CN106090357B - 具有溢流的内嵌的可维修的截止阀 - Google Patents

具有溢流的内嵌的可维修的截止阀 Download PDF

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Abstract

一种具有溢流能力的内嵌的可维修维修截止阀，包括阀体和可分离盖部。当从阀体移除可分离盖部时，可触及内部阀部件以进行维修维修或替换。内部阀部件可以可选地附接到可分离盖部，从而可分离盖部和内部阀部件可以作为单个组件被移除。

Description

具有溢流的内嵌的可维修的截止阀
技术领域
本公开内容总体上涉及包含易燃液体或气体(或易燃液体和气体的组合)的加压罐中的停止阀，并且更具体而言，涉及具有溢流能力的内嵌的停止阀。
背景技术
加压化学品的运输通常是通过管道或通过油罐交通工具来进行的。当油罐交通工具(诸如，油罐卡车、加油机、或油轮)将加压化学品从起始点移动到目的地时，必须在起始点将加压化学品上载至油罐交通工具并且在目的地将其从油罐交通工具卸载至储存装置。通常，使用管道布置来利用泵或压缩机(其提供功率以将化学品从一个点移动到另一个点)将化学品从油罐交通工具输送或输送到油罐交通工具。
加压化学品的运输在液化石油化工行业(更具体而言，在丙烷、无水氨、和液化天然气(LNG)行业)中非常普遍。地方和国家规范规定，用于液化化学品的储存罐，不论是固定的还是车载式的，都必须具有自动闭合的停止阀以防止化学品无意中泄漏到环境。
在丙烷行业，停止阀通常至少部分地安装在储存罐内(例如，阀入口设置在储存罐内)。这种安装场景由于用于储存丙烷的单层壁罐而是可能的。
由于低温度，因此通常利用双层壁储存罐来隔离液化天然气和其它低温度(-238°F/-150℃或更低)化学品。由于隔离要求，传统的停止阀不能附接到这些液化天然气罐。因此，闸阀或球阀通常与运输管道一起内嵌安装在液化天然气系统中。尽管这些闸阀或球阀能够在火灾期间足以执行截止功能，但是它们在由于管道故障而存在阀下游的泄漏时缺乏自动截止功能。它们还缺乏用于被捕获在(get trapped)阀的下游的气化气体的自动均压功能。
最后，用于液化天然气储存罐的球输送阀和闸输送阀必须包括重的保护罩以防止由于在外部撞击或事故(诸如，罐翻覆)的情况下的阀或管道故障(其会影响阀完整性)而造成溢出气体的无意的损耗。这些重的保护罩是管理安全要求。
发明内容
一种内嵌的能够维修的截止阀，包括：阀体，所述阀体具有流体入口和流体出口；阀座，所述阀座设置在所述阀体内，并且位于所述流体入口与所述流体出口之间；阀塞，所述阀塞设置在所述阀体内，并且位于所述流体入口与所述流体出口之间，所述阀塞与所述阀座协作以控制经过所述阀体的流体流动；控制杆，所述控制杆可操作地耦接到所述阀塞，以在关闭位置与打开位置之间致动所述阀塞；固定弹簧，所述固定弹簧朝向所述阀座偏置所述阀塞；中心提升件，所述中心提升件设置在所述阀塞内；以及能够分离的盖部，其附接到所述阀体，所述能够分离的盖部包括盖部主体和外部角板，所述外部角板从所述盖部主体径向地向外延伸并沿着所述盖部主体纵向延伸超出所述盖部主体的一端；其中，当从所述阀体移除所述能够分离的盖部时，能够触及所述阀的内部部件以进行维修；并且当所述阀塞处于打开位置并且经过所述阀体的流体流动超过预定的流率时，所述流体流动朝向闭合位置移动所述阀塞，而所述中心提升件通过与所述控制杆的机械链接保持打开。
附图说明
图1是根据本公开内容的教导而构造的具有溢流能力的内嵌的可维修截止阀的正面透视图；
图2是图1中的内嵌的截止阀的另一个透视图；
图3是图1和图2中的内嵌的截止阀的可移除盖部和内部部件的底部透视图；
图4是图3中的可移除盖部和内部部件的底部平面图；
图5是图1中的内嵌的截止阀的侧面横截面视图；
图6是在移除可移除盖部的情况下的图1中的内嵌的截止阀的顶部平面图；以及
图7是图1中的内嵌的截止阀的断开的剪切部分的特写横截面视图。
具体实施方式
现在转到图1和图2，示出了具有溢流功能的内嵌的可维修的截止阀10。阀10包括在一端终止于入口连接件14处并且在另一端终止于出口连接件16处的阀体12。入口连接件14适合于以内嵌的配置连接到管道的法兰(未示出)。类似地，出口连接件16适合于以内嵌的配置连接到另一个管道的法兰(未示出)。在图1-图7中示出的实施例中，入口连接件14和出口连接件16各自包括用于接收紧固件以与管道法兰进行连接的多个紧固件开口18。同样在图1-图7中示出的实施例中，入口连接件14和出口连接件16具有类似的(或相同的)直径。在其它实施例中，入口连接件14和出口连接件16可以具有不同的直径。仍然在其它实施例中，入口连接件14和出口连接件16可以在没有紧固件的情况下被焊接或以其它方式固定到管道法兰。无论如何，阀10的一个优点在于不必为了维修或替换内部阀部件而将阀体12与管道分离。维修或替换内部阀部件可以通过移除可分离盖部20(这暴露了内部阀部件)来进行。
阀体12可以包括一个或多个纵向角板22，该纵向角板22围绕阀体的外围设置。角板22巩固阀体12并且还可以可选地形成用于可分离盖部20的附接点。
