CN1254627C - 用于连接和断开流体传输系统中的两个管段的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于连接和断开流体传输系统中的两个管段的装置。在该装置中,每个管段(2,3)分别被构造成设有圆盘(5,6)的蝶形阀的形式,圆盘可转动地安装在管段内,从而可以绕着转动轴线在关闭流体流动横截面的关闭位置与打开该横截面的打开位置之间转动,所述转动轴线垂直于管段的轴线并彼此平行延伸。所述装置的特征在于,圆盘(5,6)的转动轴线(21)相对于管段(2,3)的轴线偏心布置,从而在管段(2,3)相连时减小位于关闭位置的圆盘(5,6)之间所限定的空间。本发明适用于传输液态天然气。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于连接和断开流体传输系统中的两个管段的装置,其中每个管段分别构成管道的末端元件,并被构造成设有圆盘的蝶形阀的形式,圆盘这样安装在管段内,即可绕着转动轴线在关闭流体流动横截面的关闭位置与打开该横截面的打开位置之间转动,一外部机构用于控制所述转动,所述转动轴线垂直于管段的轴线并且彼此平行延伸。
背景技术
这种类型的连接装置已经公知,其可以将用于在两个站点之间沿着一个方向或另一个方向供应或接收流体的各个管道连接起来,其中一个站点可以是固定站,另一个站点可以是移动站。
在现有连接和断开装置中,也被公知的是提供了紧急断开机构,其能够在偏移或事故的非常情况下,例如在发生火灾的情况下,将移动管段从固定管段上拆开,目的是防止损坏装置或拧脱管段,并能同时确保管道中的流体不会污染环境。
在现有的装置中,当管段连接时,两个管段的圆盘的转动轴线在管段的轴向上彼此分开布置,从而可使得圆盘在打开和关闭位置之间转动。这样就会存在以下缺点:当圆盘位于它们的关闭位置时,它们之间就会有相当大的空间充满着流体。在紧急断开的情况下,这一部分流体就会流到周围环境中。
当传输的流体对人们和环境存在危害,或可能引起火灾危险时,这种事件就会非常严重。特别在例如装料或卸料站与液化气罐之间传输液化天然气(LNG)时更是如此。
发明内容
本发明的目的是提供一种前面所定义的类型的连接和断开装置,但其不再具有刚刚描述的主要缺点。
为了实现该目的,根据本发明的连接和断开装置的特征在于,圆盘的转动轴线相对于管段的轴线偏心布置,从而在管段连接时减小位于关闭位置的圆盘之间所限定的空间。
根据本发明的一个特征,转动轴线垂直于管段的轴线相对于该轴线对称地偏置。
根据本发明的另一个特征,当所述两个圆盘位于关闭位置时它们之间的空间几乎为零。
根据本发明的又一个特征,所述两个圆盘在它们打开位置上彼此抵靠着,以防止出现运动学间隙和可能会因流体流动的不稳定而引起的圆盘振动或摆动。
根据本发明的又一个特征,圆盘的转动轴线是由固定安装在圆盘后表面上的轴形成的。
根据本发明的又一个特征,圆盘的转动轴线布置在管段的流体流动横截面的外侧,所述管段的内部可转动地安装着所述圆盘。
根据本发明的又一个特征,凸耳连接在圆盘的外周,转动轴线布置在该凸耳的自由端上。
根据本发明的又一个特征,具有关节臂的机构连接着圆盘以使它们能够转动,其中一个关节臂的自由端铰接在圆盘上,另一个关节臂的自由端铰接在管段的壁上。
附图说明
下面,参照仅以示例的方式描述了本发明的两个实施例的附图对本发明进行解释性的描述,可使本发明被更好地理解,并能使其其他目的、特征、细节和优点变得更加显而易见,附图包括:
图1是沿着图2中的线I-I所作的根据本发明的连接和断开装置的轴向剖视图,其中紧急断开机构仅被示意性地表示;
图2是沿着图1中的线II-II的方向所作的图1所示装置的剖视图,示出了位于关闭位置的圆盘;
图3是与图2相似的视图,示出了位于打开位置的圆盘;
图4是在紧急断开之后的图2所示装置的视图;
图5是根据本发明的装置的另一个实施例的轴向剖视图,并且示出了位于关闭位置的圆盘;
图6是与图5相似的视图,示出了位于打开位置的圆盘;
