专利名称：用于固定一种堵塞管子的可调栓塞的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于固定堵塞管子的可调栓塞的装置，尤其是涉及了带有台阶状滑动表面的锁定滑块。
当人们维修和改造管道时，比如为了石油产品的运输，有必要能够关闭管道系统更长或者更短的部分。
最简单的形式，现有技术包括可以按照需要打开和关闭的固定阀门。
当建造管道系统时，这样的阀门使得成本显著增加。在某种程度上很难预言在那里放置阀门以允许恰当地方的管道系统关闭。从而存在阀门的过度使用或者阀门被放错的风险。阀门的过度使用导致了不必要的资金花费，并且阀门的错误放置导致关闭管道系统的复杂和额外工作。
一个长时间闲置不用的阀门当它被投入使用时也会存在故障的危险。
一个阀门体现了对管道系统的调节。这导致压力损失，由于空隙现象而导致的管道磨损，等等，和穿过阀门的空隙的检查设备的种种问题。
阀门在很大程度上已经被栓塞所代替，这些栓塞通过各种方法被放置并固定在管道系统里。栓塞通常靠在管道系统里流动的介质推动而通过管子。
在最简单的操作形式里，栓塞通过使用在栓塞和控制系统之间的直接连接来运行。电缆，电线和软管被拉进管道系统，以允许栓塞一到达正确的位置时就被固定住。
一般来说，把这样的传送系统推进管道系统时会存在危险。对电缆或者类似物的损害将引起放置栓塞的失败，或者栓塞后来的移动将是额外的损坏。
带有无线信号传输的被远程操作塞子已经消除了直接操作类型栓塞的主要问题。被无线操作的栓塞由于带有电池组，液压油，压缩气体，和相似物而具有使内在气缸，阀门，无线电系统等运行所需要的所有动力资源。通过把天线设置在需要固定栓塞的管子的外面，控制信号就从控制系统被传送到栓塞。
栓塞典型地由一个或多个部分组成。在管子里形成封口的主要部分中装配了大量的同心元件。一个端板和一个外部衬垫的结合组成了实际的密封单元。当滑块被轴向设置的液压缸和共同操作的倾斜滑块和压力面向外施加压力时，在外周设置的滑块把塞子固定在管壁上。液压缸的活塞杆和栓塞末端的垫片相连接。在栓塞里位于其他部件之中有一个操作液压缸的装置。
需要有多个包含用于定位等的记录和运行设备的控制部分，它们和主要部分连接。几个主要部分也可以相互连接在一起以达到期望的效果。这种相互连接可以通过把枢接的支杆连接到该部分的末端表面的中心来实现。
为了使栓塞能通过它要进入的某个直径的管子，在栓塞的外围和管壁之间一定要有一个最小的间隙。这个间隙依赖于管子的尺寸公差，一般对于油气管子最小值是10mm。大的和小的管子一定都有近似相同的间隙。因此，为了固定栓塞而用力顶住管壁的滑块，在它沿着倾斜滑动表面行进的过程中，在半径方向必须行进最少10mm。由于现在滑块的下面和相应的滑动表面有逐渐倾斜的外形，因此滑块的长度与滑动表面的倾斜度是成比例的。如果不考虑管子的直径，典型的角度是17度。
小直径的栓塞由于有比大直径栓塞更小的转向半径而一定能通过管子的弯曲部分。因此，用小的结构长度来制作小直径栓塞就变得很重要。用现有已知的技术，用足够短的结构尺寸来制造栓塞是很困难的。
本发明的目的是弥补现有技术的缺陷。
通过在下文描述和附加的权利要求中所给出的特征，本发明的目的可以实现。
被放置在栓塞主要部分外周的滑块被这样放置他们最高的一端和栓塞的一个端板上的滑动压力表面相邻。滑块与圆锥形力环相邻，并且通过拉力弹簧等方式顶住力环。由于滑动表面的第一个部分有一个陡的倾斜度，第二个部分有一个稍微小点的倾斜度，比如典型的17度，而形成了带有两个倾斜度的滑块和力环之间的运动表面。滑动表面的不同坡度形成了台阶形模式。当滑块位于初始位置时，滑块的台阶形模式和力环一致。较佳的是，滑动表面包含一个或者多个凹槽来达到在初始位置，滑动运动中，和在固定位置，滑块可取得增加的稳定性。
当栓塞的气缸推动栓塞末端的所有端板时，在位移的第一阶段，由于滑动表面的猛然上抬和滑块上的径向负荷，滑块为了以更小的坡度沿着滑动表面运动将跳到更高的台阶。这就有可能实现，用径向小的轴向位移实现在位移的第一阶段滑块大幅度的位移。这样，滑块的长度可以在很大程度上被缩小，并且栓塞的结构长度也可以在很大程度上被缩小，以至于可以满足小直径管子。
下面将描述附图中所示的一个最佳实施例的非限制性的例子，如下
图1示出了穿过栓塞主要部分的一个截面；图2示出了停止在相应力作用圈位置上的滑块局部放大图。
图3示出了相同比例向外支撑管壁的滑块的放大图。
在附图里，附图标记1表示装配有第一个端板3的主要部分，第一个端板3与液压缸5结合成一体。液压缸5包含活塞7和活塞杆9。活塞杆的末端11和栓塞的第二个端板13相连，为了使液压缸5运行，还要有一个液压泵(没有表示出来)和阀门(没有表示出来)。
