CN111486335A - 用于增压罐的隔离阀 - Google Patents

Abstract

一种用于在存储容器中隔离液下泵的隔离机构，其中隔离机构包括主级阀构件和次级阀构件，其两者都偏置在故障关闭位置。隔离机构允许冗余以确保安全性和可靠性，并且可以在存储容器外部操作。此外，隔离机构包括排气和吹扫装置，用于在存储容器中泵的拆除和安装的安全操作。

Description

用于增压罐的隔离阀

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年1月25日提交的标题为“用于加压罐的隔离阀”的美国临时申请号62/796,637、和2019年9月9日提交的标题为“用于加压罐的隔离阀”的美国申请号16/564,241的权益，其通过引用结合在本申请中。

技术领域

本公开涉及一种用于流体隔离应用的阀门，更具体地，涉及一种用于加压罐或存储容器的隔离阀。

背景技术

低温储罐中的液下泵即使在间歇操作期间在大约工作流体温度下维持恒温。泵的恒温不仅减少热循环和延长泵的使用寿命，而且允许快速重启并在启动阶段汽化损失最小化。但是，将泵放置在储罐内和将泵从储罐中拆除以进行维修，对最小化热泄漏和流体隔离中提出了挑战。尤其在没有适当的隔离机构的情况下，在泵拆除之前必须排空储罐，可能造成储罐的全部内容物的损失以及经济、安全和环境问题。

例如，WO 2015/184537 A1公开了一种容器，其在低温储罐中容纳液下泵。所述容器具有双壁真空绝热壳体，以将泵牢固地固定在储罐内。在壳体的底部并以及过双壁，壳体通过热补偿管段(波纹管段)连接至低温储罐，允许储罐与壳体之间以及随后的泵入口之间的流体连通。在波纹管段的端部安装隔离阀，该隔离阀偏置以便阻止流体从低温空间流出，除非该隔离阀被致动至打开位置。偏置由弹簧、盘的重力或低温液体的静压头提供。手动曲柄致动器通过杆和线缆从低温储罐外部操作阀门。此外，泵容器壳体与低温蒸汽空间流体连通，以用于压力平衡，使得不允许累积压差以强制打开隔离阀。还公开了单独的吹扫布置，以便在安全拆除泵以用于维修之前，允许清除泵壳体内的任何剩余制冷剂。隔离阀不仅不会自动地与泵的衔接，而且杆和线缆布置是不可靠的致动机构，由单个盘提供的隔离充其量是不稳定的，并且在主级隔离阀泄漏的情况下不提供冗余。

US 3963381公开了一种低温罐隔离阀，该隔离阀在关闭位置由弹簧顶住，直到通过手动曲柄致动器杆降低泵以强制阀门打开。因为该阀门位于泵壳体的底部而称为底阀，该阀门由泵/电机部件的重量和通过致动器杆施加的额外压力而强制打开。该隔离阀也可以由通过吹扫口供应的压差强制打开。在正常操作模式中，低温流体可以沿着泵壳体的圆周或多个流体管道的从所有位置进入泵壳体，以允许均匀的流量分配。当泵要拆除进行维修时，泵由致动器杆提升，同时供应吹扫气体，该吹扫气体继续强制底阀打开，从而将致冷剂液体和气体吹回低温储罐中。另外，管线通过截止阀和止回阀将泵排放空间与储罐蒸汽空间连接。如果需要，可以打开截止阀，并且泵排放空间中的流体可以通过止回阀流入储罐的蒸汽空间。然而，吹扫流体可将杂质引入低温储罐中，并且还会增加罐压力，并且为了安全起见需要对罐排气。

US 2015/0217987A1认识到，大多数底阀是由液下泵的重量来操作的，并且偏置到关闭位置抵靠液下泵壳体的开口端。这中阀门由一系列弹簧固定在适当的位置。当泵降低至正常工作位置时，泵接触底阀。泵的重量克服了弹簧的力而打开阀门，从而在低温储罐和泵之间产生流体连通通道。然而，US 2015/0217987A1公开了一种使用多个致动器杆以在底阀密封盘上提供均匀负载的方法，其中致动器杆被气动操作以允许远程操作。阀门具有故障关闭位置，在该位置如果没有气动压力，则阀门由弹簧关闭。然而，US 2015/0217987A1没有教导允许适当的排气和吹扫机构，以安全地拆除泵，这使得该种方法不切实际。

鉴于这种现有技术的教导，应当理解的是，需要密封机构中的冗余以将低温罐与泵壳体安全地隔离。还需要一种布置，该布置允许在泵拆除之前泵壳体中任何残余的低温流体的安全的减压和清除，而不会将杂质引入储罐或升高储罐的压力。还需要一种外部致动装置，其即使在紧急情况下也可以手动和/或气动操作，以用于安全操作。此外，需要提供一种隔离机构，其易于制造的，如果需要可以拆除，并且易于维修和维护。

