CN104736911B - 流量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于贮存压力流体的容器的流量装置(10)，具有流量控制阀(12)，该流量控制阀具有壳体(14)和出口孔(16)，并进一步包括阀座(18)和用于密封所述阀座(18)以封闭所述出口孔(16)的密封件(20)，所述装置还包括连接至所述密封件(20)的致动器(22)，用于在阀的打开位置和关闭位置之间移动该密封件，其中在阀的打开位置上密封件未封闭出口孔(16)，而在关闭位置上该密封件封闭所述出口孔，其特征在于，用于控制供应给一个或多个电气元件(25)的电流供给的电子开关(24)，其中所述开关被可操作地连接至所述密封件(20)以在所述阀(12)处于第一位置上时提供电流通路，并在所述阀(12)处于第二位置上时限制电流流量。这样的装置可用于控制来自气瓶的气体流量，并确保电力仅在需要时被供给，因此延长了电池寿命并减少了维修。

Description

流量装置
技术领域
本发明涉及流量装置例如流体流量控制阀，尤其涉及但不限于具有与其相关的电气部件的流量装置，希望根据流量控制阀的工作状态来控制经该电气元件的电流流量。
背景技术
目前已公知的是，流经阀的流体流量可借助于接合至该阀的手柄或致动器被手动控制或电子控制，以允许根据需要和在需要时打开和关闭该阀。还已知的是使用结合了基于阀位置的先进信息系统的电子流显示装置。对这样的显示装置的电力供给可能是成问题的，尤其是当该阀被用在便携式应用或者远程应用中时。在显示装置方面的最新发展已在这样装置的电源需求提出更高要求，并且仅来自电池来源的电力供给可能导致比期望要短的系统使用时间并导致更多的维修需求，因为电池需要更定期的更换。
鉴于上述情况，存在一种对这样的配置的需求，其能在与流量装置关联的电气元件一起使用时更好地管理来自电源的电流消耗。本发明的目的是提供一种电源管理配置，其适用于可以减少(如果未消除)电流消耗的需求的如此应用场合中。
发明内容
因此，本发明提供一种用于贮存压力流体的容器的流量装置，该流量装置具有流量控制阀，该流量控制阀具有壳体和出口孔，并进一步包括阀座和用于密封所述阀座以封闭所述出口孔的密封件，所述装置还包括连接至所述密封件的致动器，用于在阀的打开位置和关闭位置之间移动该密封件，其中在阀的打开位置上密封件未封闭出口孔，而在关闭位置上该密封件封闭所述出口孔，其特征在于，用于控制供应至一个或多个电气元件的电流供给的电子开关，其中所述开关被可操作地连接至所述密封件以允许在所述阀处于第一位置时提供电流通路，并在所述阀处于第二位置时限制电流流量。
在一个配置中，所述第一位置是阀的打开位置且所述第二位置是阀的关闭位置。在一个替代配置中，所述第一位置是阀的关闭位置而所述第二位置是阀的打开位置。
有利地，所述开关包括霍尔传感器，所述装置还包括磁体，该磁体可随所述密封件在第一位置和第二位置之间运动，其中在第一位置时该磁体与霍尔传感器相关联并表示阀的第一工作状态，在第二位置时该磁体与霍尔传感器不相关联并表示阀的第二工作状态。
优选地，所述霍尔传感器可操纵以在所述磁体处于所述第一位置时限制流向所述电气元件的电流流量，并在所述磁体处于所述第二位置时允许电流满流流向所述电气元件。或者，所述霍尔传感器可操纵以在所述磁体处于所述第二位置时限制流向所述电气元件的电流流量，并在所述磁体处于所述第一位置时允许电流满流流向所述电气元件。
适宜地，所述电子开关被安装在基部上且所述磁体被安装在枢转臂上，该枢转臂具有枢轴点并可在第一位置和第二位置之间枢转，其中在第一位置中该磁体紧邻所述开关，在第二位置中该磁体远离所述开关。
在一个配置中，所述基部包括所述阀，而在另一配置中，所述基部包括所述壳体。
优选地，所述枢转臂包括空转机构，该空转机构包括在其内的狭槽，且其中所述致动器包括销，该销被安装以随所述致动器在第一位置和第二位置之间运动，在第一位置中该销不与所述狭槽接合且在第二位置中该销与所述狭槽接合并引起所述臂绕所述枢轴点旋转并导致所述磁体朝向所述第一位置运动。
