专利名称：卡住阀门的解脱的制作方法
技术领域：
本发明涉及卡住阀门的解脱(freeing)，更具体地说，本发明涉及通过转动从阀壳伸出的阀门致动杆而进行开启和关闭的卡住阀门的解脱。
各种类型(例如用于控制水、气体、油等的流动)的流量控制阀经常很长时间被置于同一位置并完全保持一种状态，有时长达数十年之久。这些阀门完全处于关闭或完全处于开启位置或者处于两者之间的中间位置。
当不规则地启动这些阀门时，通常是，水垢沉积在阀门的内部元件上，尤其是沉积在为了改变阀门的开启程度而必须转动的阀门致动杆上。水垢的生成如此严重，以致于不可能启动阀门，尤其是如果阀门已经许多年没有使用了。
本发明的一个目的是提供一种能够使这样的卡住阀门解脱的方法和设备。
按照本发明的第一方面，提供了一种具有从阀门中伸出的加长阀门致动杆的卡住阀门的解脱方法，该方法包括沿阀门致动杆的纵轴向其反复施加冲击力。
优选的是，在沿阀门致动杆纵轴的两个相反方向上，将冲击力交替施加到其上。
通过沿阀门致动杆纵轴的两个相反方向，将冲击力交替施加到其上，可诱发振动(是阀门内部元件固有耐受性的结果)，并导致发生卡死的那部分阀门的运动。这使得水垢和其它沉积物沉积下来并且使阀门移动。
冲击力的反复施加，可以与向阀门致动杆施加扭力同时发生。或者是，可以在反复施加冲击力之后，向阀杆施加扭力。
按照本发明的第二方面，提供了一种具有从阀门中伸出的加长阀门致动杆的卡住阀门的解脱设备，该设备包括用于沿阀门致动杆的纵轴向其反复施加冲击力的装置。
优选的是，该设备包括在沿阀门致动杆纵轴的两个相反方向上，将冲击力交替施加到其上的装置。
该设备可以包括夹紧装置例如多个夹爪，其用于在将冲击力施加到第一方向上时夹紧阀门致动杆的伸出部分并与之啮合，以便使夹紧装置允许冲击力沿相反方向施加到阀门致动杆上。
以下将参照附图、仅仅借助于示例来描述本发明的具体实施例，其中
图1是典型阀杆的最上部的平面图2是按照本发明的阀门解脱设备的第一实施例的侧视图；图3是按照本发明的阀门解脱机构的第二实施例的侧视图，表示出在阀杆上就位；图4是图3机构的侧视图；图5是从图4的箭头VI-VI方向上看，图3机构的反转平面图；图6是按照本发明的阀门解脱机构的第三实施例的平面图；图7是与图6的机构结合使用的阀杆顶部的平面图；图8是按照本发明的阀门解脱机构的部分第四实施例的侧视图；图9是图8的阀门解脱机构的部分平面图；图10是按照本发明的阀门解脱机构的整个第四实施例的侧视图；图11是按照本发明的阀门解脱机构的第一实施例的部分图解透视图；图12是第五实施例的图解纵向剖面图；以及图13是第五实施例的双向扭力传递装置的图解反转剖面图。
首先参照图1和图2，典型阀杆10的最上部包括从阀杆的上平面14伸出的轴套12。轴套12是具有上正方平面16的截棱锥形式，而上正方平面16与杆10的上面14平行伸出并具有四个相同的斜侧面18a、18b、18c、18d。通常，为了转动阀杆，将与轴套12形状互补的一个扳手置于轴套之上并与之接触，然后借助手柄人工转动该扳手。
参照图2，按照本发明的阀门解脱设备的第一实施例包括在冲击头22内形成的中心柱柄20。冲击头22的下端承载第一套圈23，并且两对对置的抓取指24从该套圈向下伸出。套圈23和抓取指24是由轻弹性金属形成的，从而能够稍稍弯曲(下文将予以解释)。
柄杆20还承载另一套圈26，套圈26又承载四个向下悬垂的指件28，每个指件28适于同套圈23相应的一个抓取指24的外面啮合。每个抓取指24的外面是平面的并向下倾斜，从而套圈26向套圈23的运动可导致第一套圈23的抓取指24向内弯曲。
每个抓取指24的内面配有多个横向向上延伸的定向齿或刺30，而定向齿或刺30适于同阀杆轴套12的外面18a-18d啮合(下文将予以解释)。
柄杆20的相反端在32处是外螺旋形的，以便与以公知方式向轴套传递角扭力的装置(例如气压或电动工具)相连。柄杆20的最上端还配有用于接收振动装置(未示出)头部的螺旋凹槽34，该振动装置用于将纵向振动施加到柄杆20上。
