具有壓力釋放閥的插塞的制作方法
【專利摘要】一種插塞，具有用于釋放插塞的囊內(nèi)的過量壓力的壓力釋放閥。釋放閥具有閥芯，閥芯具有穿過閥芯的壓力釋放通路，該壓力釋放通路具有與囊的內(nèi)部空間流體連通的入口和與囊外部的外部環(huán)境流體連通的出口。處于圍繞閥芯的一部分的環(huán)向應(yīng)力下的彈性密封件將該出口密封直到囊的過度膨脹導(dǎo)致密封件變得彈性地偏轉(zhuǎn)并使該出口解除密封為止，從而允許釋放過量壓力。當(dāng)由于壓力釋放而使得不再存在過度膨脹時，密封件的環(huán)向應(yīng)力導(dǎo)致出口的重新密封。膨脹閥還可設(shè)置成使囊膨脹，并且具有通入進(jìn)入囊的內(nèi)部中的膨脹通路的入口。
【專利說明】具有壓力釋放閥的插塞
[0001] 申請人:/發(fā)明人
[0002]第一發(fā)明人:
[0003]理查德.E.拉松(Richard E.Larson)
[0004]國籍:美國
[0005]住址:明尼蘇達(dá)州維多利亞草甸路9020,55386-4518 (9020Meadow WayVictoria, MN55386-4518)
[0006]第二發(fā)明人:
[0007]史蒂文.R.科萊(Steven R.Cole)
[0008]國籍:美國
[0009]住址:田納西州科里爾維爾布魯克米爾街614，38017-6878 (614Brookmere DriveCollierville, TN38017-6878)
[0010]相關(guān)申請的交叉引用
[0011]不適用。
[0012]關(guān)于聯(lián)邦資助的研究或者開發(fā)的聲明
[0013]不適用。
[0014]參考光盤
[0015]不適用。
[0016]發(fā)明背景
[0017]1.發(fā)明領(lǐng)域:本發(fā)明大體涉及用于在管道系統(tǒng)中使用的插塞，并且特別地涉及用于在管道系統(tǒng)中使用的氣動插塞，其中該插塞具有壓力釋放閥。
[0018]2.信息披露聲明:排水、廢棄物和通風(fēng)(“DWV”)管道或者管道設(shè)備系統(tǒng)通常包括允許對管道系統(tǒng)的管道內(nèi)部進(jìn)行檢查和/或清潔的進(jìn)入開口或者口。同樣地，下水道系統(tǒng)通常包括下水管道，這些下水管道經(jīng)過人孔(manhole)或者集水池(catch basin)室中的開口或者端口而清空到人孔或者集水池中。用于這種管道系統(tǒng)的進(jìn)入開口構(gòu)造可在尺寸和形狀上變化，盡管許多構(gòu)造是標(biāo)準(zhǔn)化的。在一個常用的構(gòu)造中，進(jìn)入開口(通常被稱為“清掃口”)設(shè)置在柱形管道的相對短的區(qū)段的延伸遠(yuǎn)離主管道區(qū)段的軸線的端部處。清掃口可以任意角度從主管道區(qū)段延伸。從主管道區(qū)段延伸近似90度的清掃口通常被稱為“清掃T形部”(指由相交的管道區(qū)段產(chǎn)生的T形)。其他的進(jìn)入開口包括但不限于屋頂通風(fēng)孔、暴雨排水孔、櫥柜彎折部(closet bend)、和管道端、以及人孔或集水池室中的下水管道開口或口。
[0019]進(jìn)入開口也可用以測試管道系統(tǒng)的完整性。這種測試通過以下方式進(jìn)行:將臨時插塞放置到DWV系統(tǒng)的所有開口中以形成封閉的系統(tǒng)，并且然后用流體(諸如水或空氣)對現(xiàn)在已是封閉的的系統(tǒng)加壓一段時間以確定該DWV系統(tǒng)是否是不漏的(在該情況下它將在測試持續(xù)時間內(nèi)保持額定壓力)。在成功測試之后，插塞被移除。這種臨時插塞通?？煞诸悶闄C(jī)械插塞和氣動插塞。已有的機(jī)械插塞通常包括通過機(jī)械啟用(諸如通過轉(zhuǎn)動螺紋連接件以使對管道區(qū)段的內(nèi)表面進(jìn)行密封的彈性環(huán)擴(kuò)張)對管道系統(tǒng)進(jìn)行密封的裝置。已有的氣動插塞包括直接附接至流體源(諸如，典型地并優(yōu)選地為空氣源)的細(xì)長彈性囊(bladder)。囊通過清掃口或者其他進(jìn)入開口插入管道系統(tǒng)中，并且然后通過流體膨脹以便當(dāng)囊在管道內(nèi)膨脹時密封管道區(qū)段。在測試之后，使臨時插塞縮小或者停用，然后從管道系統(tǒng)移除。除了 DWV系統(tǒng)和/或下水道系統(tǒng)的測試之外，通常期望的是在維護(hù)操作的過程中(在該過程中，出于維護(hù)的目的而將經(jīng)過管道的流阻塞，盡管并未執(zhí)行管道系統(tǒng)的壓力測試)對管道線進(jìn)行密封。
