隔離閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種隔離閥，包括本體(1)和密封檢查裝置(34)，本體(1)包括用于流體通路的通道(4)，通道(4)用于被上游球形堵頭(5)和下游球形堵頭(6)關閉，上游球形堵頭(5)和下游球形堵頭(6)可以相互獨立地在允許流體通過所述通道(4)的位置與關閉通道(4)的位置之間致動；密封檢查裝置(34)通向所述通道(4)并且位于兩個球形堵頭(5、6)之間。上游堵頭(5)配備有“單活塞效應”類型的上游座(14)并且不具有下游座。下游堵頭(6)配備有“單活塞效應”類型的上游座(16)并且具有“雙活塞效應”類型的下游座(17)。
【專利說明】隔離閥
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種隔離閥，該隔離閥設計成特別地用于配備液化氣體儲存罐。
【背景技術】
[0002]通常氣體儲存罐包括隔離裝置，所述隔離裝置允許防止任何氣體從罐中流出。為此目的，已知為罐配備安裝在氣體抽出管中并通過可熔的銷阻擋的可移動安全閥。在正常操作下，安全閥通過銷保持在不妨礙液化氣體流動的位置中。在有火的情況下，銷折斷并且放開阻擋氣體流動的安全閥。實際上，這種閥僅使得能夠限制氣體的流動，但是不能提供完全的密封。因此，在安全閥的下游加一閥，所述閥即使在有火的情況下經受高溫時仍然能提供密封作用。該閥具有下述的缺點。
[0003]首先，閥設計成控制流體通過管道的流動但是不提供隔離作用。因此，這種閥總體上不能被完全地密封。
[0004]此外，這種閥的致動即使在閥機動化的情況下也相對地緩慢。的確，該閥通過軸的旋轉被致動，并且從完全打開位置過渡至完全封閉位置需要多次轉動。
[0005]此夕卜，已知用于不同的應用，閥——比如特別在文獻EP1618325和TO2010131039中描述的特殊的“雙截止泄放”或DBB類型閥——用于提供良好的密封。
[0006]該類型的閥通常包括本體，本體包括流體流動通道，流體流動通道設計成被上游球形堵頭和下游球形堵頭堵住，上游球形堵頭和下游球形堵頭能夠相互獨立地在用于流體流動通過所述通道的位置與堵住通道的位置之間操作。本體還配備有泄放裝置，該泄放裝置通向至上游堵頭與下游堵頭之間的前述通道。
[0007]使用串聯(lián)的兩個隔離裝置包括上游堵頭和下游堵頭，這使得能夠即使在隔離裝置中的一個隔離裝置失效的情況下也保證沒有流體漏出。
[0008]泄放裝置使得能夠檢查堵頭的適當密封。為此目的，足以在第一時間封閉堵頭以泄放通道的位于兩個堵頭之間的部分，隨后在預定時間段結束時通過第二泄放裝置檢查有無流體漏出上游堵頭的下游。
[0009]“雙截止泄放”類型閥還包括每個上游堵頭和下游堵頭的與彈性回位裝置相關聯(lián)的上游座和下游座，從而圍繞流體流動通道密封地抵靠球形堵頭支承。
[0010]這種閥包括多個死體積，即能夠俘獲流體的受限的容積。
[0011]在兩個堵頭均處于堵住位置的情況下，第一死體積在流體流動通道中形成在上游堵頭與下游堵頭之間。
[0012]第二死體積通過前述通道的外部的容積形成，位于上游堵頭的外壁與本體之間。第二死體積還包括上游堵頭的內部容積，第二死體積在上游堵頭處于堵住位置的情況下與前述外部容積連通。
[0013]最后，第三死體積通過前述通道的外部的容積形成，位于下游堵頭的外壁與本體之間。第三死體積也包括下游堵頭的內部容積，第三死體積在下游堵頭處于堵住位置的情況下與前述外部容積連通。[0014]在有火的情況下，這些死體積中俘獲的氣體膨脹并且引起閥本體的破裂甚至爆炸，從而引起了閥的完全損壞。
[0015]氣體可以隨后通過形成的裂紋漏出，因而對火供應了燃料。
[0016]為了允許容納在第二和第三死體積中的氣體的漏出，上游堵頭和下游堵頭的座可以為“單活塞效應”類型或SPE類型。
[0017]在該情況下，座設計成在死體積中過壓的情況下與對應的堵頭分開。
[0018]這種設計具有以下缺點。
[0019]首先，由于下游座與下游堵頭分開，因此氣體可以在下游漏出至外部。即使僅涉及到有限容積(對應于第三死體積)的氣體，該氣體仍然向火供應燃料。
[0020]此外，座不允許容納在上游堵頭與下游堵頭之間的第一死體積中的氣體漏出，如上指示，此氣體的膨脹可能引起閥本體的破裂或爆炸。

【發(fā)明內容】

[0021]本發(fā)明具體目標為對該問題提供一種簡單，有效和經濟的解決方案。
[0022]為此目的，其提出一種隔離閥，該隔離閥包括本體和密封檢查裝置，本體包括流體流動通道，流體流動通道設計成被上游球形堵頭和下游球形堵頭封閉，上游球形堵頭和下游球形堵頭可以相互獨立地在流體流經所述通道的位置與堵住通道的位置之間致動，并且密封檢查裝置通向位于兩個球形堵頭之間的所述通道中，球形堵頭配備有與彈性回位裝置相關聯(lián)的座，使得球形堵頭圍繞所述通道以密封的方式抵靠球形堵頭支承，在流體流動通道的外部、每個球形堵頭的外壁與本體之間限定有死體積，每個座設計成一方面經受所述通道的內部的流體的壓力并且另一方面經受容納在死體積中的流體的壓力，其特征在于，上游球形堵頭配備有上游座并且不具有下游座，下游球形堵頭配備有上游座和下游座，上游座能夠在對應的死體積的內部過壓的情況下與球形堵頭分離，下游座設計成在對應的死體積的內部過壓的情況下保持以密封的方式抵接在下游球形堵頭上。
