CN103443517A - 特别用于气体系统的泄放装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于加压气罐，特别用于自推进的气缸的泄放装置，其包括装置主体（14），其限定内室（10），所述内室通过入口管道（9）与所述气罐流体连通并通过至少一个出口孔（6）与大气流体连通，切断装置（7）至少部分被容纳在所述内室中并可在所述入口管道的关闭位置和打开位置之间移动；和止动装置，其与所述切断装置相关联，且可在在所述关闭位置阻塞所述切断装置的活动位置和释放所述切断装置的不活动位置之间移动。至少一个固体热敏元件（13）与所述止动装置相互作用以将它们正常保持在所述活动阻塞位置。所述元件适合在预定温度下熔化以使所述止动装置移位到所述非活动释放位置。此外，所述热敏元件被容纳在各自座（32）中，所述座（32）制于旋入制于限定所述内室的所述装置主体的壁中的螺纹孔（50）的固定螺钉（16）的杆（24）中。

Description

特别用于气体系统的泄放装置

发明领域

本发明一般涉及使用在压力下包含在汽缸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，且特别涉及一种用于这种系统的泄放装置。

当前技术

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汽缸或容器中。根据这里所认为的业界的一些安全规则，车辆上的每个气缸必须配备泄放工具，以防止在内部压力异常增加的情况下和/或火灾存在以及温度增加超出预定阈值的任何情况下发生爆炸。

为了这样的目的，已提出针对过度的温度增加导致汽缸的内部压力增加的泄放单元，且该泄放单元与压缩气体的汽缸结合使用。

从缸体沿气体的释放管道定位现有的泄热装置，以在正常操作条件下关闭所述管道，并且该泄热装置包括被限定在与驱逐活塞相关联的固体中的各自座或室中的热敏元件。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（在这样的点下打开释放管道以排空汽缸）时改变其状态。在一些实施方案中，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驱逐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，热敏元件可以是糊状或液体形式并被包含在达到预定温度时容易破裂的壳体中。

很显然，所述泄放装置在由温度的异常增加敲击时必须非常敏感和可靠地准确及时干预。然而，当热敏元件的数量增加且热源和热敏元件之间的热绝缘增加时，敏感度和可靠度下降。热绝缘取决于热敏元件和热源之间存在的材料量，即装置外部的环境。在较近的现有装置中，易熔合金的量是约9克的重量，并被限制在泄放装置主体内，从而通过这样装置的金属主体将易熔合金与外部环境隔开。

因此，普遍认为需要减少易熔合金所位于的区域达到预定温度所需的时间和合金熔化所需的时间，以便增加泄放装置的敏感度和可靠度。

发明目的

本发明的目的是提出一种用于上述用途的泄热装置，其在现有装置中发生时关闭汽缸的释放管道的不活动状态通过机械止动系统来维持。

本发明的另一个目的是提供一种泄热装置，其用于其敏感度和可靠度比现有装置高的气缸等。

这样的目的由加压气罐（特别是自推进气缸）的泄放装置来实现，该泄放装置包括限定内室的装置主体，所述内室通过入口管道与所述气罐流体连通并通过至少一个出口孔与大气流体连通。切断装置至少部分被容纳在所述内室中并可在其中其防止气体从入口管道流到出口孔的关闭位置和其中其允许气体从入口管道流到出口孔的打开位置之间移动。止动装置可在在关闭位置阻塞切断装置的活动位置和释放所述切断装置以使其移动到打开位置的不活动位置之间移动。至少一个固体热敏元件与所述止动装置相互作用以将它们正常保持在所述活动阻塞位置，且适合在预定温度下熔化以使止动装置移位到所述非活动释放位置。

热敏元件被容纳在各自座中，所述座制于旋入制于限定内室的装置主体的壁中的螺纹孔的固定螺钉的杆中。

由于一个这样的实施方案，可显著减少外部环境和热敏元件之间的距离和插在其之间的材料。事实上，如在现有装置中，后者（热敏元件）没有完全被封闭在装置主体中且因此通过所述主体的壁（其具有一定厚度）与外部环境隔开。例如，限定热敏元件的座的螺钉的杆的壁的厚度使得热敏元件与外部环境保持0.5mm到2mm的距离。因此，大大降低了热敏元件达到预定跳闸温度所需的时间。

