CN115628337A - 一种用于低温流体的主动分离双向密封紧急脱离装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于低温流体的主动分离双向密封紧急脱离装置，该装置包括：上阀体；下阀体；抱箍组件，所述抱箍组件上设置有破冰齿，所述上阀体与所述下阀体通过所述抱箍组件抱紧连接；曲柄连杆机构，与所述抱箍组件连接，以控制所述抱箍组件在锁定状态和解锁状态之间切换；在所述锁定状态，所述抱箍组件抱紧所述上阀体和所述下阀体，所述上阀体与所述下阀体固定连接，使得所述上阀体和所述下阀体处于导通状态；在所述解锁状态，所述抱箍组件松开所述上阀体和所述下阀体，所述上阀体与所述下阀体分离，使得所述上阀体和所述下阀体处于密闭状态。本发明中，通过在抱箍组件上设置破冰齿，在外部结冰情况，也可使上阀体和下阀体顺利分离。

Description

一种用于低温流体的主动分离双向密封紧急脱离装置

技术领域

本发明涉及紧急脱离装置技术领域，进一步地涉及一种用于低温流体的主动分离双向密封紧急脱离装置。

背景技术

当低温流体在船与船或船与岸之间驳运时，船会受到风浪潮汐影响，位置将不断变动，若船与船间或船与岸之间的距离过大，将会破坏输送软管或装卸臂等设备，导致低温流体泄漏，低温流体暴露在大气环境下将迅速气化，部分流体如LNG易燃易爆炸，将产生巨大安全隐患，因此需在危险发生前提前分离两船之间连接的输液设备。当船上发生火灾等紧急情况，也需要立刻停止低温流体的装卸输送，且断开两船间或船与岸间的连接。目前对低温流体用主动分离的紧急脱离装置的内容较少，大多适用于常温工质或者岸基输送介质工况，难以应对低温工质输送时尤其是海上结冰的情况。

因此，有必要设计一种用于低温流体的主动分离双向密封紧急脱离装置来解决上述问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种用于低温流体的主动分离双向密封紧急脱离装置，通过在抱箍组件上设置破冰齿，在外部结冰情况，也可使上阀体和下阀体顺利分离。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于低温流体的主动分离双向密封紧急脱离装置，包括：

上阀体，所述上阀体内设置有第一阀芯组件；

下阀体，所述下阀体内设置有第二阀芯组件；

抱箍组件，所述抱箍组件上设置有破冰齿，所述上阀体与所述下阀体通过所述抱箍组件抱紧连接；

曲柄连杆机构，所述曲柄连杆机构与所述抱箍组件连接，以控制所述抱箍组件在锁定状态和解锁状态之间切换；

在所述锁定状态，所述抱箍组件抱紧所述上阀体和所述下阀体，所述上阀体与所述下阀体固定连接，使得所述上阀体和所述下阀体处于导通状态；

在所述解锁状态，所述抱箍组件松开所述上阀体和所述下阀体，所述上阀体与所述下阀体分离，使得所述上阀体和所述下阀体处于密闭状态。

在一些实施方式中，所述抱箍组件包括转动齿轮、抱箍支架和两个抱箍，所述破冰齿设置于所述抱箍，并沿所述抱箍的外侧周向方向延伸预设长度，两个所述抱箍的一端分别与所述抱箍支架铰接，所述转动齿轮安装于所述曲柄连杆机构上，并与所述破冰齿的远离所述抱箍支架的一端适配啮合。

在一些实施方式中，所述曲柄连杆机构包括预紧螺栓、预紧缸、连杆、方形接头、曲柄和安全销，所述连杆插设于所述预紧缸内并伸出预设长度，所述预紧螺栓与所述连杆的端部适配连接；所述转动齿轮设置于所述连杆上，并位于所述预紧缸远离所述预紧螺栓的一端；所述方形接头与所述连杆远离所述预紧螺栓的一端连接，所述方形接头的另一端与所述曲柄的一端可拆卸连接，所述曲柄靠近所述方形接头的一端与所述抱箍组件连接；所述曲柄上设置有安全销，所述安全销与所述抱箍连接。

在一些实施方式中，所述预紧缸内设置有预紧弹簧和压板，用于所述抱箍在抱紧时起到预紧作用；

和/或,所述预紧缸上开有可视槽，所述可视槽用于在锁紧所述预紧螺栓时能够确认所述预紧缸内的弹簧压缩量以保证装置抱紧时的抱紧力；

和/或，所述连杆上设置有标记线，所述标记线用于确认所述预紧螺栓的预紧是否到位。

在一些实施方式中，还包括：

驱动组件，所述驱动组件包括驱动机构和推杆，所述驱动机构固定于所述抱箍的外侧，所述驱动机构的驱动端与所述推杆固定连接，所述推杆远离所述驱动机构的一端与所述曲柄远离所述方形接头的一端连接；

