流体阻断装置及用该装置形成旁路的方法

专利名称：流体阻断装置及用该装置形成旁路的方法
技术领域：
本发明涉及用于阻断流过管道的流体的流动的管道流体阻断装置及使用该装置
的旁路形成系统，尤其涉及一种在例如水或污水管道，石油管道和天然气管道的管道的更 换，转移，维修和维护作业期间，用于暂时且稳定地阻挡流过管道的流体流动的管道流体阻 断装置，以及使用该装置的旁路形成系统。
背景技术：
通常，像例如水，石油和天然气对人类生活必不可少的流体是通过管道机械地从 生产区传送到其目的地。例如，大量的水和污水管道安装在社区下方。为了更换，转移，维 修和维护老化或漏水的管道，必须首先在大范围地区暂停供水。 例如，当在某地区的水管道老化，为替换老化的水管道，阻断通至地区的主阀门。 为此，连接到该主阀的整个区域都遭受长期供水中断造成的不便，这样全区内居民有大的 损失。 为了解决上述问题，美国专利号第4， 458， 721 (Yie等)和第5， 462， 077号(Cohen 等)披露使用类似气囊的消耗性的工具的装置用于暂时阻止流动在管道中的流体。在美国 专利号第4， 458， 721和第5， 462， 077号披露的装置的气囊的耐久性低而可能爆裂，所以就 有对阻塞高压流体的限制条件。因此，这种装置只能限制性地用在流体压力低的小口径管 道中。 为了克服上述问题，本发明的申请人在韩国专利公开号第2007-34919和韩国专 利号第728766提出一种用于径向张开的由金属制成的展开板(以阻止管道中的流体的装 置和方法。然而，当切断在低处的管道或大口径的管道时，施加到展开板的流体压力会高 达3kg/cm2至约20kg/cm2。在这种情形下，如果展开板在高压下瞬时展开撞击管道内表面， 内部管道就有可能爆裂。此外，当管道被展开板瞬时关闭时，管道内部会产生一个强大的旋 涡，从而损坏管道内部。

发明内容
本发明的第一个目的是提供一种流体阻断装置，其能阻断管道内部的高压流体的 流动。 本发明的第二个目的是提供一个使用上述装置的旁路形成系统。 为实现第一个目的，本发明的一个方面提供一种管道流体流动阻断装置，包括中
空框架单元，其具有一侧开口的圆柱形并被连接到管道以在一侧与该管道相通；传递单元，
其用于在框架单元内部在框架单元的长度方向上移动；第一驱动单元，其用于利用齿轮方
式移动传递单元；阻断单元，其被铰链连接到传递单元的一侧，被设置成利用传递单元通过
框架单元的开口一侧在框架单元和管道内部之间移动，并被径向张开或收縮以切断管道的
内部；以及第二驱动单元，用于以齿轮方式实现阻断单元的张开或收縮。 根据本发明的实施例，传递单元具有在传递单元长度方向延伸的第一孔，以及形成在其内表面的螺纹。 根据本发明的实施例，第一驱动单元包括，螺纹形式的第一操作轴，其在框架单元 的长度方向上延伸并插入到传递单元的第一孔内以通过螺纹连接来移动传递单元；以及第 一扭矩供应部件，其用于旋转第一操作轴。 根据本发明的实施例，第一扭矩供应部件包括减速电机。 根据本发明的实施例，第一驱动单元包括第二扭矩供应部件，其与第一扭矩供应 部件分开设置；第一传动轴，其连接到第二扭矩供应部件并设置在与第一操作轴垂直的方 向；以及第一锥齿轮，其用于连接第一传动轴和第一操作轴，并将第二扭矩供应部件产生的 扭矩通过第一传动轴传递至第一操作轴。 根据本发明的实施例，管道流体流动阻断还包括离合器工具，其被连接到第一操 作轴并将第一操作轴与第一扭矩供应部件连接或分离。 根据本发明的实施例，传递单元的第一孔和第一操作轴设置在形成于框架单元的 长度方向上的中心轴线上。 根据本发明的实施例，传递单元具有与第一孔分开并在传递单元的长度方向延伸 的第二孔。 根据本发明的实施例，第二驱动单元包括第三扭矩供应部件，其用于提供扭矩；第 二操作轴，其连接到第三扭矩供应部件并插入到传递单元的第二孔内以连接到传递单元； 第三操作轴，其设置在阻断单元内以驱动阻断单元；以及第二锥齿轮，其设置在阻断单元和 传递单元的铰链连接部件并将第二操作轴的扭矩传动至第三操作轴。 根据本发明的实施例，第二驱动单元包括第二传动轴，其设置在第二操作轴的垂
直方向并延伸到框架单元的一外面部分；第三锥齿轮，其将第二传动轴和第二操作轴连接