发明内容

本公开的实施方案提供了一种用于增压罐或存储容器的隔离机构，所述隔离机构包括致动器组件和底阀组件，其中，隔离机构包括：主级阀构件，其配置为偏置在故障关闭位置(fail-closed position)，该位置提供用于泵(例如液下泵)的隔离的第一装置；次级阀构件，其配置为偏置在故障关闭位置，该位置提供用于泵的隔离的第二和冗余装置；以及致动器组件，其包括为中空管的致动器管，其中致动器管配置为致动主级阀构件，并提供排气和吹扫以用于任何残余液体或蒸汽的安全的减压和清除。

在另一实施方案中，提供了一种流体输送系统，其包括：用于存储流体(例如制冷剂)的存储容器；设置在存储容器中的泵壳体或插座(socket)；可插入泵壳体中的泵；以及隔离机构，所述隔离机构包括：设置在泵壳体的靠近流体中存储容器底部的一端的主级阀构件，所述主级阀构件配置为偏置在故障关闭位置，并配置为将泵壳体中的泵与存储容器隔离开；设置在泵壳体的一端的次级阀构件，所述次阀构件配置为偏置在故障关闭位置，并且配置为提供泵壳体中的泵与存储容器的第二和冗余隔离；其中所述主级构件配置为在存储容器的外部为可致动的，其中次级构件在泵位于隔离机构上时自动致动，并且其中主级阀构件包括致动器，该致动器为中空管，其配置为提供排气和吹扫以用于泵壳体中任何残余液体或蒸汽的减压和清除。

在又一个实施方案中，提供了一种用于从存储容器拆除和/或安装泵的方法，其包括以下步骤：通过将致动器致动来关闭设置在存储容器的泵壳体的一端的主级阀构件，其中主级阀构件配置为偏置在故障关闭位置，其中主级阀构件的关闭将泵壳体中的泵与存储容器隔离开；和拆除泵，其中泵的拆除自动关闭设置在泵壳体的一端的次级阀构件，其中所述次级阀构件配置为偏置在故障关闭位置，并且配置为提供泵壳体的第二和冗余隔离。

在其他实施方案中，该方法还包括将泵安装在次级阀构件上，这使得次级阀构件打开，以及通过将致动器致动打开主级阀构件，使得存储容器中的流体被引入泵壳体中。

附图说明

为了说明本公开实施方案中的技术方案，将简要介绍要在实施方案的描述中使用的附图。显然，下面要描述的附图仅仅是本公开的一些实施方案，并且本领域普通技术人员可以根据这些附图获得其他实施方案。

图1为根据本公开的一些实施方案的流体输送系统的示意图。

图2为根据本公开的一些实施方案的具有子系统的流体输送系统的示意图。

图3为根据本公开的一些实施方案的隔离机构的示意图。

图4为根据本公开的一些实施方案的致动器系统的示意图。

图5为示出根据本公开的一些实施方案的在正常操作模式期间完全处于打开位置的隔离机构的示意图。

图6为示出根据本公开的一些实施方案的处于关闭位置用于隔离所述泵的的隔离机构的主构件的示意图。

图7为根据本公开的一些实施方案的减压过程的示意图。

图8a和8b为根据本公开的一些实施方案的吹扫过程的示意图。

图9为示出根据本公开的一些实施方案关闭隔离阀的次级阀构件使得泵可以拆除的示意图。

图10为示出根据本公开的一些实施方案在拆除泵之后，安装具有吹扫和排气装置的密封法兰的示意图。

图11至13为示出本公开的另一实施方案中的隔离机构的操作的示意图。

图14为根据本公开的一些实施方案的泵拆除工序的流程图。

图15为根据本公开的一些实施方案的泵安装工序的流程图。

在各个附图中，相似的元件设置有相似的附图标记。应注意的是，附图不一定按大小或比例绘制，而是绘制以提供对其组件的更好理解，并且不旨在限制范围，而是提供示例性说明。

具体实施方式

随后的详细描述仅提供了优选的示例性实施方案，并且不旨在限制本发明的范围、适用性或配置。相反，随后对优选示例性实施方案的详细描述将为本领域技术人员提供用实现本发明优选示例性实施方案的使能描述，应当理解的是，在不脱离权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。本文所述的主题能够具有其他实施方案，并且能够以各种方式实践或执行。

如本文中所使用的冠词“一”和“一个”在应用于说明书和权利要求中所述的本发明的实施方案中的任何特征时，是指一个或多个。除非明确说明这种限制，否则“一”和“一个”的使用不会将含义限制为单个特征。单数或复数名词或名词短语之前的冠词“所述(the)”表示一个特定的指定特征或多个特定的指定特征，并且根据其使用的上下文可以具有单数或复数含义。

形容词“任何(any)”是指任意数量的一个、一些或全部。

位于在第一主体和第二主体之间的术语“和/或”包括以下意义中的任一个：(1)仅第一主体，(2)仅第二主体，以及(3)第一主体和第二主体。位于3个或更多个主体列表中的最后两个主体之间的术语“和/或”是指包括该列表中的主体的任意特定组合的列表中的至少一个主体。例如，“A、B和/或C”与“A和/或B和/或C”具有相同的含义，包括A、B和C的以下组合：(1)只有A，(2) 只有B，(3)只有C，(4)A和B且没有C，(5)A和C且没有 B，(6)B和C且没有A，和(7)A和B和C。

