CN103403423A - 特别用于气体系统的泄放装置 - Google Patents

Abstract

一种特别用于自推进气体系统的泄放装置，其包括装置主体（14、18），其中限定了朝进入大气的曝气管道的用于流体的通路。切断装置（8）被容纳在所述主体中并包括闭塞器元件（9）。响应于压力差，所述切断装置可在其中所述闭塞器元件关闭所述通路从而停止流体流动的关闭位置和允许流体朝大气流动的打开位置之间移动。热敏元件（5）被定位在所述装置的所述主体中，以使在低于预定温度阈值时，所述热敏元件接合所述切断装置以将其保持在所述关闭位置中，且在高于所述预定温度时，其允许所述装置从所述关闭位置移动到所述打开位置。

Description

特别用于气体系统的泄放装置

技术领域

本发明一般涉及使用在压力下包括在缸体或容器中的压缩天然气、液化石油气或其它可燃气体的自推进气体系统，并特别涉及防止这样的气体系统超压的泄压装置。

背景技术

在其发动机由气体燃料发动的机动车辆中，气体燃料被加载并压缩在至少一个缸体或容器中。根据这里所认为的业界的一些安全规则，车载的每个气缸必须配备泄放工具来防止在内部压力异常增加和/或温度超出预定阈值的事件中发生爆炸。为了这样的目的，针对过多的内部压力增加的泄放单元和针对过度的温度增加的热量泄放单元已经被提出并与压缩气体的缸体联合使用。

特别而言，所用的装置有两种类型：热量泄放装置和压力泄放装置。两者都从缸体沿气体的释放管道被定位以在正常操作条件下关闭所述释放管道。

前者包括热敏元件，其被限定在与驱逐活塞相关联的实体中的各自座或室中。热敏元件正常保持释放管道关闭且仅在达到预定安全温度阈值时改变其状态。热敏元件的这样的状态变化然后允许释放管道打开以排空缸体。在一些这样的实施方案中，热敏元件是固态合金，其在预定安全温度下熔化并由与其相关联的活塞通过孔至少部分地向外推，以便打开释放管道。在其它实施方案中，热敏元件可以是呈糊状或液体形式并被包括在达到预定温度时容易破裂的壳体中。

压力泄放装置包括闭塞器元件（一般是破裂盘），其保持释放管道关闭并在达到预定压力安全阈值时破裂，从而打开释放管道以排空缸体。

在大部分自推进气体系统中，都使用两个泄放装置。它们可以被分开定位，并从而单独作用，或可按顺序被定位；在第二种情况下，两个装置都必须作用以排空缸体。更详细地，在第一个解决方案中，装置是独立的，两个或仅它们中的一个可作用；在两种情况下，因为热量泄放装置关闭一个释放管道且压力泄放装置关闭另外一个释放管道，所以缸体都被排空。在第二个解决方案中，压力泄放装置在流动方向上被定位在热量泄放装置的上游；两个装置都关闭相同的释放管道，从而不允许气体逸出应该只是它们中的一个作用的结果。

由于这个原因，第一个解决方案在安全性方面显然是优选的。假设例如在热量泄放装置附近的区域发生火灾的情况。鉴于火焰的弱点，缸体内的压力不超过预定阈值水平，并因此压力泄放装置不会被触发；然而热量泄放装置会作用，从而允许气体逸出并从而防止超压。然而在其中装置被直接应用于缸体的情况和其中装置被合并到被应用于缸体的阀门中的情况下，这样的解决方案在空间方面都是不方便的。在其中缸体被装配在车辆的乘客厢内的情况下，空间量进一步增加，因为装置需要曝气管道（其为将气体输送到外面的管路）；分开装置（separate device）可需要双曝气管道。这种解决方案的另一个缺点是潜在气体泄漏点的数量增加。

发明内容

本发明的目的是制造双泄放装置，换言之其包括热量泄放装置和压力泄放装置两者，因此所述双泄放装置具有两个实施方案的优点，且由于它们分开和单独使用而特别确保了最大安全性，但同时克服了上述缺点。

这样的目的可由特别用于自推进气缸的泄放装置实现，所述泄压装置包括装置本体，其中限定了用于流体的通路，所述流体与加压流体连通从入口孔延伸到出口孔，所述通路例如朝进入大气的曝气管道打开。切断装置被容纳在所述主体中并包括闭塞器元件。响应于所述入口孔和所述出口孔之间的压力差，所述切断装置可在其中所述闭塞器元件关闭所述通路以便停止流体从所述入口孔朝所述出口孔流动的第一或关闭位置，和其中所述闭塞器元件打开所述通路以允许流体从所述入口孔朝所述出口孔流动的第二或打开位置之间移动。热敏元件被定位在装置的主体中，以使在低于预定温度阈值时，所述热敏元件接合所述切断装置以将其保持在所述第一位置中，且在高于所述预定温度时，其允许所述装置从所述第一位置移动到所述第二位置。

