專利名稱：流體阻斷裝置及用該裝置形成旁路的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于阻斷流過管道的流體的流動的管道流體阻斷裝置及使用該裝置
的旁路形成系統(tǒng)，尤其涉及一種在例如水或污水管道，石油管道和天然氣管道的管道的更 換，轉(zhuǎn)移，維修和維護(hù)作業(yè)期間，用于暫時且穩(wěn)定地阻擋流過管道的流體流動的管道流體阻 斷裝置，以及使用該裝置的旁路形成系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
通常，像例如水，石油和天然氣對人類生活必不可少的流體是通過管道機(jī)械地從 生產(chǎn)區(qū)傳送到其目的地。例如，大量的水和污水管道安裝在社區(qū)下方。為了更換，轉(zhuǎn)移，維 修和維護(hù)老化或漏水的管道，必須首先在大范圍地區(qū)暫停供水。 例如，當(dāng)在某地區(qū)的水管道老化，為替換老化的水管道，阻斷通至地區(qū)的主閥門。 為此，連接到該主閥的整個區(qū)域都遭受長期供水中斷造成的不便，這樣全區(qū)內(nèi)居民有大的 損失。 為了解決上述問題，美國專利號第4， 458， 721 (Yie等)和第5， 462， 077號(Cohen 等)披露使用類似氣囊的消耗性的工具的裝置用于暫時阻止流動在管道中的流體。在美國 專利號第4， 458， 721和第5， 462， 077號披露的裝置的氣囊的耐久性低而可能爆裂，所以就 有對阻塞高壓流體的限制條件。因此，這種裝置只能限制性地用在流體壓力低的小口徑管 道中。 為了克服上述問題，本發(fā)明的申請人在韓國專利公開號第2007-34919和韓國專 利號第728766提出一種用于徑向張開的由金屬制成的展開板(以阻止管道中的流體的裝 置和方法。然而，當(dāng)切斷在低處的管道或大口徑的管道時，施加到展開板的流體壓力會高 達(dá)3kg/cm2至約20kg/cm2。在這種情形下，如果展開板在高壓下瞬時展開撞擊管道內(nèi)表面， 內(nèi)部管道就有可能爆裂。此外，當(dāng)管道被展開板瞬時關(guān)閉時，管道內(nèi)部會產(chǎn)生一個強(qiáng)大的旋 渦，從而損壞管道內(nèi)部。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個目的是提供一種流體阻斷裝置，其能阻斷管道內(nèi)部的高壓流體的 流動。 本發(fā)明的第二個目的是提供一個使用上述裝置的旁路形成系統(tǒng)。 為實(shí)現(xiàn)第一個目的，本發(fā)明的一個方面提供一種管道流體流動阻斷裝置，包括中
空框架單元，其具有一側(cè)開口的圓柱形并被連接到管道以在一側(cè)與該管道相通；傳遞單元，
其用于在框架單元內(nèi)部在框架單元的長度方向上移動；第一驅(qū)動單元，其用于利用齒輪方
式移動傳遞單元；阻斷單元，其被鉸鏈連接到傳遞單元的一側(cè)，被設(shè)置成利用傳遞單元通過
框架單元的開口一側(cè)在框架單元和管道內(nèi)部之間移動，并被徑向張開或收縮以切斷管道的
內(nèi)部；以及第二驅(qū)動單元，用于以齒輪方式實(shí)現(xiàn)阻斷單元的張開或收縮。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，傳遞單元具有在傳遞單元長度方向延伸的第一孔，以及形成在其內(nèi)表面的螺紋。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第一驅(qū)動單元包括，螺紋形式的第一操作軸，其在框架單元 的長度方向上延伸并插入到傳遞單元的第一孔內(nèi)以通過螺紋連接來移動傳遞單元；以及第 一扭矩供應(yīng)部件，其用于旋轉(zhuǎn)第一操作軸。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第一扭矩供應(yīng)部件包括減速電機(jī)。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第一驅(qū)動單元包括第二扭矩供應(yīng)部件，其與第一扭矩供應(yīng) 部件分開設(shè)置；第一傳動軸，其連接到第二扭矩供應(yīng)部件并設(shè)置在與第一操作軸垂直的方 向；以及第一錐齒輪，其用于連接第一傳動軸和第一操作軸，并將第二扭矩供應(yīng)部件產(chǎn)生的 扭矩通過第一傳動軸傳遞至第一操作軸。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，管道流體流動阻斷還包括離合器工具，其被連接到第一操 作軸并將第一操作軸與第一扭矩供應(yīng)部件連接或分離。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，傳遞單元的第一孔和第一操作軸設(shè)置在形成于框架單元的 長度方向上的中心軸線上。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，傳遞單元具有與第一孔分開并在傳遞單元的長度方向延伸 的第二孔。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第二驅(qū)動單元包括第三扭矩供應(yīng)部件，其用于提供扭矩；第 二操作軸，其連接到第三扭矩供應(yīng)部件并插入到傳遞單元的第二孔內(nèi)以連接到傳遞單元； 第三操作軸，其設(shè)置在阻斷單元內(nèi)以驅(qū)動阻斷單元；以及第二錐齒輪，其設(shè)置在阻斷單元和 傳遞單元的鉸鏈連接部件并將第二操作軸的扭矩傳動至第三操作軸。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第二驅(qū)動單元包括第二傳動軸，其設(shè)置在第二操作軸的垂
