管道防護功能部件的製作方法

2023-05-07 08:25:41

專利名稱：管道防護功能部件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種影響或監視在管道中的流體介質、特別是在其管壁之間由一空腔分開的雙層管壁的防護管道中的流體介質的防護功能部件，該部件有一由壁構成的外殼及法蘭，通過後者它可密封地與管道連接。
在管道系統中可非常容易地運送易燃或易爆液體和氣體，危及水的、有損健康的或有損環境的產品。因為運送的介質不受監視的溢出會造成很大的損害和危險，為了避免這種情況採用其管壁由一空腔互相分開的雙層管壁的防護管道是眾所周知的。用這種方式不僅直接改善對介質外溢的防護，而且還可能把該空腔與一監視在該空腔的內容的測量儀器相連接，例如與一專門氣體的指示器或一測壓儀相連接。以此可以在介質一進入該空腔就發出溢出信號，並隨後切斷通過管道的運送，這樣可完全阻止向環境溢出的危險。
管道一般設有大量功能部件。例如止回閥或斷流閥、閘門、泵或流量計，它們各通過法蘭同管道管子連接，後者由剛性或柔性材料構成。在功能部件區域沒有已為人所知的防止介質溢出的合適措施。這一方面導致功能部件在運行中是很大的危險源的結果，以致於在那裡與管道相比較經常地發生漏洩。另一方面這意味著在敷設管道時很大的額外花費，因為在地下敷設也必須保證對這些功能部件能經常的、法律要求的接近。由此，在以前的技術中或者在一井中或者在一地上管道區段上安裝功能部件，這樣很大的額外費用是其缺點。除功能部件外，法蘭本身是另外的特別經常出現不密封的區域，在這法蘭上功能部件例如通過螺釘密封地與其相鄰接的管道相連接。
在這個背景下，本發明把研製一個防護功能部件作為自己的任務，它要能易於監視地和改善地防止介質溢出，並且不要求直接接近元件。
這個任務按本發明是通過以下方案解決的，即外殼全面由一第二層壁環繞，第二層壁與第一層壁由一空腔分開，空腔氣密地封閉，並且可與一用於監視其內容的測量儀器連接，並且通過一個或多個孔同一環槽連接，後者環繞著管道引進法蘭密封面或它的密封裝置中。
這一提出的防護功能部件是由一外殼環繞，後者在各側有優先由鋼做的雙層壁，它們由一空腔互相分離，該空腔氣密地封閉、並且是與一用於監視其內容的測量儀器可連接的、或者永久連接的。這樣可以證實介質進入空腔、並在其從空腔溢到周圍環境之前採取措施，特別是切斷管道。為了也能證實在法蘭區的不密封性，其封閉面設有一環繞著管道的環槽，它是比如銑上去的。環槽的深度選擇為使法蘭的密封也部分地進入其中，這樣在其總長上留下一連貫的通道。通過一個或多個孔或者用其它方法形成的開口，使環槽底部同外殼的空腔相連。如果處於管道中的介質滲入密封面，以致直接出現溢出的危險，則它通過環槽和孔到達空腔，並且在那裡由測量儀器證實。在這種情況下因此也能採取安全措施。
按本發明的防護元件的優點在於大大改善了防止運送的介質的溢出。雖然在傳統的單壁管道中使用也是相宜的，但用於雙層壁防護管道是優選的。由於改善了的保護作用使直接接觸元件成為多餘的，因為可在即將發生的溢出之前採取安全措施，並有足夠的修理時間。不依賴於監視種類，這一提出的解決方案使得對最小的漏洩就能探出。特別是由此產生費用方面的很大優點，因為不需要修建地上管道段或接觸井了。另外，功能部件的監視也不影響外面的外殼層和絕緣層。
按本發明的功能部件特別出現在斷流裝置中，也就是閘門或閥門中，在它們中較常出現在不可接觸的區域裝配的必要性。另外，按本發明的結構在止回閥中也是有優點的，它也同樣須常常安裝在不可接觸處。許多其它功能部件，例如汙泥箱、泵或流量計則與此相反，一般是能很容易接觸地安裝在差不多在一個泵站裡，這樣可以直接監視。
功能部件常有一插進流體介質的有效部分，例如斷流閥的閥盤。主要是機械連接元件用於操作，後者穿過一個在外殼中的通道。例如一個閥盤通過一個主軸作為連接元件而運動，這樣它可通過一個手輪或一個安在外殼上的電機調節。為了避免介質沿著通道溢出，在本發明的一個改進的構造中提出，這有效部分通過一個波紋管同外殼密封地連接，在波紋管的內部連接元件以終端嵌接。用這種方法流體介質與通道被分開，而波紋管由於其可變形性不妨礙有效部分的運動。具有優點的結果是明顯改善了防止介質溢出。
