CN105697853A - 紧急关断复位销导向组件及包括该紧急关断复位销导向组件的紧急关断安全装置 - Google Patents

Abstract

一种紧急关断安全装置，包括阀体、阀盘、复位销和复位销导向件。阀盘设置在阀体内，并且可沿着紧急关断轴线在打开位置和关闭位置之间移位。复位销操作地耦合到阀盘，并且可沿着紧急关断轴线相对于阀体在非切断位置和切断位置之间移位，其中非切断位置将阀盘置于打开位置，切断位置将阀盘置于关闭位置。复位销导向件支撑复位销的一端，从而向复位销和阀盘提供了增加的结构完整性。

Description

紧急关断复位销导向组件及包括该紧急关断复位销导向组件的紧急关断安全装置

技术领域

概括地说，本公开内容涉及紧急关断(slamshut)安全装置，更具体地说，涉及具有复位销导向组件的紧急关断安全装置。

背景技术

气体分配系统(例如，用于分配天然气的系统)通常将气体从生产商处沿着一系列的管道并通过一系列的阀传输给用户。每个气体分配系统可以包括一个或多个调节阀，这些调节阀对分配系统内的气体压力进行控制。通常，气体以高压通过系统进行传输。然而，在最终分配给用户之前，必须降低气体的压力。这种压力降低通常是在本地网络内的减压站处完成的。

通常，这些减压站包括一个或多个压力调节阀以及在压力调节阀失效时用以关断气体流动的某种安全装置。最普遍地，紧急关断安全阀用于这种目的。例如，美国专利No.4,134,421(通过引用将其并入本文)公开了一种在管路中提供过压保护的紧急关断安全阀。在美国专利No.8,225,812(同样通过引用将其并入本文)中公开了紧急关断安全阀的另一个例子。紧急关断安全阀通常设置在压力调节阀的上游，使得在压力调节阀已失效的情况下，紧急关断阀可以防止气体到达压力调节阀。紧急关断安全阀针对最大和最小压力容限来监测压力调节阀下游的气体压力。如果下游压力超过最大或最小容限，则紧急关断安全阀关闭，从而切断到压力调节阀的气体流动，并防止由于压力调节阀失效引起的失控的气体泄露。

公知的紧急关断安全阀具有阀盘，当感测到过压或欠压状况时，阀盘覆盖住阀座附近的阀孔。阀盘耦合到复位销，并且该复位销转而附接到对过压或欠压状况进行感测的致动器。复位销通常处于打开或非切断(untripped)位置，在打开位置复位销将阀盘置于离开阀座。如果致动器感测到适当的切断条件，则致动器释放复位销，并且阀盘移位到抵靠阀座的关闭位置。

在常规的紧急关断装置中，复位销被暴露在流体的流动中。此外，在某些流动状况(例如，相对高的流动状况)下，由流体流动产生的力可能对复位销的正确操作产生影响，以及甚至使复位销变形(例如，弯曲)或者以其它方式造成阀盘和阀座之间的对齐问题。

发明内容

本公开内容的一个方面包括一种紧急关断安全装置，其具有阀体、阀盘、复位销和复位销导向件。所述阀体具有入口、出口，并且所述阀体限定了在所述入口和所述出口之间延伸的流动路径。所述阀体还包括紧急关断阀座，所述紧急关断阀座围绕着设置在所述入口和所述出口之间的孔。所述阀盘设置在所述阀体内，并且可沿着紧急关断轴线在第一打开位置和第二关闭位置之间移位，在所述第一打开位置，所述阀盘与所述紧急关断阀座间隔开，在所述第二关闭位置，所述阀盘抵靠在所述紧急关断阀座。所述复位销操作地耦合到所述阀盘，并且可沿着所述紧急关断轴线相对于所述阀体在非切断位置和切断(tripped)位置之间移位，其中所述非切断位置将所述阀盘置于所述第一打开位置，所述切断位置将所述阀盘置于所述第二关闭位置。所述复位销被布置为：响应于致动器，使所述复位销从所述非切断位置向所述切断位置移位。邻近所述紧急关断阀座设置复位销导向件。所述复位销导向件包括中央开口，所述中央开口的大小和形状设定成接收所述复位销的一部分。所述复位销导向件支撑所述复位销，从而在所述阀盘的致动期间从结构上巩固所述复位销。