[0020]盡管一些已有的氣動插塞可在囊的外側(cè)上呈現(xiàn)最大膨脹壓力，然而這并不提供對于過度膨脹的保護(hù)，而是相反依賴于操作者的勤勉和空氣入口壓力計的存在和精確性。如果這種氣動插塞的彈性囊變得過度膨脹，則將出現(xiàn)問題。當(dāng)過度膨脹發(fā)生時的結(jié)果可為對插塞的損害、對管道的損害、測試過程的不便和耽擱、或者在由于過度膨脹而導(dǎo)致插塞爆炸的情況下對使用者造成的傷害。已知的對該問題的現(xiàn)有技術(shù)解決方案包括使用位于空氣入口上的外部壓力調(diào)節(jié)器或者外部壓力釋放裝置，但是這些解決方案是麻煩的并且通常被操作者忽略，或者當(dāng)使用這種調(diào)節(jié)器或者壓力釋放閥時操作者可能是粗心的。壓力調(diào)節(jié)器的確起作用，但是增加了膨脹時間，并且它們必須在使用之前被精確地設(shè)定。此外，每個不同類型的氣動插塞通常需要操作者進(jìn)行不同的壓力設(shè)定以使插塞適于不同的管道直徑。外部壓力釋放閥也已知是起作用的，但是如果它們變得阻塞則會出現(xiàn)故障并且對于做出精確的壓力設(shè)定通常是不可靠的。這種外部壓力釋放閥還必須附接在插塞與膨脹軟管之間，通常是龐大的，并且還減慢了膨脹過程。
[0021]一些已有的氣動插塞包括整體形成的壓力釋放裝置。但是，這種現(xiàn)有技術(shù)的壓力釋放裝置傾向于泄漏、不能提供可重復(fù)的結(jié)果、并且可能干擾管道系統(tǒng)的測試。具體地，一些氣動插塞包括具有機(jī)械彈簧和密封件的釋放閥，并且已發(fā)現(xiàn)是易于污損的并且通常傾向于使污染物聚集。其他的氣動插塞包括釋放閥，這些釋放閥定位在彈性囊的后側(cè)上，通入正在被測試的管道系統(tǒng)中，并且傾向于迫使插塞離開管道系統(tǒng)和清掃開口從而干擾測試過程。
[0022]這種現(xiàn)有技術(shù)的插塞的一個實(shí)例是由美國明尼蘇達(dá)州明尼阿波利斯市切利工業(yè)公司(Cherne Industries, Inc., Minneapolis, Minnesota, U.S.A)制造并且以 LONGTEST-BALL商標(biāo)銷售的插塞。該氣動插塞的缺點(diǎn)在于具有包括傾向于泄漏或者不能以可重復(fù)地精確值精確地釋放壓力的彈簧和密封件的機(jī)械部件。
[0023]另一個氣動插塞由美國加利福利亞州穆爾帕克市GT水制品公司(GT Water Products, Inc., Moorpark, California, U.S.A)制造并且以 SAFE-T-SEAL 商標(biāo)銷售，并且具有位于插塞的底部上且遠(yuǎn)離加壓入口并且通入管道系統(tǒng)中的壓力釋放部，該壓力釋放部可導(dǎo)致在所釋放的壓力排進(jìn)正在被測試的密封的管道系統(tǒng)中時迫使插塞離開管道。
[0024]另一個現(xiàn)有技術(shù)的氣動插塞是在美國專利7，597，118 (2009年10月9日授權(quán)公告)(通過引證將其全部包括在本文中)中披露的氣動插塞，其中當(dāng)囊變得過度膨脹時，彈性囊的一部分彈性地偏轉(zhuǎn)以開放壓力釋放通道。
[0025]因此，存在對于改進(jìn)的氣動插塞的需要，該氣動插塞用于與具有大體柱形的內(nèi)管道壁的管道區(qū)段一起使用。氣動插塞應(yīng)當(dāng)易于使用并且不應(yīng)當(dāng)要求操作者進(jìn)行額外的設(shè)定或者讀數(shù)。它應(yīng)當(dāng)是可靠的，提供可重復(fù)的結(jié)果，并且它不應(yīng)當(dāng)要求額外的外部設(shè)備或者以其他方式干擾管道系統(tǒng)的測試。
[0026]因此理想的是，具有在對管道系統(tǒng)進(jìn)行壓力測試時使用的氣動插塞，其中該插塞包括處于其遠(yuǎn)離正在被測試的加壓管道系統(tǒng)的膨脹端部中的壓力釋放閥，其中該壓力釋放閥提供可重復(fù)的選擇的釋放壓力，并且其中該壓力釋放閥比現(xiàn)有技術(shù)的氣動插塞壓力釋放
閥更可靠。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0027]本發(fā)明的壓力釋放閥的多個優(yōu)選實(shí)施例被披露為氣動插塞的一部分。所有實(shí)施例的共用特征是彈性密封件拉伸地(stretchingly)圍繞插塞的壓力釋放閥的閥芯的一部分，并且當(dāng)插塞的囊變得過度膨脹時，密封件(處于圍繞閥芯的部分的環(huán)向應(yīng)力下)將壓力釋放出口密封，直到插塞內(nèi)的壓力克服密封件的環(huán)向應(yīng)力，從而允許插塞內(nèi)的過量流體壓力從插塞的囊的內(nèi)部空間逸出。
