本发明涉及一种用于在燃料箱中容纳泵的沉箱，该沉箱包括细长的管状元件，该管状元件由不能渗透流体的材料制成并且具有位于近端的开口和位于远端的孔口，阀板具有阀座并且在关闭位置和打开位置之间可移位地布置在沉箱上，在关闭位置处，阀板的阀座抵靠沉箱的远端并且关闭孔口，在打开位置处，阀板布置在距孔口一定距离处以提供通过孔口的流动。沉箱包括一个或多个将阀板向其打开位置偏置的弹性构件以及用于将阀板定位在其关闭位置的关闭机构。
背景技术：
船舶，特别是使用液化天然气(lng)、丁烷、乙烷或丙烷气体作为燃料的船舶，需要将气体储存在箱子中。气体通常从箱子泵送到消耗气体的马达。泵通常布置在从箱子上部延伸到箱子内部的沉箱中。通常要求用于泵送气体的泵可以保养，并且为了避免排空箱子且为了做到这一点，已经尝试在沉箱底部提供关闭机构，即脚踏阀。通过应用这种脚踏阀，沉箱的内部可以从箱子的内部封闭，由此布置在沉箱中的泵理想地可以从沉箱中缩回，同时在压力下仍然将气体保持在箱子中。
先前的脚踏阀方案以与借助盘(或者在某些情况下是球)的止回阀相同的方式起作用，所述盘坐靠在孔口上以防止通过所述孔口的任何流动。盘靠自身的重量保持在阀座上，并且在某些情况下是闭合弹簧。当两个盘侧的压差相对较高时，盘从阀座上抬起，由此通过孔口的流动现在是可能的。
虽然这是可行的方案，但是发明人已经认识到，在关闭用于储存气体的箱子中的沉箱的情况下，该方案可能存在以下缺点：不能确保防止阀机构由于箱子中的压力超过止回阀的打开压力而无意地向上打开。
us2015217987a1公开了一种用于潜水泵的脚踏阀组件，其包括具有内部容积的、基本上端口开放的潜水泵壳体。脚踏阀组件还包括构造成由加压流体操作的致动器。脚踏阀组件还包括密封机构，该密封机构位于潜水泵壳体的打开端并且构造成改变进入泵壳体的流体流动。密封机构附接至致动器。致动器构造成使密封机构在第一位置和第二位置之间移动，第一位置是关闭位置，第二位置是打开位置。
然而，us2015217987a1中的这个装置是“故障关闭”阀，其被构造成需要力来打开阀，在一些公开的实施例中被构造为包括手动机械超控系统。
发明目的
本发明的目的是在用于在容器(例如燃料箱)内容纳泵的沉箱中应用关闭机构。
技术实现要素：
本发明在第一方面涉及用于在容器(例如燃料箱)中容纳泵的沉箱。
在下文中，术语近端和远端优选用于分别指示实施例的上部和下部。
沉箱包括：
-细长管状元件，其由不能渗透流体的材料制成，并且在近端具有开口且在远端具有孔口和阀座；
-阀板，其在关闭位置和打开位置之间可移位地布置在沉箱上，在关闭位置，阀板在阀座处抵靠沉箱的远端并且关闭孔口，在打开位置，阀板布置在距孔口一定距离处以提供通过孔口的流动。
沉箱还可以包括：
-一个或多个弹性构件，其将阀板朝向阀板的打开位置偏置；
-关闭机构，用于将阀板定位在其关闭位置。
通过“偏置”通常意味着要施加力来关闭阀。因此，根据优选实施例的沉箱通常构造成使得力被施加以关闭阀。
根据优选实施例的沉箱可以包括关闭机构，该关闭机构包括拉杆、金属线或链条，以及用于在金属线中提供拉力的拉动机构。拉杆可以在近端处连接至金属线，并且在远端处连接至阀板。金属线或链条可以从拉杆的近端延伸到拉动机构，以便在利用拉动机构时将板移动到其关闭位置。
拉动机构优选包括与金属线或链条连接的绞盘、液压操作的活塞、气动操作的活塞和/或螺线管。
关闭机构的另一个实施例可以包括液压或气动致动器。气动致动器可以进一步包括布置在沉箱上的缸体中的活塞，活塞优选在缸体的下端。优选地，通过向缸体供应流体，活塞被液压地启动，从而在缸体中的两个纵向间隔的位置之间往复运动。致动器可以进一步包括在近端处连接至活塞并且在远端处连接至阀板的拉杆。活塞的往复运动引起板在其打开位置和关闭位置之间的运动。
