CN1041650C - 无溢漏的双球阀机动紧急释放联接器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用来联接两个携带流体构件的紧急释放的流体联接组件，每一携带流体构件设有一球阀，其特点在于每一第一和第二携带流体构件都具有一开放端；第一和第二转动球阀分别容纳在第一和第二携带流体构件的开放端内；设置有联接装置将第一和第二携带流体构件保持彼此相互联接；设置有释放装置用来只有当每一所述第一和第二球阀均处在关闭位置时，有选择地使所述第一和第二携带流体构件断开联接。

Description

无溢漏的双球阀机动紧急释放联接器

本发明的背景

本发明涉及一种用来联接两个流体管道端部的流体联接设备，特别涉及一种改进型无溢漏的双球阀机动紧急释放联接件，它能防止都带有一球阀或柱塞阀的两个流体管道相互断开联接，除非在断开联接之前，两个球阀或柱塞阀被移至一关闭位置。

通常人们知道，使用在开启位置和关闭位置之间移动的联接设备来调节流体的流动。但是，存在一个问题，在断开联接之前，一旦关闭这种联接器中的两个阀构件，就会有一定量的流体截留在两球阀构件之间的流动通道内。一旦分离所述联接器或管道端，则截留的流体就可能渗漏到周围环境中。为了解决这个问题，已知使用互补球阀构件，其中一个阀构件具有一从其外表面径向向内延伸的凹槽，它在所述联接器的两端相互联接在一起时，适于接纳在另一球阀的凸出部分上。但是，这种互补阀构件的使用要求首先关闭有凹槽的阀构件，并将所述凹槽定位在另一阀构件附近，以接纳所述凸出部分。如果在正确无溢漏地的定位阀构件之前，断开所述联接器，可能会发生溢漏。因此，当出现紧急情况需要迅速地分离所述无溢漏的联接器时，所述联接器必须设有自动保护装置，这种自动保护装置能在分离联接器之前调节阀构件的关闭顺序，并能在无溢漏地定位阀构件之前，防止所述联接器断开联接。

本发明的概述

本发明提供一种可靠装置，所述可靠装置能在紧急情况下迅速断开联接的过程中，调节一流体联接器中的诸球阀构件的关闭顺序，并能在诸阀构件被旋转至无溢漏的位置之前防止所述联接器断开联接。

本发明包括两个具有开放端部、适于密封联接的流体管道端。每一所述管道端含有一适于以一种无溢漏的方式与另一球阀构件共同作用的球阀构件。设置有一与每一阀构件相应的机械式或液压式操作机构，用来使每一阀构件在开启位置和关闭位置之间转动。在两操作机构之间设置一机械式连接件来响应于一操作机构调节另一操作机构的工作顺序。一用来防止在无溢漏地定位阀构件之前断开联接的锁定装置包括一安全销，该安全销设计成当由一个操作机构携带的一柱塞将一预定作用力传给所述机构时，所述安全销会发生断裂，从而使所述联接器断开联接。

附图简要说明

图1是本发明联接设备的俯视图，其中两个球阀构件均处于开启流动位置。

图2是本发明联接设备的俯视图，其中两个球阀构件均处于无溢漏的关闭位置。

图3是本发明联接设备的轴向剖视图，其中两个球阀构件均处于如图1所示的开启流动位置。

图4是图1中平面4-4的剖视图。

图5是图4中平面5-5的连接于细长杆的肘节的视图。

图6是与细长杆和一连接件相连的肘节的分解立体图。

图7是两个均处于一开启流动位置的球阀构件的轴向剖视图。

图8是两个均处于一通常工作状态的封闭流动位置的球阀构件的轴向剖视图。

图9是两个均处于一紧急断开位置的球阀的轴向剖视图。

图10是处于紧急断开状态的已断开联接的轴向剖视图。

较佳实施例的具体描述

参阅图1。一联接设备10包括第一和第二流体管道端12、14用来将形成一流体流动通道的流体管道16、18连接起来。每一管道端12、14具有一定形状以容纳一球阀或柱塞阀。在所示的较佳实施例中，使用了一具有一隧道式通道19的球阀20、22。

