专利名称：具有单一衬垫的减压装置的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种减压装置，它可以和一个例如变压器的电子装置一起使用。更特别地，本发明涉及一种用于封闭电力变压器外壳中的排放开口的减压阀。该减压阀包括衬垫装置，该衬垫装置用于实现在沿平行和正交于排放开口的轴线延伸的平面内的密封作用并在一个密封破坏后保持另一个密封。
背景技术：
减压装置一般和电子装置一起使用并且特别地和高压变压器一起使用。这种变压器通常在经常包括一种绝缘流体的密封外壳内。例如，如果变压器外壳内的压力由于周围温度的增加、内部故障或其他原因而增加，则为了防止变压器外壳的严重故障而可能必须释放压力。这种减压装置设计为一旦达到预定压力，大量例如热油和气体的流体在极短时间内从变压器外壳排放以迅速降低外壳内的压力。排放后，减压装置关闭以再次密封排放开口。
一种如美国专利4,676,266所示的典型的减压装置包括一个固定在变压器外壳内的开口附近的管状基座。一个具有一个下垂裙部的受弹簧作用的阀盘被向下推动到管状基座上以关闭开口。在266号专利所示的装置的设计要求在阀盘和管状基座之间有两个衬垫。一个是位于形成在管状基座的端面的位置内的顶部衬垫。这种衬垫靠着阀盘的下表面密封。第二个衬垫是侧面衬垫，该侧面衬垫有时以O形环或平的环形垫片的形式安装在管状基座的外缘附近延伸的凹槽内。这种侧面衬垫靠着下垂裙部的内边缘密封并且在顶部密封破坏之后保持密封。
如在’266号专利中公开的双衬垫布置的问题涉及到在排放情况下两个衬垫在它们各自位置内的保持。排放是一种严重情况而且在这种情况下通过两个衬垫的流体的体积和流速可能很大以致于把衬垫从它们各自的位置拉开。为了防止顶部衬垫由排放的流体从它的位置推开，衬垫典型地在其位置与一个机械固定环锁定。然而，没有实用的机械方法来固定侧向衬垫，所以它没有被固定，或者使用环氧树脂把衬垫固定在它的位置。两种解决方法都不完全令人满意。
因而，本发明的目的是提供一种具有改进衬垫布置的减压装置。
本发明的另一个目的是提供一种具有改进的衬垫布置的减压装置，该改进的衬垫布置变得不易受由从外壳排放并通过减压装置的流体的作用力而引起的衬垫错位的影响。
本发明的又一个目的是提供一种具有单一的衬垫的减压装置，该单一衬垫在两个平面内实现密封并在一个密封破坏后保持另一个平面内的密封完好无损。
本发明的再一个目的是提供一种减压装置，其中由现有技术的双衬垫布置实现的功能是由机械固定在其位置的单一衬垫结构来实现的。
发明内容
本发明提供了一种具有衬垫结构的减压装置，该减压装置在一个简单结构中包括了现有技术的顶部和侧面衬垫的特征和功能。衬垫结构提供了一个顶部密封部分和一个侧面密封部分并设置为直到顶部密封破裂后仍保持侧面密封。而且，由于单一的机械附着装置可防止两个衬垫部分由排放流体的作用力引起的错位，因此具有整体衬垫结构的减压装置更容易制造和维修。
因而，本发明的一个方面的特征在于，一个用于安装到用于密封地绝缘电子装置的外壳的减压装置，该装置包括a)一个可附着在外壳表面并在表面的排放开口周围的法兰盘，该法兰盘直立于表面；b)一个装配在法兰盘上的阀盘，该阀盘具有包围法兰盘的下垂裙部；c)用于关闭排放开口而朝着法兰盘轴向推动阀盘的偏移装置；d)一个单一衬垫，具有一个通常为平面的第一表面，该第一表面用于实现在一个通常平行于排放开口的平面的平面内的阀盘和法兰盘之间的第一密封，以及一个在法兰盘的外缘周围延伸的第二表面，该第二表面用于实现在通常正交于排放开口的平面的平面内的法兰盘和裙部之间的第二密封，该第二表面设置用以在第一密封破坏后保持和裙部的密封接触；以及e)一个用于把衬垫附着到法兰盘的挡环。
图1为安装在电子变压器的封闭外壳上的本发明的减压装置的垂直截面图；图2为图1的部分断面和部分截面图，示出本发明的减压装置处于关闭位置；以及图3为类似图2的视图，只是示出减压装置处于打开位置。
