CN104246328A - 具有不同形状和尺寸并且具有不同关闭速度的阀瓣对的用于可分离的柔性软管连接单元的控制阀 - Google Patents

Abstract

描述了一种用于连接单元的控制阀(5,5’)，这些连接单元用于柔性软管，这种控制阀(5,5’)包括多个阀瓣(扇形段或扇形片)(6,6’；7,7’)，这些阀瓣(6,6’；7,7’)在完全打开位置与完全关闭位置之间是可转动的。所述多个可转动阀瓣(6,6’；7,7’)包括具有不同形状和尺寸的阀瓣对(6,6’；7,7’)，这些阀瓣对(6,6’；7,7’)沿连接单元的圆周交替地布置。将较小尺寸的阀瓣(6,6’)控制成，关闭得比较大尺寸的那些阀瓣(7,7’)慢，直到到达相应横向边缘的接触位置。将较小尺寸的阀瓣(6,6’)的上游表面(57)设有一对翅片(59)，这对翅片(59)从上述表面横向突出，从而安置在较大尺寸的阀瓣(7,7’)的上游表面(56)上，以强迫后者在较小尺寸的阀瓣(6、6’)之前关闭，而将较大尺寸的阀瓣(7,7’)的上游表面(56)设有一对突起(53)，这对突起(53)在阀瓣(6,6’；7,7’)的关闭运动的结束处插入在翅片(59)的面对表面的对应凹口(60)中，用来在紧密关闭位置中进行相邻阀瓣(6,6’；7,7’)的精确和稳定耦合。

Description

具有不同形状和尺寸并且具有不同关闭速度的阀瓣对的用于可分离的柔性软管连接单元的控制阀

本发明涉及一种用于可分离连接单元的类型的控制阀，这种控制阀包括阀瓣对，这些阀瓣对具有不同形状和尺寸，并且具有不同关闭速度，这些可分离连接单元用于软管，这些软管用来输送流体产品，特别是石油产品。

已知的是，石油产品从石油化工设备、从平台、从油船到油船、从油船到陆地设备和反之亦然的海上输送通过柔性软管和软管连接单元进行，这些软管连接单元包括两个可分离部分，每个可分离部分设有相应控制阀，该控制阀在分离时自动地关闭，以限制产品到海中的溢出，因此使后者的污染较小。这些连接单元放置在柔性软管的部分上，并且具有在异常情形下保护软管，并且更一般地保护连接管线，的基本目的，该部分定位在海中，这些异常情形引起对于软管的过分拉动或在管线上的过大压力。这样的异常情形可能是：油船或更一般地石油设备(FPSO)的逃脱和漂离，因而拉紧柔性软管；波涛汹涌的大海引起在软管上的牵引力超越极限；船舶撞击到软管上并且将它拖离，因而在其上创建过大负载；在流动下游的阀的快速关闭；或引起过大轴向负载和/或压力增大的任何其它原因。

当前可得到连接单元这样制成，从而控制阀在连接单元的两个部分的分离之后自动地关闭，即在上述情形下没有通过操作人员的控制。

阀瓣型的流体控制阀也是已知的，即包括多个可转动扇形段或扇形片，这些可转动扇形段或扇形片在打开位置与关闭位置之间转动，在该打开位置中，阀瓣大体平行于石油产品的流动方向，在该关闭位置中，阀瓣对于单元的轴线横向会聚，以几乎完全阻止产品流动。当保持作用由于施加在连接单元上的轴向牵引应力而停止时，从打开位置到关闭位置的运动在弹性装置的偏置力下发生，该保持作用例如由轴向可除去内部套管施加。流体动力制动器适当地减慢上游阀的关闭速度，以避免过大压力，该过大压力叫做水锤现象，由弹性装置的和加压流体的组合作用确定，该过大压力对于控制阀和对于连接单元本身可能具有破坏作用。

一种特定阀瓣式控制阀在意大利专利申请MI2010A002248中描述，并且包括不同形状和尺寸的可转动阀瓣(或扇形段或扇形片)，该申请在2010年12月6日提交，这些可转动阀瓣沿连接单元的圆周成对地交替，并且如果对于在流体流动方向上的上游控制阀使用，则控制成，较小扇形片关闭得比较大扇形片慢。

由此，通过适当挑选阀瓣的形状和尺寸，并且通过适当调整流体动力制动器，在关闭过程期间可避免水锤现象和对于设备的对应有害作用。

尽管在设计过程期间极度小心，但由于与石油产品的流动有关的各种原因，或由于不正确维护或其它原因，较小尺寸的阀瓣的一个或多个可能关闭得比同一阀的较大尺寸的阀瓣快。如果这发生，则相邻阀瓣的错误接近发生，这不保证控制阀的要求紧密关闭。

