專利名稱：隔斷器具的制作方法
技術領域：
本發(fā)明領域本發(fā)明涉及一種管道隔斷器具，更具體地說涉及一種管道塞堵器，它可插入一條管道之中用來在預定位置處塞堵或密封該管道。
本發(fā)明背景管道塞堵機可通過一條導引管插入管道之中，可單個使用，亦可成對使用，用來隔斷預定管段來修理或更換在隔離區(qū)中的閥門或其他裝置。利用管道中產(chǎn)品流體把該塞堵機推進到指定位置，并且用現(xiàn)有技術在地面上來示蹤塞堵機。一旦到達所需位置，就隔斷了管道中的流體流動，由外面的操作者發(fā)出一個信號來致動該塞阻機，這樣它就頂著管道內(nèi)壁而形成密封。一旦把該塞堵機固定好，利用第二個塞堵機或隔離閥，就可隔離關鎖處下游需要修理或換件的管段。泄放出該管道隔離區(qū)中的壓力和產(chǎn)品而產(chǎn)生一個合適的工作環(huán)境，不必去排放相鄰管段中的壓力或流體。
當要修理的管段完全排干時，可取下該段予以更換。一完成修理，操作者就會發(fā)出另一個信號來松開該塞阻機，管道中的流體產(chǎn)品恢復流動而把該塞阻機帶走，然后通過一個鄰近的導引管或清理機港口(Pigtrap)將其從管道中取出來。
塞堵機是眾所周知的現(xiàn)有技術，在此可參見美國專利4,422,477、4,854,384、5,293,904和加拿大專利1,292,704及加拿大公開專利申請No.2,042,338。后者更具體地涉及管道清洗機，本領域普通技術人員可以理解，它用于施行與塞堵機不同的目的和功能。
此類塞堵機通常包括一個可形成流體密封阻障的可膨脹的膠彈性密封。管道中的產(chǎn)品所產(chǎn)生的壓力常常非常高，這些密封本身尚不足以抵擋住該壓力來把塞堵機鎖定到位。因此就利用液壓力來驅(qū)動滑件或制動板使其抓卡住管道內(nèi)壁。這些滑件或制動板通常利用鍥進作用使跨越該塞堵機的壓力差增強由制動板作用在管壁上的壓力來確保更強的卡抓。至關重要的是要在管道中鎖緊該塞堵機。一旦鎖定失敗，塞堵機就可能以相當高速度被推出來而毀及修理區(qū)中的工作人員并可能形成生態(tài)災害。
雖然這些年來塞堵機的設計已大為改進，但仍存在重大缺陷，極為重要的是，現(xiàn)有器具僅能承受來自一側(cè)的產(chǎn)品壓力，還必須準確地定向來抵擋由設計方向作用的壓力頭而形成密封。這限制了其多用性。
而且，現(xiàn)有器具只能完成單次密封操作，在再次使用前，必須將其從管道中取出來更換閥門和/和再加能。例如，一種廣泛使用的能源在單獨儲能器中的液壓流體下面的壓縮氮氣。為固定該器具，液壓流體要泄放到，利用爆炸力打開閥門來固定滑件。在工作完成時，打開另一個爆炸閥(explosive valve)來把流體排泄出管道，由此而放開該器具。到此塞堵機的動力源完全耗盡了，必須從管道中取出該器具來充填蓄能器并更換爆炸閥。這是耗時花錢的，表明確實需要可真正能多次固定的塞堵機。
現(xiàn)有塞堵器的另一個缺點是在完成管道修理之后和放松器具之前不能平衡跨越其兩側(cè)的壓力。通常在放松塞堵機之前，要在管道修理段上打孔來引入流體。利用爆炸沖擊來沖開塞堵機釋放閥，恢復管道流動，并在附近的清洗機港口取出塞堵機。然后檢修該塞堵機并對其充能量。因此，最要的是提供一種帶有內(nèi)部旁系統(tǒng)的塞堵機，可打開該旁路讓流體流過塞堵機來平衡器具兩側(cè)的壓力，而不必在修理管段上鉆孔。
本發(fā)明概要因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種消除和減輕現(xiàn)有技術缺陷的管道塞堵機。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種可多次定位的雙向器具。
從下文詳述中，本發(fā)明的特征和優(yōu)點可看得一目了然。
本發(fā)明提供一種用于把管道隔斷器抵擋著所述管道中的流體壓力鎖定到一預定位置的制動裝置，該管道隔斷器具用于塞斷管道，它包括一個可在所述管道中移動并可支承著所述制動裝置的機架，該制動裝置包括若干卡抓裝置，環(huán)繞著所述機架布置，用于摩擦嚙合所述管道的內(nèi)表面來把所述器具鎖定在所述管道中的一預定位置；支承裝置，分別獨立地支承所述卡抓裝置中至少相應的一個，使所述卡抓裝置的第一和第二部分沿所述機架的縱長方向相互軸向分開；定位裝置，可受驅(qū)動在第一位置和第二位置之間移動所述支承裝置，在該第一位置，所述卡抓裝置從所述內(nèi)表上解離開來；在該第二位置，所述卡抓位置嚙合著所述內(nèi)表面而把所述器具鎖定到所述預定位置；及驅(qū)動裝置，用于驅(qū)動所述定位裝置，使所述卡抓裝置在其所述第一和第二位置之間做選定的運動。