CN104976393B - 紧急关断阀 - Google Patents

Abstract

紧急关断阀包括限定入口、出口、在入口和出口之间的阀口、以及孔的阀体。阀组件部分地设置在所述阀体内并延伸穿过所述孔。致动器组件可操作地耦接至所述阀组件以在打开位置和关闭位置移动所述阀组件，并且包括托架和可旋转的轴。所述托架被布置在所述阀体内并且在打开位置和关闭位置之间可移动，所述打开位置允许通过所述阀体的流体流动，所述关闭位置阻止通过所述阀体的流体流动。所述轴被耦接至所述托架并且具有设置在所述托架的臂上的槽内的保持构件，用于阻止所述托架被从所述轴移除。

Description

紧急关断阀

技术领域

本发明一般涉及紧急关断阀以及，更具体的，涉及具有改进的压盖密封并且易于安装和维护的关断阀。

背景技术

气体分配系统，特别是天然气分配系统，通常从生产者沿着一系列的管道以及经由一系列的阀门向用户传输气体。每个气体分配系统可能包括一个或多个调节阀，该阀用于控制分配系统中的气体压强。在正常情况下，气体在系统中以高压强被传输。然而，在最终分配给用户之前，气体的压强必须被降低。该降压通常在本地网络中的降压站中被完成。

通常，这些降压站包括一些安全设备用以关断气体流。最常见的，是使用紧急关断阀来实现该目的。紧急关断阀一般被放置于压强调节阀的上游，从而使得紧急关断阀可以防止气体进入压强调节阀以防问题发生。紧急关断阀可以手动地操作或者监控压强调节阀的下游气体压强，以关闭阀门并且切断至压强调节阀的气体流以防止例如由于压强调节阀故障或其他问题而造成的失控的气体泄漏。

通常，紧急关断阀有托架(poppet)或其他类型的阀塞，被安装在可旋转的轴上以使得托架在打开位置和关闭位置之间移动，打开位置使得流体流过阀门，关闭位置阻止流体流过阀门。然而在常用的紧急关断阀中，一旦安装完毕，在维护中就无法防止托架滑出轴。因此，如果轴在维护过程中被移动，存在着托架掉入到阀内的可能性，或者甚至进一步掉入到气体分配系统中，这就需要移除该紧急切断阀并且会造成其他问题。

另外，在紧急切断阀的装配和维护过程中，扭力弹簧的一端必须与压盖(gland)对齐并耦合以固定扭力弹簧的该端，该扭力弹簧被用于把托架偏置到关闭位置。在通常的设计中，当把压盖插入到阀的外壳中，要实现对齐扭力弹簧的一端并且确保耦接是很难的。

最后，最典型的紧急关断阀在压盖的外表面和阀壳的内表面使用垫圈来防止压盖和外壳间的泄露。然而，在安装这些垫圈过程中易于遇到泄露和问题，特别是如果垫圈需要在螺纹上安装，其可能会损坏垫圈。

发明内容

根据本发明的一个示例方面，紧急关断阀包括限定入口、出口、在入口和出口之间的阀口、以及孔的阀体。阀组件部分地被设置在所述阀体内并延伸穿过所述孔。致动器组件可操作地耦接至所述阀组件以在打开位置和关闭位置移动所述阀组件，并且包括托架和可旋转的轴。所述托架被布置在所述阀体内并且在打开位置和关闭位置之间可移动，所述打开位置允许通过所述阀体的流体流动，所述关闭位置阻止通过所述阀体的流体流动。所述轴被耦接至所述托架并且具有设置在所述托架的臂上的槽内的保持构件，用于阻止所述托架被从所述轴移除。

根据本发明的另一示例方面，用于紧急关断阀的压盖包括大体上圆柱形的本体、穿过所述本体形成的孔口并且所述孔口的大小被设置为容纳可旋转的轴、以及形成在所述本体的第一端中的槽。所述槽被配置为容纳扭力弹簧的一端。

根据本发明的另一示例方面，用于紧急关断阀的轴包括第一端、具有形成在其中的孔洞的第一多边形的中间部分、以及设置在所述孔洞内的保持构件。所述第一中间部分被配置为与所述紧急关断阀的托架接合。所述保持构件阻止所述托架被从所述轴移除。