并通过第二传动轴将第三扭矩供应部件的扭矩传动至第二操作轴。 根据本发明的实施例，第三扭矩供应部件具有一连接到第二传动轴的把手。 根据本发明的实施例，第二驱动单元包括第三操作轴，其具有与第二操作轴不同 的中心轴并设置成与第三锥齿轮连接；以及直齿轮，其用于将第二操作轴的扭矩传动到第
三传动轴。 根据本发明的实施例，第三操作轴与形成在框架单元长度方向的中心轴分开。
根据本发明的实施例，管道流体流动阻断装置还包括，测量工具，其连接到第三扭 矩供应部件并检测第二操作轴的转数。 根据本发明的实施例，阻断单元包括多个杠杆构件，其具有弯曲部件和在其一侧 的插入空腔；多个展开板，其具有分别连接到杠杆构件的插入空腔的一侧以及通过杠杆构 件的杠杆运动以阻断单元的中心轴为中心径向张开的另一侧，以与管道的内表面紧密接触 由此截断管道的内部；以及凸轮构件，其具有一侧表面，在该侧表面形成有连接到与杠杆构 件一侧相对的另一侧的第一凹槽，该凸轮构件具有圆柱形，第三操作轴插入其内的第三孔 形成在该圆柱形的中心轴线上，该凸轮构件通过第三操作轴将直线运动改变为以杠杆构件 的另一侧为中心的旋转运动，以使展开板张开或收縮。 根据本发明的实施例，第三操作轴的外表面螺纹连接到第三孔的内表面。 根据本发明的实施例，凸轮构件限定第一凹槽并被形成为使得凸轮构件的第一斜
面与传递单元相邻，并且面对第一斜面的第二斜面形成一钝角，以及第一斜面和基本垂直于凸轮构件的中心轴的表面形成的第一角大于第二斜面和该表面形成的第二角，且杠杆构 件连接到凸轮构件使得弯曲部的外侧与第一斜面相邻。 根据本发明的实施例，阻断单元还包括端头主体，其具有与第三孔水平相通的第 四孔，第二凹槽，其用于容纳凸轮构件的上部或下部，具有一侧开口的圆柱形，端头盖板，其 用于覆盖端头主体的开口侧并具有向外暴露展开板的圆柱形截面，凸轮构件的第一凹槽在 一条状中形成，端头盖板面对端头主体的一侧具有多个第三凹槽以容纳杠杆构件，使得杠 杆构件之间具有基本相同的距离。 根据本发明的实施例，展开板包括连接部件，其设置在杠杆构件的一侧并连接到
杠杆构件的插入空腔，以及侧表面，其具有一端部，该端部具有与管道内表面紧密接触的第
三斜面以及当展开板径向张开时使相邻的展开板彼此紧密接触的第四斜面。 根据本发明的实施例，阻断单元还包括衬垫，其由弹性材料制成并被设置在展开
板之间以覆盖展开板之间的空间。 为了实现第二个目的，本发明的另一个方面提供一种形成在管道上的旁路形成系 统，其使管道内在管道的第一位置和在流体流动方向上与第一位置分开的第二位置之间的 基本在一个方向上流动的流体走旁路。 详细地，第一装置，其设置在第一位置，并包括，具有一侧开口的圆柱形并通过该 开口侧与第一位置相通的中空型第一框架单元，在第一框架单元内沿长度方向移动的第一 传递单元，以齿轮方式移动第一传递单元的第一驱动单元，铰链连接到第一传递单元一侧 的第一阻断单元，该第一阻断单元被设置成利用第一传递单元通过第一框架单元的开口一 侧在第一框架单元和管道的内部之间移动，并通过径向张开或收縮以切断管道的内部，来 将流体的移动路径从第一位置改变到第一框架单元的内部，以及用于以齿轮方式使第一阻 断单元张开或收縮的第二驱动单元。 第二装置，其设置在管道的第二位置，并包括，具有一侧开口的圆柱形并通过该开
口侧与第二位置相通的中空型第二框架单元，在第二框架单元内沿长度方向移动的第二传
递单元，以齿轮方式移动第二传递单元的第三驱动单元，铰链连接到第二传递单元一侧的
第二阻断单元，(该第二阻断单元)被设置成利用第二传递单元通过第二框架单元的开口
一侧在第二框架单元和管道的内部之间移动，第二阻断单元通过径向的张开或收縮与第二
框架单元的内部、管道的第二位置、以及在流体流动方向上与第二位置彼此分开的第三位
置相通以切断管道内部，以及以齿轮方式张开或收縮第二阻断单元的第四驱动单元。 旁路管道将连接第一装置和第二装置以与第一装置的第一框架单元和第二装置
的第二框架单元相通。 根据本发明的实施例，第一装置的第一阻断装置设置成向与管道内流体流动的第 一方向基本相反的第二方向延伸，第二装置的第二阻断单元向管道内流体流动的第一方向 延伸。 如上所述，本发明的管道流体阻断装置在例如水或污水管道，石油管道和天然气 管道等传输流体的管道的更换，转移，维修和维护作业期间，能稳定地阻挡流体流动。因此， 作业所需的时间和费用能大大降低。