在一些实施例中，关闭机构可以包括螺线管，螺线管可以包括由金属制成的拉杆和环绕拉杆的至少一部分的电线圈。拉杆可以优选地在远端处连接至阀板。当向电线圈施加电流时，拉杆被拉入并保持在线圈中，从而使板移动到其关闭位置。
附加地或可选地，根据本发明的实施例还可以包括一个或多个弹性构件，例如机械弹簧，其将阀板朝向阀板的打开位置偏置。弹性构件的力应该优选足够大以克服来自箱子的压力差，以便将阀板朝其打开位置偏置。
优选地，一个或多个密封元件可以设置在管状元件的远端中或远端处，以在阀板和管状元件的远端之间以及环绕孔口提供密封。
优选地，密封元件可以设置在阀板中以在阀座和管状元件的远端之间提供密封。优选地，当阀板在其关闭位置时，密封元件环绕孔口。
优选地，根据本发明的沉箱可以包括在管状元件的远端处的法兰，孔口可以设置在法兰中。法兰可以优选可释放地连接至沉箱的管状元件。
优选地，密封元件可以布置在法兰上或法兰中。
优选地，在远端和近端之间测量的管状元件的长度可以优选地在1米和30米之间，诸如在1米和25米之间，诸如在1米和8米之间，优选地在1米和5米之间，诸如在1米和3米之间。
优选地，管状元件的直径或等效直径(4*面积/周长)在其整个长度上可以是恒定的，并且优选地在0.25米和1米之间。
在本发明的另一方面，本发明涉及一种用于储存燃料的容器，燃料为例如lng、丁烷、乙烷或丙烷气体，并且该容器可以包括根据本发明第一方面的沉箱。
因此，与现有技术的阀(其打开和关闭由盘或者在一些情况下为球的顶侧和底侧之间的压力差控制)相比，打开和关闭可以通过根据本发明的关闭机构独立地控制。如本文所述，关闭机构可以包括拉线器或者气动、电动或液压活塞。当例如拉线器松弛时，弹性构件确保阀的打开。
在当前的上下文中，以对技术人员来说普通的方式使用了多个术语；然而，将在下面阐述其中一些术语：
脚踏阀：优选用于指示在沉箱下端的通向沉箱中的孔口/开口和密封地关闭孔口/开口的构件的组合。脚踏阀还可以包括在沉箱上的法兰和关闭机构。
沉箱优选用于指示容器(例如燃料箱)中的浸没式水密箱体。沉箱容纳了用于将流体(诸如液体或气体)从箱子泵送至消耗气体的马达的泵。
附图说明
现在将参照附图更详细地描述本发明和特别优选的实施例。附图示出了实现本发明的方式，并且不被解释为限制落入所附权利要求书范围内的其他可能的实施例。
图1示意性地图示了包括根据本发明优选实施例的沉箱的燃料箱的横截面图；
图2示意性地图示了根据本发明优选实施例的沉箱的横截面；左图中图示出沉箱脚踏阀打开，右图中图示出沉箱脚踏阀关闭；
图3、4和5示意性地图示了用于关闭沉箱中的脚踏阀的关闭机构的不同实施例的横截面图；
图6示意性地图示了根据本发明的沉箱的又一个实施例；图6a显示了脚踏阀打开，图6b显示了脚踏阀关闭，图6c是图6a的立体横截面图；和
图7示意性地图示了另一个实施例，其中拉杆延伸到细长管状构件的近端上方的位置。
具体实施方式
参考图1和图2，其示出了用于在容器中容纳泵的沉箱。该容器通常是例如在船舶上储存lng、丁烷、乙烷或丙烷气体的燃料箱17，气体在船舶上用作船舶马达和/或船舶辅助设备的马达的燃料。但是，该容器也可以用于储存除燃料之外的其他物品，甚至可以用于储存粉末状物质。
如图1和图2所示，沉箱包括或由细长管状元件1制成。管状元件1由不能渗透流体的材料制成，并且在近端具有开口而在远端具有孔口2和阀座4。管状元件1可以是单个件，例如焊接成一体件并且例如通过焊接布置在容器中。
参照图1和图2，管状元件1的远端是离容器的上部最远的一端，而近端最靠近容器的上部。
