用于修理和升级管的设备的制作方法

本发明广泛地涉及与用于输送流体(例如，液体或气体)的管一起使用的设备，且特别地但非排他地涉及用于修理和升级当用于输送流体(例如，加压流体)的管的设备。

背景技术：

在本领域中已知用于在输送流体的加压管中创建暂时阻断以允许修理或升级管的技术(例如，允许控制机构，诸如隔离阀或恒温控制阀被插入在暂时阻断的下游处)。

传统上，已依靠冷冻管来形成冰“塞”以阻断通过该管的流动实现了引入暂时阻断的过程。然而，这种技术不适用于输送诸如油或气体之类流体的管，且仅在冰塞熔化之前提供有限的阻断期，如果冰塞泄露，则可能发生灾难性故障。此外，管必须通常是冷的以形成塞子，从而要求待进行修理的加热系统在能够形成塞子之前冷却。

已经设想了各种解决方案来解决该问题，包括在GB 2344396、US 3532113、US 5316037、US 3687166和WO 302011012899中公开的布置。所有这些文件都公开了结合“管切割工具和阀”的一体化解决方案的布置，其中切割装置与被安装在管中的阀一起被留在适当的位置上。如将理解的，这可能增加装置的成本并导致比所需的更大的阀。

本申请人已经确定需要用于修理和升级管的改进设备，其与本领域中已知的布置相比，在物理上更加紧凑且安装起来更便宜。而且，本申请人已经确定需要与用于输送加压流体，诸如水、油、气体和制冷剂的热和冷的加压管一起使用的改进设备。

技术实现要素：

根据本发明的第一个方面，提供了用于修理或升级输送流体的管的设备，其包括：(密封的或可密封的)壳体，其被配置成包围管的一部分，壳体包括：第一部件，其限定被配置成接收管的该部分的壳体室；以及第二部件，其从第一部件延伸，第二部件限定与壳体室相邻的装载空间；以及可推进装置，其可沿装置的推进路径从装载空间中的装载位置移动到至少部分地在壳体室中的推进位置，可推进装置包括本体，其具有前端，前端限定用于在可推进装置从装载位置移动到推进位置时去除由壳体包围的管的一段以在管中形成开口的切割器；其中壳体包括用于允许可推进装置通行至壳体室中的进入端口以及可在密封进入端口的密封形态和未密封进入端口并允许可推进装置进入进入端口的未密封形态之间进行配置的密封构件。

以这种方式，提供了能够刺穿管且同时允许在保持流体密封的同时将可推进装置从壳体抽出的设备。有利地，在管道系统是热的且被留在适当位置上时能够使用该设备直到在该管上的工作完成为止。

在一个实施例中，可推进装置是管切割器、流体流动控制装置或流动阻断装置。

在一个实施例中，进入端口位于第一部件中。

在一个实施例中，第二部件包括卡圈，其被配置成当可推进装置在装载位置上时与第一部件形成密封连接且当可推进装置在推进位置上时可从第一部件去除。以这种方式，仅壳体的第一部件需要被留在管道系统上的适当位置上以密封该管。安装工具部分(卡圈和可推进装置)可以进行再利用且唯一的成本是留在原位的壳体的第一部件。如有必要，第一部件能够被重新用作进入点以再次阻断同一管或结合阀(例如，排水阀、小孔隔离阀或分接点)。

在一个实施例中，密封构件被配置成当从密封位置移至未密封位置时移出装置推进路径以允许可推进装置进入壳体室。

在一个实施例中，密封构件受到约束，以防止在密封形态中时沿装置推进路径的移动。

在一个实施例中，密封构件受到约束，以沿由壳体限定的(例如，由壳体的第一部件限定的)密封面移动。

在一个实施例中，密封构件包括可旋转本体，其限定流动/工具推进通道，可旋转本体被配置成在密封位置和未密封位置之间旋转(例如，当在未密封位置上时，流动通道与进入端口相配准以允许通过可旋转本体进行的流动/工具推进以及在密封位置上时被定向成基本上防止通过可旋转本体的流动/工具推进)。

在一个实施例中，设备包括旋转致动器，其可操作以将密封构件在密封和未密封位置之间移动。

在一个实施例中，旋转致动器包括旋转构件，其通过链接件(例如，L形链接件)被连接至密封构件。

在一个实施例中，链接件包括第一部件，其被可旋转地安装在密封构件中；以及第二部件，其被可滑动地安装在旋转构件中。

在一个实施例中，切割件被配置成当流动阻断装置从装载位置移动至安装位置时围绕插入轴线相对于壳体旋转。

在一个实施例中，设备包括：用于旋转切割器的旋转机构；以及轴向力施加器，其独立于旋转机构操作以施加轴向力以将切割器推向管。

在一个实施例中，轴向力施加器可操作以使可推进装置沿轴向向管移动。

在一个实施例中，轴向力施加器可操作以响应于旋转输入生成轴向力。

在一个实施例中，轴向力施加器包括外套管，其限定用于接收可推进装置的至少一部分的通道，外套管和第二部件一起限定用于改变外套管相对于第二部件的轴向位置的一对相互接合的螺纹部分，由此外套管相对于第二部件在第一方向上的轴向移动施加了将可推进装置推向管的轴向力。

在一个实施例中，轴向力施加器还包括被安装在可推进装置的本体上的轴承(例如，环形轴承)，其中轴承可沿本体在轴向方向上移动且可操作以传输通过外套管相对于第二部件至本体的轴向移动而生成的轴向力(例如，通过接合本体的肩部来进行)。

在一个实施例中，本体的前端包括周壁，其限定用于在设备从装载位置移至推进位置时去除由壳体包围的管的一段以在管中形成开口的切割表面，切割表面被配置成在可推进装置从装载位置移至推进位置时围绕插入轴线相对于壳体旋转；周壁限定用于接收管的切割段的中央凹部；以及可推进装置还包括中央管夹持元件，其可操作以保持由切割表面去除的管段。