本公开内容的另一个方面包括一种用于紧急关断安全装置的复位销导向组件。所述复位销导向组件包括：紧急关断阀座；复位销；阀盘，所述阀盘操作地连接到所述复位销，所述复位销和所述阀盘可在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置，所述阀盘与所述紧急关断阀座间隔开，在所述第二位置，所述阀盘与所述紧急关断阀座相邻；以及复位销导向件，所述复位销导向件邻近所述紧急关断阀座而设置，所述复位销导向件支撑所述复位销的一端。

本公开内容的上述方面中的任何方面可以包括下面的优选形式中的任何一个或多个优选形式。

在一个优选形式中，阀座帽将所述紧急关断阀座固定在所述阀体中。在另一个优选形式中，所述复位销导向件设置在所述阀座帽和所述紧急关断阀座之间。在另一个优选形式中，所述复位销导向件与所述紧急关断阀座是一体的。在另一个优选形式中，所述复位销导向件包括中央开口，所述中央开口的大小和形状设定成接收所述复位销的一部分。在另一个优选形式中，所述复位销导向件包括外部环形圈。在另一个优选形式中，所述复位销导向件包括内部环形圈，所述内部环形圈形成中央开口。在另一个优选形式中，所述复位销导向件包括多个轮辐，所述多个轮辐件将所述外部环形圈与所述内部环形圈进行连接。在另一个优选形式中，所述复位销导向件被形成为使流体流动具有特性。

公开了另外的可选方面、布置和特征，可以用与本公开内容的教导相一致的任何功能上适当的方式(通过单独或者以任何功能上可行的组合)来布置这些可选方面、布置和特征。在考虑了下面的具体实施方式后，其它的方面和优势将变得显而易见。

附图说明

图1是现有技术的紧急关断安全阀的剖面图，其中阀盘处于关闭位置。

图2是根据本公开内容的教导来构造的紧急关断安全阀的剖面侧视图，该紧急关断安全阀并入有复位销导向件，其中阀盘处于打开位置。

图3是根据本公开内容的教导来构造的紧急关断安全阀的剖面侧视图，该紧急关断安全阀并入有复位销导向件，其中阀盘处于关闭位置。

图4是与紧急关断阀座一体的复位销导向件的一个实施例的侧向透视图。

图5是与紧急关断阀座分离的复位销导向件的另一个实施例的侧向透视图。

具体实施方式

图1示出了已知的紧急关断安全装置10的一个例子。紧急关断安全装置10可以附接到气体分配系统中的主调节器(未示出)，以便在主调节器失效的情况下提供安全关断能力。紧急关断安全装置10包括阀部11、紧急关断部13以及致动器15。阀部11包括阀体12，其中阀体12具有流体入口14和流体出口16，流体入口14和流体出口16由形成流动路径18的流体通道来连通。紧急关断阀座20设置在阀体12内，并且限定了形成流动路径18的一部分的流动孔21。可以由阀座帽23将紧急关断阀座20固定在位置中，其中阀座帽23位于邻近紧急关断阀座20处。阀座帽23可以通过被操作地固定到阀体12来固定在流动路径18中。紧急关断阀座20可以位于阀座帽23和阀盘22之间。因此，流动通过紧急关断安全装置10的流体从流体入口14通过包括阀座帽23和紧急关断阀座20的流动路径18流动到流体出口16。

紧急关断部13包括阀盘22，当在主调节器的下游感测到过压或欠压状况时，阀盘22与紧急关断阀座20相配合来对流体流动通过阀体12进行限制。阀盘22在阀体12内朝向紧急关断阀座20滑动以便关闭流体孔21，并且滑动离开紧急关断阀座20以便打开流动孔21。

通常，致动器15包括壳体26，壳体26包围一个或多个弹簧28，并且弹簧28可以连接到隔膜30。隔膜30可以对压力变化敏感并且可以响应于这些压力变化而在致动器壳体26内移动。隔膜30可以连接到柱塞32，其中柱塞32与隔膜30一起在壳体26内纵向地移动。柱塞32操作地连接到凸轮34，凸轮34接合或释放复位销36。复位销36可以沿着紧急关断轴线A相对于阀体12在缩回或非切断位置和伸出或切断位置之间移位，在缩回或非切断位置，阀盘22与紧急关断阀座20间隔开，从而处于打开流动孔21的打开位置，在伸出或切断位置，阀盘22抵靠在紧急关断阀座20，从而处于关闭流动孔21的关闭位置。

