專利名稱：緊急切斷安全裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開內(nèi)容大體上涉及用于氣體分配系統(tǒng)的安全裝置，更具體而言，涉及緊急切斷(slam-shut)型安全閥。
背景技術(shù)：
氣體分配系統(tǒng)，特別是天然氣分配系統(tǒng)，通常將氣體沿一系列管道并通過一系列閥門從生產(chǎn)者輸送到消費者。各個氣體分配系統(tǒng)可以包括控制分配系統(tǒng)中的氣體壓力的一個或多個調(diào)節(jié)閥。通常，氣體在高壓下被輸送通過系統(tǒng)。然而，氣體壓力在最終分配到消費者之前必須被減小。該減壓通常在位于本地網(wǎng)絡(luò)中的減壓站完成。通常，所述減壓站包括一個或多個調(diào)壓閥以及在調(diào)壓閥失效時切斷氣流的某種安全裝置。最普遍地，緊急切斷安全閥被用于上述目的。例如，通過引用并入于此的美國專利4，134，421公開了一種在管路中提供過壓保護的緊急切斷安全閥。該緊急切斷安全閥被大致設(shè)置在調(diào)壓閥的上游，使得在調(diào)壓閥失效的情況下該緊急切斷閥可防止氣體到達調(diào)壓閥。緊急切斷安全閥針對最大和最小壓力容許量監(jiān)控調(diào)壓閥下游的氣體壓力。如果下游壓力超過最大或最小容許量的任何之一，緊急切斷安全閥關(guān)閉，從而切斷通向調(diào)壓閥的氣流并防止氣體因調(diào)壓閥失效而不受控制地泄漏。

發(fā)明內(nèi)容
—種用于氣體分配系統(tǒng)的緊急切斷安全閥包括閥體、連接到所述閥體的上外殼，所述上外殼容納兩個彈簧。所述兩個彈簧同軸設(shè)置并且被鑄管分隔。所述兩個彈簧被連接到一側(cè)暴露于氣體系統(tǒng)壓力的可動隔膜。卡環(huán)法蘭被連接到所述閥體，所述卡環(huán)法蘭適于將所述安全裝置固定到所述氣體分配系統(tǒng)中的主調(diào)節(jié)器。所述閥體包括安裝在該閥體內(nèi)的凸輪。限位開關(guān)被直接連接到所述凸輪，使得所述限位開關(guān)直接響應(yīng)所述隔膜的移動而移動。復(fù)位銷從所述閥體延伸并與所述凸輪相互作用，使得通過移動所述復(fù)位銷，所述凸輪可以從關(guān)閉位置復(fù)位到打開位置。


本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點在結(jié)合以下附圖閱讀說明書之后將變得明顯，所述附圖包括
圖I為根據(jù)本公開內(nèi)容的教示構(gòu)造的緊急切斷安全裝置的透視圖；圖2為圖I中所示的緊急切斷安全裝置的上外殼的剖切圖；圖3A為設(shè)置在圖I的緊急切斷安全裝置的上外殼和閥體之間的隔膜的剖視圖；圖3B為低壓結(jié)構(gòu)的圖3A的隔膜的剖視圖；圖3C為高壓結(jié)構(gòu)的圖3A的隔膜的剖視圖；圖4為用于將圖I的緊急切斷安全閥固定到主調(diào)節(jié)閥的卡環(huán)法蘭的透視圖；圖5A為圖I的緊急切斷安全裝置的閥體的前視剖切圖，其特別突出顯示位于復(fù)位位置的復(fù)位銷；和圖5B為圖I的緊急切斷安全裝置的閥體的前視剖切圖，其特別突出顯示位于再鎖 合位置的復(fù)位銷。
具體實施例方式現(xiàn)在參見附圖，圖I例示出根據(jù)本公開內(nèi)容的教示構(gòu)造的緊急切斷安全裝置10。特別是，該緊急切斷安全裝置10被連接到氣體分配系統(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、連接到該閥體的上外殼14、安裝到閥體12的一側(cè)的卡環(huán)法蘭16、限位開關(guān)18、以及從閥體伸出的復(fù)位銷20。緊急切斷安全裝置10通過緊固件22連接到主調(diào)節(jié)器(未示出)。