如图3所示，每一管道端12、14设置有一配合环24、26，每一配合环设计得能在诸管道端连接在一起时相互紧紧地配合在一起形成密封接触。为了形成密封，将每一配合环的内径表面制阀构件20、22的形状。可设置橡胶密封件28、30来增强与阀构件20、22的密封。另一橡胶密封件32能设置在诸配合环28、30之间以提高密封性能。每一球阀20、22可转动地容纳在相应的管道端12、14内。第一球阀20具有一凹槽21，该凹槽从球阀的外表面径向向内延伸，适于当两管道端12、14相互连接在一起时，容纳在另一球阀22的凸出的外表面部分。正如以下将要描述的，该特征是用来防止在紧急断开联接之前，在两球阀20、22之间的流体截留。一与轴承装置38、40一同工作的下轴34、36安装在每一球阀20、22的下端，从而能使每一球阀20、22能相对于各自的管道端12、14转动。一上轴38、40通过一键式连接件42、44而与每一球阀20、22相连，从而它相对于各自的输送端12、14可转动被支承着。附加密封件46、48、50、52能被设置以在每一上轴38、40和相应管道端12、14之间形成密封。

如图3所述，一延伸轴54从第二上轴40向上延伸进入一传动箱56内。所述延伸轴54装有一齿轮58用来传递转动力以打开或关闭第二球阀22。提供给齿轮58的转动力通过一齿条60而传递，所述齿条被固定以便与一柱塞62一起直线移动。所述柱塞62固定于一活塞64和连杆66，所述活塞和连杆装在一包括一第二操作机构70的封闭汽缸68内。所述操作机构70可以是任何合适类型的操作机构，诸如气压式或机械式操作机构，用来直线地传递力。

如图1-2所示，一用来锁定所述操作机构70以防止柱塞62和齿条60活动的闩锁72枢转地安装在第二管道端14上。所述闩锁72的第一端74的外形能容纳在齿条60上的凹槽76上。所述闩锁72的第二端78装有一用来进行接触的凸轮盘80以使所述闩锁72产生枢转，从而使第一端74与凹槽76脱开啮合以松开所述操作机构70。

一杠杆臂82可枢转地安装在第一管道端12上。杠杆臂82具有一斜端84，所述斜端设计得能接触凸轮盘80以枢转闩锁72。杠杆臂82在一第一操作机构86的作用下而枢转。操作机构86可以是任何合适类型的、用来线性地传递作用力的操作机构，诸如气动式或机械式操作机构。操作机构86包括一圆柱形壳体87和一活塞88以及一根一旦被驱动可线性移动的连杆90。设置在连杆90的端部附近的是一销92，该销与杠杆臂82的一径向延伸部分上的槽94一起协作以使杠杆臂82能根据活塞88和连杆90的直线运动而枢转。

在图4中示出了多个经连接件98、100、102、104，用来将两个管道端12、14紧固在一起。多个连接件98通过诸销106或其它适当装置而与诸连杆100枢转地连接，从而使每一连杆100在每一端上与连接件98相邻接。虽然连接件98和连杆100的数量可以变化，本实施例包括四个连接件98和三个连杆100。在连杆100和连接件98的第一端，肘节装置104包括两个平板108，如图5所示，该两个平板用一销110或其它适当装置在一端上可枢转地与连接件98连接。在连杆100和连接件98的另一端处，一细长杆102通过一销112或其它适当装置可枢转地在一端上与连接件98连接。每一肘节装置104和细长杆102的另一端通过一销114或其它适当装置彼此相互可枢转地相连接，从而使诸连杆100、连接件98、细长杆102和肘节装置104形成一闭合环路。安装在细长杆102的上端的是一具有一冲击面的圆柱形延长部分116。如图6所示，每一连接件98包括两个平板99、一整体成形的中间部分101和一内圆周槽103、该内圆周槽具有诸斜侧面105，当两个配合环24、26彼此相互啮合时，所述斜侧面适于配合在诸配合环24、26的斜边缘25、27上。

