CN102301166A - 用于选择性地堵塞流体通路的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种特别是用于旋塞-填充入口的、用于选择性地堵塞流体通路的装置，该装置包括：一结构，其限定出在位于上游端的进口与位于下游端的出口之间延伸的用于使流体通过的通道；阀座；阀，其可在所述通道内在用于通过密封地靠在所述座上而堵塞所述通路的第一位置与所述阀未密封地靠在所述座上的用于打开所述通路的第二位置之间选择性地移动，其中，所述堵塞装置包括可变形的密封件，其由所述可动阀和/或所述座支承，以便当所述阀处于所述第一位置时抵靠在所述座上并确保所述堵塞的密封，其特征在于，所述可动阀包括主体和可相对于所述主体移动的止挡件，所述主体和所述可动止挡件限定一机构，所述机构用于选择性地对所述密封件加压并且可在用于对所述密封件加压以增加其在所述座上的力的工作位置与所述密封件上的压力被释放以便减小其在所述座上的力的停止位置之间移动。
Description
本发明涉及一种用于选择性地堵塞流体通路的装置、设置有这种装置的旋塞和相应的填充方法。
更具体地，本发明涉及一种用于选择性地堵塞流体通路的装置、特别是用于气体旋塞的填充入口的装置。
这种装置通常包括：限定出用于使流体通过的通道的结构，该通道在位于上游末端处的入口与位于下游末端处的出口之间延伸；阀座；位于通道中的阀，该阀可在用于通过密封地抵靠座而堵塞所述通路的第一位置与用于在不抵靠座的状态下打开所述通路的第二位置之间移动；回位部件，其将阀推向阀的第一位置，该堵塞装置具有由可动阀和/或座支承的可变形密封接头，以抵靠座并确保当阀位于其第一位置时所述堵塞的密封，该可动阀包括用于承受打开压力以将阀移至其第二位置的上游末端。
当填充时，所述阀例如通过机械压力和/或填充气体的压力打开。
这类装置有时称为填充阀或止回阀。当在用于气体旋塞的填充入口中使用这些阀时，随着时间推移，阀的填料密封件可能磨损。填料密封件的这种磨损可能是由于阀的连续打开/关闭循环造成的。这种磨损可能导致随着时间推移而出现泄漏。磨损常常是由于接头在其壳体内的摩擦而造成的。在需要较长的使用寿命(例如：十年)而无需维护的产品中，这是特别不利的。
为了解决该密封问题，一个方案包括设置与阀串联的附加金属止挡件。该附加止挡件因此必须在每次填充之前被去除(拧下)，且在填充后必须回位(拧上)。该方案耗时且产生潜在的安全风险。
本发明的目的是减少如上所述的现有技术的一部分或全部缺点。
基于该目的，根据本发明的装置——其在其它方面与以上前序中给出的通常限定相匹配——的主要特征在于，可动阀包括主体和可相对于主体移动的止挡件，所述主体和可动止挡件形成用于选择性地对接头加压的机构，该机构可在对接头加压以增加该接头施加在座上的力的工作位置与释放接头上的压力以减小该接头施加在座上的力的停止位置之间移动。
本发明的实施例提供了一种自张紧的堵塞阀，其补偿了零件中的任何缺陷，限制其磨损，并甚至抵消接头的任何磨损。
此外，本发明的实施例可包括一个或多个以下特征：
-用于选择性地对接头加压的机构可与可动阀相对于座的移动独立地或分开地在工作位置与停止位置之间移动，
-当阀从其第二位置移至其第一位置时，可动止挡件或主体首先止靠在所述结构的固定部分上，以产生主体与可动止挡件之间的相对移动，这使得用于选择性地对接头加压的机构移入其工作位置，
-在上游侧，主体或可动止挡件突出，使得其首先承受打开压力并因此产生主体与可动止挡件之间的相对移动，这使得用于选择性地对接头加压的机构移至其停止位置，
-主体和可动止挡件相对地成形，以当阀处于其第一堵塞位置时，使得用于选择性地对接头加压的机构自动地移入工作位置，
-主体和可动止挡件相对地成形，以在一旦阀开始朝其第二位置移动或在此之前，使得用于选择性地对接头加压的机构自动地移入停止位置，
-密封接头位于可动阀上，
-用于选择性地对接头加压的机构选择性地压缩接头，以增加接头在座的方向上的覆盖范围，
-可动止挡件的外表面与通道的接收区相结合，并且当阀处于其第一位置时，可动止挡件与该接收区相配合以堵塞通道，从而形成与形成在可变形的接头周围的堵塞区不同的第二堵塞区，
-可动止挡件包括形成流体的偏转装置的外部形状，以在填充操作期间防止或限制流体流对接头的直接冲击，
-主体和可动止挡件包括形成限制它们沿接头加压方向的相对移动的固位装置的组合形式，以将接头的加压水平保持在确定的阈值内，