[0028]本發(fā)明的一個目的是提供一種在對管道系統(tǒng)進(jìn)行壓力測試中使用的插塞，其中插塞包括位于插塞的遠(yuǎn)離正在被測試的加壓管道系統(tǒng)的膨脹端部中的壓力釋放閥。本發(fā)明的另一目的是壓力釋放閥提供可重復(fù)的選擇的釋放壓力，其中壓力釋放閥的給出的設(shè)計和結(jié)構(gòu)可容易和簡單地修改以適應(yīng)不同的期望釋放壓力，并且其中壓力釋放閥比現(xiàn)有技術(shù)的氣動插塞壓力釋放閥更可靠。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是示出插入管道中的具有本發(fā)明的壓力釋放閥的氣動插塞的視圖。
[0030]圖2是沿著本發(fā)明第一實(shí)施例的直徑截取的截面圖，其中第一實(shí)施例的壓力釋放閥以輪廓示出。
[0031]圖3是大體沿著圖2中示出的線3-3截取的本發(fā)明的第一實(shí)施例的端視圖。
[0032]圖4是本發(fā)明的第一實(shí)施例的放大的局部端視圖，示出了圖3的端視圖的一部分并且為大體沿著圖2中示出的線4-4截取的。
[0033]圖5是沿著第一實(shí)施例的壓力釋放閥的直徑截取的本發(fā)明的第一實(shí)施例的局部截面視圖，其中該截面視圖為大體沿著圖3中示出的線5-5截取的并且其中出于清楚起見而用虛線輪廓示出施克拉德膨脹閥(Schrader inflation valve)。
[0034]圖6是沿著第一實(shí)施例的壓力釋放閥的除了圖5中示出的直徑之外的直徑截取的本發(fā)明第一實(shí)施例的局部截面視圖，其中該截面視圖為大體沿著圖3中示出的線6-6截取的并且還示出了通過彈性密封件的彈性偏轉(zhuǎn)來釋放過度膨脹壓力。
[0035]圖7是本發(fā)明的第一實(shí)施例的閥芯的側(cè)視圖，包括彈性密封件安裝到閥芯上以使密封件具有環(huán)向應(yīng)力(loop stress)之前的截面視圖。
[0036]圖8是沿著第二實(shí)施例的壓力釋放閥的直徑截取的本發(fā)明第二實(shí)施例的局部側(cè)截面視圖，其中出于清楚起見而用虛線輪廓示出施克拉德膨脹閥。
[0037]圖9是大體沿著圖8中示出的線9-9截取的本發(fā)明第二實(shí)施例的端視圖。
[0038]圖10是大體沿著圖11中示出的線10-10截取的本發(fā)明第二實(shí)施例的橫向截面視圖。
[0039]圖11是沿著第二實(shí)施例的壓力釋放閥的直徑截取的本發(fā)明第二實(shí)施例的局部截面視圖，并且其中為了清楚起見而用虛線輪廓示出施克拉德膨脹閥。
[0040]圖12是本發(fā)明第二實(shí)施例的類似于圖11的局部截面視圖，但是示出了通過彈性密封件的彈性偏轉(zhuǎn)來釋放過度膨脹壓力。
[0041]圖13是本發(fā)明第二實(shí)施例的閥芯的側(cè)視圖，包括彈性密封件安裝到閥芯上以使密封件具有環(huán)向應(yīng)力之前的的截面視圖。
[0042]圖14是沿著第三實(shí)施例的壓力釋放閥的直徑截取的本發(fā)明第三實(shí)施例的局部側(cè)截面視圖。
[0043]圖15是沿著第二實(shí)施例的壓力釋放閥的直徑截取的本發(fā)明第三實(shí)施例的局部截面視圖，并且其中為了清楚起見而移除了施克拉德膨脹閥(Schrader inflation valve)插入件的一些部分。
【具體實(shí)施方式】
[0044]參考附圖中的圖，示出了本發(fā)明的各個優(yōu)選實(shí)施例。如在圖1中最佳地看出的，本發(fā)明的所有實(shí)施例均為用于對具有大體柱形的內(nèi)管道壁34的管道32進(jìn)行密封的插塞30，并且不同實(shí)施例之間的差異在于安裝到插塞30的一端38中的壓力釋放閥(1.36,2.36、3.36)的結(jié)構(gòu)。與現(xiàn)有技術(shù)的插塞一樣，插塞30優(yōu)選地可具有多個眾所周知的肋28，所述肋環(huán)繞插塞，從而以對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言熟知的方式提供插塞30與管道壁34的改進(jìn)的密封。不同實(shí)施例之間存在許多類似之處，并且將僅僅詳細(xì)討論實(shí)施例之間的差異，應(yīng)當(dāng)理解的是，用于各個實(shí)施例的類似結(jié)構(gòu)用作類似的目的。用于實(shí)施例的各個部件的參考標(biāo)號應(yīng)當(dāng)理解為具有識別特定實(shí)施例的前綴(例如，“1.”、“2.”、“3.”等等)以及識別特定結(jié)構(gòu)的后綴(例如，“36”等等)，使得具有相同的后綴的標(biāo)號應(yīng)當(dāng)理解為對于不同的實(shí)施例中的每一個而言所特有的類似結(jié)構(gòu)(例如，“1.36”、“2.36”、“3.36”)。沒有前綴的參考標(biāo)號(例如，“30”)應(yīng)當(dāng)理解為識別對于所有實(shí)施例而言大致相同的結(jié)構(gòu)。