使用根据本发明的旁路形成系统500，更换，转移，维修管道的作业能无需中断管 道内流动的流体而容易实现。因此，由于通过这种作业无需中断水或天然气，而能使水或天降到最低。


图1和图14是示出了根据本发明的实施例的管道流体流动阻断装置示意2是详细示出了图1中的第一驱动单元的局部放大视图；图3是示出了图1中的传递单元的下部部分的局部放大视图；图4是示出了图1中的阻断单元的截面视图；图5是示出了图1中的阻断单元的透视图；图6是示意性地示出了图4中的杠杆构件和展开板的透视图；图7是示出了图4中的端头主体的截面视图；图8是示出了图4中的端头主体的仰视图；图9是示出了图4中的端头盖板的截面视图；图10是示出了图4中的端头盖板的仰视图；图11示出了图5中的展开板展开的状态的仰视图；图12是示出了根据本发明的实施例的旁路形成系统的示意图；图13是示出了图12中的旁路形成系统的平面视图。
具体实施例方式
根据本发明实施例的管道流体阻断装置及使用相同装置的旁路形成系统将结合
附图描述。然而，本发明不仅限于以下实施例，本领域技术人员可以在本发明的范围内不脱
离本发明的技术精神作出各种修改。在图纸中，各零件的尺寸为了清晰被扩大。在本发明
的，如果声称一个零件形成在另一个零件的"之上"，"上方"或"下方"，"的其他组成部分"，
这意味着一个零件形成在另一个零件的上方或下方，并且还有一个额外的零件可能位于另
一零件之上。此外，如果通过"第一"，"第二"，"第三"，"第四"和/或"第五"等术语来表明
各个零件不是为了限定这些零件，仅仅是为了区分各零件。因此，术语"第一"，"第二"，"第
三"，"第四"和/或"第五"可以有选择地或交替用于各零件。
图1是示出了根据本发明的实施例的管道流体阻断装置示意图。 参考图l，管道流体流动阻断装置100包括框架单间110，传递单元120，其可在框
架单元110内移动，第一驱动单元130，其用于移动传递单元120，阻断单元140，其铰链链接
到传递单元的一侧并径向张开或收縮以切断管道10的内部，以及第二驱动单元140，用于
使阻断单元160径向张开或收縮。 首先，利用一个预定的冲压设备(未显示)在管道10形成一开口 12。将流体流动
阻断在管道10的两侧，其是管道10的更换、转移或维修作业的目标，该作业在阻断部分实
现。根据本发明实施例的管道流体流动阻断装置ioo被插入到形成两个位置的每个开口以
阻断流体流动，并且该装置100可以安装在一个位置或两个或更多位置。 框架单元110具有一侧开口的中空的圆柱形。框架单元110的一侧被连接成使得
框架单元110的内部与管道10相通。例如，框架单元110可以如图1所示的基本垂直地设
置在管道10上。本发明的流体流动阻断装置110被描述为垂直连接管道10。 传递单元120可以为圆柱形以在框架单元110内轻松地移动。由于阻断单元160
8连接到传递单元120的一侧，传递单元120基本能传递阻断单元160，当其通过第一驱动单 元130上下移动时也能吸收震动，还能作为一个框架，在该框架内安装有第二驱动单元140 上的一些零件并传递动力至阻断单元160。 例如，传递单元120可以为一圆柱形，并可以包括，一在其长度方向上贯穿的第一 孔122并且其内表面具有形成在其上的螺纹，或者一具有第一孔122的第一传动轴。第一孔 122可被设置在形成在框架单元110的长度方向上的中心轴线上。第一螺旋形操作轴132 插入到第一传递单元120的第一孔122内，并且第一传递单元120通过第一孔122螺纹连 接至第一操作轴132。因此，当第一操作轴132沿一方向旋转，传递单元120上下移动。