在一个优选的实施方案中，装置主体和内室主要沿纵轴延伸，且切断装置是可沿释放管道的向前关闭位置和向后打开位置之间的所述纵轴轴向移动。

有利地，止动装置可在所述轴向方向上径向移动，且在一个优选的实施方案中，包括止动球，其适于接合在制于切断装置中的凹部中。因此，热敏元件的尺寸被制定为以便允许止动球从闭塞器的凹部中的接合位置径向移位到与该凹部脱离的位置。因此，热敏元件可以被制成非常小的尺寸，例如以直径大致等于止动球的直径且厚度大致等于凹部的深度（即基本等于止动球的半径）的盘的形状。已经证实，甚至可用重量仅为0.01克到1克的热敏元件获得泄放装置运作的高度可靠性。通过使用这样少量的材料，合金融合所需的时间大大低于现有装置的跳闸时间。

优选地，止动球通过被容纳在固定螺钉的杆的座中并搁置在热敏元件上的间隔物被正常保持在凹部中的活动接合位置。因此，这样的间隔物插在止动球的球面和热敏元件的平坦面之间，因此形成可确保止动装置的正确运作的紧凑和稳定组件。

在一个有利的实施方案中，至少一个驱逐孔被制于固定螺钉的杆中，其放置与外部连通的热敏元件的座，以使熔化状态下的热敏元件至少部分被排到装置主体外，从而导致切断装置释放。

换言之，为熔融合金提供了专用的驱逐孔，其与外部环境直接接触，以便加速其排出。由于这种权宜之计，在一旦释放管道打开气体从出口孔出来时可防止气体冷却熔融合金，从而导致再凝固，这会阻塞所述孔。因此提高了泄放装置的可靠性。

在一个有利的实施方案中，活塞闭塞器包括头部分，其接合入口管道以便对其密封；尾部分，其接合内室以便滑动；和中间部分，其横截面小于尾部分的横截面。所述至少一个出口孔被制于围绕闭塞器的所述中间部分的装置主体的壁中。换句话说，腔室被限定在中间部分和内室的壁之间，当闭塞器处于入口管道的向后打开位置时，所述腔室允许气体立即从所述入口管道流出到出口孔。

附图简述

根据本发明的泄放装置的其它特征和优点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，且可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示出在固定螺钉断裂之前且其中活塞闭塞器处于气体释放管道的向前关闭位置时被应用到阀门的泄放装置的轴向截面；

图1a示出从侧面看到的图1中的装置；

图2示出在固定螺钉断裂之前且其中活塞闭塞器处于气体释放管道的向前关闭位置的泄放装置的轴向截面；

图2a是在固定螺钉断裂之后从装置的侧面的视图；以及

图3是其中活塞闭塞器处于气体释放管道的向后打开位置的泄放装置的轴向截面。

具体实施方式

在所述图中，参考数字1整体表示用于自推进的加压气缸的泄放装置。泄放装置1包括限定内室10的装置主体14。所述内室10通过入口管道9与所述气缸流体连通并通过至少一个出口孔5与大气流体连通。因此，入口管道9、内室10和至少一个出口孔5在被放置为彼此流体连通时形成进入包含在汽缸中的气体的大气中的释放导管。

在一个实施方案中，装置主体14包括第一部分14’，其制于气缸的阀门2的主体中；和第二部分14”，其可拆卸地连接到所述第一部分14’。装置主体14的两个部分共同限定内室10。例如，装置本体14的第二部分14”具有螺纹连接部分15，其拧入制于阀门主体2中的螺纹座17中且入口管道9打开进入其中。

泄放装置1主要沿纵轴X延伸。优选地，内室10和入口管道9与所述纵轴X同轴。

活塞闭塞器7被容纳在内室10中。所述活塞闭塞器7可在其中其防止气体从入口管道9传输到出口孔5的向前关闭位置和其中其允许这样的气体传输的向后打开位置之间移动。在一个实施方案中，活塞闭塞器7具有头部分19，在闭塞器处于向前位置时，所述头部分接合入口管道9，以便对其密封。例如，所述头部分19配备至少一个环形密封垫圈8。由于相对垫圈8，闭塞器7的头部分19的尺寸因此被制定为容纳并接合在入口管道9中以便对其密封。