具体实施例方式
参照附图，图1显示总体上以10表示的固定于变压器外壳12的本发明的减压装置。如现有技术通常的那样，变压器外壳包含绝缘液体(未示出)并且有一个或多个开口14，如果内压升高超过预定界限则开口用来释放外壳内的压力。
减压装置10包括一个优选为管状的法兰盘16，该法兰盘附着于外壳的表面18并在开口14周围直立。法兰盘包括一个端面20，当法兰盘附着于变压器外壳时，该端面位于沿通常平行于开口14的平面21延伸的平面内。一个环形加强肋24沿轴向从法兰盘的端面延伸。如下面进一步所描述的，加强肋24和法兰盘端面20一起限定了总体上以26表示的衬垫的位置。在不影响本发明的基本功能的情况下，法兰盘的具体形状和端面的定位可以与所示的有所变化。
阀盘28安装在法兰盘上，它有一个包围法兰盘16的下垂裙部30。阀盘的下表面31与加强肋24相对。如图1和2所示，在法兰盘16和阀盘28之间设置有偏移装置，例如螺旋弹簧32，用来把阀盘推向法兰盘和衬垫26从而关闭开口14。
如上面指出的，法兰盘端面20和加强肋24限定了衬垫的位置。在这方面，图2表示衬垫26具有一个支撑在法兰盘端面20上的平面部分34，一个包围着加强肋24并靠着加强肋24安装的直立部分36，和一个在加强肋的顶部沿径向向内延伸的唇部38。直立衬垫部分36比平面部分或唇部的任一个都厚。而且，在衬垫的唇部部分与直立部分合并处的部分40优选地具有一个与加强肋24的外边缘的圆形轮廓相匹配的圆形内角。圆形内角和直立部分的厚度增加了刚度以阻止唇部38弯曲和脱离加强肋。
衬垫优选地由挡环42固定在其位置内(在端面20上并靠着加强肋24)。挡环包围直立衬垫部分36并靠着衬垫的平面部分34。挡环通过诸如螺钉44的任何适合的紧固件连接在法兰盘上。但也可使用如紧固件、粘合剂、碰环或类似物的其他装置来将衬垫固定在位。这些装置可把衬垫附在法兰盘端面或加强肋24上。
在衬垫下面的法兰盘外边缘46的一部分成斜角从而衬垫的平面部分的外部48没有被支撑。这允许衬垫的外部沿径向从法兰盘向外延伸并为了下面陈述的目的而上下弯曲。
当减压装置处于如图1和2所示的关闭位置时，螺旋弹簧32的偏移把阀盘推向关闭位置。在关闭位置，阀盘的下表面31与衬垫唇部38为面对关系并且将唇部压在下表面和相对加强肋24的顶部之间。这实现了在通常平行于开口14的平面21的平面50内的第一密封。同时，衬垫的外部48擦着裙部的内表面以实现在通常正交于开口14的平面的平面52内的第二密封。这样，外部48限定了第二密封区域，该第二密封区域限制了由唇部38实现的第一密封区域。
在操作中并且当阀盘28座靠在衬垫唇部38上时，外壳12内的压力通过外壳开口14和管状法兰盘16与阀盘的下表面31相通。特别是，压力作用在由衬垫唇部38的内径所限定的圆形区域33。正常情况下，这种压力不足以克服螺旋弹簧32的偏移，所以开口保持关闭。然而，如果外壳内的压力升高到充分高，这种作用在内部圆形区域33上的更高的压力将克服螺旋弹簧的偏移。这导致阀盘28从衬垫唇部38升高，破坏沿平面50的阀盘和衬垫唇部之间的密封。
当阀盘脱离衬垫唇部38时，外壳内的压力立刻与包括阀盘的外到裙部30的整个下表面31的更大的圆形区域相通。然而，即使在衬垫唇部38的第一密封破坏之后，衬垫的外部48通过当阀盘远离衬垫移动时紧靠着擦过裙部30的内表面而仍然保持第二密封。在第一密封被破坏后保持这个第二密封暂时地防止流体的排放。在整个区域31下面的这种压力保持增加了在阀盘上的开启力并导致阀盘突然打开，破坏了图3所示的沿平面52的在衬垫外部48和裙部之间的密封。外壳内的气体和液体此时可以自由地从外壳内排放。