直方向并延伸到框架單元的一外面部分；第三錐齒輪，其將第二傳動軸和第二操作軸連接
并通過第二傳動軸將第三扭矩供應(yīng)部件的扭矩傳動至第二操作軸。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第三扭矩供應(yīng)部件具有一連接到第二傳動軸的把手。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第二驅(qū)動單元包括第三操作軸，其具有與第二操作軸不同 的中心軸并設(shè)置成與第三錐齒輪連接；以及直齒輪，其用于將第二操作軸的扭矩傳動到第
三傳動軸。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第三操作軸與形成在框架單元長度方向的中心軸分開。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，管道流體流動阻斷裝置還包括，測量工具，其連接到第三扭 矩供應(yīng)部件并檢測第二操作軸的轉(zhuǎn)數(shù)。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，阻斷單元包括多個杠桿構(gòu)件，其具有彎曲部件和在其一側(cè) 的插入空腔；多個展開板，其具有分別連接到杠桿構(gòu)件的插入空腔的一側(cè)以及通過杠桿構(gòu) 件的杠桿運(yùn)動以阻斷單元的中心軸為中心徑向張開的另一側(cè)，以與管道的內(nèi)表面緊密接觸 由此截?cái)喙艿赖膬?nèi)部；以及凸輪構(gòu)件，其具有一側(cè)表面，在該側(cè)表面形成有連接到與杠桿構(gòu) 件一側(cè)相對的另一側(cè)的第一凹槽，該凸輪構(gòu)件具有圓柱形，第三操作軸插入其內(nèi)的第三孔 形成在該圓柱形的中心軸線上，該凸輪構(gòu)件通過第三操作軸將直線運(yùn)動改變?yōu)橐愿軛U構(gòu)件 的另一側(cè)為中心的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，以使展開板張開或收縮。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第三操作軸的外表面螺紋連接到第三孔的內(nèi)表面。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，凸輪構(gòu)件限定第一凹槽并被形成為使得凸輪構(gòu)件的第一斜
面與傳遞單元相鄰，并且面對第一斜面的第二斜面形成一鈍角，以及第一斜面和基本垂直于凸輪構(gòu)件的中心軸的表面形成的第一角大于第二斜面和該表面形成的第二角，且杠桿構(gòu) 件連接到凸輪構(gòu)件使得彎曲部的外側(cè)與第一斜面相鄰。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，阻斷單元還包括端頭主體，其具有與第三孔水平相通的第 四孔，第二凹槽，其用于容納凸輪構(gòu)件的上部或下部，具有一側(cè)開口的圓柱形，端頭蓋板，其 用于覆蓋端頭主體的開口側(cè)并具有向外暴露展開板的圓柱形截面，凸輪構(gòu)件的第一凹槽在 一條狀中形成，端頭蓋板面對端頭主體的一側(cè)具有多個第三凹槽以容納杠桿構(gòu)件，使得杠 桿構(gòu)件之間具有基本相同的距離。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，展開板包括連接部件，其設(shè)置在杠桿構(gòu)件的一側(cè)并連接到
杠桿構(gòu)件的插入空腔，以及側(cè)表面，其具有一端部，該端部具有與管道內(nèi)表面緊密接觸的第
三斜面以及當(dāng)展開板徑向張開時使相鄰的展開板彼此緊密接觸的第四斜面。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，阻斷單元還包括襯墊，其由彈性材料制成并被設(shè)置在展開
板之間以覆蓋展開板之間的空間。 為了實(shí)現(xiàn)第二個目的，本發(fā)明的另一個方面提供一種形成在管道上的旁路形成系 統(tǒng)，其使管道內(nèi)在管道的第一位置和在流體流動方向上與第一位置分開的第二位置之間的 基本在一個方向上流動的流體走旁路。 詳細(xì)地，第一裝置，其設(shè)置在第一位置，并包括，具有一側(cè)開口的圓柱形并通過該 開口側(cè)與第一位置相通的中空型第一框架單元，在第一框架單元內(nèi)沿長度方向移動的第一 傳遞單元，以齒輪方式移動第一傳遞單元的第一驅(qū)動單元，鉸鏈連接到第一傳遞單元一側(cè) 的第一阻斷單元，該第一阻斷單元被設(shè)置成利用第一傳遞單元通過第一框架單元的開口一 側(cè)在第一框架單元和管道的內(nèi)部之間移動，并通過徑向張開或收縮以切斷管道的內(nèi)部，來 將流體的移動路徑從第一位置改變到第一框架單元的內(nèi)部，以及用于以齒輪方式使第一阻 斷單元張開或收縮的第二驅(qū)動單元。 第二裝置，其設(shè)置在管道的第二位置，并包括，具有一側(cè)開口的圓柱形并通過該開
口側(cè)與第二位置相通的中空型第二框架單元，在第二框架單元內(nèi)沿長度方向移動的第二傳
