專利名稱：用于固定一種堵塞管子的可調(diào)栓塞的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于固定堵塞管子的可調(diào)栓塞的裝置，尤其是涉及了帶有臺(tái)階狀滑動(dòng)表面的鎖定滑塊。
當(dāng)人們維修和改造管道時(shí)，比如為了石油產(chǎn)品的運(yùn)輸，有必要能夠關(guān)閉管道系統(tǒng)更長或者更短的部分。
最簡單的形式，現(xiàn)有技術(shù)包括可以按照需要打開和關(guān)閉的固定閥門。
當(dāng)建造管道系統(tǒng)時(shí)，這樣的閥門使得成本顯著增加。在某種程度上很難預(yù)言在那里放置閥門以允許恰當(dāng)?shù)胤降墓艿老到y(tǒng)關(guān)閉。從而存在閥門的過度使用或者閥門被放錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)。閥門的過度使用導(dǎo)致了不必要的資金花費(fèi)，并且閥門的錯(cuò)誤放置導(dǎo)致關(guān)閉管道系統(tǒng)的復(fù)雜和額外工作。
一個(gè)長時(shí)間閑置不用的閥門當(dāng)它被投入使用時(shí)也會(huì)存在故障的危險(xiǎn)。
一個(gè)閥門體現(xiàn)了對管道系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。這導(dǎo)致壓力損失，由于空隙現(xiàn)象而導(dǎo)致的管道磨損，等等，和穿過閥門的空隙的檢查設(shè)備的種種問題。
閥門在很大程度上已經(jīng)被栓塞所代替，這些栓塞通過各種方法被放置并固定在管道系統(tǒng)里。栓塞通?？吭诠艿老到y(tǒng)里流動(dòng)的介質(zhì)推動(dòng)而通過管子。
在最簡單的操作形式里，栓塞通過使用在栓塞和控制系統(tǒng)之間的直接連接來運(yùn)行。電纜，電線和軟管被拉進(jìn)管道系統(tǒng)，以允許栓塞一到達(dá)正確的位置時(shí)就被固定住。
一般來說，把這樣的傳送系統(tǒng)推進(jìn)管道系統(tǒng)時(shí)會(huì)存在危險(xiǎn)。對電纜或者類似物的損害將引起放置栓塞的失敗，或者栓塞后來的移動(dòng)將是額外的損壞。
帶有無線信號傳輸?shù)谋贿h(yuǎn)程操作塞子已經(jīng)消除了直接操作類型栓塞的主要問題。被無線操作的栓塞由于帶有電池組，液壓油，壓縮氣體，和相似物而具有使內(nèi)在氣缸，閥門，無線電系統(tǒng)等運(yùn)行所需要的所有動(dòng)力資源。通過把天線設(shè)置在需要固定栓塞的管子的外面，控制信號就從控制系統(tǒng)被傳送到栓塞。
栓塞典型地由一個(gè)或多個(gè)部分組成。在管子里形成封口的主要部分中裝配了大量的同心元件。一個(gè)端板和一個(gè)外部襯墊的結(jié)合組成了實(shí)際的密封單元。當(dāng)滑塊被軸向設(shè)置的液壓缸和共同操作的傾斜滑塊和壓力面向外施加壓力時(shí)，在外周設(shè)置的滑塊把塞子固定在管壁上。液壓缸的活塞桿和栓塞末端的墊片相連接。在栓塞里位于其他部件之中有一個(gè)操作液壓缸的裝置。
需要有多個(gè)包含用于定位等的記錄和運(yùn)行設(shè)備的控制部分，它們和主要部分連接。幾個(gè)主要部分也可以相互連接在一起以達(dá)到期望的效果。這種相互連接可以通過把樞接的支桿連接到該部分的末端表面的中心來實(shí)現(xiàn)。
為了使栓塞能通過它要進(jìn)入的某個(gè)直徑的管子，在栓塞的外圍和管壁之間一定要有一個(gè)最小的間隙。這個(gè)間隙依賴于管子的尺寸公差，一般對于油氣管子最小值是10mm。大的和小的管子一定都有近似相同的間隙。因此，為了固定栓塞而用力頂住管壁的滑塊，在它沿著傾斜滑動(dòng)表面行進(jìn)的過程中，在半徑方向必須行進(jìn)最少10mm。由于現(xiàn)在滑塊的下面和相應(yīng)的滑動(dòng)表面有逐漸傾斜的外形，因此滑塊的長度與滑動(dòng)表面的傾斜度是成比例的。如果不考慮管子的直徑，典型的角度是17度。
