CN103470907A - 改进的双截止泄放塞 - Google Patents

Abstract

一种用于临时阻塞管的管塞。所述管塞包括：载体；由所述载体定位的第一阻塞头，所述第一阻塞头具有第一外周密封元件和到所述载体的第一枢轴连接，所述第一枢轴连接允许所述第一阻塞头相对于所述载体绕第一枢轴点旋转并形成直角，以获得到管线的内部空间的进路；以及第二阻塞头，所述第二阻塞头具有第二外周密封元件和到所述第一阻塞头的第二枢轴连接，所述第二枢轴连接允许所述第二阻塞头相对于所述第一阻塞头绕第二枢轴点旋转并形成直角，以获得到所述管线的内部空间的进路。

Description

改进的双截止泄放塞

未决申请引用

本申请是于2009年3月25日提交的国际申请PCT/US2009/038272的于2011年4月22日进入中国国家阶段的中国申请200980142185.7的分案申请。并且本申请是于2007年11月7日递交的美国申请No.11/936,182的部分继续申请，并要求该美国申请的优先权。

技术领域

本发明总体上涉及管塞，特别是在运送高压或低压流体、高温或低温流体、蒸汽、危险流体和环境有害流体的管线中使用的塞。

背景技术

“双截止泄放（double block and bleed）”是本领域公知的术语，其是指在管内设置两个密封件并在所述密封件之间开设泄放端口以确保保持第一密封。经过该第一密封的任何渗漏物被第二密封所容纳并被迫使从泄放端口排出。这种布置确保了管被完全密封，从而使在两个密封的下游的工作更加安全。

然而，为了实现双截止泄放的功能，当前需要使用单独的金属对金属的阻塞密封件或者使用两个独立的塞子和配件。这两种解决方式都很昂贵；使用相对大且重的部件；并且需要大量装备以合适地进行安装。另外，金属对金属阻塞密封件的解决方式不允许经由配件的旁路管线产品。如果需要旁路，必须在阻塞密封件的上游安装第二配件。因此，存在对于比现有的解决方式更便宜、更小且重量更轻、并且更易于安装的双截止泄放的塞的需求。现有技术单独或者相互结合都没有满足这种需求或者使本发明显而易见。

对于与管塞子有关的附加信息，可以参考以下的先前出版的美国专利。

发明内容

为此，本发明提供了一种用于临时阻塞管的管塞，所述管塞包括：载体；由所述载体定位的第一阻塞头，所述第一阻塞头具有第一外周密封元件和到所述载体的第一枢轴连接，所述第一枢轴连接允许所述第一阻塞头相对于所述载体绕第一枢轴点旋转并形成直角，以获得到管线的内部空间的进路；以及第二阻塞头，所述第二阻塞头具有第二外周密封元件和到所述第一阻塞头的第二枢轴连接，所述第二枢轴连接允许所述第二阻塞头相对于所述第一阻塞头绕第二枢轴点旋转并形成直角，以获得到所述管线的内部空间的进路。

根据本发明的管塞包括具有通过轭与载体可枢转地连接的密封元件的一个阻塞头、和具有通过轭与第一阻塞头可枢转地连接的密封元件的第二阻塞头。当被降低通过侧向管道进路连接并被置于管内的最终密封位置时，第一密封元件防止管中产品的流动，并且第二密封元件捕获经过第一密封元件的任何渗漏物同时迫使该渗漏物经由配件离开。该配件可连接到围绕管焊接的套筒，并且位于管进路连接的下游。仅仅当作用在管道上的稳定衬垫是多余的情况下才需要该套筒。

为了帮助在管内定位每个密封元件，管塞包括一套连接到各阻塞头的轮。在将管塞定位在管内的过程中，这套轮中的每个轮在一些点撞击管的一部分，由此可引起密封元件在管内旋转至其最终位置。连接到各阻塞头的鼻部的稳定衬垫防止了密封元件的变形。

