緊急切斷安全裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開內(nèi)容總體上涉及用于氣體分配系統(tǒng)的安全裝置，并且具體涉及緊急切斷型安全閥。
【背景技術(shù)】
[0002]氣體分配系統(tǒng)，特別是天然氣分配系統(tǒng)，典型地沿著一系列管件且通過一系列閥從生產(chǎn)者向消費(fèi)者輸送氣體。每個(gè)氣體分配系統(tǒng)可以包括控制分配系統(tǒng)內(nèi)的氣體的壓力的一個(gè)或多個(gè)調(diào)節(jié)閥。通常，以高壓力傳送氣體通過系統(tǒng)。然而，在最終分配到消費(fèi)者之前，必須降低氣體的壓力。這種壓力降低典型地在本地網(wǎng)絡(luò)(local network)內(nèi)的減壓站處實(shí)現(xiàn)。
[0003]典型地，這些減壓站包括一個(gè)或多個(gè)壓力調(diào)節(jié)閥和在壓力調(diào)節(jié)閥失效時(shí)截?cái)鄽怏w流動(dòng)的某種類型的安全裝置。最為常見的是，當(dāng)不期望或不允許向大氣釋放氣體時(shí)，緊急切斷安全閥被用于這個(gè)目的。例如，美國專利N0.4，134，421公開了一種緊急切斷安全閥，其提供管線中的過壓保護(hù)，將美國專利N0.4，134，421以引用的方式并入本文。該緊急切斷安全閥通常設(shè)置在壓力調(diào)節(jié)閥的上游，使得在發(fā)生壓力調(diào)節(jié)閥故障時(shí)緊急切斷閥可以防止氣體到達(dá)壓力調(diào)節(jié)閥。緊急切斷安全閥針對(duì)最大和最小壓力容限監(jiān)視壓力調(diào)節(jié)閥下游的氣壓。如果下游壓力超出最大或最小容限，緊急切斷安全閥關(guān)閉，切斷氣體向壓力調(diào)節(jié)閥的流動(dòng)，并且防止因壓力調(diào)節(jié)閥故障導(dǎo)致氣體非受控地泄漏。
[0004]在美國專利N0.8，225，812中公開了緊急切斷安全閥的另一個(gè)例子，該專利公開了一種過壓和欠壓保護(hù)裝置。美國專利N0.8，225，812由此以引用方式并入本文。
[0005]已知的緊急切斷安全閥存在一些問題。例如，已知的緊急切斷安全閥中的鎖閉插塞由復(fù)位桿引導(dǎo)，如果復(fù)位桿在來自鎖閉凸輪的高壓力負(fù)荷下彎曲，則復(fù)位桿容易卡滯(binding)。另外，已知的緊急切斷安全閥利用卡子將鎖閉插塞附接到復(fù)位桿，卡子在高流速閥中會(huì)出現(xiàn)故障，因?yàn)榭ㄗ涌赡懿荒艿挚褂筛吡魉匍y產(chǎn)生的高動(dòng)態(tài)力。此外，已知的緊急切斷安全裝置中的安全盤在遇到高流速時(shí)容易錯(cuò)位，這會(huì)導(dǎo)致在閥口上的不完全密封和不可靠的截止。
【附圖說明】
[0006]—旦閱讀了下面結(jié)合附圖所做的描述，本實(shí)用新型的各種目的、特征和優(yōu)點(diǎn)就將變得顯而易見，在附圖中:
[0007]圖1是根據(jù)本公開內(nèi)容的教導(dǎo)構(gòu)建的緊急切斷安全裝置的橫截面圖；
[0008]圖2是圖1中的緊急切斷安全裝置中的鎖閉插塞的特寫橫截面圖；
[0009]圖3是圖1中的緊急切斷安全裝置中的耦合螺母的特寫橫截面圖；以及
[0010]圖4是圖1中的緊急切斷安全裝置中的閥盤的一部分的特寫橫截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到附圖，圖1示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的教導(dǎo)構(gòu)建的一種緊急切斷安全裝置
