来操作油库系统，该油库系统用导管以固定方式相互连接至流体的管道系统，该管接头结构具体地应用于在食品和饮料行业、制药业和生物技术行业中、对于产品的处理和输送有高的微生物质量要求的系统。
在前述文献WO-A-02/066593中公开了一种油罐结构。在各油罐较低的油罐底部，中空本体设置为阀门分配树(distribution tree)，该细长的中空本体垂直地排列。该中空本体具有用于将中空本体的内部连接至各个管路的多个连接器。中空本体的各个连接器连接有防混合阀门，该防混合阀门在中空本体的附近形成在各个管路和中空本体之间的连接，以在中空本体和各管路之间可关闭地连接。
从下面向油罐内供应流体以及从油罐内排出流体都是通过前述中空本体完成的。流体通过中空本体而输送至各个管路或者由防混合阀门关闭，在这种情况下，中空本体优选地直接连接至各个油罐。
在公知的管接头结构中，各个防混合阀门都严格地水平排列和/或与中空本体相垂直地排列。
然而，这种阀门结构会导致在位于阀门两个关闭元件之间的泄漏空间内积累的泄漏物不能自动排出。在这种情况下，为了转移泄漏流体，需要将泄漏空间通向大气的额外的泄漏阀。
然而，需要用于将泄漏流体从泄漏空间排出的额外泄漏阀具有以下缺点：必须对额外的泄漏阀进行额外的控制，包括配管、控制系统等，这些都不利地增加了阀门的生产成本。
此外，在这种结构中，额外的泄漏阀有污染/弄脏的风险，从而使得必须对该额外的泄漏阀进行额外的清洗，并且除了防混合阀门的必要维护之外，还需要额外的维护。
另一方面，必须保证的是将在泄漏空间内积累的泄漏流体从阀门中清除，因为否则所积累的泄漏流体可能被污染，并且可能达不到目前对这类生产设备非常高的微生物纯度要求。
发明内容
本发明的目的在于开发一种一开始提到的那种管接头结构，以使得在基本不增加结构成本的情况下，能够达到微生物纯度的高要求。
按照本发明，所述目的是通过一开始提到的这种管接头实现的：圆周壁在所述泄漏空间的重力一侧具有朝所述泄漏出口孔倾斜的斜面。
在按照本发明的管接头结构中，所述阀门通过连接器与所述中空本体连接，以使得进入泄漏空间的泄漏流体能够从泄漏出口孔自动排出，这是因为泄漏空间具有从位于连接器侧的入口延伸至位于出口侧的泄漏出口孔之间的斜面。由于以这种方式，因此没有泄漏流体能积累于泄漏空间内，按照本发明的管接头结构能达到高微生物纯度的要求。并且，因为泄漏空间具有斜面，而不需要提供额外的泄漏排出阀，所以在基本不增加结构成本的情况下达到满足微生物的纯度。
在优选的实施方式中，所述阀门具有纵轴，所述纵轴与水平线形成的角度不等于0°，并且所述纵轴位于水平线的下方以产生所述斜面。
所述尺寸表示了在结构非常简单的情况下可以提供具有斜面的泄漏空间，即，因为阀门不像现有技术那样与竖直的中空本体严格地水平连接，而是呈向下倾斜的布置，所以可方便地选择该阀门相对于水平方向的角度偏移，以使得所述倾斜状态足以产生位于泄漏空间内的斜面。这还取决于泄漏空间在其重力侧(下侧)的圆周壁的路径。
阀门的位置过度倾斜会产生负面效果，即，如果在位于竖直方向上的中空本体上的管接头结构具有多个分别具有阀门的管接头，则会在中空本体的竖直方向上增加结构空间。
所述阀门的倾斜位置相对于水平方向的优选角度为约1°至约45°，更优选地，约10°至约30°。
在其它优选的实施方式中，所述泄漏空间具有至少一个从入口一侧朝向所述泄漏出口孔逐渐变小的部分，并且，在所述泄漏空间重力一侧，所述泄漏空间的圆周壁的倾斜至少约为0.5°。
如果所述阀门为锥形的、尤其是圆锥形的圆周壁，正如接下来要结合圆锥形封闭元件所描述的优选实施方式那样，严格水平布置的阀门将阻止泄漏流体的自动排出。在这种情况下，泄漏流体甚至会流回中空壳体中。然而，前述优选实施方式提供了朝向泄漏出口孔呈锥形的泄漏空间部分在所述阀门的安装位置的倾斜至少约为0.5°，以使得确保了泄漏流体从泄漏出口孔排出。绕其纵向轴线而旋转对称的阀门，使得阀门必须以远离中空本体向外倾斜地下降的方式与中空本体连接。
在其它优选的实施方式中，所述锥形部分的斜度为约0.5°至约10°，优选地为约1°至约5°，更优选地为约2°至约3°。