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種防止流體環(huán)繞著阻斷器具泄漏的密封系統(tǒng)，該阻斷器具用于在預定位置處塞阻一條管線，所述系統(tǒng)包括至少第一和第二彈性密封件，環(huán)繞著所述器具設置；所述第一和第二密封件沿著所述器具的縱長方向軸線間隔開，并且可徑向膨脹成與所述管道的內(nèi)表面形成流體密封接觸；密封膨脹裝置，受到驅(qū)動可徑向膨脹所述密封件而使其與所述管道內(nèi)表面形成流體密封接觸；及驅(qū)動裝置，可驅(qū)動所述密封膨脹裝置。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種用于在某一預定位置隔斷一條管道的管道阻斷器具，所述器具包括一個可沿管道中移動的機架；環(huán)繞該機架周向布置的密封裝置，可膨脹成與所述管道內(nèi)壁達到流體密封接觸；和摩擦嚙合著管道內(nèi)壁的制動裝置，它抵抗著管道流體的壓力而把所述器具固定在一預定位置，其特征在于它還包括一個旁路，后者包括一個貫通所述機架的流道，用于讓管道流體從所述機架的一端流向另一端；可有選擇地打開和關閉所述流道的閥門裝置；和制動裝置，它響應一輸入而有選擇地打開所述閥門而讓流體流過及關閉所述閥門而防止流體流過，其中所述旁路可用來調(diào)節(jié)或均衡跨越所述機架的管道流體壓力。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供一種用于在某一預定位置隔斷一條管道的管道阻斷器具，所述器具包括一個可沿管道中移動的機架；環(huán)繞該機架周向布置的密封裝置，可膨脹成與所述管道內(nèi)壁達到流體密封接觸；和可與管道內(nèi)壁摩擦嚙合的制動裝置，它抵抗著管道流體的壓力而把所述器具固定在一預定位置，其特征在于它還包括一個電一機驅(qū)動系統(tǒng)，后者包括一個絲杠從動件，可環(huán)沿其縱軸線順時針和逆時針轉(zhuǎn)動；一個原動器，在操作上聯(lián)接著所述從動件而將其轉(zhuǎn)動；及聯(lián)動裝置，用螺紋聯(lián)接著所述從動件，可隨所述從動件的順時針和逆時針轉(zhuǎn)動而沿軸向相對于所述機架前后移動，當要把所述器具固定到所述預定位置時，所述聯(lián)動裝置沿一個方向的軸向移動致動所述密封和制動裝置；所述聯(lián)動裝置沿相反方向的移動松開所述密封和制動裝置，而使所述器具可相對于所述管道移動；由此所述器具可多次塞斷所述管道而不必在所述各次之間把所述器具從所述管道中取出。
根據(jù)本發(fā)明的進一方面，提供一種用于在一預定位置塞阻一條管道的管道阻斷器具，其包括機架裝置，它可在所述管道中移動且包括第一和第二端；密封裝置，環(huán)繞著所述機架周向布置，且可徑向膨脹成流體密封接觸著所述管道的內(nèi)壁；及若干制動件，其上裝有的卡抓裝置可摩擦嚙合著所述管道的內(nèi)壁而抵抗著所述管中的壓力來把所述隔斷器具鎖定在所述預定位置；所述卡抓件可有選擇地在一第一和第二位置之間反復動作；在所述第一位，所述卡抓裝置脫離所述內(nèi)壁；在所述第二位置，所述卡抓裝置嚙合著所述內(nèi)壁。
根據(jù)本發(fā)明的另又一方面，提供一種用于在一預定位置塞阻一條管道的管道阻斷器具，包括機架裝置，可穿過所述管道移動，且具有第一和第二端；密封裝置，包括環(huán)繞所述機架周向設置的至少第一和第二彈性密封件，后者沿所述機架縱長方向軸向隔開，且可徑向膨脹為流體密封接觸著所述管道的內(nèi)表面；密封膨脹裝置，可把所述密封件徑向擴張成流體密封接觸著所述管道的內(nèi)表面；制動裝置，用于把所述器具鎖定在所述預定位置，所述制動裝置包括若干環(huán)繞所述機架設置的卡抓裝置，后者用于摩擦嚙合著所述內(nèi)表面而把所述器具鎖定在所述預定位置；分別支承著所述卡抓裝置中至少相應之一的支撐裝置，使所述卡抓裝置的第一和第二亞組沿所述機架的縱長方向軸向隔開；和用于在第一位置和第二位置之間移動所述支承裝置的定位裝置，在第一位置，所述卡抓裝置脫離所述內(nèi)表面；在第二位置，所述卡抓裝置嚙合所述內(nèi)表面而把所述器具鎖定在所述預定位置；及驅(qū)動裝置，可選擇驅(qū)動所述定位裝置和所述密封膨脹裝置，前者在所述第一和第二位置之間移動所述卡抓裝置。
附圖簡介下面將參考附圖更詳細地闡述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。


圖1是本發(fā)明塞堵機的側(cè)剖視圖；圖2是圖1中塞堵機的外部側(cè)視圖；圖3是本發(fā)明塞堵機的示意性電氣框圖4是用于致動該塞堵機的釋放機構的示意性電氣框圖；及圖5是該塞堵機的外面控制電路的示意性電氣框圖。
優(yōu)選實施例詳述參見圖1，塞堵機10位于管道1中而未將其密封和鎖定。圖示的塞堵機是處于輸送狀態(tài)，在通過一個導引管或清洗機港口(未示)插進去后總體上沿箭頭A的方向移動。然而要注意的是，該器具在本質(zhì)上是雙向的，有時可按要求向相反方向行進。