在使用一波紋管時，如果處在它和外殼之間的空間同一監視其內容的測量儀器是可連接的，則是有益的，這樣波紋管的失效也可被證實。
當連接元件的通道通過一個或多個襯套實現，即密封地緊貼在連接元件上的所謂安全襯套，可進一步改善對介質溢出的防護。特別是在多個套筒的情況下可用這個方案而不用波紋管也可達到好的密封。
壓縮氣體，例如壓縮空氣，或者真空用來填充在殼壁間的空腔。其結果是僅通過總壓力的變化就可證實不密封性，這樣作為測量裝置用一個簡單的氣壓計就足夠了。既能證實朝向介質的內壁的不密封性，又能證實朝向環境的外壁的不密封性，原則上是有優點的，因為在這兩種情況中出現介質溢出的明顯增大了的危險。在用壓縮空氣或者真空填充時可滿足這一要求，因為在這兩種情況中發生壓力變化。然而，帶真空的空腔監視不可用於易燃的、易爆的和危及水的材料。因此，用一保護氣體，例如氮氣填充空腔也是可考慮的。如果保護氣體處於空腔中，則一個專門的證實在管道中介質的裝置作為測量儀器是有優點的，以便能在極小的漏洩時就能探測出。
如果按本發明的功能部件通過法蘭連接到一雙層防護管道上，則防護管道的空腔和外殼互相連接是有益的。為此，環槽將通過防護管道的法蘭部分的開口與其空腔連接。在法蘭中的密封此時設有一個或多個與管道平行的開口，或者由二個同心部件組成，以使環槽與管子的法蘭部分的開口之間的連接不中斷。
一個管部件的空腔的、越過其中的功能部件的連貫的連接有這樣的優點，即很大的管段可由一個唯一的測量儀器監視。在證實有漏洩的情況下，存在確定損壞部位的位置問題。由此，在改進的構造中提出，在法蘭和空腔之間的孔可通過一個斷流裝置，例如一個斷流螺栓關閉。這時是涉及在防護管道的空腔和法蘭之間的孔、還是在外殼和法蘭之間的孔，原則上是無意義的。在這兩種情況中管道可通過斷流裝置的關閉按段分開，以致大大簡化漏洩的找尋。
防護管道功能部件的外殼橫截面相當於它裝在其中的管道的外橫截面，即管道和外殼的外壁的結構，互相相當是有益的，用這種方法將避免在安裝防護功能部件時的空腔問題，因為不發生相對於管道來說的橫截面增大。直徑的小偏差是可想像的，特別是稍微的增大，以便為了避免過大的流動阻力而使有足夠大的功能部件開口截面成為可能。管道和外殼相對應的橫截面特別用在那些不要求從外面操作的防護功能部件中。例如在止回閥中。
本發明的其它細節、特徵和優點，可從下述描述中得出，在其中藉助於附圖進一步說明本發明的一個實施實例。原理圖性質的附圖中

圖1通過一按本發明的斷流閥的截面，圖2通過一按本發明的止回閥的截面。
圖1中的閥門可通過二個法蘭(1)連接到一管道的管上，管道的走向由此沿一通道(2)繼續，後者的橫截面可以以這個閥門的一個閥盤(3)關閉或改變。閥盤(3)的操作通過一從這個閥門的外殼中伸出來的主軸(4)實現，後者是可通過一以終端面固定在其上的手輪運動的。
為了提高對介質從通道(2)中溢出的安全性，這個閥門由雙層壁(5,6)包圍，它們封閉空腔(7)。另外，這個空腔(7)設有一個接頭(8)，通過它可連接一個檢查其內容的測量儀器，特別是一個壓力測量儀。如果現在閥門的內壁(5)損壞，那麼在通道(2)中流動的介質不進入環境中，而是進入空腔(7)中。出現的壓力變化可用接在接頭(8)上的測量儀器證實，從而可採取安全措施，並可在發生通過外壁(6)的溢出之前更換這個閥門。如果空腔(7)由一不同於空氣的其它介質或由一不同於外面氣壓的壓力填充，則也可用這個測量儀器證實在外壁(6)中的漏洩。
機械操作元件，在例中是主軸(4)，通過閥門的外殼的通道要求特別防護。這個通道是通過多個襯套(9)，而所謂安全襯套實現的，它們密封地緊貼在主軸(4)上。主軸(4)的下端由一可變形的波紋管(10)包圍，後者密封地與一閥盤(3)和內壁(5)連接。用這種方法在波紋管(10)和內壁(5)之間形成另一個空腔的空間(11)，其結果是在通道(2)中的介質不到達主軸(4)的通道。空間(11)也可藉助於孔(12)通過一測量儀器監視，以便能證實襯套(9)或波紋管(10)的失效。