[0023]通過此方式，在死體積內部過壓的情況下，例如如果閥經受火的話，則容納在死體積中的每一個死體積中的氣體可以從上游漏出而對本體的破裂不造成風險。此外，氣體通常不可以從下游漏出，使得不能向火供應燃料。
[0024]有利地，上游堵頭的上游座包括環(huán)形球狀區(qū)段或截頭圓錐形表面，環(huán)形球狀區(qū)段或截頭圓錐形表面設計成與上游堵頭密封接觸，并且至少部分地覆蓋一層碳化鎢。
[0025]特別在堵頭被致動的時候，要通過閥的流體可能具有威脅損壞座并且影響座與球形堵頭之間的密封的污染物或磨蝕性的顆粒。
[0026]碳化鎢層具有高硬度，這保護上游座。然而，碳化鎢沉積的成本高。因此，優(yōu)選地，這是對常常經受該類型損壞的座提供的，即是說，對上游堵頭的上游座提供的。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的一個特征，下游堵頭的上游座和/或下游座包括設計成以密封的方式抵靠上游堵頭支承的環(huán)形插入件。
[0028]這種插入件對污染物和腐蝕性顆粒具有較低的抵抗作用，但是其提供低成本的密封作用。這些插入件可以由聚合物制成。
[0029]優(yōu)選地，下游堵頭的上游座和/或下游座還包括能夠在插入件劣化的情況下抵靠下游堵頭密封接觸的環(huán)形球狀區(qū)段或截頭圓錐形表面。[0030]通過此方式，甚至在插入件劣化的情況下，在對應的座與下游堵頭之間可以提供密封。這種劣化可能由于磨損或由于火引起的溫度升高而產生。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，下游堵頭和上游堵頭的上游座能夠沿縱向軸線相對于本體旋轉移動，每個上游座包括第一表面和第二表面，第一表面和第二表面分別地沿與堵頭相反的方向以及面向堵頭的方向而取向，第一表面和第二表面設計成經受死體積中的流體的壓力使得施加至第一表面的壓力趨于使座應用在堵頭上以及使得施加至第二表面的壓力趨于使座與堵頭分開，第二表面到垂直于縱向軸線的平面的投影大于第一表面向所述垂直平面的投影，使得通過死體積中的流體施加在座上的壓力的合力趨于使座與對應的堵頭分開。
[0032]因此兩個上游座均為“單活塞效應”或SPE類型，并允許容納在死體積中的氣體經受過壓以從上游漏出。
[0033]有利地，下游堵頭的下游座能夠沿縱向軸線相對于本體平移地移動并且包括第一表面和第二表面，第一表面和第二表面分別沿與下游堵頭相反的方向以及朝向下游堵頭的方向取向，第一表面和第二表面設計成經受死體積中的流體的壓力，使得施加至第一表面的壓力趨于使座應用于下游堵頭上并且使得施加至第二表面的壓力趨于使座與下游堵頭分開，第一表面到垂直于縱向軸線的平面的投影大于第二表面的投影，使得通過死體積中的流體施加至下游座的壓力的合力趨于使下游座壓靠下游堵頭。
[0034]配備下游堵頭的下游座為“雙活塞效應”或DPE類型，并且通常防止氣體從下游漏出。
[0035]該閥可以包括在每個上游座與本體之間提供密封的至少一個環(huán)形密封件，該密封件容置在本體或上游座的環(huán)形凹槽中。
[0036]通過此方式，容納在對應的死體積中并且進入凹槽中的流體的壓力一方面被施加在密封件的表面上并且另一方面被施加在凹槽的與密封件對置的表面上。這些表面的投影相同，合力取消。換句話說，這種構造使得能夠減小上游座的第一表面的起作用的部分，從而減小趨于使座壓靠對應的堵頭的力。因此，最終，流體在第一表面上和第二表面上的壓力的合力趨于使上游座與對應的堵頭分開。
[0037]此外，閥可以包括在下游堵頭的下游座與本體之間提供密封的至少一個環(huán)形密封件，密封件安裝在被限定在座的外圓筒形壁與本體的內圓筒形壁之間的環(huán)形空間中，密封件具有比下游座的外壁更大的直徑。
[0038]與第一表面相比，這種構造具有增加下游座的第二表面的效果，從而在對應的死體積內部過壓的情況下合力趨于使下游座壓靠下游堵頭。
[0039]優(yōu)選地，密封檢查裝置包括泄放裝置，泄放裝置通向流體流動通道的位于上游球形堵頭與下游球形堵頭之間的部段。
[0040]本發(fā)明還涉及一種用于氣體——特別用于液化氣體一一的儲存罐，該儲存罐包括用于抽出容納在罐中的氣體的管，其特征在于，抽出管包括前述類型的閥。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0041]參照附圖，根據(jù)閱讀以下作為非限制性示例給出的描述將更好地理解本發(fā)明，并且本發(fā)明的其他細節(jié)、特征和優(yōu)點將變得明顯。[0042]-圖1是現(xiàn)有技術“雙截止泄放”閥的截面圖，
[0043]-圖2是示意性地示出了配備有根據(jù)現(xiàn)有技術的球形堵頭的“單活塞效應”式的座的操作的局部縱向截面圖，
[0044]-圖3是示意性地示出了配備有根據(jù)現(xiàn)有技術的球形堵頭的“雙活塞效應”式的座的操作的局部縱向截面圖，
[0045]-圖4是根據(jù)本發(fā)明的閥的正視圖，
[0046]-圖5是圖4的閥的側視圖，
[0047]-圖6是圖4的閥的縱向截面圖，
[0048]-圖7是示出了上游堵頭的上游座的構造的細節(jié)圖，
[0049]-圖8是與圖7基本對應的視圖，示意性示出了上游堵頭的上游座的操作，
[0050]-圖9是示出了下游堵頭的上游座的構造的細節(jié)圖，
[0051]-圖10是與圖9基本對應的視圖，示意性示出了下游堵頭的上游座的操作，