图7是沿着图6中的线VII-VII所作的剖视图。
具体实施方式
图1-4示出了连接和断开装置的第一实施例,其用于将在两个站点之间传输流体例如液化天然气的系统中的管道的两个端部相连。其中一个站点可以是液化天然气罐,另一个站点是装料或卸料终端。
这些图仅示出了连接和断开装置,其总体上用附图标记1表示,并包含分别安装在所述两个站点的管道的末端上的两个管段2、3。每个管段被制造成蝶形阀的形式,并具有安装在管段内部的圆盘5、6,从而流体流动横截面为圆形。
每个圆盘5和6以这种方式分别安装在与之关联的管段2、3内,即可分别绕着轴线X、X’在图1和2所示的关闭流体流动横截面的关闭位置与图3所示的打开该横截面的打开位置之间转动。
每个管段或阀2、3分别呈大致圆柱形,并在其与另一个管段邻近的端部上设有环形凸缘8,以便为管段提供出一个平坦前表面9。两个凸缘的外周表面以这种方式构造,即在两个管段2和3处于连接状态而轴向对正的情况下,它们与外部的截头锥部10形成一个组件,该截头锥部10用于与在图2和3中由环部12示意表示的紧急断开机构中的互补V形槽咬合。该紧急断开机构是公知的,并且描述于法国专利No.2580367中。鉴于其不是本发明的一部分,因此不对其进行较为详细地描述。仅需指出的是,为了理解本发明,环部12例如由两个环段13、14构成,这两个环段13、14可以在管段连接着时保证将这两个管段固定在如2所示的连接位置不动,并且在紧急断开的情况下能够以图4中箭头所示的方式分开,从而也如图4所示,可以释放两个管段的凸缘8,以使它们能够相互分开。
应当指出,两个环段13、14保持连接在管段3上。如果想获得有关紧急断开机构的更详细的内容,可以参看法国专利No.2580367。还应当指出,这种紧急断开机构在图1中仅由用于组装两个环段13和14的圆形元件15和16表示。
根据本发明的本质特征,位于关闭位置的每个圆盘5、6的外侧前表面18与其管段的凸缘8的平坦前表面9对齐,从而在两个管段2和3相连时两个表面18彼此接触。
圆盘5和6从所述关闭位置转动到图3所示的它们的打开位置的能力是通过适当布置它们的转动轴线而实现的。
根据本发明的另一个重要特征,两个圆盘在打开位置上彼此抵靠着。这种布置使得能够抑制运动学间隙,并且可以防止由于流体流动的不稳定而可能引起的圆盘的任何振动或摆动。
为了产生这两个特征,圆盘5的轴线X和圆盘6的轴线X’一方面沿着管段的轴线Y-Y的方向上彼此错开,另一方面对称地偏离该轴线Y-Y。所述两个轴线在这两个方向上的位置差异大致相同。因此,两个圆盘在它们的关闭位置上彼此接触,并且能够绕着它们的轴线以同步方式转动,以达到图3所示的打开位置,在该打开位置上,两个圆盘与管段的轴线Y-Y平行定位,同时它们一部分表面还彼此接触。从而,每个圆盘转动了四分之一圈。
每个圆盘的转动轴线是通过轴向对正的操纵轴21和轴杆22提供的。轴21可转动地固定连接在非常靠近圆盘外周设置的定位凸耳23中,并从该凸耳的后表面伸出,而且可转动地安装在管段的外部管状端件24中。该轴21的自由外端25被构造成能够旋转。轴杆22通过它的一个末端27安装在管段的本体中,另一末端28以这种方式被凸耳30接收,即可自由地转动,其中凸耳30设在圆盘的下部外周附近的后表面上。
应当指出,一个管段在其平坦前表面9上携带着安置在合适环形凹槽中的环形垫圈32。该垫圈可以是金属的、塑料的,或者由复合材料制成。
图1-3表示的是处于连接状态的装置1,其中借助于凸缘8的截头锥形外周表面而将凸缘8咬合在紧急断开机构的环部12的V形槽中。图4示出了在紧急断开之后的两个管段2和3。可以发现,如上所述,该断开是通过打开环部12即将两个环段13和14径向向外移动而实现的。
图5-7示出了根据本发明的连接和断开装置1的第二实施例。在该实施例中,圆盘5和6的转动轴线位于管段2和3的流体流动横截面的外侧。为此,向外延伸的凸耳34设在圆盘5和6的外周的后表面上。该凸耳的另一侧自由端中安装着转轴36,其轴线构成圆盘的转动轴线。