当外壳内的压力下降到更低的水平时，螺旋弹簧32的偏移使阀盘回到如图1和2所示的位置。当阀盘移动到它的关闭位置，衬垫的外部48接合裙部30并当它沿裙部的内表面擦过以重新建立沿平面52的侧面密封时向下弯曲。于是阀盘的下表面31接触唇部38以重新建立沿平面50的顶部密封。
如上所指出的，相对大量的流体可以以一个相对高的速度通过开口14排放。这些通过衬垫唇部38和衬垫外部48排放的流体趋向于把衬垫从它的位置拉开。然而，所示的衬垫的几何形状和使用挡环42把衬垫紧固于它的位置，阻止衬垫从它的位置脱离。在这方面，将两个衬垫部分合并在一个整体衬垫结构中的这种衬垫结构使得单个衬垫能够在两个不同平面内实现密封。具有整体结构允许衬垫通过单一机械装置被固定在位并且没有仅由摩擦被保持在其位置的衬垫部分。而且，加强肋24和衬垫唇部38的相匹配的外形有助于将衬垫的直立部分36固定在位。相对于唇部38或平面部分34的直立部分的厚度为直立部分提供了一定的刚度以阻止响应通过唇部的流体流动而产生的弯曲。
这样应该清楚的是，本发明实现了它的预期的目的，即提供一种具有改进的衬垫布置的减压装置。本发明的减压装置利用一个整体衬垫结构来实现在两个不同平面内的密封，其中即使在第一密封被破坏之后仍然保持一个密封。依靠一个单个紧固环以将衬垫固定在位。该单个紧固环和衬垫的结构一起阻止衬垫在经过衬垫的两个密封平面的高速、大体积的流动产生的作用力下脱离它的位置。
权利要求
1.一种减压装置，用于安装到一个封闭外壳的外表面和表面内的排放开口附近，所述装置包括a)一个可附在所述表面并从所述排放开口附近直立的法兰盘；b)一个安装在所述法兰盘上的阀盘，所述阀盘具有一个包围所述法兰盘的下垂裙部；c)一个为了封闭所述排放开口而向着所述法兰盘推动所述阀盘的弹簧；d)一个单一衬垫，有用于实现在所述阀盘和所述法兰盘之间的第一密封的第一表面和用于实现在所述法兰盘和裙部之间的第二密封的外围表面，所述外围表面被安装以在所述第一密封破坏之后和所述裙部保持密封接触。
2.如权利要求1所述的减压装置，其特征在于，所述法兰盘有一个端面和一个从所述端面直立的加强肋，所述端面和加强肋一起限定所述衬垫的位置。
3.如权利要求2所述的减压装置，其特征在于，所述衬垫包括a)一个支撑在所述端面上的平面部分；b)一个包围所述加强肋的直立部分；和c)一个在所述唇部上沿径向向内延伸的唇部。
4.如权利要求3所述的减压装置，其特征在于，所述挡环被放置在所述平面部分上并包围所述直立部分。
5.如权利要求3所述的减压装置，其特征在于，所述直立部分的厚度大于所述平面部分或所述唇部任一个的厚度。
6.如权利要求3所述的减压装置，其特征在于，所述直立部分和所述唇部在圆形内边缘合并。
7.如权利要求6所述的减压装置，其特征在于，所述加强肋有一个与所述圆形内边缘的轮廓相匹配的圆形外边缘。
8.如权利要求3所述的减压装置，其特征在于，所述外围表面在所述衬垫平面部分的外部上，所述外围表面与所述裙部的内表面为摩擦接触关系以实现所述第二密封。
9.如权利要求8所述的减压装置，其特征在于，所述外围表面在所述第一密封的平面下的高度实现所述第二密封。
10.如权利要求8所述的减压装置，其特征在于a)所述阀盘有一个通过所述偏移装置的力靠着所述唇部固定的下表面以实现所述第一密封；b)所述唇部具有建立了一个小于所述下表面的整个区域的第一圆形区域的内径；和c)与所述排放开口相通的所述第一圆形区域，由此，当施加在所述第一圆形区域的外壳内的压力提供了克服所述偏移装置的力时，所述阀盘从所述唇部脱离。
11.如权利要求10所述的减压装置，其特征在于，所述阀盘从所述唇部脱离使所述阀盘下表面的整个区域暴露在所述外壳内的压力下，并且所述压力由所述第二密封所包含并导致所述阀盘远离所述衬垫突然移动直到所述裙部移开所述衬垫的所述平面部分，因而打开所述减压装置。
12.如权利要求8所述的减压装置，其特征在于，所述法兰盘有一个位于所述衬垫外部下面的成斜角的外边缘并且所述外部悬在所述斜外边缘上。