活塞闭塞器7还包括尾部分20，其接合内室10以便滑动；和中间部分28，其位于所述头部分19和所述尾部分20之间。因此，后者在活塞闭塞器滑动的过程中由装置主体14的内壁引导。中间部分28的横截面比尾部分20小，以便由内室10的内壁限定腔室30。此外，在所述中间部分28中，制造了环形凹部22。

在所示的实施例中，在围绕活塞闭塞器20的中间部分28的主体14”的第二部分的壁中，制造了出口孔5的拱形物。所述出口孔5因此被径向布置，即被布置在与装置的纵轴X正交的轴上。

有利地，所述径向孔中的一个（被标记为50）具有内螺纹部分18，其用于与活塞闭塞器的止动/释放装置螺纹耦合，这将在下面描述。

活塞闭塞器7的这种止动/释放装置包括止动球11、间隔物12、共熔材料的元件13和固定螺钉16。止动球11适合正常接合在制于活塞闭塞器7的中间部分28中的环形凹部22，以便防止闭塞器从向前关闭位置平移到向后打开位置。止动球11例如以非常小的直径和厚度的盘的形状通过间隔物12被保持在其闭塞器的活动停止位置，其反过来由共熔元件13支撑。在所示的实施例中，共熔材料的元件的重量为约0.05克。

共熔材料的元件13是固体热敏元件，其在达到预定温度时会熔化。间隔物可在其保持止动球接合在环形凹部22中的向前位置和其允许止动球从所述环形凹部22上脱离的向后位置之间的径向方向上移动。间隔物12在其固态下由热敏元件13正常保持在向前位置。

间隔物12和热敏元件13的尺寸被制定为容纳在制于拧入螺纹孔50的固定螺钉16的杆24中的圆柱形座32中。所述圆柱形座32朝活塞闭塞器7打开，且特别面向环状凹部22。热敏元件13因此被挤压在间隔物12、所述圆柱形座32的侧壁和端部之间，至少同时其保持在固态下。

应注意，螺纹杆24的开口远端掠过活塞闭塞器7的外表面并作为用于定位止动球11的引导件。

活塞闭塞器7的向前位置因此由环形凹部22中的止动球11的动作限定。在此位置处，止动球11由安装在原点上的间隔物12径向推到环形凹部22中并由热敏元件13保持在向前位置，同时其保持在固态下。

然而，出于任何原因，当泄放装置的区域中的温度增加超过预定阈值时，热敏元件13熔化；间隔物12不再由热敏材料的盘支撑且可朝圆柱形座32的底部径向移动，从而允许止动球11从环状凹部22脱离。事实上，止动球可向外径向移动，以便从环状凹部22逃离，且从而释放活塞闭塞器7；在汽缸中气体压力的推力下，后者向后移动打开入口管道9，以通过出口孔5释放气体。

应注意，由活塞闭塞器的尾部分20的前部限定的内室10的部分被放置成通过通气孔6与外部流体连通，以便确保内室的所述部分一直处于大气压下，并因此不对抗由气体在相反方向上产生的推力。

有利地，至少一个驱逐孔23被制于固定螺钉16的杆24中，其放置与外部连通的圆柱形座32，以使熔化状态下的热敏元件13至少部分被排到装置主体外，从而导致止动球11向后移动，且从而释放活塞闭塞器7。

替代地或另外，间隔物12被容纳在圆柱形座32中，其作用以便留下驱逐通路，用于熔化状态下的热敏元件13至少部分从螺钉的杆出来，从而导致在这种情况下止动球11再次向后移动且从而释放活塞闭塞器7。