遞單元，以齒輪方式移動第二傳遞單元的第三驅(qū)動單元，鉸鏈連接到第二傳遞單元一側(cè)的
第二阻斷單元，(該第二阻斷單元)被設(shè)置成利用第二傳遞單元通過第二框架單元的開口
一側(cè)在第二框架單元和管道的內(nèi)部之間移動，第二阻斷單元通過徑向的張開或收縮與第二
框架單元的內(nèi)部、管道的第二位置、以及在流體流動方向上與第二位置彼此分開的第三位
置相通以切斷管道內(nèi)部，以及以齒輪方式張開或收縮第二阻斷單元的第四驅(qū)動單元。 旁路管道將連接第一裝置和第二裝置以與第一裝置的第一框架單元和第二裝置
的第二框架單元相通。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第一裝置的第一阻斷裝置設(shè)置成向與管道內(nèi)流體流動的第 一方向基本相反的第二方向延伸，第二裝置的第二阻斷單元向管道內(nèi)流體流動的第一方向 延伸。 如上所述，本發(fā)明的管道流體阻斷裝置在例如水或污水管道，石油管道和天然氣 管道等傳輸流體的管道的更換，轉(zhuǎn)移，維修和維護(hù)作業(yè)期間，能穩(wěn)定地阻擋流體流動。因此， 作業(yè)所需的時間和費(fèi)用能大大降低。
使用根據(jù)本發(fā)明的旁路形成系統(tǒng)500，更換，轉(zhuǎn)移，維修管道的作業(yè)能無需中斷管 道內(nèi)流動的流體而容易實(shí)現(xiàn)。因此，由于通過這種作業(yè)無需中斷水或天然氣，而能使水或天降到最低。


圖1和圖14是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的管道流體流動阻斷裝置示意2是詳細(xì)示出了圖1中的第一驅(qū)動單元的局部放大視圖；圖3是示出了圖1中的傳遞單元的下部部分的局部放大視圖；圖4是示出了圖1中的阻斷單元的截面視圖；圖5是示出了圖1中的阻斷單元的透視圖；圖6是示意性地示出了圖4中的杠桿構(gòu)件和展開板的透視圖；圖7是示出了圖4中的端頭主體的截面視圖；圖8是示出了圖4中的端頭主體的仰視圖；圖9是示出了圖4中的端頭蓋板的截面視圖；圖10是示出了圖4中的端頭蓋板的仰視圖；圖11示出了圖5中的展開板展開的狀態(tài)的仰視圖；圖12是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的旁路形成系統(tǒng)的示意圖；圖13是示出了圖12中的旁路形成系統(tǒng)的平面視圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的管道流體阻斷裝置及使用相同裝置的旁路形成系統(tǒng)將結(jié)合
附圖描述。然而，本發(fā)明不僅限于以下實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)不脫
離本發(fā)明的技術(shù)精神作出各種修改。在圖紙中，各零件的尺寸為了清晰被擴(kuò)大。在本發(fā)明
的，如果聲稱一個零件形成在另一個零件的"之上"，"上方"或"下方"，"的其他組成部分"，
這意味著一個零件形成在另一個零件的上方或下方，并且還有一個額外的零件可能位于另
一零件之上。此外，如果通過"第一"，"第二"，"第三"，"第四"和/或"第五"等術(shù)語來表明
各個零件不是為了限定這些零件，僅僅是為了區(qū)分各零件。因此，術(shù)語"第一"，"第二"，"第
三"，"第四"和/或"第五"可以有選擇地或交替用于各零件。
圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的管道流體阻斷裝置示意圖。 參考圖l，管道流體流動阻斷裝置100包括框架單間110，傳遞單元120，其可在框
架單元110內(nèi)移動，第一驅(qū)動單元130，其用于移動傳遞單元120，阻斷單元140，其鉸鏈鏈接
到傳遞單元的一側(cè)并徑向張開或收縮以切斷管道10的內(nèi)部，以及第二驅(qū)動單元140，用于
使阻斷單元160徑向張開或收縮。 首先，利用一個預(yù)定的沖壓設(shè)備(未顯示)在管道10形成一開口 12。將流體流動
阻斷在管道10的兩側(cè)，其是管道10的更換、轉(zhuǎn)移或維修作業(yè)的目標(biāo)，該作業(yè)在阻斷部分實(shí)
現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的管道流體流動阻斷裝置ioo被插入到形成兩個位置的每個開口以
阻斷流體流動，并且該裝置100可以安裝在一個位置或兩個或更多位置。 框架單元110具有一側(cè)開口的中空的圓柱形?？蚣軉卧?10的一側(cè)被連接成使得
框架單元110的內(nèi)部與管道10相通。例如，框架單元110可以如圖1所示的基本垂直地設(shè)
置在管道10上。本發(fā)明的流體流動阻斷裝置110被描述為垂直連接管道10。 傳遞單元120可以為圓柱形以在框架單元110內(nèi)輕松地移動。由于阻斷單元160
8連接到傳遞單元120的一側(cè)，傳遞單元120基本能傳遞阻斷單元160，當(dāng)其通過第一驅(qū)動單 元130上下移動時也能吸收震動，還能作為一個框架，在該框架內(nèi)安裝有第二驅(qū)動單元140 上的一些零件并傳遞動力至阻斷單元160。 例如，傳遞單元120可以為一圓柱形，并可以包括，一在其長度方向上貫穿的第一 孔122并且其內(nèi)表面具有形成在其上的螺紋，或者一具有第一孔122的第一傳動軸。第一孔 122可被設(shè)置在形成在框架單元110的長度方向上的中心軸線上。第一螺旋形操作軸132 插入到第一傳遞單元120的第一孔122內(nèi)，并且第一傳遞單元120通過第一孔122螺紋連 接至第一操作軸132。因此，當(dāng)?shù)谝徊僮鬏S132沿一方向旋轉(zhuǎn)，傳遞單元120上下移動。