细长管状元件具有阀板3，该阀板在关闭位置和打开位置之间可移位地布置在沉箱23上(在所示实施例中显示为可移位地布置在细长管状构件1上)，在关闭位置处，阀板3在阀座4处抵靠沉箱23的远端(在所示实施例中显示为在细长管状元件的远端)并且关闭孔口2；在打开位置处，阀板3布置在距孔口一定距离处以提供通过孔口的流动。因此，当阀板3处于如图1和图2所示的打开位置时，流体可以从容器的内部流过阀座4和阀板3之间的间隙以及流过孔口2，从而进入细长管状元件1的内部。
同样如图1和图2所示，叶轮可以布置在细长管状元件1内；叶轮可以有利地布置在旋转轴14上靠近孔口2的位置，由此在轴14旋转时，叶轮可以通过孔口2从容器内部抽吸或泵吸流体，并且通过细长管状元件1的上部开口将流体输送到容器外部(应当注意，虽然细长管状元件1的上部开口被示为通向外部的开口，但是该开口在大多数情况下将连接至分配管)。
沉箱23还包括一个或多个弹性构件5，例如机械弹簧，弹性构件将阀板3朝其打开位置偏置(请注意，在图2中，箭头用于表示弹性构件5)。通过将阀板3朝其打开位置偏置，阀可以被视为“常”开，除非将力施加至阀板以将阀板移向其关闭位置。在图2所示的实施例中提供了通过用于将阀板3定位在其关闭位置的关闭机构18使阀板3朝其关闭位置的运动。
在特别优选的实施例中，弹性构件5是四个机械弹簧，优选在几何上相同地布置，这在沿着圆周设置的情况下意味着在每个机械弹簧之间呈90度设置。这意味着要施加外力来关闭阀。
在图5中公开了用于关闭脚踏阀的关闭机构的一个实施例。关闭机构包括足够数量的拉杆7，以便接合阀座3并将其竖直地朝其关闭位置移动到阀座4。金属线或链条8从拉杆7的近端连接到诸如绞盘的拉动机构9。绞盘是包括凹槽的圆柱形元件，当绕其轴线旋转时，可以拉动金属线或链条。绞盘可以由不锈钢制成，并且可以由电动机或液压泵驱动。拉动机构的数量应该与拉杆7的数量相对应。拉杆7穿过法兰16中的孔延伸到阀板3，并且在远端处连接至阀板3。优选地，实施例应该具有沿着法兰16的周边均匀分布的2、3、4或5个拉杆。拉动机构9可以在金属线中提供拉力，并且由此向阀板3施加力以使阀板竖直地朝其关闭位置移动。
当阀板3处于完全关闭的位置时，在管状元件1的远端中设置一个或多个密封元件22(例如o形环)，以在阀板和管状元件1的远端之间提供密封。因为来自容器内部的流体将提供压力并由此提供力于在阀板3上，将阀板保持在其关闭位置，所以来自拉杆的保持将放松。
该实施例还包括一个或多个弹性构件5，例如机械弹簧，其将阀板3朝阀板的打开位置偏置。弹性构件的力应当足以克服来自箱子的压力差，以便将阀板朝其打开位置偏置。
在图3中公开了用于关闭脚踏阀的关闭机构的不同实施例。关闭机构包括液压或气动致动器10，其可以由不锈钢制成。关闭机构还包括布置在沉箱上的缸体20中的活塞19。通过向缸体20供应流体，活塞液压地启动并且在缸体20中的两个纵向间隔的位置之间往复运动。流体可以从包括足够数量的阀的液压泵供应，以便沿向上和向下方向移动活塞。
关闭机构包括足够数量的拉杆7，以便接合阀座3并将其竖直地朝其关闭位置移动到阀座4。拉动机构的数量应当与拉杆7的数量相对应。
活塞19的往复运动在于近端处连接至活塞的拉杆7中提供拉力。拉杆7在远端处穿过法兰16中的孔连接到阀板3。优选地，实施例应该具有沿法兰16的周边均匀分布的2、3、4或5个拉杆。
当活塞19被液压启动时，拉杆7提供阀板3在其打开和关闭位置之间的运动。由于来自容器内部的流体将提供压力进而提供力于阀板3上，将阀板保持在其关闭位置，所以来自拉杆的保持将放松。
该实施例还包括一个或多个弹性构件5，例如机械弹簧，其将阀板3朝其打开位置偏置。弹性构件的力应当足以克服来自箱子的压力差，以便将阀板朝其打开位置偏置。