图2是详细示出了图1中的第一驱动单元的局部放大视图。 参考图1和图2，第一操作轴132通过来自设置在框架单元IIO—侧的第一扭矩 供应部件134a的旋转驱动力旋转。减速电机可以用作第一扭矩供应部件134a。在基本垂 直的方向上设置在第一操作轴132上第一传动轴136可以连接到框架单元110的一侧。此 时，第一传动轴136优选连接到与第一扭矩供应部件134a分开设置的第二扭矩供应单元 134b。在此，第二扭矩供应单元134b优选包括一用于手动旋转第一传动轴136的把手。第 一锥齿轮138a和138b可以分别安装在第一传动轴136和第一操作轴132。第二扭矩供应 部件134b的扭矩可以通过第一传动轴136和第一锥齿轮138a和138b传递至第一操作轴 132。 如上所述，第一驱动单元130的第一操作轴132优选配置成可选择地被第一扭矩 供应部件134a和第二扭矩供应部件134b驱动。用于选择性地连接第一扭矩供应部件134a 和第二扭矩供应部件134b到第一操作轴142的离合器工具133可以设置在框架单元110 的一侧。相反，离合器工具133可以设置成连接第一操作轴132到第一扭矩供应部件134a 或将第一操作轴132与第一扭矩供应部件134a分离。此时，不论离合器工具133为何操 作，第一操作轴132与第一传动轴136连接。因此，当第一扭矩供应部件134a损坏或不能 正常工作，其可以通过使用离合器工具133用第二扭矩供应部件134b替换。为了提高工作 效率，第一和第二扭矩供应部件134也可以交替使用。 回到图1，与第一孔122分离的在传递单元120的长度方向上延伸的第二孔124或 者具有第二孔124的第二传动轴可以形成在传递单元120的内部。第二驱动单元140包括 第三扭矩供应部件142，第二操作轴141和146，第三操作轴148，和第二锥齿轮147.
例如，第三扭矩供应部件与第一和第二扭矩供应部件134a和134b分离安装并为 第二操作轴141和146提供扭矩。第三扭矩供应部件142可以以电动或手动方式操作，并 且如果其以手动方式操作，类似第二扭矩供应部件142优选使用一个把手，通过该把手一 控制器可以适当的控制转数。第二操作轴141和146插入到第二孔124并连接到传递单元 120。第三操作轴148设置在阻断单元160内低于第二操作轴141和146以使阻断单元160 张开或收縮。 图3是示出了图1中的传递单元的下部部分的局部放大视图；图4和图5分别是 是示出了图1中的阻断单元的截面视图和透视图。 参考图3，第二操作轴可设置为，上部第二操作轴141以及与其具有不同中心轴并 且连接到锥齿轮147的第三传动轴146。此时，第二驱动单元140优选包括一直齿轮部件 145，用于传递第二上部操作轴141的扭矩到第三传动轴146。
此外，第二上部操作轴141优选包括，比如，传递心轴，如图14所示，其具有的不同 的直径和其间的阶梯部。例如，即使未详细示出，第二上部操作轴可以包括第一心轴141a， 其通过键连接到直齿轮部件145的涡轮，并且旋转以驱动直齿轮部件145，第二心轴141b， 其通过键连接到第二操作轴141的内部以执行旋转和前后传递。第二上部操作轴根据实际 型号，可以包括心轴141a，141b和141c三个阶梯或更多阶梯。 此外，参考图3和图5，阻断单元160可以可旋转地铰接到传递单元120的一侧。例 如，在传递单元120的一侧，第一连接组件152可以突出状形成，该连接组件152具有旋转 轴156插入其内的第一开口 153。此外，在面对传递单元120的阻断单元160的一侧，第二 连接组件154可以突出状形成，该连接组件154具有与第一开口 153对应的第二开口 155。 也就是说，第一连接组件152和第二连接组件154以铰链连接并以插入第一和第二开口 153 和155的旋转轴15为中心可旋转。 回到图1至图5，第二操作轴141和146以及第三操作轴148可以通过第二锥齿轮 147a、 147b和147c连接。这里，第二锥齿轮147a、 147b和147c优选安装在阻断单元160的 铰链连接部150，并且传递单元120具有与旋转轴15同样的心轴。因为即使阻断单元160 倾向于在管道10内的左侧和右侧旋转，由于旋转轴156的心轴不会转向，所以第二操作轴 141和146的扭矩能通过第二锥齿轮147a、147b和147c稳定地传递至第三操作轴148，如 图14所示。 例如，如附图所示，第二上部锥齿轮147a和第二下部锥齿轮147c可以锥齿轮连 接，并且以第二操作轴的第三传动轴146和第三操作轴之间的第二中间锥齿轮147b为中 心。同时，如果使用第二驱动单元140，为了作业便利，优选安装一个用于监测第三扭矩供应 部件142的转数的测量部件。 同时，参考图2，以实际上垂直的方向设置在连接到第二扭矩供应部件142的第二 操作轴141的第二传动轴143可以连接到框架单元110的一侧。第三锥齿轮144a和144b 可以分别安装到第二传动轴143和第二操作轴141。因此，第三扭矩供应单元142的扭矩能 通过第二传动轴143和第三锥齿轮144a和144b传递至第二操作轴141。