圖2是詳細(xì)示出了圖1中的第一驅(qū)動單元的局部放大視圖。 參考圖1和圖2，第一操作軸132通過來自設(shè)置在框架單元IIO—側(cè)的第一扭矩 供應(yīng)部件134a的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力旋轉(zhuǎn)。減速電機(jī)可以用作第一扭矩供應(yīng)部件134a。在基本垂 直的方向上設(shè)置在第一操作軸132上第一傳動軸136可以連接到框架單元110的一側(cè)。此 時，第一傳動軸136優(yōu)選連接到與第一扭矩供應(yīng)部件134a分開設(shè)置的第二扭矩供應(yīng)單元 134b。在此，第二扭矩供應(yīng)單元134b優(yōu)選包括一用于手動旋轉(zhuǎn)第一傳動軸136的把手。第 一錐齒輪138a和138b可以分別安裝在第一傳動軸136和第一操作軸132。第二扭矩供應(yīng) 部件134b的扭矩可以通過第一傳動軸136和第一錐齒輪138a和138b傳遞至第一操作軸 132。 如上所述，第一驅(qū)動單元130的第一操作軸132優(yōu)選配置成可選擇地被第一扭矩 供應(yīng)部件134a和第二扭矩供應(yīng)部件134b驅(qū)動。用于選擇性地連接第一扭矩供應(yīng)部件134a 和第二扭矩供應(yīng)部件134b到第一操作軸142的離合器工具133可以設(shè)置在框架單元110 的一側(cè)。相反，離合器工具133可以設(shè)置成連接第一操作軸132到第一扭矩供應(yīng)部件134a 或?qū)⒌谝徊僮鬏S132與第一扭矩供應(yīng)部件134a分離。此時，不論離合器工具133為何操 作，第一操作軸132與第一傳動軸136連接。因此，當(dāng)?shù)谝慌ぞ毓?yīng)部件134a損壞或不能 正常工作，其可以通過使用離合器工具133用第二扭矩供應(yīng)部件134b替換。為了提高工作 效率，第一和第二扭矩供應(yīng)部件134也可以交替使用。 回到圖1，與第一孔122分離的在傳遞單元120的長度方向上延伸的第二孔124或 者具有第二孔124的第二傳動軸可以形成在傳遞單元120的內(nèi)部。第二驅(qū)動單元140包括 第三扭矩供應(yīng)部件142，第二操作軸141和146，第三操作軸148，和第二錐齒輪147.
例如，第三扭矩供應(yīng)部件與第一和第二扭矩供應(yīng)部件134a和134b分離安裝并為 第二操作軸141和146提供扭矩。第三扭矩供應(yīng)部件142可以以電動或手動方式操作，并 且如果其以手動方式操作，類似第二扭矩供應(yīng)部件142優(yōu)選使用一個把手，通過該把手一 控制器可以適當(dāng)?shù)目刂妻D(zhuǎn)數(shù)。第二操作軸141和146插入到第二孔124并連接到傳遞單元 120。第三操作軸148設(shè)置在阻斷單元160內(nèi)低于第二操作軸141和146以使阻斷單元160 張開或收縮。 圖3是示出了圖1中的傳遞單元的下部部分的局部放大視圖；圖4和圖5分別是 是示出了圖1中的阻斷單元的截面視圖和透視圖。 參考圖3，第二操作軸可設(shè)置為，上部第二操作軸141以及與其具有不同中心軸并 且連接到錐齒輪147的第三傳動軸146。此時，第二驅(qū)動單元140優(yōu)選包括一直齒輪部件 145，用于傳遞第二上部操作軸141的扭矩到第三傳動軸146。
此外，第二上部操作軸141優(yōu)選包括，比如，傳遞心軸，如圖14所示，其具有的不同 的直徑和其間的階梯部。例如，即使未詳細(xì)示出，第二上部操作軸可以包括第一心軸141a， 其通過鍵連接到直齒輪部件145的渦輪，并且旋轉(zhuǎn)以驅(qū)動直齒輪部件145，第二心軸141b， 其通過鍵連接到第二操作軸141的內(nèi)部以執(zhí)行旋轉(zhuǎn)和前后傳遞。第二上部操作軸根據(jù)實(shí)際 型號，可以包括心軸141a，141b和141c三個階梯或更多階梯。 此外，參考圖3和圖5，阻斷單元160可以可旋轉(zhuǎn)地鉸接到傳遞單元120的一側(cè)。例 如，在傳遞單元120的一側(cè)，第一連接組件152可以突出狀形成，該連接組件152具有旋轉(zhuǎn) 軸156插入其內(nèi)的第一開口 153。此外，在面對傳遞單元120的阻斷單元160的一側(cè)，第二 連接組件154可以突出狀形成，該連接組件154具有與第一開口 153對應(yīng)的第二開口 155。 也就是說，第一連接組件152和第二連接組件154以鉸鏈連接并以插入第一和第二開口 153 和155的旋轉(zhuǎn)軸15為中心可旋轉(zhuǎn)。 回到圖1至圖5，第二操作軸141和146以及第三操作軸148可以通過第二錐齒輪 147a、 147b和147c連接。這里，第二錐齒輪147a、 147b和147c優(yōu)選安裝在阻斷單元160的 鉸鏈連接部150，并且傳遞單元120具有與旋轉(zhuǎn)軸15同樣的心軸。因?yàn)榧词棺钄鄦卧?60 傾向于在管道10內(nèi)的左側(cè)和右側(cè)旋轉(zhuǎn)，由于旋轉(zhuǎn)軸156的心軸不會轉(zhuǎn)向，所以第二操作軸 141和146的扭矩能通過第二錐齒輪147a、147b和147c穩(wěn)定地傳遞至第三操作軸148，如 圖14所示。 