[0045]所有實(shí)施例的插塞均大致相似，并且圖1和圖2中示出的代表性插塞的描述滿足所有實(shí)施例。如圖1中示出的一樣，插塞30包括可膨脹囊40，可膨脹囊具有限定在囊40內(nèi)的內(nèi)部空間42。如在附圖中示出的，對于壓力釋放閥1.36,2.36,3.36的所有實(shí)施例所共有的是它們每個均包括閥芯1.44,2.44,3.44，所述閥芯出于耐久性而優(yōu)選地由銅構(gòu)成，分別具有穿過其的一個或多個壓力釋放通路1.46,2.46,3.46，每個均具有壓力釋放入口 1.48、
2.48,3.48，所述壓力釋放入口與內(nèi)部空間42以及與每個相應(yīng)的壓力釋放通路1.46,2.46、
3.46流體連通，每個壓力釋放通路還分別具有與囊40外部的外部環(huán)境52流體連通的壓力釋放出口 1.50、2.50、3.50。應(yīng)當(dāng)理解的是，可使用其他的材料(諸如鋁、鋼等等)來構(gòu)造閥芯，但是銅是優(yōu)選的材料。優(yōu)選地，壓力釋放通路1.46,2.46,3.46由相對于彼此成直角的穿過閥芯1.44,2.44,3.44的一對橫向孔形成，從而產(chǎn)生用于閥芯1.44,2.44,3.44的成角度間隔開的四個壓力釋放通路。壓力釋放閥1.36,2.36,3.36的實(shí)驗(yàn)原型用具有的直徑為
0.0785英寸(0.199cm)的孔1.46以及用具有的直徑為0.100英寸(0.254cm)的孔2.46、
3.46來構(gòu)造。
[0046]本發(fā)明的壓力釋放閥1.36,2.36,3.36的所有實(shí)施例均具有彈性密封件1.54、
2.54、3.54,這些彈性密封件分別具有第一密封部分1.56、2.56、3.56,這些第一密封部分處于圍繞閥芯1.44,2.44,3.44的相應(yīng)部分1.58,2.58,3.58的環(huán)向應(yīng)力下，并且這些彈性密封件分別選擇性地使壓力釋放出口 1.50,2.50,3.50相對于囊40外部的外部環(huán)境52密封，使得當(dāng)囊發(fā)生過度膨脹時，第一密封部分1.56,2.56,3.56變得以下文中詳細(xì)描述的方式彈性偏轉(zhuǎn)，以使壓力釋放出口 1.50,2.50,3.50相對于外部環(huán)境52解除密封，以便允許囊內(nèi)的過量流體壓力通過壓力釋放通路1.46,2.46,3.46釋放并且離開壓力釋放出口 1.50、2.50,3.50進(jìn)入外部環(huán)境52中。在已釋放囊內(nèi)足夠的過量流體壓力之后，彈性密封件1.54、
2.54、3.54的環(huán)向應(yīng)力則導(dǎo)致第一密封部分1.56、2.56、3.56以下文中詳細(xì)描述的方式使壓力釋放出口 1.50,2.50,3.50相對于外部環(huán)境52重新密封。
[0047]優(yōu)選地，本發(fā)明的壓力釋放閥1.36,2.36,3.36的所有實(shí)施例包括穿過閥并且與內(nèi)部空間42流體連通的膨脹通路1.60,2.60,3.60，其中這些膨脹通路優(yōu)選地軸向地設(shè)置在閥芯1.44,2.44,3.44中，并且其中膨脹閥1.62,2.62,3.62以下文中詳細(xì)描述的方式介于膨脹通路與外部環(huán)境之間。優(yōu)選地，在每個實(shí)施例中，膨脹閥是具有可壓低桿1.64、2.64、
3.64的熟知的施克拉德閥，這些可壓低桿在囊40的膨脹過程中以對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言熟知的方式打開施克拉德閥，并且在膨脹之后這些可壓低桿在被釋放時關(guān)閉施克拉德閥，從而導(dǎo)致在管道系統(tǒng)的測試過程中流體壓力保持在膨脹的囊40內(nèi)。在本發(fā)明的壓力釋放閥1.36、2.36,3.36的所有優(yōu)選的實(shí)施例中，壓力釋放入口 1.48、2.48,3.48通向膨脹通路1.60、2.60、3.60，使得進(jìn)入空間42的膨脹路徑和空間42經(jīng)過通路1.46、2.46、3.46的收縮經(jīng)過共用流體連通膨脹路徑1.60,2.60,3.60，從而使壓力釋放通路1.46,2.46,3.46布置成通過膨脹通路1.60,2.60,3.60與空間42流體連通。詞語“施克拉德閥”(如在此使用的)應(yīng)當(dāng)理解為并非是指來自于特定商販的特定膨脹閥，而是相反地，術(shù)語“施克拉德閥”一般地由于指代熟知的通常所述“罐閥(tank valve)”，該罐閥提供通過通常具有軟管的空氣源的膨脹，該軟管可螺紋地接收在閥的外螺紋上，其中這種閥典型地具有軸向閥桿，當(dāng)將桿壓低到閥中時，該軸向閥桿允許壓力通過該閥釋放。