沿着栓塞的外周有多个滑块15，滑块15和第二个端板13通过其端部16的倾斜压力表面17相邻。滑块末端16的表面对应于压力表面17的倾斜度。滑块的顶端形成了栓塞表面18，这样的形状可以使它被压向管壁19时，很好地咬紧。滑块15的下侧包含滑块前端20和滑动表面21，21’，滑动表面21，21’被平行于滑块前端20延伸的滑块凹槽22所隔开，并且在与滑块前端20朝向相同的一侧形成了与滑块前端20相同方向的台阶状前端23。
圆锥形力环25的表面包含力环前端27，和滑动表面29，29’。滑动表面29，29’被平行于力环前端27延伸的力环凹槽30所隔开，并且在与力环前端27朝向相同的一侧形成了与力环前端27相同方向的台阶状前端31。
垫圈26分布在力环21和第一个端板3之间的外围。管壁19包围栓塞。当滑块15排列在力环25较低部分上时，滑块的下侧对应于形力环的圆锥表面，以至于滑块15的滑动表面21’刚好和力环凹槽30的底部重合，同时滑块凹槽22的底部刚好和力环25上的滑动表面29’重合。
通过把栓塞塞进管子并且靠液体或者气体的压力推进，栓塞用来密封运输液体或者气体的管子。它可以由在管子里固定的驱动装置以及滚动向前的轮子来推进。栓塞由主要部分1的液压缸5的运行来固定。和液压缸相连的端板3和13一起被推拉，同时分布在主要部分1外周的滑块15通过压力面17被迫挤压圆锥型力环25。滑块前端20和滑块15的台阶状前端23被分别压向圆锥型力环25的台阶状前端31和力环25，以至于引起滑块被抬起到滑动表面29，29’上。然后滑块15就沿着力环的滑动表面29，29’被推进直到滑块15被顶向管壁16。在固定的过程中，衬垫23也受压并向外挤压以至于能和第一个端板3一起封闭管子。
权利要求
1.在用于密封运送液体或者气体管子的栓塞上的装置，包含多个滑块(15)，布置在栓塞外周以使它们可以通过液压缸沿着圆锥形力环(25)被推进，其特征在于，该滑块(15)设置有可能被分割的滑动表面(19，19’)，和至少一个可能被分割的滑动表面(20，23)，该滑动表面(20，23)带有和滑动表面(19，19’)不同的角度。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于该圆锥形力环(25)设置有可能被分割的滑动表面(29，29’)，和至少一个可能被分割的滑动表面(27，31)，该滑动表面(27，31)带有和滑动表面(29，29’)不同的角度。
3.如上面任何一个权利要求所述的装置，其特征在于滑动表面(20，23，27，31)的第一部分有一个陡的倾斜度并且滑动表面(21，21’，29，29’)的第二部分具有相对于栓塞纵轴的小的倾斜度。
4.如上面任何一个权利要求所述的装置，其特征在于该滑块(15)的滑动表面(20，21，21’，23)的形状可以在滑块(15)的給定位置对应于圆锥形力环(25)的滑动表面(27，29，29’，31)。
5.如上面任何一个权利要求所述的装置，其特征在于该滑块(15)包括一个平行于滑块底部(16)延伸的滑块前端(20)，和被平行于滑块前端(20)延伸的滑块凹槽(20)分割的滑动表面(21、21’)，并且在与滑块前端(20)朝向相同的一侧形成了与滑块前端(20)相同方向的台阶状前端(23)。
6.如上面任何一个权利要求所述的装置，其特征在于该圆锥形力环(25)的表面包含一个力环前端(27)和一个被平行于力环前端(27)延伸的力环凹槽(30)隔开的滑动表面(29，29’)，并且在与力环前端(27)朝向相同的一侧形成与力环前端(27)相同方向的台阶状前端(31)。
全文摘要
多个在栓塞上分布的滑块(15)，使得他们可以通过使用液压缸沿着圆锥形力环(25)被推进，滑块(15)设置有可能被分割的滑动表面(19，19’)，和至少一个可能被分割的滑动表面(20，23)，该滑动表面(20，23)带有和滑动表面(19，19’)的角度不同的角度。该力环(25)有对应于滑块滑动表面(19，19’，20，23)的滑动表面(27，29，29’，31)。该滑动表面(20，23，27，31)的第一部分有一个陡的倾斜度并且滑动表面(21，21’，29，29’)的第二部分有一个小的倾斜度。
文档编号F16L55/128GK1662767SQ03815035
公开日2005年8月31日 申请日期2003年6月19日 优先权日2002年6月26日
发明者哈拉尔·叙瑟 申请人:柏景专业国际公司