与第二阻塞头连接的弹簧负载的枢轴臂、枢轴销以及枢轴轮允许连接两个阻塞头的轭在管内自由旋转至其适当的位置。枢轴臂还具有位于枢轴轮后面的面向外升起的锥形突出部，其在将管塞安装到管中或者将管塞从管中移除时，帮助防止枢轴轮在管进路连接中逐渐被夹住。连接到第一阻塞头的导轮在安装或移除过程中帮助防止连接到载体的轭和第一阻塞头逐渐被夹住。

阻塞头的枢轴布置可以扩展为包括第三阻塞头。该第三头、或者首位头包括枢轴臂。所有这三个阻塞头可包括密封元件。可替换地，仅有第一和第二阻塞头可具有密封元件而第三阻塞头具有如金属丝刷的清洁元件。该金属丝刷用于扫除管塞前面的碎片。

连接到第一阻塞头的导轮可以由滑板取代，其中该滑板可滑动地接合进路连接并且帮助防止在安装或移除过程中连接到载体的轭和第一阻塞头逐渐被夹住。类似地，第二阻塞头上的导轮可以由被滑板取代，其中该滑板帮助防止夹住并且还在管塞定位期间在一些点处可滑动地接合管的一部分。滑板还可以在使用三个阻塞头时取代导轮。

所使用的密封元件可以是可扩张的密封元件，如可膨胀的密封元件或压缩封隔器密封元件。膨胀系统供应一种膨胀介质，该膨胀介质沿通道移动并且使可扩张密封元件膨胀。通道的一部分位于阻塞头外部并且可以是一种管形材料。通道的另一部分可位于管塞内部，穿过载体、轭和轭销（在使用第一密封元件的情况下）的部分，并进入阻塞头。轭销可包括环形槽，该环形槽提供了通道的连贯性，因为其从载体出来并进入轭。类似的通道也可被提供以使第二或第三可扩张密封元件发生膨胀。也可穿过载体、轭和轭销的第三通道为经过了第一可膨胀密封元件的任何渗漏物提供了泄放端口。

对于本发明更好的理解可以从下面结合了附图和权利要求的优选实施例的详细描述中获得。

附图说明

本发明的优选实施例现在将被更详细地描述。本发明的其它特征、方面和优点将通过参照以下详细的描述、权利要求和附图（其没有按比例）而被更好地理解，其中：

图1是管塞的等距视图。

图2是管塞的反向的等距视图。

图3是管塞处于其在具有泄放端口的管内的最终密封位置的等距视图。

图4是管塞处于其在管内的最终密封位置的示意图。

图5是管塞在其被降低穿过管进路连接时的示意图。

图6是管塞在其开始其移动进入管时的示意图。

图7是管塞在其沿着管移动时的示意图。

图8是管塞在其阻塞头和所述阻塞头的密封元件开始旋转至管内最终密封位置时的示意图。

图9是具有附加阻塞头且位于其在管道内的最终密封位置的管塞的示意图。各阻塞头上的滑板帮助防止轭和头在安装和移除过程中在到管道的进路连接中被逐渐夹住。

图10是具有附加阻塞头的管塞的示意图，其中附加阻塞头包括金属丝刷子以扫除塞子前面的碎片。

图11是具有两个带有膨胀密封元件的阻塞头的管塞的示意图。钢管的束形成两个通道的部分，其中每个通道向密封元件之一供应膨胀源。第三通道提供泄放端口。

图12是沿图11中截面线12-12的示意图。防水壁配件将通道的供应线部分与位于壳体内的该通道的钢管部分相连接。

图13A和13B是当装配有可膨胀密封元件时的管塞的管路布置图。通道穿过管塞中各个不同的部分，以向可膨胀密封元件供应膨胀介质以及提供泄放端口。

图14是具有两个带有压缩封隔器密封元件的阻塞头的管塞的示意图。钢管束形成两个通道的部分，每个通道供应用于促动密封元件的液压流体。第三通道提供泄放端口。

图15是管塞在管（未示出）内处于将要密封好的位置时的示意图。每个封隔器密封元件位于可活动的活塞板和固定的鼻部之间。活塞板和鼻部在安装和移除过程中保护密封元件。

图16是管塞在装配有封隔器密封元件时的管路布置图。两个独立通道的每个向两个阻塞头中之一提供液压流体。每个通道都提供有对与可活动活塞板相连通的圆柱形腔进行液压加压的装置。