-通过压缩接头而选择性地对接头加压，
-主体和可动止挡件可在至少一次行进移动中相对移动，
-密封接头为O形圈，所述座的表面用于与柱形接头配合，
-通过将接头夹置在阀的主体与可动止挡件之间来实现所述机构对接头选择性地加压，
-该可动止挡件包含或包括金属材料，并且当止挡件堵塞通道时，该可动止挡件与通道的金属部分配合以形成金属/金属接触，
-可动阀的主体以行进移动的方式被导入固定的管内，回位部件被容纳在该管内，
-在可动阀的主体的外表面与所述结构之间设置有通路，以便在填充操作期间输送气体，
-在所述管的外表面与所述结构之间设置有通路，以便在填充操作期间输送气体，
-所述堵塞装置以可去除的方式装配在旋塞上或与旋塞为单件式单元，
-在可动阀的主体与固定的管之间设置有用于气体的空隙，以防止当主体穿过所述管时该管内的压力过量增加，
-主体的相对于可动止挡件突出的上游末端包括用于被气体填充连接件推动的压力表面，以使可动阀朝其第二位置移动，
-该装置包括置于其下游末端处的过滤器，该过滤器被置于提取通道上，该提取通道连结用于连结至储气设备内部的第一末端和用于连接至气体提取连接件的第二末端，
-当阀从其第二位置移至其第一位置时，可动止挡件和主体首先实现同时的移动，然后可动止挡件止靠在所述结构的一部分上，而主体继续进一步移向上游极限位置，以产生主体与可动止挡件之间的相对移动，这使得用于选择性地对接头加压的机构移入其工作位置，
-主体的上游极限位置通过主体机械地止靠在可动止挡件上和/或止靠在所述结构的固定部分上来限定，
-当阀处于第一位置时，主体包括上游支承表面，其相对于可动止挡件在上游侧上突出，使得其首先承受打开压力并因此产生主体与可动止挡件之间的相对移动，这使得用于选择性地对接头加压的机构移至其停止位置，
-当阀处于其第一位置且其承受确定的打开压力时，仅主体首先被移向第二打开位置以实现主体与可动止挡件之间的相对移动，这使得用于选择性地对接头加压的机构移至其停止位置，然后当主体达到其与可动止挡件齐平的位置时，打开压力则使主体和可动止挡件同时移动，
-主体和可动止挡件的上游末端包括用于承受机械打开压力的相应压力表面，
-所述接头为O形圈且被容纳在由主体和可动止挡件界定的环形壳体中，所述可动止挡件具有形成用于接头上方的流体流的引导斜面的外表面。
本发明还涉及一种用于控制容器的加压气体的旋塞，该旋塞包括根据以上或以下特征中的任何一个的填充连接件。
本发明还涉及一种利用填充工具来填充气体容器的方法，该气体容器配设有根据以上或以下特征中的任何一个的堵塞装置，该填充工具包括用于向阀供给机械打开压力的机械推杆，其中，当打开阀时，在第一打开阶段中，推杆的最外表面首先机械地推动主体并因此使主体相对于可动止挡件移动，以使得用于选择性地对接头加压的机构进入其停止位置，然后，在第二打开阶段中，推杆的最外表面机械地同时推动可动止挡件和所述体部，以使阀处于其第二打开位置。
根据其它可能的特征：
-当通过抽回推杆而关闭阀时，在第一关闭阶段中，可动止挡件和体部共同地移向第一位置，然后，在第二关闭阶段中，可动止挡件止靠在所述结构的固定部分上，而主体继续进一步移向上游极限位置，以产生主体与可动止挡件之间的相对移动，这使得用于选择性地对接头加压的机构移至其工作位置，
-在打开操作期间，用于选择性地对接头加压的机构在接头从其座移动之前或与此同时移至其停止位置，
-当填充完成时，在关闭操作期间，用于选择性地对接头加压的机构在阀达到其第一关闭位置的同时或在此之后移至其工作位置。
本发明还可涉及包括以上和以下特征的任何组合的任何替代装置或方法。
本发明的其它特征和优点在以下参考附图的说明中陈述，在附图中：
-图1是示出了处于打开位置的根据本发明的堵塞装置的示例性实施例的示意和局部截面图，
-图2是处于关闭位置的图1中的装置的类似视图，
-图3和图4是显示了本发明(分别处于关闭位置和打开位置的装置)的操作原理的简化示意图，
-图5是显示了本发明的另一个可能的示例性实施例的示意和局部截面图。
图1示出了例如气瓶旋塞(带或不带内置调节器的旋塞)的填充入口。
该填充入口优选为快速连接入口。该填充入口是用于安全地填充气瓶的机构。
该填充入口包括选择性堵塞装置，下面将详细描述该堵塞装置的一个示例。该堵塞装置设计成确保仅在给定过程期间容许填充(打开)，并且一旦填充完成就自动密闭。
