[发明专利]气体药筒驱动的隔离阀

说明书

有关的发明

本发明是于1999年7月2日申请的09/133,573美国专利申请的部分继续，而此专利申请又是于1998年8月13日申请的09/133,573的继续申请，两个申请的题目都是气体药筒驱动的隔离阀(gas cartridge actuated isolation valve)。

发明背景

发明领域

本发明涉及改进的通常用于化学处理或类似处理中的那类门阀装置，它可承受需要迅速驱动阀的危险环境或失常情况，以避免灾难性的事故。尤其是，本发明涉及一种设置有一驱动器的门阀装置，该驱动器能产生亚音速流速的排放气体，以便能迅速地和平稳地移动阀件，从而驱动门阀装置。还可与阀件相结合地设置控制门阀减速度的结构。

已有技术的描述

长久以来，为了在发生危险状态的事件中能迅速关闭反应堆，将隔离类的门阀与化学反应堆的装置设置在一起。通常，这种门阀包括一阀体，它具有一穿过其中的通道和一在阀体内的可移动的有孔阀件，并通常位于使流动能够通过阀的阀打开位置。当感知到危险状态时，阀件就移动到阻止流动的阀关闭位置。

用于现有门阀的驱动器包括例如电动机或螺线管操作的机械连杆机构。但是。在某些情况下，已有技术的驱动器不能足够快地驱动门阀，以防止火焰传播、火焰通过门、爆炸或一些其它的严重的事故。此外，在一些文章中，希望能避免产生电火花，这些电火花可能是电动机驱动的门阀组件引起的。

1967年12月19日的美国专利3,358,961叙述了另一类的用于释放流体流动系统中的压力的门阀。在这种情况下，用一种炸药开启滑动阀，这种炸药能产生亚音速冲击波，使阀体能从一通常的关闭位置迅速加速移动到全开位置。快门类(shutter-type)的阀通常只能用于相对小的孔的场合，包括尺寸受到类似限制的阀组件。阀体和有关的快门板以及活塞组件必须足够小到在驱动爆炸装置时所产生的冲击波，或在阀关闭的过程中快门板与壳体组件的冲撞时的惯性，对诸阀构件没有破坏力。

因此，本领域需要有一种改进的隔离门阀组件和一门阀操作的相应方法，这样可避免已有技术阀驱动器的问题。

发明概要

一般用本发明是最有用的那种门阀关闭驱动中的管形通道，或打开该通道。通常，用门关闭的或移动门打开的门阀孔的横截面尺寸基本与通道相同。例如，如果通道由8英寸管子构成，那么门阀的孔直径也应该是8英寸。

本发明提供一种改进的隔离门阀组件，它尤其能用于各种尺寸的门阀中，门阀中的通孔可以从2英寸直至24英寸大或更大。隔离阀可特别用于较大尺寸的场合，包括直径在6英寸或更大的管子。

与已有技术门阀一样，本发明的那些门阀包括一具有通过其中的通道的阀体、一包括靠近通道的一可移动的有孔门件的门部件，它可从阀件孔与阀通道对齐的阀打开位置移动到门件孔与通道错开的阀关闭位置。本发明的改进的驱动器具有若干构件，这些构件用于以一预定的可控制的加速度使门阀在其位置之间例如从阀打开位置到阀关闭位置或从阀关闭位置到阀打开位置之间迅速移动，并当它到达其打开或关闭位置时以一预定方式控制门件的减速。设置一产生气体的药筒部件，产生一亚音速的增压气体，以根据情况选择打开或关闭门件。门件响应增压气体以从约0.2英寸至约0.33英寸/毫秒的速度移动，视门阀的尺寸，在较佳范围内的驱动时间随管子直径而变，而且管子直径越大，时间就较长。关闭太快，会因门阀与门阀壳体冲击而损坏阀构件，关闭太慢，会使阀的防止来自突燃的火焰头或燃烧产生的气体到未保护区的功能失效。

在较佳形式中，驱动器包括一管形壳体、一可在壳体内移动的活塞，活塞有一连接在活塞与门件之间的细长活塞杆。一产生气体的药筒连接于管形壳体，在活塞与药筒的气体排出端之间形成一可扩大的容纳增压气体的腔室。产生气体的药筒部件设置成能将一次装填量的亚音速增压气体导入壳体中并抵达活塞的远离活塞杆的表面，由此使活塞在壳体内移动，使门件对应地移动。

较佳的产生气体的药筒部件为细长的药筒体，其方向与壳体垂直或对齐，并有一出口；药筒的腔室内具有一定量的固体的可点燃的推进燃料，点燃时，它以一被控制的速度燃烧，产生增压的燃烧气流，以不超过约马赫1的速度流入腔室中。一适当的点火器和电线结构伸出腔室，并可操作地与推进燃料相连，以点燃它。单个的或多个的产生气体的药筒部件需要时可用于特定场合。