10。該緊急切斷安全裝置10可以附接到氣體分配系統(tǒng)中的主調(diào)節(jié)器(未示出)。緊急切斷安全裝置10包括閥體12、附接到閥體的上殼體14、安全盤16、和復(fù)位銷20。上殼體14可以借助緊固件26附接到閥體12。緊固件26可以是螺栓、鉚釘、螺釘，或?qū)嶋H上適于將一個(gè)部件緊固到另一個(gè)部件的任何其他類型的緊固件。在其他實(shí)施例中，上殼體14可以與閥體12形成為一體。
[0012]上殼體14容納過壓彈簧30和欠壓彈簧32。欠壓彈簧32確定了氣體分配系統(tǒng)中的低限(最小)可接受氣壓。過壓彈簧30確定了氣體分配系統(tǒng)中的高限(最大)可接受氣壓。過壓和欠壓彈簧30、32 二者以大致同軸配置(即，兩個(gè)彈簧的中心軸線共線定位)設(shè)置在上殼體14中。然而，該彈簧不必軸向地共線定位，并且彈簧可以彼此軸向偏置。內(nèi)部鑄管34將過壓彈簧30從欠壓彈簧32分開。外部鑄管36圍繞過壓彈簧30并且保護(hù)過壓彈簧30和欠壓彈簧32 二者免受外部因素。欠壓彈簧32在一端部處耦合到膜片板37，并且過壓彈簧在一端部處耦合到過壓環(huán)41。過壓環(huán)41可以耦合到膜片板37。膜片板37和過壓環(huán)41 二者可以附接到膜片42。膜片42在一側(cè)暴露于系統(tǒng)壓力，并且膜片42在另一側(cè)暴露于來自過壓彈簧30和欠壓彈簧32的彈簧力。膜片42的一部分是可移動(dòng)的，并且取決于沿著軸線A的系統(tǒng)壓力而可移位到閥體12或上殼體14的內(nèi)部部分中。軸線A與過壓彈簧30和欠壓彈簧32的中心軸線基本上平行或同軸。在其他實(shí)施例中，可采用單一的過壓或欠壓彈簧。
[0013]在與膜片42相對(duì)的端部處，過壓彈簧30和欠壓彈簧32分別接觸或支靠在過壓調(diào)節(jié)帽44和欠壓調(diào)節(jié)帽46上。過壓調(diào)節(jié)帽44和欠壓調(diào)節(jié)帽46可沿軸線A朝向和背離膜片42移位。在一個(gè)實(shí)施例中，過壓調(diào)節(jié)帽44和欠壓調(diào)節(jié)帽46可以分別與外部和內(nèi)部鑄管36、34螺紋地接合。特別地，過壓帽44可以與外部鑄管36的內(nèi)表面或與內(nèi)部鑄管34的外表面螺紋地接合。欠壓帽46可以與內(nèi)部鑄管34的內(nèi)表面螺紋地接合。欠壓帽46和過壓帽44二者都可沿軸線A移動(dòng)，以調(diào)節(jié)過壓彈簧30和欠壓彈簧32在膜片板37上的彈簧張力。調(diào)節(jié)帽44、46與膜片板37之間的距離確定了緊急切斷安全裝置10的過壓和欠壓設(shè)定點(diǎn)。
[0014]過壓彈簧30和欠壓彈簧32的中心軸線定位在膜片42的同一側(cè)。將過壓彈簧30和欠壓彈簧32兩者定位在膜片42的同一側(cè)，便于從閥的外側(cè)調(diào)節(jié)過壓彈簧30和欠壓彈簧32。另外，對(duì)過壓彈簧30和欠壓彈簧32的調(diào)節(jié)可以彼此獨(dú)立地進(jìn)行。換言之，使用者可以僅調(diào)節(jié)過壓彈簧30，而不影響欠壓彈簧32，或反之亦然。此外，在至少一個(gè)實(shí)施例中，過壓彈簧30和欠壓彈簧32的同軸定位可產(chǎn)生緊湊的上殼體14，這對(duì)于在狹窄或有限的空間位置安裝是有利的。