[0048]應(yīng)當(dāng)注意到的是，在所有實(shí)施例中，第一密封部分1.56,2.56,3.56優(yōu)選地具有一個或者多個閉合肋1.66,2.66,3.66 (出于說明的目的而略微夸大地示出在附圖中，并且在圖7和圖13中最佳地看出)，所述一個或者多個閉合肋徑向地向內(nèi)延伸以與閥芯1.44、2.44,3.44的部分1.58,2.58,3.58接合，以便形成壓力釋放出口 1.50,2.50,3.50的更好的密封。在壓力釋放閥1.36,2.36,3.36的所有實(shí)施例中，彈性密封件1.54,2.54,3.54和閥芯1.44,2.44,3.44兩者都優(yōu)選地為大體柱形對稱的。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步注意到的是，在壓力釋放閥1.36,2.36,3.36的所有實(shí)施例中，在將彈性密封件1.54,2.54拉伸地安裝到閥芯1.44、2.44上之前，第一密封部分1.56、2.56的內(nèi)直徑1.58、2.58小于閥芯1.44、2.44的部分
1.58、2.58的外直徑1.70、2.70 (見圖7和圖13)。如下文中闡釋的一樣，密封件2.54和閥芯2.44的結(jié)構(gòu)與密封件3.54和閥芯3.44的結(jié)構(gòu)相同，使得圖13足以示出壓力釋放閥
2.36,3.36的第二實(shí)施例和第三實(shí)施例兩者的結(jié)構(gòu)。因?yàn)槲蠢斓膹椥悦芊饧牡谝幻芊獠糠值膬?nèi)直徑小于閥芯的由第一密封部分接合的部分的外直徑，所以使得彈性密封件的第一密封部分在安裝于閥芯上時處于圍繞閥芯的環(huán)向應(yīng)力下，從而導(dǎo)致彈性密封件以下文中詳細(xì)描述的方式選擇性使壓力釋放出口 1.50,2.50,3.50相對于外部環(huán)境52密封。
[0049]對于所有實(shí)施例，彈性密封件1.54、2.54、3.54優(yōu)選地由具有至少2800磅最小值的優(yōu)選拉伸強(qiáng)度、52肖氏A (Shore A) (+/_4)的優(yōu)選硬度額定值、以及500% (+/50)的伸長額定值的特性的橡膠制成。第一密封部分1.56,2.56,3.56的徑向厚度優(yōu)選地具有大約
0.100英寸至大約0.200英寸(大約0.254cm至大約0.508cm)的厚度，這在被安裝于閥芯上時產(chǎn)生介于大約5psig與45psig之間的壓力釋放值。應(yīng)當(dāng)理解的是,壓力釋放值由用于彈性密封件1.54、2.54、3.54的橡膠的特性、第一密封部分1.56、2.56、3.56的徑向厚度、以及圍繞閥芯1.44,2.44,3.44的部分1.58,2.58,3.58的第一密封部分1.56,2.56,3.56的環(huán)向應(yīng)力決定。環(huán)向應(yīng)力應(yīng)當(dāng)理解為由閥芯的外直徑(例如，閥芯1.44,2.44的部分1.58、
2.58的外直徑1.70,2.70)與密封件的內(nèi)直徑(例如，內(nèi)直徑1.58,2.58)相比的相對尺寸(即，密封件必須被拉伸以到達(dá)閥芯上的量)決定。例如，具有拉伸于其上的內(nèi)直徑為0.225英寸(0.5715cm)的密封件的外直徑為0.250英寸(0.635cm)的閥芯產(chǎn)生15psig的壓力釋放值。當(dāng)相同的密封件圍繞具有0.300英寸(0.762cm)的較大外直徑的閥芯安裝時，壓力釋放值增大到22psig。因此，通過改變密封件厚度和環(huán)向應(yīng)力(由閥芯的外直徑與密封件的內(nèi)直徑相比的相對尺寸決定)，可獲得25psig、30psig、35psig和40psig的壓力釋放值,如對于不同尺寸的插塞而言所需的(較大的插塞需要大約25psig的壓力釋放額定值，而較小尺寸的插塞需要大約40psig的壓力釋放額定值)。實(shí)驗(yàn)測試已表明不同批次的密封件(具有相同的尺寸和標(biāo)稱特性(硬度額定值、拉伸強(qiáng)度額定值和伸長額定值))可在產(chǎn)生的結(jié)果壓力釋放值方面不同，從而使每個批次的閥的品質(zhì)控制和測試成為必需，以保證在閥組裝之后實(shí)現(xiàn)期望的壓力釋放額定值。