为了将联接设备10锁定在连接的管道端12、14之上，配合环24、26如图3中清楚地示出的那样连接在一起。诸连接件98围绕配合环24、26的圆周设置从而使诸配合环24、26的诸斜边缘25、27能容纳在连接件98的诸凹槽103内。随后，细长杆102围绕销112朝着将肘节装置104连接于连接件98的方向枢转，所述销将细长杆与一连接件98相连。细长杆102的这种枢转运动使得肘节装置104围绕销110朝着与细长杆102相同的方向枢转，所述销将细长杆与一连接件98相连。细长杆102和肘节装置104的枢转使得连接件98、100、102、104的整个圆周长度可以得到减小，并将压力作用在配合环24、26的外圆周上。作用在诸配合环24、26上的压力在诸斜表面25、27与连接件凹槽103的诸斜部105的协同作用下而改变方向，从而使诸配合环24、26彼此相互相压，形成密封接触。肘节装置104枢转至一位置，在该位置处，每一平板108上的孔125与连接件98的每一平板99上的孔107对齐。为了将诸肘节装置104锁定于连接件98，将一安全销109插入经过诸孔125、107。在这个位置，所述联接设备10得到了锁定并且将两管道端12、14相连接在一起。

为了能在正常工作条件下调节流体的流动，将球阀20、22设置在图7-8所示的位置上。图7示出的两个球阀20、22均处于开启位置，以允许流体流动。图8示出在正常条件下的停止流动位置，因此第一球阀20被关闭，第二球阀22保持开启。

当出现紧急情况、希望迅速地断开这种联接时，两个球阀20、22均被转至关闭位置，如图7所示，从而使第一球阀20的凹槽21接受第二球阀22的外凸表面，以防止流体被截留在两球阀20、22之间。第二操作机构70和连接件98、100、102、104的协同工作防止了在关闭两球阀20、22之前连接件98、100、102、104的释放。

为了能紧急地断开联接，驱动第一操作机构86，使活塞88和连杆90线性前进。连杆90的这种直线运动引起销92在杠杆臂82的延长部分96的槽94内运动，从而引起杠杆臂82和上轴38以及第一球阀20产生枢转。一旦活塞88和连杆90充分伸出，第一球阀20枢转至一完全关闭的位置，并且枢转杠杆臂82，以接触并释放闩锁72，如图2所示。当所述闩锁72被释放时，第二操作机构70被驱动，使得活塞64和连杆66线性地向前移动。连杆66的线性运动使得齿条60和柱塞62向前运动。齿条60引起与之相啮合的齿轮58转动，并使上轴40和第二球阀22枢转直到球阀22处于完全关闭的位置，如图9所示。由于球阀22到达完全开启位置，柱塞62接触冲击表面18，如图2所示。由柱塞62作用在冲击表面18上的作用力使得细长杆102围绕销112朝着远离肘节装置104的方向枢转，从而使安全销109受压，从而使之被切断。一旦安全销被切断，细长杆继续围绕销112枢转并且诸肘节装置104围绕销110枢转，从而增加了经连接件98、100、102、104的有效圆周长度。连接件98、100、102、104的圆周长度的增加减轻了作用在诸配合环24、26上的压力，从而可以将诸管道端12、14分开，如图10所示。

虽然已图示并叙述了本发明的最佳实施例，显然还可以作出其它不背离本发明内容的修饰和变化。

Claims (18)

1．一种联接两携带流体构件的紧急释放的流体联接组件，每一携带流体构件具有一容纳在其内的球阀，所述组件包括：

第一和第二携带流体构件(16，18)，每一携带流体构件具有一开放端部(12，14)，所述端部(12，14)适于彼此相互密封地连接；

第一和第二转动球阀(20，22)，分别容纳在所述第一和第二携带流体构件的开放端部(12，14)，每一所述球阀(20，22)在开启位置和关闭位置之间可转动；

联接装置(98，100，102，104)，用来将所述第一和第二携带流体构件(16，18)保持彼此相互连接，并有选择地防止所述第一和第二携带流体构件(16，18)彼此相互断开连接；