[0015]膜片42包括用于利用閥體12密封上殼體14的外部ο型環(huán)50。膜片42還包括第一和第二同心回旋部(concentric convolut1n) 52a和52b。外部平面區(qū)51將ο型環(huán)50與第一回旋部52a分開。中間平面區(qū)53將第一回旋部52a與第二回旋部52b分開，并且內(nèi)部平面區(qū)55將第二回旋部52b與中央開口 54分開。第一和第二回旋部52a、52b允許單一的膜片42被用于低壓力配置和高壓力配置二者。在將膜片42附接到膜片板37時(shí)，中央開口 54可以接收緊固件(例如，螺栓)。通過使膜片42適合于被用于高壓力配置和低壓力配置這兩種配置，膜片42可降低制造成本。另外，由于只需要儲(chǔ)存一個(gè)膜片，因此備貨管理能力可增強(qiáng)，并且由于存貨零件數(shù)量減小，可以實(shí)現(xiàn)更多的訂貨量。
[0016]閥體12包括釋放元件，諸如具有三個(gè)凸輪臂63a、63b、63c的可旋轉(zhuǎn)凸輪62。凸輪62在第一凸輪臂63a處經(jīng)由柱塞64連接到膜片42。隨著柱塞64響應(yīng)于足夠強(qiáng)而克服由過壓彈簧30所產(chǎn)生的力的過壓狀態(tài)而向上移動(dòng)，凸輪62順時(shí)針(在本實(shí)施例中)旋轉(zhuǎn)。隨著凸輪62旋轉(zhuǎn)，連接到第二凸輪臂63b的鎖栓被釋放，并且安全盤16移動(dòng)到關(guān)閉位置(在圖1中向右)以密封安全座(未示出)，由此截?cái)嘞蛑髡{(diào)節(jié)器的氣體供應(yīng)。響應(yīng)于欠壓狀態(tài)，其中欠壓彈簧32的彈簧力克服了系統(tǒng)氣壓，柱塞64抵靠著第三凸輪臂63c向下移動(dòng)，導(dǎo)致凸輪62沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。在預(yù)定的旋轉(zhuǎn)量之后，連接到第二凸輪臂63b的鎖栓被釋放，并且安全盤16移動(dòng)到關(guān)閉位置，由此截?cái)嘞蛑髡{(diào)節(jié)器的氣體供應(yīng)。
[0017]閥體12還包括用于再鎖定凸輪62的復(fù)位銷組件66。復(fù)位銷組件66包括復(fù)位桿68、再鎖定插塞70、行程指示器72、和復(fù)位套筒74。復(fù)位桿68響應(yīng)于再鎖定插塞70與在第二凸輪臂63b處的凸輪62的相互作用而在復(fù)位套筒74中是可移動(dòng)的。隨著凸輪62旋轉(zhuǎn)，第二凸輪臂63b接觸再鎖定插塞70的第一肩部71a (圖2)并且迫使再鎖定插塞70向外(在圖1和2中向左)。這繼而使復(fù)位桿68向外移動(dòng)，并且復(fù)位桿68接觸行程指示器72。當(dāng)復(fù)位桿68接觸行程指示器72時(shí)，行程指示器72的中央部分向外移動(dòng)，從而產(chǎn)生凸輪62在待命位置的視覺和觸感指示。盡管在本實(shí)施例中凸輪示出為釋放元件，但其他類型的釋放元件可以用在其他實(shí)施例中。例如，其他實(shí)施例可以包括滑動(dòng)柄桿或球軸承，或能夠以可釋放的方式約束再鎖定插塞的任何其他類型的結(jié)構(gòu)。
[0018]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖2，示出了取自圖1中的虛線圓圈2的再鎖定插塞70的特寫圖。再鎖定插塞70在再鎖定套80內(nèi)滑動(dòng)。再鎖定套80位于閥體12中的孔82內(nèi)。再鎖定套80包括中央盲孔84。再鎖定插塞70位于中央盲孔84內(nèi)，使得再鎖定插塞70的外表面沿著中央盲孔84的內(nèi)表面從外部被引導(dǎo)。由于再鎖定插塞70從外部被引導(dǎo)，因此不容易由于復(fù)位桿68上由凸輪62產(chǎn)生的彎矩而導(dǎo)致卡滯。此配置還導(dǎo)致再鎖定插塞70與凸輪62之間在肩部71a處更緊湊的可釋放連接。另外，外部引導(dǎo)還增大了復(fù)位桿68的內(nèi)部間隙，這使得復(fù)位組件66對(duì)復(fù)位桿68直線度或錯(cuò)位的變化較不敏感。此外，來自凸輪62的力通過外部引導(dǎo)而被傳遞到再鎖定套8