[发明专利]用于增压罐的隔离阀

说明书

一种用于在存储容器中隔离液下泵的隔离机构，其中隔离机构包括主级阀构件和次级阀构件，其两者都偏置在故障关闭位置。隔离机构允许冗余以确保安全性和可靠性，并且可以在存储容器外部操作。此外，隔离机构包括排气和吹扫装置，用于在存储容器中泵的拆除和安装的安全操作。

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年1月25日提交的标题为“用于加压罐的隔离阀”的美国临时申请号62/796,637、和2019年9月9日提交的标题为“用于加压罐的隔离阀”的美国申请号16/564,241的权益，其通过引用结合在本申请中。

技术领域

本公开涉及一种用于流体隔离应用的阀门，更具体地，涉及一种用于加压罐或存储容器的隔离阀。

背景技术

低温储罐中的液下泵即使在间歇操作期间在大约工作流体温度下维持恒温。泵的恒温不仅减少热循环和延长泵的使用寿命，而且允许快速重启并在启动阶段汽化损失最小化。但是，将泵放置在储罐内和将泵从储罐中拆除以进行维修，对最小化热泄漏和流体隔离中提出了挑战。尤其在没有适当的隔离机构的情况下，在泵拆除之前必须排空储罐，可能造成储罐的全部内容物的损失以及经济、安全和环境问题。

例如，WO 2015/184537 A1公开了一种容器，其在低温储罐中容纳液下泵。所述容器具有双壁真空绝热壳体，以将泵牢固地固定在储罐内。在壳体的底部并以及过双壁，壳体通过热补偿管段(波纹管段)连接至低温储罐，允许储罐与壳体之间以及随后的泵入口之间的流体连通。在波纹管段的端部安装隔离阀，该隔离阀偏置以便阻止流体从低温空间流出，除非该隔离阀被致动至打开位置。偏置由弹簧、盘的重力或低温液体的静压头提供。手动曲柄致动器通过杆和线缆从低温储罐外部操作阀门。此外，泵容器壳体与低温蒸汽空间流体连通，以用于压力平衡，使得不允许累积压差以强制打开隔离阀。还公开了单独的吹扫布置，以便在安全拆除泵以用于维修之前，允许清除泵壳体内的任何剩余制冷剂。隔离阀不仅不会自动地与泵的衔接，而且杆和线缆布置是不可靠的致动机构，由单个盘提供的隔离充其量是不稳定的，并且在主级隔离阀泄漏的情况下不提供冗余。

US 3963381公开了一种低温罐隔离阀，该隔离阀在关闭位置由弹簧顶住，直到通过手动曲柄致动器杆降低泵以强制阀门打开。因为该阀门位于泵壳体的底部而称为底阀，该阀门由泵/电机部件的重量和通过致动器杆施加的额外压力而强制打开。该隔离阀也可以由通过吹扫口供应的压差强制打开。在正常操作模式中，低温流体可以沿着泵壳体的圆周或多个流体管道的从所有位置进入泵壳体，以允许均匀的流量分配。当泵要拆除进行维修时，泵由致动器杆提升，同时供应吹扫气体，该吹扫气体继续强制底阀打开，从而将致冷剂液体和气体吹回低温储罐中。另外，管线通过截止阀和止回阀将泵排放空间与储罐蒸汽空间连接。如果需要，可以打开截止阀，并且泵排放空间中的流体可以通过止回阀流入储罐的蒸汽空间。然而，吹扫流体可将杂质引入低温储罐中，并且还会增加罐压力，并且为了安全起见需要对罐排气。

US 2015/0217987A1认识到，大多数底阀是由液下泵的重量来操作的，并且偏置到关闭位置抵靠液下泵壳体的开口端。这中阀门由一系列弹簧固定在适当的位置。当泵降低至正常工作位置时，泵接触底阀。泵的重量克服了弹簧的力而打开阀门，从而在低温储罐和泵之间产生流体连通通道。然而，US 2015/0217987A1公开了一种使用多个致动器杆以在底阀密封盘上提供均匀负载的方法，其中致动器杆被气动操作以允许远程操作。阀门具有故障关闭位置，在该位置如果没有气动压力，则阀门由弹簧关闭。然而，US 2015/0217987A1没有教导允许适当的排气和吹扫机构，以安全地拆除泵，这使得该种方法不切实际。

鉴于这种现有技术的教导，应当理解的是，需要密封机构中的冗余以将低温罐与泵壳体安全地隔离。还需要一种布置，该布置允许在泵拆除之前泵壳体中任何残余的低温流体的安全的减压和清除，而不会将杂质引入储罐或升高储罐的压力。还需要一种外部致动装置，其即使在紧急情况下也可以手动和/或气动操作，以用于安全操作。此外，需要提供一种隔离机构，其易于制造的，如果需要可以拆除，并且易于维修和维护。

发明内容