图17是具有处于收缩位置的封隔器密封件的拖曳阻塞头的截面图。封隔器密封件具有两个抗挤压弹簧。可活动活塞板具有能够使活塞板以类似于液压缸杆的方式活动的圆柱形突出部。

图18是具有处于扩张位置的封隔器密封件的拖曳阻塞头的截面图。

图19是拖曳阻塞头的部分截面图。该阻塞头通过可旋入鼻架、活塞板和轭的防转销而被保持在其正确的方位。

图20是首位阻塞头的部分截面图。

图21是管塞的等距视图，示例了可替换的端口布置，其中该布置不包括钻入轭销以作为前面在图13中示出的管道。而是轭臂包括与膨胀通道和泄放通道相连通的配件。

图22是管塞的反向等距视图，示例了可替换的端口布置。

具体实施方式

应该理解的是，现在将要描述的本发明不限于在附图中示例的针对各部分构造和布置进行详细描述的应用。本发明能够有其它实施例并且能够以不同的方式被运用或实施。在这里使用的措辞和技术术语都是出于描述的目的而不是限制。

附图所表示的元件被标识为以下数字：

10 管塞               59 塞                 126 配件

12 载体               60 阻塞头             128 侧向槽

13 塞                 62 密封元件           130 纵向槽

14 轭                 63 密封元件           141 环形槽

15 端板               64 安装板             143 O型环

16 轭销               65 入口               160 膨胀通道

17 环形槽             66 鼻架               162 配件

18 轭支座             68 鼻部               164 弯头

19 O型环              70 稳定衬垫           166 配件

20 阻塞头             72 枢轴臂             168 侧向槽

21 阻塞头             73 突出部             170 侧向槽

22 密封元件           74 枢轴臂轮           180 三通（Tee）

23 密封元件           76 枢轴臂销           181 三通

24 安装板             78 弹簧               190 泄放端口通道

25 入口               80  枢轴臂阻挡器      192 配件

26 鼻架               82  轮                194 弯头

28 鼻部               84  轮                196 配件

30 稳定衬垫           86  轮                198 开口端

32 轮                 87  滑板              200 圆柱形腔

34 轮                 90  套筒              205 泄放配件

36 导轮               92  配件              210 螺纹轴

37 滑板               94  端口              220 圆柱形突出部

38 轭                 102 清洁元件          225 防转销

39 端板               104 刷子              230 活塞板

40 轭销               108 外部端口配件      232 螺纹轴

41 环形槽             110 膨胀系统/流体通路 234 圆柱形突出部

43 O型环              112 膨胀源            235 圆柱形腔

45 端板               113 膨胀源            240 封隔器密封件

50 封隔器密封件       114 管束tube          242 具有一定角度的表面

51 活塞板             115 阀                243 具有一定角度的表面

52 具有一定角度的表面 116 阀                244 抗挤压弹簧

53 具有一定角度的表面 117 阀                245 抗挤压弹簧

54 圆柱形突出部       118 阀                246 抗挤压弹簧

55 O型环              119 阀                247 抗挤压弹簧

56 O型环              120 膨胀通道          250 轭销

57 O型环              122 配件              255 轭销

58 O型环              124 弯头

参照附图，首先是图1和2，管塞10包括通过绕轭销40旋转的轭38而彼此可枢转地连接的阻塞头20和阻塞头60。阻塞头20依次通过轭14可枢转地连接到载体12。轭14绕轭销16旋转，轭销16被容纳在连接到载体12的轭支座18内。载体12在本领域是公知的并且属于操纵杆头的类型，其出于临时截止管P的目的而典型地用于在管P内竖直降低、旋转以及定位阻塞头。类似地，阻塞头20以及阻塞头60同样也是本领域公知的，并且属于典型地用于临时截止管P的类型。