所述驱动机构驱动所述推杆伸长使所述安全销断裂，所述推杆继续伸长直至所述曲柄与所述方形接头脱离连接，两个所述抱箍分别向两侧展开，使得所述上阀体与所述下阀体分离。

在一些实施方式中，所述上阀体与所述下阀体之间设置有第一密封圈和第二密封圈，使得所述上阀体与所述下阀体通过抱箍抱紧连接。

在一些实施方式中，所述上阀体包括第一上半阀和第二上半阀，所述第一上半阀和所述第二上半阀之间设置有第三密封圈和第四密封圈，使得所述第一上半阀和所述第二上半阀经若干个第一螺栓密封连接；

和/或，所述下阀体包括第一下半阀和第二下半阀，所述第一下半阀和所述第二下半阀之间设置有第三密封圈和第四密封圈，使得所述第一下半阀和所述第二下半阀经若干个第一螺栓密封连接。

在一些实施方式中，所述第一阀芯组件包括第一阀芯、第一阀杆和第一弹簧，所述第一阀芯通过所述第一阀杆与所述上阀体的第一定位叉连接，所述第一阀芯设置有第五密封圈和第六密封圈，所述第五密封圈经第二螺栓固定于所述第一阀芯，所述第六密封圈经第三螺栓固定于所述第一阀芯；

和/或，所述第二阀芯组件包括第二阀芯、第二阀杆和第二弹簧，所述第二阀芯通过所述第二阀杆与所述下阀体的第二定位叉连接，所述第二阀芯设置有第七密封圈和第八密封圈，所述第七密封圈经第四螺栓固定于所述第二阀芯，所述第八密封圈经第四螺栓固定于所述第二阀芯。

在一些实施方式中，所述上阀体与所述下阀体对称设置；

和/或，所述第一阀芯组件与所述第二阀芯组件对称设置。

在一些实施方式中，所述抱箍抱紧所述上阀体和所述下阀体的截面均为楔形；

和/或，所述第一阀芯沿周向设置有第一倒角，所述第一倒角用于减小流体输送过程中的流动阻力；

和/或，所述第二阀芯沿周向设置有第二倒角，所述第二倒角用于减小流体输送过程中的流动阻力。

与现有技术相比，本发明所提供的用于低温流体的主动分离双向密封紧急脱离装置具有以下有益效果：

1、本发明所提供的用于低温流体的主动分离双向密封紧急脱离装置，其在抱箍组件上设置破冰齿，可应对低温流体输送时装置表面结冰情况，尤其是海况条件中，保证紧急脱离装置在紧急情况下顺利分离；

2、本发明所提供的用于低温流体的主动分离双向密封紧急脱离装置，设置有多道密封圈，保证低温流体输送时紧急脱离装置两半阀体在未连接时及连接件在分离时无泄漏情况发生；

3、本发明所提供的用于低温流体的主动分离双向密封紧急脱离装置，通过设置安全销，具备防误触功能，以提高装置的安全性与可靠性；通过在阀芯上设置样条线倒角，大大减小流道流阻。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本发明的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明的优选实施例用于低温流体的主动分离双向密封紧急脱离装置的结构示意图；

图2是本发明的优选实施例用于低温流体的主动分离双向密封紧急脱离装置的左视图；

图3是本发明的优选实施例用于低温流体的主动分离双向密封紧急脱离装置的剖视图。

附图标号说明：

上阀体1，第一上半阀11，第二上半阀12，第一螺栓13，定位叉14，第三密封圈15，安全螺栓16，第四密封圈17，下阀体2，第一下半阀21，第二下半阀22，第一密封圈23，第二密封圈24，阀芯组件3，阀芯31，阀杆32，弹簧33，第五密封圈34，第六密封圈35，第二螺栓36，第三螺栓37，抱箍组件4，转动齿轮41，破冰齿42，抱箍43，抱箍支架44，驱动组件5，驱动机构51，推杆52，曲柄连杆机构6，预紧螺栓61，预紧缸62，连杆63，方形接头64，曲柄65，安全销66。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在一个实施例中，参考说明书附图1至图3，本发明所提供的一种用于低温流体的主动分离双向密封紧急脱离装置，包括：上阀体1、下阀体2、抱箍组件4和曲柄连杆机构6。上阀体1内设置有第一阀芯组件，下阀体2内设置有第二阀芯组件，抱箍组件4上设置有破冰齿42，上阀体1与下阀体2通过抱箍组件4抱紧连接。曲柄连杆机构6与抱箍组件4连接，以控制抱箍组件4在锁定状态和解锁状态之间切换；在锁定状态，抱箍组件4抱紧上阀体1和下阀体2，上阀体1与下阀体2固定连接，使得上阀体1和下阀体2处于导通状态；在解锁状态，抱箍组件4松开上阀体1和下阀体2，上阀体1与下阀体2分离，使得上阀体1和下阀体2处于密闭状态。