[0052]-圖11是示出了下游堵頭的下游座的構造的細節(jié)圖，
[0053]-圖12是與圖11基本對應的視圖，示意性示出了下游堵頭的下游座的操作，
[0054]-圖13是示出了泄放裝置的構造的細節(jié)圖。
【具體實施方式】
[0055]在圖1中示出了根據(jù)現(xiàn)有技術的“雙截止泄放”或DBB類型閥。其與已經在文獻W02010/131039中描述的閥對應，并且其包括本體1，該本體I包括其上固定有第一有凸緣的連接器2的上游端以及其上固定有第二有凸緣的連接器3的下游端，該第一凸緣形連接器2設計成例如連接至液化氣體儲存罐的氣體抽出管線，第二有凸緣的連接器3可以不與任何管連接并因此處于打開中。本體I和凸緣2、3包括沿著閥的縱向軸線A延伸的流體流動通道4。
[0056]上游球形堵頭5和下游球形堵頭6安裝在本體I的內部，每個堵頭5、6包括中央圓筒形通孔7和外部球形表面8。每個堵頭5、6圍繞由上軸9和下軸10形成的軸線B安裝，上軸9和下軸10安裝在本體I的密封軸承11中。致動裝置，比如柄12或輪，緊固至上軸9。因而，每個堵頭5、6可以獨立地通過將柄12樞轉或將輪轉動四分之一圈在允許流體流動的位置(圖1)——其中堵頭5、6的圓筒形孔7與通道4對齊延伸——與封閉位置(未示出)一一其中堵頭5、6的圓筒形孔7垂直于通道4延伸——之間致動。
[0057]附加地，閥包括泄放裝置(在圖1中不可見)，該泄放裝置一方面通向流體流動通道4的位于上游球形堵頭5和下游球形堵頭6之間的部段13中，并且另一反面通向本體I的外表面。
[0058]每個堵頭5、6此外配備有上游座14、16和下游座15、17，上游座14、16和下游座
15、17呈現(xiàn)為容置在本體I的內部的環(huán)的形式，其內壁與通道4基本對齊地延伸。座14、15、
16、17能夠沿縱向軸線A相對于本體I平移地移動。每個座14、15、16、17包括經受回位彈簧18的力的一端以及以密封的方式抵靠堵頭5、6的外表面8支承的另一端。在本體I與座14、15、16、17之間還設置有密封襯墊。
[0059]當堵頭5、6處于打開位置時，即處于允許流體流動通過閥一更精確地通過通道4—的位置時，流體可以從上游自由地流動至下游，流體通過密封襯墊19被防止流動通過不同的結合平面。
[0060]在該位置，死體積20—其中可以限制氣體一在通道4的外部形成在本體I與上游堵頭5和下游堵頭6的外壁8之間。
[0061]當兩個堵頭5、6處于封閉位置一即，處于堵住位置一時，閥包括在流體流動通道4中形成在上游堵頭與下游堵頭5、6之間的第一死體積13。
[0062]第二死體積由通道4的外部的容積20形成并位于上游堵頭5的外壁8與本體I之間。第二死體積還包括上游堵頭5的內部容積7，該內部容積7在上游堵頭5處于封閉位置的情況下與前述外部容積20連通。
[0063]最后，第三死體積由通道4的外部的容積20形成并位于下游堵頭6的外壁8與本體I之間。第三死體積還包括下游堵頭6的內部容積7，該內部容積7在下游堵頭6處于封閉位置的情況下與前述外部容積20連通。
[0064]如前面指示的，在堵頭5、6處于打開位置和封閉位置兩者情況下，限制在死體積中的氣體在有火的情況下發(fā)生膨脹并且可以引起閥的本體I的破裂或者甚至爆炸。該氣體可以隨后通過產生的裂縫漏出，從而向火提供了燃料。
[0065]在現(xiàn)有技術中，已知為堵頭5、6配備“單活塞效應”類型的座或者“雙活塞效應”類型的座。
[0066]圖2示出了配備有“單活塞效應”或SPE類型的上游座14和下游座15的球形堵頭5。
[0067]在該示例中，上游座14從上游至下游包括:第一圓筒形部21和直徑比第一部分21的直徑大的第二圓筒形部22。座14的下游端面包括截頭圓錐形部25，該截頭圓錐形部25設置有用于安裝環(huán)形密封件27的環(huán)形凹槽26，該環(huán)形密封件27設計成壓靠球形堵頭14的外表面8。此外，O形環(huán)28安裝在座14的第一部分21的凹槽29中，并且在座14與本體I之間提供密封。
[0068]第二部分22的上游面30形成用于支撐安裝在本體I的凹部中的彈簧18的肩部。彈簧18施加縱向取向的力，使得上游座14壓靠堵頭5。
[0069]堵頭5還配備有下游座15，下游座15的構造與上游座14的構造關于堵頭5的樞轉軸線B對稱。
[0070]以下是“單活塞效應”類型的上游座14和下游座15的操作。
[0071]假定上游座14的環(huán)形密封件27劣化使得其不再完全地提供密封作用，則發(fā)生流體從通道4朝向死體積20的泄露。在通道4中上游座14的上游的壓力Pl大于死體積20中的P2，P2又大于通道4中下游座15的下游的P3。
[0072]考慮到不同密封件27、28的位置以及座14的形狀，流體進入到凹槽29的內部并且進入到位于上游座14的截頭圓錐形部25與堵頭5的外表面8之間的環(huán)形空間31中。
[0073]因此，在堵頭5的上游，流體在上游座14的與流體直接或間接(例如通過密封件28的方式)接觸的所有面上施加壓力Pl。在以下的描述中，將忽略壓頭損失并且同樣忽略由彈簧18施加的力以便便于理解。