阻塞头20包括密封元件22、鼻架26以及鼻部28。稳定衬垫30在与轭销16大致平行但相偏移的位置安装到鼻部28。稳定衬垫30通过反抗由绕轭销16的密封力所产生的旋转力矩而帮助防止密封元件12的变形。鼻部28还包括导轮36，该导轮36帮助防止轭14和阻塞头20在它们安装到管P以及从管P移除的过程中被夹在到管P的进路连接中。

阻塞头60包括密封元件62、鼻架66以及鼻部28。为了确保轭38可以在管P内自由地旋转至其恰当位置，枢轴臂72可旋转地附到鼻部68。枢轴臂72包括枢轴轮74、枢轴臂销76以及弹簧78。沿着安装到鼻部68的两个枢轴臂阻挡器80的弹簧78允许枢轴臂72可以向外旋转并保持其位置。在枢轴臂72上的且大致地位于枢轴臂轮74右后方的面向外的突出部73，在第二阻塞头60的安装期间帮助防止枢轴臂轮74在到管的进路连接中被夹住。稳定衬垫70在与枢轴臂72大致相反的位置安装到鼻部68。稳定衬垫70通过反抗由绕轭销40的密封力所产生的旋转力矩而帮助防止密封元件62的变形。

现在参照图3和4，管塞10通过进路连接向下行进——该进路连接典型地由壳体H、夹心阀V以及配件F组成——直到轭支座18到达依靠在管P的底部，此时阻塞头20和阻塞头60大致地彼此对准而密封元件22和62处于其最终密封位置。当密封元件22处于其最终密封位置时，密封元件的外表面与管P的内壁相接合，并且轮32A、32B和34以及导轮36不会碰撞上管P的任何部分。在这个位置，密封元件22阻止管P中产品的流动。当密封元件62位于其最终密封位置时，其外表面与管P的内壁相接合，并且轮82、84和86不会碰撞上管P的任何部分。枢轴臂72和枢轴臂轮74被弹簧78保持在相对管P面向外的位置。

密封元件62捕捉经过密封元件22的任何渗漏物，并且迫使该渗漏物经由配件92出去。配件92可以连接到绕着管焊接并位于管P进路连接的下游的套筒90。配件92是一种提供泄放端口的本领域公知的类型。

如图5和6所示例的，管塞10向下行进通过壳体H、夹心阀V和配件F，直到枢轴臂轮74碰撞上管P的底部，引起轭38开始绕轭销40旋转。随着管塞10进一步地下降到配件中，轭38继续绕轭销40旋转直到轮82碰撞管P的底部。如图7所示例的，轭38的旋转持续进行直到轮84和随后的轮86撞上管的底部。随着轮86撞上管P的底部，阻塞头20开始其向管P内的进入。如图7和8所示例的，在旋转阻塞头60的过程中的一些点，枢轴臂轮74撞上管P的顶部并引起枢轴臂72旋转脱离。

再次参照图8，随着阻塞头60变得与管P的内径大致对准，管塞10继续其向下的行程，并且随着轮32A和32B撞上管P的底部，引起轭14绕轭销16旋转，阻塞头20开始其到管P内位置的转变。随着轭14继续旋转，阻塞头20变得与管P的内径更加大致对准。然后轮34撞上管P的底部，使得轭14继续其旋转直到密封元件22旋转至最终密封位置。当轭支座18开始靠在管P的底部上时，密封元件22和62处于其最终密封位置（参照图3和4），而管塞10是稳定的并且能够抵抗管线压力负荷。

图9和10示例了管塞10的其它优选实施例。附加的阻塞头21可以可枢转地连接到第一阻塞头20，而第二阻塞头60可枢转地连接到附加阻塞头21。第二阻塞头60可以包括密封元件62或者清洁元件102。清洁元件102优选地是一种金属丝刷类型的元件104用于移除或刷去管塞10前面的灰尘或碎片。在使用密封元件62中，经过阻塞头20或21的任何渗漏物被迫使经由端口94和配件92出去。如果使用清洁元件102，则经过阻塞头20的任何渗漏物被迫是经由端口94和配件92出去。

滑板37可以取代阻塞头20和21上的导轮36。滑板37与轮34相对地安装在鼻部28的斜面上。滑板37可以由从热塑性塑料到黄铜范围内的合适的材料制成。随着管塞10下降进入到管P的进路连接，滑板37开始与进路连接的内表面相接触并可滑动地接合，由此防止轭14以及阻塞头20和21被夹住。