固定螺钉16还包括螺钉头21，其功能是使螺纹杆24拧入螺纹孔30。所述螺钉头21通过厚度减小的连接部分34的方式连接到杆24，以便一旦螺钉已被拧入即可很容易地从杆上拆卸。无螺钉杆不会从螺钉被拧入的螺纹孔中突出。螺钉头21的移除可防止拧松或意外松动螺钉，这将需要拆卸止动系统和通过随后不希望的气体泄漏释放活塞。这样的移除减少了占用的空间，以及确保装置的完整性和可靠性，从而防止在装置在所述系统中组装过程中螺钉头与其它部分干扰，因为防止由锋利的边缘对表面的撞击，所以提高了负责组装/维修系统的操作员的安全。

Claims (17)

1.一种用于加压气罐，特别用于自推进气缸的泄放装置，其包括：

-装置主体，其限定内室，所述内室通过入口管道与所述气罐流体连通并通过至少一个出口孔与大气流体连通；

-切断装置，其至少部分被容纳在所述内室中并可在其中其防止气体从所述入口管道流到所述出口孔的关闭位置和其中其允许气体从所述入口管道流到所述出口孔的打开位置之间移动；

-止动装置，其与所述切断装置相关联且可在在所述关闭位置阻塞所述切断装置的活动位置和释放所述切断装置以用于其移动到所述打开位置的不活动位置之间移动；

-至少一个固体热敏元件，其与所述止动装置相互作用以将它们正常保持在所述活动阻塞位置，且适合在预定温度下熔化以使所述止动装置移位到所述非活动释放位置；

其中所述固体热敏元件被容纳在各自座中，所述座制于旋入制于限定所述内室的所述装置主体的壁中的螺纹孔的固定螺钉的杆中。

2.根据权利要求1所述的装置，其中限定所述热敏元件的所述座的所述螺钉的所述杆的所述壁的厚度使得所述热敏元件与外部环境保持0.5mm到2mm的距离。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中每个热敏元件的重量为0.01g到1g。

4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述内室主要沿纵轴延伸，且其中所述切断装置是可在所述关闭位置和所述打开位置之间沿所述纵轴轴向移动的活塞闭塞器。

5.根据权利要求4所述的装置，其中所述止动装置可在所述轴向方向上径向移动。

6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述止动装置包括止动球，其适合接合在制于所述切断装置中的凹部中。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述止动球通过容纳在所述固定螺钉的所述杆的所述座中并搁置在所述热敏元件上的间隔物被正常保持在所述活动接合位置。

8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述切断装置是黄铜或钢或铝，或以任何百分比的所述材料的组合。

9.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中至少一个驱逐孔被制于所述固定螺钉的所述杆中，其放置与外部连通的所述热敏元件的所述座以使熔化状态下的所述热敏元件至少部分被驱逐到所述装置主体外，从而导致所述切断装置释放。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的装置，其中所述间隔物被容纳在所述固定螺钉的所述杆中的所述座中，其作用以便留下驱逐通路，用于所述熔化状态下的所述热敏元件至少部分从所述螺钉的所述杆中出来，从而导致所述切断装置释放。

11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中至少一个出口孔和所述入口管道具有彼此正交的各自孔轴。

12.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述入口管道的轴与所述内室的所述纵轴同轴。

13.根据权利要求4至12中任一项所述的装置，其中所述活塞闭塞器包括头部分，其接合所述入口管道以便对其密封；尾部分，其接合所述内室以便滑动；和中间部分，其横截面小于所述尾部分的横截面，所述至少一个出口孔被制于围绕所述闭塞器的所述中间部分的所述装置主体的所述壁中。

14.根据权利要求13所述的装置，其中通过所述活塞闭塞器的所述尾部分在前面限定的所述内室的部分通过通气孔与大气连通。

15.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述装置主体包括第一部分，其被制于自推进的气缸的阀门的主体中；和第二部分，其可拆卸地连接到所述第一部分。

16.根据前述权利要求所述的装置，其中所述装置主体的所述两个部分共同限定所述内室。

17.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述固定螺钉的螺钉头通过厚度减小的连接部分的方式连接到所述杆，以便一旦所述螺钉已被拧入即可很容易地从所述杆上拆卸，所述无头杆不会从所述螺钉被拧入的所述螺纹孔中突出。

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