在使用时，将该设备定位在阀杆10的自由端之上，以便使套圈22的每个指24的每个齿30都与阀杆轴套12的斜面18a-18d的对应一面接触定位。然后将扭力施加装置象振动装置一样安装到柄杆20上。正常情况下，振动装置首先启动，它将导致柄杆20在纵向上发生振动，从而使柄杆20向其纵轴移动并沿该纵轴向前运动。由于柄杆20的向下运动，使冲击头22接触到阀杆轴套12的上面16。同时，套圈26相应于套圈23向下运动，导致套圈26的指件28相对于套圈23的抓取指24移动，借此使抓取指24向内位移，从而将加长齿30咬入阀杆轴套12的外面18a-18d并与之啮合。这样，由于柄杆20的向上运动，使得阀杆轴套12和阀杆10也被向上拉起。
阀杆10沿其纵轴的快速上下运动导致阀杆上的沉积物例如水垢发生沉积，借此使阀杆借助气压或其它动力工具发生转动。振动可以在扭力施加装置转动柄杆20时持续，也可以在柄杆20转动之前终止。
振动装置一般可包括其输出线通过弹簧(例如金属、液压或气压弹簧)与该设备相连的动力锤装置。动力锤将提供向下方向的冲击力，由此弹簧将提供相反方向的冲击力。然而，可以使用其它类型的振动装置。
图3-5所示的实施例包括平面驱动板50，圆柱形的安装轴套52从其中的一面上垂直伸出。利用四个平头螺栓56，将导板54固定到驱动板的下表面，而借助于相应的固定销60将两对对置的护圈板58固定到导板上。每个销60还留置锥形楔件62，该楔件通过与其相联的护圈板58滑动啮合，还被限制在垂直运动上。
导板50还接收并保留两对对置爪64，每个爪的内面相应于阀杆各个面的倾斜而斜置，并包括与第一实施例中的齿30对应的横向延伸齿66。允许爪64进行较小程度的垂直运动，并且通过放大头65与导板中的肩部67的啮合而被限制在向下的方向上，通过头部65与驱动板50下侧的对接而被限制在向上的方向上。该导板还接收并保留冲击头68。
在使用时，如图3所示，将该设备放置在阀杆轴套之上，以便使每个爪64内面的齿66与阀杆轴套12的斜面18a-18d的对应一面接触定位。然后将振动和扭力诱发装置安装到驱动板50的轴套52上，并启动振动装置，从而导致驱动板、导板和锥形楔件也发生振动。
当驱动板向下运动时，冲击头68与阀杆轴套12的上平面啮合。驱动板的向下运动还导致锥形楔件相应于爪向下运动，从而使爪向内偏转并使爪齿与阀杆轴套的外面啮合。当驱动板向上运动时，爪齿与阀杆轴套的啮合导致阀杆轴套12和阀杆10向上运动，并且阀杆的上下运动持续得与振动诱发装置的启动一样久。这使得任何水垢或其它沉积物发生松动，借此使其易于转动。然后通过在振动之前或之后启动扭力诱发装置，可转动阀杆。为方便起见，该振动装置与第一实施例中所用的相同。
图6和7的实施例包括在其下端具有凹槽72的立方帽70，该立方帽的形状适合接收阀杆10的伸出轴套，并且凹槽72的每个壁与阀杆10轴套12的多个斜面的对应一面啮合。还观察到，两个校准孔74、76配备在凹槽72的两个对置壁上。当将帽70放置在阀杆10的轴套12上就位时，使孔74、76与水平钻通阀杆10的轴套12的孔78彼此对准。这使得紧固螺栓通过孔74、78、76，而有效地将帽70和阀杆10固定到一起。
帽70的上端还配有用于接收向帽70施加扭力和纵向振动的装置的凹槽(象前面的实施例那样)。对于另一实施例，使帽70首先振动，从而使水垢和其它沉积物从阀杆10上沉积下来，然后启动扭力施加装置，以便使阀杆转动。为方便起见，该振动装置与第一实施例中所用的相同。
图8-10示出了被固定到阀杆10的轴套12上的轮柄90。轮90包括外环92和四个彼此呈直角设置并与轴套12相连、用螺母98固定的辐条94。
如图10所示，该阀门解脱设备包括柱柄96，该柱柄的一端与将轮90保留在轴套12上就位的螺母98的上端啮合。而柱柄96的相反端有一个向其横向延伸的十字件100。两个固定臂102绕枢轴安装在十字件100上并且每端安装一个，臂102的下端形成于钩件104的内部，而钩件104的设置是为了钩在对应的两个对置辐条94之下。柱柄96的上端还配有分别用于固定扭力诱发装置和振动装置的外螺纹106和凹槽108(如前面的实施例所述)。