操作装置(70，60，58)，用来有选择地驱动第二球阀(22)，而不受所述第一球阀(20)的驱动作用的影向；

联接于所述操作装置(70，60)的释放装置(62，109)，用来只有当每一所述第一和第二球阀(20，22)处于关闭位置时，有选择地使所述第一和第二携带流体构件(16，18)断开联接；

锁定装置(72，82)，用来防止所述操作装置(70，60)工作，直到所述第一球阀(20)处于一关闭位置；

其特征在于，每一所述第一和第二球阀都包括：

一围绕一直立轴可转动的通常呈球形的主体(20，22)；

一与一垂直于所述直立轴的水平轴同轴心的隧道式通道(21)；

其中，所述联接装置包括：

一连接于所述第一管道端(12)的第一平配合环(24)；

一连接于所述第二管道端(14)、与所述第一平配合环(24)相接合并对齐的第二平配合环(26)；

扣紧装置(98)，用来将所述第一和第二平配合环彼此相互扣紧，以将所述管道端保持彼此相互密封接合。

2．如权利要求1所述的流体联接组件，其特征在于，所述扣紧装置包括：

构成一闭合环路、并与所述第一和第二平配合环(24，26)周向接合的柔性压缩装置(98，100，102，104)；

用来有选择地将所述闭合环路调节至一减小圆周长度的位置的装置，由此将一压缩力作用在所述配合环(24，26)上，并使所述第一和第二平配合环(24，26)偏移而彼此相互接合；

用来将所述闭合环路锁定在所述减小圆周长度的位置上的装置(105，107，109)。

3．如权利要求2所述的流体联接组件，其特征在于，

每一所述第一和第二平配合环(24，26)具有一倾斜外边缘(25，27)，每一边缘分别设置在对着所述第一开放端部(12)和所述第二开放端部(14)的边上；

所述压缩装置(98，100，102，104)具有一内凹槽(103)，所述凹槽具有与所述第一和第二平配合环(24，26)的所述倾斜边缘(25，27)相应的诸倾斜部(105)从而使所述倾斜部能与所述倾斜外边缘相协作，以便能沿着一大体上垂直于所述压力的轴线传递所述压力，并偏移所述第一和第二配合环(24，26)，使之彼此相互接合。

4．如权利要求3所述的流体联接组件，其特征在于，所述柔性压缩装置包括：

多个枢转地连接构成一闭合环路的连接件(98，100，102，104)。

5．如权利要求3所述的流体联接组件，其特征在于，所述柔性压缩装置包括：

多根连杆(100)；

多个连接件(98)；

一根细长杆(102)；

肘节装置(104)；

用来以一种交替方式枢转地连接所述连杆和连接件以形成一在每一端均具有一连接件的细长链的装置(106)；

用来将所述细长杆在所述细长杆的第一端附近某点处枢转地连接到所述肘节装置的第一端的装置；

用来将所述细长杆的第二端在所述细长链的第一端处枢转地连接到所述接件(98)的装置；

用来将所述肘节装置的第二端枢转地连接到所述细长链的第二端处的所述连接件的装置。

6．如权利要求5所述的流体联接组件，其特征在于，

所述圆周长度的减小是通过所述细长杆(102)围绕所述细长链的所述第一端以朝着所述肘节装置(104)的第一方向转动而实现的，由此使得所述肘节装置能围绕所述细长链的所述第二端以相同的转动方向转动。

7．如权利要求6所述的流体联接组件，其特征在于，所述用来将所述闭合环路锁定在减小圆周长度的所述位置的装置包括：

用来将所述肘节装置(104)锁定在一相对应所述细长链的所述第二端的一固定位置的剪切锁定装置(109)。

8．如权利要求7所述的流体联接组件，其特征在于，所述剪切锁定装置包括：

一安全销(109)，所述销穿过一形成在所述肘节装置上的孔(105)并穿过一形成在所述细长链第二端的连接件上的大体在中心处的孔(107)，所述安全销适于在受到一预定剪切载荷时剪断。

