紧急切断阀组件和自动阀致动组件以及阀组件的制作方法

紧急切断阀组件和自动阀致动组件以及阀组件的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了紧急切断阀组件和自动阀致动组件以及阀组件。紧急切断阀包括阀体，阀关闭组件和阀致动组件。阀关闭组件包括轴杆，耦接于轴杆的臂，耦接于臂的关闭元件，和耦接于臂或关闭元件的偏置元件。阀致动组件包括耦接于轴杆的固定元件和适应于在第一状态产生第一磁力和在第二状态产生第二磁力的电磁铁。在第一状态，固定元件的接触面接触并磁耦接于电磁铁的接触面，从而关闭元件、臂和轴杆保持在第一打开位置以抵抗由偏置元件产生的旋转力。在第二状态，关闭元件、臂和轴杆由偏置元件提供的旋转力旋转到第二关闭位置。由此，用户可瞬间地切断通过阀体的流体流动，并通过自动切断过程以及简化切断过程的触发，改善了安全性。
【专利说明】紧急切断阀组件和自动阀致动组件以及阀组件

【技术领域】
[0001]本公开主要涉及阀致动器，更具体的，涉及一种用于阀的电磁释放机制。

【背景技术】
[0002]气体分配系统，尤其是天然气分配系统，典型地沿着一系列管道并通过一系列阀把气体从生产者传送给消费者。每个气体分配系统可以包括一个或多个调节阀，调节阀控制分配系统内的气体压力。通常地，气体通过系统被以高压传输。但是，气体压力必须在最终分配到消费者之前被降低。此压力降低主要由压力降低站在本地网络中完成。
[0003]在很多实例中，这些压力降低站包括一些种类的安全装置以关闭气体流。最常见地，紧急切断阀用于此目的。紧急切断阀被布置在压力调节阀的上游，以便在有问题的情况下紧急切断阀可以防止气体到达压力调节阀。典型地，紧急切断阀具有关闭元件，比如提升阀，被安装在旋转轴杆上用以在允许液体流动通过阀的打开位置和防止液体流动通过阀的关闭位置之间移动提升阀。一般地，弹簧作用于轴杆和提升阀上以储藏旋转能量，并且弹簧从打开位置向关闭位置旋转轴杆和提升阀，锁定装置用于将提升阀保持在打开位置。当用户希望通过紧急切断阀切断流体流过，通过手动移除耦接于锁定装置上的电缆来打开锁定装置。当锁定装置脱离时，储存的弹簧旋转能量快速地将轴杆和提升阀从打开位置旋转至关闭位置，因此关闭流过紧急切断阀的流体。
实用新型内容
[0004]根据本实用新型的一个示例性方面，紧急切断阀组件包括阀体，该阀体限定了入口、出口、入口和出口之间的流体通道。紧急切断阀组件还包括阀关闭组件，其至少部分地位于阀体内，阀关闭组件包括旋转地耦接于阀体的并且有纵向轴线的轴杆。阀关闭组件还包括耦接于轴杆的臂，耦接于臂的关闭元件，和耦接于臂或关闭元件的偏置元件。臂、关闭元件和轴杆沿着纵向轴线从第一打开位置和第二关闭位置旋转，在第一打开位置，关闭元件从耦接于阀体的阀座偏移，在第二关闭位置关闭元件密封地和阀座接合，从而防止流体通过流体通道从入口流向出口。紧急切断阀组件还包括阀致动组件，以适应从第一打开位置到第二关闭位置旋转臂、关闭元件和轴杆，阀致动组件包括耦接于轴杆的固定元件和适应于在第一状态产生第一磁力和在第二状态产生第二磁力的电磁铁，并且第一磁力大于第二磁力。在第一状态，固定元件的接触面接触并磁耦接于电磁铁的接触面，从而关闭元件、臂和轴杆保持在第一打开位置以抵抗由偏置元件产生的旋转力。在第二状态，关闭元件、臂和轴杆由偏置元件提供的旋转力旋转到第二关闭位置。
[0005]根据本实用新型的第一个方面，提供了一种紧急切断阀组件，其包括:阀体，其用于限定入口，出口和在该入口和该出口之间的流体通道；阀关闭组件，其至少部分地被定位于所述阀体内，所述阀关闭组件包括:轴杆，其旋转地耦接于所述阀体，所述轴杆具有轴杆纵向轴线；臂，其耦接于所述轴杆；关闭元件，其耦接于所述臂；偏置元件，其耦接于所述臂或所述关闭元件，其中所述臂，所述关闭元件，所述轴杆从第一打开位置和第二关闭位置沿轴杆纵向轴线旋转，在所述第一打开位置所述关闭元件从耦接于所述阀体的阀座偏移，在所述第二关闭位置所述关闭元件密封地接合于所述阀座，从而阻止流体从所述入口到所述出口流经所述流体通道；以及阀致动组件，其适于将所述臂和关闭元件从所述第一打开位置旋转到所述第二关闭位置，所述阀致动组件包括:固定元件，其耦接于所述轴杆；以及电磁铁，其适于在第一状态生成第一磁力和在第二状态生成第二磁力，所述第一磁力大于所述第二磁力，其中在所述第一状态，所述固定元件的接触面接触并磁耦接于所述电磁铁的接触面，从而所述关闭元件，所述臂和所述轴杆保持在所述第一打开位置以抵抗由所述偏置元件提供的旋转力，以及其中在所述第二状态，所述关闭元件，所述臂和所述轴杆被所述偏置元件提供的旋转力旋转到所述第二关闭位置。
[0006]有利地，所述固定元件被设置于所述阀体之外。
[0007]有利地，所述固定元件耦接于支撑托架的一部分，所述支撑托架被固定于耦接于所述轴杆的手柄上，其中所述手柄的旋转使所述臂，所述关闭元件和所述轴杆从所述第二关闭位置旋转到所述第一打开位置，从而所述固定元件的所述接触面和所述电磁铁的所述接触面移动接触。
[0008]有利地，所述偏置元件是扭转弹簧，所述扭转弹簧被设置于所述轴杆的一部分的周围。
[0009]有利地，还包括开关，所述开关电耦接于所述电磁铁，其中第一开关位置对应于所述电磁铁的所述第一状态以及第二开关位置对应于所述电磁铁的所述第二状态。
[0010]有利地，所述电磁铁耦接于所述阀体并且被设置于所述阀体之外。
[0011]有利地，所述第二磁力忽略不计。