根据本发明的上述示例方面的任一个或任多个，紧急关断阀、用于紧急关断阀的压盖和/或用于紧急关断阀的轴可以进一步包括以下优选的形式中的任一个或任多个的任意组合方式。

在一个优选的形式中，所述轴包括多边形的中间部分、设置在所述轴的所述中间部分中的所述保持构件，并且所述托架包括多边形的孔，其被配置为容纳和接合所述轴的所述中间部分。

在另一个优选的形式中，所述保持构件包括弹簧销、螺钉、销或夹子中的至少一种。

在另一个优选的形式中，所述紧急关断阀还包括压盖，所述压盖包括大体上圆柱形的本体、穿过所述本体形成的孔口并且所述孔口的大小被设置为容纳所述轴、以及形成在所述本体的第一端中的槽，所述槽被配置为容纳扭力弹簧的一端。

在另一个优选的形式中，所述紧急关断阀还包括O形环，其设置在围绕在所述阀体的外表面的所述孔的凹槽内，以及从所述压盖的外表面延伸的凸缘。所述凸缘与所述O形环接合以提供在所述压盖和所述阀体之间的密封。

在另一个优选的形式中，所述扭力弹簧包括圆柱形的部分并且所述圆柱形的部分的大小被设置为容纳所述轴、接合所述托架的第一端、以及接合所述压盖的第二端，用于将所述托架偏置到所述关闭位置。

在另一个优选的形式中，所述压盖的第二端的外表面限定至少一个弧形表面和至少一个平坦表面，所述至少一个弧形表面和所述至少一个平坦表面被配置为与形成在固定至所述阀体的保持构件中的凹槽对齐并配合。

在另一个优选的形式中，所述轴还包括被配置为与所述紧急关断阀的致动器接合的第二端。

附图说明

图1示出了示例性紧急关断阀的侧截面图；

图2示出了图1中的示例性紧急关断阀的底部部分截面图；

图3示出了图2中的示例性紧急关断阀的放大的部分上部视图，该阀部分阀体被移除；

图4A示出了图3的一部分的放大视图；

图4B示出了图4A的一部分的放大视图；

图5示出了用于紧急关断阀的示例性压盖的透视图；

图6示出了图5中该示例性压盖的一端的放大透视图；

图7示出了用于紧急关断阀的示例性保持构件的透视图；

图8示出了图2中轴，压盖和扭力弹簧的放大的，部分的，侧视图；

图9示出了图2中轴，托架和弹簧销的放大透视图；

图10示出了图9中轴的放大透视图；

图11示出了一部分图9的放大透视图。

具体实施方式

本文中的示例性紧急关断阀具有更长的使用周期，更容易安装和维护，并且改进了典型的紧急关断阀的压盖密封。改进的压盖密封可以通过在阀体中耦接压盖的凸缘的一端的凹槽中使用o形环来实现，而不是在压盖的外表面和阀体中孔径的内表面之间安装垫圈来实现。另外，通过在压盖一端提供槽口而不是提供一个孔洞，来接纳扭力弹簧的一端以简化阀门的安装，使得装配和维护变得更容易。而且，弹簧销可以被放在轴上以防止托架掉入阀体内或者在维修过程中落入阀体的下游，而这将需要阀门被从管道系统中移除和/或造成其他问题。

参见图1和图2。示例性紧急关断阀10一般包括阀体100，阀组件200，和致动器组件400。阀体100包括第一部分105和通过螺纹部件135固定于第一部分105的第二部分120。O形环165被置于第一部分105和第二部分120间以防止阀体100的泄漏。第一部分105具有限定了入口115的螺纹孔110，第二部分120具有限定了出口130的螺纹孔125，并且阀口140位于入口115和出口130之间。在所示的示例中，插入件150位于阀体100的第一部分105中，并且包括限定了阀口140的孔口155。密封件160被固定于插入件150的一端以提供支持面(seating surface)145来耦接阀组件200的托架205的密封面215，以下将更详细的说明。孔170也可以通过第一部分105的侧边形成，以接纳阀组件200和凹槽175(图4A和4B)，或者其他的通道和凹槽，凹槽可以在孔170的一端形成来接纳O形环330以提供阀体100的第一部分105和阀组件200的压盖280之间的密封。