闭塞器元件是压敏元件，其在入口孔和出口孔之间的所述压力差超过预定值时容易破裂，以便允许流体从所述入口孔朝所述出口孔流动。

因此，所提出的装置是双安全的，因为所述装置包括两个泄放装置，一个对温度敏感而另一个对压力敏感。这两个装置被连接到单一释放导管，具有的优点是限制占用的空间和可能的泄漏点，但相互独立地作用。因此，两个泄放装置中的仅一个需要被触发来确保释放导管的打开并因此确保流体的流动通路排空缸体。事实上，不管切断装置的位置和因此热敏元件是否启动，压敏元件的破裂都会导致释放管道打开。反之亦然，不管压敏元件的状态，热敏元件的启动都会引起切断装置从第一位置到第二位置移动并因此打开释放管道。

换言之，尽管具有唯一释放管道，甚至用单一曝气管道，也可确保两个分开装置的安全性，从而减少了泄放装置作为整体所占用的空间。

在一个优选的实施方案中，切断装置是具有支撑闭塞器元件的头部的活塞的形式。

根据一个优选的实施方案，出口孔的轴与入口孔的轴正交。因此便于活塞在装置主体内的定位（例如在与所述出口孔轴和所述入口孔轴中的一个同轴的构造中）。在该构造中，活塞因此可在第一向前位置（停止流体通过）和第二向后位置（允许流体通过）之间轴向移动。

在一个优选的实施方案中，活塞可在制造在装置主体中的活塞座中轴向移动，且热敏元件被定位在所述活塞和所述座的端壁之间。换言之，在相对支承压敏闭塞器元件的头部的一侧上，热敏元件与活塞接触。两个泄放装置因此以直线被定位，如一些国家实施的安全法律所要求的。

在一个实施方案中，热敏元件是肯定会在预定温度下熔化的固态合金。有利地，活塞具有后部，其中制造了朝热敏元件打开的至少一个通道，能够至少部分地接收所述熔化合金，从而引起活塞释放及其到向后位置的移动。活塞的这样的实施方案使得防止热敏元件通过特定导管或释放孔被向外驱逐成为可能。

在一个实施方案变化中，热敏元件是呈糊状或液体形式并被包括在达到预定温度时容易破裂的壳体中。

根据一个优选的实施方案，压敏元件是呈破裂盘或隔膜的形式，当活塞处于第一位置时，所述破裂盘或隔膜关闭流体的所述入口孔或所述出口孔中的一个。有利地，这样的破裂盘关闭入口孔并因此在与流动方向正交的方向上与高压流体直接接触。因此，可通过破裂盘立即感知流体压力增加超过预定值并引起所述盘的所需破裂。

附图说明

本发明通过其实施方案中的一个的以下描述将会变得更容易理解，通过非限制实施例的方式作出。在这样的描述中，将进行参考附图，其中。

图1以轴向横截面示出被应用于阀门的根据本发明的泄放装置；

图2示出压敏泄放装置启动后装置的轴向横截面；和

图3示出热敏泄放装置启动后装置的轴向横截面。

具体实施方式

作为可能的实施方案在附图中所示的泄放装置4被合并到例如包括用于自推进的高压气体的缸体的阀门1中。泄放装置4包括由制造在阀门1的主体中的第一部分18和可与所述第一部分18相关联的第二部分14组成的装置主体。有利地，主体的所述两个部分的耦合可通过各自螺纹连接部分11、11’并通过密封垫圈7的插入发生。第二部分14因此可从第一部分18中移除，用于组装和维修装置的内部部件，这将在下面描述。在其全部中，装置主体14、18在一侧上限定具有入口孔15并在另一侧上具有至少有一个出口孔16的内室13。入口孔15、内室13和出口孔16形成流体的通路。入口孔15通过在所示的实施例中被制造在阀门1的缸体喷嘴2内的入口管道3与缸体的内部或流体（例如自推进气体）的容器（未示出）连通。出口孔16可通过相应出口或曝气管道10与外部环境连通。在所示的实施例中，所述出口管道10也被制造在阀门主体中。入口管道3、流体的通路1315、16和出口管道10一起形成包括在缸体或容器中的流体的释放管道。

在一个优选的实施方案中，出口孔16的轴垂直于入口孔15的轴。

装置主体的两个部分14、18共同限定活塞8可在其中轴向移动的座20以切断流体的流动。在一个实施方案中，所述座20和所述活塞8与所述入口孔15和所述出口孔16中的一个（优选入口孔15）同轴。所述活塞8具有占用内室13的头部22。这样的头部22是完全空心的并支撑压敏破裂隔膜或盘9。此外，所述头部22具有至少一个径向孔17，其轴例如垂直于破裂盘或隔膜9的轴。

活塞8可在第一或前进位置和第二或向后位置之间轴向移动。在第一位置中，破裂盘或隔膜9密封入口孔15，以便停止流体流过装置。此外，在这样的第一位置中，径向孔17与出口孔16对准。