其次，阻断单元160将结合图4和图5详细描述。阻断单元160可以包括多个杠 杆构件176，多个展开板178，其在杠杆构件176的作用下径向张开以切断管道10的内部， 以及凸轮构件170，其通过将杠杆构件176的直线运动改变为旋转运动而使展开板178张开 或收縮。 具体而言，凸轮构件170具有圆柱形，在其上一第三孔172形成在中心轴线上，在 第三孔172内插入有第三操作轴148，该凸轮构件170通过第三操作轴148沿中心轴执行直 线运动。例如，即使图中未示出，凸轮构件170的直线运动可以通过第三操作轴148和第三 孔172的螺纹连接而实现。也就是说，凸轮构件通过第三操作轴148的旋转而前后移动。同 时，第一凹槽174形成在凸轮构件174的一侧圆周。杠杆构件的一侧连接到第一凹槽174， 使得凸轮构件170的直线运动改变为以一侧为中心旋转的旋转运动。 例如，凸轮构件170限定第一凹槽174，并包括相邻于铰链连接部150的第一斜面 174a，以及面对第一斜面174a的第二斜面174b。优选地，第一斜面174a和第二斜面174b 形成一锐角，并且第一斜面174a和基本垂直于凸轮构件170的中心轴的表面形成的角度大 于第二斜面174b和该表面形成的角度。因此，当杠杆构件176连接到凸轮构件170使得突出部176a的外侧相邻于第一斜面174a，杠杆构件176的旋转角度能通过凸轮构件170的向 前移动而充分形成。 图6是示意性地示出了图4中的杠杆构件和展开板的透视图，图7和图8是示出 了图4中的端头主体的截面视图和仰视图，以及图9和图10是示出了图4中的端头盖板的 截面视图和仰视图。 参考图4和图6，在阻断单元160内，端头主体164和凸轮构件170通过第三次操 作轴148连接到铰链连接部150的下部。例如，端头主体164包括水平地与第三孔172相 通的第四孔162，以及容纳凸轮构件170下部的第二凹槽166，端头主体为下部开口的圆柱 形。多个杠杆构件176可旋转地连接在端头主体164和端头盖板168之间。杠杆构件176 插入到凸轮构件170的第一凹槽174内。 杠杆构件176具有弯曲部176a，以及形成在其一端的插入空腔176c。单轴176b形 成在杠杆构件的插入空腔176c形成的那一端。展开板178连接到杠杆构件176，衬垫(未 示出)安装在端头盖板168上。同时，一引导组件190可以包括，例如，两个滚轮，阻断单元 160的弯曲方向的滚轮优选设置地比另一滚轮更突出。 更详细，端头主体164可以具有一如图7所示的向下突出预定厚度的圆形边缘的 形状。此外，如图8所示，端头主体164形成为使得多个杠杆支撑突起164a沿边缘以基本 相同的距离设置。同时，第三凹槽164b形成在端头主体164的每个杠杆支撑突起164a上。
端头盖板168具有如图9所示的沿圆形边缘向上突出的形状，第二杠杆支撑突起 168a如图10的平面视图所示沿圆形边缘形成。 回到图6和图9，杠杆构件176位于端头主体164和端头盖板168之间，也就是， 彼此相邻的第一和第二杠杆支撑突起164a和168a之间的每个空间。即，杠杆构件176在 一平面上径向设置。每个杠杆构件176的单轴176b可以通过被端头盖板168的第二杠杆 支撑突起168a的第四凹槽168b的内部握住而被支撑。因此，每个杠杆构件176通过单轴 176b固定在端头主体164和端头盖板168之间，但是，由于其是位于形成在第一和第二杠杆 支撑突起164a和168a之间的空间，因此，它能以单轴176b为中心旋转。
