紧急切断安全装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本公开内容总体上涉及用于气体分配系统的安全装置，并且具体涉及紧急切断型安全阀。
【背景技术】
[0002]气体分配系统，特别是天然气分配系统，典型地沿着一系列管件且通过一系列阀从生产者向消费者输送气体。每个气体分配系统可以包括控制分配系统内的气体的压力的一个或多个调节阀。通常，以高压力传送气体通过系统。然而，在最终分配到消费者之前，必须降低气体的压力。这种压力降低典型地在本地网络(local network)内的减压站处实现。
[0003]典型地，这些减压站包括一个或多个压力调节阀和在压力调节阀失效时截断气体流动的某种类型的安全装置。最为常见的是，当不期望或不允许向大气释放气体时，紧急切断安全阀被用于这个目的。例如，美国专利N0.4，134，421公开了一种紧急切断安全阀，其提供管线中的过压保护，将美国专利N0.4，134，421以引用的方式并入本文。该紧急切断安全阀通常设置在压力调节阀的上游，使得在发生压力调节阀故障时紧急切断阀可以防止气体到达压力调节阀。紧急切断安全阀针对最大和最小压力容限监视压力调节阀下游的气压。如果下游压力超出最大或最小容限，紧急切断安全阀关闭，切断气体向压力调节阀的流动，并且防止因压力调节阀故障导致气体非受控地泄漏。
[0004]在美国专利N0.8，225，812中公开了紧急切断安全阀的另一个例子，该专利公开了一种过压和欠压保护装置。美国专利N0.8，225，812由此以引用方式并入本文。
[0005]已知的紧急切断安全阀存在一些问题。例如，已知的紧急切断安全阀中的锁闭插塞由复位杆引导，如果复位杆在来自锁闭凸轮的高压力负荷下弯曲，则复位杆容易卡滞(binding)。另外，已知的紧急切断安全阀利用卡子将锁闭插塞附接到复位杆，卡子在高流速阀中会出现故障，因为卡子可能不能抵抗由高流速阀产生的高动态力。此外，已知的紧急切断安全装置中的安全盘在遇到高流速时容易错位，这会导致在阀口上的不完全密封和不可靠的截止。
【附图说明】
[0006]—旦阅读了下面结合附图所做的描述，本发明的各种目的、特征和优点就将变得显而易见，在附图中:
[0007]图1是根据本公开内容的教导构建的紧急切断安全装置的横截面图；
[0008]图2是图1中的紧急切断安全装置中的锁闭插塞的特写横截面图；
[0009]图3是图1中的紧急切断安全装置中的耦合螺母的特写横截面图；以及
[0010]图4是图1中的紧急切断安全装置中的阀盘的一部分的特写横截面图。
【具体实施方式】
[0011]现在转到附图，图1示出了根据本公开内容的教导构建的一种紧急切断安全装置
10。该紧急切断安全装置10可以附接到气体分配系统中的主调节器(未示出)。紧急切断安全装置10包括阀体12、附接到阀体的上壳体14、安全盘16、和复位销20。上壳体14可以借助紧固件26附接到阀体12。紧固件26可以是螺栓、铆钉、螺钉，或实际上适于将一个部件紧固到另一个部件的任何其他类型的紧固件。在其他实施例中，上壳体14可以与阀体12形成为一体。
[0012]上壳体14容纳过压弹簧30和欠压弹簧32。欠压弹簧32确定了气体分配系统中的低限(最小)可接受气压。过压弹簧30确定了气体分配系统中的高限(最大)可接受气压。过压和欠压弹簧30、32 二者以大致同轴配置(即，两个弹簧的中心轴线共线定位)设置在上壳体14中。然而，该弹簧不必轴向地共线定位，并且弹簧可以彼此轴向偏置。内部铸管34将过压弹簧30从欠压弹簧32分开。外部铸管36围绕过压弹簧30并且保护过压弹簧30和欠压弹簧32 二者免受外部因素。欠压弹簧32在一端部处耦合到膜片板37，并且过压弹簧在一端部处耦合到过压环41。过压环41可以耦合到膜片板37。膜片板37和过压环41 二者可以附接到膜片42。膜片42在一侧暴露于系统压力，并且膜片42在另一侧暴露于来自过压弹簧30和欠压弹簧32的弹簧力。膜片42的一部分是可移动的，并且取决于沿着轴线A的系统压力而可移位到阀体12或上壳体14的内部部分中。轴线A与过压弹簧30和欠压弹簧32的中心轴线基本上平行或同轴。在其他实施例中，可采用单一的过压或欠压弹簧。