[0074]直接或間接地(例如通過密封件28的方式)經受流體壓力Pl并且沿與球形堵頭5相反的方向取向的(一個或多個)表面稱為第一表面，直接或間接地經受壓力Pl并且朝向球形堵頭5取向的(一個或多個)表面稱為第二表面。[0075]施加在上游座14的第一表面上的壓力Pl產生沿縱向軸線A取向并且趨于使上游座14壓靠球形堵頭5的力Fe，同時，與此相反，施加在上游座14的第二表面上的壓力Pl產生沿軸線A取向并且趨于使上游座14與球形堵頭5分開的力Fd。力Fe取決于第一表面到垂直于軸線A的平面的投影，并且力Fd取決于第二表面到前述垂直平面的投影。
[0076]在圖2的情況下，第一表面到垂直于軸線A的平面的投影大于第二表面到垂直于軸線A的平面的投影(如在圖2中可以看到，這兩個投影之間的差異表示為Al)，使得力Fe的值(向量的模)大于力Fd的值，從而合力R從上游指向下游并且趨于使上游座14壓靠球形堵頭5。
[0077]換句話說，由于上游座14的特殊的幾何形狀，因此，施加在第一表面和第二表面上的力Pl趨于使上游座壓靠球形堵頭5。
[0078]附加地，考慮到不同密封件27、28的位置以及下游座15的形狀，離開死體積20的處于壓力P2的流體進入到位于本體I與下游座15之間的空隙32中、進入到下游座的彈簧18的凹部中并且進入到容置下游座15的密封件28的凹槽29中。
[0079]如前所述，下游座15的直接或間接地經受流體壓力P2并且沿與球形堵頭5相反的方向取向的(一個或多個)表面稱為第一表面，以及下游座15的直接或間接地(例如通過密封件28的方式)經受壓力P2并且朝向球形堵頭5取向的(一個或多個)表面稱為第
二表面。
[0080]施加在下游座15的第一表面上的壓力P2產生沿縱向軸線A取向并且趨于使下游座15壓靠球形堵頭5的力Fe，同時，與此相反，施加在第二表面上的壓力P2產生沿軸線A取向并且趨于使下游座15與球形堵頭5分開的力Fd。
[0081]在圖2的情況下，對于下游座15而言，第一表面到垂直于軸線A的平面上的投影小于第二表面到垂直于軸線A的平面上的投影(如可以在圖2中看到的，兩個投影之間的差異指示為Λ 2)，使得力Fe的值(向量的模)小于力Fd的值，從而合力從上游指向下游。
[0082]換句話說，由于下游座15的特殊的幾何形狀，施加在第一表面和第二表面上的壓力Ρ2趨于使下游座15與球形堵頭5分開。
[0083]回顧一下，壓力Ρ3低于壓力Ρ2，Ρ2又低于壓力Pl，使得壓力Ρ3在下游座15上的作用能夠忽略以及壓力Ρ2在上游座14上的作用也能夠忽略。
[0084]應注意的是，“單活塞效應”或SPE類型的座14、15在正常操作下壓靠對應的堵頭5，但是過壓的情況下通向死體積20，從而允許流體從死體積20朝向通道4漏出。
[0085]圖3表示配備有“雙活塞效應”或DPE類型的上游座14和下游座15的球形堵頭5。
[0086]在該示例中，上游座14從上游到下游包括:第一圓筒形部21、直徑大于第一部分21的直徑的第二圓筒形部22、以及直徑大于第二部分22的直徑的第三圓筒形部23。上游座14的下游端面包括截頭圓錐形部25，該截頭圓錐形部25設置有用于安裝環(huán)形密封件27的環(huán)形凹槽26，該環(huán)形密封件27設計成以密封的方式壓靠球形堵頭5的外表面8。O形環(huán)28也圍繞上游座14的第一部分21安裝在限定在座14的第一部分21的外表面與本體I的內圓筒形表面之間的環(huán)形空間33中，其中O形環(huán)28的直徑與座14的第二部分22的直徑基本相同。該O形環(huán)28在上游座14與本體I之間提供密封。
[0087]第三部分23的上游面形成對安裝在本體I的凹部中的彈簧18進行支撐的肩部30。彈簧18施加縱向地取向的力，從而使上游座14壓靠堵頭5。
[0088]堵頭5還配備有下游座15，下游座15的構造與上游座14的構造關于堵頭14的樞轉軸線B對稱。
[0089]“雙活塞效應”類型座的操作如下。
[0090]假定上游座14的環(huán)形密封件27劣化，從而其不再充分地完成其密封作用，則從通道4朝向死體積20發(fā)生流體泄露。通道4中在上游座14的上游的壓力Pl大于死體積20中的P2，P2又大于通道4中下游座15的下游的P3。
[0091]考慮到不同密封件27、28的位置以及上游座14的形狀，流體進入到環(huán)繞上游座14的第一部分21的環(huán)形空間33的內部并且進入到位于上游座14的截頭圓錐形部25與堵頭5的外表面8之間的環(huán)形空間31中。
[0092]因此，在堵頭5的上游，流體在上游座14的與流體直接或間接(例如通過密封件28的方式)接觸的所有面上施加壓力P1。在下文描述中，將忽略壓頭損失和由彈簧18施加的力以便便于理解。
[0093]上游座14的直接或間接(例如通過密封件28的方式)經受流體壓力Pl并且沿與球形堵頭5相反的方向取向的(一個或多個)表面稱為第一表面，以及直接或間接經受壓力Pl并且朝向球形堵頭5取向的(一個或多個)表面稱為第二表面。
[0094]施加在第一表面上的壓力Pl產生沿縱向軸線A取向并且趨于使上游座14壓靠球形堵頭5的力Fe，同時，與此相反，施加在第二表面上的壓力Pl產生沿軸線A取向并且趨于使上游座14與球形堵頭5分開的力Fd。力Fe取決于第一表面到垂直于軸線A的平面的投影以及力Fd取決于第二表面到前述垂直平面的投影。
[0095]在圖3的情況下，對于上游座14而言，第一表面到垂直于軸線A的平面的投影大于第二表面的投影(如可以在圖3中看到的，這兩個投影之間的差異表示為Al)，使得力Fe的值(向量的模)大于力Fd的值，從而合力R從上游指向下游并且趨于使上游座14壓靠球形堵頭5。