本实施例中，用于低温流体的主动分离双向密封紧急脱离装置，其在抱箍组件4上设置破冰齿42，可应对低温流体输送时装置表面结冰情况，尤其是海况条件中，保证紧急脱离装置在紧急情况下顺利分离。

在一个实施例中，参考说明书附图1至图3，抱箍组件4包括转动齿轮41、抱箍支架44和两个抱箍43，抱箍43为类半圆形结构，破冰齿42设置于抱箍43上，并沿抱箍43的外侧周向方向延伸预设长度。两个抱箍43的一端分别与抱箍支架44铰接，转动齿轮41安装于曲柄连杆机构6上，并与破冰齿42远离抱箍支架44的一端适配啮合。

曲柄连杆机构6包括预紧螺栓61、预紧缸62、连杆63、方形接头64、曲柄65和安全销66，连杆63插设于预紧缸62内并伸出预设长度，预紧螺栓61与连杆63的端部适配连接。转动齿轮41设置于连杆63上，并位于预紧缸62远离预紧螺栓61的一端。方形接头64与连杆63远离预紧螺栓61的一端连接，方形接头64的另一端与曲柄65的一端可拆卸连接，曲柄65靠近方形接头64的一端与抱箍组件4连接。曲柄65上设置有安全销66，安全销66与抱箍43可拆卸连接。安全销66在脱离测试时可取出避免剪断，在正常工作时装入防止误触导致脱开的情况发生。

进一步地，用于低温流体的主动分离双向密封紧急脱离装置还包括：驱动组件5，驱动组件5包括驱动机构51和推杆52。驱动机构51固定于抱箍43的外侧，驱动机构51的驱动端与推杆52固定连接，推杆52远离驱动机构51的一端与曲柄65远离方形接头64的一端连接。驱动机构51驱动推杆52伸长使安全销66断裂，推杆52继续伸长直至曲柄65与方形接头64脱离连接时，两个抱箍43分别向两侧展开，使得上阀体1与下阀体2分离。其中，驱动机构51可以是气缸、液压缸或电机等。例如：驱动机构51为气缸时，气缸上具有排气孔与充气孔，用于气缸内介质置换与活塞复位。通过设置驱动组件5助推曲柄连杆机构6，能够实现在上阀体1与下阀体2脱离前先进行破冰动作。

优选地，预紧缸62内设置有预紧弹簧和压板，用于抱箍43在抱紧时起到预紧作用；

和/或，预紧缸62上开有可视槽，可视槽用于在锁紧预紧螺栓61时能够确认预紧缸62内的弹簧压缩量以保证装置抱紧时的抱紧力；

和/或，连杆63上设置有标记线，标记线用于确认预紧螺栓61的预紧是否到位。

在一个实施例中，参考说明书附图1至图3，上阀体1与下阀体2之间设置有第一密封圈23和第二密封圈24，使得上阀体1与下阀体2通过抱箍抱紧连接。其中，上阀体1包括第一上半阀11和第二上半阀12，第一上半阀11和第二上半阀12之间设置有第三密封圈15和第四密封圈17，使得第一上半阀11和第二上半阀12经若干个第一螺栓13密封连接。下阀体2包括第一下半阀21和第二下半阀22，第一下半阀21和第二下半阀22之间设置有第九密封圈和第十密封圈，使得第一下半阀21和第二下半阀22经若干个螺栓密封连接。第一阀芯组件包括第一阀芯、第一阀杆和第一弹簧，第一阀芯通过第一阀杆与上阀体的第一定位叉连接，第一阀芯设置有第五密封圈34和第六密封圈35，第五密封圈34经第二螺栓36固定于第一阀芯，第六密封圈35经第三螺栓37固定于第一阀芯。第二阀芯组件包括第二阀芯、第二阀杆和第二弹簧，第二阀芯通过第二阀杆与下阀体的第二定位叉连接，第二阀芯设置有第七密封圈和第八密封圈，第七密封圈经第四螺栓固定于第二阀芯，第八密封圈经第五螺栓固定于第二阀芯。上阀体1与下阀体2均采用可拆分结构，便于对装置的维护与密封圈的更换；上阀体1与下阀体2采用316L耐低温不锈钢材料，耐低温，强度高，结构可靠，结构设计中取符合标准的安全余量，保证结构可靠性。上阀体1与下阀体2间止口定位配合，并设置有两道密封圈，保证紧急脱离装置在低温工况下工作时无泄漏。