總的來說，塞堵機10包括一個主機架30，它在其內(nèi)部支承著一個電機驅(qū)動系統(tǒng)50，后文會將其詳述；它還在其外部支承著各種各樣的密封、卡抓制動器和滑件，用來輸送和定位該塞堵機來在管道中形成一種固定的流體密封堵塞。
通常，機架30包括一個壓縮套筒56，當其由下面要詳述的驅(qū)動系統(tǒng)50沿箭頭B的方向驅(qū)動時，它會使聚氨脂密封環(huán)48膨脹為流體密封接觸著管道內(nèi)壁2。同時，在可交互反向樞轉(zhuǎn)的鎖定組件120上的摩擦墊46徑向向外移動而與壁2形成卡抓接觸，從而相對于管道可靠地鎖定住塞堵機的位置。
不像以前利用電-液驅(qū)動的塞堵機，本塞堵機利用電-機驅(qū)動系統(tǒng)來實現(xiàn)多次定位，這將在下文述及。雖然在塞堵機上使用電-機系統(tǒng)是新創(chuàng)，但這種驅(qū)動系統(tǒng)本身是眾所周知的，如在航空行業(yè)；而在下文僅將描述其主要組件，其余細節(jié)本領域普通技術人員一望可知。
驅(qū)動系動的原動力是由一部24VDC齒輪馬達3來驅(qū)動的，后者聯(lián)接到一個諧波驅(qū)動裝置上，該諧波驅(qū)動裝置包括一個可變形齒條5、一個環(huán)形齒條6和一個諧波發(fā)生器7而產(chǎn)生輸出到驅(qū)動絲桿13上的最終驅(qū)動減速比為120∶1。絲桿13在其內(nèi)端14處由推力軸承9可轉(zhuǎn)動支承著。在沿水平方向相對的軸承9之間夾著的端部14上的分隔盤11相對于驅(qū)動機構軸向定位著該絲桿。驅(qū)動絲桿的相對的外端15在其外部制有螺紋一直到其頂端，與一個制有內(nèi)螺紋的驅(qū)動螺母55相嚙合，后者由一個壓力套筒56引導沿機架的縱向前后移動。壓力套筒56滑動嚙合著一個前端蓋31的環(huán)形外表面，而該前端蓋又聯(lián)接在機架30的上游端29。在端蓋31中的導引插件26滑動嚙合著套筒56而防止其相對于端蓋和機架轉(zhuǎn)動。很清楚，驅(qū)動絲桿13向一個方向轉(zhuǎn)動會使螺母55和套筒56沿箭頭B的方向移動，而驅(qū)動絲桿向另一個方向轉(zhuǎn)動而使螺母和套筒沿箭頭A的方向移動。螺母55和套筒56利用一個帶螺紋的鎖定圈57聯(lián)接在一起。
機架30的上游頂端安裝有一個緩沖殼58和一個聚氨酯緩沖件59，它們由一個螺紋緊固件64固定到位。
在機架30的下游端，其頂端安裝有一個后端蓋32和一個配合后圈33，后者在41處用螺紋旋在機架上。后圈33包括一個法蘭37來嚙合后端蓋32上的一個肩部38而將該后端蓋固定在位。后端蓋包括一個用于聯(lián)接一電池組200的接線頭組97，這將在后文詳述。
機架30由位于機架相對兩端附近的一對相間的聚氨酯雙向盤49和一對相聯(lián)的聚氨酯杯狀密封79可滑動地支承著。該盤和杯狀密封頂著管道內(nèi)壁2而形成足夠的密封度，從而管道產(chǎn)品流可將塞堵機10移到修理區(qū)。
最前端的盤/杯狀密封對同心環(huán)繞著壓縮套筒56，并由夾環(huán)43和螺紋聯(lián)接到前部密封壓縮環(huán)40上的螺紋緊固件44夾持到機架上。位于夾環(huán)之間的隔離件39有助于防止緊固件44的過度旋緊，否則就可能造成盤/杯狀密封的壓縮扭曲變形。
尾部盤/杯狀密封對環(huán)繞著尾圈33，并由夾環(huán)43、隔離件39和旋進尾部密封壓縮環(huán)34中的螺紋緊固件44同樣夾在機架上。
前部壓縮環(huán)40由螺紋聯(lián)接著壓縮環(huán)56上的71處。壓縮環(huán)40隨著壓縮套筒向著一個前部鎖定環(huán)42或遠離其前后移動，它們沿著一個從鎖定環(huán)42向前軸向延伸的環(huán)狀套筒47的外表面滑動。由此可知，當致動壓縮套筒56沿箭頭B的方向移動時，就使前部壓縮環(huán)移向鎖定環(huán)42，其結果是在每個環(huán)40和42上的鍥進表面62與密封環(huán)48上的相對鍥進表面63相互作用，而使密封環(huán)徑向膨脹為其與管道壁2形成流體密封。
隨著壓縮環(huán)56繼續(xù)收縮，環(huán)42自身將開始沿箭頭B的方向滑動，這最終將導致摩擦墊鍥進成與壁2形成卡抓接觸。更明確地說，本塞堵機的鎖定組件包括若干縱向?qū)R的可樞轉(zhuǎn)的鎖定臂120，它們繞機架30沿周向同心地布置在一前部鎖定環(huán)42和一后部鎖定環(huán)45之間。每個鎖定臂包括一個聯(lián)桿121、一個頭部122、一個可樞轉(zhuǎn)地把該聯(lián)桿和頭部聯(lián)接在一起的扭轉(zhuǎn)銷124和一個嵌入頭部122之中的可更換摩擦墊46。樞轉(zhuǎn)銷127把各個鎖定臂120連接到鎖定環(huán)42或42之一上，相鄰鎖定臂連接到另外的鎖定環(huán)42或45上，從而使沿支架30的縱長方向上相鄰各對鎖定臂相對對準。