在一个实施例中，设备还包括用于将可推进装置从装载位置移至安装位置的驱动机构。

在一个实施例中，管夹持元件包括限定管刺穿部分的前端。

在一个实施例中，前端包括钻头部分。

在一个实施例中，管夹持元件还包括螺纹部分。

在一个实施例中，螺纹部分具有锥形轮廓，其具有随着距前端的距离增加而增加的直径。

在一个实施例中，管夹持元件包括管段收集器(例如，被定位成在螺纹部分已完全通过该段之后接收该管段)。

在一个实施例中，管段收集器被配置成破坏在管段中形成的螺纹相对于螺纹部分的对齐(例如，通过允许管段改变其相对于螺纹部分的角度和/或侧向取向而进行)。以这种方式，如果使可推进装置的旋转方向意外反转，管段则可能被牢固地保持为抵靠螺纹部分的后端。

在一个实施例中，管段收集器包括凹槽或轴，其具有小于螺纹部分的(例如，最大)根部直径的直径。

在一个实施例中，切割表面包括相对于插入轴线按锐角倾斜的内边缘以限定前切割端和后切割端，其中切割表面随着距前切割端的轴向距离增加相对于插入轴线沿径向向内延伸。

在一个实施例中，内边缘包括至少一个有荷叶边的轮廓(例如，多个周向间隔开的有荷叶边的轮廓)。

在一个实施例中，管夹持元件可从可推进装置拆下。

根据本发明的第二个方面，提供了用于修理或升级输送流体的管的设备，其包括：(密封的或可密封的)壳体，其被配置成包围管的一部分，壳体包括：第一部件，其限定被配置成接收管的该部分的壳体室；以及第二部件，其从第一部件延伸，第二部件限定与壳体室相邻的装载空间；以及可推进装置，其可沿装置的推进轴线从装载空间中的装载位置移动到至少部分地在壳体室中的推进位置，可推进装置包括本体，其具有前端，前端限定用于在可推进装置从装载位置移动到推进位置时去除由壳体包围的管的一段以在管中形成开口的切割器；以及用于旋转切割器的旋转机构；其中设备还包括轴向力施加器，其可独立于旋转机构操作以施加轴向力以将切割器推向管。

以这种方式，提供了用于修理或升级管的设备，其允许独立地施加轴向力，且由此对一个范围内的不同管材料和管厚度进行有效的切割。

在一个实施例中，可推进装置是管切割器、流体流动控制装置或流动阻断装置。

在一个实施例中，轴向力施加器可操作以使可推进装置沿轴向向管移动。

在一个实施例中，轴向力施加器可操作以响应于旋转输入生成轴向力。

在一个实施例中，轴向力施加器包括外套管，其限定用于接收可推进装置的至少一部分的通道，外套管和第二部件一起限定用于改变外套管相对于第二部件的轴向位置的一对相互接合的螺纹部分，由此外套管相对于第二部件在第一方向上的轴向移动施加了将可推进装置推向管的轴向力。

在一个实施例中，轴向力施加器还包括被安装在可推进装置的本体上的轴承，其中轴承可沿本体在轴向方向上移动且可操作以传输通过外套管相对于第二部件至本体的轴向移动而生成的轴向力(例如，通过接合本体的肩部来进行)。

在一个实施例中，本体的前端包括周壁，其限定用于在设备从装载位置移至推进位置时去除由壳体包围的管的一段以在管中形成开口的切割表面，切割表面被配置成在可推进装置从装载位置移至推进位置时围绕插入轴线相对于壳体旋转；周壁限定用于接收管的切割段的中央凹部；以及可推进装置还包括中央管夹持元件，其可操作以保持由切割表面去除的管段。

在一个实施例中，可推进装置是管切割器、流体流动控制装置或流动阻断装置。

在一个实施例中，设备还包括用于将可推进装置从装载位置移至安装位置的驱动机构。

在一个实施例中，管夹持元件包括限定管刺穿部分的前端。

在一个实施例中，前端包括钻头部分。

在一个实施例中，管夹持元件还包括螺纹部分。

在一个实施例中，螺纹部分具有锥形轮廓，其具有随着距前端的距离增加而增加的直径。

在一个实施例中，管夹持元件包括管段收集器(例如，被定位成在螺纹部分已完全通过该段之后接收该管段)。

在一个实施例中，管段收集器被配置成破坏在管段中形成的螺纹相对于螺纹部分的对齐(例如，通过允许管段改变其相对于螺纹部分的角度和/或侧向取向而进行)。

以这种方式，如果使可推进装置的旋转方向意外反转，管段则可能被牢固地保持为抵靠螺纹部分的后端。

在一个实施例中，管段收集器包括凹槽或轴，其具有小于螺纹部分的(例如，最大)根部直径的直径。

在一个实施例中，切割表面包括相对于插入轴线按锐角倾斜的内边缘以限定前切割端和后切割端，其中切割表面随着距前切割端的轴向距离增加相对于插入轴线沿径向向内延伸。

在一个实施例中，内边缘包括至少一个有荷叶边的轮廓(例如，多个周向间隔开的有荷叶边的轮廓)。

在一个实施例中，管夹持元件可从可推进装置拆下。

根据本发明的第三个方面，提供了用于修理或升级输送流体的管的设备，其包括：(密封的或可密封的)壳体，其被配置成在要形成开口的位置上包围管的一部分，壳体包括：第一部件，其限定被配置成接收管的该部分的壳体室；以及第二部件，其从第一部件延伸，第二部件限定与壳体室相邻的装载空间；以及可推进装置，其可沿插入轴线从装载空间中的装载位置移动到在壳体室中的推进位置，可推进装置包括本体，其具有前端，该前端包括限定用于在设备从装载位置移动到推进位置时去除由壳体包围的管的一段以在管中形成开口的切割表面的周壁，切割表面被配置成在可推进装置从装载位置移至推进位置时围绕插入轴线相对于壳体旋转；其中周壁限定用于接收管的切割断的中央凹部；且可推进装置还包括中央管夹持元件，其可操作以保持由切割表面去除的管段。