小直徑的栓塞由于有比大直徑栓塞更小的轉(zhuǎn)向半徑而一定能通過管子的彎曲部分。因此，用小的結(jié)構(gòu)長度來制作小直徑栓塞就變得很重要。用現(xiàn)有已知的技術(shù)，用足夠短的結(jié)構(gòu)尺寸來制造栓塞是很困難的。
本發(fā)明的目的是彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。
通過在下文描述和附加的權(quán)利要求中所給出的特征，本發(fā)明的目的可以實(shí)現(xiàn)。
被放置在栓塞主要部分外周的滑塊被這樣放置他們最高的一端和栓塞的一個(gè)端板上的滑動(dòng)壓力表面相鄰?；瑝K與圓錐形力環(huán)相鄰，并且通過拉力彈簧等方式頂住力環(huán)。由于滑動(dòng)表面的第一個(gè)部分有一個(gè)陡的傾斜度，第二個(gè)部分有一個(gè)稍微小點(diǎn)的傾斜度，比如典型的17度，而形成了帶有兩個(gè)傾斜度的滑塊和力環(huán)之間的運(yùn)動(dòng)表面?；瑒?dòng)表面的不同坡度形成了臺(tái)階形模式。當(dāng)滑塊位于初始位置時(shí)，滑塊的臺(tái)階形模式和力環(huán)一致。較佳的是，滑動(dòng)表面包含一個(gè)或者多個(gè)凹槽來達(dá)到在初始位置，滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)中，和在固定位置，滑塊可取得增加的穩(wěn)定性。
當(dāng)栓塞的氣缸推動(dòng)栓塞末端的所有端板時(shí)，在位移的第一階段，由于滑動(dòng)表面的猛然上抬和滑塊上的徑向負(fù)荷，滑塊為了以更小的坡度沿著滑動(dòng)表面運(yùn)動(dòng)將跳到更高的臺(tái)階。這就有可能實(shí)現(xiàn)，用徑向小的軸向位移實(shí)現(xiàn)在位移的第一階段滑塊大幅度的位移。這樣，滑塊的長度可以在很大程度上被縮小，并且栓塞的結(jié)構(gòu)長度也可以在很大程度上被縮小，以至于可以滿足小直徑管子。
下面將描述附圖中所示的一個(gè)最佳實(shí)施例的非限制性的例子，如下

圖1示出了穿過栓塞主要部分的一個(gè)截面；圖2示出了停止在相應(yīng)力作用圈位置上的滑塊局部放大圖。
圖3示出了相同比例向外支撐管壁的滑塊的放大圖。
在附圖里，附圖標(biāo)記1表示裝配有第一個(gè)端板3的主要部分，第一個(gè)端板3與液壓缸5結(jié)合成一體。液壓缸5包含活塞7和活塞桿9?；钊麠U的末端11和栓塞的第二個(gè)端板13相連，為了使液壓缸5運(yùn)行，還要有一個(gè)液壓泵(沒有表示出來)和閥門(沒有表示出來)。
沿著栓塞的外周有多個(gè)滑塊15，滑塊15和第二個(gè)端板13通過其端部16的傾斜壓力表面17相鄰。滑塊末端16的表面對應(yīng)于壓力表面17的傾斜度?；瑝K的頂端形成了栓塞表面18，這樣的形狀可以使它被壓向管壁19時(shí)，很好地咬緊?；瑝K15的下側(cè)包含滑塊前端20和滑動(dòng)表面21，21’，滑動(dòng)表面21，21’被平行于滑塊前端20延伸的滑塊凹槽22所隔開，并且在與滑塊前端20朝向相同的一側(cè)形成了與滑塊前端20相同方向的臺(tái)階狀前端23。
圓錐形力環(huán)25的表面包含力環(huán)前端27，和滑動(dòng)表面29，29’。滑動(dòng)表面29，29’被平行于力環(huán)前端27延伸的力環(huán)凹槽30所隔開，并且在與力環(huán)前端27朝向相同的一側(cè)形成了與力環(huán)前端27相同方向的臺(tái)階狀前端31。
墊圈26分布在力環(huán)21和第一個(gè)端板3之間的外圍。管壁19包圍栓塞。當(dāng)滑塊15排列在力環(huán)25較低部分上時(shí)，滑塊的下側(cè)對應(yīng)于形力環(huán)的圓錐表面，以至于滑塊15的滑動(dòng)表面21’剛好和力環(huán)凹槽30的底部重合，同時(shí)滑塊凹槽22的底部剛好和力環(huán)25上的滑動(dòng)表面29’重合。