类似地，滑板87可以取代阻塞头60上的轮86。滑板87安装在鼻部68的斜面上并且与枢轴臂72相对。滑板87可以由从热塑性材料到黄铜范围内的合适的材料制成。随着管塞10开始进入管P，滑板87开始与管P的底部相接触并可滑动地相接合。随着滑板87撞上管P的底部，阻塞头21和随后的阻塞头20开始进入到管P内。在旋转阻塞头60的这个过程中的一些点处，枢轴臂轮74撞上管P的顶部并且引起枢轴臂72旋转脱离。然后阻塞头20、21和60以类似于先前描述过的方式变得定位于其最终密封位置。

现在参照图11-13B，管塞10可以包括分别位于阻塞头20和60上的可膨胀的密封元件23和63。可替换地，可以实施类似于图9和10中所示出布置，其中一个或者多个头20、21和60具有可膨胀的密封元件。密封元件23和63可以与膨胀系统110相连通。膨胀系统110优选地包括一个或多个液体或气体介质的膨胀源112和113。膨胀系统112和113可以是压缩机、压缩气体罐或者泵。两个通道120和160分别将膨胀源112和113连接到密封元件23和63，而第三通道190提供了泄放端口。阀115和117提供了一种隔离和控制分别由膨胀源112和113所提供的膨胀压力的方式。阀116提供了一种控制任何渗漏物从泄放端口的流出的方式。

如下面所述，每个通道120、160和190都包括各种不同的配件和连接器，其中通道120、160和190中的一些部分穿过管塞10的元件。为了便于进行描述和参照，每个通道120、160和190的各个不同区段都给出了字母标示。例如，120A是指通道120的外部供应线。

在管塞10被恰当定向在管P内之后，膨胀密封元件23和63同时地或者按顺序地膨胀，从而使得它们可以与管P的内表面相接触并密封地接合。膨胀源112和113通过通道120和160向密封元件23和63提供膨胀介质，优选地是空气、惰性气体或者液体。通道190提供了泄放端口。取决于管线产品，泄放端口可向蓄水池（未示出）或者周围环境进行排放。

首先考虑到膨胀通道120，供应线区段120A从膨胀源112开始经过阀115和三通181延伸至位于壳体H的外表面上的防水壁配件（bulkhead fitting）122。三通181与泄放阀119和排放口相连通。配件122与弯头连接器124相连通，其中弯头连接器124连接到管状区段120B的上端。管状区段120B优选地是压缩弹簧形状的钢管。管状区段120B的下端连接到载体12上的配件126。载体12的内部是通道区段120C。通道区段120C被构造为使得其与轭销16中的环形槽17之一对准。位于环形槽17中任一侧的O型环19提供了密封接合并且在通道120进入轭销16时帮助保持通道120的完整性。

位于轭销16内的是通道区段120D。由于载体12、轭14和阻塞头20的物理布置，通道区段120D在其穿过轭销16时形成了两个具有一定角度的拐弯。每个具有一定角度的拐弯优选地是直角拐弯。在轭销16内构造一个具有一定角度的拐弯需要钻入轭销16的一端并形成纵向槽128。塞13密封纵向槽128的暴露的开口端并且保持通道120在穿过轭销16时的完整性。与侧向槽128相交的纵向槽130与第二环形槽17对准。通道区段120D离开轭销16并作为通道120E进入轭14。

端板15帮助保护轭销16进入其恰当位置并且确保环形槽17与通道区段120C、120D和120E的恰当对准。通道区段120E穿过轭14的一部分并进入到阻塞头20，这里通道区段120E形成具有一定角度的拐弯并与密封元件23的入口25接合。由于上面描述的通道120的布置和连贯性，膨胀介质可以从膨胀源112传递到密封元件23，由此可以使密封元件23膨胀。在从管移除管塞10之前，可以通过打开泄放阀119而使密封元件23收缩，其中该泄放阀119连接到通道区段120A中的三通181。