以这种方式，提供了用于修理或升级管的设备，其中从管去除的管段被牢固地收集在中央管夹持元件上，从而防止管段被丢失在管系统中。这种切割布置同样很好地适用于在软材料(例如，铜、塑料)中切割清洁的孔的荷叶边型刀片以及在较硬和/或较厚的管(例如，镀锌钢水管)中切割清洁的孔的齿形刀片。

在一个实施例中，可推进装置是管切割器、流体流动控制装置或流动阻断装置。

在一个实施例中，设备还包括用于将可推进装置从装载位置移至安装位置的驱动机构。

在一个实施例中，管夹持元件包括限定管刺穿部分的前端。

在一个实施例中，前端包括钻头部分。

在一个实施例中，管夹持元件还包括螺纹部分。

在一个实施例中，螺纹部分具有锥形轮廓，其具有随着距前端的距离增加而增加的直径。

在一个实施例中，管夹持元件包括管段收集器(例如，被定位成在螺纹部分已完全通过该段之后接收该管段)。

在一个实施例中，管段收集器被配置成破坏在管段中形成的螺纹相对于螺纹部分的对齐(例如，通过允许管段改变其相对于螺纹部分的角度和/或侧向取向而进行)。以这种方式，如果使可推进装置的旋转方向意外反转，管段则可能被牢固地保持为抵靠螺纹部分的后端。

在一个实施例中，管段收集器包括凹槽或轴，其具有小于螺纹部分的(例如，最大)根部直径的直径。

在一个实施例中，切割表面包括相对于插入轴线按锐角倾斜的内边缘以限定前切割端和后切割端，其中切割表面随着距前切割端的轴向距离增加相对于插入轴线沿径向向内延伸。

在一个实施例中，内边缘包括至少一个有荷叶边的轮廓(例如，多个周向间隔开的有荷叶边的轮廓)。

在一个实施例中，管夹持元件可从可推进装置拆下。

根据本发明的第四个方面，提供了用于暂时阻断通过管的流体流动的设备，其包括：(例如，密封或可密封的)壳体，其被配置成包围要阻断的流体流动所通过的管的一部分，壳体包括：第一部件，其限定被配置成接收管的部分的壳体室；以及第二部件，其从第一部件延伸，第二部件限定与壳体室相邻的装载空间；流动阻断装置，其可沿插入轴线从在装载空间中的装载位置通过在管的一侧中形成的孔移动至壳体室中的安装位置；且其中流动阻断装置包括外密封部件，当流动阻断装置在安装位置中时，外密封部件可在允许流动阻断装置通过孔并允许通过在流动阻断装置的外侧表面和管的部分的内表面之间的壳体室中的管的部分的流体流动的未扩张形态和被配置成通过基本上防止流体在流动阻断装置的外侧表面和管的部分的内表面之间通行来阻断通过管的部分的流体流动的扩张形态之间进行配置。

在一个实施例中，流动阻断装置包括用于将流动阻断装置从装载位置移至安装位置的驱动机构。

在一个实施例中，外密封部件包括弹性外层(例如，外套管)。

在一个实施例中，外密封部件被配置成相对于插入轴线(例如，响应于扩张销的插入或被施加至可扩张内结构的轴向或扭转压缩)来侧向(例如，径向)扩张。

在一个实施例中，外密封部件包括一对相对的内表面，其被配置成由通过在该对相对的内表面之间的外密封部件沿轴向推进的扩张销来沿径向向外移位，以使得外密封部件的外表面沿径向向外扩张。

在一个实施例中，该对相对的内表面为连续内表面的一部分。

在一个实施例中，相对的内表面中的每一个具有向内弯曲的轮廓。

在一个实施例中，流动阻断装置还包括可扩张的内部件(例如，被配置成扩张以导致外密封部件的该对相对的内表面的径向向外的位移)。

在一个实施例中，可扩张的内部件包括内结构。

在一个实施例中，可扩张的内结构包括可扩张的笼形结构。

在一个实施例中，可扩张的笼形结构包括多个轴向延伸的支柱，其相对于插入轴线沿周向间隔开，由此每个支柱的中央部分被配置成响应于被施加至可扩张的笼形结构的扩张力沿径向向外延伸(例如，通过推进扩张销或被施加至可扩张的内结构的轴向压缩而导致的位移)。在另一个实施例中，可扩张的笼形结构包括多个螺旋定向的支柱，其相对于插入轴线沿周向间隔开，由此每个支柱的中央部分被配置成响应于可扩张的笼形结构的扭转力(例如，被施加用于展开支柱的螺旋定向的扭矩)沿径向向外延伸。

在一个实施例中，可扩张的内部件被配置成响应于轴向压缩(例如，响应于由扩张销施加的力)沿径向扩张。

在一个实施例中，流动阻断装置包括轴向对齐构件，其被配置成保持外密封部件的轴向对齐(例如，当可扩张的内部件通过，例如，扩张销的插入而扩张时保持外密封部件的对齐)。在使用包括可扩张的内部的流动阻断装置的情况下，轴向对齐构件可以被配置成保持可扩张的内部的轴向对齐。

在一个实施例中，可扩张的内部被配置成接收(例如，滑动地接收)轴向对齐构件的至少一部分。例如，可扩张的内部可以限定用于紧密地接收轴向对齐构件的至少一部分的通道(例如，轴向延伸的通道)。

在一个实施例中，轴向对齐构件包括销。

在一个实施例中，轴向对齐构件被配置成限制扩张销的轴向行进。

在一个实施例中，扩张销被配置成接收(例如，滑动地接收)轴向对齐构件的至少一部分(例如，端部)。例如，扩张销可以限定用于接收轴向对齐构件的至少一部分的通道(例如，轴向延伸的通道)。