在其它优选的实施方式中，所述关闭元件中的一个是阀盘，所述阀盘与位于阀罩上的圆柱形的第一阀座协作并具有径向密封；而所述关闭元件中的另一个被配置为圆锥形封闭套的形式，所述封闭套在其面向所述阀盘的端部带有倾斜的轴向密封，所述倾斜的轴向密封与位于所述阀罩上的圆锥形第二阀座协作。
所述阀门的两个关闭元件的实施方式具有这样的优点：结构简单、设计紧凑，这是因为位于内部的圆锥形封闭套形成泄漏空间的周壁(至少在重力侧)，并且此外在泄漏空间朝向阀盘的一端也形成泄漏空间的周壁，同时通过在此处提供的轴向密封确保了在阀门一侧的密封。
关于这一点，同样优选的是：所述阀盘在所述阀门的纵向方向上可相对于所述封闭套轴向地移动，并具有第二倾斜的轴向动作密封，所述第二倾斜的轴向动作密封密封地抵靠所述封闭套的内表面，以在所述入口一侧隔离所述泄漏空间。
由于所述阀盘具有第二倾斜的轴向动作密封，所述第二倾斜的轴向动作密封密封地抵靠所述封闭套的内表面，以在所述入口侧隔离所述泄漏空间，因而有利地在该密封系统的区域不需要额外的密封唇口。在该区域中的这种密封唇口将阻碍泄漏流体的排出，并且将形成促进细菌产生的角落和凹槽。
在其它优选的实施方式中，所述中空本体上的所述连接器具有连接器壳，从所述中空本体的纵向方向上看，所述连接器壳具有上部，所述上部从中空本体横向地凸出且向下定向，以使所述阀门向下倾斜地与所述中空本体连接。
所述阀门通过连接器的连接器壳与所述中空本体连接。所述连接器的连接器壳的该实施方式允许阀门相对于所述中空本体友好地安装成倾斜布置。以这种方式，连接器壳易于清洁。
更多的特征和优点在下面的描述和附图中公开。
应当理解的是在下面还将描述的上述特征不仅可以在分别提供的结合中使用，而且也可以在其它的结合中或者单独地使用，而不脱离本发明的范围。
附图说明
本发明的一种实施方式在附图中示出并且将参照附图在下文中更详细地描述，其中：
图1示出了具有中空本体和总共六个阀门的管接头结构，其中在纵向采用了局部剖视；以及
图2是图1中的管接头结构的细节相对于图1的放大图，其中在纵向采用了局部剖视。
具体实施方式
在图1中，示出了整体标号为10的管接头结构。管接头结构10用在例如在文献W0-A-021066593中示出和描述的油库系统中。在这种应用中，管接头结构10代替文献中提供的阀门分配树。
管接头结构10具有细长的竖直设置的中空本体12。在这种情况下，中空本体12的上端14直接或通过另一个阀门与设置于此处上方的油罐在油罐底部连接。油罐和油罐底部在图中未示出。
在示出的实施方式中，中空本体12的下端16关闭，但也可具有其它带有阀门的管接头。
在示出的实施方式中，中空本体12上配置有总共六个连接器18a至18f，阀门20a至20f附接于每个连接器18a至18f上。
连接器18a至18f横向地设置于中空本体12上。
在本实施方式中示出的六个连接器18a至18f和相应的六个阀门20a至20f的数量仅仅是示例性地给出的，其也可根据管接头结构10的应用和需要进行不同的选择。
在图2中，以相对于图1放大的尺寸示出了图1中的管接头结构10在连接器18a和阀门20a的区域中的细节。
以纵向剖视的方法局部示出了中空本体12、连接器18a和阀门20a。并且，阀门20a示出为由阀门18a的纵轴线22a分隔的两个局部视图，该两个局部视图分别示出了阀门20a不同的操作状态。
阀门20a是防混合阀门，具体地是如下文所更详细地描述的双位阀。
阀门20a具有阀罩24，阀门20a通过阀罩24与连接器18a的连接器壳26在连接点28处连接。连接器壳26与中空本体12一体地连接。
如图2所示，从中空本体12的纵向方向上看，连接器壳26具有上部26a。上部26a从中空本体12上横向地凸出并且向下定向导向，如下文更详细描述的那样，该上部允许阀门20a向下倾斜地连接至中空本体12。
阀门20a构造了中空本体12与管路的连接(未示出)，该管路在图2中例如与纸面垂直地伸展。
两个关闭元件30和32设置于阀罩24内并且相对于彼此是可以移动的。