在图1和图2所示的非限制性的示例中，该装置包括容纳全部或部分构件的结构1或基部。结构1例如可被旋拧在旋塞21的体部上。可设置接头6以在结构1与旋塞的体部21之间形成密封。
结构1限定出用于使流体通过的通道9，该通道9在位于上游末端(外侧)处的进口10与位于下游末端(旋塞的内侧)处的出口11之间延伸。
阀3、4以可移动的方式配设在该通道内。阀3、4通过回位弹簧5被朝向座2(关闭位置)迫压。优选地，中间管2被置于该结构中并容纳弹簧5。此外，阀3、4以行进移动的方式被引导到管2内。此外，管2的下游末端也可设计成将过滤器8保持在通道内就位。
阀3、4的上游末端设计成被填充工具100推动，以便打开用于流向下游的填充气体的通路(参看图2)。可动阀3、4包括主体3和可相对于该主体移动的止挡件4。例如，可动止挡件4以行进移动的方式被引导在阀的主体3的上游末端上。阀的主体3具有位于主体3的台肩与可动止挡件4的末端之间的密封接头6。优选地，接头7为设计成例如与座12径向配合的可变形的O形圈接头，该座12例如由通道9的柱形部分形成。
图2显示了处于关闭位置的装置。
可动止挡件4在弹簧5的作用下抵靠结构1实现堵塞。
优选地，止挡件4具有与在体部1上的其接收区16互补的形状，以便也提供堵塞作用(除接头7的密封堵塞以外)。例如，可动止挡件4具有与通道9中的圆形边缘16配合的外锥形形状。
可动止挡件4的该锥体与边缘16之间的接触例如是金属/金属接触，该接触形成保护通道内部免于杂质进入的密封。
在该关闭位置中，阀的主体3优选抵靠在可动填充阀4(的互补构型15)上。在弹簧5和止挡件4抵靠通道的作用下，阀的主体3的上游末端14向上游突出超过可动止挡件。
在该关闭位置中，位于分别属于阀体部和可动止挡件4的两个台肩之间的O形圈接头7被压缩(例如，横向地)。阀的两个可相对移动的零件3和4之间的止挡件15可以控制接头7的压缩。接头7的这种受控的压缩增加了接头7的外径。这样的效果是使接头7压靠在孔口(座12)上。接头7的这种夹紧力可以改善密封且特别是补偿零件中的任何磨损和缺陷。图3是示出关闭位置(接头7在两个可动件3和4之间被压缩在关闭位置)的原理的示意图。
为了打开该装置，用户从上游侧将填充入口100插入通道，该填充入口100具有用于机械地推动可动阀3、4的末端的末端101或推杆101。
由于主体3相对于可动止挡件4的突出部14，通过推靠主体3(在推动可动止挡件4之前)来开始打开工具。该工具然后相对于可动止挡件4向下游推动主体3。这样的效果是增加了容纳该接头7的槽的宽度并因此释放接头7上的压缩力。图4是示出打开位置(在上游末端14上的迫压使两个可动件3、4分离，以释放接头7上的压力)的原理的示意图。
继续该过程，填充工具100、101接着同时迫压在阀的主体3上和可动止挡件4上。接头7上的压力已降低，接头7于是(朝向座12)具有较小的外部覆盖范围。这减少或消除了其在阀3、4移至打开位置(图1)期间抵靠孔口(座12)的摩擦。该摩擦的减少降低了磨损的风险。优选地，接头7的压缩在阀3、4移至其打开位置之前或开始移动时减小。
当然，替代地，接头7的独立于接头7的移动的加压或压力释放顺序也可通过填充工具的推杆101的形状来获得。这意味着，当阀3、4处于其第一关闭位置时，主体3无需相对于可动止挡件4向上游突出。
有利地，如图所示，阀的主体3可以行进移动的方式被引导到管2内。
优选地，阀的主体3与管2之间的径向间隙选择成无需管2中的穿孔来在主体3穿过管2时释放气体压力。
可动止挡件4的轮廓优选地确定为在填充期间定向和引导气流，以便使与接头7的干涉最小化(参看附图，外锥形表面例如形成将气流引导到接头7上方或下方的斜面)。
此外，阀的主体3可包括凸缘，以使气体沿提取方向(上游)的通路最大化。凸缘22例如形成促使气体向上游流动(有损于向下游流动)的斜面。注入的填充气体然后可在到达与例如旋塞的管道19连接的孔11之前例如在管2周围循环。例如，管2的外表面可具有方形截面并与柱形或平行六面体形孔口配合。管2的外部轮廓例如可被加工成配设在结构1内部。
管2可用于堵塞处于其壳体中的过滤器8，该过滤器8位于提取管道上，该提取管道具有连结至气体的末端17和连结至例如旋塞的提取出口的末端18。
这样，阀弹簧5被完全封装在其由管2限定的壳体中。该构型使弹簧5与移动通过填充入口的气体之间的潜在接触最小化。