正如前面的实施例所述的那样，首先启动振动诱发装置(为方便起见，与前面的实施例中所用的相同)。在柱柄96向下运动的过程中，柱柄96与凸缘12的啮合导致阀杆向下运动。当在相反方向上运动时，臂102的钩部104的啮合导致轮子，并因此又导致轴套12和阀杆10向上运动。阀杆以这种方式的连续上下运动使得水垢和其它沉积物沉积下来，并借助于转动诱发装置在振动过程中或振动之后使阀杆转动。
本发明并不局限于以上实施例的细节。例如，首先，在第一和第二实施例中，爪无需通过来自振动装置的冲击所诱发的夹紧力的施加而夹紧轴套12。取而代之或者额外附加的是，可以通过液压、气压、磁、电或任何其它适当的方式挤压爪使之与轴套夹紧啮合。
以下参照图11，该图以图解的方式非常清楚地示出了第五实施例。它与以前实施例的不同之处主要在于，是通过人工方式而不是通过动力振动机构来施加纵向作用的冲击力。该设备下端的锥形爪装置120适于牢固抓紧阀杆10端部的锥形轴套12(如前所述)，并且锥形联锁止动器122将爪夹持就位(参见后面有关附图12的描述)。这些爪被夹持在本身是液压致动器组件128一部分的活塞组件126下端的爪式止动器124上。在液压致动器组件之上的是，通过弹簧130与液压致动器组件相连、而通过转动/往复管式爪136与手动杆134相连的双向扭力传递装置132。手动杆134承载为了适合应用而可变的块体138。
为了对图11的设备进行更详细的描述，现在参照附图12和13。
锥形爪装置120包括与待抓紧的锥形轴套12的四个面相对应的四个相同的爪件140。爪件140的内面142基本上是平的，但是朝向这些部件的上端却是内锥形的，并且承载着方向最好是朝上(如上面的实施例所述)的齿件。爪件140的径向外面是弓形的并且被接收在锥形联锁止动器122的弓形悬垂止动件144的内部。爪件140的外面和悬垂止动件144的内部件承载着有助于相对于止动件144夹持爪件就位的圆周螺旋。陷入活塞组件126的活塞件150的环形凹槽148内的环146承载爪件的上端。活塞150被滑动地接收在其下端承载爪止动器144的圆柱形壳体152内部。活塞件150在其上端具有向外伸出的环形凸缘154，该凸缘被接收在壳体152内并接收第一O形密封环156。该圆柱体具有用于接收活塞150并承载第二O形密封环160的向内伸的环形凸缘158。在凸缘154和158之间限定出一个环形室162，液压流体通过内口164选择性地被引入该室。在圆柱体152中的活塞150之上的一段距离处，该圆柱体通过销166和环形止动件168固定在此。在止动件168和活塞150之间有圈簧170，该止动件和活塞各自有相互啮合的砧部168a、150b。
在使用时，通过将液压流体加入到室162中，能够将活塞提高到圆柱体152内(一般大约1cm)，借此将爪件140提高。爪件的提高使得它们向内移动并抓紧轴套12，并且这些爪件外面的螺旋与止动器144内面上的螺旋配合，从而夹持爪件就位。通过这种方式，相对于圆柱体152紧紧抓住锥形轴套12。除去室162内的油压能够使爪件松弛，这可借助于起快速松弛作用的弹簧170向下的力。
如此被进一步描述的图12的圆柱体152和该设备通过双向扭力传递装置132(在图11和13中最佳示出)与向上延伸的杆172相连。杆172的下端承载着越往底端直径越小的杆部174，而杆部174的底端固定/形成有桨形部件176，该部件在平面上看具有图13所示的外形，并且有第一对径向延伸面178a、178b，这两个面呈180°的角度分离但还是共面的。相对于圆柱体152固定有两个弧形件182、184，这两个弧形件限定出成对的角度分离但共面的平面182a、184a和182b、184b。通过这种布置，桨部176在两个极端之间优选地以大约70°的角度移动，在这两个极端内，平面180a和182a，以及平面180b、184b分别啮合在一起，平面178a、184a以及平面178b、182b分别啮合在一起。
杆172的上端承载横木/把手134，而横木/把手134本身又承载为了适合应用而可变的块体138。