紧急关断部可以包括弹簧37或者其它适当的偏置机构，这将阀盘22朝向关闭位置偏置。因此，当致动器15感测到过压状况或欠压状况时，复位销36可在非切断位置和切断位置之间移位。致动器15使得凸轮34释放复位销36，并且弹簧37强制复位销36和阀盘22滑向紧急关断阀座20，最终使阀盘22与紧急关断阀座20相接触，从而关闭流动孔21并关断流动通过阀体12中的流动路径18的流体。

当复位销36置于非切断位置时，可以由凸轮34或者其它适当的闭锁机构来将复位销36保持住位置，在阀盘22与紧急关断阀座20间隔开的情况下，凸轮34将复位销36可释放地保持在非切断位置(其还可以被称为待命位置(armedposition))。当致动器15激活凸轮34时，凸轮34释放复位销36，并且阀盘22朝向阀座20滑动或者以其它方式朝向阀座20移位，以关闭紧急关断安全装置10，从而防止流体流动通过阀体12的流动路径18。

现在参考图2和图3，图2和图3示出了根据本公开内容的教导来组装的一种紧急关断安全装置110。紧急关断安全装置110可以与上面针对图1所讨论的紧急关断安全装置10相似，并且因此，相同或相似的部件将具有相同的附图标记，虽然这些附图标记将增加100。同样，紧急关断安全装置110可以附接到气体分配系统中的主调节器(未示出)，以便在主调节器失效的情况下提供安全关断能力。如图2中所示出的，紧急关断安全装置110可以包括紧急关断部113和致动器115(致动器115在图2和图3中仅部分地示出)，紧急关断部113和致动器115适于连接到阀部111。阀部111包括阀体112，其中阀体112具有流体入口114和流体出口116，入口114和出口116由形成流动路径118的流体通道来连通。紧急关断阀座120设置在阀体112内并且限定了形成流动路径18的一部分的流动孔121。阀座帽123操作地固定到阀体112，以将紧急关断阀座120保持在流动路径118内。因此，流动通过阀部111的流体从流体入口114通过包括阀座帽123和紧急关断阀座120的流动路径118流动到流体出口116。

在图2和图3中所示出的实施例中，紧急关断安全装置110包括复位销导向件140，复位销导向件140位于阀座帽123和紧急关断阀座120之间。复位销导向件140包括中央开口141，中央开口141的大小和形状设定成接收阀芯支撑件160的一部分。阀芯支撑件160形成复位销136的一部分。在一些实施例中，阀芯支撑件160和复位销136可以是一体地形成的。在其它实施例中，阀芯支撑件160可以是单独的元件，其操作地固定到复位销136。贯穿复位销136从打开位置(图2)到关闭位置(图3)的运动范围，复位销导向件140支撑阀芯支撑件160，并且因此支撑复位销136。

图2和图3中的紧急关断部113包括紧急关断本体151和复位销136，其中复位销136可滑动地设置在紧急关断本体151的复位孔155中。复位销136和复位孔155设置在共同的紧急关断轴线A上。紧急关断本体151还限定了设置在复位孔155和紧急关断阀座120之间的喉部153。当在主调节器的下游感测到过压或欠压状况时，阀盘122与紧急关断阀座120相配合来对流体流动通过紧急关断安全装置110进行限制。阀盘122操作地连接到复位销136的第一端136a，使得阀盘122沿着紧急关断轴线A朝向阀座120移位以便关闭紧急关断阀座120，作为对致动器115的致动作出反应，并且还沿着紧急关断轴线A移位离开紧急关断阀座120以便打开紧急关断阀座120，作为对复位销136的操纵作出反应。

阀芯支撑件160将阀盘122操作地连接到复位销136的第一端136a。阀芯支撑件160包括本体部164和鼻部166，鼻部166延伸离开本体部164。本体部164包括大体上圆柱形形式，该大体上圆柱形形式限定了盲孔168，其中盲孔168接收并连接到复位销136的第一端136a。还可以包括夹部，夹部用于将阀芯支撑件160连接到复位销136。鼻部166也包括大体上圆柱形形式，但是具有实质上小于本体部164直径的直径。鼻部166延伸通过阀盘122的中央开口122a，并且还还延伸通过复位销导向件140中的中央开口141。可以将锁夹170固定到鼻部166以便用以下方式将阀盘122保持在阀芯支撑件160上：允许阀盘122沿着鼻部166轴向地浮动有限的距离，以便有助于阀盘122相对于紧急关断阀座120对齐。