每個頭部122包括一個鍥進表面130、一個跟部131和一個下鍥進表面132。
環(huán)42和45包括在其相對對準頭部122的部分之上，一個相對于機架縱軸線較陡的第一鍥進表面136，如該傾角為60-75°，和一個角度較緩的第二鍥進表面137，如相對于機架軸線呈10°夾角。
當向環(huán)45推動環(huán)42時，首先是頭部122，其次整個鎖定臂120迅速地推起鍥進表面136而使插件46移向壁2。由于跟部131接續(xù)著鍥進表面137，摩擦墊向著壁2的移動就會更漸進些，但在摩擦墊和壁之間的鍥進力對于可靠鎖住管道壁而足以抵擋住跨越器具的壓力差是至關重要的。由于相對對準的鎖定壁120是聯(lián)動推起的，它們的運動趨于達到自限位和自平衡作用，況且，萬一驅(qū)動裝置失效，從左邊或右邊跨越塞堵機作用的壓力差實際上增強鎖定強度。結合采用兩個相間的密封環(huán)48，本器具的獨特優(yōu)點是從上游或下游端均可抵擋住流體壓力。
隨著壓縮套筒50繼續(xù)收縮，但在摩擦墊46卡抓住壁2之前，包括后部鎖定環(huán)45的整個制動組件將沿著箭頭B的方向向后部密封壓縮環(huán)34移動。這樣，在每個環(huán)45和34上的鍥進表面62就與后部密封環(huán)48上的相對鍥進表面63相互作用來徑向膨脹后部密封，使其與內(nèi)壁形成流體密封接觸。
直到把壓縮套筒56收縮到形成完全鎖定。環(huán)34包括一個盤狀彈簧36，在完全鎖定過程中提供一些吸收彈性。
在塞堵機鎖定后，前部密封環(huán)48在其一側(cè)由杯狀密封緊密包容住，在另一側(cè)由鄰近鎖定組件頭部122上的鍥進面130緊密包容住。后部環(huán)48在一側(cè)同樣由鄰近鎖定組件頭部同樣包容住，在另一側(cè)由盤49包容住。這樣包容限定密封48是為了更好地防止其在壓力作用下產(chǎn)生擠壓變形。
為了松開塞堵機，使齒輪電機3反轉(zhuǎn)而抽出壓縮套筒56。很清楚，這使環(huán)40、42和45分開，密封環(huán)48收縮到其正常尺寸，摩擦墊與壁2脫離接觸，葉簧60或相似的收縮機構使聯(lián)桿120返回其原始未動位置，如圖1所示。在各個環(huán)40、45和45上的環(huán)肩96把環(huán)40拉到環(huán)42上，這些相同環(huán)肩也限定可把壓縮套筒56收縮起來的整個程度。
此時，塞堵機可在管道中移動到一個新位置，其所有部件既未受鎖定也未受松開的絲毫損害和損壞。這不同于已知的塞堵機，后者需要爆炸閥來釋放用于鎖起該器具的液體壓力，這就需要在每次鎖起之后從管道中取出塞堵機來再次充填爆炸能。摩擦墊46最好由能夠牢固地卡抓住管道壁而不對其造成損傷的可變形材料制造。這些墊可經(jīng)受至少2-3次鎖定才需要更換。一種合適的摩擦墊材料例如是黃銅，最好它包含微量細粒磨料，如粉狀碳化鎢。這可在摩擦墊和管道壁之間形成更強的摩擦嚙合而不損及管道壁。
此前，在修理過之后及放開塞堵機之前，必須在新修理的區(qū)域打孔來引入管道流體，其壓力要是足以減少跨越塞堵機的壓力差。顯然人們很不希望在新維修區(qū)打孔，另外還涉及向修理現(xiàn)場運送流體和泵壓設備的花費。況且，若壓力差不能充分均衡，塞堵機就會在放松時移動而沿著管壁拖拉卡抓插頭，這會損傷管壁和插頭的。因而，若塞堵機包括可選擇致動裝置來為管道流體流入修理區(qū)提供一條旁路，這無疑是很好的。這可平衡塞堵機之間的壓差，而便于靜態(tài)放開和從管道壁上脫開，又不損及插頭的滑部或拖部。
本申請人開發(fā)了一個旁路，現(xiàn)參考附圖1加以闡明。利用一個在驅(qū)動螺母55上的開孔140、一個貫通前端蓋31和一個旁路蓋板21的流道150、一個貫通機架30的軸向?qū)实牧鞯?60和另一個貫通后圈33的對準流道170來形成從塞堵件的一端到另一端的流體聯(lián)通。
為控制旁路中的流通，在流道150中設置一個旁路球閥20。該球閥受安裝在一個安裝板16上的遙控齒輪電機22的操縱。電機22轉(zhuǎn)動一個由軸承19支承的軸18，該軸又致動一個曲軸17，后者轉(zhuǎn)動該球閥來選擇打開和關閉流道150。在放開塞堵機之前，可由外面的操作人員打開旁路而使管道流體進入修理區(qū)而平衡所述壓力差。然后操作者關閉該旁路。此后就可安全地放開塞堵機(或多個塞堵機)，后者保持靜止直到管道中的流體恢復流動。
在把塞堵機在所需位置處定位時該旁路也很有用。設置一個壓力傳感器12來監(jiān)測管道壓力。若使用一對本塞堵機時，在打開旁路之后可使用一個傳感器12來監(jiān)測管道壓力，用另一個監(jiān)測修理區(qū)的壓力。操作者就會知道何時壓力差會達到均衡，然后放開塞堵機。
利用適當布置的O型環(huán)175和聚酯密封來密封塞堵機的各個部件。在端蓋31和螺母55之間設置一個復合套25來實現(xiàn)螺母的前后移動。
