專利名稱：用于固定一種堵塞管子的可調栓塞的裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于固定堵塞管子的可調栓塞的裝置，尤其是涉及了帶有臺階狀滑動表面的鎖定滑塊。
當人們維修和改造管道時，比如為了石油產品的運輸，有必要能夠關閉管道系統更長或者更短的部分。
最簡單的形式，現有技術包括可以按照需要打開和關閉的固定閥門。
當建造管道系統時，這樣的閥門使得成本顯著增加。在某種程度上很難預言在那里放置閥門以允許恰當地方的管道系統關閉。從而存在閥門的過度使用或者閥門被放錯的風險。閥門的過度使用導致了不必要的資金花費，并且閥門的錯誤放置導致關閉管道系統的復雜和額外工作。
一個長時間閑置不用的閥門當它被投入使用時也會存在故障的危險。
一個閥門體現了對管道系統的調節。這導致壓力損失，由于空隙現象而導致的管道磨損，等等，和穿過閥門的空隙的檢查設備的種種問題。
閥門在很大程度上已經被栓塞所代替，這些栓塞通過各種方法被放置并固定在管道系統里。栓塞通常靠在管道系統里流動的介質推動而通過管子。
在最簡單的操作形式里，栓塞通過使用在栓塞和控制系統之間的直接連接來運行。電纜，電線和軟管被拉進管道系統，以允許栓塞一到達正確的位置時就被固定住。
一般來說，把這樣的傳送系統推進管道系統時會存在危險。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將是額外的損壞。
帶有無線信號傳輸的被遠程操作塞子已經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在氣缸，閥門，無線電系統等運行所需要的所有動力資源。通過把天線設置在需要固定栓塞的管子的外面，控制信號就從控制系統被傳送到栓塞。
栓塞典型地由一個或多個部分組成。在管子里形成封口的主要部分中裝配了大量的同心元件。一個端板和一個外部襯墊的結合組成了實際的密封單元。當滑塊被軸向設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，在外周設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操作液壓缸的裝置。
需要有多個包含用于定位等的記錄和運行設備的控制部分，它們和主要部分連接。幾個主要部分也可以相互連接在一起以達到期望的效果。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現。
為了使栓塞能通過它要進入的某個直徑的管子，在栓塞的外圍和管壁之間一定要有一個最小的間隙。這個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，在它沿著傾斜滑動表面行進的過程中，在半徑方向必須行進最少10mm。由于現在滑塊的下面和相應的滑動表面有逐漸傾斜的外形，因此滑塊的長度與滑動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向半徑而一定能通過管子的彎曲部分。因此，用小的結構長度來制作小直徑栓塞就變得很重要。用現有已知的技術，用足夠短的結構尺寸來制造栓塞是很困難的。
本發明的目的是彌補現有技術的缺陷。
通過在下文描述和附加的權利要求中所給出的特征，本發明的目的可以實現。
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端板上的滑動壓力表面相鄰。滑塊與圓錐形力環相鄰，并且通過拉力彈簧等方式頂住力環。由于滑動表面的第一個部分有一個陡的傾斜度，第二個部分有一個稍微小點的傾斜度，比如典型的17度，而形成了帶有兩個傾斜度的滑塊和力環之間的運動表面。滑動表面的不同坡度形成了臺階形模式。當滑塊位于初始位置時，滑塊的臺階形模式和力環一致。較佳的是，滑動表面包含一個或者多個凹槽來達到在初始位置，滑動運動中，和在固定位置，滑塊可取得增加的穩定性。
當栓塞的氣缸推動栓塞末端的所有端板時，在位移的第一階段，由于滑動表面的猛然上抬和滑塊上的徑向負荷，滑塊為了以更小的坡度沿著滑動表面運動將跳到更高的臺階。這就有可能實現，用徑向小的軸向位移實現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，并且栓塞的結構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最佳實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截面；圖2示出了停止在相應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，附圖標記1表示裝配有第一個端板3的主要部分，第一個端板3與液壓缸5結合成一體。液壓缸5包含活塞7和活塞桿9。