因此可以容易地看出，尽管为简单和廉价的结构，但根据本发明的装置提供了高质量密封。所述结构和密封装置在填充操作期间的操作改善了对于被填充的气缸或容器的后续用户而言的填充安全性。
此外，通过选择性地使接头7的槽扩张和变窄(当阀处于关闭位置时扩张，当阀打开时变窄)而使密封接头7的磨损最小化。这提高了装置的使用寿命。
本发明具有保证无泄漏密封的自张紧功能，即使在数年的操作之后以及甚至在密封接头7磨损的情况下。此外，在阀端部处的(可动止挡件4抵靠其座16的)附加可选密封提供了附加的安全功能。该第二堵塞通过防止不希望的物质进入和使在接头7失效的情况下的泄漏风险最小化而具有安全功能。
优选地，保护阀弹簧5在其管2中免受气流影响。这限制了当与氧气一起使用时在绝热压缩下点燃的风险。
因此，由于例如当需要密封时接头的最大张紧，本发明可以提供装置的完全密封，即使密封接头随时间推移而磨损。
当然，本发明并不限于上述示例性实施例。例如，可以设想的是，可变形的接头7例如如图5所示意性地示出地被固定到通道9上。如上所述，阀3、4在关闭时形成用于选择性地对接头加压的机构。诸如弹簧5之类的回位部件经由阀的主体3压缩接头7。当打开时(阀3、4被从座推出)，阀的主体3先于可动止挡件4被致动，以释放固定的接头7上的压力。阀3、4然后可在不与接头7形成过大摩擦的情况下移动。在关闭位置，阀3、4被弹簧5迫压至关闭位置。
Claims (15)
1.一种用于填充入口特别是气体旋塞的、用于选择性地堵塞流体通路的装置，包括：一结构(1)，所述结构限定出在位于上游末端处的进口(10)与位于下游末端处的出口(11)之间延伸的、用于使流体通过的通道(9)；阀座(12)；阀(3、4)，所述阀能够在所述通道(9)内在用于通过密封地抵靠所述座(12)而堵塞所述通路的第一位置与用于在不密封地抵靠所述座(12)的情况下打开所述通路的第二位置之间选择性地移动；回位部件(5)，其朝所述阀的第一位置迫压所述阀(3、4)，所述堵塞装置包括由所述可动阀(3、4)和/或由所述座(12)支承的可变形的密封接头(7)，所述密封接头(7)设置成压靠在所述座(12)上，并且确保当所述阀(3、4)处于其第一位置时所述堵塞动作的密封，所述可动阀(3、4)包括用于承受打开压力以使所述阀(3、4)朝其第二位置移动的上游末端(14)，其特征在于，所述可动阀(3、4)包括主体(3)和能够相对于所述主体(3)移动的止挡件(4)，所述主体(3)和所述可动止挡件(4)形成用于选择性地对所述接头(7)加压的机构，所述机构能够在对所述接头(7)加压以便增加该接头施加在所述座(12)上的力的工作位置与为了减小该接头施加在所述座(12)上的力而释放所述接头(7)上的压力的停止位置之间移动，并且，当所述阀(3、4)从其第二位置(16)移至其第一位置时，所述可动止挡件(4)首先止靠在所述结构(1)的固定部分上，而所述主体(3)实现进一步的移动，从而产生所述主体(3)与所述可动止挡件(4)之间的相对移动，这使得所述用于选择性地对所述接头(7)加压的机构移入其工作位置。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，当所述阀(3、4)从其第二位置移至其第一位置时，所述可动止挡件(4)和所述主体(5)首先实现同时的移动，然后所述可动止挡件(4)止靠在所述结构(1)的一部分上，而所述主体(3)继续进一步移向上游极限位置，以产生所述主体(3)与所述可动止挡件(4)之间的相对移动，这使得所述用于选择性地对所述接头(7)加压的机构移入其工作位置。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述主体(3)的所述上游极限位置通过所述主体(3)机械地止靠在所述可动止挡件(4)上和/或止靠在所述结构(1)的固定部分上来限定。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，当所述阀(3、4)处于所述第一位置时，所述主体(3)包括上游压力表面，所述上游压力表面相对于所述可动止挡件(4)在所述上游侧上突出，使得所述上游压力表面首先承受打开压力并因此产生所述主体(3)与所述可动止挡件(4)之间的相对移动，这使得所述用于对所述接头(7)选择性地加压的机构移至其停止位置。