[0050]既然已描述了所有實(shí)施例的共用結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在可詳細(xì)地討論實(shí)施例之間的具體差
巳升。
[0051]可在插塞需要較低的輪廓時使用本發(fā)明的壓力釋放閥的“內(nèi)部”型式(實(shí)施例1.36)，因?yàn)閷τ谝恍┎迦?，“外部”型?實(shí)施例2.36和3.36)可能延伸到插塞外部太遠(yuǎn)，這可能使閥在使用時容易損壞和/或破裂。
[0052]為了補(bǔ)充上文中的披露內(nèi)容，并且參考圖2至圖6，現(xiàn)在可更詳細(xì)地闡釋壓力釋放閥1.36的具體結(jié)構(gòu)。
[0053]模制到插塞30的端部38中的是柱形對稱的剛性配件1.72，該剛性配件包括內(nèi)件和外件1.74和1.76。內(nèi)件1.76 (優(yōu)選地由銅制成)具有內(nèi)1/4NPT管螺紋1.78，該管螺紋
1.78與壓力釋放閥1.36的閥本體1.82 (也優(yōu)選地由銅制成)的外1/4NPT管螺紋1.80螺紋接合。應(yīng)當(dāng)理解的是，可使用其他材料(諸如鋁、鋼等等)來構(gòu)造這些部件，但是銅是優(yōu)選的材料。還應(yīng)當(dāng)理解的是，如果期望也可使用其他的螺紋尺寸，但是1/4NPT管螺紋是優(yōu)選的，因?yàn)樗鼈兤毡橛糜诠I(yè)中。
[0054]閥芯1.44具有螺紋地接合閥本體1.82的內(nèi)管螺紋1.86的外1/4NPT管螺紋1.84。還應(yīng)當(dāng)理解的是，如果期望也可使用其他的螺紋尺寸，但是1/4NPT管螺紋是優(yōu)選的，因?yàn)樗鼈兤毡橛糜诠I(yè)中。彈性密封件1.54具有形成軸向孔1.90的向內(nèi)徑向延伸的凸緣或第二部分1.86，該軸向孔1.90在彈性密封件1.54接收到閥芯1.44上時變成膨脹通路1.60的上端延伸部。如通過比較圖7和圖5最佳地看出的，當(dāng)其上安裝有彈性密封件1.54的閥芯1.44通過閥芯1.44的外螺紋1.84與閥本體1.82的內(nèi)螺紋1.86的接合而螺紋地接收到閥本體1.82中時，凸緣第二部分1.88變得以陷入方式(entrappingly)密封在閥本體1.82與閥芯1.44之間，如在圖5和圖6中最佳地看出的。
[0055]閥本體1.82還具有用于螺紋地接收膨脹閥1.62 (優(yōu)選地為熟知的施克拉德閥)的配合的外1/4NPT管螺紋的內(nèi)1/4NPT管螺紋1.90。應(yīng)當(dāng)理解的是，如果期望也可使用用于膨脹閥1.62的其他螺紋尺寸，但是1/4NPT管螺紋是優(yōu)選的，因?yàn)樗鼈冊诠I(yè)上普遍使用。再進(jìn)一步地，閥本體1.82具有柱形凹部1.92，該柱形凹部形成繞密封部分1.56的環(huán)形間隙1.94，使得密封部分1.56可變得彈性地偏轉(zhuǎn)，如在圖6中所示(與圖5相比)，以允許囊40內(nèi)的過量流體壓力以下文中描述的方式釋放。閥本體1.82還具有使環(huán)形間隙1.94與外部環(huán)境52流體連通的多個通風(fēng)孔1.96。當(dāng)囊40發(fā)生過度膨脹時，囊40內(nèi)的過量流體壓力導(dǎo)致第一密封部分1.56變得向外徑向彈性地偏轉(zhuǎn)，從而使壓力釋放出口 1.50解除密封并且允許過量壓力沿著路徑1.98逸出，然后經(jīng)過孔1.96，然后如通過路徑1.100流出至外部環(huán)境52 (見圖4、圖5和圖6)。
[0056]為了補(bǔ)充上文中的披露內(nèi)容，并且參考圖8至圖13，現(xiàn)在可更詳細(xì)地闡釋壓力釋放閥2.36的具體結(jié)構(gòu)。
[0057]與第一實(shí)施例1.36 一樣,對于第二實(shí)施例2.36,模制到插塞30的端部38中的是柱形對稱的剛性配件2.72，該剛性配件包括外件和內(nèi)件2.74和2.76。內(nèi)件2.76 (優(yōu)選地由銅制成)具有與閥芯2.44的外1/4NPT管螺紋2.84螺紋地接合的內(nèi)1/4NPT管螺紋2.78。應(yīng)當(dāng)理解的是，可使用其他的材料(諸如鋁、鋼等等)來構(gòu)造這些部件，但是銅是優(yōu)選的材料。還應(yīng)當(dāng)理解的是，如果期望也可使用其他的螺紋尺寸，但是1/4NPT管螺紋是優(yōu)選的，因?yàn)樗鼈冊诠I(yè)上普遍使用。