本發(fā)明還包括一個備用解離電機4和一個聯(lián)軸器8，具有一個單獨電源，以防齒輪電機3或其電源發(fā)生故障。
參見圖2，齒輪電機3所用的電源是一放在一個單獨電池組件200中的電池組，就象塞堵機10一樣，組件200包括一個滑動支承在管道中移動的殼體230，它是通過設在該殼體相對兩端附近的一對間隔開的聚氨酯雙向盤249和一對相聯(lián)的聚氨酯杯狀密封279來支承的，且與塞堵機串聯(lián)起來。就象前面參照塞堵機描述的那樣，用夾環(huán)243和緊固件244把盤249和密封279聯(lián)接到殼體230上。電池組件200也包括一接線頭組99，后者是通過一個導管290連接到塞堵機10上，該導管例如通過兩個樞轉(zhuǎn)銷291可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接著接線頭組97和98。導管290為電池組和各種電機及塞堵機10的其他電動組件之間的電源線和控制電纜提供一條保護通道。導管和接線頭組97和98之間的可樞轉(zhuǎn)聯(lián)接也可使電池組件相對于塞堵機組件轉(zhuǎn)動，其重要性在于本發(fā)明器具可更易于適應管道中的彎部。就此而論，本器具的直徑顯然會隨管道直徑而變化。還有，本塞堵機的上述結構旨在最大限度地減小其長度，以便其能適應具有小至管道名義直徑三倍的中心線半徑的彎部。
圖3、4和5是塞堵機10、及其備用解離機構和外面操作控制器所用的示意性電氣框圖。
本發(fā)明的上述描述旨在示明本發(fā)明的優(yōu)選實施例，而不是限制本發(fā)明的范圍，本領域普通技術人員易于明了的各種修改均在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。本發(fā)明的范圍是由后附權利要求界定的。
權利要求
1．一種用于把管道隔斷器抵擋著所述管道中的流體壓力鎖定到一預定位置的制動裝置，該管道隔斷器具用于塞斷管道，它包括一個可在所述管道中移動并可支承著所述制動裝置的機架，該制動裝置包括若干卡抓裝置，環(huán)繞著所述機架布置，用于摩擦嚙合所述管道的內(nèi)表面來把所述器具鎖定在所述管道中的一預定位置；支承裝置，分別獨立地支承所述卡抓裝置中至少相應的一個，使所述卡抓裝置的第一和第二部分沿所述機架的縱長方向相互軸向分開；定位裝置，可受驅(qū)動在第一位置和第二位置之間移動所述支承裝置，在該第一位置，所述卡抓裝置從所述內(nèi)表上解離開來；在該第二位置，所述卡抓位置嚙合著所述內(nèi)表面而把所述器具鎖定到所述預定位置；及驅(qū)動裝置，用于驅(qū)動所述定位裝置，使所述卡抓裝置在其所述第一和第二位置之間做選定的運動。
2．如權利要求1所述的制動裝置，其特征在于，所述支承裝置包括若干杠桿裝置，后者均沿所述機架縱向?qū)R且相互并排地在其環(huán)向間隔布置，每個所述杠桿裝置在其上支撐著至少一個相應的卡抓裝置。
3．如權利要求2所述的制動裝置，其特征在于，相對于所述機架的對應端，所述杠桿裝置之中相鄰者相向?qū)省?br> 4．如權利要求3所述的制動裝置，其特征在于，所述定位裝置包括相互間隔開的第一和第二環(huán)，它們環(huán)繞著機架周向布置且在其間設有所述杠桿裝置；隨著驅(qū)動裝置的驅(qū)動而使所述卡抓裝置在其第一第二位置之間移動，所述環(huán)相互之間可移近和移離。
5．如權利要求4所述的制動裝置，其特征在于，支承著所述卡抓裝置的所述第一部分的所述杠桿裝置在其一端可轉(zhuǎn)動地聯(lián)接著所述第一和第二環(huán)之一；支承著所述卡抓裝置的所述第二部分的杠桿裝置在其一端可轉(zhuǎn)動地聯(lián)接著所述第一和第二環(huán)之另一個。
6．如權利要求5所述的制動裝置，其特征在于，所述杠桿裝置在其所述可轉(zhuǎn)動地聯(lián)接著所述第一和第二環(huán)的端的相反端以鍥進關系頂接著所述第一和第二環(huán)中的另一個，從而使在所述第一和第二環(huán)相向運動中，所述杠桿裝置與其呈鍥進關系的端向所述內(nèi)表面移動，直至所述卡抓裝置位于其所述第二位置。
7．如權利要求6所述的制動裝置，其特征在于，在所述卡抓裝置位于其所述第二位置時，所述卡抓裝置與所述內(nèi)表面達到全面地鍥進接觸，使作用在機架任一端的壓力把所述卡抓裝置的所述第一和第二部分之任一或兩個都保持在其所述第二位置。
8．如權利要求7所述的制動裝置，其特征在于，每個所述杠桿裝置包括一個聯(lián)接部和一個可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接著所述聯(lián)接部之一端的頭部，所述聯(lián)接部的另一端可轉(zhuǎn)動地聯(lián)接著所述第一和第二環(huán)之一；所述卡抓裝置與所述頭部可活動地聯(lián)接著面對著所述內(nèi)表面的所述頭部。