[0096]換句話說，由于上游座14的特殊的幾何形狀，因此，施加在第一表面和第二表面上的壓力Pl趨于使上游座14壓靠球形堵頭5。
[0097]此外，考慮到不同密封件27、28的位置以及下游座15的形狀，離開死體積20處于壓力P2的流體進入到位于本體I與下游座15之間的空隙32中、進入到殼體彈簧18中、并且進入到位于下游座15的第一部分21與本體I之間的環(huán)形空間33中。
[0098]對于下游座15而言，直接或間接經受流體壓力P2并且沿與球形堵頭5相反的方向取向的(一個或多個)表面稱為第一表面，以及直接或間接經受壓力P2并且朝向球形堵頭5取向的(一個或多個)表面稱為第二表面。
[0099]對于下游座15而言，施加在第一表面上的壓力P2產生沿縱向軸線A取向并且趨于使下游座15壓靠球形堵頭5的力Fe,同時,與此相反,施加在第二表面上的壓力P2產生沿軸線A取向并且趨于使下游座15與球形堵頭5分開的力Fd。
[0100]在圖3的情況下，對于下游座15而言，第一表面到垂直于軸線A的平面的投影大于第二表面，使得力Fe的值(向量的模)大于力Fd的值，從而合力R從下游指向上游。
[0101]換句話說，由于下游座15的特殊的幾何形狀，施加在第一表面和第二表面上的壓力P2趨于使下游座15壓靠球形堵頭5。[0102]回顧一下，壓力P3低于壓力P2，壓力P2又低于壓力Pl，從而能夠忽略壓力P3在下游座15上的作用并且也能夠忽略壓力P2在上游座14上的作用。
[0103]應注意的是，“雙活塞效應”或DPE類型座14、15在正常操作下壓靠對應的堵頭5，但是在死體積20中過壓的情況下不打開，因此保持受限在死體積20中的流體沒有可能被漏出。
[0104]如前面指示的，當該閥需要承受火時，不能考慮使用根據(jù)現(xiàn)有技術的包括“單活塞效應”類型的四個座或“雙活塞效應”類型的四個座的“雙截止泄放”類型的閥。的確，在有火的情況下，該閥的構造不允許壓力下的氣體從所有死體積漏出，從而存在閥本體的破裂或爆炸的風險。
[0105]圖4至圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的“雙截止泄放”或DBB類型的閥。其包括:本體1，本體I包括其上固定有第一有凸緣的連接器2的上游端以及其上固定有第二有凸緣的連接器3的下游端，該第一凸緣連接器2設計成例如連接至用于從液化氣體儲存罐抽出氣體的管，該第二凸緣連接器3可以不連接至任何管并且因此處于打開中。本體I和凸緣2、3包括沿閥的縱向軸線A延伸用于流體流動的通道4。
[0106]上游球形堵頭5和下游球形堵頭6安裝在本體I中，每個堵頭5、6包括中央圓筒形通孔7和外周表面8。每個堵頭5、6圍繞由上軸9和下軸10形成的軸線B安裝，上軸9和下軸10安裝在本體I的密封軸承11中。致動裝置，比如柄或輪，安裝在上軸9上。因而，每個堵頭5、6可以獨立地通過將柄樞轉或操作輪轉動四分之一圈而在流體流動位置(圖6)——其中堵頭5、6的圓筒形孔7與通道4對齊延伸——與堵住位置(未示出)——其中堵頭5、6的圓筒形孔7垂直于通道4延伸一之間致動。
[0107]閥還包括泄放裝置(在圖13)，該泄放裝置一方面通向流體流動通道4的位于上游球形堵頭5和下游球形堵頭6之間的部段13中，并且另一反面通向本體I的外表面。參照圖13，下文將更好地描述泄放裝置34。
[0108]如前面指示的，每個堵頭5、6還配備至少一個座14、15、16、17，至少一個座14、15、
16、17呈現(xiàn)為容置在本體I中的環(huán)的形式，并且堵頭5、6的內壁與通道4基本對齊地延伸。座14、16、17安裝成能夠沿縱向軸線相對于本體I平移地移動。每個座14、16、17包括經受回位彈簧18的力的一端以及以密封的方式抵靠對應的堵頭5、6的外表面8支承的另一端。
[0109]更具體地，上游堵頭5配備有“單活塞效應”類型的上游座14并且不具有下游座，上游堵頭6配備有“單活塞效應”類型的上游座16以及“雙活塞效應”類型的下游座17。
[0110]當堵頭5、6處于打開位置時，即處于允許流體流動通過閥一更精確地通過通道4—的位置時，流體可以從上游自由地流動至下游，流體通過密封襯墊19被防止流動通過不同的結合平面。
[0111]在該位置中，死體積20—其中可以限制氣體一在通道4的外部位于本體I與下游堵頭6的外壁8之間。
[0112]當兩個堵頭5、6處于封閉位置一即是說，處于堵住位置一時，閥包括在流體流動通道4中在上游堵頭5與下游堵頭6的外表面8之間形成的第一死體積13。該第一死體積13也連接至通過通道4的外部的容積20形成并位于上游堵頭14的外壁8與本體I之間的死體積，并且連接至上游堵頭14的內部容積7，上游堵頭14的內部容積7在上游堵頭14處于封閉位置的情況下與前述的外部容積20連通。[0113]第二死體積由前述的通道4的外部的容積20形成，并位于下游堵頭6與本體I之間。第二死體積同樣包括下游堵頭6的內部容積7，該內部容積7在下游堵頭6處于封閉位置的情況下，與前述外部容積20連通。
[0114]在死體積內部過壓的情況下，特別是在有火的情況下，上游座14、16與上游堵頭5和下游堵頭6分開，下游座17保持壓靠下游堵頭6。通過此方式，容納在死體積7、13、20中處于壓力下的流體可以例如在上游朝向罐漏出，通常沒有流體能流動至下游堵頭6的下游。這確保了流體，例如氣體，不會向火提供燃料。