[0012]根据本实用新型的第二个方面，提供了一种适于旋转关闭元件的自动阀致动组件，所述关闭元件耦接于可旋转的轴杆并且至少部分地被设置于在第一打开位置和第二关闭位置之间的阀体的内部，所述阀致动组件包括:固定元件，其耦接于所述轴杆；电磁铁，其适于在第一状态生成第一磁力和在第二状态生成第二磁力，所述第一磁力大于所述第二磁力，其中在所述第一状态，所述固定元件的接触面接触并磁耦接于所述电磁铁的接触面，从而所述关闭元件保持在所述第一打开位置以对抗由偏置元件提供的力，所述偏置元件作用于所述轴杆和所述关闭元件中的至少一个，以及其中在所述第二状态，所述关闭元件被由所述偏置元件提供的力移动到所述第二关闭位置，所述偏置元件作用于所述轴杆和所述关闭元件中的至少一个。
[0013]有利地，所述在所述第二状态中，所述关闭元件被由所述偏置元件提供的旋转力旋转到所述第二关闭位置，所述偏置元件作用于所述轴杆和所述关闭元件中的至少一个。
[0014]有利地，所述轴杆是凸轮轴。
[0015]有利地，所述固定元件被设置于所述阀体的内部的之外。
[0016]有利地，所述固定元件耦接于支撑托架的一部分，所述支撑托架被固定于耦接于所述轴杆的手柄，其中所述手柄的旋转使所述阀元件从所述第二关闭位置旋转到所述第一打开位置从而所述固定元件的接触面和所述电磁铁的接触面移动接触。
[0017]有利地，所述偏置元件是扭转弹簧，所述扭转弹簧被设置于所述轴杆的一部分的周围。
[0018]有利地，还包括开关，其电耦接于所述电磁铁，其中第一开关位置对应于所述电磁铁的所述第一状态以及第二开关位置对应于所述电磁铁的所述第二状态。
[0019]有利地，所述电磁铁耦接于所述阀体并且被设置于所述阀体之外。
[0020]有利地，所述电磁铁被设置于壳体内，所述壳体耦接于所述阀体，以及其中所述电磁铁的末端被设置成靠近于在所述壳体上所形成的孔。
[0021]有利地，所述第二磁力忽略不计。
[0022]根据本实用新型的第三个方面，提供了一种阀组件，所述阀组件包括:阀体，其限定了进口和出口 ；阀关闭组件，所述阀关闭组件包括:凸轮轴，其至少部分地被设置于所述阀体内，所述凸轮轴沿凸轮轴线旋转；凸轮，其被固定于所述凸轮轴并且适于线性移动关闭元件，所述关闭元件在第一打开位置和第二关闭位置之间移动，其中在所述第二关闭位置，所述关闭元件密封地接合于阀座，所述阀座耦接于所述阀体以防止在所述进口和所述出口之间的流动，以及在所述第一打开位置，所述关闭元件从所述阀座偏移以允许在所述进口和所述出口之间的流动，以及偏置元件，其在所述第二关闭位置偏置所述关闭元件；阀致动组件，其适于旋转所述凸轮轴和凸轮以移动在第一打开位置和所述第二关闭位置之间的所述关闭元件，所述阀致动组件包括:固定元件，其耦接于耦接于所述凸轮轴的手柄；以及电磁铁，其适于在第一状态生成第一磁力和在第二状态生成第二磁力，其中所述第一磁力大于所述第二磁力，其中在所述第一状态，所述固定元件的接触面接触并磁耦接于所述电磁铁的接触面使得所述凸轮保持所述关闭元件在所述第一打开位置以抵抗由所述偏置元件提供的在所述关闭元件上的力，以及其中在所述第二状态，由所述偏置元件提供的在所述关闭元件上的所述力移动所述关闭元件到所述第二关闭位置。
[0023]有利地，所述固定元件被设置于所述阀体之外。
[0024]有利地，还包括开关所述开关电耦接于所述电磁铁，其中第一开关位置对应于所述电磁铁的所述第一状态和第二开关位置对应于所述电磁铁的所述第二状态。
[0025]有利地，所述电磁铁耦接于所述阀体和被设置于所述阀体之外。
[0026]有利地，所述第二磁力忽略不计。
[0027]有利地，所述电磁铁被设置于所述壳体内，所述壳体耦接于所述阀体，并且其中所述电磁铁的末端被设置于靠近形成于壳体内的孔。
[0028]基于本实用新型的方案，用户可以通过开关的致动，例如通过微小的触发，几乎瞬间地切断通过阀体的流体流动。电磁铁也可以无需用户的介入，例如通过中断提供给电磁铁的电源，自动地从第一状态变成第二状态。阀致动组件通过自动切断过程以及简化切断过程的触发，改善了安全性。阀致动组件还提供了紧凑的运行相对简单的致动机构，和可以用于维持电磁铁处于第一状态的相对低的电压。

【专利附图】

【附图说明】
[0029]图1是处于打开位置下的紧急切断阀组件的实施例的侧截面视图；
[0030]图2是图1所示的示例性紧急切断阀组件的底部部分截面视图；
[0031]图3是处于关闭状态下的紧急切断阀组件的实施例的透视图；
[0032]图4是图3的实施例处于打开位置的透视图；
[0033]图5A是电磁铁的实施例和处于打开位置的紧急切断阀组件的实施例的固定元件的侧截面视图；
[0034]图5B是阀致动组件的实施例和处于打开状态下(为了清晰省略阀体部分)的紧急切断阀组件的阀致动组件的实施例的透视图；
[0035]图5C是固定元件的实施例的侧截面视图；
[0036]图6A是电磁铁的壳体的实施例的透视图；
[0037]图6B是图6A的实施例的另一个透视图；
[0038]图6C是图6A的实施例的侧截面视图；
[0039]图7是图1所示的处于关闭位置的实施例的部分侧截面视图；
[0040]图8A是处于关闭状态的内阀实施例的侧截面视图；
[0041]图8B是图8A中的处于打开位置的实施例的侧截面视图；
[0042]图9A是处于关闭位置的内阀实施例的侧视图；
[0043]图9B是图9A中的处于打开位置的实施例的侧视图；以及
[0044]图10是电磁铁的实施例和一个处于打开位置的内阀的实施例的固定元件的侧截面视图。

【具体实施方式】