关闭元件30被配置为阀盘的形式，其具有第一径向动作密封34，在示出了关闭元件30的关闭状态的图2的下部分视图中，第一径向动作密封34径向密封地协同圆柱形的阀座36。
从中空本体12处看，第二关闭元件32被配置为圆锥形封闭套的形式。封闭套32在其朝向阀盘30的端部具有倾斜的轴向动作密封38。动作密封38在封闭套32的关闭状态中密封地协同圆锥形阀座40。图2中的下部视图中示出了封闭套32的关闭状态。
当阀盘30和封闭套32处于关闭状态时，阀盘30和封闭套32彼此分离。
在阀盘30上，除了径向动作密封34外，还存在另一倾斜的轴向动作密封42。当阀盘30在远离连接器18a的方向上拉回至顶靠封闭套32时，倾斜的轴向动作密封42在标号设为44的点处密封地抵靠封闭套32的内表面。
在关闭元件30(阀盘)和32(封闭套)之间存在泄漏空间46，泄漏空间46大约从封闭套32位于连接器一侧的端部延伸至泄漏出口孔48。
泄漏空间46由圆周壁50限定，圆周壁50在第一部分52中由封闭套32的圆锥形内壁形成，并且在第二部分54中由封闭套32的圆柱形内壁形成。第二部分54最终通到泄漏出口孔48中。
阀门20a的安装状态和整个泄漏空间46的圆周壁50的实施方式则是这样，即，相对于朝向泄漏出口孔48的水平线，圆周壁50在其重力侧具有斜面，该斜面从泄漏空间46中位于连接器一侧的入口到位于出口一侧的泄漏出口孔48。
在泄漏空间的部分52中，本实施方式示出的斜面约为2.5°，即，图2中提供的角α约为87.5°，角α提供相对于竖直方向的倾斜。
在泄漏空间46的部分54，斜面大于约2.5°。
为了允许泄漏空间46连续倾斜，阀门20a以倾斜下降的方式与中空本体12连接，为实现该目的，连接器壳26被配置为如图2所示的形状。阀门20a的纵向轴线22与水平方向形成的夹角β约为28°。
通常适用的是，阀门20a的倾角β被选择为使得泄漏流体从泄漏空间46中自动排出，并且由于封闭套32采用圆锥形设计，用于引导阀盘30的轴承56确保了正确地引导阀盘30。
如果阀门20a安装为更平缓的倾斜，则轴承56必须移位以与连接器18a的后部离得更远，从而在泄漏空间46中获得为了排出泄漏流体所需要的倾斜。然而，这将会导致阀盘30由于其较大的设计而不易于引导。
相反，阀门20a相对于水平方向更大的倾斜将会导致连接器18a的连接器壳26必须极大地扩大，因此经济地制造管接头结构10的能力会受到损害。
阀门20a还包括位于其后端的控制装置58，控制装置58用于控制关闭元件30和32并且可在实质上公知的实施方式中实施。
在示出的实施方式中，封闭套32的圆锥形部分的半开孔角约为25°，但也可以为15°至35°，始终必须考虑的是封闭套的内壁在重力一侧也有斜面。
下文将更详细地描述阀门20a的操作模式。
在图2的下部视图中，示出了阀门20a处于其关闭状态，其中阀盘30和封闭套32处于其上述的关闭状态。
为了打开阀门20a，通过控制装置58将阀盘30朝向封闭套32拉回，在这种情况下，无需封闭套32本身最初地移动。在这个过程中，径向动作密封34被拉过圆柱形阀座36，并且也在中空本体一侧密封位于中空本体12内的介质。
然后密封42密封地抵靠位于圆锥形封闭套32的内表面上的完全环绕的点44，并密封泄漏空间46。在这种情况下，封闭套32还没有从其阀座40上移开。在这时，阀盘30位于中空主体一侧的密封34、阀盘30位于泄漏空间一侧的密封42、以及封闭套32位于阀门一侧的密封38相邻接。如前所述的介质以双密封方式相互隔离，而泄漏空间46关闭。
由于密封42顶靠封闭套32的内表面而轴向倾斜地关闭，在该密封系统的区域不需要额外的密封唇口。通过以下方式可省去用来防止泄漏流体的排出的密封唇口，即，在绕设置于该区域的密封周围，使阀盘30的外轮廓与位于密封42的区域中的封闭套32的内轮廓相适应。
如图2中的上部局部视图所示，通过将阀盘30远离连接器18a地拉回，阀盘30驱动封闭套32直到达到打开状态。
相应地，关闭过程以相反的方式进行。
除了“关闭”和“打开”的操作模式外，阀门20a还可以在暂停模式中操作。
为了对阀门20a进行脉冲调节，阀盘30可以朝中空本体12的方向移动，并且封闭套32可以朝控制装置58的方向移动，远离各自的密封座。