在特征或主体列表之前的短语“至少一个”是指主体列表中的一个或多个特征或主体，但不一定包括主体列表中具体列出的每一个和每一个主体中的至少一个，且不排除主体列表中的任何主体组合。例如，“A、B或C中的至少一个”(或等效地“A、B和C中的至少一个”或相等地“A、B和/或C中的至少一个”)与“A和/或B 和/或C”具有相同的含义，并包括A、B和C的以下组合：(1)只有A，(2)只有B，(3)只有C，(4)A和B且没有C，(5)A 和C且没有B，(6)B和C且没有A，和(7)A和B和C。

术语“多个”的意思是“两个或两个以上”。

如本文所使用的，除非明确说明，“第一”、“第二”、“第三”等用于区分多个步骤和/或特征，且不表示总数，或时间和/或空间上的相对位置。

将参照本公开的实施方案中的附图，对本公开的实施方案中的技术方案进行清楚地、完整地描述。所述实施方案仅是本公开的一些而不是全部实施方案。本领域普通技术人员在没有付出任何创造性的劳动的情况下，基于本公开的实施方案而做出的所有其他实施方案都应包含在本发明的保护范围之内。

本公开的一些实施方案提供至少一个冗余隔离机构，用于将泵壳体与存储容器安全隔离，该存储容器具有以下特征中的至少一个特征：隔离机构的至少一个外部致动装置，其可以是手动和/或气动操作，用于即使在紧急情况下的安全操作；至少一个排气和吹扫机构，其在泵拆除之前清除泵壳体中的任何残余流体，而不会将杂质引入存储容器或升高该存储容器的压力；和隔离机构，其在不打开存储容器的情况下使用。

在本公开的一些实施方案中，隔离机构可以是至少一个底阀，该底阀包括主级和次级隔离阀构件。隔离机构朝向存储容器的底部设置，以使死区体积最小化，并且可以是泵壳体的组成部分。次级隔离阀构件偏置在关闭位置，并且可通过泵的重量在打开位置致动。主级隔离阀构件也偏置在关闭位置，并且可由致动器致动，致动器可包括一组连接器，连接器可以从泵壳体外部手动或气动地操纵。致动器是中空管，其在泵壳体的不同(或相同)区域具有流体连通的开口。中空管还允许排出泵壳体中的残余流体，并用吹扫气体进行吹扫，以允许安全地处理泵以便拆除。

在正常操作期间，使用致动器打开主级隔离阀构件，并且，因为泵处于工作位置，在该位置泵的重量强制次级阀构件到打开位置，因此，隔离机构的次级隔离阀构件也打开。因为主级和次级隔离阀构件都处于打开位置，来自存储容器的流体可以从存储容器通过由主级隔离阀构件的打开位置产生的通路和由次级隔离阀构件的打开位置产生的通路自由地流入泵的泵的吸入管，以完成流体供应路径。

当将要拆除泵时，隔离阀的主级隔离阀构件被手动地或气动地致动到关闭位置，这切断了对泵的流体供应。因为泵壳体中的空间依然充满液体，可以操作泵以泵出剩余流体，该剩余流体也会由于压力下降而汽化。然后，如果必要，泵送之后可以用惰性气体进行排气和吹扫。连续监测泵壳体的压力，以确保清除所有剩余的流体，并确保不存在可以强制主级阀构件至开启位置的过压。然后可以将泵从泵壳体中提升出来，其中泵的提升关闭次级隔离阀构件，产生了泵壳体与存储容器的冗余密封机构。一旦泵离开泵壳体，密封法兰可以用于密封壳体，以最小化热量泄漏和杂质进入，或者可以立即放置替换泵。

图1为根据本公开的一个实施方案的流体输送系统的示意图。

参照图1，流体输送系统100包括：液下泵10，其可以插入存储容器4中；和动力驱动器20，其可以是电力驱动电机、液压驱动电机或气动驱动电机以驱动泵10。存储容器4包括外壁41、内壁42 和外壁和内壁之间的真空空间43，以及用于接收液下泵10的泵壳体，其中泵壳体可以通过开口插入存储容器4中(并通过焊接和/或螺栓和/或其他连接方式附接至存储容器上)或构造成存储容器4的组成部分。液下泵10容纳在泵壳体内，泵壳体包括具有插座内壁12和插座外壁11的双壁真空结构，并且液下泵10基本上置于存储容器4 的底部的流体40(例如低温流体)内，以最小化泵吸入的任何死区体积。隔离机构30朝向液下泵的底部设置，其中隔离机构30与泵壳体的插座壁一起提供受控的流体隔离，该流体隔离可以将存储容器4中的流体40与液下泵10的泵吸入口分离。可以设置延伸凸缘 23，其将泵壳体的内部空间分成冷端空间16和暖端空间15。液下泵 10的高压排放管线(未示出)通过泵-插座法兰22引出至最终用户，泵-插座法兰22将液下泵10密封在泵壳体和存储容器4中。泵-插座法兰22可以包括O形环，橡胶和/或金属和/或碳化物和/或复合密封件或垫圈，以确保泵10在泵壳体中的密封。