[0045]参见图1，一个紧急切断阀组件10包括阀体12，该阀体限定了入口 14、出口 16、位于入口 14和出口 16之间的流体通道18。紧急切断阀组件10还包括一个阀关闭组件20，其至少部分的位于阀体12内，阀关闭组件20包括轴杆26，其旋转地耦接于阀体12上，轴杆具有纵向轴线28(如图2所示)。根据图1和图2，阀关闭组件20还包括一个耦接于轴杆26上的臂24，一个耦接于臂24上的关闭元件22和一个耦接于臂24或者关闭元件22上的偏置元件38。臂24、关闭元件22和轴杆26围绕轴杆纵向轴线28从第一打开位置30和第二关闭位置34旋转，在第一打开位置30 (如图1所示)，在第一打开位置，关闭元件22耦接于阀体12的阀座32偏移，在第二关闭位置(如图7所示)，关闭元件22密封地和阀座32接合，从而防止流体从入口 14通过流体通道从出口 16流出。此外，偏置元件38可以提供旋转力，该旋转力趋于把臂24、关闭元件22和轴杆26从第一打开位置30旋转至第二关闭位置34。
[0046]参见图3，紧急切断阀组件10还包括阀致动组件36，其适应于从第一打开位置30(如图1所示)向第二关闭位置34(如图7所示)旋转臂24和关闭元件22，并且阀致动组件36包括耦接于轴杆26的固定元件40和适应于在第一状态产生第一磁力和在第二状态产生第二磁力的电磁铁42，第一磁力大于第二磁力。在第一状态中，固定元件40的接触面44与电磁铁42的接触面46相接触并且电磁耦合，以使得关闭元件22、臂24和轴杆26 (如图1和2所示)保持在在第一打开位置30以抵抗由偏置元件38 (如图1和2所示)产生的旋转力。在第二状态，关闭元件22和臂24被由偏置元件38所产生的旋转力旋转进入第二关闭位置34(如图7所示)。
[0047]参见图4所示配置，当电磁铁处于第一状态时，阀致动组件36协同地把臂24、关闭元件22和轴杆26保持在第一打开位置30。如图3所示，当电磁铁42被从第一状态变化到第二状态，比如当用户致动开关48(见图5A)，作用于固定元件38的第二电磁力不足够强以抵抗由偏置元件38提供的旋转偏置力，偏置元件38旋转处于第二关闭位置34的臂24和关闭元件22。此种结构允许用户几乎立刻就能通过致动开关48切断流过阀体12的流体，比如可以是远程致动。电磁铁42也可以被自动地从第一状态改变到第二状态而没有用户干预，例如由于电磁铁42所提供的力的减少。
[0048]转到紧急切断阀组件10的更详细的说明，如图1所示，阀体12可以包括流体通道18，其从入口 14延伸到出口 16，流体通道18可以沿着大体上线性流体轴线19延伸。流体轴线19可以延伸到平行于或者大体平行于图1所示的相对坐标系的X轴线。阀体12可以包括第一部分52和被固定在第一部分52上的第二部分54。第二部分54可以以任何合适方法被固定在第一部分52中。例如，第二部分54可以用两个或多个螺纹元件56固定在第一部分52中。密封58，例如O形环，可以置于第一部分52和第二部分54之间以防止从阀体12泄露。阀体12可以包括一个或多个内表面57,其协同限定阀体12的一个内在部分59，流体通道18可以由一个或多个内部表面57来限定。第一部分52可以包括螺纹部分60，其限定入口 14的一部分，第二部分54可以具有螺纹部分61，该螺纹部分至少部分地限定出口 16，流体通道18的一部分可以包括一个喉部62，其被设置在位于入口 14和出口 16之间的第一部分52中。喉部62可以大体上呈圆柱形，可以设置和第二部分54相邻。
[0049]仍参见图1，插件64可以被设置于阀体12的第一部分52的喉部62，并可以包括限定阀孔68的孔66。阀座32，例如密封70，可以被固定于或者形成在插件64的一端以提供支持面72以接合阀关闭组件20的关闭元件22的对应密封表面74，更详细的说明如下。
[0050]参见图1和2，阀关闭组件20可以包括关闭元件22、轴杆26、偏置元件38和臂24。当紧急切断阀组件10处于如图7所示的第二关闭位置34时，关闭元件22的密封表面74可以和耦接于插件64的密封70的支持面72接合。如图1所示，关闭元件22可以是任何合适的形状，比如圆盘，密封表面74可以是一个圆盘的环形的外周长部分。臂24可以被加长，并且有耦接于关闭元件22的第一端76a，和耦接于轴杆26的第二端。例如，臂24可以具有孔第二端耦接于轴杆26。臂24可以具有孔78以接纳轴杆26的一部分，和与孔78交叉的窗口 80以提供轴杆26的部分的通路，并用以接纳偏置元件38的第一端82。孔78可以是多边形的，例如正方形，可以接纳轴杆26的对应的多边形部分，从而使得关闭元件22随着轴杆26旋转。
[0051]如图2所示，轴杆26可以被延长，可以沿着纵向轴线28延伸。轴杆纵向轴线28可以延伸垂直于或基本垂直于图1中的参考坐标系的X-Y平面。参见图2，轴杆26可以有第一端84和纵向相对的第二端90。轴杆26可包括多边形第一中间部分86，其被设置于第一端84和第二端90之间，并被配置为通过在臂24的第二端76b处的孔78接纳和接合臂24。轴杆还可包括大体上呈圆柱形的第二中间部分88，其被设置在第一中间部分86和第二端90之间，并被配置为被偏置元件38所包围。如将被更详细地说明的，第二端90可以被配置为接合阀致动组件26的一部分。在一些实施例中，轴杆26的第一中间部分86可以是方形的，可以被接纳到臂24的孔78中以可操作地把关闭元件22耦接于轴杆26，从而当轴26转动时使得关闭元件22沿着轴杆26旋转。轴杆26的第一中间部分86中可以形成一个孔(没有示出)，并且可以被配置为接纳保持元件92，比如一个弹簧销、螺丝钉、大头针、夹子或其他保持件，其延长至臂24内的窗口 80内，以防止在紧急切断紧急切断阀组件10的总装、运行和维护的过程中，关闭元件22滑离轴杆26。轴杆26的第二中间部分88可以在偏置元件38和密封压盖94内被插入和旋转，一个从动件和填料(没有示出)可以被置于轴杆26和密封压盖94之间以允许旋转并防止轴杆26和密封压盖94之间的泄露。一个弹簧(没有示出)可以也被设置于密封压盖94内，并围绕轴杆26以压缩填料。