[0115]圖7是示出了配備上游堵頭5的上游座14的構造的細節(jié)圖。該座14從上游到下游包括:第一圓筒形部21、直徑比第一部分21的直徑大的第二圓筒形部22、以及直徑比第圓筒二部分22的直徑大的第三圓筒形部23。上游座14的下游端面包括截頭圓錐形部25 (或者具有球體部段的形狀)，截頭圓錐形部25以上游環(huán)形間隙35和下游環(huán)形間隙36分界。截頭圓錐形部25設計成抵靠上游堵頭5密封接觸且至少部分地覆蓋一層碳化鎢。
[0116]安裝在本體I的凹部中的彈簧18抵靠上游座14的上游端支承。彈簧18施加縱向地取向的力，從而使上游座14壓靠上游堵頭6。
[0117]環(huán)形凹部37設置在上游座14的上游端處，所述凹部通向上游并且徑向地向外。在該凹部37中安裝例如由PTFE制成的密封件38。
[0118]環(huán)形凹槽39設置在本體中并面向座14的第一部分21，并且環(huán)形凹槽39用于容置在座14與本體I之間提供密封的O形環(huán)40。密封件40例如由商標名防爆氟橡膠(VitonAED)下已知的材料類型制成。
[0119]由例如石墨制成的另一個密封件41圍繞上游座14的第一部分21和前述凹槽39的下游安裝在限定在座14的第一部分21的外表面與本體I的內圓筒形表面之間的環(huán)形空間42中，其中密封件41的直徑與座14的第二部分22的直徑基本相同。該密封件41設計成限制流體的上游流動，但是在座14與本體I之間不提供完全密封，所述密封通過安裝在凹槽39中的O形環(huán)40提供。
[0120]現(xiàn)將參照圖8描述“單活塞效應”類型座14的操作。在圖中，已部分地或全部地移除了一些非功能元件以便便于理解。因此，具體地已移除不提供完全密封的密封件41。
[0121]上游堵頭5的上游座14的操作與圖2的座的操作類似。
[0122]假定容納在第一死體積(當兩個堵頭處于封閉位置時7、13、20)中的流體例如在有火的情況下經受過壓P2。因此，死體積7、13、20中的壓力P2大于流體流動通道4內部的壓力P1。
[0123]考慮到O形環(huán)40的位置，截頭圓錐形部25的位置以及密封件41的非密封特性，離開死體積7、13、20處于壓力P2的流體進入設置在上游座14與上游堵頭5之間以及設置在上游座14與本體I之間的環(huán)形空間。特別地，流體滲入到環(huán)形空間42中和凹槽39中。
[0124]如前面所述，上游座14的直接或間接(例如通過密封件41的方式)經受流體壓力P2并且沿與球形堵頭5相反的方向取向的(一個或多個)表面稱為第一表面，以及上游座14的直接或間接經受壓力P2并且朝向球形堵頭5取向的(一個或多個)表面稱為第二表面。
[0125]施加在第一表面上的壓力P2產生沿縱向軸線A取向并且趨于使下游座壓靠球形堵頭的力Fe，同時，與此相反，施加在第二表面上的壓力P2產生沿軸線A取向并且趨于使上游座14與球形堵頭5分開的力Fd。
[0126]然而，對于圖7和圖8的上游座14而言，第一表面到垂直于軸線A的平面上的投影SI小于第二表面的投影S2，使得力Fe的值(向量的模)小于力Fd的值，從而合力R從下游指向上游。
[0127]換句話說，由于上游座14的特殊的幾何形狀，施加在第一表面和第二表面上的壓力P2趨于使上游座14與上游球形堵頭5分開。
[0128]回顧一下，壓力P2比壓力Pl大的多，使得能夠忽略壓力Pl在上游座14上的作用。
[0129]因此，如前面指示的，當堵頭5封閉時，該“單活塞效應”類型的上游座14在死體積7、13、20相對于流體流動通道4內部的壓力過壓的情況下打開，從而允許死空間7、13、20的流體朝向所述通道4漏出。
[0130]圖9和圖10是分別與圖7和圖8相對應的細節(jié)圖，并且分別示出了配備下游堵頭6的上游座16的構造以及此上游座16的操作。
[0131]配備下游堵頭6的上游座16的構造與配備上游堵頭5的上游座14的構造類似，下文將僅詳述兩個座14、16之間的區(qū)別。
[0132]配備下游堵頭6的上游座16的前面包括截頭圓錐形部25 (或者球形的部段)，其中，截頭圓錐形部25設置有用于容置插入件43的環(huán)形凹槽42，該插入件43例如由比如商標名DEVLON下已知的聚合物制成。
[0133]插入件43同樣從截頭圓錐形部25稍微地突起，通過該插入件43完成上游座16在下游堵頭6上的密封抵接。然而，截頭圓錐形部5在插入件43劣化的情況下一特別在有火的情況下——能夠抵靠下游堵頭6密封接觸。
[0134]圖10示出了在第二死體積20內部過壓的情況下座16的性能。例如假定插入件43在由于火引起的高溫的影響下已消失。應注意的是，密封件41——如果其由石墨制成——經得起非常高的溫度?？紤]到密封件40被保護在凹槽39中并且通過相當厚度的材料與高溫地區(qū)隔離，密封件40也不會劣化。
[0135]該座16的性能與配備上游堵頭5的上游座14的性能相同:施加在第一表面上的壓力P2產生沿縱向軸線A取向并且趨于使上游座16壓靠球形堵頭6的力Fe，同時，與此相反，施加在第二表面上的壓力P2產生沿軸線A取向并且趨于使上游座與球形堵頭6分開的力Fd0
[0136]對圖9和圖10的該上游座而言，第一表面到垂直于軸線A的平面上的投影SI小于第二表面的投影S2，使得力Fe的值(向量的模)小于力Fd的值，從而合力R從下游指向上游。
[0137]換句話說，由于上游座16的特殊的幾何形狀，施加在第一表面和第二表面上的壓力P2趨于使上游座16與下游堵頭6分開。