图2为根据本公开的一些实施方案的流体输送系统的子系统的示意图。

参照图2，流体输送系统100包括第一致动器组件50和第二致动器组件60，其示出为气动致动器，该致动器操纵可以通过空气和/ 或液压和/或弹簧进行操作的隔离机构30。连接至冷端空间16的冷空间排气管线17和连接至暖端空间15的暖空间排气管线18在存储容器中的液面上方连接在一起，并连接至压力释放装置9、手动或自动操作的阀门8和压力平衡管线19，在正常操作(例如泵送操作) 期间返回到存储容器4的蒸汽空间中，例如在液面上方。冷空间排气管线17和暖空间排气管线18设置为能够部分地平衡冷端空间16、暖端空间15和存储容器4中的压力。冷空间排气管线17和暖空间排气管线18还设置为防止蒸汽聚集在冷端空间16的顶部，其中如果蒸汽聚集在冷端空间16的顶部，由于运动活塞与泵的气缸之间的摩擦发热，或由于在泵送操作期间的密封泄漏，液下泵10的操作可能收到抑制，例如泵的气蚀。

图3为可以根据本公开的一些实施方案可以使用的隔离机构的示意图。

参照图3，隔离机构30包括至少一个主级阀构件31、至少一个次级阀构件32、保持件(retainer)34和安装装置33，安装装置33可以是螺栓、螺钉、焊接和/或其他将隔离机构固定至保持件34的安装装置。保持件34通过焊接、模制或螺栓附接至插座内壁12，或者可以沿着泵壳体的开口端设置成边缘(lip)或凸缘(ledge)。主级阀构件31包括通过连杆、支架、销钉、管等连接到主级阀构件的主级接触件36，其中主级接触件36配置为致动主级阀构件31，而次阀构件32包括通过连杆、支架、销钉、管等连接到次级阀构件的次级接触件37，其中次级接触件37配置为致动次级阀构件32。主级接触件36和次级接触件37都被配置为朝向闭合位置偏置，其中弹簧 36a、37a设置为在弹簧的松弛状态向上按压接触件36、37，以使各自的阀构件抵靠隔离机构30的邻接表面处于密封关闭位置。密封件 39也可以沿阀构件设置，以确保在阀构件的关闭位置的流体密封。此外，阀内部空间35设置在主级阀构件31和次级阀构件32之间。

图4为根据本公开的一些实施方案的致动器系统和致动器的示意图。

参照图4，第一致动器组件50包括第一气动活塞52、第一致动器管53，第一致动器管53在泵冷端空间16中、泵壳体底部靠近主级接触件36处具有第一开口51，其中第一致动器管53与主级接触件36接触。第一气动活塞52例如通过弹簧偏置，使得除非在第一气动活塞52上提供气动压力，否则第一致动器管53在主阀构件31 的主级接触件36上不施加力。该设计为隔离机构30的主级阀构件提供了故障关闭布置。

第二致动器组件60包括类似地偏置以提供故障关闭位置的第二气动活塞62，以及与主级接触件36接触的第二致动器管63。第二致动器管63在暖端空间15中靠近泵-插座法兰22处具有第二开口 61。第一致动器管53和第二致动器管63通过各自的气动活塞组件打开，以允许气体或液体通过适当的隔离阀排出，该隔离阀为诸如用于排气和/或吹扫的隔离阀55、56、66，和/或压力指示器。

应当理解的是，气动活塞也可以是电动或手动操作的阀门，以施加偏压力来压缩各自气动活塞中的弹簧。然而，重要的特征之一是，该组件应偏置在故障关闭位置，以确保隔离机构的安全性。

图5为根据本公开的一些实施方案的示出隔离机构的操作的示意图，其中主级阀构件和次级阀构件在正常操作模式期间处于完全打开位置。

如图5所示，延伸凸缘23包括密封环38和密封环保持件38a，以将泵延伸凸缘23固定至泵壳体，并提供密封以将冷端空间16中的液体与暖端空间15中的气体空间分隔开(如图1所示)。密封环 38为可移除的，以提供用于一旦拆除安装装置33，拆除隔离机构30 的间隙，并且密封环38可固定至泵10或密封环保持件38a。密封环保持件38a可以设置为边缘或突出，通过焊接，螺栓连接或以其他方式固定至泵壳体，以为密封环38提供底座。这是关键的布置，以允许通过泵壳体而不切开存储容器为隔离机构30进行维修，并且允许致动器管53、63的致动以及保持冷端空间16和暖端空间15之间的分离。可以提供允许维修通道的替代装置，例如，可以通过将密封环38与延伸凸缘23组合成一个、更大的构件。

在正常操作模式(例如泵送模式)的一个实施方案中，隔离机构 30的主级阀构件31通过提供致动力而强制打开，该致动力例如来自于活塞、来自于与主级接触件36接触的致动器管53、63。隔离阀 30的次级阀构件32通过次级接触件37上的泵10的重力而强制打开，该重力将次级阀构件32按压在打开位置。这为流体40从存储容器至泵壳内的泵吸入口提供了开放通道。然而，还应当理解的是，次级阀构件32可以以各种其他方式而强制打开，例如另一组致动器组件、螺线管组件、主级阀构件的配置等。