在一个实施例中，可扩张的内部和扩张销的前端具有可接合的轮廓，该轮廓被配置成响应于由扩张销施加的轴向力来生成径向分力。

在一个实施例中，扩张销具有弯曲的前端。

在一个实施例中，外密封部件具有沿插入轴线的长度，当在未扩张形态中时，其大于管的内径，且当在扩张形态中时，其大于或基本上等于管的内径。

在一个实施例中，壳体包括用于允许流动阻断装置通行至壳体室中的进入端口以及可在密封进入端口的密封形态和未密封进入端口并允许流动阻断装置进入该进入端口的未密封形态之间进行配置的密封构件。

在一个实施例中，进入端口位于第一部件中。

在一个实施例中，第二部件包括卡圈，其被配置成当流动阻断装置在装载位置上时与第一部件形成密封连接且当流动阻断装置在推进位置上时可从第一部件去除。以这种方式，仅壳体的第一部件需要被留在管道系统上的适当位置上以密封该管。

在一个实施例中，密封构件被配置成当从密封位置移至未密封位置时移出装置推进路径以允许流动阻断装置进入壳体室。

在一个实施例中，密封构件受到约束，以防止在密封形态中时沿装置推进路径的移动。

在一个实施例中，密封构件受到约束，以沿由壳体限定的(例如，由壳体的第一部件限定的)密封面移动。

在一个实施例中，密封构件包括可旋转本体，其限定流动/工具推进通道，可旋转本体被配置成在密封位置和未密封位置之间旋转(例如，当在未密封位置上时，流动通道与进入端口相配准以允许通过可旋转本体进行的流动/工具推进以及在密封位置上时被定向成基本上防止通过可旋转本体的流动/工具推进)。

在一个实施例中，设备包括旋转致动器，其可操作以将密封构件在密封和未密封位置之间移动。

在一个实施例中，旋转致动器包括旋转构件，其通过链接件(例如，L形链接件)被连接至密封构件。

在一个实施例中，链接件包括第一部件，其被可旋转地安装在密封构件中；以及第二部件，其被可滑动地安装在旋转构件中。

根据本发明的第五方面，提供了一种流动阻断装置，其包括外密封部件，当流动阻断装置在管中的安装位置中时，外密封部件可在允许在流动阻断装置的外侧表面和管的内表面之间通过管的流体流动的未扩张形态和被配置成通过基本上防止流体在流动阻断装置的外侧表面和管的内表面之间通行来阻断通过管的流体流动的扩张形态之间进行配置。

在一个实施例中，流动阻断装置包括用于将流动阻断装置从装载位置移至安装位置的驱动机构。

在一个实施例中，外密封部件包括弹性外层(例如，外套管)。

在一个实施例中，外密封部件被配置成相对于插入轴线(例如，响应于扩张销的插入或被施加至可扩张内结构的轴向或扭转压缩)来侧向(例如，径向)扩张。

在一个实施例中，外密封部件包括一对相对的内表面，其被配置成由通过在该对相对的内表面之间的外密封部件沿轴向推进的扩张销来沿径向向外移位，以使得外密封部件的外表面沿径向向外扩张。

在一个实施例中，该对相对的内表面为连续内表面的一部分。

在一个实施例中，相对的内表面中的每一个具有向内弯曲的轮廓。

在一个实施例中，流动阻断装置还包括可扩张的内部(例如，被配置成扩张以导致外密封部件的该对相对的内表面的径向向外的位移)。

在一个实施例中，可扩张的内部包括内结构。

在一个实施例中，可扩张的内结构包括可扩张的笼形结构。

在一个实施例中，可扩张的笼形结构包括多个轴向延伸的支柱，其相对于插入轴线沿周向间隔开，由此每个支柱的中央部分被配置成响应于被施加至可扩张的笼形结构的扩张力沿径向向外延伸(例如，通过推进扩张销或被施加至可扩张的内结构的轴向压缩而导致的位移)。在另一个实施例中，可扩张的笼形结构包括多个螺旋定向的支柱，其相对于插入轴线沿周向间隔开，由此每个支柱的中央部分被配置成响应于可扩张的笼形结构的扭转力(例如，被施加用于展开支柱的螺旋定向的扭矩)沿径向向外延伸。

在一个实施例中，可扩张的内部被配置成响应于轴向压缩(例如，响应于由扩张销施加的力)沿径向扩张。

在一个实施例中，流动阻断装置包括轴向对齐构件，其被配置成保持外密封部件的轴向对齐(例如，当可扩张的内部通过，例如，扩张销的插入而扩张时保持外密封部件的对齐)。在使用包括可扩张的内部的流动阻断装置的情况下，轴向对齐构件可以被配置成保持可扩张的内部的轴向对齐。

在一个实施例中，可扩张的内部被配置成接收(例如，滑动地接收)轴向对齐构件的至少一部分。例如，可扩张的内部可以限定用于紧密地接收轴向对齐构件的至少一部分的通道(例如，轴向延伸的通道)。

在一个实施例中，轴向对齐构件包括销。

在一个实施例中，轴向对齐构件被配置成限制扩张销的轴向行进。

在一个实施例中，扩张销被配置成接收(例如，滑动地接收)轴向对齐构件的至少一部分(例如，端部)。例如，扩张销可以限定用于接收轴向对齐构件的至少一部分的通道(例如，轴向延伸的通道)。