优选地，所述空转机构包括槽轮机构。
该配置还可包括用于朝向所述第二位置偏压所述枢转臂的偏压件。或者，该配置可包括用于朝向所述第一位置偏压所述枢转臂的偏压件。
该配置还可包括电气元件，该电气元件具有全运行模式和待机模式，且其中所述开关被连接至该电气元件，以便在处于所述全运行模式时允许较高的第一水平的电流流至所述部件，且在处于所述待机模式时允许较低的第二水平的电流流向所述部件。
在一个优选配置中，提供例如呈电路板形式的电路，该电路板包括所述开关并被连接至供电装置和所述电气元件，且其中所述电路板被安装在壳体的表面上。
有利地，所述电路板可包括基本刚性部和柔性部，所述开关安装在该基本刚性部上，且该柔性部位于所述刚性部和所述电气元件之间。
在一个配置中，所述阀包括用于气罐的主开/关控制阀。
优选地，所述阀还包括全开位置和用于检测阀的全开位置的检测装置。
适宜地，所述电气元件包括用于显示气体流量信息的视觉显示单元，该气体流量信息通过检测阀位置确定。
在一个具体配置中，在所述阀的下游设置有第二流量控制阀，用于控制来自该装置的流速，其中所述第二控制阀包括用于检测该第二控制阀的位置的位置检测装置，且其中所述位置检测装置被可操作地连接至用于显示气体流量信息的视觉显示单元，该气体流量信息通过检测第二控制阀的位置确定。
优选地，所述装置包括电路板，所述电路板包括所述位置检测装置并被连接至供电装置和所述电气元件，且其中所述电路板被安装在基部的表面上。
附图说明
本发明的上述特征和其它特征现将仅作为示例来参考附图进行描述，其中：
图1是本发明包含的流量阀的等距总图；
图2是可用于图1的装置中的典型的阀门关闭装置的横截面视图；
图3是图1的装置的另一等距视图，但更好地示出了本发明的开关元件。
图是阀外壳的透视图，示出了与其相关的一部分开关机构的安装；
图5是致动器和上面提到的开关元件的等距独立视图；
图6是图5的装置的沿箭头B方向的分解图并示出了在致动器手柄和开关元件之间相互作用的多个点；和
图7和图8示出了在第一和第二位置上的开关和手柄装置。
具体实施方式
现在总体参考附图，但特别是参考图1和图2，流量装置10包括流量控制装置，其用于控制来自容器1的流体如气体的流量，该流量装置10还包括流量控制阀12，该流量控制阀12具有壳体14和出口孔16，该流量装置10还包括阀座18和用于密封阀座18以根据需要和在需要时封闭(关闭)出口孔16的密封件20。阀12可包括气体供应系统或气罐1的主开/关控制阀。该装置还包括例如以简单的手柄22形式示出的致动器，该手柄22连接至密封件20以用于在打开位置和关闭位置之间移动该密封件，在打开位置时该密封件未封闭(打开)出口孔16，而在关闭位置时该密封件封闭(关闭)出口孔16。该手柄可由螺线管或步进马达(未示出)代替。设置有总体以24标示的开关，其用于控制向一个或多个电气元件25的电流供应，电气元件25例如像将在下文详细描述的那些部件。开关本身24例如以下文描述的方式被可操作地连接至密封件20，从而它在阀时被操作以允许根据阀位置提供两个水平之一的电流通路。尽管这两个位置可以是可选地完全阻止电流流动或使电流满额流动，但已经发现如此地布置开关的优点，即在阀处于第一位置时允许电流满额流动，而在阀处于第二位置时允许电流以减小的流量流动。这种交替配置的优点的详细说明将在下文描述。在一个优选配置中，第一位置等同于阀的打开位置且第二位置等同于阀的关闭位置。然而，人们将会认识到可以调换该配置，以使得第一位置等同于阀的关闭位置而第二位置等同于阀的打开位置。