图6为示出根据本公开的一些实施方案处于关闭位置的隔离机构的主级阀构件的示意图，该关闭位置可以为液下泵的隔离作准备。

如图6所示，当需要将液下泵与流体和/或存储容器隔离时，隔离机构30的主级阀构件31通过移除作用于主级接触件36上的力来关闭。因此，致动器管53、63例如由于气动活塞中的弹簧而向上移动远离主级接触件36。这个动作通过移除各个气动活塞52、62中的气动压力来启动。由于泵壳现在从存储容器关闭，因此可以将冷端空间16中的任何剩余液体泵出，但是不能在泵吸入口将额外的流体引入冷端。

图7为根据本公开的一些实施方案的减压过程的示意图。

如图7所示，在冷端空间16中的剩余液体基本上泵出之后，允许液下泵空转，其中任何残余流体在减压过程中允许蒸发。此时阀8 关闭，使得来自暖端空间15的蒸汽能够通过暖空间排气管线18、通过冷空间排气管线17移动至冷端空间16。然后，该蒸汽与来自冷端空间16中的任何残余液体的蒸汽一起，穿过致动器管53上的开口 51，并排放到安全位置，或通过排气阀56回收。允许该减压过程持续直到残余液体基本蒸发，且压力稳定或平衡。

图8a和8b为根据本公开的一些实施方案的吹扫过程的示意图。对于存储易燃物质的系统，可以使用吹扫过程，在吹扫过程中，在泵拆除之前，引入吹扫气体以置换泵壳体中的可燃物质。

吹扫过程如图8a和8b所示。如图8b所示，将例如氮气、氦气、二氧化碳或空气的吹扫气体，经由阀门55供应至致动器组件50。图 8a示出了吹扫气体流过致动器管53，并通过开口51进入冷端空间 16中。然后吹扫气体经过冷空间排气管线17，并通过暖空间排气管线18进入暖端空间15中。从暖端空间15，吹扫气体流过致动器管 63上的开口61，并经由排气阀66流出致动器组件60。通过压力监测装置64(例如压力计或压力传感器)密切监测吹扫压力，以确保没有过压引起主级阀构件31强制打开，例如，吹扫气体压力大于弹簧力的情况。也可以监测吹扫气体出口的成分，以确保在结束吹扫过程之前达到所需的水平。

图9为示出根据本公开的一些实施方案的泵拆除过程的示意图。

参照图9，随着泵壳体内空间的密封、吹扫和减压，可以将液下泵10拆除以进行维修或替换。当液下泵10提升时，次级接触件37 上的力(例如重力)被移除，引起次级阀构件32关闭。关闭次级阀构件32提供了冗余密封装置以进一步隔离泵壳体和存储容器中的流体。

图10为示出根据本公开的一些实施方案在拆除液下泵之后，可以安装具有吹扫和排气装置的密封法兰的示意图。

参照图10，液下泵10完全从泵壳体中拆除，并且隔离机构的阀门构件31、32都处于关闭位置。可以安装替换泵，或者视情况，如图10所示，可以放置具有吹扫和排气装置的密封法兰200，以密封泵壳体空间，密封法兰200包括管道和阀门以经由排气装置200引入吹扫气体和排气。当使用密封法兰时，可以通过将吹扫气体引入吹扫管线并通过排气阀进行排气，来维持连续的吹扫，以防止任何水分或其他杂质进入插座空间。如果提供连续的吹扫，通过压力计或压力传感器密切监测吹扫压力，以确保没有过压引起主级阀构件 31或次级阀构件32强制打开，例如，吹扫气体压力大于各自的弹簧力的情况。

图11至图13示出了本发明隔离机构的另一实施方案的操作，其中主级阀构件和次级阀构件以与图5至图8b所示的隔离阀不同的方式而操作。由于隔离阀的该实施方案的结构与图5至图8b中所示的隔离阀相似，因此相似的特征不再重复，下面仅详细描述结构上的差异。

图11为根据本公开的一些实施方案的示出隔离机构的操作的示意图，其中主级阀构件31和次级阀构件32处于完全关闭位置。多个小弹簧36A推动主级阀构件31关闭，而位于次级阀构件32底部的单个大弹簧32A将次阀构件32保持在关闭位置。横杆弹簧保持件 32B用于将大弹簧32A保持在适当位置，同时配置成在正常操作中时允许流体的通过。多个密封件39确保用于隔离的流体密封操作。在该关闭位置，致动器管53、63不接触主级阀构件31的主级接触件36，并且泵不与隔离阀组件的任何部分接触，使得弹簧36A和32A 强制关闭主级阀构件31和次级阀构件32。