例如，如附圖所示，第二上部錐齒輪147a和第二下部錐齒輪147c可以錐齒輪連 接，并且以第二操作軸的第三傳動軸146和第三操作軸之間的第二中間錐齒輪147b為中 心。同時，如果使用第二驅(qū)動單元140，為了作業(yè)便利，優(yōu)選安裝一個用于監(jiān)測第三扭矩供應(yīng) 部件142的轉(zhuǎn)數(shù)的測量部件。 同時，參考圖2，以實(shí)際上垂直的方向設(shè)置在連接到第二扭矩供應(yīng)部件142的第二 操作軸141的第二傳動軸143可以連接到框架單元110的一側(cè)。第三錐齒輪144a和144b 可以分別安裝到第二傳動軸143和第二操作軸141。因此，第三扭矩供應(yīng)單元142的扭矩能 通過第二傳動軸143和第三錐齒輪144a和144b傳遞至第二操作軸141。
其次，阻斷單元160將結(jié)合圖4和圖5詳細(xì)描述。阻斷單元160可以包括多個杠 桿構(gòu)件176，多個展開板178，其在杠桿構(gòu)件176的作用下徑向張開以切斷管道10的內(nèi)部， 以及凸輪構(gòu)件170，其通過將杠桿構(gòu)件176的直線運(yùn)動改變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動而使展開板178張開 或收縮。 具體而言，凸輪構(gòu)件170具有圓柱形，在其上一第三孔172形成在中心軸線上，在 第三孔172內(nèi)插入有第三操作軸148，該凸輪構(gòu)件170通過第三操作軸148沿中心軸執(zhí)行直 線運(yùn)動。例如，即使圖中未示出，凸輪構(gòu)件170的直線運(yùn)動可以通過第三操作軸148和第三 孔172的螺紋連接而實(shí)現(xiàn)。也就是說，凸輪構(gòu)件通過第三操作軸148的旋轉(zhuǎn)而前后移動。同 時，第一凹槽174形成在凸輪構(gòu)件174的一側(cè)圓周。杠桿構(gòu)件的一側(cè)連接到第一凹槽174， 使得凸輪構(gòu)件170的直線運(yùn)動改變?yōu)橐砸粋?cè)為中心旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。 例如，凸輪構(gòu)件170限定第一凹槽174，并包括相鄰于鉸鏈連接部150的第一斜面 174a，以及面對第一斜面174a的第二斜面174b。優(yōu)選地，第一斜面174a和第二斜面174b 形成一銳角，并且第一斜面174a和基本垂直于凸輪構(gòu)件170的中心軸的表面形成的角度大 于第二斜面174b和該表面形成的角度。因此，當(dāng)杠桿構(gòu)件176連接到凸輪構(gòu)件170使得突出部176a的外側(cè)相鄰于第一斜面174a，杠桿構(gòu)件176的旋轉(zhuǎn)角度能通過凸輪構(gòu)件170的向 前移動而充分形成。 圖6是示意性地示出了圖4中的杠桿構(gòu)件和展開板的透視圖，圖7和圖8是示出 了圖4中的端頭主體的截面視圖和仰視圖，以及圖9和圖10是示出了圖4中的端頭蓋板的 截面視圖和仰視圖。 參考圖4和圖6，在阻斷單元160內(nèi)，端頭主體164和凸輪構(gòu)件170通過第三次操 作軸148連接到鉸鏈連接部150的下部。例如，端頭主體164包括水平地與第三孔172相 通的第四孔162，以及容納凸輪構(gòu)件170下部的第二凹槽166，端頭主體為下部開口的圓柱 形。多個杠桿構(gòu)件176可旋轉(zhuǎn)地連接在端頭主體164和端頭蓋板168之間。杠桿構(gòu)件176 插入到凸輪構(gòu)件170的第一凹槽174內(nèi)。 杠桿構(gòu)件176具有彎曲部176a，以及形成在其一端的插入空腔176c。單軸176b形 成在杠桿構(gòu)件的插入空腔176c形成的那一端。展開板178連接到杠桿構(gòu)件176，襯墊(未 示出)安裝在端頭蓋板168上。同時，一引導(dǎo)組件190可以包括，例如，兩個滾輪，阻斷單元 160的彎曲方向的滾輪優(yōu)選設(shè)置地比另一滾輪更突出。 更詳細(xì)，端頭主體164可以具有一如圖7所示的向下突出預(yù)定厚度的圓形邊緣的 形狀。此外，如圖8所示，端頭主體164形成為使得多個杠桿支撐突起164a沿邊緣以基本 相同的距離設(shè)置。同時，第三凹槽164b形成在端頭主體164的每個杠桿支撐突起164a上。
端頭蓋板168具有如圖9所示的沿圓形邊緣向上突出的形狀，第二杠桿支撐突起 168a如圖10的平面視圖所示沿圓形邊緣形成。 回到圖6和圖9，杠桿構(gòu)件176位于端頭主體164和端頭蓋板168之間，也就是， 彼此相鄰的第一和第二杠桿支撐突起164a和168a之間的每個空間。即，杠桿構(gòu)件176在 一平面上徑向設(shè)置。每個杠桿構(gòu)件176的單軸176b可以通過被端頭蓋板168的第二杠桿 支撐突起168a的第四凹槽168b的內(nèi)部握住而被支撐。因此，每個杠桿構(gòu)件176通過單軸 176b固定在端頭主體164和端頭蓋板168之間，但是，由于其是位于形成在第一和第二杠桿 支撐突起164a和168a之間的空間，因此，它能以單軸176b為中心旋轉(zhuǎn)。
同時，參考圖6，連接部件178c，其是展開板178的一個軸，設(shè)置為插入到杠桿構(gòu)件 176的插入空腔176c中。展開板178具有第三斜面178a，使得展開板的外部在如圖14所 示的展開板張開時，能緊密與管道10的內(nèi)表面接觸。同時，如圖11所示，展開板178進(jìn)一 步包括第四斜面178b，使得相鄰的展開板的側(cè)表面在展開板張開時能彼此緊密接觸。因此， 當(dāng)展開板178基本上完全張開時，流動在管道中的流體的流動能被有效阻斷。