同时，参考图6，连接部件178c，其是展开板178的一个轴，设置为插入到杠杆构件 176的插入空腔176c中。展开板178具有第三斜面178a，使得展开板的外部在如图14所 示的展开板张开时，能紧密与管道10的内表面接触。同时，如图11所示，展开板178进一 步包括第四斜面178b，使得相邻的展开板的侧表面在展开板张开时能彼此紧密接触。因此， 当展开板178基本上完全张开时，流动在管道中的流体的流动能被有效阻断。
图11示出了图5中的展开板展开的状态的仰视图。 参考图ll，优选设置一用于覆盖相邻展开板178间的微小空间的由弹性材料制成 的衬垫180以改善阻断效率。例如，衬垫180可以为一盘形，并通过比如螺钉的连接组件 182连接到展开板178。对应于连接组件182的连接孔178d形成在展开板上。此外，衬垫 180需要形成为当展开板178完全地展开时能完全地关闭管道10的内表面和展开板178间 的微小空间。因此，衬垫180优选具有比展开板178更长的长度。 图12是示出了根据本发明的实施例的旁路形成系统的示意图，图13是示出了图 12中的旁路形成系统的平面视图。 参考图13，我们假设流体在管道内基本上沿一个方向I流动。根据本发明的旁路
11形成系统5000包括一用于在管道20的第一位置PI阻断管道内流体流动的第一装置200。 此外，第二装置300与第一装置200面对地安装在流体流动的方向I上与第一位置PI分开 的管道20的第二位置P2上。旁路管道400设置为连接到第一装置200和第二装置300。
在这里，对于第一和第二装置200和300重要的是，在不中断流体流动的情况下， 切断第一位置PI和第二位置P2之间的管道20的一部分。第一装置200，旁路管道400和 第二装置300的内部均与管道20相通，使得从管道20左边来的流体通过第一装置200，旁 路管道400和第二装置300走旁路。 例如，第一装置100具有一端开口的圆柱形并包括一中空型的第一框架单元210， 在框架单元210内开口的一端与第一位置相通，第一传递单元220，其能在第一框架单元 210的内部在长度方向上移动，以及第一驱动单元230，其通过使用齿轮方式移动第一传递 单元220。 第一装置100的第一阻断单元260铰链连接到第一传递单元230的一侧，被设置 成利用第一传递单元210通过第一框架单元210的开口一侧在第一框架单元210和管道20 的内部之间移动，并被径向张开或收縮以关闭管道20的内部，来将流体的移动路径从第一 位置Pl改变到第一框架单元210的内部。 同时，第二装置300安装在管道20的第二位置P2，具有一侧开口的圆柱形，并包括 一中空型的第二框架单元310，在第二框架单元310内开口的一端与第二位置相通，第二传 递单元320，其能在第二框架单元310的内部在长度方向上移动，以及第三驱动单元330，其 通过使用齿轮方式移动第二传递单元320。 第二阻断单元360铰链连接到第二传递单元330的一侧，被设置成利用第二传递 单元310通过第二框架单元310的开口一侧在第一框架单元310和管道20的内部之间移 动，并被径向张开或收縮以关闭管道20的内部。也就是说，第二阻断单元360与第二框架 单元310的内部，管道20的第二位置P2，以及在流体流动方向上与第二位置彼此分开的第 三位置P 3相通。第四驱动单元340以齿轮方式操作使第二阻断单元360张开或收縮。
同时，旁路管道400被连接以使第一装置200的中空型第一框架单元210与第二 装置300的第二框架单元310相通。上述部分与本发明的流体阻断装置100的管道相类似 或相同，其已结合图1-图ll和图14被描述，因此关于它们的详细说明略去。
在此，第一装置200的第一阻断单元260连接到第一铰链连接部250，以向第二方 向II张开，该第二方向与管道20内流体流动的第一方向I基本相反。类似地，第二装置 300的第二阻断单元360必须连接到第二铰链连接部250 —向管道20内流体流动的第一方 向I张开。 如果将第一装置200与本发明的流体流动阻断装置100相比较，第一阻断单元260
的第一展开板278的张开方向与流体流动阻断装置100的展开板178的张开方向相反。此
外，第一传递单元220形成一个不同于流体流动阻断装置120的流体移动的空间。 同时，在第一和第二装置200和300中，可以进一步包括用于在横截面方向上打开