图12示出了正常操作模式(例如泵送模式)前的操作，其中隔离机构30的主级阀构件31通过提供致动力而强制打开，该致动力来自于活塞、来自于与主级接触件36接触的致动器管53、63。来自致动器管53、63的接触克服弹簧36A，并将主级阀构件向下推到打开位置。导销31A是主级阀构件31的部件，并配置为沿着次级阀构件32中的槽滑动。

如图13所示，当导销31A到达次级阀构件32的槽的顶端时，隔离阀30的次级阀构件32强制打开，使得当主级阀构件31例如通过致动器管53、63的进一步致动而进一步向下移动时，主级阀构件 31现在向下推动次级阀构件32抵靠次级阀构件32底部的大弹簧 32A。当致动器53、63完全利用时，主级阀构件31和次级阀构件32都完全打开。

因此，应当理解的是，在本公开的该实施方案中，隔离机构30 仅由致动器53、63通过一个动作以在主级接触件36上施加力来致动。当主级阀构件31打开时，次级阀构件32自动打开。这样的布置也提供了故障安全设计，因为如果例如由于致动器的致动而失去气动压力，致动器将自动收缩，且弹簧将强制关闭主级阀构件和次级阀构件，通过冗余提供额外的安全。

在本公开的一些实施方案中，存储容器中的流体为任何的易燃燃料。

在本公开的一些其他实施方案中，存储容器中的流体为任何的液化气体。

在本公开的一些其他实施方案中，存储容器中的流体为非石油燃料。

在本公开的一些其他实施方案中，存储容器中的流体为液氢。在本公开的一些其他实施方案中，存储容器中的流体为液化天然气。

在本公开的其他实施方案中，提供了一种泵拆除工序的方法，该方法包括用于将泵壳体与存储容器安全隔离的冗余隔离机构。

图14为根据本公开的一些实施方案的泵拆除方法的流程图。在本公开的一些实施方案中，当要从泵壳中拆除泵10时，泵的拆除方法步骤如下：

步骤101(S101)：关闭致动器管53、63上的隔离阀55、56、66，并关闭压力平衡管线19上的阀门8。

步骤102(S102)：关闭主级阀构件31，泵可以通过泵送继续运转。

气动活塞52、62偏置，例如，不提供气压或液压，使得弹簧以使得没有力施加在主级接触件36的方式偏置致动器管53、63，因此，隔离机构30的主级阀构件31和/或次级阀构件32例如通过弹簧而致动在故障关闭位置，切断来自存储容器的流体供应。泵可以继续泵送以使泵壳体中的流体被泵出。

步骤103(S103)：打开致动器管53上的排气阀56，允许来自暖空间的气体和冷空间中的蒸发液体通过阀门56排出至安全位置，直到冷空间中的任何残余液体基本上被排除。

步骤104(S104)：关闭致动器管53上的排气阀56，并打开致动器管63上的排气阀66。打开致动器管53上的阀门55，并将吹扫气体引入致动器管53内。

在本公开的一些实施方案中，吹扫气体流过致动器管53并通过开口51流出至冷端空间16中。然后吹扫气体通过冷空间排气管线 17，并通过暖空间排气管线18进入至暖端空间15中。

在本公开的一些实施方案中，当将吹扫气体引至暖端空间15时，关闭致动器管53上的排气阀56，并打开致动器管63上的排气阀66。吹扫气体流过致动器管63上的开口61并经过致动器组件60流出。

在本公开的一些实施方案中，在致动器部件60上安装压力监测装置64，例如压力传感器或压力计，以确保没有吹扫气体引起的过压引起主级阀构件31强制打开。

步骤105(S105)：拆除泵10，并且次级阀构件32自动关闭。

在本公开的一些实施方案中，当吹扫后的气体的组成达到所需水平时，拆除泵10，使得次级接触件37上的力被移除，引起次级阀构件32关闭。

步骤106(S106)：安装具有吹扫和排气装置的密封法兰200以将泵壳体与存储容器中的流体隔离。

在本公开的其他实施方案中，当拆除泵10时，安装替换泵。

图15为根据本公开的一些实施方案的泵安装工序的流程图。

当要安装泵时，泵安装工序的步骤如下：

步骤201(S201)：拆除具有吹扫和排气装置的密封法兰200。

步骤202(S202)：将泵降低至打开隔离机构30的次级阀构件 32的位置。

步骤203(S203)：通过致动器管53经由打开阀门55立即引入吹扫气体，并且打开致动器管63上的排气阀66。当泵固定后,关闭吹扫阀55、排气阀56和66，以停止吹扫和排气。

步骤204(S204)：缓慢打开阀门8，允许少量的流量进入泵壳体，以平衡泵壳体与存储容器之间的压力，并操作排气阀66来控制插座压力。

在允许泵的下端由于与插座内壁12的热传递而冷却之后，隔离机构30的主级阀构件31打开，并且将存储容器中的流体引入泵冷端空间16中。

步骤205(S205)：关闭排气阀66，启动泵10，并恢复正常的泵送操作。

应注意的是，虽然图3、图5至图9示出了在冷端空间16中具有单壁的泵壳体，但是图1、2和10示出了延伸至隔离机构30的双壁真空结构。这些是构造泵壳体和隔离机构的替代装置。此外，本文公开的致动装置为气动的，但也考虑手动的、电动的或液压致动器。

