CN102027284B - 加压气体分配装置、包括这种装置和控制装置的组件以及设有这种分配装置的容器 - Google Patents

加压气体分配装置、包括这种装置和控制装置的组件以及设有这种分配装置的容器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种加压气体分配装置(200)，例如旋塞，该装置包括第一端和第二端，所述第一端用于被置于加压气体存储容器(30)的开口中，所述第二端包括可被选择性地连接至用于控制向所述容器填充气体和/或从所述容器引出气体的连接接口(31)，所述分配装置(200)包括内部气体回路(20)，该内部气体回路具有用于与所述容器(30)的内部连接的上游端和用于连接至所述填充和/或引出控制装置的下游端，该内部回路(20)从上游向下游包括串联的压力调节器(50)和下游隔离阀(160)，位于压力调节器(50)和下游隔离阀(160)之间的内部回路(20)部分限定出所谓的低压室(3)，该分配装置(200)的特征在于，连接接口(31)包括至少一个可选择性地在第一静止位置和第二作用位置之间移动的安全锁止件(7)，在第一静止位置，安全锁止件将连接接口(31)定形状成可连接至相结合的填充和/或引出控制装置的第一构型，在第二作用位置，安全锁止件将连接接口(31)定形状成防止连接至相结合的填充和/或引出控制装置的第二构型，安全锁止件(7)直接和/或经由诸如移动活塞(1，6)的中间传递部件承受所谓的低压室(3)中的压力，当所述低压室(3)中的压力(P)高于预定的阈值(Ps)时，安全锁止件(7)在低压室(3)中的压力的作用下被移至其作用位置。

Description

加压气体分配装置、包括这种装置和控制装置的组件以及设有这种分配装置的容器
技术领域
本发明涉及一种加压气体分配装置、包括这种分配装置和控制装置的组件以及设置有这种分配装置的容器。
本发明更具体地涉及一种用于分配加压气体的装置，例如旋塞，该装置包括第一端和第二端，所述第一端用于被置于加压气体储存容器的孔中，所述第二端包括可被选择性地连接至用于控制向容器填充气体和/或从容器引出气体的装置的连接接口，该分配装置包括内部气体回路，该内部气体回路具有用于与容器的内部连通的上游端和用于连接至所述填充和/或引出控制装置的下游端，该内部回路从上游向下游包括串联的压力调节器和下游隔离阀，位于压力调节器和下游隔离阀之间的那部分内部回路限定出被称为低压室的腔室。
背景技术
尤其为了安全的原因，诸如带有内置式调节器的旋塞之类的气体填充和分配系统设计成使得加压气体罐的终端用户不能与处于气缸的高压下的气体相接触，而是仅能与处于已被压力调节器降低的压力下的气体相接触。
当在调节器的下游(在低压侧)装配有阀时，在调节器和隔离阀之间可能会产生压力增加，尤其是在调节器泄漏时。特别地，没有调节器可被认为是100％流体密封的，尤其是对于(氢或氦类型的)小分子的气体。
因此，如果在没有任何气体被引出的情况下将气体长时间存储，调节器的下游的低压室可能会被填充以处于高压下的气体。当存在这种情况时，当用户希望再次引出一些气体并通过开启隔离阀(经由例如快速连接器)连接至容器时，会产生危险的情况。
因此，当用户连接至引出端口并且在隔离阀上游存在异常高压时，存在使在引出端口与用户系统的快速连接器之间进行密封的O形圈被挤压的风险。
尤其在旋塞具有与引出孔共用的填充孔的情况下会产生安全问题。
为了解决这个问题，在实践中已知使用在过压或超温的情况下释放气体的安全排放阀。但是，即使泄漏相对较小，在某些情况下，这些已知的排放阀也会由于突然释放相当大量的气体而引起危险的情况。当气体为可燃的、例如为氢时，这尤其危险。
由于这些原因，在某些应用中，可建议将由安全释放阀释放的排气保持在旋塞内的密封体积中。然后通过可连接至旋塞的安全系统处理和排放排气。
另一方案可包括向用户指示(经由压力计)旋塞中的压力异常高，所述旋塞位于将旋塞与外部隔离的阀的紧后方。但是，由于该方法的安全方面完全依赖于用户，所以此方法不可靠。
发明内容
本发明的目的是减少上面提到的现有技术中的所有或部分缺点。