[0052]仍参见图2，密封压盖94可以具有一般为圆柱形的主体99，其尺寸适合被放入阀体12的孔98内，并且通过主体99的孔(没有示出)，可以调整大小以接纳轴杆26的第二中间部分88。主体99的一部分可以接纳偏置元件38的第二端96。保持板100在阀体12内可以被置于邻近孔98的一端部分，并且两个或多个紧固件102可以把保持器98固定到阀体12上，从而采用已知方式把密封压盖94的主体9固定在阀体12中的孔98内。
[0053]阀关闭组件20的偏置元件38可以是任何合适的弹簧，其能够在第一打开位置30偏置轴杆26、臂24和关闭元件22，和能够从第一打开位置30到第二关闭位置34旋转轴26、臂24和关闭元件22。例如如图2所示，偏置元件38可以是扭转弹簧71，其通常有圆柱形部分104，该圆柱形部分可以被安装在轴杆26的一部分的周围，比如第二中间部分88。偏置元件38的第二端96 (比如扭转弹簧71)可以从圆柱形部分104的一端延伸，并被置于一个密封压盖94的狭槽(没有示出)内，用以当轴26旋转和关闭元件22移动时保持第二端96静止。偏置元件38的第一端82 (比如扭转弹簧71)可以从圆柱形部分104的一个相对纵向端延伸并可以被置于耦接于关闭元件22的臂24的窗口内以把关闭元件22偏置到第二关闭位置34，在该第二关闭位置中，关闭元件22的密封表面74接合固定到插件62的密封70的支持表面72插件(如图1和图7所不)。可选择地,偏置兀件38的第一端82可以用其他任何合适的方法接合臂24，比如安置一个凹槽，插入到一个孔中，等等，只要偏置元件38把关闭元件22偏置到第二关闭位置34中。当轴杆26旋转，并且不可旋转地耦接于轴杆26的关闭元件22被旋转地从第二关闭位置32移动到第一打开位置时，偏置元件38的第二端96保持静止在密封压盖94的狭槽中，并且偏置元件38的第一端82将会沿着关闭元件22移动，因此加载偏置元件38。
[0054]如图3和图4所示，紧急切断阀组件10还包括阀致动组件36，其适合于在第一打开位置30和第二关闭位置34之间旋转臂24和关闭元件22。在一些实施例中，阀致动组件36可以包括支撑托架106，其可以是非旋转地直接或间接地耦接于轴杆26的一部分以耦接固定元件40到轴杆26。在图3所示的实施例中，阀致动组件36可以包括被直接耦接于支撑托架106和轴杆26的一部分，比如轴杆26的第二端90 (图2所示)，的手柄组件108，从而手柄组件108沿着纵向轴线28的旋转使得关闭元件22、臂24、轴26、支撑托架106和固定元件40沿着纵向轴线28(图2所示)相应的旋转。再参见图3，支撑托架106可以包括第一部分110和第二部分112。第一部分110可以是平面的或者大体上为平面的，可以被垂直于或大体上垂直于纵向轴线28放置。第一部分110可以被延长和呈矩形，第一部分110的第一端114a可以耦接于手柄组件108的一部分。第一部分110的第二端114b可以被固定到第二部分112的侧边118的一部分上。第二部分112可以是平面或者大体上呈平面，并可以被垂直或者大体上垂直于第一部分110放置。第二部分112可以被延长和呈矩形，并且可以在第一端116a和一个纵向相对第二端116b之间延伸，并且侧边118的部分可以从第一端116a朝向第二端116b延伸。第一部分110和第二部分112可以集成为单个整体部件或者可以是由两个或两个以上部件组成的组件。
[0055]如图3和图4所示，阀致动组件36还可包括耦接于支撑托架106和轴杆26的一部分的手柄组件108，比如轴杆26的第二端90。手柄组件108可以包括一个手柄托架120和一个可以被固定至手柄托架120上的抓紧部分122。手柄托架120可以包括第一部分124和第二部分126。第一部分124可以是平面或者大体上为平面，可以被垂直或者大体上垂直于纵向轴线28放置。第一部分124可以被延长和可以有第一端128a和一个纵向相对的第二端128b，支撑托架106的第一部分110的第一端114a可以耦接于手柄托架120的第一部分124的第一端128a上。支撑托架106的第一部分110可以采用任何合适的方式耦接于手柄托架120的第一部分124的第一端128a，例如一个或多个机械紧固件等。
[0056]参见图3，第二部分126可以为平面或大体上为平面，可以被设置成垂直于或者大体上垂直于纵向轴线28。第二部分126可以被延长和沿着纵向轴线延伸，即垂直于纵向轴线延伸穿过第一部分124。第二部分126可具有第一端130a和纵向相对的第二端130b，并且第二部分126的第一端130a可以被设置在或者邻近于第一部分124的第二端138b处。第一部分124和第二部分126可以被集成为单个整体部件或者可以有两个或两个以上部件的组组件。抓紧部分122可以被固定到手柄托架120的第二部分126的所有或者一部分上，并且抓紧部分122可以调整尺寸以允许用户牢牢地抓住手柄托架120的第二部分126以沿着纵向轴线28旋转手柄托架。
[0057]本领域普通技术人员可以理解的是，手柄托架120可以采用任何方法直接或者间接地被耦接于轴杆26上，从而允许手柄托架120沿着轴杆纵向轴线28旋转以使得轴杆26沿着纵向轴线28旋转。例如，如图3所示，孔(没有示出)可以形成于位于第一端128a和第二端128b之间的第一部分124中，并且螺纹元件131可以通过该孔被接纳以把手柄托架120和圆柱形的凸缘132 (直接或间接)固定到轴杆26的第二端90 (如图2所示)。
