[发明专利]分体阀

说明书

技术领域

本发明涉及阀组件，该阀组件包括与第一管道流体连接的第一阀部件和与第二管道流体连接的第二阀部件，每个部件具有壳体和关闭构件，第一关闭构件具有横向于第一管道延伸的枢转轴线，第一关闭构件可绕枢转轴线在关闭位置与打开位置之间枢转，在关闭位置，关闭构件横向于第一管道的纵向中心线延伸。本发明尤其可适合在例如用于LNG传输的碳氢化合物输送系统中用作紧急释放阀。本发明尤其可适用于管出现破损的情况下或需要使两个管部断开连接的任何紧急场合。

背景技术

对于使管路相互连接以在两个站之间供应和接收流体而言，这种类型的连接配置是众所周知的，两个站之一可以是固定站，如离岸系船点，而另一个站可以是移动站，如碳氢化合物运输船。公知的连接和断连接开的配置设置有紧急断开装置，紧急断开装置使得可以在漂移或事故的极端情形下——例如在发生火灾的情况下——使移动管部远离固定管部以防止结构损坏或管被拧开，并确保流体容纳在管路中。

在公知的配置中，两个相互连接的管部的阀盘的枢转轴线在管部的轴向上彼此间隔开。当这些阀盘处于其关合位置时，这些阀盘在它们之间限定充有流体的相对较大的空间。在紧急断开连接的情况下，这种量的流体流失到环境中。这种事件可能导致环境污染或者涉及火灾风险。对于在例如装货或卸货码头与液化气体运输船之间进行液化天然气(LNG)输送而言尤其如此。

过去，在多种场合和应用中已经使用了许多不同类型的阀来控制流体流经管路、管道等。线形阀类型包括这样一些阀，如截止阀、闸阀和隔膜，而直角转弯阀类型包括蝶形阀、球阀和旋塞阀。依赖于具体的应用，这些阀可以是手动操作的或者可以被驱使和调节的。例如，闸阀、旋塞阀、楔形阀和球阀都在流体流控制领域中具有其各自的位置。对于这种阀最重要的是提供基本上无泄露的操作；对于调节高压的流体的流动或可能有害的流体(如高度易燃或腐蚀性物质)的流动的阀而言，尤其如此。操作的容易性，即打开和关闭的容易性有时是阀特别是高压阀的与无泄露操作同样重要的特征。如果除了阀部件的磨损和撕裂之外，还不能快速且用相对少的气力操作阀，那么在操作阀中所耗费的多余时间和气力以及与这种高扭矩的阀相关联的有关不便之处可能导致其它负面后果。因而，采用既可靠(即防泄露)又快速且易于操作(优选地需要可仅用手或应用轻的工具而获得的非常低的扭矩)的阀显然是令人期望的和有利的。

在第6,877,527号美国专利中得知用于使流体传输系统的两个管部连接和断开连接的配置的示例，这里，每个管部包括内部安装有阀盘的蝶形阀，蝶形阀绕旋转轴线在关闭流体流的横截面的关闭位置与打开流体流的横截面的打开位置之间转动。旋转轴线垂直于管轴线且彼此平行延伸。这种配置为每个阀包括驱动机构并且相对复杂和笨重。虽然公知构造使在进行管部连接时存留的流体量减少，但是一旦实现连接，这种构造根本无法防止流体存留。

在第5,265,845号美国专利中得知凸轮驱动的分体球阀的示例，这里，分体球的半部分可枢转地安装到头部构件以可绕安装装置枢转，从而交替地使半部彼此分离或者使半部朝向彼此塌下。关闭构件可与杆部和头部构件一起转动，以交替地使流口部与阀座对准从而使阀打开或者使密封面与阀座对准从而使阀关闭。驱动凸轮在阀体中布置在分体球的半部之间，以交替地迫使分体球的半部分离或允许分体球的半部朝向彼此塌下并与阀座脱开密封接合。尽管这种配置保持了其操作的方便性以及在非常高的工作压力下的低操作扭矩，但是其根本并不允许使附接到阀的管部断开连接。

在第4,335,747号美国专利中描述了另一种用于管道的连接装置，该文献公开了在每个管道中存在具有径向延伸通孔的球形阀元件。在一个管部中，壳体的安置有球形元件的配装表面形成有开口，阀元件的一部分穿过该开口凸出。在另一个管道上，球形阀元件并不凸出超过壳体的配装表面而是形成呈部分球形的凹陷以在第一球阀组件中接收阀元件的凸出部分。以这种方式，可以防止当相互连接两个管部分时混入空气，这在低温应用中特别有利。但是每个球阀由单独的驱动构件驱动，使得构造相对复杂和笨重。

在第5,305,776号美国专利中描述了紧急关闭装置，其中，两个阀中都具有可绕平行的枢转轴线在管体中枢转的阻塞器，使得该阻塞器可处于横向于管的长度方向的关闭位置和基本上垂直于阻塞器的关闭位置的打开位置。每一个阻塞器具有用于与另一阀的阻塞器接合的接合装置，将接触布置的两个阻塞器固定在其通常处于的打开位置，并使气密器脱开以使得当由于连接受到等于或大于破坏载荷的载荷因而阀分离时，阻塞器可以处于其的关闭配置。因为使两个阻塞器连接的装置必须被断开以使阻塞器分离，所以这种配置必须在每次紧急关闭之后改变。