在第二位置中，响应于所述入口孔和所述出口孔之间的压力差，活塞8打开用于流体的通路以允许流体从入口孔15朝出口孔16流动。

此外，活塞8还具有后部26，其中制造了至少一个例如具有轴向延伸的通道12。

活塞8的后部26通过插入垫圈6被搁在例如由共熔材料（即在给定温度下熔化的固态合金）组成的圆柱形的热敏元件5上。热敏元件5被紧密限制在活塞8的后部26、活塞的座20的侧壁和所述座20的端壁20’之间，至少同时其保持在固态下。

如上所述，活塞8可在其头部22关闭入口孔15从而防止气体通过进入内室13的向前不活动位置和其中所述入口孔15打开用于通过内室13、出口孔16和释放管道10在图3中的箭头方向上释放气体的热干预的向后位置（图3）之间轴向移动

前进位置由热敏元件5的作用限定，只要它保持在固态下，热敏元件即可在轴向方向上阻止活塞的移动。

然而，出于任何原因，热量泄放装置区域中的温度会增加超过预定阈值，诸如110℃±10℃，热敏元件5熔化并在制造在活塞8的后部26中的至少一个通道12中发现空间。在由来自缸体的气体压力引起的推力下，由于不再由热敏元件5支撑，后者会向后移动，从而打开入口孔15以通过出口孔16和释放管道10（如果存在）排出气体。

然而，出于任何原因，缸体内的压力增加超过预定阈值，破裂盘或隔膜9破裂（图2）。然后，流体可通过彼此对准的径向孔17和出口孔16进入活塞的头部22的空腔中，进入出口管道10中以在图2中的箭头方向上朝外部环境从缸体释放流体。

Claims (15)

1.一种特别用于自推进气体系统的泄放装置，其包括

装置主体，其中限定了用于流体的通路，所述流体与加压流体的容器连通从入口孔延伸到出口孔，

切断装置，其被容纳在所述主体中并具有闭塞器元件，响应于所述入口孔和所述出口孔之间的压力差，所述切断装置可在其中所述闭塞器元件关闭所述通路以便停止流体从所述入口孔朝所述出口孔流动的第一位置，和其中所述闭塞器元件打开所述通路以允许流体从所述入口孔朝所述出口孔流动的第二位置之间移动，

热敏元件，其被定位在所述主体中，以使在低于预定温度阈值时，所述热敏元件接合所述切断装置以将其保持在所述第一位置中，在高于所述预定温度时，其允许所述切断装置从所述第一位置移动到所述第二位置，

所述闭塞器元件是压敏元件，其在所述压力差超过预定值时容易破裂，以便允许流体从所述入口孔朝所述出口孔流动。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述出口孔的轴与所述入口孔的轴正交。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述切断装置是与所述入口孔和所述出口孔的所述轴中的一个同轴的活塞的形式，且可在第一向前位置和第二向后位置之间轴向移动。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述活塞包括内空心头部，其支撑所述闭塞器元件并具有至少一个径向孔，在所述位置处于所述向前位置时，所述闭塞器元件适合密封所述出口孔或所述入口孔中的一个和与所述入口孔和所述出口孔中的另一个对准的径向孔。

5.根据权利要求3或4所述的装置，其中所述活塞可在制造在所述装置主体中的活塞座中轴向移动，且其中所述热敏元件被定位在所述活塞和所述座的端壁之间。

6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述热敏元件是肯定会在预定温度下熔化的固态合金。

7.根据权利要求5和6所述的装置，其中所述活塞具有后部，其中制造了朝所述热敏元件打开的至少一个通道，能够至少部分地接收所述熔化合金，从而引起所述活塞的释放及其到所述向后位置的移动。

8.根据权利要求5和6所述的装置，其中所述熔化合金至少部分通过被制造在所述主体中的接近所述热敏元件的至少一个孔被推到所述装置主体外，从而引起所述活塞的释放及其到所述向后位置的移动。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中所述热敏元件是呈糊状或液体的形式并被包括在达到预定温度时容易破裂的壳体中。

10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述压敏元件是呈破裂盘或隔膜的形式，当所述活塞处于所述第一位置时，所述破裂盘或隔膜密封所述流体的所述入口孔或所述出口孔中的一个。

11.根据前述权利要求中任一项所述的泄放装置，其中所述装置主体包括第一部分，在其中制造了用于所述流体的通路；和第二部分，其与所述第一位置关联并由其限定用于所述切断装置的所述座。

12.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述装置主体的所述第一部分被制造在用于自推进气缸的阀门的主体中。

13.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述活塞是黄铜或钢或铝或所述材料的组合。

14.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述装置主体是黄铜或钢或铝或所述材料的组合。

15.一种特别用于自推进气缸的阀门，其包括根据前述权利要求中任一项所述的泄放装置。

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