阀体12还可以包括阀帽26，其用于固定阀控制杆或外部致动器。在低温应用中(例如液化天然气的存储和传输)，阀帽26可以相对地长(如图1-图7中所示)，以将压盖填料和控制杆与阀体12内的寒冷条件隔开。然而，在非低温应用中(例如，丙烷或其它非低温气体和液体的存储和处理)，阀帽26可以较短。
现在转到图3和图4，可分离盖部20被示出为从阀体12移除。可分离盖部20包括盖部主体30，该盖部主体30具有半圆柱体形状。多个盖部主体角板32沿着盖部主体30纵向地延伸。第一盖部主体角板32a可以与阀体角板22(图2)配合，以将盖部主体30固定到阀体12。第二盖部主体角板32b可以沿着盖部主体30在盖部主体角板32a之间纵向地延伸。第二盖部主体角板32b可以在一端处向外延伸到盖部主体30外，并且可以适合于在固定端34处直接固定到阀体12。紧固件36可以延伸穿过盖部主体角板32b并且延伸到阀体12中。
内部阀部件40可以固定到盖部主体30的内表面，从而当盖部主体30从阀体12移除时，内部阀部件40保持附接到盖部主体30。以此方式，可以在不将阀体12与管道分隔开的情况下维修或替换内部阀部件40。内部阀部件40可以部分地容置在内部阀体延伸部42中，其中内部阀体延伸部42位于阀致动器44的下游。在一个实施例中，内部阀体延伸部42可以与盖部主体30一体地形成。在其它实施例中，内部阀体延伸部42和盖部主体30可以是固定到彼此的单独部件。在其它实施例中，内部阀体延伸部42和盖部主体30可以是并未固定到彼此的单独部件，从而当移除盖部主体30时，内部阀体延伸部42和内部阀部件40保持在阀体12中。
盖部主体30的内表面可以包括通道46，该通道46被配置为接收密封件48。当可分离盖部20固定到阀体12时，密封件48将盖部主体30与阀体12密封。
现在转到图5，图5中主要流体流动方向为从右到左，内部阀体延伸部42可以至少部分地落座在接收凹槽50中，其中接收凹槽50形成在阀体12的内表面中。内部阀部件40可以包括被设置在内部阀体延伸部42内的阀座52。阀塞54相对于阀座52可纵向地移动，以控制经过阀体12的流体流动。固定弹簧56将阀塞54偏置到闭合位置，在闭合位置中，阀塞54接触阀座52，以防止经过阀体12的流体流动。固定弹簧56落座在第一固定弹簧座58与连接到阀塞54的第二弹簧座60之间。控制杆26延伸通过阀帽24，并且在闭合位置与打开位置(在打开位置中，阀塞54与阀座52间隔开)之间对阀塞54进行致动，由此允许流体流动通过阀体12。
所公开的内嵌的可维修阀10有利地包括溢流功能。更具体而言，在流体流动超过预定限制的情况下，阀10自动闭合。更具体而言，当阀塞54处于打开位置并且流体流动超过预定限制时，流过阀塞54的流体会开始推动阀塞54的外径边缘，直到流体压力迫使阀塞54返回到与阀座52接触。此时，机械链接件利用控制杆使中心提升件80保持打开，从而少量的流体可以流动经过阀座52的中心，这允许在重新获得下游压力时的压力均衡，由此允许阀塞54重新打开。
所公开的内嵌的可维修阀10还有利地包括下游多余压力排出功能，在多余下游流体压力的情况下，这种功能将下游流体返回到罐(阀的上游)。更具体而言，当阀塞54处于闭合位置时，捕获在阀座52的下游的任何流体都可以通过阀座52排回到阀10的上游的罐中。当流体(通常以液体形式)被捕获在阀座52的下游时，由于阀10下游的较暖温度，液体可以蒸发。随着液体蒸发，压力累积到如下程度：在该处，阀座52的下游的压力超过固定弹簧56所产生的偏置。流体随后通过阀座52流回，直到阀座52的下游与上游之间的压力被均衡。此时，固定弹簧56所产生的偏置使阀塞54闭合。这种溢流和下游压力的自动缓解特征是对于闸阀和球阀不可能的安全特征，在泄压阀(pressure relief valve)连接到下游管道的情况下，闸阀和球阀通常需要额外的T线路。
图6示出了在移除可分离盖部20并且内部阀部件40保留在阀体12内部的情况下的阀10。在该实施例中，在移除可分离盖部20的情况下可以容易地触及内部阀部件40，但是内部阀部件40未附接到可分离盖部20。
图7示出了有利的断开安全机构70。在该实施例中，断开安全机构70是阀体12中局部地比阀体12的剩余部分的张力弱的区域。具体而言，断开安全机构70被形成为通道72，其在出口连接件18与阀帽24之间围绕阀体12周向地延伸。通道72集中拉伸应力，从而阀体12在任何其它位置处发生故障之前在通道72的区域中发生故障。因此，当阀体12发生故障时内部阀部件40保持完好，并且考虑到溢流保护，阀10可以仅需要小的(或不需要)保护罩，由此消除了现有装置中所使用的全尺寸阀笼，其中阀笼旨在根据管理要求来保护所有相邻的阀调节件(valving)。在其它实施例中，断开安全机构70可以采取其它形式。例如，在其它实施例中，断开安全机构70可以被形成为阀体12的逐渐变细的部分，断开安全机构70可以由同的、较弱的材料构成，或者断开安全机构70可以通过使用具有凹口或槽的安装螺柱以提供主要故障位置来形成。
所公开的同轴的可维修截止阀充当用于输送液化化学品的控制和安全设备。所公开的内嵌的可维修截止阀可以有利地使输送装置符合本地安全规程，例如DOT规程49CFR、NFPA 59A、和ADR。另外，所公开的内嵌的可维修截止阀可以现场替代现有的内嵌截止阀。
根据前述内容，本公开内容的描述应当被理解为仅提供本发明的例子，并且因此，不偏离本发明的主旨的变型方式旨在落入本发明的范围内。