圖11示出了圖5中的展開板展開的狀態(tài)的仰視圖。 參考圖ll，優(yōu)選設(shè)置一用于覆蓋相鄰展開板178間的微小空間的由彈性材料制成 的襯墊180以改善阻斷效率。例如，襯墊180可以為一盤形，并通過比如螺釘?shù)倪B接組件 182連接到展開板178。對應(yīng)于連接組件182的連接孔178d形成在展開板上。此外，襯墊 180需要形成為當(dāng)展開板178完全地展開時能完全地關(guān)閉管道10的內(nèi)表面和展開板178間 的微小空間。因此，襯墊180優(yōu)選具有比展開板178更長的長度。 圖12是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的旁路形成系統(tǒng)的示意圖，圖13是示出了圖 12中的旁路形成系統(tǒng)的平面視圖。 參考圖13，我們假設(shè)流體在管道內(nèi)基本上沿一個方向I流動。根據(jù)本發(fā)明的旁路
11形成系統(tǒng)5000包括一用于在管道20的第一位置PI阻斷管道內(nèi)流體流動的第一裝置200。 此外，第二裝置300與第一裝置200面對地安裝在流體流動的方向I上與第一位置PI分開 的管道20的第二位置P2上。旁路管道400設(shè)置為連接到第一裝置200和第二裝置300。
在這里，對于第一和第二裝置200和300重要的是，在不中斷流體流動的情況下， 切斷第一位置PI和第二位置P2之間的管道20的一部分。第一裝置200，旁路管道400和 第二裝置300的內(nèi)部均與管道20相通，使得從管道20左邊來的流體通過第一裝置200，旁 路管道400和第二裝置300走旁路。 例如，第一裝置100具有一端開口的圓柱形并包括一中空型的第一框架單元210， 在框架單元210內(nèi)開口的一端與第一位置相通，第一傳遞單元220，其能在第一框架單元 210的內(nèi)部在長度方向上移動，以及第一驅(qū)動單元230，其通過使用齒輪方式移動第一傳遞 單元220。 第一裝置100的第一阻斷單元260鉸鏈連接到第一傳遞單元230的一側(cè)，被設(shè)置 成利用第一傳遞單元210通過第一框架單元210的開口一側(cè)在第一框架單元210和管道20 的內(nèi)部之間移動，并被徑向張開或收縮以關(guān)閉管道20的內(nèi)部，來將流體的移動路徑從第一 位置Pl改變到第一框架單元210的內(nèi)部。 同時，第二裝置300安裝在管道20的第二位置P2，具有一側(cè)開口的圓柱形，并包括 一中空型的第二框架單元310，在第二框架單元310內(nèi)開口的一端與第二位置相通，第二傳 遞單元320，其能在第二框架單元310的內(nèi)部在長度方向上移動，以及第三驅(qū)動單元330，其 通過使用齒輪方式移動第二傳遞單元320。 第二阻斷單元360鉸鏈連接到第二傳遞單元330的一側(cè)，被設(shè)置成利用第二傳遞 單元310通過第二框架單元310的開口一側(cè)在第一框架單元310和管道20的內(nèi)部之間移 動，并被徑向張開或收縮以關(guān)閉管道20的內(nèi)部。也就是說，第二阻斷單元360與第二框架 單元310的內(nèi)部，管道20的第二位置P2，以及在流體流動方向上與第二位置彼此分開的第 三位置P 3相通。第四驅(qū)動單元340以齒輪方式操作使第二阻斷單元360張開或收縮。
同時，旁路管道400被連接以使第一裝置200的中空型第一框架單元210與第二 裝置300的第二框架單元310相通。上述部分與本發(fā)明的流體阻斷裝置100的管道相類似 或相同，其已結(jié)合圖1-圖ll和圖14被描述，因此關(guān)于它們的詳細(xì)說明略去。
在此，第一裝置200的第一阻斷單元260連接到第一鉸鏈連接部250，以向第二方 向II張開，該第二方向與管道20內(nèi)流體流動的第一方向I基本相反。類似地，第二裝置 300的第二阻斷單元360必須連接到第二鉸鏈連接部250 —向管道20內(nèi)流體流動的第一方 向I張開。 如果將第一裝置200與本發(fā)明的流體流動阻斷裝置100相比較，第一阻斷單元260
的第一展開板278的張開方向與流體流動阻斷裝置100的展開板178的張開方向相反。此
外，第一傳遞單元220形成一個不同于流體流動阻斷裝置120的流體移動的空間。 同時，在第一和第二裝置200和300中，可以進(jìn)一步包括用于在橫截面方向上打開
或關(guān)閉第一和第二框架單元210和310的第一和第二關(guān)閉組件205和305。 使用如上述結(jié)構(gòu)的旁路形成系統(tǒng)500，用于管道的替換，轉(zhuǎn)移和維修的作業(yè)能夠無
需中斷管道內(nèi)流動的流體而容易地實(shí)現(xiàn)。因此，由于利用這個作業(yè)水和氣不會中斷，也不會
發(fā)生由于水或氣供應(yīng)中斷而導(dǎo)致的社會損失。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例在本說明書和附圖中已被披露。即使使用了特定的術(shù)語，這 些使用的術(shù)語作為總的思想以方便地傳達(dá)或幫助理解本發(fā)明的技術(shù)，而并非意在限制本發(fā) 明的范圍。除了這里披露的實(shí)施例，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員能在本發(fā)明技術(shù)核心 的基礎(chǔ)上作出修改。 本發(fā)明的管道流體阻斷裝置能方便地用在傳輸像水或污水管道，天然氣管道或石 油管道的更換、轉(zhuǎn)移或維修的作業(yè)期間的阻斷流體流動的作業(yè)中。