膨胀通道160可以采用与膨胀通道120类似的方式构造。在优选的实施例中，供应线区段160A从膨胀源113开始，穿过阀117和三通180，延伸至防水壁配件162，其中防水壁配件162与弯头连接器164相连通。三通180与泄放阀118和排放口相连通。弯头连接器164连接到管状区段160B。管状区段160B优选地是压缩弹簧形状的钢管并且与管状区段120B相对应地形成。管状区段160B与区段120B和190B一起形成弹簧状的管束114。管状区段160B的下端连接到载体12上的配件166。

载体12的内部是通道区段160C。类似于通道区段120C，通道区段160C被构造为使其与轭销16中的环形槽17之一对准。O型环19在通道120穿过环形槽17时为其提供密封接合。在轭销16内是通道区段160D。与通道区段120D的情况相同，通道区段160D在其穿过轭销16时形成两个具有一定角度的拐弯。每个具有一定角度的拐弯优选地是直角拐弯。塞13密封侧向槽168的暴露的开口端并且在通道160穿过轭销16时保持通道160的完整性。

随着通道区段160D离开轭销16，其与第二环形槽17对准。环形槽17提供了通道区段160D和160E之间的连贯性。然后，通道区段160E穿过轭14的一部分和阻塞头20的鼻部28。由于轭14和鼻部28之间的物理连接，通道区段160E在其向密封元件63行进时形成两个具有一定角度的拐弯。再一次地，这些具有一定角度的拐弯，与这里描述的所有的具有一定角度的拐弯一样，优选地是直角拐弯。环形槽141和O型环143提供了阻塞头20和轭28之间的通道区段160E的连贯性。环形槽141位于连接到鼻部28的圆柱形部分内。

通道区段160E离开阻塞头20并与轭销40中的环形槽41对准。O型环43为环形槽41提供了密封。然后，通道160继续穿过轭销40作为通道区段160F。通道区段160F采用类似于通道区段120D和160D的方式而构造。塞45密封了侧向槽170。通道区段160F离开轭销40，其与第二环形槽41对准，并进入轭38作为通道区段160G。端板39帮助保护和定位轭销40，从而使得环形槽41分别处于它们的与通道区段160F和160G恰当对准的位置。通道区段160G进入阻塞头60并形成具有一定角度的拐弯以接合密封元件63的入口65。

由于通道160的上述布置和连贯性，膨胀介质可从膨胀源113传递至密封元件63，由此使密封元件63膨胀。在从管中移除管塞10之前，可通过打开泄放阀118而收缩密封元件63，其中该泄放阀118连接到通道区段160A上的三通180。

泄放端口通道190具有排放线路区段190A和管状区段190B。排放线路区段190A从位于壳体H的外表面上的防水壁配件192延伸至泄放阀116。配件192与弯头连接器194相连通，该弯头连接器194连接到管状区段190B的上端。管状区段190B优选地是压缩弹簧形状的钢管。管状区段190B的下端连接到载体12上的配件196。载体12内部的是通道区段190C。通道区段190C被构造为使其与轭销16中的环形槽17之一对准。

在轭销16内的是通道区段190D，其在穿过轭销16时形成两个具有一定角度的拐弯以。塞13密封纵向槽的暴露的开口端。类似于通道区段120D和160D，通道区段190D与第二环形槽17对准并进入轭14作为通道区段190E。通道区段190E穿过轭14的一部分并且进入阻塞头20，从而使得其开口端198暴露于阻塞头20和60之间的内部空间。经过阻塞头20的任何渗漏物都通过通道190并经由其开口端198而排放。