9．如權利要求8所述的制動裝置，其特征在于；所述頭部包括鍥進表面，后者可與在所述第一和第二環(huán)中對應的之一上的對貼鍥進面按頂接關系相互作用，隨著所述第一和第二環(huán)相向移動，使所述頭部向所述內(nèi)表面移動。
10．如權利要求9所述的制動裝置，其特征在于，每個所述環(huán)均包括至少一個相鄰的第一和第二鍥進表面，所述第一鍥進表面相對于所述機架的縱軸線呈一較陡角度，用于向所述內(nèi)表面較迅速地移動所述頭部；所述第二鍥進表面相對于所述縱軸線呈一較緩角度，用于在所述卡抓裝置和所述內(nèi)表面之間形成鍥進綜合接觸。
11．如權利要求10所述的制動裝置，其特征在于，它還包括退回裝置，隨著所述第一和第二環(huán)相互遠離，該退位裝置把所述杠桿裝置妥當?shù)赝嘶仄涞谝晃恢谩?br> 12．如權利要求11所述的制動裝置，其特征在于，所述卡抓裝置包括可更換的墊，后者是由比所述內(nèi)表面硬度還要軟的可變形金屬材料制成的。
13．如權利要求12所述的制動裝置，其特征在于，所述墊是由黃銅制成的。
14．如權利要求13所述的制動裝置，其特征在于，所述黃銅包含著預定數(shù)量的粒狀材料，用于增強在所述墊和所述內(nèi)壁之間的摩擦接觸。
15．如權利要求10所述的制動裝置，其特征在于，所述第一鍥進面相對于所述縱軸線的角度為60-75°，所述第二鍥進面相對于所述縱軸線的角度為5-15°。
16．一種防止流體環(huán)繞著阻斷器具泄漏的密封系統(tǒng)，該阻斷器具用于在預定位置處塞阻一條管線，所述系統(tǒng)包括至少第一和第二彈性密封件，環(huán)繞著所述器具設置；所述第一和第二密封件沿著所述器具的縱長方向軸線間隔開，并且可徑向膨脹成與所述管道的內(nèi)表面形成流體密封接觸；密封膨脹裝置，受到驅(qū)動可徑向膨脹所述密封件而使其與所述管道內(nèi)表面形成流體密封接觸；及驅(qū)動裝置，可驅(qū)動所述密封膨脹裝置。
17．如權利要求16所述的密封系統(tǒng)，其特征在于，所述密封膨脹裝置包括至少第一和第二對鍥進環(huán)，它們環(huán)繞著所述器具周向設置，且在每一對鍥進環(huán)之間設置有至少一個所述密封件，受所述驅(qū)動裝置驅(qū)動，所述每對鍥進環(huán)可相對移近和移開而膨脹和收縮所述密封件。
18．如權利要求17所述的密封系統(tǒng)，其特征在于，所述密封件包括鍥進表面，其適于與所述鍥進環(huán)上的貼合鍥進表面相互作用，隨著每對所述鍥進環(huán)相向移動而使所述密封件膨脹，隨著對所述鍥進環(huán)相反運動而使所述密封件收縮。
19．如權利要求18所述的密封系統(tǒng)，其特征在于，所述隔斷器具還包括位于所述至少第一和第二密封件之間的制動裝置，所述制動裝置可摩擦嚙合所述內(nèi)表面而對抗著所述管道中的流體壓力把所述器具鎖定在管道中的某一預定位置，從而所述密封件從所述器具的兩端施加壓力的管道流體中把所述制動裝置密封起來。
20．如權利要求19所述的密封系統(tǒng)，其特征在于，所述制動裝置包括若干卡抓裝置，環(huán)繞著所述機架布置，用于摩擦嚙合所述管道的內(nèi)表面來把所述器具鎖定在所述管道中的所述預定位置；支承裝置，分別獨立地支承所述卡抓裝置中至少相應的一個，使所述卡抓裝置的第一和第二部分沿所述器具的縱長方向相互軸向分開；定位裝置，可受驅(qū)動在第一位置和第二位置之間移動所述支承裝置，在該第一位置，所述卡抓裝置從所述內(nèi)表上解離開來；在該第二位置，所述卡抓位置嚙合著所述內(nèi)表面而把所述器具鎖定到所述預定位置；及驅(qū)動裝置，用于驅(qū)動所述定位裝置，使所述卡抓裝置在其所述第一和第二位置之間做選定的運動。
21．如權利要求20所述的密封系統(tǒng)，其特征在于，所述定位裝置包括相互間隔開的第一和第二環(huán)，它們環(huán)繞著機架周向布置且在其間設有所述杠桿裝置；隨著驅(qū)動裝置的驅(qū)動而使所述卡抓裝置在其第一第二位置之間移動，所述環(huán)相互之間可移近和移離。
22．如權利要求21所述的密封系統(tǒng)，其特征在于，所述第一環(huán)及其所述第一對所述鍥進環(huán)之一是相同的組件，所述第二環(huán)及其所述第二對所述鍥進環(huán)之一是相同的組件。
23．一種用于在某一預定位置隔斷一條管道的管道阻斷器具，所述器具包括一個可沿管道中移動的機架；環(huán)繞該機架周向布置的密封裝置，可膨脹成與所述管道內(nèi)壁達到流體密封接觸；和摩擦嚙合著管道內(nèi)壁的制動裝置，它抵抗著管道流體的壓力而把所述器具固定在一預定位置，其特征在于它還包括一個旁路，后者包括一個貫通所述機架的流道，用于讓管道流體從所述機架的一端流向另一端；可有選擇地打開和關閉所述流道的閥門裝置；和制動裝置，它響應一輸入而有選擇地打開所述閥門而讓流體流過及關閉所述閥門而防止流體流過，其中所述旁路可用來調(diào)節(jié)或均衡跨越所述機架的管道流體壓力。