优选地，上阀体1与下阀体2对称设置，抱箍组件4抱紧上阀体1和下阀体2的截面均为楔形，可保证抱箍组件越抱越紧。当然抱箍组件4抱紧上阀体1和下阀体2的截面也可以为其他的形状，只要能实现抱紧的结构均可。第一阀芯组件与所述第二阀芯组件结构相似并对称设置，均为阀芯组件3。其中，阀芯组件3包括阀芯31、阀杆32和弹簧33，阀芯31通过阀杆32与上阀体1的定位叉14连接，阀芯31设置有第五密封圈34和第六密封圈35，第五密封圈34经第二螺栓36固定于阀芯31，第六密封圈35经第三螺栓37固定于阀芯31。

需要说明的是，本申请中的多种密封圈只要能实现密封功能的结构或装置均可，优选为泛塞密封圈，泛塞密封圈是一种U型铁氟龙内装特殊弹簧的高性能密封件，由适当的弹簧力加上系统流体压力，将密封唇(面)顶出而轻轻压住被密封的金属面以生成非常优异的密封效果。弹簧的致动效应可以克服金属配合面的轻微偏心以及密封唇的磨耗，而持续保有预期的密封性能。通过设置有多道泛塞密封圈，保证低温流体输送时紧急脱离装置两半阀体在未连接时及连接件在分离时无泄漏情况发生；该密封圈适用于低温环境，低温密封应用成熟，性能稳定。

进一步地，阀芯31沿周向设置有样条线倒角，样条线倒角用于减小流体输送过程中的流动阻力。

本实施例适用于DN25～DN200的低温流体输送系统，用于低温流体的主动分离双向密封紧急脱离装置设置有破冰齿42，在抱箍43分离时，破冰齿42微动破冰后，抱箍43可以顺利分开，防止因冰冻影响脱离。动力装置向驱动机构51内施加压力，驱动机构51驱动推杆52伸长，推杆52推动曲柄65并剪断安全销66。安全销66剪断后，推杆52继续推动曲柄65过锁止点后，方形接头64从曲柄上65上脱出，抱箍43左右部分约束解除后向两侧张开，连杆63沿轴向不再受到约束，预紧缸62内弹簧向两侧伸长。在预紧缸62内弹簧与阀芯31两侧弹簧33共同作用下，抱箍43瞬间分离，紧急脱离装置分开。上阀体1和下阀体2内部的阀芯31在两侧弹簧33作用力下，分别向中间推动阀芯31。阀芯31在弹簧33作用下关闭流道，防止低温流体泄漏。每个阀芯31与阀体11之间设置有2两道周向密封圈。

本实施例在测试抱箍的分开功能以及控制系统时需要上紧安全螺栓16，然后取出安全销66避免剪断进而进行各项功能测试。在分离后复位需要先将分离的上阀体1、下阀体2用沿周向均匀布置的若干颗安全螺栓16连接起来。松开预紧螺栓61使方形接头64可以沿轴向自由移动。通过驱动机构51将推杆52及曲轴65复位。将方形接头64搭扣在曲柄65上，拧紧预紧螺栓61至预设固定位置，抱箍重新抱紧后，取出连接上阀体1，下阀体2的若干安全螺栓16，并装入安全销66，紧急脱离装置复位完毕。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述或记载的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于低温流体的主动分离双向密封紧急脱离装置，其特征在于，包括：

上阀体，所述上阀体内设置有第一阀芯组件；

下阀体，所述下阀体内设置有第二阀芯组件；

抱箍组件，所述抱箍组件上设置有破冰齿，所述上阀体与所述下阀体通过所述抱箍组件抱紧连接；

曲柄连杆机构，所述曲柄连杆机构与所述抱箍组件连接，以控制所述抱箍组件在锁定状态和解锁状态之间切换；

在所述锁定状态，所述抱箍组件抱紧所述上阀体和所述下阀体，所述上阀体与所述下阀体固定连接，使得所述上阀体和所述下阀体处于导通状态；

在所述解锁状态，所述抱箍组件松开所述上阀体和所述下阀体，所述上阀体与所述下阀体分离，使得所述上阀体和所述下阀体处于密闭状态。

2.根据权利要求1所述的用于低温流体的主动分离双向密封紧急脱离装置，其特征在于，

所述抱箍组件包括转动齿轮、抱箍支架和两个抱箍，所述破冰齿设置于所述抱箍，并沿所述抱箍的外侧周向方向延伸预设长度，两个所述抱箍的一端分别与所述抱箍支架铰接，所述转动齿轮安装于所述曲柄连杆机构上，并与所述破冰齿的远离所述抱箍支架的一端适配啮合。