每个圆盘的操作是借助于两个关节臂即第一臂41和第二臂43实现的,其中第一臂41在关节42处铰接在圆盘的后表面上,第二臂43在其自由端于关节44处铰接在管段的本体上。所述两个臂在关节45处彼此铰接起来。当然,关节臂的铰轴与圆盘的转动轴线平行延伸。如图所示,为了使得臂41和43在圆盘转动的过程中能够如图6所示在打开位置折叠,管段设有侧向凸部47,其能够接收随后折叠在一起的两个臂。
为了圆盘的操作,以及为了打开和关闭5或6,每个管段设有用于使操纵轴从中通过的管状端件49,操纵轴的外部控制端用附图标记50表示。轴在臂43的关节44的后表面上作用在该臂上。
还应当指出,在圆盘的关闭位置上,关节臂41和43相互对正,从而能够提供出用于承受作用在圆盘上的应力和锁定关闭位置的支柱。
如图5-7所示的根据本发明的装置的第二实施例具有以下优点:即管段的流体流动横截面是完全空的,从而可以利用在气体或液体的推动下在管道中移动的活塞元件刮擦管道,以便清空可移动管道中携带的流体。
本发明的两个实施例具有下列共同优点:在它们的关闭位置上,限定在两个圆盘之间的空间实际上为零,从而在紧急断开的过程中,在如图4所示圆盘关闭之后,不会有流体进入到周围环境中。因此,可以排除污染环境的危险。这样,根据本发明的装置特别适合于传输对环境有害的任何流体,例如液化天然气。本发明的另一个优点在于装置的重量很轻。本发明的又一个优点在于:圆盘在它们的打开位置上被支撑和固定着,从而可防止由于流体流动的不稳定而可能引起的任何振动或摆动。在第一实施例的情况下,如图3所示,圆盘在它们的打开位置上彼此平坦抵靠着。在第二实施例中,圆盘平坦靠着管段的邻接区。
当然,可以对所述和所示的实施例进行众多修改。因此,在第二实施例的情况下,可以以在直径上彼此面对的方式安置圆盘的铰轴。
Claims (10)
1.一种用于连接和断开流体传输系统中的两个管段的装置,每个管段分别构成管道的末端元件,并被构造成设有圆盘的蝶形阀的形式,所述圆盘这样安装在管段内,即可绕着转动轴线在关闭流体流动横截面的关闭位置与打开该流体流动横截面的打开位置之间转动,所述转动轴线垂直于管段的轴线并彼此平行延伸,其特征在于,圆盘(5,6)的转动轴线(X,X’,21,36)相对于管段(2,3)的轴线(Y-Y)偏心布置,从而在管段(2,3)处在连接状态时减小位于关闭位置的圆盘(5,6)之间所限定的空间。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,转动轴线(X,X’,21)垂直于管段的轴线(Y-Y)相对于该轴线对称地偏置。
3.如权利要求2所述的装置,其特征在于,当所述两个圆盘(5,6)位于关闭位置时它们之间的空间几乎为零。
4.如权利要求3所述的装置,其特征在于,所述两个圆盘(5,6)在它们的打开位置上彼此抵靠着,以防止出现运动学间隙和可能会因流体流动的不稳定而引起的圆盘振动或摆动。
5.如权利要求2-4中任一所述的装置,其特征在于,圆盘(5,6)的转动轴线是由可转动地固定安装在圆盘后表面上的轴(21)形成的。
6.如权利要求1所述的装置,其特征在于,圆盘(5,6)的转动轴线(36)布置在管段(2,3)的流体流动横截面的外侧,所述管段的内部可转动地安装着所述圆盘。
7.如权利要求6所述的装置,其特征在于,凸耳(34)连接在圆盘(5,6)的外周上,转动轴线(36)布置在该凸耳(34)的自由端上。
8.如权利要求7所述的装置,其特征在于,具有关节臂(41,43)的机构连接着圆盘(5,6)以使它们能够转动,其中一个关节臂(41)的自由端铰接在圆盘上,另一个关节臂(43)的自由端在关节(44)处铰接在管段的壁上。
9.如权利要求8所述的装置,其特征在于,管段(2,3)具有用于在圆盘位于打开位置时容纳关节臂(41,43)的侧向凸部(47)。
10.如权利要求8或9所述的装置,其特征在于,关节臂(41,43)在圆盘(5,6)位于关闭位置时处在撑张位置上。
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