现在参照图11，限定出平面182a、182b、184a、184b的固定件182、184在垂直方向上加长，而c形件176因此从其部位进行垂直位移(如图11所示，在实践中一般位移几厘米)，同时还将转动扭力从杆172传递到圆柱体152(可以在转动方向上)。还应该理解，通过交替变换杆172的转动方向，可以使圆柱体152承受多个交替的环形震动/冲击，因为在桨形件通过70°运动的那一刻，圆柱体152是固定静止的，此时桨形件不与固定件182、184上的任一面接触。另外，当将杆152提起，以便使桨轮移到部件182、184之上时，在该冲程的顶部，有止动停留在区域186的圆柱体152上的桨轮的冲击。另一方面，当杆从这个上部位置自由下落时，通过横木134的人工释放，桨轮176落到杆172、十字件134和块体138的高度之下，从而撞击到固定到圆柱体152上的止动件168之上。这样，通过升降横木134和可变的块体138，能够使圆柱体152，以及又因此使阀轴在被爪紧紧抓住时承受两个相反方向上的纵向冲击。而且，通过利用横木134顺时针和逆时针地变换杆172的转动(在图12中表现出位移90°)，能够使圆柱体152，以及又因此使轴套12在被爪抓住时承受具有交替环形冲击的扭力。
从以上的描述中，可以理解1)爪能够抓取不同尺寸的锥形轴并能够使设备相对于轴向上拉起。
2)可变的块体易于控制角度动力的使用，以便传送刚好能够避免轴破损的扭力。
3)通过改变爪件的形状，可以轻易地变换该设备，以便抓取方形轴、圆形轴或任何形状的实际轴。
4)向上面对爪面上的锯齿切割，导致抓取更紧，这是因为顶部被向上拔起。
5)块体是可变的，以便传送更多(或更少)的用于控制冲击力的角度动力。
6)锥形联锁止动器在爪被液压啮合时用于锁定这些爪。
7)在其它实施例中，这些爪无需是液压啮合的，也可以是气压、电、机械或磁诱发的啮合。
8)在其它实施例中，第五实施例中的人工操作可以通过动力驱动例如空气发动机或液压发动机来获得。
9)“桨形件”无需是所示出的形状，只要是能够终止/停止圆柱体的转动驱动的装置即可。
权利要求
1.一种用于解脱卡住阀门的设备，该阀门具有从阀门中伸出的加长阀门致动杆，该设备包括用于沿阀门致动杆的纵轴向其反复施加冲击力的装置。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，包括在沿阀门致动杆纵轴的两个相反方向上，能够将冲击力交替施加到其上的装置。
3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，包括用于夹紧阀门致动杆的伸出部分并与之啮合的夹紧装置。
4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述夹紧装置包括多个夹爪。
5.如权利要求3或4所述的设备，其特征在于，所述夹紧装置的设置是为了在将冲击力施加到第一方向上时，夹紧阀门致动杆的伸出部分并与之啮合，以便使冲击力沿相反方向被夹紧装置施加到阀门致动杆上。
6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述夹爪包括用于增强夹爪与阀门致动杆的伸出部分的啮合的装置。
7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，用于增强夹爪啮合的装置包括多个齿件。
8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述齿件是加长的。
9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述加长齿件与所述阀门致动杆的纵轴基本上垂直对准。
10.如权利要求5-9任一项所述的设备，其特征在于，包括施加有冲击力的底部，其中所述夹紧装置在所述冲击力的施加方向上相对于所述底部移动，在施加冲击力时，所述底部迫使所述夹紧装置与伸出的阀门致动杆啮合。
11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，在所述底部和所述夹紧装置上包括多个凸轮面，所述凸轮面在所述底部和所述夹紧装置作相对运动时，迫使所述夹紧装置与伸出的阀门致动杆啮合。
12.如权利要求10或11所述的设备，其特征在于，在一个方向上施加冲击力时，所述底部迫使所述夹紧装置与伸出的阀门致动杆啮合。