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，当所述阀处于其第一位置且承受确定的打开压力时，仅所述主体(3)首先被移向所述第二打开位置，以实现所述主体(3)与所述可动止挡件(4)之间的相对移动，这使得所述用于选择性地对所述接头(7)加压的机构移至其停止位置，然后当所述主体(3)达到其与所述可动止挡件(4)齐平的位置时，所述打开压力则使所述主体(3)和所述可动止挡件(4)同时移动。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述主体(3)的上游末端和所述可动止挡件(4)的上游末端包括设计成接收机械打开压力的相应压力表面。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，当所述阀处于其第一堵塞位置时，所述主体(3)和所述可动止挡件(4)机械地配合，以使所述用于选择性地对所述接头(7)加压的机构自动地移至所述工作位置。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其特征在于，当所述阀开始移向其第二位置时或在此之前，所述主体(3)和所述可动止挡件(4)机械地配合，以使所述用于选择性地对所述接头(7)加压的机构自动地移至所述停止位置。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，其特征在于，所述可动止挡件(4)的外表面与所述通道(9)的接收区(16)结合，并且，当所述阀(3、4)处于其第一位置时，所述可动止挡件(4)与该接收区(16)相配合以堵塞所述通道(9)，从而形成与形成在所述可变形的接头(7)周围的所述堵塞区不同的第二堵塞区。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置，其特征在于，所述接头(7)为O形圈，所述O形圈被容纳在由所述主体(3)和所述可动止挡件(4)界定的环形壳体内，并且，所述可动止挡件具有形成引导斜面的外表面，该引导斜面用于引导所述接头(7)上方的流体流。
11.一种用于控制包括填充连接件的、诸如气缸的容器的加压气体的旋塞，其特征在于，所述连接件包括根据权利要求1至10中任一项所述的装置。
12.一种利用填充工具(100)来填充气体容器的方法，所述气体容器配设有根据权利要求1至11中任一项所述的堵塞装置，所述填充工具包括用于向所述阀(3、4)供给机械打开压力的机械推杆(101)，其特征在于，当打开所述阀(3、4)时，在第一打开阶段中，所述推杆(101)的最外表面首先机械地推动所述主体(3)并因此使所述主体(3)相对于所述可动止挡件(4)移动，以使得用于选择性地对所述接头(7)加压的机构处于其停止位置，然后，在第二打开阶段中，所述推杆(101)的最外表面机械地同时推动所述可动止挡件(4)和所述体部(3)，以使得所述阀处于其第二打开位置。
13.一种利用填充工具(100)来填充气体容器的方法，所述气体容器配设有根据权利要求1至11中任一项所述的堵塞装置，所述填充工具包括用于向所述阀(3、4)供给机械打开压力的机械推杆(101)，其特征在于，当通过抽回所述推杆(101)来关闭所述阀(3、4)时，在第一关闭阶段中，所述可动止挡件(4)和所述体部(3)共同地移向第一位置，然后，在第二关闭阶段中，所述可动止挡件(4)止靠在所述结构的固定部分(1)上，而所述主体(3)继续进一步移向上游极限位置，以产生所述主体(3)与所述可动止挡件(4)之间的相对移动，这使得用于选择性地对所述接头(7)加压的机构移至其工作位置。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，在所述打开操作期间，所述用于选择性地对所述接头(7)加压的机构在所述接头(7)从其座(12)移动之前或与此同时移至该机构的停止位置。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其特征在于，当填充完成时，在所述关闭操作期间，所述用于选择性地对所述接头(7)加压的机构在所述阀(3、4)达到其第一关闭位置时或在此之后移至该机构的工作位置。
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