[0058]如图3和4所示，该阀致动组件36还可以包括固定元件40，其被不可转动地耦接于轴杆26上，从而当轴杆26围绕该轴杆的纵向轴线28转动时，该固定元件40也围绕轴杆的纵向轴线28旋转。如图3所示，该固定元件40可以被耦接于支撑托架106上，并且，更具体地，被稱接于该第一端116a和该第二端116b之间的该第二部分112的一部分上。该固定元件40可以具有任何合适的形状以使得该固定元件40的接触面44与电磁铁42的接触面46保持合适的磁性接合，从而使得关闭元件22，臂24，和轴杆26保持在第一打开位置30以抵抗偏置元件38所产生的旋转力，并。例如，如图5A所示，固定元件40可以具有关于中心轴线134对称的形状或圆盘，并且该中心轴线134可以与该支撑托架106的第二部分112的平面相互垂直。如图5C所示，该接触面44可以是平面的或者大致呈平面的，并且可以与中心轴线134垂直。圆柱形端壁(end wall) 136可以从接触面44的边缘向外延伸，并且斜面137可以从端壁136的一端向平面的中间面138 (intermediate surface)延伸，该面是从接触面44沿着中心轴线134的偏移。圆柱轴套端表面140沿着远离接触面44的中心轴线134从中间面138延伸，并且平面的轴套上表面142从轴套端表面140的一端向内垂直于中心轴线134延伸。螺纹孔143沿着中心轴线134延伸，并且从轴套上表面142到接触面44穿过整个固定元件40。轴套上表面142、中间面138、和接触面44都平行并且垂直于中心轴线134，并且端壁136、斜面137和轴套端表面140都是关于中心轴线134对称形成的。螺纹孔143的直径可以小于轴套端表面140的直径D1。端壁136的直径D2可以大于轴套端表面140的直径Dl，并且端壁136的直径D2可以是大约比轴套端表面140的直径Dl大三倍。
[0059]固定元件40可以以任何合适的方式被耦接于支撑托架106上。例如，如图5A所示，在第一端116a和第二端116b之间的支撑托架106的第二部分112上形成孔144，并且固定元件40的轴套端表面140被接收到孔144中。具有中心孔147的圆盘形且平坦的保持器146具有底面150，其与轴套上表面142接触，并且螺纹元件148被设置于穿过中心孔147并且接合于固定元件40的螺纹孔143，以可拆卸地把该固定元件40固定至该支撑托架106上。一个或多个垫圈151可以被设置于螺纹元件148周围，以及保持器146和螺纹元件148的扩大头之间。
[0060]如图5A所示的配置，孔144具有直径D3，其略大于(例如大于3%至10% )轴套端表面140的直径Dl (参见图5B)，从而该轴套端表面140被接纳到孔144中并且支撑托架106的第二部分112的内表面149可以靠近或者与固定元件40的中间面138相接触。因此，在限定了孔144的支撑托架106的第二部分112的表面和轴套端表面140之间存在第一圆周缝隙G1，从而允许固定元件40在孔144中径向地移动。另外，沿着中心轴线134的轴套端表面140的高度H(参见图5C)可以略大于(例如大于3%至10% )支撑托架106的第二部分112的厚度T，从而随着保持器146的下表面150与轴套上表面142相接触，支撑托架106的第二部分112的外表面152与保持器146的下表面150之间存在着第二轴缝隙G2。该第二轴缝隙使得可以在固定元件40和支撑托架106的第二部分112之间相对轴向运动(例如沿着中心轴线134移动)。因此，当关闭元件22、臂24和轴杆26位于第一打开位置30时，第一圆周缝隙Gl和/或第二轴缝隙G2使得固定元件40的接触面44可以调节其位置以完全接合于电磁铁42的接触面46。
[0061]如图3、4、5A和5B所述，阀致动组件36还包括电磁铁42，其适合于在第一状态生成第一磁力并在第二状态生成第二磁力，并且该第一磁力大于该第二磁力。电磁铁42可以具有任何适合的形状以生成所述第一磁力和第二磁力。例如，如图5A所示，电磁铁42可以具有沿着纵向轴线153延伸的圆柱形，并且该电磁铁42可以具有第一端154a以及纵向相对的第二端154b。电磁铁42的接触面46可以置于或靠近于电磁铁42的该第一端154a,并且电磁铁42的接触面46可以是平面的或大致呈平面的并且与纵向轴线153相垂直。一个或多个沟槽、背脊或其他特征可以形成于电磁铁42的接触面46中，以改进电磁铁42的接触面46和固定元件40的接触面44的接触。电磁铁42的圆柱形侧表面156具有小于固定元件40的端壁136的直径D2的直径。
[0062]如图4和5A所示，电磁铁42在相对于阀体12的固定位置上，并且可以被置于任何合适的位置，以使得当关闭元件22、臂24和轴杆26在第一打开位置30时，固定元件40的接触面44接触并且磁性地耦接于电磁铁42的接触面46上。在第一打开位置30，电磁铁42的纵向轴线153可以被同轴地或大致同轴地与固定元件40的中心轴线134对齐。
[0063]在某些实施例中，电磁铁42可以直接或间接地耦接于阀体12上，例如阀体12的外部(例如，不在阀体12的内部59中)。例如，如图3和4所示，电磁铁42可以耦接于壳体158上，其可以自己直接或间接地耦接于阀体12上。由图6A和6B，壳体158可以形成一个部分密闭件并且可以具有一个或多个侧壁160，其基本与电磁铁42的纵向轴线153对齐，并且该一个或多个侧壁160可以协同侧向地环绕电磁铁42的侧表面156。在一些实施例中，一个或多个侧壁160可以包括4个侧壁160a-160d，该四个侧壁160a_160d有两个平坦的平行第一侧壁160a、160b，和两个平行的平坦第二侧壁160c、160d，其与第一侧壁160a、160b分别垂直。该第一侧壁160a、160b可以与支撑托架106的第一部分110平行。一个或多个侧壁160中的每一个可以有第一端162和沿着中心轴线134的相对方向的第二端164。例如，侧壁160a_d中的每一个可以有第一端162a_d和第二端164a_d。