為了也能保證法蘭(1)的監視，它們在內部設有孔(13)，後者把環繞它們的密封面(14)的環槽(15)同空腔(7)連接。在有損壞的密封的情況下，溢出的介質到達環槽(15)，並通過孔(13)導向空腔(7)，在那裡通過接頭(8)使測量儀器可證實。這裡決定性的是環槽(15)差不多設置在密封面(14)的中間，以使在密封完全穿透之前就實現溢出的證實。用這種方法在法蘭(1)區域也給出很好的溢出防護。
圖2表示按本發明的止回閥，其中同種構件的附圖標記與圖1中的一致。閥的閥盤(3)固定在一壓力彈簧(16)上，後者支撐在外殼的內壁(5)上。如果液體以此由上向下流過止回閥，則它處於打開狀態，而在相反的流動方向時，壓力彈簧(16)將閥盤(3)壓向其閥座(17)，並由此關閉閥門。在本發明的這一構造中，空腔(7)的監視可例如通過一接頭(8)實現，後者處在一個連接在法蘭(1)上的構件上，並通過孔(13)同空腔(7)連接。環繞密封面(14)的環槽(15)做在其密封裝置(18)中。
結果出現一易於監視的防護功能部件，它大大改善了對介質溢出的防護，並明顯簡化了管道的敷設，因為減少了對元件的可接近性的要求。安全性的改善在所有工業領域，特別是在化學工業中，由本發明進入了一個能以可靠的安全性避免環境破壞的階段。
權利要求
1．影響或監視在管道中的流體介質，特別是在其管壁由一空腔分開的雙層防護管道中的流體介質的防護功能部件，其中該部件有一由壁構成的外殼及一法蘭，通過後者它可密封地與管道連接，其特徵為-外殼全面地由一第二層壁(6)環繞，後者與第一層壁(5)之間由一空腔(7)分開，-空腔(7)氣密地封閉，並可與一用於監視其內容的測量儀器連接，-且空腔(7)通過一個或多個孔(13)同一個環槽(15)相連接，後者環繞著管道引進法蘭(1)的密封面(14)或它的密封裝置(18)中。
2．按權利要求1的部件，其特徵為功能部件是一斷流裝置。
3．按權利要求1的部件，其特徵為功能部件是一止回閥。
4．按前述權利要求之一的部件，其特徵為功能部件有一插進流體介質的有效部分，它是通過一機械連接元件操作的，後者穿過一個在外殼中的通道，並且這有效部分通過一波紋管(10)同外殼連接，波紋管把流體介質與通道分開。
5．按權利要求4的部件，其特徵為在波紋管(10)和外殼之間封閉的空間(11)是同一監視其內容的測量儀器可連接的。
6．按前述權利要求之一的部件，其特徵為功能部件有一插進流體介質的有效部分，它是通過一機械連接元件操作的，後者穿過一個在外殼中的通道，並且這通道有一個或多個襯套(9)，後者密封地緊貼在連接元件上。
7．按前述權利要求之一的部件，其特徵為空腔(7)和/或空間(11)為真空、或含有壓縮氣體或氣體。
8．按前述權利要求之一的部件，其特徵為環槽(15)同雙層壁防護管道的空腔(7)通過在其法蘭中的開口相連接。
9．按權利要求8的部件，其特徵為法蘭(1)和空腔(7)之間的孔(13)可由一斷流裝置關閉。
10．按前述權利要求之一的部件，其特徵為外殼的橫截面相當於外管道橫截面。
全文摘要
提出了一用於影響或監視在管道中的流體介質,特別是在其管壁之間由一空腔分開的雙層管壁的防護管道中的流體介質的防護功能部件,其中該部件有一由壁構成的外殼及一法蘭,通過後者它可密封地與管道連接,其中該外殼全面地由一第二層壁(6)環繞,後者與第一層壁(5)由一空腔(7)分開,該空腔(7)氣密地封閉,並可與一用於監視其內容的測量儀器連接,並且空腔(7)通過一個或多個孔(13)與一環槽(15)連接,後者環繞著管道引進法蘭(1)的密封面(14)或它的密封裝置(18)中。
文檔編號F16K27/02GK1216602SQ97193885
公開日1999年5月12日 申請日期1997年4月18日 優先權日1996年4月19日
發明者漢斯·溫迪施密特, 弗蘭克·肯普夫曼, 安內洛雷·科爾布 申請人:漢斯·溫迪施密特, 弗蘭克·肯普夫曼, 安內洛雷·科爾布