24．如權利要求23所述的器具，其特征在于，所述制動裝置包括一個在操作上聯(lián)接著所述閥門裝置的電機，用于響應所述輸入來打開和關閉該閥門裝置。
25．一種用于在某一預定位置隔斷一條管道的管道阻斷器具，所述器具包括一個可沿管道中移動的機架；環(huán)繞該機架周向布置的密封裝置，可膨脹成與所述管道內(nèi)壁達到流體密封接觸；和可與管道內(nèi)壁摩擦嚙合的制動裝置，它抵抗著管道流體的壓力而把所述器具固定在一預定位置，其特征在于它還包括一個電一機驅(qū)動系統(tǒng)，后者包括一個絲杠從動件，可環(huán)沿其縱軸線順時針和逆時針轉(zhuǎn)動；一個原動器，在操作上聯(lián)接著所述從動件而將其轉(zhuǎn)動；及聯(lián)動裝置，用螺紋聯(lián)接著所述從動件，可隨所述從動件的順時針和逆時針轉(zhuǎn)動而沿軸向相對于所述機架前后移動，當要把所述器具固定到所述預定位置時，所述聯(lián)動裝置沿一個方向的軸向移動致動所述密封和制動裝置；所述聯(lián)動裝置沿相反方向的移動松開所述密封和制動裝置，而使所述器具可相對于所述管道移動；由此所述器具可多次塞斷所述管道而不必在所述各次之間把所述器具從所述管道中取出。
26．如權利要求25所述的器具，其特征在于，它還包括一個輔動器，在所述原動器發(fā)生故障時，可選擇該輔動器來轉(zhuǎn)動所述從動件。
27．一種用于在一預定位置塞阻一條管道的管道阻斷器具，其包括機架裝置，它可在所述管道中移動且包括第一和第二端；密封裝置，環(huán)繞著所述機架周向布置，且可徑向膨脹成流體密封接觸著所述管道的內(nèi)壁；及若干制動件，其上裝有的卡抓裝置可摩擦嚙合著所述管道的內(nèi)壁而抵抗著所述管中的壓力來把所述隔斷器具鎖定在所述預定位置；所述卡抓件可有選擇地在一第一和第二位置之間反復動作；在所述第一位，所述卡抓裝置脫離所述內(nèi)壁；在所述第二位置，所述卡抓裝置嚙合著所述內(nèi)壁。
28．如權利要求27所述的器具，其特征在于，所述制動裝置包括若干沿所述機架縱向?qū)R和沿周向隔開的杠桿，所述杠桿的相鄰者在所述機架的所述第一和第二端相向?qū)省?br> 29．如權利要求28所述的器具，其特征在于，每個所述杠桿支承著所述卡抓裝置中至少對應的一個的相鄰端；使所述杠桿在其所述第二位置時，所述卡抓裝置以交錯排列方式嚙合著所述內(nèi)壁。
30．如權利要求29所述的器具，其特征在于，所述機架含有一個貫通的流體旁路，可選擇打開該旁路而讓所述管路中的流體穿過所述機架，來調(diào)節(jié)或均衡跨越所述機架的流體壓力。
31．一種用于在一預定位置塞阻一條管道的管道阻斷器具，包括機架裝置，可穿過所述管道移動，且具有第一和第二端；密封裝置，包括環(huán)繞所述機架周向設置的至少第一和第二彈性密封件，后者沿所述機架縱長方向軸向隔開，且可徑向膨脹為流體密封接觸著所述管道的內(nèi)表面；密封膨脹裝置，可把所述密封件徑向擴張成流體密封接觸著所述管道的內(nèi)表面；制動裝置，用于把所述器具鎖定在所述預定位置，所述制動裝置包括若干環(huán)繞所述機架設置的卡抓裝置，后者用于摩擦嚙合著所述內(nèi)表面而把所述器具鎖定在所述預定位置；分別支承著所述卡抓裝置中至少相應之一的支撐裝置，使所述卡抓裝置的第一和第二亞組沿所述機架的縱長方向軸向隔開；和用于在第一位置和第二位置之間移動所述支承裝置的定位裝置，在第一位置，所述卡抓裝置脫離所述內(nèi)表面；在第二位置，所述卡抓裝置嚙合所述內(nèi)表面而把所述器具鎖定在所述預定位置；及驅(qū)動裝置，可選擇驅(qū)動所述定位裝置和所述密封膨脹裝置，前者在所述第一和第二位置之間移動所述卡抓裝置。
32．如權利要求31所述的器具，其特征在于，所述制動裝置位于所述至少第一和第二密封件之間。
33．如權利要求32所述的器具，其特征在于，所述支承裝置包括若干杠桿裝置，后者均沿所述機架縱向?qū)R且相互并排地在其環(huán)向間隔布置，每個所述杠桿裝置在其上支撐著至少一個相應的卡抓裝置。
34．如權利要求33所述的器具，其特征在于，相對于所述機架的對應端，所述杠桿裝置之中相鄰者相向?qū)省?br> 35．如權利要求34所述的器具，其特征在于，所述定位裝置包括相互間隔開的第一和第二環(huán)，它們環(huán)繞著機架周向布置且在其間設有所述杠桿裝置；隨著驅(qū)動裝置的驅(qū)動而使所述卡抓裝置在其第一第二位置之間移動，所述環(huán)相互之間可移近和移離。
36．如權利要求35所述的器具，其特征在于，支承著所述卡抓裝置的所述第一部分的所述杠桿裝置在其一端可轉(zhuǎn)動地聯(lián)接著所述第一和第二環(huán)之一；支承著所述卡抓裝置的所述第二部分的杠桿裝置在其一端可轉(zhuǎn)動地聯(lián)接著所述第一和第二環(huán)之另一個。