复位销136可沿着紧急关断轴线A相对于阀体112在缩回或非切断位置和伸出或切断位置之间移位，在缩回或非切断位置，阀盘122与紧急关断阀座120间隔开，从而处于打开紧急关断阀座120的打开位置(图2)，在伸出或切断位置，阀盘122抵靠在紧急关断阀座120，从而处于关闭紧急关断阀座120的关闭位置(图3)。紧急关断部113在阀芯支撑件160和弹簧座169之间接近复位销136的端部136a处另外地包括弹簧137或者其它适当的偏置机构，该弹簧或者偏置机构安装到紧急关断本体151并且邻近阀盘122。弹簧137起到将阀盘122朝向关闭位置偏置的作用。

弹簧137将复位销136、阀芯支撑件160和阀盘122朝向紧急关断阀座120偏置并偏置到关闭位置。当占据关闭位置时，阀盘122密封地接合紧急关断阀座122的端部193以提供严密流体密封。

贯穿本装置的操作，当阀盘122处于打开位置或者处于移位离开关闭位置的另一位置时，流体流动通过阀体112并且流体的力作用在阀盘122上。这些流体的力可以足够高，以使支撑阀盘122的结构(诸如举例来说，复位销136或者阀芯支撑件160)变形。

然而，与常规的紧急关断安全装置10形成对比，所公开的紧急关断安全装置110包括复位销导向件140。如图4和图5中所示出的，复位销导向件140操作地连接到紧急关断阀座120并且包括中央开口141，中央开口141至少部分地延伸超过阀芯支撑件160(或者超过复位销136的一部分)。在图4的实施例中，复位销导向件140是与紧急关断阀座120一体地形成的。在图5的实施例中，复位销导向件140是单独的元件，其可以邻近紧急关断阀座120而设置。在其它型式中，可以用螺纹连接件、焊接接头、摩擦配合接头、销钉接头、粘接接头、紧固件连接件或者任何其它适当的单元来将复位销导向件140连接到阀体112。在其它实施例中，复位销导向件140可以夹在紧急关断阀座120和阀座帽123之间。

继续参考图4和图5，复位销导向件140可以包括外部环形圈171和多个轮辐173，该多个轮辐173从外部环形圈171向内沿半径方向延伸。图4和图5的实施例包括四个轮辐173。其它实施例可以包括多于或少于四个轮辐。例如，其它实施例可以包括2、3、5、6、7、8或者更多个轮辐。该多个轮辐173具有第一端175和第二端177，第一端175连接到外部环形圈171，第二端177连接到内部环形圈179。内部环形圈179形成中央开口141，其中阀芯支撑件160的一部分延伸通过该中央开口141。在制动器115使阀芯支撑件160和复位销136在打开位置和关闭位置之间移动时，内部环形圈179沿半径方向支撑阀芯支撑件160。

因此，在两端处支撑复位销136，这提高了阀盘122与紧急关断阀座120的座位对齐。更具体地说，复位销136在第一端处由复位销导向件140支撑，并且在第二端处由复位孔155支撑。

如上面所示出的，在一些实施例中，复位销导向件140可以是与紧急关断阀座120一体地形成的，从而降低制造和组装成本。在其它实施例中，复位销导向件140的形状可以设定成产生某些流动特性，这可以提高调节器性能。在一些实施例中，复位销导向件可以通过降低升压效应来提高调节器性能。

在一些实施例中，阀座帽123、紧急关断阀座120、复位销136、阀盘122以及复位销导向件136可以形成复位销导向组件。

所公开的紧急关断安全装置在所有状况下有利地减少了复位销的偏转，特别是在高流动状况(例如，多达6000m³/h)下。所公开的紧急关断安全装置还可以有利地消除或减少对于上游装置将流动偏转离开阀盘和复位销的需求。

所公开的紧急关断安全装置有利地使流体传输对阀盘的操作和移动的影响最小化，并且通过在两端处支撑复位销来保持复位销的结构完整性。因此，这种构造保持了预期功能并且使紧急关断安全装置的使用寿命最大化。因此，可以理解的是，本文所描述的复位销导向件的任何型式可以被称为一种耦合到紧急关断阀座的、用于保护复位销免受在邻近阀盘的阀体中所产生的流体的力的有害影响的单元。

可以用足以提供由本文提供的描述中所建议的一个或多个功能的任意组合的任何组合或排列的集合来布置本文所描述的可选布置中的每个部置。此外，应当理解的是，可以用任何的功能组合来组合针对每个示例性布置所公开的特征中的每个特征，以便提供如本领域普通技术人员将理解的任何有用的功能组合。