[0064]仍参见图6A和6B,顶壁166被置于或靠近于侧壁160的第一端162,并且顶壁166可以具有任何合适的形状。例如，顶壁166可以是平面的并与四个侧壁160a-160d中的每一个相互垂直。如图3所不，电磁铁42至少部分地位于有一个或多个侧壁160和顶壁166构成的内部168中。如图6C所示，电磁铁42具有一个中心孔170，该中心孔具有肩部172，加长的安装元件174可以被置于中心孔170中。安装元件174上的肩部176可以与中心孔170上的肩部172接合，并且第一端部分178a可以穿过顶壁166中的孔和越过顶壁166延伸。第一端部分178a的螺纹部分可以容纳螺母180以把电磁铁42固定于壳体158的顶壁166上,从而电磁铁42的第一端154a靠近一个或多个侧壁160的第二端164 (参见图3),例如四个侧壁160a-d的第二端164a-d。另外，参考图6C，安装元件174的第二端178b可以被置于中心孔170中并且靠近于电磁铁42的接触面46。如图3和6B所示，底壁182被固定于第二端164或靠近于第二端164的一个或多个侧壁160上。例如，底壁182可以被固定于四个侧壁160a-d的第二端164a-d上。底壁182可以是平面的并且可以具有孔184，该孔大于电磁铁42圆柱形侧表面156的直径和固定兀件40的端壁136的直径D2 (参见图5C)。如图3和6A所示，一个或多个侧壁160可以有一个孔，其容纳圆柱形接头186，并且该接头186可以是防水的。该接头186适合于接纳电缆(未示出)以消减至电磁铁42的功率或适合于接纳一个或多个电线187 (图5A中所示)，该电线可以被连接到电源(未示出)上和被以已知的方式电耦接于电磁铁42上。开关48(如图5A中所示)可以被电耦接于电源与电磁铁42之间，从而电磁铁42在第一开关位置生成第一磁力并且在第二开关位置生成第二磁力。
[0065]为了使电磁铁42防雨水，壳体158可以被设定方向从而雨水不会进入底壁182的孔184中。S卩，参考图6A和6B,顶壁166朝向雨水,壳体158可以被设定方向，从而电磁铁42的纵向轴线153 (和与中心轴线143对齐的侧壁160)和垂直参考轴线(参考地是水平的)形成O度到90度之间的夹角。优选地，电磁铁42的纵向轴线153和垂直参考轴线形成O到10度之间的夹角。如此放置，并且当固定元件40的接触面44接触并且磁性地耦接于电磁铁42的接触面46时，随着支撑托架106的第二部分112覆盖底壁182的孔184，电磁铁42被保护以防止雨水和周围碎片的侵害。
[0066]在某些实施例中，锁盒190可以直接或间接地耦接于阀体12上。例如，如图3和4所示，锁盒190可以被放置于接近或耦接于直接或间接耦接于阀体12上的壳体158。图5A中所示，锁盒190可以是一个密闭件，该密闭件可以保护阀体12和/或电磁铁控制系统192之间的接头。电磁控制系统192可以是在电磁铁42和远程电脑(未示出)之间的控制接口或一个独立的控制系统。在一些不例中，开关48和电源(未不出)可以与电磁铁控制系统192通信。再次参见图3，扭转弹簧194具有被固定至锁盒190的一部分(例如在锁盒190和壳体158之间的缝隙)上的第一端和被固定至支撑托架106和/或手柄组件108，例如凸缘132的一部分，的一部分上的第二端。
[0067]当电磁铁42处于第一状态时，电磁铁42生成第一磁力。如图4所不，随着电磁铁42位于第一状态，手柄组件108的握柄部分122围绕轴杆的纵向轴线28旋转以抵抗偏置元件38提供的旋转力(并且，在一些示例中，也抵抗由扭转弹簧194提供的旋转力)，从而固定元件40的接触面44接触并且磁性地耦接于电磁铁42的接触面46。因此被配置为如图1所示，关闭元件22、臂24、轴杆26位于第一打开位置30。因为固定元件40的接触面44和电磁铁42的接触面46之间的第一磁力形成的力矩大于偏置元件38提供的反向力矩，所以只要电磁铁42被保持在或基本被保持在第一状态，关闭元件22、臂24、轴杆26会被保持在第一打开位置30。然而，当电磁铁42从第一状态变成第二状态，例如用户致动了开关48，作用于固定元件38的第二磁力不足以抵抗偏置元件38所产生的旋转力，并且偏置元件38转动臂24、关闭元件22、和轴杆26至如图3和7中所示的第二关闭位置30。在某些实施例中，第二磁力可以忽略不计。
[0068]本领域普通技术人员可以知道所公开的配置允许用户可以通过开关48的致动，例如通过微小的触发，几乎瞬间地切断通过阀体12的流体流动。电磁铁42也可以无需用户的介入，自动地从第一状态变成第二状态，例如通过中断提供给电磁铁42的电源。本领域普通技术人员可以理解阀致动组件36通过自动切断过程以及简化切断过程的触发，改善了安全性。本领域技术人员同样可以知道阀致动组件36提供了紧凑的运行相对简单的致动机制，和可以用于维持电磁铁处于第一状态的相对低的电压。