参照图2至4B，阀组件200通常包括托架205、轴230、压盖280、扭力弹簧340和保持器360。托架205包括阀塞210，其限定密封表面215，当阀10处于关闭位置时密封表面215接合阀口140的支持面。臂220连接至阀塞210并且具有多边形的孔222，以容纳轴230的一部分，并且臂220具有与孔222交叉的槽224，以使得能够接近轴230的一部分并且容纳扭力弹簧340的第一端350。在示出的例子中，孔222是正方形的并且容纳轴230的正方形部分，以便托架205随着轴230旋转。

如在图3和图8至11中最佳的显示地，轴230具有基本上圆柱形的第一端235、多边形的第一中间部分240(其被配置为容纳和接合通过孔222的托架205的臂220)、基本上圆柱形的第二中间部分245(其被配置为容纳扭力弹簧340和压盖280)、以及多边形的第二端250，其被配置为接合致动器组件400的一部分。在示出的例子中，轴230的第一中间部分240是正方形的并且被容纳在托架205的孔222中，以可操作地将托架205耦接至轴230，以便当轴230旋转时托架205绕轴230旋转。孔洞255形成在轴230的第一中间部分240中，并且被配置为容纳保持构件260，诸如弹簧销、螺丝、销、夹子、或其他保持设备，其延伸入臂220中的槽224并且防止托架205在紧急关断阀的组装、操作或维护期间从轴230滑落。轴230的第二中间部分245被插在扭力弹簧340和压盖280中并且能够随着扭力弹簧340和压盖280旋转，并且如图4A中能够最佳地显示地，随动机构(follower)265和填密270能够被设置在轴230与压盖280之间，以允许旋转并且防止轴230和压盖280之间的泄露。弹簧275也能够被设置压盖280内并围绕轴230以压缩填密270。

参见图3至6，压盖280具有基本上圆柱形的本体285，其尺寸适于匹配在阀体100中的孔170内，并且压盖280具有穿过本体285的孔口290，其尺寸适于容纳轴230的第二中间部分245。一个或多个腔295(图4A)也能够形成在本土285内以如果需要来容纳随动机构265、填密270和/或弹簧275。本土285的第一端300能够具有稍微减小的直径并且限定一个或多个槽305，其被配置为容纳并且固定扭力弹簧340的第二端355。在压盖280的第一端300中提供槽305简化了阀10的组装和维护，因为压盖280能够被容易地与扭力弹簧340的第二端355对齐。凸缘310从接近本体285的第二端315的本体285的外表面轴向延伸，并且被配置为接合O型环330并且提供在阀体100的第一部分与压盖280之间的密封。压盖280的第二端315具有两个拱形的外表面320和两个平的外表面325，其被配置为与保持器360中的凹槽380的表面385、390匹配。

如图3、4A和8所示，扭力弹簧340具有基本上圆柱形的部分345，其设置在轴230上。扭力弹簧340的第二端355从圆柱形的部分345的一端延伸，并且设置在压盖280中的槽305中，当轴230旋转和托架205移动时槽305保持第二端355静止。扭力弹簧340的第一端350从圆柱形的部分345的相对端延伸，并且设置在托架205的臂220中的槽224内以将托架205偏置至关闭位置，在该关闭位置，托架205的密封表面215接合阀口140的支持面145。替代地，扭力弹簧205的第一端350可以以其他方式接合托架205的臂220，诸如搁置在槽中、插入孔洞中等，只要扭力弹簧340将托架205偏置至关闭位置。当轴230旋转并且托架205从关闭位置移动至打开位置时，扭力弹簧340的第二端355在压盖280的槽305中仍处于静止，并且扭力弹簧340的第一端350将随着托架205移动，由此加载扭力弹簧340。