在图4中公开了用于关闭脚踏阀的关闭机构的另一个实施例。关闭机构包括螺线管21和环绕由金属制成的拉杆7的至少一部分的电线圈11。拉杆7在远端处穿过法兰16中的孔连接至阀板3。优选地，该实施例应该具有沿法兰16的周边均匀分布的2、3、4或5个拉杆。
当向电线圈11施加电流时，拉杆7被拉入并保持在线圈11中，从而使阀板3朝其关闭位置移动。电流可以由电源提供。由于来自容器内部的流体将提供压力进而提供力于阀板3上，将阀板保持在其关闭位置，所以来自拉杆的保持将放松。
该实施例还包括一个或多个弹性构件5，例如机械弹簧，其将阀板3朝其打开位置偏置。弹性构件的力应当足以克服来自箱子的压力差，以便将阀板朝其打开位置偏置。
优选地，一个或多个密封元件设置在管状元件的远端中或远端处，以便当阀板处于其关闭位置时在阀板和管状元件的远端之间提供密封，所述密封元件环绕孔口。
附加地或替代地，密封元件22设置在阀板3中。当阀板3处于其关闭位置时，密封元件在阀座4和管状元件1的远端之间以及环绕孔口2提供密封。密封元件22布置在法兰16上或法兰16中，法兰16优选可释放地连接至沉箱的管状元件1。密封元件22可以采用例如图6所公开的o形环的形式。
在图1中，管状元件1可以具有在1米和8米之间的长度(在远端和近端之间测量)。管状元件1的直径或等效直径(4*面积/周长)在其整个长度上是恒定的并且在0.25米和1米之间。
如图6所公开的，关闭机构可以是具有有眼螺栓的杆的形式，其牢固地安装到法兰的顶侧。有眼螺栓的杆穿过法兰16中的钻孔，并且金属线或链条8连接至有眼螺栓的眼部。当需要关闭脚踏阀时，拉动金属线并将阀板3向上拉靠至阀座4。可以在阀板3或法兰中增加密封件，这将在阀座抵靠阀板时进一步减少通过阀的任何流动，从而完成法兰的密封连接。法兰16的上部优选焊接至细长管状元件1。法兰16的下部通过沿法兰16的周边均匀分布的螺栓连接至法兰的上部。在图6所示的实施例中，法兰16的下部限定孔口2的尺寸。
图6进一步示出了处于两个不同位置的脚踏阀：在左上角的图中脚踏阀处于其打开位置，在右上角的图中脚踏阀处于其关闭位置。
在如图7所示的进一步的实施例中，拉杆7延伸到细长管状构件1的近端上方的位置，并且连接到用于在拉杆7中提供拉力的拉动机构。拉动机构可以包括与设置在拉杆7上的螺纹(未在图7中示出)配合的螺母24，从而在螺母24旋转时，在拉杆7中提供拉力。值得注意的是，螺母24具有固定的竖直位置，例如通过抵靠表面或以其他方式保持在固定的竖直位置，同时允许螺母旋转。可选地，拉动机构可以包括与拉杆7连接的液压操作的活塞、气动操作的活塞和/或螺线管；拉动机构优选布置在箱子上方的位置。在特定的优选实施例中，使用两个这样的拉杆7，其中拉杆7以彼此间呈180度的角度设置。更进一步，这些拉杆在特别优选的实施例中，拉杆通常是直径为6-12mm，例如6-10mm，优选6mm的圆柱形。
虽然已经结合具体实施例描述了本发明，但不应当将其解释为以任何方式限制于所给出的示例。本发明的范围由所附权利要求书阐述。在权利要求的语境中，术语“包括”或“包含”不排除其他可能的元件或步骤。此外，提及诸如“一”或“一个”等的参考不应当被解释为排除多个。在权利要求中关于附图所示元件的附图标记的使用也不应当被解释为限制本发明的范围。此外，不同权利要求中提及的各个特征可以有利地组合，并且在不同权利要求中提及这些特征并不排除特征的组合是不可能的或不利的。
参考标记清单
1(沉箱的)细长管状元件
2孔口
3阀板
4阀座
5弹簧
6叶轮
7拉杆
8金属线或链条
9绞盘
10液压或气动致动器
11电线圈
12磁制动器
14旋转轴
15螺栓
16法兰
17油箱
18关闭机构
19活塞
20缸体
21螺线管
22密封元件
23沉箱
24螺母。