[发明专利]用于高压管道的安全和指示设备系统和方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求如下优先权：2008年3月7日提交的同名美国临时申请第61/068538号、2008年10月28日提交的同名美国专利申请序列号第12/290172号；它们都通过参考结合于此。

技术领域

本发明总体涉及受压管道，例如软管和管子，更具体地，涉及用于保护人体免受由于在这种高压的流体管道中爆裂或针孔故障形式的灾难性故障所引起伤害和丧生的系统和方法，更具体地，涉及包围高压管道长度的套筒和套环安全组件。

背景技术

如同在液压工业中公知的，软管爆裂和针孔泄漏引起的损害可以发生在毫秒之间。液压系统可以在非常高的压力下运行，受压流体的泄漏可以穿透皮肤，引起严重的组织损伤和烧伤。

液压软管，尤其是那些在建筑设备、牵引机和其他设备中所使用的，是暴露的并因此易于受到磨损，这可能导致泄漏和故障。尽管保护套或者套筒可能有助于减小液压软管由于摩蚀引起的磨损，但是套筒自身没有防止高压流爆裂穿过套筒本身。在过去，影响这样的系统的设计的问题包括软管针孔流或爆裂以及甩尾(whipping)，其中来自软管端部的未缓和的流体流动引起软管和软管端部不控制的运动，对操作者造成了很大的危险。在高运行压力或重的重量下，软管和/或装配件可能松开或者吹掉软管，引起软管端部以极大的力甩尾。

在磨损不可避免的情况下，通常采用刚性盘旋软管保护器、盘旋的塑料套筒和织物软管套筒以助于防止磨损。现有的包括网管的尼龙保护套筒可以在单个软管或者软管捆上滑动，并通过塑料缆带或其他类似的紧固件保持在位。这些套筒一定程度上有助于保护软管免受磨损，并可以延长软管的寿命。

用于高压流体管道(例如液压管道、管子和软管)的保护方法是已知的。这样的保护典型地包括管状套，其包覆在管道的外表面上，大致在管道的整个长度上延伸，并可以附接到管道的一个或两个末端上。其他软管保护系统包括带有结合的管接头的外金属护甲。这些当前可获得的高压管道保护方法和系统不能防止逸出的流体在套的后面压力增大。对套子造成的损害和/或随后的高压流释放和/或危险的流体雾致使套子对于操作者或旁观者的保护基本上没有用处。而且，一些现有技术中可得到的高压管道安全组件采用可移除的紧固件用于包围液压管道的套子。这是危险的情形，因为套筒可能从管道上分离，使得操作者将直接暴露于管道故障中。另外，软管保护的这些方法是笨重的，极大地减小了软管组件的弹性。在金属套的情形下，它们的笨重和不易弯曲性致使它们不适用于需要弹性连接的某些应用中。

用于高压软管的弹性保护组件的一个例子可以在Rider的美国专利第4345624号中找到。Rider试图通过提供爆裂防护而为设备操作者(和站在附近的人)提供保护，该爆裂防护包括牢固地连接在软管的端部上的双层材料和线护套。预期软管爆裂的该系统的目的在于使得流体通过线护套的空隙逸出，意在将流体流减小成细微的喷射。然而，吸入某些喷射或雾状的流体对于人的健康是有害的。而且，当通过软管载运的材料在非常高的温度下或者当线护套遭受磨损和/或不能实现其想要的功能时，危险在没有警报的情况下出现。

发明内容

本发明涉及这样系统和方法，在高压管道发生爆裂、针孔故障或其他的损坏时，其为操作者提供保护，并且优选提供警报。安全和警报系统的例子可以在本发明的实施方式中看到，该系统为操作采用高压管道系统的设备的人提供较好的保护。

ISO 3457，EN474-1和类似于称为“视线(line of sight)”的保护标准或指南中规定，对于载运725磅每平方英寸(psi)或更高压力的材料(流体)的软管，其中该软管组件位于操作者的一米之内，或者如果软管中载运的材料超出50摄氏度，就需要保护。用于提供这样的保护的当前可得到的弹性织物系统不能满足这些要求，导致当不受限制的高压材料爆裂通过任何现有的保护弹性织物套时，对操作者造成严重损害的可能性，甚至丧命。

包含来自软管爆裂或针孔故障的任何和所有材料，从而站在边上的人将完全不会有危险，这是有利的。软管可能沿着其长度在任何位置毫无预料地爆裂或形成针孔，这使得保护非常困难。因此，有利地，提供用于液压管道中的安全组件，其中包围的套筒或套子的安全性是可靠和固定的。然而，有利地，不但遮蔽软管组件，而且减小在保护外软管套筒后面积累的压力，以避免材料的积累和套筒最终的失效。