13.如权利要求12所述的减压装置，其特征在于，为了当所述阀盘向靠着所述唇部的关闭位置移动时保持与所述裙部的内表面为摩擦接触的关系，所述外部是可弯曲的并能够向所述斜边弯曲。
14.一种减压装置，用于安装到一个封闭外壳的外表面和在所述表面内的排放开口附近，所述减压装置包括a)一个可附在所述表面并在所述开口附近的管状法兰盘，所述法兰盘具有一个端面；b)一个从所述端面直立的加强肋；c)一个位于所述端面并包围所述加强肋的衬垫；d)所述衬垫，该衬垫具有一个包括一个从所述法兰盘端面径向延伸的外围部分的平面部分，一个包围所述加强肋的直立部分和一个在所述加强肋顶部沿径向向内延伸的唇部；e)一个为了把所述衬垫附在所述端面上而靠着所述衬垫平面部分放置并包围所述直立部分的挡环；f)一个具有一个与所述唇部成面对关系的下表面和一个包围所述法兰盘的下垂裙部的阀盘，所述阀盘被安置用来和所述裙部的内缘表面一起沿轴线方向移近或远离所述法兰盘端面，所述裙部的内缘表面与所述衬垫外围部分成摩擦接合；g)偏移装置，该偏移装置朝着所述衬垫沿轴线方向推动所述阀盘以靠着所述唇部安置所述阀盘下表面，从而在通常平行于所述排放开口的平面的平面内建立第一密封，同时所述衬垫外部支承所述裙部的内表面以在通常正交于所述排放开口的平面的平面内建立第二密封；h)所述第一密封，限定了所述下表面的一个圆形区域，该圆形区域与小于所述下表面的整个区域的所述排放开口相通。
15.如权利要求14所述的减压装置，其特征在于，所述法兰盘有一个位于所述衬垫外围部分下面的成斜角的外边缘并且所述外围部分悬在所述斜外边缘上。
16.如权利要求15所述的减压装置，其特征在于，所述衬垫外围部分在所述阀盘的下表面响应于外壳压力而脱离所述衬垫唇部之后保持密封，该外壳压力当与所述圆形区域相通时产生克服所述偏移以远离所述衬垫移动所述阀盘的力。
17.用于减压装置的衬垫包括一个用来实现第一密封的第一平表面，和一个用来实现第二密封的外围表面，该外围表面限制了第一平表面。
18.如权利要求17所述的衬垫还包括一个平面部分；一个与该平面部分相连的直立部分；和一个与直立部分相连并沿相对于平面部分的方向延伸的唇部。
19.如权利要求18所述的衬垫，其特征在于，直立部分比平面部分厚。
20.如权利要求17所述的衬垫包括一个嵌在衬垫内的加强环。
21.如权利要求17所述的衬垫，其特征在于，外围表面垂直于第一平表面。
22.如权利要求1所述的减压装置，其特征在于，弹簧关于阀盘和法兰盘沿轴线方向安置。
23.如权利要求1所述的减压装置，其特征在于，第一密封位于通常平行于排放开口的平面的平面内。
24.如权利要求1所述的减压装置，其特征在于，第二密封位于通常正交于排放开口的平面内。
25.如权利要求1所述的减压装置包括一个把衬垫附在法兰盘上的挡环。
全文摘要
公开一种用于附着到具有一个开口(14)的封闭容器(12)的减压阀(10)，如果外壳的内部压力升高到不可接受的水平，开口从外壳(12)排放气体和液体。该减压阀(10)包括一个单一的衬垫(26)，该衬垫在阀盘(28)和放置在开口(14)附近的法兰盘(16)之间起密封作用。衬垫(26)用一个单一的挡环(42)固定在法兰盘(16)上并实现在两个平面内和阀盘(28)的密封，一个密封是在平行于开口(14)的平面(21)的平面(50)内，第二密封是在通常正交于开口(14)的平面的平面(52)内。而且，第二密封在第一密封破坏后短时间内保持完好而允许阀盘(28)从衬垫(26)的迅速分离以从外壳(12)排放气体或液体。
文档编号F16K1/44GK1488049SQ02803854
公开日2004年4月7日 申请日期2002年1月17日 优先权日2001年1月18日
发明者乔舒亚·J·赫兹, 乔舒亚 J 赫兹 申请人:科威利特洛公司