3.根据权利要求2所述的用于低温流体的主动分离双向密封紧急脱离装置，其特征在于，

所述曲柄连杆机构包括预紧螺栓、预紧缸、连杆、方形接头、曲柄和安全销，所述连杆插设于所述预紧缸内并伸出预设长度，所述预紧螺栓与所述连杆的端部适配连接；所述转动齿轮设置于所述连杆上，并位于所述预紧缸远离所述预紧螺栓的一端；所述方形接头与所述连杆远离所述预紧螺栓的一端连接，所述方形接头的另一端与所述曲柄的一端可拆卸连接，所述曲柄靠近所述方形接头的一端与所述抱箍组件连接；所述曲柄上设置有安全销，所述安全销与所述抱箍连接。

4.根据权利要求3所述的用于低温流体的主动分离双向密封紧急脱离装置，其特征在于，

所述预紧缸内设置有预紧弹簧和压板，用于所述抱箍在抱紧时起到预紧作用；

和/或,所述预紧缸上开有可视槽，所述可视槽用于在锁紧所述预紧螺栓时能够确认所述预紧缸内的弹簧压缩量以保证装置抱紧时的抱紧力；

和/或，所述连杆上设置有标记线，所述标记线用于确认所述预紧螺栓的预紧是否到位。

5.根据权利要求3所述的用于低温流体的主动分离双向密封紧急脱离装置，其特征在于，还包括：

驱动组件，所述驱动组件包括驱动机构和推杆，所述驱动机构固定于所述抱箍的外侧，所述驱动机构的驱动端与所述推杆固定连接，所述推杆远离所述驱动机构的一端与所述曲柄远离所述方形接头的一端连接；

所述驱动机构驱动所述推杆伸长使所述安全销断裂，所述推杆继续伸长直至所述曲柄与所述方形接头脱离连接，两个所述抱箍分别向两侧展开，使得所述上阀体与所述下阀体分离。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的用于低温流体的主动分离双向密封紧急脱离装置，其特征在于，

所述上阀体与所述下阀体之间设置有第一密封圈和第二密封圈，使得所述上阀体与所述下阀体通过抱箍抱紧连接。

7.根据权利要求6所述的用于低温流体的主动分离双向密封紧急脱离装置，其特征在于，

所述上阀体包括第一上半阀和第二上半阀，所述第一上半阀和所述第二上半阀之间设置有第三密封圈和第四密封圈，使得所述第一上半阀和所述第二上半阀经若干个第一螺栓密封连接；

和/或，所述下阀体包括第一下半阀和第二下半阀，所述第一下半阀和所述第二下半阀之间设置有第三密封圈和第四密封圈，使得所述第一下半阀和所述第二下半阀经若干个第一螺栓密封连接。

8.根据权利要求7所述的用于低温流体的主动分离双向密封紧急脱离装置，其特征在于，

所述第一阀芯组件包括第一阀芯、第一阀杆和第一弹簧，所述第一阀芯通过所述第一阀杆与所述上阀体的第一定位叉连接，所述第一阀芯设置有第五密封圈和第六密封圈，所述第五密封圈经第二螺栓固定于所述第一阀芯，所述第六密封圈经第三螺栓固定于所述第一阀芯；

和/或，所述第二阀芯组件包括第二阀芯、第二阀杆和第二弹簧，所述第二阀芯通过所述第二阀杆与所述下阀体的第二定位叉连接，所述第二阀芯设置有第七密封圈和第八密封圈，所述第七密封圈经第四螺栓固定于所述第二阀芯，所述第八密封圈经第四螺栓固定于所述第二阀芯。

9.根据权利要求8所述的用于低温流体的主动分离双向密封紧急脱离装置，其特征在于，

所述上阀体与所述下阀体对称设置；

和/或，所述第一阀芯组件与所述第二阀芯组件对称设置。

10.根据权利要求9所述的用于低温流体的主动分离双向密封紧急脱离装置，其特征在于，

所述抱箍抱紧所述上阀体和所述下阀体的截面均为楔形；

和/或，所述第一阀芯沿周向设置有第一倒角，所述第一倒角用于减小流体输送过程中的流动阻力；

和/或，所述第二阀芯沿周向设置有第二倒角，所述第二倒角用于减小流体输送过程中的流动阻力。

Images