37．如權利要求36所述的器具，其特征在于，所述杠桿裝置在其所述可轉(zhuǎn)動地聯(lián)接著所述第一和第二環(huán)的端的相反端以鍥進關系頂接著所述第一和第二環(huán)中的另一個，從而使在所述第一和第二環(huán)相向運動中，所述杠桿裝置與其呈鍥進關系的端向所述內(nèi)表面移動，直至所述卡抓裝置位于其所述第二位置。
38．如權利要求37所述的器具，其特征在于，在所述卡抓裝置位于其所述第二位置時，所述卡抓裝置與所述內(nèi)表面達到全面地鍥進接觸，使作用在機架任一端的壓力把所述卡抓裝置的所述第一和第二部分之任一或兩個都保持在其所述第二位置。
39．如權利要求38所述的器具，其特征在于，每個所述杠桿裝置包括一個聯(lián)接部和一個可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接著所述聯(lián)接部之一端的頭部，所述聯(lián)接部的另一端可轉(zhuǎn)動地聯(lián)接著所述第一和第二環(huán)之一；所述卡抓裝置與所述頭部可活動地聯(lián)接著面對著所述內(nèi)表面的所述頭部。
40．如權利要求39所述的器具，其特征在于，所述頭部包括鍥進表面，后者可與在所述第一和第二環(huán)中對應的之一上的對貼鍥進面按頂接關系相互作用，隨著所述第一和第二環(huán)相向移動，使所述頭部向所述內(nèi)表面移動。
41．如權利要求40所述的器具，其特征在于，每個所述環(huán)均包括至少一個相鄰的第一和第二鍥進表面，所述第一鍥進表面相對于所述機架的縱軸線呈一較陡角度，用于向所述內(nèi)表面較迅速地移動所述頭部；所述第二鍥進表面相對于所述縱軸線呈一較緩角度，用于在所述卡抓裝置和所述內(nèi)表面之間形成鍥進性的綜合接觸。
42．如權利要求41所述的器具，其特征在于，所述密封膨脹裝置包括至少第一和第二對鍥進環(huán)，它們環(huán)繞著所述器具周向設置，且在每一對鍥進環(huán)之間設置有至少一個所述密封件，受所述驅(qū)動裝置驅(qū)動，所述每對鍥進環(huán)可相對移近和移開而膨脹和收縮所述密封件。
43．如權利要求42所述的器具，其特征在于，所述第一環(huán)及其所述第一對所述鍥進環(huán)之一是相同的組件，所述第二環(huán)及其所述第二對所述鍥進環(huán)之一是相同的組件。
44．如權利要求31所述的器具，其特征在于，所述驅(qū)動裝置包括一個絲杠從動件，可環(huán)沿其縱軸線順時針和逆時針轉(zhuǎn)動；一個原動器，在操作上聯(lián)接著所述從動件而將其轉(zhuǎn)動；及聯(lián)動裝置，用螺紋聯(lián)接著所述從動件，可隨所述從動件的順時針和逆時針轉(zhuǎn)動而沿軸向相對于所述機架前后移動，當要把所述器具固定到所述預定位置時，所述聯(lián)動裝置沿一個方向的軸向移動致動所述密封和制動裝置；所述聯(lián)動裝置沿相反方向的移動松開所述密封和制動裝置，而使所述器具可相對于所述管道移動。
45．如權利要求44所述的器具，其特征在于，它還包括一個輔動器，在所述原動器發(fā)生故障時，可選擇該輔動器來轉(zhuǎn)動所述從動件。
46．如權利要求31所述的器具，其特征在于，在所述器具中還設有一流體旁路，所述旁路包括一個貫通所述機架的流道，用于讓管道流體從所述機架的一端流向另一端；可有選擇地打開和關閉所述流道的閥門裝置；和制動裝置，它響應一輸入而有選擇地打開所述閥門而讓流體流過及關閉所述閥門而防止流體流過，其中所述旁路可用來調(diào)節(jié)或均衡跨越所述機架的管道流體壓力。
47．如權利要求46所述的器具，其特征在于，所述制動裝置包括一個在操作上聯(lián)接著所述閥門裝置的電機，用于響應所述輸入來打開和關閉該閥門裝置。
全文摘要
一種用于在一預定位置處塞堵管道的管道隔斷器具(10),包括:一個可穿過管道(1)移動的機架(30),具有第一和第二端(29,41);環(huán)繞機架布置的密封裝置(48),可徑向膨脹成流體密封接觸著管道(1)的內(nèi)壁(2);和若干制動件(120),其具有的卡抓(46)可摩擦嚙合著管道(1)的內(nèi)壁(2)而頂著管道中的壓力把本管道隔斷器具(10)鎖定到位,所述制動件(120)可有選擇地在第一位置和第二位置之間反復運動,在第一位置卡抓(46)脫離管道內(nèi)壁(2),在第二位置卡抓嚙合著管道內(nèi)壁。
文檔編號F16L55/26GK1209866SQ97191938
公開日1999年3月3日 申請日期1997年1月28日 優(yōu)先權日1996年1月29日
發(fā)明者約翰·戴克, 杰拉爾德·B·弗拉特克維爾, 霍斯特·戈托維克 申請人:加拿大弗萊克馬斯特有限公司