9．如权利要求8所述的流体联接组件，其特征在于，所述肘节装置包括：

两个平行地设置在所述细长杆(102)的相对两侧上的平板(108)；

每一所述平板具有一第一和第二端；

每一所述平板具有一孔(107)，该通常上穿过所述第一和第二端之间的一部分，以容纳所述安全销(109)。

10．如权利要求8所述的流体联接组件，其特征在于，所述释放装置包括：

装置(62)，该装置用来有选择地将作用力以与所述第一方向相反的第二方向作用在所述细长杆的所述第一端上，冲击力以第二方向作用在所述肘节装置(104)上、使所述安全销剪断，由此一旦所述安全销发生剪断，所述肘节装置和所述细长杆(102)以所述第二方向转动，从而增长所述闭合环路的圆周长度。

11．如权利要求10所述的流体联接组件，其特征在于，所述用来有选择地将作用力施加在所述细长杆的所述第一端上的装置包括：

一具有一第一活塞(62)的第一操作机构(70)，所述活塞适于在所述操作机构被驱动时伸展，而与所述细长杆的所述第一端(118)接触，并将作用力作用在该第一端上；

用来将所述第一活塞锁定在一收缩位置的锁定装置(72)；

一具有装置(82)的第二操作机构(86)，所述装置(82)用来当所述第二操作机构被驱动时释放所述锁定装置。

12．如权利要求11所述的流体联接组件，其特征在于，所述锁定装置包括：

一可枢转地安装在所述第二携带流体构件(18)上的闩锁(72)，当所述活塞处于一回缩位置时，所述闩锁适于与所述第一活塞上的凹槽(76)啮合。

13．如权利要求12所述的流体联接组件，其特征在于，所述用来释放所述锁定装置的装置包括：

一可枢转地安装在所述第一携带流体构件上的杠杆臂(82)，一旦驱动所述第二操作机构(86)，该杠杆臂适于枢转，与所述闩锁啮合，并由此使所述闩锁枢转而与所述第一活塞脱开啮合。

14．如权利要求13所述的流体联接组件，其特征在于，包括：

用来响应所述第一操作机构使所述第一转动球阀在一开启位置和关闭位置之间变换的装置(86)；

用来响应所述第二操作机构使所述第二转动球阀在一开启位置和关闭位置之间变换的装置(70)。

15．如权利要求13所述的流体联接组件，其特征在于，

当所述第二操作机构(86)和所述第一操作机构(70)均处在一回缩位置时；所述第一和第二球阀(20，22)处于一开启位置；

当所述第二操作机构和所述第一操作机构均处在一回缩位置时所述第一和第二球阀(20，22)分别处于一关闭位置。

16．如权利要求15所述的流体联接组件，其特征在于，

所述第一球阀(20)能不受所述第二球阀(22)影响地开启和关闭。

17．如权利要求14所述的流体联接组件，其特征在于，所述用来使所述第二转动球阀转动的装置包括：

一安装在所述第一携带流体构件上的可转动的齿轮轴(54)，所述第一转动球阀固定在所述第一携带流体构件上，所述齿轮轴形成一所述第一转动球阀绕其转动的立轴；

一设置在所述活塞上的齿条(60)，与所述齿轮轴协作，从而当所述活塞伸出或回缩时，能使所述齿轮轴转动。

18．如权利要求14所述的流体联接组件，其特征在于，所述使所述第一转动球阀转动的装置包括：

一安装在所述第二携带流体构件上的可转动的轴(38)，所述第二转动球阀安装在所述第二携带流体构件上，所述轴形成一所述第二球阀绕其转动的立轴；一具有一狭缝(94)的杠杆臂(82)，所述杠杆臂固定于所述轴，并在一大体上水平的平面内延伸；一设在一柱塞杆(90)端部上的销(92)，与所述第二操作机构共同作用，并容纳在所述狭缝内，从而当所述柱塞杆(90)伸出或回缩时，所述销和狭缝能共同作用，使所述轴转动。

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