活塞桿的末端11和栓塞的第二個端板13相連，為了使液壓缸5運行，還要有一個液壓泵(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滑塊15，滑塊15和第二個端板13通過其端部16的傾斜壓力表面17相鄰。滑塊末端16的表面對應于壓力表面17的傾斜度。滑塊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，很好地咬緊。滑塊15的下側包含滑塊前端20和滑動表面21，21’，滑動表面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朝向相同的一側形成了與滑塊前端20相同方向的臺階狀前端23。
圓錐形力環25的表面包含力環前端27，和滑動表面29，29’。滑動表面29，29’被平行于力環前端27延伸的力環凹槽30所隔開，并且在與力環前端27朝向相同的一側形成了與力環前端27相同方向的臺階狀前端31。
墊圈26分布在力環21和第一個端板3之間的外圍。管壁19包圍栓塞。當滑塊15排列在力環25較低部分上時，滑塊的下側對應于形力環的圓錐表面，以至于滑塊15的滑動表面21’剛好和力環凹槽30的底部重合，同時滑塊凹槽22的底部剛好和力環25上的滑動表面29’重合。
通過把栓塞塞進管子并且靠液體或者氣體的壓力推進，栓塞用來密封運輸液體或者氣體的管子。它可以由在管子里固定的驅動裝置以及滾動向前的輪子來推進。栓塞由主要部分1的液壓缸5的運行來固定。和液壓缸相連的端板3和13一起被推拉，同時分布在主要部分1外周的滑塊15通過壓力面17被迫擠壓圓錐型力環25。滑塊前端20和滑塊15的臺階狀前端23被分別壓向圓錐型力環25的臺階狀前端31和力環25，以至于引起滑塊被抬起到滑動表面29，29’上。然后滑塊15就沿著力環的滑動表面29，29’被推進直到滑塊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端板3一起封閉管子。
權利要求
1.在用于密封運送液體或者氣體管子的栓塞上的裝置，包含多個滑塊(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(25)被推進，其特征在于，該滑塊(15)設置有可能被分割的滑動表面(19，19’)，和至少一個可能被分割的滑動表面(20，23)，該滑動表面(20，23)帶有和滑動表面(19，19’)不同的角度。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于該圓錐形力環(25)設置有可能被分割的滑動表面(29，29’)，和至少一個可能被分割的滑動表面(27，31)，該滑動表面(27，31)帶有和滑動表面(29，29’)不同的角度。
3.如上面任何一個權利要求所述的裝置，其特征在于滑動表面(20，23，27，31)的第一部分有一個陡的傾斜度并且滑動表面(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.如上面任何一個權利要求所述的裝置，其特征在于該滑塊(15)的滑動表面(20，21，21’，23)的形狀可以在滑塊(15)的給定位置對應于圓錐形力環(25)的滑動表面(27，29，29’，31)。
5.如上面任何一個權利要求所述的裝置，其特征在于該滑塊(15)包括一個平行于滑塊底部(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)分割的滑動表面(21、21’)，并且在與滑塊前端(20)朝向相同的一側形成了與滑塊前端(20)相同方向的臺階狀前端(23)。
6.如上面任何一個權利要求所述的裝置，其特征在于該圓錐形力環(25)的表面包含一個力環前端(27)和一個被平行于力環前端(27)延伸的力環凹槽(30)隔開的滑動表面(29，29’)，并且在與力環前端(27)朝向相同的一側形成與力環前端(27)相同方向的臺階狀前端(31)。
全文摘要
多個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(25)被推進，滑塊(15)設置有可能被分割的滑動表面(19，19’)，和至少一個可能被分割的滑動表面(20，23)，該滑動表面(20，23)帶有和滑動表面(19，19’)的角度不同的角度。該力環(25)有對應于滑塊滑動表面(19，19’，20，23)的滑動表面(27，29，29’，31)。該滑動表面(20，23，27，31)的第一部分有一個陡的傾斜度并且滑動表面(21，21’，29，29’)的第二部分有一個小的傾斜度。
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 優先權日2002年6月26日
發明者哈拉爾·敘瑟 申請人:柏景專業國際公司