[0138]圖11和圖12是分別示出配備下游堵頭6的下游座17的構造以及下游座17的操作的細節(jié)圖。
[0139]下游座17從下游至上游包括:第一圓筒形部21、具有直徑比第一部分21的直徑大的第二圓筒形部22、具有直徑比第二部分22的直徑大的第三圓筒形部23以及具有直徑比第三部分23的直徑大的第四圓筒形部24。下游座的上游端面包括截頭圓錐形部25(或形狀像球形的部段)，其中，截頭圓錐形部25設置有容置與圖9和圖10中的插入件類似的插入件43的凹槽42，該插入件43例如由比如商標名DEVLON下已知的聚合物制成。
[0140]如前所述，插入件43從截頭圓錐形部25稍微地突起，通過該插入件43完成下游座17在下游堵頭6上的密封抵接。然而，截頭圓錐形部5在插入件43劣化的情況下一特別在有火的情況下——能夠抵靠下游堵頭6密封接觸。
[0141]例如由商標防爆氟橡膠(Viton AED)下已知的材料類型制成的O形環(huán)40圍繞座17的第一部分21安裝在被限定在座17的第一部分21的外表面與本體I的內圓筒形表面之間的環(huán)形空間39’中，其中O形環(huán)40的直徑與座17的第二部分22的直徑基本相同。
[0142]該O形環(huán)40在下游座17與本體I之間提供密封。
[0143]例如由石墨制成的另一個密封件41圍繞座17的第二部分22安裝在被限定在座17的第二部分22的外表面與本體I的內圓筒形表面之間的環(huán)形空間42中，其中密封件41的直徑與座17的第三部分23的直徑基本相同。該密封件41設計成限制流體的下游流動但是在座17與本體I之間不提供完全密封，所述密封由前述的O形環(huán)40提供。
[0144]第四部分24的下游面形成對安裝在本體I的凹部中的彈簧18進行支撐的肩部30。彈簧18施加縱向取向的力從而使下游座17壓靠下游堵頭6。
[0145]現(xiàn)將參照圖12描述“雙活塞效應”類型的座17的操作。在該圖中，已部分或全部移除一些非功能元件以便便于理解。
[0146]下游堵頭6的下游座的操作與圖3的座的操作類似。
[0147]假定容納在第二死體積20中的流體例如由于暴露于火而經受過壓P2。因此，該死體積中的壓力P2大于流體流動通道4內部的壓力P1。
[0148]同樣假定，插入件43在由于火引起的高溫的影響下消失。要注意的是密封件41——如果其由石墨制成——經得住非常高的溫度?？紤]到密封件40被保護在凹槽39’中并且通過相當厚度的材料與高溫區(qū)域隔離，密封件40也不會劣化。
[0149]考慮到O形環(huán)40的位置、截頭圓錐形部25的位置以及密封件41的非密封特性，離開死體積處于壓力P2的流體進入設置在下游座與下游堵頭之間以及下游座與本體之間的環(huán)形空間中。特別地，流體進入到環(huán)形空間39’和42中。
[0150]如前面所述，下游座17的直接或間接(例如通過石墨密封件41的方式)經受流體壓力P2并且沿與球形堵頭6相反的方向取向的(一個或多個)表面稱為第一表面，以及下游座17的直接或間接經受壓力P2并且朝向球形堵頭6取向的表面稱為第二表面。
[0151]施加在第一表面上的壓力P2產生沿縱向軸線A取向并且趨于使下游座17壓靠球形堵頭6的力Fe，同時，與此相反，施加在第二表面上的壓力P2產生沿軸線A取向并且趨于使下游座17與球形堵頭6分開的力Fd。
[0152]然而，對于圖11和圖12的下游座17而言，第一表面到垂直于軸線A的平面上的投影大于第二表面的投影，使得力Fe的值(向量的模)大于力Fd的值，從而合力R從下游指向上游。
[0153]換句話說，由于下游座17的特殊的幾何形狀，施加在第一表面和第二表面上的壓力P2趨于使下游座17按壓到球形堵頭6上。
[0154]回顧一下，壓力P2比壓力Pl大的多，從而忽略壓力Pl在下游座17上的作用。
[0155]因此，如前面指示的，該“雙活塞效應”類型的下游座17即使在死空間中過壓的情況下也不會打開，從而避免了流體的任何的下游流動。[0156]圖13示出了安裝在根據(jù)本發(fā)明的閥的兩個堵頭5、6之間的泄放裝置34。泄放裝置34包括第一泄放通道43，第一泄放通道43設置在本體中并且徑向地通向至流體流動通道4，并且在位于上游堵頭和下游堵頭5、6之間的區(qū)域13中。第一泄放通道43與設置在本體I中的第二泄放通道44的第一端流體連通。第二通道44的第二端通過普通連接裝置45的方式通向至本體I的外表面。
[0157]堵頭46安裝在第一泄放通道43與第二泄放通道44之間的結合處。堵頭46包括徑向桿47，徑向桿47的一端支承圓錐形頭部48，圓錐形頭部48插入至第一通道43的對應端中從而堵住該對應端，并且徑向桿47的第二端包括致動裝置49。桿47包括與固定在本體I上的螺母50的漸縮螺紋配合的螺紋。因此，桿和圓錐形頭部能夠在圖13中示出的堵住位置——其中頭部48與第一通道43的對應端抵接——與泄放位置(未示出)——其中頭部48從第一通道43的所述端縮回——之間移動。在現(xiàn)有技術中，這種堵頭34是已知的。
[0158]本發(fā)明因此提出一種“雙截止泄放”式閥，使得即使在有火的情況下也能夠保證下游簡單并可靠的密封。
【權利要求】