在一个实施例中，可扩张的内部和扩张销的前端具有可接合的轮廓，该轮廓被配置成响应于由扩张销施加的轴向力来生成径向分力。

在一个实施例中，扩张销具有弯曲的前端。

在一个实施例中，外密封部件具有沿插入轴线的长度，当在未扩张形态中时，其大于管的内径，且当在扩张形态中时，其大于或基本上等于管的内径。

附图说明

仅作为实例的，现在将参考附图来描述本发明的实施例，其中：

图1为根据本发明的第一个实施例的用于刺穿这的设备的示意性立体图，该设备包括用于包围管的区域的具有进入端口的壳体以及包括管切割器的可去除的管切割器安装工具；

图2为图1的外壳的示意性横截面视图，其中进入端口在密封位置上；

图3为图1的外壳的示意性立体图，其中进入端口在密封位置上；

图4为在完全推进位置上的被安装在图1的可去除的管切割器安装工具中的管切割器的示意图；

图5A为在第一安装阶段期间的图1的设备的示意性横截面视图，其中进入端口在未密封的位置上以允许推进管切割器以穿透管；

图5B为在第二安装阶段期间的图1的设备的示意性横截面视图，其中从该管切下管的盘状上段；

图5C为在管切割器的去除期间的图1的设备的示意性横截面视图；

图6A为根据本发明的一个实施例的在流动阻断装置的后续安装的第一阶段期间图1的设备的示意性横截面视图，其中流动阻断装置在未扩张的形态中；

图6B为在流动阻断装置的第二安装阶段期间图1的设备的示意性横截面视图，其中流动阻断装置在未扩张的形态中；

图6C为在流动阻断装置的第三安装阶段期间图1的设备的示意性横截面视图，其中流动阻断装置在扩张的形态中；

图6D为图1的设备的示意性横截面视图，其中从壳体抽出流动阻断装置，且流动阻断装置返回至未扩张的形态；

图7为当通过帽端接时图1的壳体的示意性横截面视图；

图8为当通过流动控制装置端接时图1的壳体的示意图；

图9A为用于将流动控制装置安装在图1的壳体中的流动控制装置安装工具的示意图；

图9B为在图1的壳体中的第一安装阶段期间的流动控制装置安装工具的示意性横截面视图；

图9C为当完全安装在图1的壳体中时的流动控制装置的示意性横截面视图；

图10A和10B为示出外部龙头的图1的壳体的示意图；

图11A为根据本发明的一个实施例的第一替代外壳的示意性横截面视图，其中进入端口在密封位置上；

图11B为图11A的第一替代外壳的示意性横截面视图，其中进入端口在未密封的位置上以允许推进管切割器以穿透管；

图11C为包围管安装的图11A的第一替代外壳的示意性立体图；

图12为根据本发明的又一个实施例的第二替代外壳的示意性横截面视图，其中进入端口在未密封位置上；

图13A为根据本发明的一个实施例的替代流动阻断装置的示意性横截面视图，其中流动阻断装置在未扩张的形态中；以及

图13B为在扩张形态中的图13A的替代流动阻断装置的示意性横截面视图。

具体实施方式

图1-5C示出了用于刺穿管20的设备10，该设备10包括壳体40和容纳管切割器200的可去除的管切割器安装工具100。

壳体40包括两部分式外壳42，其包括上外壳部分44和下外壳部分46，其被配置成借助于螺栓49夹紧在一起以包围管20的一部分22。上和下外壳部分44、46一起限定了细长的圆柱形室48，其被配置成接收管20的该部分22(为了简单起见，从图中省略了当围绕管20安装壳体40时用于密封该室48的相对端的密封件)。上外壳部分44还限定了圆柱形通道45，其从室48延伸至进入端口50，圆柱形通道45限定了插入轴线/装置推进路径“A”。

管切割器安装工具100包括内卡圈部分102和外卡圈部分104，该外卡圈部分104包括外套管104，外套管104限定了外夹持表面106和端板108。内卡圈部分102和外卡圈部分104一起限定出圆柱形装载空间110和轴向力施加器280，圆柱形装载空间容纳当处在装载位置上时的管切割器200(如在图5C中所示)。内卡圈部分102和上外壳部分44包括相互接合的螺纹部分80、82，其用于将管切割器安装工具100密封地连接至上外壳部分44。

管切割器200包括细长的基本为圆柱形的本体202，其包括前端204和后端206，在后端206上安装有(借助于平头螺丝)六边形驱动接口240，其用于相对于管切割器安装工具100旋转/推进管切割器200。当内和外卡圈部分102、104按图5A中所示方式进行定位时，管切割器200可在圆柱形装载空间110内线性滑动，这允许操作员相对于管20来手动推进管切割器200。

如在图4中所示，圆柱形本体202的前端204包括：周壁208，其具有锥形轮廓，其厚度随着周壁208远离圆柱形本体202延伸而减小且限定出用于去除由壳体40包围的管20的盘状上段24的切割表面210；用于接收管24的切割段的中央凹部220；以及可去除的中央管夹持元件230，其可操作以穿透和保持该管段24。

切割表面210包括外和内切割边缘212、214，其成角度以限定锥形切割轮廓，其包括前切割端216和后切割端218。内切割边缘212结合多个周向间隔的有荷叶边的部分219以帮助切割出无毛刺孔。

管夹持元件230包括前端232，其限定：管穿刺部分234；锥形螺纹部236，其直径随着距前端232的距离增加而增加；以及盘收集器轴238，其被定位成在螺纹部分236已完全通过该管段24之后接收该管段24。盘收集器轴238具有小于螺纹部分236的最大根部直径的直径且用作破坏在该管段24中形成的螺纹相对于螺纹部分的对齐(例如，通过允许该管段24改变其相对于螺纹部分236的角度和/或侧向取向来进行)。如在图5A中所示，管夹持元件230经径向延伸的平头螺丝239被附接至基本为圆柱形的本体202。

轴向力施加器280包括：一对相互接合的螺纹部分282、284，其分别沿内卡圈部分102的外表面和外套管104的内表面延伸用于改变在内卡圈部分102的上表面102A和端板108的下侧108A之间的间隔；以及推力轴承250，其被可滑动地安装在基本上为圆柱形的本体202的上部周围，推力轴承250包括上表面252和下表面254，上表面被配置成抵靠外套管104的端板108的下侧108A进行推动，下表面被配置成抵靠由被安装在本体202中的凹槽中的簧环形成的基本为圆柱形的本体202的径向延伸的肩部区域203进行推动。相互接合的螺纹部分282、284可以包括方形螺纹轮廓，其使得最有效地将扭矩转换成线性推力-这减少了操作员的努力。