在隔离机构30的关闭位置，阀内空间35可能具有残余流体，该残余流体在加热时可能膨胀。在本公开的一些实施方案中，设置吹扫装置以减轻这些压力。在本公开的一些其他实施方案中，如果压力足够大，则压力将强制打开主级阀构件31，以释放到存储容器中。然而，设置次级阀构件32以保护泵壳体的密封，以用于与存储容器的隔离。

本公开的一些实施方案提供存储计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质，其中，当该计算机程序通过计算机执行时，实施步骤101-106。

本公开的一些实施方案提供存储在非瞬时性计算机可读介质中的计算机程序产品，其中，该计算机程序产品包括计算机程序，其中当该计算机程序通过计算机执行时，实施步骤101-106。

本公开的一些实施方案提供存储计算机程序的计算机可读存储介质，其中，当该计算机程序通过计算机执行时，实施步骤201-205。

应理解的是，以上实施方案仅是示例性实施方案，用于说明本公开的原则的目的，但本公开不限于此。对本领域技术人员显而易见的是，在不背离本公开的精神和实质的前提下，可以在其中进行各种改变和修改，这些改变和修改也被认为在本公开的范围内。本文所述的主题能够具有其他实施方案并且能够以各种方式实践或执行。而且，应该理解的是，本文使用的措辞和术语是为了描述的目的，不应该被认为是限制性的。本文中“包括(including)”，“包括(comprising)”或“具有”及其变体的使用旨在涵盖其后列出的项目及其等同物以及附加项目。

应理解的是，以上描述旨在是说明性的而非限制性的。例如，上述实施方案(和/或其方面)可以彼此组合使用。此外，在不背离当前所述主体的范围的情况下，可以进行许多修改以使特定情况或材料适应于当前所述的主题的教导。虽然本文描述的尺寸和材料类型旨在限定所公开的主题的参数，但它们决不是限制性的，而是示例性实施方案。在阅读以上说明书后，许多其他实施方案对于本领域普通技术人员将是显而易见的。因此，本发明主题的范围应该参考所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定。在所附权利要求中，术语“包括(including)”和“其中(in which)”分别用作术语“包括(comprising)”和“其中(wherein)”的通俗英语的等同物。此外，在以下权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，并不旨在对其对象施加数字要求。此外，下列权利要求的限制并不是用手段加功能的格式编写的，也不旨在基于《美国法典》第35条第112(f)款来解释，除非这些权利要求限制明确使用短语“用于(means for)”，后面为功能说明，没有进一步结构。

该书面描述使用实施例来公开本发明主题的若干实施方案，并且还使本领域普通技术人员能够实践本发明主题的实施方案，包括制造和使用任何设备或系统和执行任何组合的方法。本发明主题可授权专利的范围是由权利要求限定，并且可以包括本领域普通技术人员想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有与权利要求的字面语言没有区别的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差别的等效结构元件，则这些其他实施例旨在在权利要求的范围内。

本发明可提供包括上述实施方案中的任意一个的实施方案，其中其一个或多个组件、功能或结构与上述不同实施方案的一个或多个组件、功能或结构互换、替换或增强。

Claims (20)

1.一种流体输送系统，其包括：

存储容器，其用于存储流体；

泵壳体，其设置在所述存储容器中；

泵，其可插入至所述泵壳体中；和

隔离机构，其包括：

主级阀构件，其设置在所述泵壳体的靠近所述流体中所述存储容器的底部的一端，所述主级阀构件配置为偏置在故障关闭位置，并配置为将所述泵壳体中的所述泵与所述存储容器隔离开；

次级阀构件，其设置在所述泵壳体的一端，所述次级阀构件配置为偏置在故障关闭位置，并配置为提供所述泵壳体中的所述泵与所述存储容器的第二和冗余隔离。

2.根据权利要求1所述的流体输送系统，其中，所述主级阀构件配置为在所述存储容器的外部为可致动的，并且其中所述主级阀构件包括致动器，所述致动器配置为提供排气和吹扫的中空管、以用于所述泵壳体中的任何残余液体或蒸汽的减压和清除。

3.根据权利要求2所述的流体输送系统，其中，所述泵包括延伸凸缘，其配置为将所述泵壳体的内部空间分成冷端空间和暖端空间。

4.根据权利要求3所述的流体输送系统，其中，所述主级阀构件包括至少一个第一弹簧和至少一个第一接触件，并且其中所述次级阀构件包括至少一个第二弹簧和至少一个第二接触件，其中所述至少一个第一弹簧和至少一个第一接触件以及所述至少一个第二弹簧和至少一个第二接触件配置为将所述各自的主级阀构件和次级阀构件偏置在所述故障关闭位置。

5.根据权利要求4所述的流体输送系统，其中，所述隔离机构的所述主级阀构件包括至少一个第一气动活塞；其中所述致动器包括至少一个第一致动器，所述第一致动器为连接至所述至少一个第一接触件的中空管、并包括所述冷端空间中的开口；其中所述至少一个第一气动活塞配置为当存在气动压力时，偏置所述至少一个第一致动器以接触所述至少一个第一接触件。