或关闭第一和第二框架单元210和310的第一和第二关闭组件205和305。 使用如上述结构的旁路形成系统500，用于管道的替换，转移和维修的作业能够无
需中断管道内流动的流体而容易地实现。因此，由于利用这个作业水和气不会中断，也不会
发生由于水或气供应中断而导致的社会损失。
本发明的优选实施例在本说明书和附图中已被披露。即使使用了特定的术语，这 些使用的术语作为总的思想以方便地传达或帮助理解本发明的技术，而并非意在限制本发 明的范围。除了这里披露的实施例，本发明所属领域的一般技术人员能在本发明技术核心 的基础上作出修改。 本发明的管道流体阻断装置能方便地用在传输像水或污水管道，天然气管道或石 油管道的更换、转移或维修的作业期间的阻断流体流动的作业中。
权利要求
一种管道流体流动阻断装置，包括中空框架单元，其具有一侧开口的圆柱形并被连接到一管道以在一侧与该管道相通；传递单元，其用于在框架单元内部在框架单元的长度方向上移动；第一驱动单元，其用于利用齿轮方式移动传递单元；阻断单元，其被铰链连接到传递单元的一侧，被设置成利用传递单元通过框架单元的开口一侧在框架单元和管道内部之间移动，并被径向张开或收缩以切断管道的内部；以及第二驱动单元，用于以齿轮方式实现阻断单元的张开或收缩。
2. 根据权利要求1所述的管道流体流动阻断装置，其中传递单元具有在传递单元长度方向延伸的第一孔，以及形成在其内表面的螺纹。
3. 根据权利要求2所述的管道流体流动阻断装置，其中第一驱动单元包括螺纹形式的第一操作轴，其在框架单元的长度方向上延伸并插入到传递单元的第一孔内以通过螺纹连接来移动传递单元；以及第一扭矩供应部件，其用于旋转第一操作轴。
4. 根据权利要求3所述的管道流体流动阻断装置，其中第一扭矩供应部件包括减速电机。
5. 根据权利要求3所述的管道流体流动阻断装置，其中第一驱动单元包括第二扭矩供应部件，其与第一扭矩供应部件分开设置；第一传动轴，其连接到第二扭矩供应部件并设置在与第一操作轴垂直的方向；以及第一锥齿轮，其用于连接第一传动轴和第一操作轴，并将第二扭矩供应部件产生的扭矩通过第一传动轴传递至第一操作轴。
6. 根据权利要求5所述的管道流体流动阻断装置，还包括，离合器工具，其被连接到第一操作轴并将第一操作轴与第一扭矩供应部件连接或分离。
7. 根据权利要求3所述的管道流体流动阻断装置，其中传递单元的第一孔和第一操作轴设置在形成于框架单元的长度方向上的中心轴线上。
8. 根据权利要求3所述的管道流体流动阻断装置，其中传递单元具有与第一孔分开并在传递单元的长度方向延伸的第二孔。
9. 根据权利要求8所述的管道流体流动阻断装置，其中第二驱动单元包括第三扭矩供应部件，其用于提供扭矩；第二操作轴，其连接到第三扭矩供应部件并插入到传递单元的第二孔内以连接到传递单元；第三操作轴，其设置在阻断单元内以驱动阻断单元；以及第二锥齿轮，其设置在阻断单元和传递单元的铰链连接部件并将第二操作轴的扭矩传动至第三操作轴。
10. 根据权利要求9所述的管道流体流动阻断装置，其中第二驱动单元包括第二传动轴，其设置在第二操作轴的垂直方向并延伸到框架单元的一外面部分；第三锥齿轮，其将第二传动轴和第二操作轴连接并通过第二传动轴将第三扭矩供应部件的扭矩传动至第二操作轴。
11. 根据权利要求io所述的管道流体流动阻断装置，其中第三扭矩供应部件具有一连接到第二传动轴的把手。
12. 根据权利要求9所述管道流体流动阻断装置，其中第二驱动单元包括 第三操作轴，其具有与第二操作轴不同的中心轴并设置成与第三锥齿轮连接；以及 直齿轮，其用于将第二操作轴的扭矩传动到第三传动轴。
13. 根据权利要求9所述的管道流体流动阻断装置，其中第三操作轴与形成在框架单 元长度方向的中心轴分开。
14. 根据权利要求9所述的管道流体流动阻断装置，还包括， 测量工具，其连接到第三扭矩供应部件并检测第二操作轴的转数。
15. 根据权利要求9所述的管道流体流动阻断装置，其中阻断单元包括 多个杠杆构件，其具有弯曲部件和在其一侧的插入空腔；多个展开板，其具有分别连接到杠杆构件的插入空腔的一侧以及通过杠杆构件的杠杆 运动以阻断单元的中心轴为中心径向张开的另一侧，以与管道的内表面紧密接触由此截断 管道的内部；以及凸轮构件，其具有一侧表面，在该侧表面形成有连接到与杠杆构件一侧相对的另一侧 的第一凹槽，该凸轮构件具有圆柱形，第三操作轴插入其内的第三孔形成在该圆柱形的中 心轴线上，该凸轮构件通过第三操作轴将直线运动改变为以杠杆构件的另一侧为中心的旋 转运动，以使展开板张开或收縮。