[0013]在与膜片42相对的端部处，过压弹簧30和欠压弹簧32分别接触或支靠在过压调节帽44和欠压调节帽46上。过压调节帽44和欠压调节帽46可沿轴线A朝向和背离膜片42移位。在一个实施例中，过压调节帽44和欠压调节帽46可以分别与外部和内部铸管36、34螺纹地接合。特别地，过压帽44可以与外部铸管36的内表面或与内部铸管34的外表面螺纹地接合。欠压帽46可以与内部铸管34的内表面螺纹地接合。欠压帽46和过压帽44二者都可沿轴线A移动，以调节过压弹簧30和欠压弹簧32在膜片板37上的弹簧张力。调节帽44、46与膜片板37之间的距离确定了紧急切断安全装置10的过压和欠压设定点。
[0014]过压弹簧30和欠压弹簧32的中心轴线定位在膜片42的同一侧。将过压弹簧30和欠压弹簧32两者定位在膜片42的同一侧，便于从阀的外侧调节过压弹簧30和欠压弹簧32。另外，对过压弹簧30和欠压弹簧32的调节可以彼此独立地进行。换言之，使用者可以仅调节过压弹簧30，而不影响欠压弹簧32，或反之亦然。此外，在至少一个实施例中，过压弹簧30和欠压弹簧32的同轴定位可产生紧凑的上壳体14，这对于在狭窄或有限的空间位置安装是有利的。
[0015]膜片42包括用于利用阀体12密封上壳体14的外部ο型环50。膜片42还包括第一和第二同心回旋部(concentric convolut1n) 52a和52b。外部平面区51将ο型环50与第一回旋部52a分开。中间平面区53将第一回旋部52a与第二回旋部52b分开，并且内部平面区55将第二回旋部52b与中央开口 54分开。第一和第二回旋部52a、52b允许单一的膜片42被用于低压力配置和高压力配置二者。在将膜片42附接到膜片板37时，中央开口 54可以接收紧固件(例如，螺栓)。通过使膜片42适合于被用于高压力配置和低压力配置这两种配置，膜片42可降低制造成本。另外，由于只需要储存一个膜片，因此备货管理能力可增强，并且由于存货零件数量减小，可以实现更多的订货量。
[0016]阀体12包括释放元件，诸如具有三个凸轮臂63a、63b、63c的可旋转凸轮62。凸轮62在第一凸轮臂63a处经由柱塞64连接到膜片42。随着柱塞64响应于足够强而克服由过压弹簧30所产生的力的过压状态而向上移动，凸轮62顺时针(在本实施例中)旋转。随着凸轮62旋转，连接到第二凸轮臂63b的锁栓被释放，并且安全盘16移动到关闭位置(在图1中向右)以密封安全座(未示出)，由此截断向主调节器的气体供应。响应于欠压状态，其中欠压弹簧32的弹簧力克服了系统气压，柱塞64抵靠着第三凸轮臂63c向下移动，导致凸轮62沿顺时针方向旋转。在预定的旋转量之后，连接到第二凸轮臂63b的锁栓被释放，并且安全盘16移动到关闭位置，由此截断向主调节器的气体供应。
[0017]阀体12还包括用于再锁定凸轮62的复位销组件66。复位销组件66包括复位杆68、再锁定插塞70、行程指示器72、和复位套筒74。复位杆68响应于再锁定插塞70与在第二凸轮臂63b处的凸轮62的相互作用而在复位套筒74中是可移动的。随着凸轮62旋转，第二凸轮臂63b接触再锁定插塞70的第一肩部71a (图2)并且迫使再锁定插塞70向外(在图1和2中向左)。这继而使复位杆68向外移动，并且复位杆68接触行程指示器72。当复位杆68接触行程指示器72时，行程指示器72的中央部分向外移动，从而产生凸轮62在待命位置的视觉和触感指示。尽管在本实施例中凸轮示出为释放元件，但其他类型的释放元件可以用在其他实施例中。例如，其他实施例可以包括滑动柄杆或球轴承，或能够以可释放的方式约束再锁定插塞的任何其他类型的结构。
[0018]现在转到图2，示出了取自图1中的虚线圆圈2的再锁定插塞70的特写图。再锁定插塞70在再锁定套80内滑动。再锁定套80位于阀体12中的孔82内。再锁定套80包括中央盲孔84。再锁定插塞70位于中央盲孔84内，使得再锁定插塞70的外表面沿着中央盲孔84的内表面从外部被引导。由于再锁定插塞70从外部被引导，因此不容易由于复位杆68上由凸轮62产生的弯矩而导致卡滞。此配置还导致再锁定插塞70与凸轮62之间在肩部71a处更紧凑的可释放连接。另外，外部引导还增大了复位杆68的内部间隙，这使得复位组件66对复位杆68直线度或错