同樣地，上外殼14通過緊固件26連接到閥體12。緊固件22、26可以是螺栓、鉚釘、螺釘、或者適于將一個部件連接到另一部件的可能的任何其它類型的緊固件。上外殼14(圖2)容納過壓彈簧30和欠壓彈簧32。欠壓彈簧32確定氣體分配系統(tǒng)中的下限(最低)可容許氣體壓力。相似地，過壓彈簧30確定氣體分配系統(tǒng)中的上限(最高)可容許氣體壓力。過壓和欠壓彈簧30、32以大致同軸結(jié)構(gòu)(即，兩個彈簧的中心軸線重合設(shè)置)被設(shè)置在上外殼14內(nèi)。然而，這些彈簧不必被同軸設(shè)置，這些彈簧可以軸向相互偏尚。內(nèi)鑄管34將過壓彈簧30與欠壓彈簧32分隔。外鑄管36圍繞過壓彈簧30并保護過壓彈簧30和欠壓彈簧32 二者免受環(huán)境因素的影響。欠壓彈簧32在一端被連接到隔膜板37，而過壓彈簧在一端被連接到過壓環(huán)41。過壓環(huán)41可以被連接到隔膜板37。隔膜板37和過壓環(huán)41均可以被連接到隔膜42，這將在下文更加詳細地進行討論。隔膜42在一側(cè)暴露于系統(tǒng)壓力，隔膜42的另一側(cè)暴露于來自過壓彈簧30和欠壓彈簧32的彈簧力。隔膜42的一部分是可移動的，且根據(jù)沿軸線A的系統(tǒng)壓力可移位到閥體12或上外殼14的內(nèi)部。軸線A與過壓彈簧30和欠壓彈簧32的中心軸線基本平行或同軸。在隔膜42的相對端，過壓彈簧30和欠壓彈簧32分別接觸或抵靠過壓調(diào)節(jié)蓋44和欠壓調(diào)節(jié)蓋46。過壓調(diào)節(jié)蓋44和欠壓調(diào)節(jié)蓋46能夠沿軸線A朝向和遠離隔膜42移位。在一個實施例中，過壓調(diào)節(jié)蓋44和欠壓調(diào)節(jié)蓋46可以分別與外鑄管36和內(nèi)鑄管34螺紋接合。特別是，過壓蓋44既可以與外鑄管36的內(nèi)表面也可以與內(nèi)鑄管34的外表面螺紋接合。欠壓蓋46可以與內(nèi)鑄管34的內(nèi)表面螺紋接合。過壓蓋46和欠壓蓋44均可沿軸線A移動，以調(diào)節(jié)過壓彈簧30和欠壓彈簧32對隔膜板37的彈簧張力。調(diào)節(jié)蓋44、46和隔膜板37之間的距離確定緊急切斷安全裝置10的過壓和欠壓設(shè)定點。與傳統(tǒng)的緊急切斷閥相t匕，過壓彈簧30和欠壓彈簧32的中心軸線被設(shè)置在隔膜42的相同側(cè)。將過壓彈簧30和欠壓彈簧32均設(shè)置在隔膜42的相同側(cè)便于從閥的外部對過壓彈簧30和欠壓彈簧32進行調(diào)節(jié)。此外，對過壓彈簧30和欠壓彈簧32的調(diào)節(jié)可以相互獨立地進行。換句話說，使用者可以僅調(diào)節(jié)過壓彈簧30，而不影響欠壓彈簧32，或者可以僅調(diào)節(jié)欠壓彈簧32，而不影響過壓彈簧30。在過壓和欠壓彈簧被設(shè)置在隔膜的相對側(cè)的傳統(tǒng)的緊急切斷閥中，對一個彈簧的調(diào)節(jié)影響另一個彈簧的張力，使得彈簧不能被相互獨立地調(diào)節(jié)。而且，在至少一個實施例中，將過壓彈簧30和欠壓彈簧32同軸設(shè)置使得上外殼14緊湊，從而利于安裝在空間狹小或有限的位置。 隔膜42 (圖3A、圖3B、圖3C)包括用于將上外殼14與閥體12密封的外0形環(huán)50。隔膜42還包括第一和第二同心回旋結(jié)構(gòu)52a、52b。外平面區(qū)域51將0形環(huán)50與第一回旋結(jié)構(gòu)52a分隔。中間平面區(qū)域53將第一回旋結(jié)構(gòu)52a與第二回旋結(jié)構(gòu)52b分隔，并且內(nèi)平面區(qū)域55將第二回旋結(jié)構(gòu)52b與中心開口 54分隔。第一和第二回旋結(jié)構(gòu)52a、52b允許單個隔膜42用于低壓結(jié)構(gòu)和高壓結(jié)構(gòu)二者。