为此，根据本发明的装置的主要特征在于(其它方面依照上面导言中的一般限定)，连接接口包括至少一个可被选择性地在第一静止位置和第二作用位置之间移动的安全锁止件，在所述第一静止位置，锁止件将连接接口构造成可连接至所述相匹配的填充和/或引出控制装置的第一构型，在所述第二作用位置，锁止件将连接接口构造成防止连接至相匹配的填充和/或引出控制装置的第二构型，当低压室中的压力高于设定的阈值时，安全锁止件在低压室中的压力的作用下被移至其作用位置。
此外，本发明的实施方式可包括如下一个或多个特征：
-安全锁止件默认被朝向其静止位置驱动，
-安全锁止件构造成使得，当该安全锁止件从其静止位置转换到其作用位置时，该安全锁止件改变连接接口的至少一个如下结构特征：形状、体积、取向和尺寸，
-安全锁止件的静止和作用位置分别对应于相对于连接接口被缩进和突出的位置，
-安全锁止件包括球体，该球体能够在形成于连接接口中并向该连接接口的外表面开口的壳体中移动，
-安全锁止件直接和/或经由诸如移动活塞的中间传递部件承受所谓的低压室中的压力，
-内部回路包括被称为上游阀的附加的隔离阀，该附加的隔离阀串联布置在压力调节器与下游隔离阀之间，
-内部回路包括用于承受容器中的压力的安全释放阀，以便根据容器中的气体的温度和/或压力相对于至少一个设定的阈值选择性地关闭或开启从容器朝向排放区的气体通道，安全释放阀的排放区通入下游隔离阀上游的所谓的低压室，
-内部回路包括用于填充容器的填充管道和用于从容器引出气体的引出管道，所述填充和引出管道为共用的或分开的并在用于连接至填充和/或引出控制装置的共同端相重合，从而经由同一个进入端口执行填充和引出。
-安全锁止件默认通过回位部件被驱动至其静止位置，
-填充孔和引出孔在连接接口的凹入接收区域中相重合，
-安全释放阀位于管道中，该管道具有被连接至下游隔离阀的上游的下游端和当被安装到容器上时被连接至容器内的上游端，
-安全释放阀的排放区位于上游阀和下游阀之间，
-连接接口包括阳和/或阴联结装置(例如销、插脚、槽、快速连接系统等)，所述阳和/或阴联结装置用于选择性地通过联结而与属于填充和/或引出控制装置的相匹配的阴和/或阳联结装置相协作。
本发明还可涉及任何包括之前或之后提到的特征的任何组合的可供选择的装置或方法。
附图说明
其它具体特征和优点通过阅读下面参照附图进行的描述将显而易见，其中：
-图1示出了根据本发明的加压气体分配装置的结构和运行的第一示例的示意性局部视图；
-图2示出了根据本发明的加压气体分配装置的结构和运行的第二示例的示意性局部视图；
-图3和图4示出了安全锁止件分别位于静止位置和作用位置时根据本发明的加压气体分配装置的一可能实施例的一细部的截面图；
-图5示出了根据本发明的加压气体分配装置的结构和运行的第三示例的示意性局部视图。
具体实施方式
在图1中示意性地示出的加压气体分配装置200(例如旋塞)包括体部，该体部具有容纳在加压气体储存容器30的孔中的第一端。该体部限定出内部气体回路20，该内部气体回路具有连接至容器30内部的一端和用于连接至属于用户系统的填充和/或引出控制装置300的下游端。为此目的，分配器200的第二端包括连接接口31，该连接接口可选择性地连接至用于控制向容器30填充气体和/或从容器30引出气体(例如经由快装连接系统)的装置300。
例如，连接接口31包括阳和/或阴联结装置(例如销和/或插脚和/或槽和/或夹子和/或螺纹系统等)，所述阳和/或阴联结装置用于选择性地联结属于填充和/或引出控制装置300的相匹配的阴和/或阳联结装置。
内部回路20从上游向下游(从气体罐朝向可连接至用户的端部)包括串联布置的压力调节器50和下游隔离阀160(阀V1)。
这样，内部回路20经由在控制装置300被连接时开启(自动地或由于随后的特定动作)的下游隔离阀160与外部隔离。
位于压力调节器50和下游隔离阀160之间的那部分分配装置200限定出被称为低压室的腔室3。具体地，除非存在异常或泄漏，调节器50下游的压力应该相对较低。
根据本发明的有利特征，分配装置200包括至少一个安全锁止件7，安全锁止件7设计成防止控制装置300在低压室3中的压力异常高(例如高于设定阈值Ps)时连接至分配装置200。例如，锁止件7可选择性地在第一静止位置和第二作用位置之间移动，在所述第一静止位置，锁止件7将连接接口31构造成可被连接至所述控制装置300的第一构型，在所述作用的第二位置，锁止件7将连接接口31构造成防止连接至控制装置300的第二构型。
这样，在危险情况下，用户不可能使控制装置300和分配装置200连接。