[0069]本领域内技术人员可以知道阀致动组件36可以被用于任何可以在第一位置(例如第一打开位置)和第二位置(例如第二关闭位置)之间转动的阀中。例如，阀致动组件36可以被用于内阀200中，例如图8A、8B、9A和9B中所示。参见图8A和8B，内阀200包括具有入口 214和出口 216的阀体212，并且该入口 214可以被流体地连接于增压流体源(未示出)。出口 216被置于存储箱218的容积内部。关闭元件222可以包括阀塞223和轴杆部分224，并且关闭元件222可以直线地从第一打开位置226 (如图SB和9B所示)移动至第二关闭位置228 (如图8A和9A所示)，在关闭位置时关闭元件222的(例如阀塞223的)密封表面接合位于或靠近于出口 216的阀座230。再次由图8A和8B，作用于关闭元件222的轴杆部分224的一端233上的偏置元件238，例如弹簧231，可以把该关闭元件222偏置到第二关闭位置228。为了打开阀(例如把关闭元件222从第二关闭位置228移动至第一打开位置226)，位置正交于凸轮轴线的手柄232可以通过用户手动地转动以围绕凸轮轴线234旋转凸轮轴237。耦接于凸轮轴237的凸轮236因此作用于轴杆部分224的一端233，使得朝向出口 216移动轴杆224的一端233，由此把关闭元件222移开并且不再密封接合于阀座230，从而关闭元件222处于第一打开位置226。
[0070]如图8B和9B所示，阀致动组件36可以把轴杆224和关闭元件222保持在第一打开位置226以抵抗由弹簧231产生的反作用力。具体地，固定元件40可以被耦接于手柄232，电磁铁42可以被耦接于阀体212，并且固定元件40和电磁铁42可以以前文所描述的方法相作用。S卩，电磁铁42在第一状态生成第一磁力并且在第二状态生成第二磁力，并且第一磁力大于第二磁力。在第一状态，固定元件40的接触面44接触或者磁性地耦接于电磁铁42的接触面46，从而把关闭元件22和臂24保持在第一打开位置226以抵抗弹簧231所产生的力，。在第二状态，关闭元件222通过弹簧231所产生的力被移动至第二关闭位置34。
[0071]关闭元件42可以以任何适合的方式被固定至手柄232上。例如图10所示，关闭元件42可以被耦接于手柄接头240，该手柄接头被耦接于手柄232的一端或者位于靠近手柄232的一端，并且手柄接头240还包括具有圆柱形孔243的领部242，该圆柱形孔用于接纳手柄232的圆柱形部分244。孔243的直径略大于(例如大于3%至10% )手柄232的圆柱形部分244的直径以提供缝隙G3，该缝隙允许在固定元件40和手柄232之间移动以使得固定元件40的接触面44可以完全接合电磁铁42的接触面46。保持器246可以被置于手柄232的圆柱形部分244的第一端248a，并且肩部250可以被置于手柄232的圆柱形部分244的第二端248b。保持器246的内表面和肩部250之间的纵向距离可以略大于(例如大于3%至10% )手柄接头240的领部242的纵向长度，因此提供了缝隙G4，该缝隙G4允许在固定元件40和手柄232之间轴线方向运动以使得固定元件40的接触面44可以完全接合于电磁铁42的接触面46。保持器246可以通过螺母254和垫圈256被固定于肩部252上。手柄接头240的螺纹凸起物258可以被接纳到固定元件40的螺纹孔143中，并且板盖258可以被置于固定元件40的中间表面138 (或者轴套上表面142，如果固定元件40的示例中包括轴套上表面142和轴套端表面140的话)和领部242之间。板盖258可以具有任何合适的形状以大部分地盖住在壳体158的底壁182上的孔184。
[0072]壳体158和电磁铁42可以以任何合适的方式被固定至(或相对固定至)阀体212上。例如，如图9A和9B所示，壳体158和电磁铁42可以被安装于凸缘部分260上，该凸缘部分可以是固定于阀体212上的支撑托架262的一部分。凸缘部分260可以被定向，从而使得当关闭元件222位于第一打开位置226时，固定元件40的接触面44可以接触或磁性地率禹接于电磁铁42的接触面46上。同样在第一打开位置226时，电磁铁42的纵向轴线153可以是同轴地对齐或者大致同轴对齐于固定元件40的中心轴线134。弧线雨罩264被固定于壳体158的底壁182上以进一步盖住和遮蔽壳体158的底壁182上的孔184。
[0073]本领域普通技术人员可以知道所公开的配置允许用户可以以前文所述的任何方式，例如通过开关48的致动，几乎瞬间地切断通过阀体212并且流入存储箱218的流体。如前文所解释的，电磁铁42可以无需用户介入自动地从第一状态变换至第二状态，例如通过切断提供给电磁铁42的电源。本领域普通技术人员可以理解在该进一步的示例中的阀致动组件36也通过自动切断过程以及简化切断过程的触发以改善安全性。
[0074]以上尽管示出了不同的实施例，但不是为了限定本实用新型。所公开实施例的各种变形仍然落在所附的权利要求的保护范围内。
【权利要求】
1.一种紧急切断阀组件，其包括: 阀体，其用于限定入口，出口和在所述入口和所述出口之间的流体通道； 阀关闭组件，其至少部分地被定位于所述阀体内，所述阀关闭组件包括: 轴杆，其旋转地耦接于所述阀体，所述轴杆具有轴杆纵向轴线； 臂，其耦接于所述轴杆； 关闭元件，其耦接于所述臂； 偏置元件，其耦接于所述臂或所述关闭元件， 其中所述臂，所述关闭元件，所述轴杆从第一打开位置和第二关闭位置沿轴杆纵向轴线旋转，在所述第一打开位置所述关闭元件从耦接于所述阀体的阀座偏移，在所述第二关闭位置所述关闭元件密封地接合于所述阀座，从而阻止流体从所述入口到所述出口流经所述流体通道；以及 阀致动组件，其适于将所述臂和关闭元件从所述第一打开位置旋转到所述第二关闭位置，所述阀致动组件包括: 固定元件，其耦接于所述轴杆；以及 电磁铁，其适于在第一状态生成第一磁力和在第二状态生成第二磁力，所述第一磁力大于所述第二磁力， 其中在所述第一状态，所述固定元件的接触面接触并磁耦接于所述电磁铁的接触面，从而所述关闭元件，所述臂和所述轴杆保持在所述第一打开位置以抵抗由所述偏置元件提供的旋转力，以及 其中在所述第二状态，所述关闭元件，所述臂和所述轴杆被所述偏置元件提供的旋转力旋转到所述第二关闭位置。