如在图2和3中所示，上外壳部分44包括可滑动的密封构件300，其被安装在形成于上外壳部分44内的凹部44A中且受到封盖该凹部的有孔的外板44C/有孔的壳体垫圈44D的约束以沿上外壳部分44的密封面44B移动。如图所示，其是上外壳部分44的有孔的外板44C，其限定了螺纹部分82。有孔的外板44C通过螺栓49被夹紧在适当的位置上。

密封构件300包括O形环密封件302且被配置成在密封位置和未密封位置之间移动，在密封位置上，密封构件300与进入端口50完全配准以密封圆柱形通道45，且未密封位置在装置推进路径“A”之外以允许管切割器200通过进入端口50并进入圆柱形通道45。提供了旋转致动器310以使密封构件300在密封和未密封位置之间移动，旋转致动器310包括旋转构件312，其可从壳体40的侧面进入并通过L形杆链接件320(例如，刚性线或类似组件)被连接至密封构件300，该L形杆链接件320包括被可旋转地安装在密封构件300中的第一腿322和基本上垂直于第一腿322延伸且被可旋转地安装在旋转构件312中的第二腿324。旋转构件312包括沟道314，其用于接收平头螺丝刀头并充当用于指示密封构件300是在密封位置还是在未密封位置上的视觉标记。

在使用中，设备10通过将上、下外壳部分44、46包围管的一部分22附接并使用螺栓49将上、下外壳44、46夹紧在一起被装配至管20的一部分22。一旦外壳42被定位在管20的周围，管切割器安装工具100的内卡圈部分102借助于相互接合的螺纹部分80、82被连接至上外壳部分44。如果尚未处于未密封位置上，则将密封构件300移动至未密封位置(通过旋转旋转构件312以使得密封构件300远离密封位置滑动)以允许进入到进入端口50。

一旦内卡圈部分102被连接至外壳42，则通过使用套筒驱动器180(例如，电钻安装的套筒驱动器)来同时推进和旋转驱动接口164来部署管切割器200，以允许管刺穿部刺穿管段22和让锥形螺纹部以通过该管。

在切割表面210的前切割端接合管20的上表面时，轴向力施加器可以被用于施加额外的轴向力来辅助操作员通过用手相对于内卡圈旋转外卡圈部分104而进行的切割。外卡圈部分104的大直径允许以高度受控的方式施加大扭矩，从而抵靠管20来推动切割表面210。通过独立施加轴向力，设备为操作员提供了额外的控制，以切割需要逐渐线性推进的较硬材料，或在较软材料的情况下加速切割，该较软的材料在施加额外的轴向力的情况下能够更快速地进行切割。当切割表面前进通过管20时，管夹持部分用于将管段保持在位于管切割器130的中心处的适当位置上。管夹持部分相对于切割表面进行轴向定位，以使得部分22在切割步骤期间从锥形螺纹部移至盘收集器轴，以确保切割的管段22不会丢失在管道系统内。有荷叶边的刀片轮廓有利地用于以小的外切割边缘穿过软管材料切割清洁孔，这减少了在切割孔的后侧上的毛刺，且扇形边用于通过从径向割下材料来削减材料，且推进刀片以从轴向割下材料。内锐角完成锋利的边缘。

一旦管20的部分22已从管去除并被收集在盘收集器轴上，则通过反转外卡圈部分104的旋转方向来从圆柱形通道45抽出管切割器200并将其返回至如在图5C中所示的装载位置。随后可以通过旋转旋转构件312来密封进入端口50以使得密封构件300从未密封位置滑动至密封位置以密封圆柱形通道45。一旦密封了进入端口50，则可以通过相对于壳体40旋转内卡圈部分102来去除管切割器安装工具100以分开螺纹部分80、82。通过将内卡圈部分102移至外卡圈部分104中并推进管切割器200以露出平头螺丝以允许去除中央管夹持元件230。有利地，管部分22能够从盘收集器轴的端部滑动以避免需要将管的部分22在螺纹部分上方向后传回。

一旦已去除管切割器安装工具100，则可以使用安装的壳体40将各种辅助设备安装在管中。

在第一个实施例中，可以安装流动阻断装置400，如在图6A-6D中所示。

流动阻断装置400包括外卡圈401，其包括被配置成在上外壳部分44上接合螺纹部分82的外螺纹部分408。外卡圈401限定容纳流动阻断插入件402的圆柱形装载空间410，该流动阻断插入件402包括前端404，被联接到可移动塞子450的后端406，在前端和后端404、406之间延伸的可径向扩张的内笼410，以及具有比管20的内径更大的轴向长度的橡胶外密封套管420。

外密封套管420包括内表面422，其限定向内弯曲的轮廓424，其被配置成当其进入外密封套管420中时通过扩张销460实现径向位移以在管20的孔中形成基本上为球形的外塞轮廓426。

可扩张的内笼410包括多个轴向延伸的支柱412，其相对于插入轴线“A”沿周向间隔开，并限定出在与管孔的弯曲相反方向上延伸的、面向内部的径向弯曲轮廓414，由此每个支柱412的中央部分被配置成，响应于由扩张销460通过可扩张内笼410的轴向移动而产生的径向位移，沿径向向外延伸以形成扩张轮廓416，其被配置成抵抗源于管道系统内部的内部系统压力。应注意的是可扩张的内笼410是可选的特性。作为可扩张的内笼410的替代方案，外密封套管可以通过刚性管和/或扩张销460本身被支撑在扩张形态中。