1.一種隔離閥，包括本體(1)和密封檢查裝置(34)，所述本體(1)包括流體流動通道(4)，所述流體流動通道(4)設計成被上游球形堵頭和下游球形堵頭(5，6)堵住，所述上游球形堵頭和所述下游球形堵頭(5，6)能夠相互獨立于彼此在用于流體流過所述通道(4)的位置與封閉所述通道(4)的位置之間致動，所述密封檢查裝置(34)通向所述通道(4)中并且位于所述兩個球形堵頭(5，6)之間，所述球形堵頭(5，6)配備有與彈性回位裝置(18)相關聯(lián)的座(14，16，17)以圍繞所述通道(4)以密封的方式抵靠所述球形堵頭(5，6)，在所述流體流動通道⑷的外部在每個球形堵頭(5，6)的外壁與所述本體⑴之間限定有死體積(20)，每個座(14，16，17)設計成經受位于所述通道(4)內部的流體的壓力并且另一方面經受容納在所述死體積(20)中的流體的壓力，其特征在于，所述上游球形堵頭(5)配備有上游座(14)并且不具有下游座，所述下游球形堵頭(6)配備有上游座(16)和下游座(17)，所述上游座(14，16)能夠在所述對應的死體積(20)內部過壓的情況下與所述球形堵頭(5，6)分離，所述下游座(17)設計成在所述對應的死體積(20)內部過壓的情況下保持以密封的方式抵靠所述下游球形堵頭(6)支承。
2.根據(jù)權利要求1所述的閥，其特征在于，所述上游堵頭(5)的所述上游座(14)包括設計成與所述上游堵頭(5)密封接觸并且至少部分地被覆蓋了一層碳化鎢的環(huán)形球狀區(qū)段或截頭圓錐形表面(25)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的閥，其特征在于，所述下游堵頭(6)的所述上游座(16)和/或所述下游座(17)包括設計成以密封的方式抵靠所述下游堵頭(6)支承的環(huán)形插入件(43)。
4.根據(jù)權利要求3所述的閥，其特征在于，所述下游堵頭(6)的所述上游座(16)和/或所述下游座(17)還包括能夠在所述插入件(43)劣化的情況下與所述下游堵頭(6)密封接觸的環(huán)形球狀區(qū)段或截頭圓錐形表面(25)。
5.根據(jù)權利要求1至4中的任一項所述的閥，其特征在于，所述上游堵頭和所述下游堵頭(5，6)的所述上游座(14，16)能夠沿縱向軸線(A)相對于所述本體(1)平移地移動，每個上游座(14，16)包括第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面分別地沿與所述堵頭(5，6)相反的方向以及朝向所述堵頭(5，6)的方向取向，所述第一表面和所述第二表面設計成經受所述死體積(20)中的流體的壓力，使得施加至所述第一表面的該壓力趨于將所述上游座(14，16)施加(Fe)至所述堵頭(5，6)，以及使得施加至所述第二表面的該壓力趨于將所述上游座(14，16)與所述堵頭(5，6)分開(Fd)，所述第二表面到垂直于所述縱向軸線(A)的平面上的投影大于所述第一表面至所述垂直平面上的投影，使得通過所述死體積(20)中的流體的壓力施加在所述上游座(14，16)上的合力(R)趨于使所述上游座(14，16)與所述對應的堵頭(5,6)分開。
6.根據(jù)權利要求1至5中的任一項所述的閥，其特征在于，所述下游堵頭(6)的所述下游座(17)能夠沿縱向軸線(A)相對于所述本體平移地移動，并且包括第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面分別沿與所述下游堵頭(6)相反的方向以及朝向所述下游堵頭(6)的方向取向，所述第一表面和所述第二表面設計成經受所述死體積(20)中的流體的壓力，使得施加至所述第一表面的所述壓力趨于將所述下游座(17)施加(Fe)至所述下游堵頭(6)上并且使得施加至所述第二表面的所述壓力趨于使所述下游座(17)與所述下游堵頭(6)分開(Fd)，所述第一表面至垂直于所述縱向軸線(A)的平面上的投影大于所述第二表面的所述投影，使得通過所述死體積(20)中的流體的壓力施加至所述下游座(17)的合力(R)趨于使所述下游座(17)壓靠所述下游堵頭(6)。
7.根據(jù)權利要求1至6中的任一項所述的閥，其特征在于，所述閥包括在每個上游座(14，16)與所述本體之間提供所述密封的至少一個環(huán)形密封件(40)，所述密封件(40)容置在所述本體(1)的或者所述上游座(14，16)的環(huán)形凹槽(39)中。
8.根據(jù)權利要求1至7中的任一項所述的閥，其特征在于，所述閥包括在所述下游堵頭(6)的所述下游座(17)與所述本體(1)之間提供所述密封的至少一個環(huán)形密封件(40)，所述密封件(40)安裝在限定在所述座(17)的外圓筒形壁與所述本體(1)的內圓筒形壁之間的環(huán)形空間(39’ )中，所述密封件(40)具有比所述下游座(17)的所述外壁大的直徑。
9.根據(jù)權利要求1至8中的任一項所述的閥，其特征在于，所述密封檢查裝置包括通至所述流體流動通道(4)的位于所述上游堵頭與所述下游堵頭(5，6)之間的部段中的泄放裝置(34)。
10.一種特別用于液化氣體的氣 體儲存罐，所述氣體儲存罐包括:用于對容納在所述罐中的所述氣體進行抽出的管，其特征在于，所述抽出管包括根據(jù)權利要求1至9中的任一項所述的閥。
【文檔編號】F16K5/06GK103906955SQ201280052670
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年10月23日 優(yōu)先權日:2011年10月25日
【發(fā)明者】多米尼克·馬爾努 申請人:道達爾公司