13.如权利要求12所述的设备，其特征在于，在向所述杆施加冲击力时，所述底部迫使所述夹紧装置与伸出的阀门致动杆啮合。
14.如权利要求13所述的设备，其特征在于，所述底部包括施加有冲击力的柄杆，所述夹紧装置包括被滑动地布置在所述柄杆上的套圈和用于啮合伸出的阀门致动杆相对两侧的对置夹爪，所述底部和所述对置夹爪包括将所述夹爪压入夹紧方向的多个凸轮面。
15.如权利要求12所述的设备，其特征在于，在远离所述杆施加冲击力时，所述底部迫使所述夹紧装置与伸出的阀门致动杆啮合。
16.如权利要求15所述的设备，其特征在于，将冲击力施加到所述底部，所述夹紧装置包括用于啮合伸出的阀门致动杆相对两侧的对置夹爪，所述底部和所述对置夹爪包括将所述夹爪压入夹紧方向的多个凸轮面。
17.如权利要求3所述的设备，其特征在于，包括用于同阀门致动杆的伸出部分啮合的套筒和用于将该套筒固定到所述伸出部分上的装置。
18.如权利要求17所述的设备，其特征在于，包括插入所述套筒和所述伸出部分的校直孔内的止动件。
19.如权利要求18所述的设备，其特征在于，所述套筒在对置的两部分上包括校直孔，其中所述止动件穿过所述套筒中的一个孔、所述伸出部分上的所述校直孔和所述套筒中的另一个校直孔。
20.如权利要求18或19所述的设备，其特征在于，所述止动件包括止动销。
21.如权利要求12所述的设备，其特征在于，包括用于啮合与阀门止动杆相连的手轮的啮合装置。
22.如权利要求21所述的设备，其特征在于，所述啮合装置包括用于钩在一部分所述手轮之下的钩装置。
23.如权利要求22所述的设备，其特征在于，所述钩装置与施加有冲击力的一部分相连。
24.如权利要求3或4所述的设备，其特征在于，包括使所述闭合夹爪在抓紧阀门止动杆时，能够承受相对于阀杆纵向的转动方向上的冲击力的装置。
25.如权利要求24所述的设备，其特征在于，所述转动方向上的冲击力是借助转动件获得的，所述转动件能够在与多个止动件的啮合之间的两个相反方向上，发生角度位移，所述止动件相对于所述夹紧装置而固定。
26.如权利要求25所述的设备，其特征在于，所述转动件的角度位移是通过人工或动力驱动而获得的。
27.如权利要求25或26所述的设备，其特征在于，所述转动件相对于所述止动件发生纵向位移，同时仍然保持与之啮合，这样限定出所述转动件相对于止动件作纵向运动的极限，并且所述转动件与所述止动件的啮合提供了沿阀杆纵轴的所述冲击力。
28.如权利要求25、26或27所述的设备，其特征在于，所述转动件与为了适合应用而可变的块件相连。
29.一种用于解脱卡住阀门的方法，该阀门具有从阀门中伸出的加长阀门致动杆，该方法包括沿阀门致动杆的纵轴向其反复施加冲击力。
30.如权利要求24所述的方法，其特征在于，包括在沿阀门致动杆纵轴的两个相反方向上，将冲击力交替施加到其上。
31.如权利要求24或25所述的方法，其特征在于，还包括将扭力施加到所述阀门止动杆上。
32.如权利要求26所述的方法，其特征在于，所述扭力的施加与所述冲击力的施加同时进行。
33.如权利要求26所述的方法，其特征在于，所述扭力是在反复施加冲击力之后施加的。
34.如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述阀门还承受两个相反转动方向上的反复扭力冲击。
全文摘要
一种具有从阀门中伸出的加长阀门致动杆的卡住阀门的解脱设备，该设备包括用于沿阀门致动杆的纵轴向其反复施加冲击力的装置。将冲击力交替施加到沿纵轴的两个相反方向上，并且该设备可包括用于夹紧阀门致动杆的伸出部分并与之啮合的夹紧装置。沿阀门致动杆的纵轴向其反复施加冲击力，可诱发振动并导致发生卡死的那部分阀门的运动。这有助于沉积水垢和其它沉积物，并使阀门能够移动。
文档编号F16K1/00GK1545602SQ02816452
公开日2004年11月10日 申请日期2002年8月23日 优先权日2001年8月23日
发明者罗伯特·彼得·恩斯顿, 罗伯特 彼得 恩斯顿 申请人:罗伯特·彼得·恩斯顿, 罗伯特 彼得 恩斯顿