6.根据权利要求5所述的流体输送系统，其中，所述主级阀构件还包括至少一个第二气动活塞；其中所述致动器包括至少一个第二致动器，所述第二致动器为连接至所述至少一个第二接触件的中空管、并包括所述暖端空间中的开口；其中所述至少一个第二气动活塞配置为当存在气动压力时，偏置所述至少一个第二致动器以接触所述第二接触件。

7.根据权利要求3所述的流体输送系统，还包括连接至所述暖端空间的暖空间排气管线、和连接至所述冷端空间的冷空间排气管线，所述暖空间排气管线和所述冷空间排气管线在所述存储容器中的所述流体的液面上方连接在一起形成连接排气管线，其中所述连接排气管线连接至压力释放装置和压力平衡管线，该压力平衡管线配置为流入所述存储容器的蒸汽空间中。

8.根据权利要求1所述的流体输送系统，其中，所述隔离机构还包括保持件和安装部件，所述保持件配置为将所述隔离机构保持在所述泵壳体内，并且所述安装部件配置为将所述隔离机构安装至所述保持件。

9.根据权利要求3所述的流体输送系统，还包括密封环和密封环保持件，其配置为将所述延伸凸缘固定在所述泵壳体上，并且在所述泵壳体中将所述冷端空间中的所述流体与所述暖端空间分离。

10.根据权利要求1所述的流体输送系统，其中，所述液体为易燃燃料、液化气体、非石油燃料、液氢、液化天然气中的至少一种。

11.根据权利要求1所述的流体输送系统，其中，所述次级阀构件在所述泵位于所述隔离机构上时自动致动。

12.根据权利要求1所述的流体输送系统，其中，所述次级阀构件在所述主级阀构件偏置在所述故障关闭位置时自动致动至所述故障关闭位置。

13.一种用于在流体中的泵的隔离机构，其包括：

主级阀构件，其设置在泵壳体的一端，所述主级阀构件配置为偏置在故障关闭位置，并配置为将所述泵壳体中的所述泵与存储容器隔离开；

次级阀构件，其设置在所述泵壳体的一端，所述次级阀构件配置为偏置在故障关闭位置，并配置为提供所述泵壳体中的所述泵与所述存储容器的第二和冗余隔离；

其中所述主级阀构件配置为在所述存储容器的外部为可致动的，

其中所述次级阀构件自动致动；

其中所述主级阀构件包括致动器，所述致动器是配置为提供排气和吹扫的中空管、以用于所述泵壳体中的任何残余液体或蒸汽的减压和清除。

14.根据权利要求13所述的隔离机构，其中所述主级阀构件包括至少一个第一弹簧和至少一个第一接触件，并且其中所述次级阀构件包括至少一个第二弹簧和至少一个第二接触件，其中所述至少一个第一弹簧和至少一个第一接触件以及所述至少一个第二弹簧和至少一个第二接触件配置为将所述各自的主级阀构件和次级阀构件偏置在所述故障关闭位置。

15.根据权利要求14所述的隔离机构，其中所述隔离机构的所述主级阀构件包括至少一个第一气动活塞；其中所述致动器包括至少一个第一致动器，所述第一致动器为连接至所述至少一个第一接触件的中空管、并包括开口；其中所述至少一个第一气动活塞配置为当存在气动压力时，偏置所述至少一个第一致动器以接触所述至少一个第一接触件。

16.根据权利要求15所述的隔离机构，其中所述主级阀构件还包括至少一个第二气动活塞；其中所述致动器包括至少一个第二致动器，所述第二致动器为连接至所述至少一个第二接触件的中空管、并包括开口；其中所述至少一个第二气动活塞配置为当存在气动压力时，偏置所述至少一个第二致动器以接触所述第二接触件。

17.一种用于从存储容器拆除和/或安装泵的方法，其包括以下步骤：

通过将致动器致动来关闭设置在所述存储容器中的泵壳体的一端的主级阀构件，其中所述主级阀构件配置为偏置在故障关闭位置，其中所述主级阀构件的关闭将所述泵壳体中的所述泵与所述存储容器隔离开；

拆除所述泵，其中设置在所述泵壳体的一端的次级阀构件自动关闭，其中所述次级阀构件配置为偏置在故障关闭位置，并配置为提供所述泵壳体中的所述泵的第二和冗余隔离。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述致动器的致动包括从气动活塞移除气动压力，所述气动压力提供了连接至所述主级阀构件的至少一个致动器上的力。

19.根据权利要求17所述的方法，还包括通过经由所述至少一个致动器提供吹扫气体来吹扫所述泵壳体，其中所述至少一个致动器是包括开口的中空管，且所述中空管监测所述吹扫气体的压力以确保没有引起所述主级阀构件强制处于打开位置的过压。

20.根据权利要求17所述的方法，还包括通过致动所述致动器来安装所述泵并打开所述主级阀构件，使得所述存储容器中的流体被引入至所述泵壳体，其中所述次级阀构件自动打开。

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