可移动塞子450包括本体452，其包括用于旋转可移动塞子450的六边形的驱动接口464以及延伸通过本体452的开孔454。可移动塞子450的外表面和外卡圈401的内表面限定相互接合的螺纹部分490、492，其用于允许可移动塞子450相对于外卡圈401的轴向移动以推进流动阻断插入件402通过进入端口50并完全进入室48中。

如在图6B-6C中所示，一旦位于细长圆柱形室48中的完全推进位置上，流动阻断插入件402可在径向未扩张形态(图6B)和径向扩张形态(图6C)之间进行改变，其中可扩张的内笼410和外密封套管420响应于扩张销460的轴向移动扩张。

流动阻断装置400是通过使用相互接合的螺纹部分408、82将外卡圈401连接至上外壳部分44来安装的。随后，旋转旋转构件312以将密封构件300从密封位置移动至未密封位置，且通过使用套筒驱动器480旋转六边形驱动接口464来将流动阻断插入件402部署在未扩张的形态中。响应于旋转输入，旋转驱动机构使得可移动塞子460和被连接至其的流动阻断插入件402旋转并从外卡圈401中的装载位置向下进行线性移动，这使得前端404通过进入端口50进入室48中的完全安装的位置中，如在图6B中所示。当在完全安装的位置上时，外密封套管420密封管20中的一对相对的孔。

一旦在完全安装的位置上，扩张销460的轴向推进导致可扩张内笼410的径向扩张且拉伸外密封套管420以在外密封套管420的外侧表面和两部分式外壳42的圆柱形室48的内表面之间生成密封(流动阻断插入件402的扩张形态)。

一旦将流动阻断插入件402安装在扩张形态中，将防止流体在壳体40的下游通过以允许对管在下游进行修理或升级。在已完成工作之后，随后可以使流动阻断插入件402返回未扩张的形态并通过抽出扩张销460而被抽回至外卡圈401中。一旦返回至装载位置，则可以通过分开螺纹部分408、82将密封构件300返回至密封位置，且从壳体40去除流动阻断装置400。

如在图7中所示，一旦从壳体40去除流动阻断装置400，则可以用螺纹帽500对壳体进行端接(例如，用于形成第二密封)以完成在管20上的工作。可以通过使用先前描述的技术去除帽500并重新部署流动阻断装置400来实现对管20的进一步的阻断。

图8-9C示出了另一个替代实施例，其中壳体40被用于暂时安装流动控制装置600。

流动控制装置600是使用限定圆柱形装载空间662和内螺纹轮廓664的流动控制装置安装卡圈660和旋转驱动工具670进行安装的。

流动控制装置600包括：安装卡圈610；橡胶外密封套管620，其包括限定可与管20配准的开孔624的前端622和被联接至限定开孔632的可移动塞子630的后端626，该后端626用于可滑动地接收延伸至外密封套管620中且被配置成围绕插入轴线“A”旋转的可旋转阀轴640；以及被安装在可旋转阀轴640上的径向可扩张内笼650。

安装卡圈610包括外表面612，其具有被配置成与上外壳部分44上的螺纹轮廓82相互接合的前螺纹轮廓614，被配置成与流动控制装置安装卡圈660上的螺纹轮廓664相互接合的后螺纹轮廓616，以及被配置成与设置在可移动塞子630的外表面636上的螺纹轮廓634相互接合的内螺纹轮廓656。

外密封套管620包括内表面622，其限定向内弯曲的轮廓624，其被配置成当其进入外密封套管620中时通过可旋转阀轴640实现径向位移以在管20的孔中形成基本上为球形的外塞轮廓626。

如在图9B中所示，流动控制装置600最初设有流动控制装置安装卡圈660作为单个单元，其中安装卡圈610借助于相互接合螺纹部分616、664被联接至流动控制装置安装卡圈660，且外密封套管620和可移动塞子630基本上被容纳在圆柱形装载空间662中。

如在图9C中所示，安装卡圈610使用螺纹轮廓614、82被安装至上外壳部分44，这允许将密封构件300从密封位置移动至未密封位置以获取至通道45中的进入。随后，通过使用旋转驱动工具670推进可移动塞子630来将外密封套管620完全轴向推进至室48中且固定在合适的位置上直到螺纹部分656和634完全接合为止。

一旦完全安装在室48中，外密封套管620可在径向未扩张形态(图9B)和径向扩张形态(图9C)之间改变，其中可扩张内笼650和外密封套管620响应于可旋转阀轴640通过可扩张内笼650的轴向推进而沿径向扩张，以在外密封套管620的外侧表面和两部分式外壳42的圆柱形室48的内表面之间生成密封。

可旋转阀轴640包括：限定垂直于插入轴线“A”延伸的开孔643的前端642；限定旋转接口645的后端644；用于防止流体通过后端644的通行的O形环密封件646；以及被安装在凹槽648中的簧环647。当可旋转阀轴640被推进至完全安装位置中时，簧环647与设于可移动塞子630的开孔632中的凹槽633相接合以将可旋转阀轴640锁定在相对于可移动塞子630的固定轴向位置上。

一旦流动控制装置600处于安装位置上，可旋转阀轴640可在用于允许流体通过开孔644的第一位置(在图9C中所示)和用于响应于经旋转接口644的90度旋转输出而基本上防止流体通过开孔642的第二位置之间进行配置。

图10-10B示出了另一个替代实施例，其中上外壳部分44装配有外部龙头700(再次使用被设置在上外壳部分44上的螺纹轮廓82)。相应地，本发明的设备可以被用作添加洗衣机龙头或散热器放水旋塞的便利方式。有利地，本发明的设备允许设置外部龙头700，而不会限制管20的孔或龙头本身，从而允许与传统的自切割洗衣机的龙头相比的提高的流速。