權(quán)利要求
一種管道流體流動阻斷裝置，包括中空框架單元，其具有一側(cè)開口的圓柱形并被連接到一管道以在一側(cè)與該管道相通；傳遞單元，其用于在框架單元內(nèi)部在框架單元的長度方向上移動；第一驅(qū)動單元，其用于利用齒輪方式移動傳遞單元；阻斷單元，其被鉸鏈連接到傳遞單元的一側(cè)，被設(shè)置成利用傳遞單元通過框架單元的開口一側(cè)在框架單元和管道內(nèi)部之間移動，并被徑向張開或收縮以切斷管道的內(nèi)部；以及第二驅(qū)動單元，用于以齒輪方式實(shí)現(xiàn)阻斷單元的張開或收縮。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道流體流動阻斷裝置，其中傳遞單元具有在傳遞單元長度方向延伸的第一孔，以及形成在其內(nèi)表面的螺紋。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的管道流體流動阻斷裝置，其中第一驅(qū)動單元包括螺紋形式的第一操作軸，其在框架單元的長度方向上延伸并插入到傳遞單元的第一孔內(nèi)以通過螺紋連接來移動傳遞單元；以及第一扭矩供應(yīng)部件，其用于旋轉(zhuǎn)第一操作軸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的管道流體流動阻斷裝置，其中第一扭矩供應(yīng)部件包括減速電機(jī)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的管道流體流動阻斷裝置，其中第一驅(qū)動單元包括第二扭矩供應(yīng)部件，其與第一扭矩供應(yīng)部件分開設(shè)置；第一傳動軸，其連接到第二扭矩供應(yīng)部件并設(shè)置在與第一操作軸垂直的方向；以及第一錐齒輪，其用于連接第一傳動軸和第一操作軸，并將第二扭矩供應(yīng)部件產(chǎn)生的扭矩通過第一傳動軸傳遞至第一操作軸。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的管道流體流動阻斷裝置，還包括，離合器工具，其被連接到第一操作軸并將第一操作軸與第一扭矩供應(yīng)部件連接或分離。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的管道流體流動阻斷裝置，其中傳遞單元的第一孔和第一操作軸設(shè)置在形成于框架單元的長度方向上的中心軸線上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的管道流體流動阻斷裝置，其中傳遞單元具有與第一孔分開并在傳遞單元的長度方向延伸的第二孔。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的管道流體流動阻斷裝置，其中第二驅(qū)動單元包括第三扭矩供應(yīng)部件，其用于提供扭矩；第二操作軸，其連接到第三扭矩供應(yīng)部件并插入到傳遞單元的第二孔內(nèi)以連接到傳遞單元；第三操作軸，其設(shè)置在阻斷單元內(nèi)以驅(qū)動阻斷單元；以及第二錐齒輪，其設(shè)置在阻斷單元和傳遞單元的鉸鏈連接部件并將第二操作軸的扭矩傳動至第三操作軸。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的管道流體流動阻斷裝置，其中第二驅(qū)動單元包括第二傳動軸，其設(shè)置在第二操作軸的垂直方向并延伸到框架單元的一外面部分；第三錐齒輪，其將第二傳動軸和第二操作軸連接并通過第二傳動軸將第三扭矩供應(yīng)部件的扭矩傳動至第二操作軸。
11. 根據(jù)權(quán)利要求io所述的管道流體流動阻斷裝置，其中第三扭矩供應(yīng)部件具有一連接到第二傳動軸的把手。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述管道流體流動阻斷裝置，其中第二驅(qū)動單元包括 第三操作軸，其具有與第二操作軸不同的中心軸并設(shè)置成與第三錐齒輪連接；以及 直齒輪，其用于將第二操作軸的扭矩傳動到第三傳動軸。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的管道流體流動阻斷裝置，其中第三操作軸與形成在框架單 元長度方向的中心軸分開。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的管道流體流動阻斷裝置，還包括， 測量工具，其連接到第三扭矩供應(yīng)部件并檢測第二操作軸的轉(zhuǎn)數(shù)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的管道流體流動阻斷裝置，其中阻斷單元包括 多個杠桿構(gòu)件，其具有彎曲部件和在其一側(cè)的插入空腔；多個展開板，其具有分別連接到杠桿構(gòu)件的插入空腔的一側(cè)以及通過杠桿構(gòu)件的杠桿 運(yùn)動以阻斷單元的中心軸為中心徑向張開的另一側(cè)，以與管道的內(nèi)表面緊密接觸由此截?cái)?