低壓結(jié)構(gòu)示于圖3B中，高壓結(jié)構(gòu)示于圖3C中。當(dāng)將隔膜42連接到隔膜板37時，中心開口 54可以接納緊固件(例如螺栓)。這樣，由于隔膜42適于高壓結(jié)構(gòu)和低壓結(jié)構(gòu)二者，因此減少了制造成本。另外，庫存管理因僅需要儲存一個隔膜而改善，并且由于減少了庫存零部件的數(shù)量而能夠?qū)崿F(xiàn)較高的訂購量。低壓結(jié)構(gòu)包括低壓隔膜板38，低壓隔膜板38為剛性板，該板覆蓋內(nèi)側(cè)回旋結(jié)構(gòu)52b、內(nèi)平面區(qū)域55和中間平面區(qū)域53 (圖3B)，并允許外側(cè)回旋結(jié)構(gòu)52a和外平面區(qū)域51保持可動。同樣地，高壓結(jié)構(gòu)包括高壓隔膜板40，高壓隔膜板40為剛性板，該板覆蓋外側(cè)回旋結(jié)構(gòu)52a和中間平面區(qū)域53 (圖3C)，并允許內(nèi)側(cè)回旋結(jié)構(gòu)52b、內(nèi)平面區(qū)域55和外平面區(qū)域51保持可動。采用這種方式，低壓隔膜板38和高壓隔膜板40確定隔膜42的哪部分保持可動以及隔膜的哪部分被防止移動。緊急切斷安全裝置10通過卡環(huán)法蘭16 (圖4)被連接到主調(diào)節(jié)器(未示出)。卡環(huán)法蘭16包括用于接納緊固件22的多個開口 56。進一步，卡環(huán)法蘭16沿一個邊緣包括開口 58。由于開口 58可以變形和擴張以便于安裝，所以開口 58允許快速安裝?？ōh(huán)法蘭16的對稱性質(zhì)允許緊急切斷安全裝置10在可能的任何方位被連接到主調(diào)節(jié)器(未示出)，而不會導(dǎo)致氣體和水的泄漏。再次參見圖1，閥體12包括被連接到可旋轉(zhuǎn)凸輪62的限位開關(guān)18，凸輪62包括三個凸輪臂63a、63b、63c。凸輪62通過柱塞64在第一凸輪臂63a處連接到隔膜42。柱塞64包括向下延伸的柱塞臂65。柱塞臂65在第一凸輪臂63a上的與凸輪62的樞轉(zhuǎn)軸線偏移的連接點67處連接到凸輪62。隨著柱塞64響應(yīng)大到足以克服過壓彈簧30產(chǎn)生的力的過壓狀況而向上移動，凸輪62逆時針旋轉(zhuǎn)(在本實施例中)。隨著凸輪62旋轉(zhuǎn)，連接到第一凸輪臂63a的閂鎖(latch)被松開，并且緊急切斷塞(未示出)移動到關(guān)閉位置，從而切斷向主調(diào)節(jié)器的氣體供應(yīng)。響應(yīng)欠壓彈簧32的彈簧力克服系統(tǒng)氣體壓力的欠壓狀況，柱塞64向下移動，導(dǎo)致凸輪62順時針方向旋轉(zhuǎn)。在預(yù)定的旋轉(zhuǎn)量后，連接到第一凸輪臂63a的閂鎖被松開，并且緊急切斷塞移動到關(guān)閉位置，從而切斷向主調(diào)節(jié)器的氣體供應(yīng)。由于限位開關(guān)18通過第二凸輪臂62b直接聯(lián)接到凸輪62，而第二凸輪臂62b通過凸輪62和柱塞64聯(lián)接到隔膜42，因此限位開關(guān)18通過凸輪62的旋轉(zhuǎn)檢測隔膜42的移動。采用這種方式，限位開關(guān)18響應(yīng)壓力的細微變化而縱向移動，從而檢測隔膜42的移動，即使復(fù)位銷組件66損壞亦是如此。閥體12還包括用于再鎖合凸輪62的復(fù)位銷組件66。復(fù)位銷組件66包括復(fù)位桿68、再鎖合塞70、行進指示器72 (圖5A、圖5B)和復(fù)位套筒74。復(fù)位桿68響應(yīng)再鎖合塞70和凸輪62的第三凸輪臂63c之間的相互作用而能夠在復(fù)位套筒74中滑動。