现在参照图14和15，阻塞头20和60中每个可包括压缩封隔器密封设计，该设计具有与液压流体系统110相连通的封隔器密封50、240。封隔器密封工作在比标准密封元件更宽的管内径范围，这是因为标准密封元件基于实际的管内径。管塞10的封隔器密封设计实施例以与标准密封件设计（图1-10）和膨胀密封件设计（图11-13）基本类似的方式将其定向于管P内的密封位置，并且共享那些设计中的很多部件。例如，管塞10包括载体12、轭14和38、轭销16和40，其可具有与标准的和膨胀的密封件设计中所使用的载体12、轭14和38以及轭销16和40不同的物理构造；鼻部28和68；滑板37和87；轮34；枢轴臂72；枢轴臂轮74；枢轴臂销76；弹簧78；通道120、160和190；以及分配的液压配件。鼻部28和68每个包括稳定衬垫30、70，以如先前描述的抵抗旋转负荷和绕各自对应的轭销16、40的旋转。用来抵抗由管线压力所产生的压力负荷的标准控制杆的使用没有使主要弯曲负荷置于配件Ｆ中。这由通过轭支座18的底部顶着管P的底部以及通过载体12顶着管P中的进入孔而产生的弯曲负荷反作用力而实现。

在优选的实施例中，阻塞头20和60被插入到管P，同时封隔器密封件50和240处于缩回或者松开位置。在松开位置，封隔器密封件50、240的外径典型地小于管P的内径。结果，封隔器密封件50在两个具有一定角度的表面52和53之间被压缩，其中具有一定角度的表面52和53分别由阻塞头20上的固定的鼻架26和可活动的活塞板51形成。类似地，封隔器密封件240在两个具有一定角度的表面242和243之间被压缩，其中具有一定角度的表面242和243分别由位于阻塞头60上的固定的鼻架66和可活动的活塞板230形成。封隔器密封件50，240被压缩并且被迫使沿径向向外地碰撞上管P的内壁表面，并形成屏障。

阻塞头20是主要密封机构，而阻塞头60是第二密封机构。从进入开口向下游至管P的两个封隔器密封件50、240的位置使得管线产品能够被发送穿过壳体H的侧面的端口，并且提供了一种绕管塞10的为产品流动设定旁路的方式，并且这种方式被用于管P中。如在这里描述的其它实施例中，可采用一个或多个附加的阻塞头21与阻塞头20和60相连通（参见图9和10）。可替换地，一个阻塞头20或60可被用作为单独的塞子，而这个单独的塞子不能提供两个或更多个阻塞头20、60所提供的双截止泄放的冗余和安全性。

如在图17和18中所示例的，阻塞头20上的活塞板51被设计具有圆柱形突出部54，其中该突出部54具有两个槽以接收Ｏ型环55和56（或者本领域公知的其它类似的密封件）。圆柱形突出部54的目的是使活塞板51能够以类似于液压缸杆的方式运行。具有Ｏ型环55和56的圆柱形突出部54滑入到轭14的端部中的圆柱形腔200内，并且因此完成了基本的单动式液压缸的设计。如图16所示例的，轭14具有内部通道120、160和190以提供对圆柱形腔200以及排放口198进行液压加压的方式。通道120、160和190可通过大致类似于先前描述的方式被确定路线至轭14。塞59密封通道区段190E的端部。

一旦管塞10被设置到其在管P中的最终密封位置，活塞板51被液压加压并且被使得相对于封隔器密封件50活动。封隔器密封件50优选地是弹性密封件，其与管P的壁相适应。封隔器密封件50具有两个抗挤压弹簧244和245。液压流体被泵送至位于轭14内通道区段120E的端部的圆柱形腔200，并且相对于封隔器密封件50推动活塞板51。封隔器密封件50相对于鼻架26的具有一定角度的表面52而被压缩。随着活塞板51相对于封隔器密封件50推动，活塞板51的具有一定角度的表面53和鼻架26的具有一定角度的表面52扭曲封隔器密封件50并使得其沿径向方向向外扩张直到其撞上管P的壁。抗挤压弹簧244和245防止弹性体在管P和活塞板51及鼻架26之间发生挤压。因此，封隔器密封件50在管道P内形成了屏障。

现在参照图19，阻塞头20利用鼻架26和防转销225相对于轭14被保持在其正确的方向上。鼻架26被螺旋旋入螺纹轴210，其中螺纹轴210是轭14的一部分。然后，使用被螺旋旋入并被密封在鼻架26中的防转销225以将鼻部28相对于轭14恰当地定向。在防转销225和鼻架26之间的密封件可以是管螺纹、O型环57、58（见图17）或本领域公知的其它密封件。防转销225经过鼻架26中的孔，经过活塞板51中的孔，进入到轭14中的孔，由此相对于彼此保持在恰当的方位。