虽然出于说明本发明的目的对紧急关断装置的某些代表性布置和细节进行了描述，但是对于本领域技术人员而言将显而易见的是，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以对所公开的装置做出各种改变，其中本发明的精神和范围由所附的权利要求来限定，而不以任何方式受限于前述说明书。

Claims (19)

1.一种用于紧急关断安全装置的复位销导向组件，所述组件包括：

紧急关断阀座；

复位销；

阀盘，所述阀盘操作地连接到所述复位销，所述复位销和所述阀盘可在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置，所述阀盘与所述紧急关断阀座间隔开，在所述第二位置，所述阀盘与所述紧急关断阀座相邻；以及

复位销导向件，所述复位销导向件邻近所述紧急关断阀座而设置，所述复位销导向件支撑所述复位销的一端。

2.根据权利要求1所述的复位销导向组件，还包括阀座帽，所述阀座帽被配置为将所述紧急关断阀座固定在阀体中。

3.根据权利要求2所述的复位销导向组件，其中，所述复位销导向件设置在所述阀座帽和所述紧急关断阀座之间。

4.根据权利要求1所述的复位销导向组件，其中，所述复位销导向件与所述紧急关断阀座是一体的。

5.根据权利要求1所述的复位销导向组件，其中，所述复位销导向件包括中央开口，所述中央开口的大小和形状设定成接收所述复位销的一部分。

6.根据权利要求5所述的复位销导向组件，其中，所述复位销导向件包括外部环形圈。

7.根据权利要求6所述的复位销导向组件，其中，所述复位销导向件包括内部环形圈，所述内部环形圈形成所述中央开口。

8.根据权利要求7所述的复位销导向组件，其中，所述复位销导向件包括多个轮辐，所述多个轮辐将所述外部环形圈连接到所述内部环形圈。

9.根据权利要求8所述的复位销导向组件，其中，所述多个轮辐包括四个轮辐。

10.根据权利要求1所述的复位销导向组件，其中，所述复位销导向件被形成为使通过所述复位销导向件的流体流动具有特性。

11.一种紧急关断安全装置，包括：

阀体，所述阀体具有入口、出口，并且所述阀体限定了在所述入口和所述出口之间延伸的流动路径，所述阀体包括紧急关断阀座，所述紧急关断阀座围绕着设置在所述入口和所述出口之间的孔；

阀盘，所述阀盘设置在所述阀体内，并且可沿着紧急关断轴线在第一打开位置和第二关闭位置之间移位，在所述第一打开位置，所述阀盘与所述紧急关断阀座间隔开，在所述第二关闭位置，所述阀盘抵靠在所述紧急关断阀座；

复位销，所述复位销操作地耦合到所述阀盘，并且可沿着所述紧急关断轴线相对于所述阀体在非切断位置和切断位置之间移位，所述非切断位置将所述阀盘置于所述第一打开位置，所述切断位置将所述阀盘置于所述第二关闭位置，所述复位销被布置为：响应于致动器，使所述复位销从所述非切断位置朝向所述切断位置移位；以及

复位销导向件，所述复位销导向件靠近所述紧急关断阀座，所述复位销导向件包括中央开口，所述中央开口的大小和形状设定成接收所述复位销的一部分。

12.根据权利要求11所述的紧急关断安全装置，还包括阀座帽，所述阀座帽被配置为将所述紧急关断阀座固定在所述阀体中。

13.根据权利要求12所述的紧急关断安全装置，其中，所述复位销导向件设置在所述阀座帽和所述紧急关断阀座之间。

14.根据权利要求11所述的紧急关断安全装置，其中，所述复位销导向件与所述紧急关断阀座是一体的。

15.根据权利要求11所述的紧急关断安全装置，其中，所述复位销导向件包括外部环形圈。

16.根据权利要求15所述的紧急关断安全装置，其中，所述复位销导向件包括内部环形圈，所述内部环形圈形成所述中央开口。

17.根据权利要求16所述的紧急关断安全装置，其中，所述复位销导向件包括多个轮辐，所述多个轮辐将所述外部环形圈连接到所述内部环形圈。

18.根据权利要求17所述的紧急关断安全装置，其中，所述多个轮辐包括四个轮辐。

19.根据权利要求11所述的紧急关断安全装置，其中，所述复位销导向件被形成为使通过所述复位销导向件的流体流动具有特性。