隨著凸輪62響應(yīng)隔膜42的移動而旋轉(zhuǎn)，第三凸輪臂63c接觸再鎖合塞70的第一肩部71a，并驅(qū)使再鎖合塞70向外(向圖I、圖5A和圖5B的左側(cè))。這接著使復(fù)位桿68向外移動，并且復(fù)位桿68接觸行進指示器72(圖5A和圖5B)。行進指示器72可以由彈性、可變形材料形成。當(dāng)復(fù)位桿68接觸行進指示器72時，行進指示器72的中心部分向外變形(如圖5A所示)，從而產(chǎn)生凸輪62響應(yīng)過壓或欠壓狀況而發(fā)生旋轉(zhuǎn)的可視且可感知的指示。行進指示器72通過在復(fù)位套筒74內(nèi)形成密封而提供免受水或其它環(huán)境因素影響的保護，從而保護復(fù)位桿68。一旦過/欠壓狀況被改正，復(fù)位銷組件66可用于再鎖合凸輪62。使用者可以將復(fù)位桿68的一端(設(shè)置在行進指示器中的一端)向閥體12的內(nèi)部移位。這樣，再鎖合塞70也可被移位，且再鎖合塞70的第二肩部71b可以接觸第三凸輪臂63c，從而驅(qū)使凸輪62旋轉(zhuǎn)至再鎖合位置。盡管本文出于例示本發(fā)明的目的示出了某些代表性實施例和細節(jié)，對本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的是，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對本文所公開的方法和裝置進行各種改變。
權(quán)利要求
1.一種用于氣體分配系統(tǒng)的緊急切斷安全閥，該緊急切斷安全閥包括 閥體； 安裝到所述閥體上的上外殼； 設(shè)置在所述閥體和所述上外殼之間的隔膜，所述隔膜的至少一部分能夠移位到所述閥體的內(nèi)部和移位到所述上外殼的內(nèi)部，所述隔膜具有暴露于氣體系統(tǒng)壓力的第一側(cè)； 設(shè)置在所述上外殼內(nèi)的第一彈簧和第二彈簧，所述第一彈簧和所述第二彈簧向所述隔膜的與所述氣體系統(tǒng)壓力相對的第二側(cè)施加彈簧力； 連接到所述隔膜的所述第一側(cè)的柱塞； 能旋轉(zhuǎn)地安裝在所述閥體內(nèi)的凸輪，所述凸輪具有第一臂、第二臂和第三臂，所述第一臂接觸所述柱塞； 接合所述第一臂的閂鎖，所述閂鎖適于連接到緊急切斷閥塞； 其中所述柱塞朝向或遠離所述凸輪的移動使所述凸輪旋轉(zhuǎn)并使所述R鎖松開。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的緊急切斷安全閥，其中所述第三凸輪臂適于接觸復(fù)位銷，所述復(fù)位銷能移動進出所述閥體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的緊急切斷安全閥，其中所述復(fù)位銷在一端包括復(fù)位塞，所述復(fù)位塞包括適于接觸所述第三凸輪臂的第一肩部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的緊急切斷安全閥，其中行進指示器被安裝在所述復(fù)位銷的第二端，所述行進指示器能夠隨所述復(fù)位銷從指示所述閂鎖被松開的延伸位置移動到指示所述閂鎖被接合的縮回位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的緊急切斷安全閥，其中所述行進指示器由彈性材料形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的緊急切斷安全閥，其中所述第二凸輪臂適于接觸限位開關(guān)，所述限位開關(guān)響應(yīng)所述凸輪的旋轉(zhuǎn)而縱向移動。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的緊急切斷安全閥，其中所述限位開關(guān)直接聯(lián)接到所述第二凸輪臂。