现在参照图20，阻塞头60非常类似于阻塞头20，但是不具有相同的液压端口。仅有通道160行进穿过轭38（见图16）。通道160提供了对与活塞板230连通的圆柱形腔235进行液压加压的方式。活塞板230上的圆柱形突出部234使得活塞板230能够以类似于液压缸杆的方式进行动作。由于针对阻塞头60的分开的端口布置，封隔器密封件240独立于封隔器密封件50而动作。这就提供了一种冗余系统，其本质上比依赖于单一流体通路而促动两个或更多密封件的系统更加安全。因此，一个液压系统120、160的故障不会导致管塞10丧失管P内的所有的密封整体。这种冗余也是膨胀密封设计的特点（图11-13）。

一旦管塞10被设置到其在管P内的最终密封位置，活塞板230被液压加压并且被导致相对于封隔器密封件240移动。类似于封隔器密封件50，封隔器密封件240优选地是与管P的壁相适应的弹性密封件。封隔器密封件240具有两个抗挤压弹簧246和247，这两个弹簧用于与弹簧244和245（前面描述的）类似的目的。液压流体被泵送到位于轭38中通道区段160G的端部的圆柱形腔235内，并且相对于封隔器密封件240推动活塞板230。封隔器密封件240相对于鼻架66的具有一定角度的表面242被压缩。鼻架66被螺旋旋入螺纹轴232上。鼻部68以与上面关于鼻部28所描述的方式类似的方式相对于轭38被保持在正确位置。随着活塞板230相对于封隔器密封件240推动，活塞板240的具有一定角度的表面243和鼻架66的具有一定角度的表面242扭曲封隔器密封件240，并且导致其沿径向方向向外扩张，直到其撞上管的壁。因此，当管塞10被设置到管道内时，封隔器密封件240形成了屏障。

在阻塞头20、60的安装和收回过程中，应当减少由滑板37、87相对于壳体H、阀V和配件F的孔所施加的负荷。减少的负荷是由于封隔器密封件50、240分别被包围在两个钢件26、51和66、230之间，并且不会如标准密封元件（例如密封元件22）那样暴露于孔。在安装和收回的过程中，标准密封元件由于前述的孔而变形，因此引起了滑板37、87上的反作用负荷。由于封隔器密封件50、240受到保护，因此每个封隔器密封件都可以在以后的阻塞应用中被再次使用。

现在参照图21和22，用于与可膨胀密封件或封隔器密封件一起使用的流体通路设计可以被本领域技术人员以很多方式实现。例如，可以使用液压软管（未示出）取代穿过轭14、38的端口。一个优选实施——其不包括先前在图13A中示出的被用作为管道的钻孔轭销16——包括了机械加工的轭臂250以接收配件166和196。轭臂255被加工为接收配件126。泄放配件205被提供以将空气从圆柱形腔200和235（参照图17和20）中泄放出去。

尽管以一定程度上的具体描述了改进的双截止泄放塞，在构造的细节和部件的布置上可以进行多种改变，而不脱离本公开内容的精神和范围。应该理解的是，改进的双截止泄放塞不限于前面提到的出于举例目的的实施例，而仅限于权利要求的范围，该权利要求的范围包括了其中每个被标明的元件的等同物的全部范围。

Claims (1)

1.一种用于临时阻塞管的管塞，所述管塞包括：

载体；

由所述载体定位的第一阻塞头，所述第一阻塞头具有第一外周密封元件和到所述载体的第一枢轴连接，所述第一枢轴连接允许所述第一阻塞头相对于所述载体绕第一枢轴点旋转并形成直角，以获得到管线的内部空间的进路；以及

第二阻塞头，所述第二阻塞头具有第二外周密封元件和到所述第一阻塞头的第二枢轴连接，所述第二枢轴连接允许所述第二阻塞头相对于所述第一阻塞头绕第二枢轴点旋转并形成直角，以获得到所述管线的内部空间的进路。

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