参考图3-4B和7，保持器360具有基本上平的本体365，其具有孔口370(其尺寸适于容纳轴230)和多个孔洞275，其尺寸适于并且被设置为容纳带螺纹的构件395以固定保持器360至阀体100的第一部分105。在保持器360的一个表面上，存在凹槽380，其具有两个拱形的表面385和两个平的表面390，其相应于的压盖280的第二端315的拱形的表面和平的表面320、325。替代地，保持器360的凹槽380和压盖280的第二端315可以是基本上圆柱形的并具有单一的平的表面，可以是多边形的，或可以是期望提供对压盖280和保持器260更好的放置的任何几何形状。

致动器可操作地耦接至轴230的第二端250，以旋转轴230和将托架205在打开和关闭位置之间移动。本领域技术人员已知能够用于触发和重置紧急关断阀的致动器。例如，致动器可以是手动致动器，诸如

紧急关断阀上的手动致动器，可以是空气关闭致动器(air-close actuator)，诸如

P327D，或可以是空气打开-关闭致动器(airopen-close actuator)，诸如

P539A。在图2中示出的例子中，致动器组件400是手动致动器，并且通常包括操作组件410和锁闩组件440。

操作组件410包括操作柄415(其安装在轴230的第二端250上)和心轴420，其设置在轴230的第二端250的远心端。操作柄415和心轴420通过带螺纹的构件，诸如螺栓425被固定至轴230。扭力弹簧430围绕着心轴420安置并且具有固定至操作柄415的一端和接合锁闩组件440的第二端。扭力弹簧430将操作柄415偏置至关闭位置，在该关闭位置托架205也处于关闭位置。

锁闩组件440包括锁闩块445，其固定至阀体100。活塞450可移动地放置在锁闩块445内，以便活塞450在锁闩块445内是纵向可移动的，并且活塞450的一部分从锁闩块145的末端凸起至如下位置，即当操作手柄415在打开位置时活塞450的末端接合操作手柄415的位置。弹性构件，诸如弹簧455，设置在锁闩块445内并且邻近活塞450，以将活塞450远离锁闩块445偏置。绳缆460固定至活塞450并且延伸通过锁闩块445中的开口，以便绳缆460对于用户可达。

在运作中，扭力弹簧430、340将操作手柄415和托架205偏置至关闭位置，由此托架205的支持密封表面215抵靠阀口140的支持面145并且阻止流体流过紧急关断阀10。为了重置紧急关断阀，操作手柄415被旋转至打开位置，由此加载扭力弹簧430直至操作手柄415的锁闩部分接合活塞450并且将操作手柄保持在打开位置。旋转操作手柄415至打开位置也将旋转轴230，其将托架205移动至打开位置并且加载扭力弹簧340。阀塞450保持操作手柄415在打开位置直至触发紧急关断阀10。为了触发紧急关断阀10，将拉动绳缆460，其将拉动活塞450至锁闩块445中以抵抗弹簧455的力。当活塞被拉入锁闩块445中时，其从操作手柄415脱离并且扭力弹簧430将操作手柄415旋转回关闭位置。旋转操作手柄415至关闭位置也将旋转轴230，其将托架移动至关闭位置并且关闭紧急关断阀10。

虽然上文描述了各种实施例，但是本公开并不限于此。能够对公开的实施例进行各种变型，仍处于所附权利要求的范围之中。

Claims (12)

1.一种紧急关断阀，包括：

阀体，其限定入口、出口、在所述入口和所述出口之间的阀口、以及孔；

阀组件，其部分地设置在所述阀体内并延伸穿过所述孔；

致动器组件，其可操作地耦接至所述阀组件以在打开位置和关闭位置移动所述阀组件，其中所述阀组件包括：

托架，其布置在所述阀体内并且在打开位置和关闭位置之间可移动，所述打开位置允许通过所述阀体的流体流动，所述关闭位置阻止通过所述阀体的流体流动，所述托架包括臂，所述臂具有穿过其上形成的槽；