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的緊急切斷安全閥，其中所述限位開關(guān)通過所述凸輪的旋轉(zhuǎn)檢測所述隔膜的移動。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的緊急切斷安全閥，其中所述柱塞包括延伸遠離所述隔膜的柱塞臂，所述柱塞臂連接到所述第一凸輪臂。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的緊急切斷安全閥，其中所述第一凸輪臂包括閂鎖。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的緊急切斷安全閥，包括安裝在所述閥體外側(cè)的卡環(huán)法蘭，所述卡環(huán)法蘭適于將所述緊急切斷安全閥固定到一控制閥，所述卡環(huán)法蘭沿一個邊緣包括開□。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的緊急切斷安全閥，其中所述開口允許所述卡環(huán)法蘭在安裝期間變形。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的緊急切斷安全閥，包括設(shè)置在所述第一彈簧的與所述隔膜相對的一端的第一調(diào)節(jié)蓋。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的緊急切斷安全閥，其中所述第一調(diào)節(jié)蓋被螺紋固定到所述上外殼，并且所述第一調(diào)節(jié)蓋能夠沿所述第一彈簧的軸線移位，所述第一調(diào)節(jié)蓋的移位改變由所述第一彈簧施加在所述隔膜上的彈簧力的大小。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的緊急切斷安全閥，包括設(shè)置在所述第二彈簧的與所述隔膜相對的一端的第二調(diào)節(jié)蓋。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的緊急切斷安全閥，其中所述第二調(diào)節(jié)蓋被螺紋固定到所述上外殼，并且所述第二調(diào)節(jié)蓋能夠沿所述第二彈簧的軸線移位，所述第二調(diào)節(jié)蓋的移位改變由所述第二彈簧施加在所述隔膜上的彈簧力的大小。
17.根據(jù)權(quán)利要求I所述的緊急切斷安全閥，其中所述第一彈簧和所述第二彈簧的縱向軸線同軸設(shè)置。
全文摘要
一種用于氣體分配系統(tǒng)的緊急切斷安全裝置，包括閥體(12)、連接到該閥體的上外殼(14)，該上外殼容納兩個彈簧(30，32)。所述兩個彈簧同軸設(shè)置并且被鑄管分隔。進一步，所述兩個彈簧被連接到暴露于氣體系統(tǒng)壓力的可動隔膜(42)?？ōh(huán)法蘭(16)也被連接到所述閥體，所述卡環(huán)法蘭被用于將所述安全裝置固定到所述氣體分配系統(tǒng)中的主調(diào)節(jié)器。所述閥體還包括安裝在所述閥體中的凸輪(62)。限位開關(guān)(18)被直接連接到所述凸輪，使得所述限位開關(guān)直接響應(yīng)所述隔膜的移動而移動。另外，復(fù)位銷(66)從所述閥體延伸并且與所述凸輪相互作用，使得通過移動所述復(fù)位銷所述凸輪可以從關(guān)閉位置復(fù)位到打開位置。
文檔編號F16K17/164GK102628518SQ201210085178
公開日2012年8月8日 申請日期2008年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月20日
發(fā)明者克勞德·法伊拉特, 紀堯姆·富爾內(nèi)爾, 阿諾·布儒瓦 申請人:費希爾控制產(chǎn)品國際有限公司