本发明的目的是，通过防止较小尺寸的阀瓣在较大尺寸的阀瓣之前到达关闭位置而避免这样一种缺陷，因而保证阀瓣的接近始终是正确的，如在设计过程期间设想的那样。

按照本发明，这样一个目的通过如下实现：将较小尺寸的阀瓣的上游表面(相对于产品流动)设有一对翅片，这对翅片从上述表面横向突出，从而安置在较大尺寸的阀瓣的上游表面上，以强迫后者在较小尺寸的阀瓣之前关闭；并且将较大尺寸的阀瓣的上游表面也设有一对突起，这对突起在阀瓣的关闭运动的结束处插入在翅片的面对表面的对应凹口中，用来在紧密关闭位置中进行相邻阀瓣的精确和稳定耦合。

本发明的特征从其实施例的如下详细描述将变得更加明白，该实施例作为非限制性例子表示在附图中，在附图中：

图1和图2分别表示用于柔性软管的连接单元的侧视图、和沿在图1中的线II-II取得的轴向截面图，该连接单元具有根据本发明的阀瓣式控制阀；

图3表示在两-部分分离过程期间在控制阀已经关闭的情况下同一连接单元的轴向截面图；

图4表示沿在图3中的线IV-IV取得的连接单元的截面图；

图5表示控制阀的较小尺寸的阀瓣之一的立体图，该控制阀在石油产品的流动方向上的上游；

图6表示同一阀瓣的平面图；

图7表示沿在图6中的线VII-VII取得的同一阀瓣的截面图；

图8表示同一阀瓣的侧视图；

图9表示控制阀的较大尺寸的阀瓣之一的立体图，该控制阀在石油产品的流动方向上的上游；

图10表示在图9中的同一阀瓣的平面图；

图11表示在图9中的同一阀瓣的侧视图；

图12以放大比例表示突起之一对于在图9-11中的阀瓣表面的固定过程的细节；

图13表示沿在图12中的线XIII-XIII取得的同一细节的截面图；

图14表示在阀的关闭位置中较小尺寸的阀瓣如何与较大尺寸的阀瓣重叠，所述阀瓣属于该阀。

图1表示用于柔性软管的连接单元，该连接单元包括两个可分离阀部分或阀体1和2，这两个可分离阀部分或阀体1和2分别在运输流体产品的流动方向(在图2中从右到左)上的上游和下游。

两个部分1和2由破裂螺钉3连接，这些破裂螺钉3在强牵引应力(等于或高于设置负载)的情况下断开，因而允许使两个部分分离。

圆柱形滑动套管4(图2)布置在连接单元内，当单元的两个部分分离时，该套管从连接单元是自动地和轴向地可除去的。

圆柱形套管4保持两个可转动扇形片阀5-5’的常开位置，这两个可转动扇形片阀5-5’分别放置在石油产品的流动方向上的上游和下游。

例如在意大利专利申请MI2009A002146中描述了套管4的功能和操作模式，该申请由本申请人在2009年12月4日提交。

每个阀5-5’包括两个系列的不同形状和尺寸的阀瓣或扇形段6-7和6’-7’，这两个系列的不同形状和尺寸的阀瓣或扇形段6-7和6’-7’周向交替，并且绕相应轴线在图2中的打开位置与在图3和4中的关闭位置之间是可转动的。

图5-14详细地表示上游控制阀5的阀瓣6和7的形状和功能，该上游控制阀5按照本发明制成。

较大尺寸的阀瓣7表示在图9-13中，其中，看到它包括近似三角形本体51，该近似三角形本体51设有V形端部31，该V形端部31的侧部32打算流体透不过地抵靠其它相邻阀瓣7的对应侧部。阀瓣7具有带有弯曲端部34的横向侧部33，这些横向侧部33包括台阶35，当阀5关闭时，较小尺寸的阀瓣6的侧部安置在该台阶35上，该较小尺寸的阀瓣6介入在两个较大尺寸的阀瓣7之间。两个倾斜突起53重叠并约束在对于本体51的上游表面56的固定点54和55处，当阀关闭时，该上游表面56面对石油产品的流动。阀瓣7也包括枢转点61和控制跟部62。

较小尺寸的阀瓣6依次表示在图5-8中，其中，看到它包括近似三角形本体52，该近似三角形本体52设有弄圆端部36，并且设有直侧部38，该弄圆端部36具有台阶37(图8)，当阀5关闭时，该弄圆端部36紧密地啮合两个相邻扇形片7的弯曲端部34，当阀5关闭时，这些直侧部38紧密地啮合两个相邻阀瓣7的横向侧部33。两个翅片59重叠并约束在对于本体52的上游表面57的固定点58处，这两个翅片59从侧部38横向突出，并且设有弯曲凹口60，这些弯曲凹口60适于当阀关闭时，容纳相邻阀瓣7的对应突起53(如下面更详细表示的那样)，当阀关闭时，该上游表面57面对石油产品的流动。阀瓣6也包括枢转点63和控制跟部64。