通過把栓塞塞進(jìn)管子并且靠液體或者氣體的壓力推進(jìn)，栓塞用來密封運(yùn)輸液體或者氣體的管子。它可以由在管子里固定的驅(qū)動(dòng)裝置以及滾動(dòng)向前的輪子來推進(jìn)。栓塞由主要部分1的液壓缸5的運(yùn)行來固定。和液壓缸相連的端板3和13一起被推拉，同時(shí)分布在主要部分1外周的滑塊15通過壓力面17被迫擠壓圓錐型力環(huán)25?；瑝K前端20和滑塊15的臺(tái)階狀前端23被分別壓向圓錐型力環(huán)25的臺(tái)階狀前端31和力環(huán)25，以至于引起滑塊被抬起到滑動(dòng)表面29，29’上。然后滑塊15就沿著力環(huán)的滑動(dòng)表面29，29’被推進(jìn)直到滑塊15被頂向管壁16。在固定的過程中，襯墊23也受壓并向外擠壓以至于能和第一個(gè)端板3一起封閉管子。
權(quán)利要求
1.在用于密封運(yùn)送液體或者氣體管子的栓塞上的裝置，包含多個(gè)滑塊(15)，布置在栓塞外周以使它們可以通過液壓缸沿著圓錐形力環(huán)(25)被推進(jìn)，其特征在于，該滑塊(15)設(shè)置有可能被分割的滑動(dòng)表面(19，19’)，和至少一個(gè)可能被分割的滑動(dòng)表面(20，23)，該滑動(dòng)表面(20，23)帶有和滑動(dòng)表面(19，19’)不同的角度。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該圓錐形力環(huán)(25)設(shè)置有可能被分割的滑動(dòng)表面(29，29’)，和至少一個(gè)可能被分割的滑動(dòng)表面(27，31)，該滑動(dòng)表面(27，31)帶有和滑動(dòng)表面(29，29’)不同的角度。
3.如上面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于滑動(dòng)表面(20，23，27，31)的第一部分有一個(gè)陡的傾斜度并且滑動(dòng)表面(21，21’，29，29’)的第二部分具有相對于栓塞縱軸的小的傾斜度。
4.如上面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于該滑塊(15)的滑動(dòng)表面(20，21，21’，23)的形狀可以在滑塊(15)的給定位置對應(yīng)于圓錐形力環(huán)(25)的滑動(dòng)表面(27，29，29’，31)。
5.如上面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于該滑塊(15)包括一個(gè)平行于滑塊底部(16)延伸的滑塊前端(20)，和被平行于滑塊前端(20)延伸的滑塊凹槽(20)分割的滑動(dòng)表面(21、21’)，并且在與滑塊前端(20)朝向相同的一側(cè)形成了與滑塊前端(20)相同方向的臺(tái)階狀前端(23)。
6.如上面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于該圓錐形力環(huán)(25)的表面包含一個(gè)力環(huán)前端(27)和一個(gè)被平行于力環(huán)前端(27)延伸的力環(huán)凹槽(30)隔開的滑動(dòng)表面(29，29’)，并且在與力環(huán)前端(27)朝向相同的一側(cè)形成與力環(huán)前端(27)相同方向的臺(tái)階狀前端(31)。
全文摘要
多個(gè)在栓塞上分布的滑塊(15)，使得他們可以通過使用液壓缸沿著圓錐形力環(huán)(25)被推進(jìn)，滑塊(15)設(shè)置有可能被分割的滑動(dòng)表面(19，19’)，和至少一個(gè)可能被分割的滑動(dòng)表面(20，23)，該滑動(dòng)表面(20，23)帶有和滑動(dòng)表面(19，19’)的角度不同的角度。該力環(huán)(25)有對應(yīng)于滑塊滑動(dòng)表面(19，19’，20，23)的滑動(dòng)表面(27，29，29’，31)。該滑動(dòng)表面(20，23，27，31)的第一部分有一個(gè)陡的傾斜度并且滑動(dòng)表面(21，21’，29，29’)的第二部分有一個(gè)小的傾斜度。
文檔編號F16L55/128GK1662767SQ03815035
公開日2005年8月31日 申請日期2003年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月26日
發(fā)明者哈拉爾·敘瑟 申請人:柏景專業(yè)國際公司