16. 根据权利要求15所述的管道流体流动阻断装置，其中第三操作轴的外表面螺纹连 接到第三孔的内表面。
17. 根据权利要求15所述的管道流体流动阻断装置，其中凸轮构件限定第一凹槽并被 形成为使得凸轮构件的第一斜面与传递单元相邻，并且面对第一斜面的第二斜面形成一钝 角，以及第一斜面和基本垂直于凸轮构件的中心轴的表面形成的第一角大于第二斜面和该 表面形成的第二角，且杠杆构件连接到凸轮构件使得弯曲部的外侧与第一斜面相邻。
18. 根据权利要求15所述的管道流体流动阻断装置，其中阻断单元还包括一端头主体，其具有与第三孔水平相通的第四孔，第二凹槽，其用于容纳凸轮构件的上部或下部，具 有一侧开口的圆柱形，端头盖板，其用于覆盖端头主体的开口侧并具有向外暴露展开板的 圆柱形截面，凸轮构件的第一凹槽在一条状中形成，端头盖板面对端头主体的一侧具有多个第三凹 槽以容纳杠杆构件，使得杠杆构件之间具有基本相同的距离。
19. 根据权利要求15所述的管道流体流动阻断装置，其中展开板包括连接部件，其设置在杠杆构件的一侧并连接到杠杆构件的插入空腔，以及侧表面，其具 有一端部，该端部具有与管道内表面紧密接触的第三斜面以及当展开板径向张开时使相邻 的展开板彼此紧密接触的第四斜面。
20. 根据权利要求15所述的管道流体流动阻断装置，其中阻断单元还包括衬垫，其由 弹性材料制成并被设置在展开板之间并覆盖展开板之间的空间。
21. —种形成在管道上的旁路形成系统，其使管道内在管道的第一位置和在流体流动 方向上与第一位置分开的第二位置之间的基本在一个方向上流动的流体走旁路，包括，第一装置，其设置在第一位置，并包括具有一侧开口的圆柱形并通过该开口侧与第一位置相通的中空型第一框架单元，在第一框架单元内沿长度方向移动的第一传递单元，以 齿轮方式移动第一传递单元的第一驱动单元，铰链连接到第一传递单元一侧的第一阻断单 元，该第一阻断单元被设置成利用第一传递单元通过第一框架单元的开口一侧在第一框架 单元和管道的内部之间移动，并通过径向张开或收縮以切断管道的内部，来将流体的移动 路径从第一位置改变到第一框架单元的内部，以及用于以齿轮方式使第一阻断单元张开或 收縮的第二驱动单元；第二装置，其设置在管道的第二位置，并包括，具有一侧开口的圆柱形并通过该开口侧 与第二位置相通的中空型第二框架单元，在第二框架单元内沿长度方向移动的第二传递单 元，以齿轮方式移动第二传递单元的第三驱动单元，铰链连接到第二传递单元一侧的第二 阻断单元，该第二阻断单元被设置成利用第一传递单元通过第二框架单元的开口一侧在第 二框架单元和管道的内部之间移动，第二阻断单元通过径向的张开或收縮与第二框架单元 的内部、管道的第二位置、以及在流体流动方向上与第二位置彼此分开的第三位置相通以 切断管道内部，以及以齿轮方式张开或收縮第二阻断单元的第四驱动单元；以及旁路管道，用于连接第一装置和第二装置以与第一装置的第一框架单元和第二装置的 第二框架单元相通。
22.根据权利要求21所述的旁路形成系统，其中第一装置的第一阻断装置设置成向与 管道内流体流动的第一方向基本相反的第二方向延伸，第二装置的第二阻断单元向管道内 流体流动的第一方向延伸。
全文摘要
在管道流体流动阻断装置中，中空的框架单元具有一侧开口的圆柱形并连接到管道以与管道相通。传递单元在框架单元内沿框架单元的长度方向移动。第一驱动单元以齿轮方式移动传递单元。阻断单元以铰链连接到传递单元的一侧，其被设置成利用传递单元通过框架单元的开口一侧在框架单元和管道内部之间移动，并径向张开或收缩以切断管道的内部。第二驱动单元使阻断单元张开或收缩。因此，由于阻断单元以齿轮方式张开，对管道内的极高压流体的阻力得到很大改善，因此能更稳定地切断管道内部。
文档编号F16L55/18GK101796342SQ200880024972
公开日2010年8月4日 申请日期2008年7月16日 优先权日2007年7月16日
发明者宋基皓, 宋明燮 申请人:启明工程有限公司