优选地，安全锁止件7默认被朝向其静止位置驱动，并且在低压室3中的压力P高于设定的阈值Ps时在低压室3中的压力P的作用下被移向其作用位置。
例如，安全锁止件7构造成使得当其从其静止位置移入其作用位置时，该安全锁止件改变连接接口31的至少一个如下结构特征：形状、体积、取向和尺寸。例如，如在图1中示意性地示出的，安全锁止件7的静止和作用位置可分别对应于相对于连接接口31被缩进和突出(突出已用虚线示出)的位置。因此，当锁止件7突出时，其防止向控制装置300的连接。
锁止件7例如经由在装置200中形成的管道77连接至低压室。安全锁止件7还优选地默认通过诸如弹簧的回位部件被朝向其静止位置驱动。作为替换方式，锁止件7不通过回位部件被推向其静止位置，而是在与控制装置300连接(例如通过机械接触)后被缩入静止位置。
图2的实施例与图1的实施例的不同之处仅在于，分配装置200在内部回路20中包括被称为上游阀60的附加的隔离阀60，附加的隔离阀60串联地定位在压力调节器50与下游隔离阀160(阀V2)之间。在这种情况下，锁止件7可被流体连接至位于两个阀(V1、V2)之间和可能地位于上游阀160和调节器50之间的低压室3。换句话说，锁止件7可对两个阀160、60(V1、V2)之间的压力并且还对上游阀160与调节器50之间的压力敏感。
图3和图4示出了根据本发明的一个可能的实施例。分配装置200的体部4包括形成连接接口31的端部。连接接口31例如设计成使得其可被部分地容纳在控制装置300的连接系统中。连接接口31例如具有用于被容纳在属于控制装置300的相匹配的槽中的销或插脚131，以便形成例如卡口类型的联接系统。
锁止件包括球体7，该球体7容纳在向连接接口31的外(例如侧)表面开口的凹槽中。凹槽的上端可由附接至并附接入分配装置200的体部4的凸缘9界定。图9可具有孔36，孔36形成提供朝向分配装置200的体部4的内部的引导的系统。例如，下游阀160位于体部4中并且对于从控制装置300上突出的阀开启系统301的情况可经由孔36到达该下游阀。非限制性的，分配装置200的填充孔和引出孔可同存在于连接接口31、9的凹入接收区域36中。
球体7能够在其被缩入体部4和连接接口31的位置与在接口体部31的外表面和体部4的外表面上突出的作用位置之间移动。凹槽当然构造成防止球体7完全掉出。体部7经由例如在通道77中以密封方式(密封件2)滑动的活塞1承受低压室3中的压力。活塞1的一端承受低压室3中的压力。活塞1的另一端例如经由形成一倾斜平面的构件6与球体7接触。活塞1优选地在与由低压室3的气体所施加的力相反的方向上由弹簧5(或等同装置)驱动(如果压力P低于阈值Ps，则弹簧5将活塞1保持在未将球体7朝向其突出位置迫压的位置)。这意味着，在默认情况下，球体7可在其横向凹槽(图3)中自由地移动。
当低压室3中的压力P超出设定的阈值Ps时，活塞1通过倾斜平面6推回球体7，从而迫使该球体从形成连接接口31的端部的外径突出。
因此，突出球体7形成改变连接接口31的直径(或某些其它特征)的突出部或止挡件，从而即使在施加有相对较高的力时也防止具有互补形状的控制装置300被连接。该突出球体7还形成警示用户意外情况的可视指示器。
图5示出了根据本发明的加压气体分配装置200的另一示例。通过与图2的示例相比较，图5的分配器200还包括串联布置在压力调节器50上游的过滤器120和止回阀220。此外，内部回路20包括设置有止回阀140的填充管道240。如图所示，填充管道240可被安装成与包括调节器50的引出管道平行。填充管道240的上游端(在容器30侧)可例如在过滤器120的上游与引出管道(包括调节器50)相接。同样地，填充管道240的下游端(连接接口31端)可例如在上游60和下游160两阀之间与引出管道(包括调节器50)相接。这样，填充孔和引出孔可为共用的。此外，分配装置200可包括用于承受容器30中的压力的释放阀55，以便根据容器中的气体的温度和/或压力相对于至少一个设定的阈值选择性地关闭或开启从容器向排放区的气体通道。安全释放阀55的排放区优选地通入下游隔离阀160的上游的低压室3。
应当理解，虽然具有简单且非昂贵的结构，本发明能够解决现有技术中的所有或部分问题。
当然，本发明不限于所描述的示例性实施例。例如，可以在权利要求的范围内设想多个锁止件7和锁止件7的不同构型(根据连接接口的构型和/或根据填充和/或引出控制装置连接系统的构型)。