当对阀盘30进行脉冲调节时，在脉冲调节过程中，清洁的流体流过在圆柱形的阀座36与阀盘30之间形成的金属环形间隙，沿部分52、54经由泄漏空间46，到达泄漏出口孔48并流出泄漏出口孔。因此，整个泄漏空间46是清洁的。为了将清洁的流体完全排出，不需要额外的装置，如额外的泄漏空间阀。
当对封闭套32进行脉冲调节时，泄漏空间46的清洁以类似的方式进行。
轴承56在其外围成切线地削平，从而确保泄漏流体通过，直到泄漏出口孔48。

Claims (10)

1.一种管接头结构，包括至少近似竖直延伸的中空本体(12)，所述中空本体(12)具有至少一个横向的连接器(18a-18f)；所述管接头结构还包括至少一个防混合阀门(20a-20f)，所述防混合阀门(20a-20f)位于所述连接器(18a-18f)上并在所述中空本体(12)和至少一根管道之间形成可关闭的连接，所述防混合阀门具有两个关闭元件(30、32)，在所述两个关闭元件(30、32)之间具有泄漏空间(46)，所述泄漏空间(46)具有泄漏出口孔(48)并具有圆周壁(50、52、54)，所述圆周壁(50、52、54)从位于所述连接器一侧的、所述泄漏空间的入口延伸至位于所述泄漏空间的出口一侧的泄漏出口孔(48)，所述泄漏出口孔(48)与所述入口相隔一定距离；其特征在于，所述圆周壁(50、52、54)在所述泄漏空间(46)的下侧具有朝所述泄漏出口孔(48)倾斜的斜面，其中所述阀门(20a-20f)具有纵轴(22)，所述纵轴(22)与水平线形成的角度(β)不等于0°，并且所述纵轴(22)位于所述水平线的下方以产生所述斜面。
2.根据权利要求1所述的管接头结构，其特征在于，所述角度(β)为1°至45°。
3.根据权利要求1所述的管接头结构，其特征在于，所述角度(β)为10°至30°。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的管接头结构，其特征在于，所述泄漏空间(46)具有至少一个从所述入口一侧朝向所述泄漏出口孔(48)逐渐变小的部分(52)，并且，在所述泄漏空间(46)的所述下侧，所述泄漏空间(46)的所述圆周壁(50)在所述部分(52)中相对于水平方向的倾斜至少为0.5°。
5.根据权利要求4所述的管接头结构，其特征在于，所述圆周壁(50)在所述部分(52)中相对于水平方向的斜度为0.5°至10°。
6.根据权利要求4所述的管接头结构，其特征在于，所述圆周壁(50)在所述部分(52)中相对于水平方向的斜度为1°至5°。
7.根据权利要求4所述的管接头结构，其特征在于，所述圆周壁(50)在所述部分(52)中相对于水平方向的斜度为2°至3°。
8.根据权利要求1所述的管接头结构，其特征在于，所述阀门具有阀罩(24)，所述关闭元件中的一个是阀盘(30)，所述阀盘(30)与位于所述阀罩(24)上的圆柱形的第一阀座(36)协作并具有径向密封(34)；而所述关闭元件中的另一个被配置为圆锥形封闭套(32)的形式，所述封闭套(32)在其面向所述阀盘(30)的端部带有倾斜的轴向密封(38)，所述轴向密封(38)与位于所述阀罩(24)上的圆锥形第二阀座(40)协作。
9.根据权利要求8所述的管接头结构，其特征在于，所述阀盘(30)在所述阀门(20a-20f)的纵向方向上可相对于所述封闭套(32)移动，并具有第二倾斜的轴向动作密封(42)，所述动作密封(42)密封地抵靠所述封闭套(32)的内表面，以在所述入口一侧隔离所述泄漏空间(46)。
10.根据权利要求1所述的管接头结构，其特征在于，所述中空本体(12)上的所述连接器(18a-18f)具有连接器壳(26)，从所述中空本体(12)的纵向方向上看，所述连接器壳(26)具有上部(26a)，所述上部(26a)从所述中空本体(12)横向地凸出且向下定向，以使所述阀门(20a-20f)向下倾斜地与所述中空本体(12)连接。
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