2.根据权利要求1所述的紧急切断阀组件，其特征在于，所述固定元件被设置于所述阀体之外。
3.根据权利要求1所述的紧急切断阀组件，其特征在于，所述固定元件耦接于支撑托架的一部分，所述支撑托架被固定于耦接于所述轴杆的手柄上，其中所述手柄的旋转使所述臂，所述关闭元件和所述轴杆从所述第二关闭位置旋转到所述第一打开位置，从而所述固定元件的所述接触面和所述电磁铁的所述接触面移动接触。
4.根据权利要求1所述的紧急切断阀组件，其特征在于，所述偏置元件是扭转弹簧，所述扭转弹簧被设置于所述轴杆的一部分的周围。
5.根据权利要求1所述的紧急切断阀组件，其特征在于，还包括开关，所述开关电耦接于所述电磁铁，其中第一开关位置对应于所述电磁铁的所述第一状态以及第二开关位置对应于所述电磁铁的所述第二状态。
6.根据权利要求1所述的紧急切断阀组件，其特征在于，所述电磁铁耦接于所述阀体并且被设置于所述阀体之外。
7.根据权利要求1所述的紧急切断阀组件，其特征在于，所述第二磁力忽略不计。
8.—种适于旋转关闭元件的自动阀致动组件，所述关闭元件耦接于可旋转的轴杆并且至少部分地被设置于在第一打开位置和第二关闭位置之间的阀体的内部，所述阀致动组件包括: 固定元件，其耦接于所述轴杆； 电磁铁，其适于在第一状态生成第一磁力和在第二状态生成第二磁力，所述第一磁力大于所述第二磁力， 其中在所述第一状态，所述固定元件的接触面接触并磁耦接于所述电磁铁的接触面，从而所述关闭元件保持在所述第一打开位置以对抗由偏置元件提供的力，所述偏置元件作用于所述轴杆和所述关闭元件中的至少一个，以及 其中在所述第二状态，所述关闭元件被由所述偏置元件提供的力移动到所述第二关闭位置，所述偏置元件作用于所述轴杆和所述关闭元件中的至少一个。
9.根据权利要求8所述的自动阀致动组件，其特征在于，所述在所述第二状态中，所述关闭元件被由所述偏置元件提供的旋转力旋转到所述第二关闭位置，所述偏置元件作用于所述轴杆和所述关闭元件中的至少一个。
10.根据权利要求8所述的自动阀致动组件，其特征在于，所述轴杆是凸轮轴。
11.根据权利要求8所述的自动阀致动组件，其特征在于，所述固定元件被设置于所述阀体的内部的之外。
12.根据权利要求8所述的自动阀致动组件，其特征在于，所述固定元件耦接于支撑托架的一部分，所述支撑托架被固定于耦接于所述轴杆的手柄，其中所述手柄的旋转使所述阀元件从所述第二关闭位置旋转到所述第一打开位置从而所述固定元件的接触面和所述电磁铁的接触面移动接触。
13.根据权利要求8所述的自动阀致动组件，其特征在于，所述偏置元件是扭转弹簧，所述扭转弹簧被设置于所述轴杆的一部分的周围。
14.根据权利要求8所述的自动阀致动组件，其特征在于，还包括开关，其电耦接于所述电磁铁，其中第一开关位置对应于所述电磁铁的所述第一状态以及第二开关位置对应于所述电磁铁的所述第二状态。
15.根据权利要求8所述的自动阀致动组件，其特征在于，所述电磁铁耦接于所述阀体并且被设置于所述阀体之外。
16.根据权利要求8所述的自动阀致动组件，其特征在于，所述电磁铁被设置于壳体内，所述壳体耦接于所述阀体，以及其中所述电磁铁的末端被设置成靠近于在所述壳体上所形成的孔。
17.根据权利要求8所述的自动阀致动组件，其特征在于，所述第二磁力忽略不计。
18.一种阀组件，所述阀组件包括: 阀体，其限定了进口和出口 ； 阀关闭组件，所述阀关闭组件包括: 凸轮轴，其至少部分地被设置于所述阀体内，所述凸轮轴沿凸轮轴线旋转； 凸轮，其被固定于所述凸轮轴并且适于线性移动关闭元件，所述关闭元件在第一打开位置和第二关闭位置之间移动，其中在所述第二关闭位置，所述关闭元件密封地接合于阀座，所述阀座耦接于所述阀体以防止在所述进口和所述出口之间的流动，以及在所述第一打开位置，所述关闭元件从所述阀座偏移以允许在所述进口和所述出口之间的流动，以及 偏置元件，其在所述第二关闭位置偏置所述关闭元件； 阀致动组件，其适于旋转所述凸轮轴和凸轮以移动在第一打开位置和所述第二关闭位置之间的所述关闭元件，所述阀致动组件包括: 固定元件，其耦接于耦接于所述凸轮轴的手柄；以及 电磁铁，其适于在第一状态生成第一磁力和在第二状态生成第二磁力，其中所述第一磁力大于所述第二磁力， 其中在所述第一状态，所述固定元件的接触面接触并磁耦接于所述电磁铁的接触面使得所述凸轮保持所述关闭元件在所述第一打开位置以抵抗由所述偏置元件提供的在所述关闭元件上的力，以及 其中在所述第二状态，由所述偏置元件提供的在所述关闭元件上的所述力移动所述关闭元件到所述第二关闭位置。
19.根据权利要求18所述的阀组件，其特征在于，所述固定元件被设置于所述阀体之外。
20.根据权利要求18所述的阀组件，其特征在于，还包括开关所述开关电耦接于所述电磁铁，其中第一开关位置对应于所述电磁铁的所述第一状态和第二开关位置对应于所述电磁铁的所述第二状态。
21.根据权利要求18所述的阀组件，其特征在于，所述电磁铁耦接于所述阀体和被设置于所述阀体之外。
22.根据权利要求18所述的阀组件，其特征在于，所述第二磁力忽略不计。
23.根据权利要求18所述的阀组件，其特征在于，所述电磁铁被设置于所述壳体内，所述壳体耦接于所述阀体，并且其中所述电磁铁的末端被设置于靠近形成于壳体内的孔。
【文档编号】F16K31/06GK204164469SQ201420478996
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年8月22日 优先权日:2014年8月22日
【发明者】陈静, 李丽 申请人:费希尔控制国际公司