Claims (12)

1.一种用于分配加压气体的分配装置(200)，该分配装置包括第一端和第二端，所述第一端用于被置于存储加压气体的容器(30)的孔中，所述第二端包括可被选择性地连接至用于控制向所述容器(30)填充气体和/或从所述容器(30)引出气体的填充和/或引出控制装置的连接接口(31)，所述分配装置(200)包括内部气体回路(20)，该内部气体回路具有用于与所述容器(30)的内部连通的上游端和用于连接至所述填充和/或引出控制装置的下游端，该内部气体回路(20)从上游向下游包括串联的压力调节器(50)和下游隔离阀(160)，位于所述压力调节器(50)和所述下游隔离阀(160)之间的那部分内部气体回路(20)限定出被称为低压室的腔室(3)，所述分配装置(200)的特征在于，所述连接接口(31)包括至少一个可选择性地在第一静止位置和第二作用位置之间移动的安全锁止件(7)，在所述第一静止位置，所述安全锁止件将所述连接接口(31)构造成可连接至相匹配的填充和/或引出控制装置的第一构型，在所述第二作用位置，所述安全锁止件将所述连接接口(31)构造成防止连接至相匹配的填充和/或引出控制装置的第二构型，所述安全锁止件(7)直接和/或经由中间传递部件承受被称为低压室的所述腔室(3)中的压力，当所述低压室(3)中的压力(P)高于设定的阈值(Ps)时，所述安全锁止件(7)在所述低压室(3)中的压力的作用下被移入该安全锁止件的作用位置。
2.根据权利要求1所述的用于分配加压气体的分配装置，其特征在于，所述安全锁止件(7)默认被朝向该安全锁止件的静止位置驱动。
3.根据权利要求1所述的用于分配加压气体的分配装置，其特征在于，所述安全锁止件(7)构造成使得，当该安全锁止件从该安全锁止件的静止位置转换到该安全锁止件的作用位置时，该安全锁止件改变所述连接接口(31)的至少一个如下结构特征：形状、体积、取向和尺寸。
4.根据权利要求1所述的用于分配加压气体的分配装置，其特征在于，所述安全锁止件(7)的静止和作用位置分别对应于相对于所述连接接口(31)被缩进和突出的位置。
5.根据权利要求1所述的用于分配加压气体的分配装置，其特征在于，所述安全锁止件(7)包括球体，该球体能够在形成于所述连接接口(31)中并向该连接接口的外表面开口的壳体中移动。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的用于分配加压气体的分配装置，其特征在于，所述内部气体回路(20)包括被称为上游阀(60)的附加的隔离阀(60)，该附加的隔离阀串联布置在所述压力调节器(50)与所述下游隔离阀(160)之间。
7.根据权利要求1至5中的任一项所述的用于分配加压气体的分配装置，其特征在于，所述内部气体回路(20)包括用于承受所述容器(30)中的压力的安全释放阀(55)，以便根据所述容器中的气体的温度和/或压力相对于至少一个设定的阈值选择性地关闭或开启从所述容器朝向排放区的气体通道，所述安全释放阀(55)的所述排放区通入所述下游隔离阀(160)上游的所谓的低压室(3)。
8.根据权利要求1至5中的任一项所述的用于分配加压气体的分配装置，其特征在于，所述内部气体回路(20)包括用于填充容器(30)的填充管道(240)和用于从容器(30)引出气体的引出管道，所述填充管道和引出管道为共用的或分开的并在用于连接至填充和/或引出控制装置的共同端相重合，从而经由同一个进入端口执行填充和引出。
9.根据权利要求1至5中的任一项所述的用于分配加压气体的分配装置，其特征在于，所述分配装置(200)是旋塞。
10.根据权利要求1至5中的任一项所述的用于分配加压气体的分配装置，其特征在于，所述中间传递部件是移动活塞(1，6)。
11.一种包括用于分配加压气体的分配装置(200)和用于控制向容器(30)填充气体和/或从容器(30)引出气体的填充和/或引出控制装置的组件，其特征在于，所述分配装置(200)为根据权利要求1至10中的任一项所述的用于分配加压气体的分配装置。
12.一种包括孔的加压气体容器，其特征在于，该加压气体容器包括布置在该加压气体容器的孔中的根据权利要求1至10中的任一项所述的用于分配加压气体的分配装置(200)。
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