管道的內(nèi)部；以及凸輪構(gòu)件，其具有一側(cè)表面，在該側(cè)表面形成有連接到與杠桿構(gòu)件一側(cè)相對的另一側(cè) 的第一凹槽，該凸輪構(gòu)件具有圓柱形，第三操作軸插入其內(nèi)的第三孔形成在該圓柱形的中 心軸線上，該凸輪構(gòu)件通過第三操作軸將直線運(yùn)動改變?yōu)橐愿軛U構(gòu)件的另一側(cè)為中心的旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動，以使展開板張開或收縮。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的管道流體流動阻斷裝置，其中第三操作軸的外表面螺紋連 接到第三孔的內(nèi)表面。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的管道流體流動阻斷裝置，其中凸輪構(gòu)件限定第一凹槽并被 形成為使得凸輪構(gòu)件的第一斜面與傳遞單元相鄰，并且面對第一斜面的第二斜面形成一鈍 角，以及第一斜面和基本垂直于凸輪構(gòu)件的中心軸的表面形成的第一角大于第二斜面和該 表面形成的第二角，且杠桿構(gòu)件連接到凸輪構(gòu)件使得彎曲部的外側(cè)與第一斜面相鄰。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的管道流體流動阻斷裝置，其中阻斷單元還包括一端頭主體，其具有與第三孔水平相通的第四孔，第二凹槽，其用于容納凸輪構(gòu)件的上部或下部，具 有一側(cè)開口的圓柱形，端頭蓋板，其用于覆蓋端頭主體的開口側(cè)并具有向外暴露展開板的 圓柱形截面，凸輪構(gòu)件的第一凹槽在一條狀中形成，端頭蓋板面對端頭主體的一側(cè)具有多個第三凹 槽以容納杠桿構(gòu)件，使得杠桿構(gòu)件之間具有基本相同的距離。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的管道流體流動阻斷裝置，其中展開板包括連接部件，其設(shè)置在杠桿構(gòu)件的一側(cè)并連接到杠桿構(gòu)件的插入空腔，以及側(cè)表面，其具 有一端部，該端部具有與管道內(nèi)表面緊密接觸的第三斜面以及當(dāng)展開板徑向張開時使相鄰 的展開板彼此緊密接觸的第四斜面。
20. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的管道流體流動阻斷裝置，其中阻斷單元還包括襯墊，其由 彈性材料制成并被設(shè)置在展開板之間并覆蓋展開板之間的空間。
21. —種形成在管道上的旁路形成系統(tǒng)，其使管道內(nèi)在管道的第一位置和在流體流動 方向上與第一位置分開的第二位置之間的基本在一個方向上流動的流體走旁路，包括，第一裝置，其設(shè)置在第一位置，并包括具有一側(cè)開口的圓柱形并通過該開口側(cè)與第一位置相通的中空型第一框架單元，在第一框架單元內(nèi)沿長度方向移動的第一傳遞單元，以 齒輪方式移動第一傳遞單元的第一驅(qū)動單元，鉸鏈連接到第一傳遞單元一側(cè)的第一阻斷單 元，該第一阻斷單元被設(shè)置成利用第一傳遞單元通過第一框架單元的開口一側(cè)在第一框架 單元和管道的內(nèi)部之間移動，并通過徑向張開或收縮以切斷管道的內(nèi)部，來將流體的移動 路徑從第一位置改變到第一框架單元的內(nèi)部，以及用于以齒輪方式使第一阻斷單元張開或 收縮的第二驅(qū)動單元；第二裝置，其設(shè)置在管道的第二位置，并包括，具有一側(cè)開口的圓柱形并通過該開口側(cè) 與第二位置相通的中空型第二框架單元，在第二框架單元內(nèi)沿長度方向移動的第二傳遞單 元，以齒輪方式移動第二傳遞單元的第三驅(qū)動單元，鉸鏈連接到第二傳遞單元一側(cè)的第二 阻斷單元，該第二阻斷單元被設(shè)置成利用第一傳遞單元通過第二框架單元的開口一側(cè)在第 二框架單元和管道的內(nèi)部之間移動，第二阻斷單元通過徑向的張開或收縮與第二框架單元 的內(nèi)部、管道的第二位置、以及在流體流動方向上與第二位置彼此分開的第三位置相通以 切斷管道內(nèi)部，以及以齒輪方式張開或收縮第二阻斷單元的第四驅(qū)動單元；以及旁路管道，用于連接第一裝置和第二裝置以與第一裝置的第一框架單元和第二裝置的 第二框架單元相通。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的旁路形成系統(tǒng)，其中第一裝置的第一阻斷裝置設(shè)置成向與 管道內(nèi)流體流動的第一方向基本相反的第二方向延伸，第二裝置的第二阻斷單元向管道內(nèi) 流體流動的第一方向延伸。
全文摘要
在管道流體流動阻斷裝置中，中空的框架單元具有一側(cè)開口的圓柱形并連接到管道以與管道相通。傳遞單元在框架單元內(nèi)沿框架單元的長度方向移動。第一驅(qū)動單元以齒輪方式移動傳遞單元。阻斷單元以鉸鏈連接到傳遞單元的一側(cè)，其被設(shè)置成利用傳遞單元通過框架單元的開口一側(cè)在框架單元和管道內(nèi)部之間移動，并徑向張開或收縮以切斷管道的內(nèi)部。第二驅(qū)動單元使阻斷單元張開或收縮。因此，由于阻斷單元以齒輪方式張開，對管道內(nèi)的極高壓流體的阻力得到很大改善，因此能更穩(wěn)定地切斷管道內(nèi)部。
文檔編號F16L55/18GK101796342SQ200880024972
公開日2010年8月4日 申請日期2008年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月16日
發(fā)明者宋基皓, 宋明燮 申請人:啟明工程有限公司