[0058]彈性密封件2.54具有接收到閥芯2.44的周邊凹槽2.102中的向內(nèi)徑向延伸的凸緣或者第二部分2.88，并且優(yōu)選地具有用于使密封件2.54更容易拉伸安裝到閥芯2.44上的斜削端2.104 (見圖13)。在彈性密封件2.54已拉伸地安裝到閥芯2.44上之后，銅套圈(ferrule)2.104圍繞密封件2.54安裝，并且套圈2.104的第一部分2.106在第二部分2.88上方卷壓(crimp)到密封件2.54上，以便將第二部分2.88以卷壓方式密封至閥芯2.44。應(yīng)當(dāng)理解的是，可使用其他的材料(諸如鋁、鋼等等)來構(gòu)造套圈，但是銅是優(yōu)選的材料。套圈2.104還具有未卷壓的第二部分2.108，該第二部分形成圍繞密封部分2.56的環(huán)形間隙
2.94，使得密封部分2.56可變得彈性地偏轉(zhuǎn)，如在圖12中所示(與圖11比較)，以允許囊40內(nèi)的過量流體壓力以下文中描述的方式釋放。當(dāng)以卷壓方式接收在密封件2.54上方時，間隙2.110被留在套圈2.104的頂部與閥芯2.44的外周邊頂部凸緣2.112之間。當(dāng)囊40發(fā)生過度膨脹時，囊40內(nèi)的過量流體壓力導(dǎo)致第一密封部分2.56變得向外徑向彈性地偏轉(zhuǎn)，從而使壓力釋放出口 2.50解除密封，并且允許過量壓力沿著路徑2.98逸出并且經(jīng)過間隙
2.110流出至外部環(huán)境52，如在圖12中最佳地看出的。
[0059]閥芯2.44的凸緣2.112優(yōu)選地具有相對的平坦部分2.114，所述平坦部分用于在將閥芯2.44的外螺紋2.84螺紋地插入配件2.72的內(nèi)件2.76的內(nèi)螺紋2.78中時由扳鉗夾持。優(yōu)選地，設(shè)置纖維墊圈2.116，以將套圈2.104的底部密封至配件2.72的內(nèi)件2.76。
[0060]與壓力釋放閥1.36類似，壓力釋放閥2.36的閥芯2.44優(yōu)選地具有內(nèi)1/4NPT管螺紋2.90，用于螺紋地接收膨脹閥2.62 (優(yōu)選地為熟知的施克拉德閥)的配合的外1/4NPT管螺紋。還應(yīng)當(dāng)理解的是，如果期望也可使用其他的螺紋尺寸，但是1/4NPT管螺紋是優(yōu)選的，因?yàn)樗鼈冊诠I(yè)上普遍使用。
[0061]現(xiàn)在參考圖14和圖15，現(xiàn)在可描述本發(fā)明的壓力釋放閥的第三實(shí)施例3.36。除了膨脹閥3.62的安裝以外，第三實(shí)施例3.36在所有方面均與第二實(shí)施例2.26相同。與如第二實(shí)施例2.26中具有螺紋地接收到閥芯中的單獨(dú)的膨脹閥(再次優(yōu)選地為施克拉德閥)不同，對于第三實(shí)施例而言，第三實(shí)施例3.36的膨脹閥3.62的外本體3.118與閥芯3.44整體地形成，并且熟知的施克拉德閥芯3.120螺紋地接收到外本體3.118中，產(chǎn)生如第二實(shí)施例2.36中的類似結(jié)構(gòu)和功能。無需詳細(xì)描述第三實(shí)施例3.36的其他結(jié)構(gòu)，因?yàn)閷τ诘谌龑?shí)施例3.36而言，除了膨脹閥3.62的安裝以外，第二實(shí)施例2.36的描述是足夠的。
[0062]還應(yīng)當(dāng)理解的是，不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，第一實(shí)施例1.62的修改的型式是可能的，其中本發(fā)明的第一實(shí)施例1.36的施克拉德膨脹閥1.62可相反以如第三優(yōu)選實(shí)施例3.36的方式與閥本體1.82和插入其中的施克拉德閥芯整體地形成，而并非膨脹閥1.62螺紋地接收到閥本體1.82中(如對于上文中披露的第一實(shí)施例所示出的)。
[0063]為了使用本發(fā)明的任何實(shí)施例，插塞30插入正在被測試的DWV系統(tǒng)或者下水道系統(tǒng)的所有開口中，或者插入正被阻塞以執(zhí)行維護(hù)操作的管道中(見圖1)，并且囊40通過膨脹閥1.62,2.62,3.62通過流體(典型地為空氣)膨脹。如果囊40發(fā)生過度膨脹，彈性密封件
1.54,2.54,3.54將變得彈性地偏轉(zhuǎn)，如上文中所描述的，以允許囊40內(nèi)的過量流體壓力逸出到外部環(huán)境52中。當(dāng)已從囊40內(nèi)釋放足夠的過量流體壓力時，彈性密封件1.54,2.54、