图4和14表示控制阀5的阀瓣7和6的关闭构造。

单一阀瓣7和6从打开位置到关闭位置的运动由一种类型的自动关闭装置9控制，这种类型的自动关闭装置9在意大利专利申请MI2010A002248中描述，该申请在2010年12月6日提交，当套管4根据在意大利专利MI2009A002146中解释的模式从阀5的内部轴向拉出时，该自动关闭装置9在螺旋弹簧17的偏置力下作用在跟部62和64上，因而停止阀本身的可转动阀瓣6和7的保持作用。

阀瓣7和6的关闭运动通过粘型制动流体从流体本身的壳体腔室18穿过泄漏管19到弹簧17的壳体腔室14的受控泄漏而制动，流动速度调整芯21插入在该泄漏管19中，该流动速度调整芯21具有螺旋外部凹槽。

制动流体的泄漏速度借助于不同开槽芯21而调整，从而确定阀5的单一阀瓣的不同转动速度，并因而确定其关闭速度。更明确地说，将较大尺寸的阀瓣7的关闭速度设置成，比较小尺寸的阀瓣6的关闭速度快，这些较小尺寸的阀瓣6因此重叠并部分地安置在相邻阀瓣7的边缘上，因而实现在图4中的关闭构造。这允许得到闭合，该闭合当关闭控制阀5时将产品的释放限制到最大，因而将压力波峰限制到可接受水平，该压力波峰由石油产品的水锤现象产生。

较小尺寸的阀瓣6的翅片59避免较大尺寸的阀瓣7的任何早期关闭，并且当将阀瓣7的突起53容纳在它们的凹口60中时，允许阀瓣在紧密关闭位置中的准确放置，如图14所示。

在流体产品的流动方向上的下游控制阀5’的阀瓣6’-7’类似地设有与阀瓣6-7的翅片59和突起53类似的翅片和突起，并且又设有自动关闭装置，这些自动关闭装置在专利申请MI2010A002248中描述，这些自动关闭装置借助于适当弹簧作用在阀瓣6’和7’的跟部上，以当将套管4拉出时(图3)，确定阀瓣6’和7’的转动，并因而确定其自动关闭。制动效果这里由在接合部分2内部的加压流体确定。

对于具有单向流动的单元，下游阀因而可以不设有制动系统，而是只设有自动关闭装置，该自动关闭装置由弹簧偏置。

Claims (2)

1.一种用于连接单元的控制阀(5,5’)，这些连接单元用于柔性软管，这种控制阀(5,5’)包括多个阀瓣(扇形段或扇形片)(6,6’；7,7’)，这些阀瓣(6,6’；7,7’)在完全打开位置与完全关闭位置之间是可转动的，其中，所述多个可转动的阀瓣(6,6’；7,7’)包括具有不同形状和尺寸的阀瓣对(6,6’；7,7’)，这些阀瓣对(6,6’；7,7’)沿连接单元的圆周交替地布置；相比那些较大尺寸的阀瓣(7,7’)，这些较小尺寸的阀瓣(6、6’)被控制得关闭要慢些，直到到达相应横向边缘的接触位置，其特征在于：较小尺寸的阀瓣(6,6’)的上游表面(57)设有一对翅片(59)，这对翅片(59)从上述表面横向突出，从而安置在较大尺寸的阀瓣(7,7’)的上游表面(56)上，以强迫后者在较小尺寸的阀瓣(6,6’)之前关闭；并且较大尺寸的阀瓣(7,7’)的上游表面(56)设有一对突起(53)，这对突起(53)在阀瓣(6,6’；7,7’)的关闭运动的结束处插入在翅片(49)的面对表面的对应凹口(60)中，用来在紧密关闭位置进行相邻阀瓣(6,6’；7,7’)的精确和稳定的耦合。

2.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于：较大尺寸的阀瓣(7,7’)具有V形端部(31)，并且也具有横向侧部(33)，该V形端部(31)的侧部(32)打算流体密封地抵靠其它相邻较大尺寸的阀瓣(7,7’)的对应侧部，这些横向侧部(33)具有弯曲端部(34)，该弯曲端部(34)包括台阶(35)，当阀(5,5’)关闭时，介入在两个较大尺寸的阀瓣(7,7’)之间的较小尺寸的阀瓣(6,6’)的侧部安置在该台阶(35)上；并且所述较小尺寸的阀瓣(6,6’)具有导圆端部(36)和直侧部(38)，该导圆端部(36)具有台阶(37)，当阀(5,5’)关闭时，该台阶(37)紧密地接触两个相邻阀瓣(7,7’)的弯曲端部(34)，台阶(37)在这些直侧部(38)上延续，当阀(5,5’)关闭时，这些直侧部(38)紧密地接触两个相邻阀瓣(7,7’)的横向侧部(33)。