可旋转的轴，其耦接至所述托架，所述轴包括设置在所述托架的所述槽内的保持构件，用于阻止所述托架被从所述轴移除；

压盖，所述压盖具有大体上圆柱形的本体、穿过所述本体形成的孔口并且所述孔口的大小被设置为容纳所述轴、穿过所述本体的第一端从所述孔口到所述压盖的外表面形成的第一槽、穿过所述本体的第一端从所述孔口到所述外表面形成的第二槽，所述第二槽与所述第一槽相对地定位并且所述第一槽和所述第二槽被配置为容纳扭力弹簧的一端，以及凸缘，其从所述压盖的外表面延伸；以及

O形环，其设置在凹槽内，所述凹槽在所述阀体的外表面处围绕所述阀体的所述孔；其中

所述凸缘与所述O形环接合以提供在所述压盖和所述阀体之间的密封。

2.根据权利要求1所述的紧急关断阀，其中：

所述轴包括多边形的中间部分，所述保持构件布置在所述轴的所述中间部分内；以及

所述托架包括多边形的孔，所述多边形的孔被配置为容纳并接合所述轴的所述中间部分。

3.根据权利要求1所述的紧急关断阀，其中所述保持构件包括弹簧销、螺钉、销或夹子中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的紧急关断阀，其中所述扭力弹簧包括圆柱形的部分并且所述圆柱形的部分的大小被设置为容纳所述轴，所述扭力弹簧还包括接合所述托架的第一端、以及接合所述压盖的第二端，用于将所述托架偏置到所述关闭位置。

5.根据权利要求1所述的紧急关断阀，其中所述压盖的第二端的外表面限定至少一个弧形表面和至少一个平坦表面，所述至少一个弧形表面和所述至少一个平坦表面被配置为与形成在固定至所述阀体的保持器中的凹槽对齐并配合。

6.一种用于紧急关断阀的压盖，所述压盖包括：

大体上圆柱形的本体；

穿过所述本体形成的孔口，所述孔口的大小被设置为容纳可旋转的轴；以及

穿过所述本体的第一端从所述孔口到所述压盖的外表面形成的第一槽和穿过所述本体的第一端从所述孔口到所述外表面形成的第二槽，所述第二槽与所述第一槽相对地定位并且所述第一槽和所述第二槽被配置为容纳所述紧急关断阀的扭力弹簧的一端；其中

所述压盖的第二端的外表面限定至少一个弧形表面和至少一个平坦表面，所述至少一个弧形表面和所述至少一个平坦表面与形成在固定至所述紧急关断阀的阀体的保持器中的凹槽对齐并配合。

7.根据权利要求6所述的压盖，还包括从所述本体的外表面延伸的凸缘，所述凸缘被配置为与设置在所述紧急关断阀的阀体上的凹槽内的O形环接合，用于在所述压盖和所述阀体之间提供密封。

8.根据权利要求6所述的压盖，其中所述扭力弹簧包括圆柱形的部分并且所述圆柱形的部分的大小被设置为容纳可旋转的轴，所述扭力弹簧还包括与所述紧急关断阀的托架接合的第一端、以及与所述压盖接合的第二端，用于将所述托架偏置到关闭位置。

9.一种用于紧急关断阀的阀组件，所述阀组件包括：

轴，所述轴包括：

第一端；

多边形的第一中间部分，所述第一中间部分被配置为与所述紧急关断阀的托架接合，并且包括形成在其上的孔洞；以及

设置在所述孔洞内的保持构件，用于阻止所述托架被从所述轴移除；以及

压盖，所述压盖包括：

大体上圆柱形的本体、穿过所述本体形成的孔口并且所述孔口的大小被设置为容纳所述轴、穿过所述本体的第一端从所述孔口到所述压盖的外表面形成的第一槽、以及穿过所述本体的第一端从所述孔口到所述外表面形成的第二槽，所述第二槽与所述第一槽相对地定位并且所述第一槽和所述第二槽被配置为容纳扭力弹簧的一端。

10.根据权利要求9所述的阀组件，其中所述保持构件包括弹簧销、螺钉、销或夹子中的至少一种。

11.根据权利要求9所述的阀组件，其中所述轴还包括第二端，所述第二端被配置为与所述紧急关断阀的致动器接合。

12.根据权利要求9所述的阀组件，其中所述轴还包括圆柱形的第二中间部分，所述第二中间部分被配置为与所述紧急关断阀的扭力弹簧和压盖接合。

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