图11A-11C示出了代替壳体40的用于本发明的系统中的第一替代壳体40’。壳体40’包括两部分式外壳42’，其包括限定用于连接至其他系统部分的外螺纹部分82’的上外壳部分44’和被配置成连接在一起以包围管20的一部分22的下外壳部分46’。上和下外壳部分44’、46’一起限定了细长的圆柱形室48’，其被配置成接收管20的该部分22(为了简单起见，从图中省略了当围绕管20安装壳体40’时用于密封该室48’的相对端的密封件)。上外壳部分44’还限定了圆柱形通道45’，其从室48’延伸至进入端口50’，圆柱形通道45’限定了插入轴线/装置推进路径“A”。

如在图11A和11B中所示，上外壳部分44’包括旋转球型密封构件300’，其被安装在形成于上外壳部分44’中的凹部44A’中且通过螺纹帽构件44C’被保持在适当的位置上。

球型密封构件300’包括O形环密封件302’且包括球状本体301，其被配置成在密封位置和未密封位置之间旋转，其中在密封位置上，延伸通过球状本体301的孔301A完全不与进入端口50’配准，以便密封圆柱形通道45’，且在未密封位置上，孔301A与进入端口50’完全配准，以允许管切割器200/流动阻断装置400通过进入端口50’并进入圆柱形通道45’。

如在图11C中所示，设有旋转致动器310’以在密封和未密封位置之间旋转球状本体301，旋转致动器310’包括可从壳体40’的侧面进入的旋转构件312’。旋转构件312’包括沟道314’，其用于接收平头螺丝刀头并充当用于指示球型密封构件300’是在密封位置还是在未密封位置上的视觉标记。

图12示出了代替壳体40的用于本发明的系统中的第二替代壳体40’。壳体40”包括两部分式外壳42”，其包括上外壳部分44”和下外壳部分46”，其被配置成连接在一起以包围管20的一部分22。上和下外壳部分44”、46”一起限定了细长的圆柱形室48”，其被配置成接收管20的该部分22(为了简单起见，从图中省略了当围绕管20安装壳体40”时用于密封该室48”的相对端的密封件)。上外壳部分44”还限定了圆柱形通道45”，其从室48”延伸至进入端口50”，圆柱形通道45”限定了插入轴线/装置推进路径“A”。

上外壳部分44”包括可直接滑动的密封构件300”，其被安装在形成在上外壳部分44”中的凹部44A”中且受到限定用于连接至其他系统部分的外螺纹部分82”的有孔的外卡圈44C”的限制以沿上外壳部分44”的密封面44B”移动。

密封构件300”被配置成在密封位置和未密封位置(在图12中所示)之间移动，在密封位置上，密封构件300”与进入端口50”完全配准以密封圆柱形通道45”，且未密封位置在装置推进路径“A”之外以允许管切割器200/流动阻断装置400通过进入端口50”并进入圆柱形通道45”。

图13A和13B示出了代替流动阻断装置400的用于本发明的系统中的替代流动阻断装置400’。

流动阻断装置400’包括两部分式外卡圈401’，其包括第一卡圈部分401A和第二卡圈部分401B。第一卡圈部分401A限定了用于滑动地接收流动阻断插入件402’的第一基本上为圆柱形的装载空间410A，该流动阻断插入件402’转而又被可滑动地安装在设于轴407上的扩张销405上(经在扩张销的狭窄段上的套圈压接进行)，该轴407具有在固定的轴向位置上被附接至第二卡圈部分401B的上端的后端407A。第二卡圈部分401B限定被配置成接收第一卡圈部分401A的第二基本上为圆柱形的装载空间410B。第一卡圈部分401A包括螺纹部分408’，其被配置成接合在上外壳部分44上的螺纹部分82或在外壳部分44/44’上的螺纹部分82、82’。

第一卡圈部分401A的外表面和第二卡圈部分401B的内表面限定相互接合的螺纹部分490’、492’，其允许在推进位置(如在图13A中所示)和缩回位置(如在图13B中所示)之间第一卡圈部分401A相对于第二卡圈部分401B的轴向移动，其中在推进位置上，在第一卡圈部分401A的第一圆柱形装载空间410A内完全抽出流动阻断插入件402’，且在缩回位置上，流动阻断插入件402’的前端从第一卡圈部分401A沿轴向延伸(例如，且通过进入端口50并完全进入室48中)。

流动阻断插入件402’包括可径向扩张的内构件410’，其限定用于接收具有放大的销头415A的轴向对齐销415的第一轴向延伸的通道411；以及橡胶外密封套管420，其具有比管20的内径更大的轴向长度。流动阻断插入件402’被可滑动地安装在扩张销405上，该扩张销405包括用于接收轴向对齐销415的轴向延伸的盲孔405A。如在图13B中所示，通过达到盲孔405A的端部的轴向对齐销415来限制流动阻断插入件402’相对于扩张销405的行进长度。

外密封套管420’包括内表面422’，其被配置成当扩张销460’进入外密封套管420’时通过扩张销460’实现径向位移以在管20的孔中形成基本上为球形的外塞轮廓426’。

可径向扩张的内构件410’被配置成响应于轴向压缩可径向扩张的内构件410’的扩张销460’的轴向移动沿径向向外延伸以形成径向扩张的轮廓416’，其被配置成抵抗源于管道系统内部的内部系统压力。

一旦位于细长圆柱形室48/48’/48”中的完全推进位置上，流动阻断插入件402’可从径向未扩张形态改变至图13B的径向扩张形态，在该径向扩张形态中，可径向扩张的内构件410’和外密封套管420’响应于扩张销460’的轴向推进扩张。有利地，流动阻断插入件402’可以快速且有效地进行安装，这是因为在安装流动阻断装置400’之后不需要推进单独的销，且插入件的旋转位置对于密封动作的生成是不重要的。

与流动阻断装置400一样，在已完成工作之后，随后可以使流动阻断装置400’的流动阻断插入件402’返回未扩张的形态并通过抽出扩张销460’而被抽回至第一卡圈部分401A中。接下来，可以通过使螺纹部分408’与部分82/82’/82”分开来从壳体40/40’/40”去除流动阻断装置400’。