Claims (16)

1.一种内嵌的能够维修的截止阀，包括：
阀体，所述阀体具有流体入口和流体出口；
阀座，所述阀座设置在所述阀体内，并且位于所述流体入口与所述流体出口之间；
阀塞，所述阀塞设置在所述阀体内，并且位于所述流体入口与所述流体出口之间，所述阀塞与所述阀座协作以控制经过所述阀体的流体流动；
控制杆，所述控制杆可操作地耦接到所述阀塞，以在关闭位置与打开位置之间致动所述阀塞；
固定弹簧，所述固定弹簧朝向所述阀座偏置所述阀塞；
中心提升件，所述中心提升件设置在所述阀塞内；以及
能够分离的盖部，其附接到所述阀体，所述能够分离的盖部包括盖部主体和外部角板，所述外部角板从所述盖部主体径向地向外延伸并沿着所述盖部主体纵向延伸超出所述盖部主体的一端；其中，
当从所述阀体移除所述能够分离的盖部时，能够触及所述阀的内部部件以进行维修；并且
当所述阀塞处于打开位置并且经过所述阀体的流体流动超过预定的流率时，所述流体流动朝向闭合位置移动所述阀塞，而所述中心提升件保持打开。
2.根据权利要求1所述的阀，其中，所述阀体包括外部角板。
3.根据权利要求1所述的阀，其中，所述流体入口包括入口连接件并且所述流体出口包括出口连接件。
4.根据权利要求3所述的阀，其中，所述入口连接件和所述出口连接件利用紧固件附接到管道。
5.根据权利要求3所述的阀，其中，所述入口连接件和所述出口连接件利用焊接部附接到管道。
6.根据权利要求3所述的阀，其中，所述入口连接件的直径与所述出口连接件的直径不同。
7.根据权利要求1所述的阀，其中，所述阀的所述内部部件附接到所述盖部主体的内表面。
8.根据权利要求7所述的阀，其中，所述阀的所述内部部件至少部分地设置在附接到所述盖部主体的内部阀体延伸部内。
9.根据权利要求8所述的阀，其中，所述内部阀体延伸部至少部分地设置在形成于所述阀体的内表面中的凹槽内。
10.根据权利要求1所述的阀，其中，当所述阀座的下游流体压力超过预定值时，所述阀塞容许流体在相反方向上流动。
11.根据权利要求1所述的阀，其中，所述能够分离的盖部包括阀帽。
12.根据权利要求11所述的阀，其中，所述阀帽包括所述控制杆。
13.根据权利要求1所述的阀，还包括连接到低温罐的管道。
14.根据权利要求1所述的阀，还包括断开安全机构。
15.根据权利要求14所述的阀，其中，所述断开安全机构是所述阀体上的圆周通道。
16.根据权利要求15所述的阀，其中，所述圆周通道设置在所述能够分离的盖部与出口连接件之间。
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