3.54的環(huán)向應(yīng)力將導(dǎo)致壓力釋放出口 1.50、2.50,3.50的重新密封。當(dāng)所有插塞30正密封它們相應(yīng)的DWV系統(tǒng)的開口時，則用流體(諸如水或者空氣)對已閉合的的DWV系統(tǒng)加壓一段時間，以確定DWV系統(tǒng)是否是無泄漏的，在該情況下它將在測試持續(xù)時間內(nèi)保持額定的壓力。在成功測試之后或者當(dāng)維護(hù)操作已完成使得不再需要流阻塞時，則收縮和移除臨時插塞30。
[0064]工業(yè)實(shí)用性
[0065]本發(fā)明的具有壓力釋放閥的插塞用于將排水、廢棄物和通風(fēng)(“DWV”)管道或者管道設(shè)備或下水道系統(tǒng)的進(jìn)入開口暫時地密封，使得可針對泄漏而對DWV或者下水道系統(tǒng)進(jìn)行壓力測試，或者該插塞用于在執(zhí)行維護(hù)操作時阻塞經(jīng)過管道的流。當(dāng)在將管道或者進(jìn)入開口內(nèi)的插塞密封的過程中囊發(fā)生過度膨脹時，插塞的壓力釋放閥釋放插塞的囊內(nèi)的過量力
[0066]盡管已結(jié)合優(yōu)選的實(shí)施例以及優(yōu)選的使用描述和圖示了本發(fā)明，但是本發(fā)明不以這種方式受限制，因?yàn)樵诒景l(fā)明的充分的旨在范圍內(nèi)可對本發(fā)明進(jìn)行修改和改變。
【權(quán)利要求】
1.一種插塞，用于在對具有大體柱形內(nèi)管道壁的管道進(jìn)行密封中使用，所述插塞包括能膨脹的囊，所述囊具有限定在所述囊內(nèi)的內(nèi)部空間；所述插塞還包括安裝到所述插塞的一端中的壓力釋放閥，所述壓力釋放閥包括: Ca)閥芯，具有穿過所述閥芯的 壓力釋放通路，所述壓力釋放通路具有與所述內(nèi)部空間流體連通的壓力釋放入口，并且所述壓力釋放通路還具有與所述囊外部的外部環(huán)境流體連通的壓力釋放出口； (b)彈性密封件，具有第一密封部分，所述第一密封部分總是處于圍繞所述閥芯的一部分的環(huán)向應(yīng)力下，并且所述第一密封部分選擇性地將所述壓力釋放出口相對于所述外部環(huán)境密封，其中，當(dāng)所述囊發(fā)生過度膨脹時，所述第一密封部分變得彈性地偏轉(zhuǎn)，以使所述壓力釋放出口相對于所述外部環(huán)境解除密封并且從而允許所述囊內(nèi)的過量流體壓力通過所述壓力釋放通路釋放并流出所述壓力釋放出口而進(jìn)入所述外部環(huán)境中，在已使所述囊內(nèi)的足夠的過量流體壓力釋放之后，所述環(huán)向應(yīng)力使得所述第一密封部分將所述壓力釋放出口相對于所述外部環(huán)境重新密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的插塞，其中，所述壓力釋放閥還包括膨脹通路和膨脹閥，所述膨脹通路穿過所述壓力釋放閥且與所述內(nèi)部空間流體連通，所述膨脹閥介于所述膨脹通路與所述外部環(huán)境之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的插塞，其中，所述壓力釋放入口通入所述膨脹通路中，使得所述壓力釋放通路通過所述膨脹通路與所述內(nèi)部空間流體連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的插塞，其中，所述閥芯被接收到閥本體中，從而將所述彈性密封件的第二部分以陷入方式密封在所述閥芯與所述閥本體之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的插塞，其中，所述膨脹閥為施克拉德閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的插塞，其中，所述壓力釋放閥包括套圈，所述套圈將所述彈性密封件的第二部分以卷壓方式密封于所述閥芯。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的插塞，其中，所述壓力釋放入口通入所述膨脹通路中，使得所述壓力釋放通路通過所述膨脹通路與所述內(nèi)部空間流體連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的插塞，其中，所述膨脹閥為施克拉德閥。
【文檔編號】F16L55/12GK103906963SQ201280038216
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年6月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月7日
【發(fā)明者】理查德·E·拉松, 史蒂文·R·科萊 申請人:Ips公司