这种优选配置允许在阀关闭时阻止或限制电流流动，这通常等同于在该装置处于未使用状态下的配置，这种装置还将等同于电子设备不太可能需要或根本不需要满负荷工作的时段。因此，这样的配置将允许在该流量装置未使用时减少或消除流至电子设备的电流，并且通常将益于电池寿命并大大减少维护，这在装置10用在远程位置或预期要长时间与客户一起时是尤其有益的。电气元件通常具有“睡眠”模式，在处于“睡眠”模式下它们能够以减小电流消耗的水平运行，但需要一些电流以允许它们转变成“唤醒”模式并且这种优选配置允许实现这种情况。
例如在期望给独立的电子系统通电时可以使用这种交替配置，在阀处于关闭位置时该独立的电子系统可能需要是满活性的，但在阀处于打开位置时该独立的电子系统“睡眠”或关断。一个实例可以是能够在该装置长期不运作期间检测出低水平泄漏的漏气检测系统，或者是提供装置10未工作的视觉警报的简易报警系统。信号灯(未示出)可以是可在这样的可选配置中使用的视觉警报系统的一个例子。
尽管可能以众多配置中的任何一中提供开关，但已经发现可使用霍尔传感器24h来达到非常好的效果，尤其是当该霍尔传感器与简单的磁体26一起使用时，该磁体可随所述密封件20在第一位置A和第二位置B之间运动，其中在第一位置A时该磁体与霍尔传感器24h相关联并表示阀12的第一工作状态，在第二位置B时该磁体与霍尔传感器24h不相关联或不紧邻该霍尔传感器24h并表示阀的第二工作状态。再者，人们将会意识到霍尔传感器24h的工作有两种选择。在第一配置中，霍尔传感器24h被布置成当所述磁体26处于所述第一位置时限制或阻碍流向电气元件25的电流，并且在所述磁体26处于所述第二位置时允许电流满流流向电气元件25。在替代配置中，霍尔传感器24h被布置成在所述磁体26处于所述第二位置时限制或阻碍流向电气元件25的电流并且在所述磁体26处于所述第一位置时允许电流满流流向电气元件25。
在该优选配置中，如附图所示，电子开关24、24h安装在基部，该基部可包括众多部件中的其中一个但优选包括阀12本身的本体或包围该阀12的壳体14。这种壳体14在下文中将更加详细地描述。应该重点注意到将开关24、24h安装在相对固定的物体上将允许与其相关的电路的简单布线，但总是可以允许相反的情形，并使磁体26安装在相对固定部分上和开关24、24h安装在活动部分上。磁体26安装在致动器/手柄22上或与致动器/手柄22相关联，以便其随致动器/手柄运动。在一个优选配置中，磁体26安装在枢转臂30上，枢转臂30具有枢轴点32并可在第一位置C和第二位置D之间枢转，其中处于第一位置C时该磁体26紧靠所述开关并使开关工作，处于第二位置D时该磁体26远离所述开关24并且不能使开关工作。
枢转臂30的特别有用的配置包括空转机构32，例如像是在钟表行业中公知的“槽轮机构(Geneva Mechanism)”。这样的机构在图5至图8中被更具体地示出，其中附图标记为22的部件包括手柄或致动器22，如上所述并如图1至图4所示。其它部件包括枢转臂30，该枢转臂30包括狭槽34，用于与设置在手柄22上的相应的活动件或销36接合。该手柄优选设置有定位表面38，该定位表面绕周向延伸并包括切口40，随着枢转臂在两位置间的运动，该枢转臂可伸入该切口40内。枢转臂30本身优选设置有一对定位表面44、46，每个定位表面的形状与手柄22上的周向延伸的表面38相对应。大体上，表面44、46呈弧形形状，该弧形形状具有与表面38相同或基本相似的曲率中心，从而在操作中，当手柄22在两位置之间运动时，表面44、46能够落置在表面38上并与之配合。螺钉或销装置48可用于将枢转臂30固定至基部，并且被布置形成用于枢转臂30绕其枢转的枢轴点32。螺钉或销装置48的其它选择包括铆钉和夹和其它这样的类似物体。在臂30上设置有合适的孔50以容纳螺钉48并形成绕螺钉48旋转的内表面52。枢转臂30还可设置有凹口52，该凹口位于孔50的一侧并靠近表面46并用于容纳磁体26。可设置在图5和图6中以54示意性标示的偏压件，以将枢转臂30偏压至其两个位置之一，每个所述位置均在下文有描述。
本发明的其它元件在图1至图4中被更清楚地示出，且其它元件包括电气元件25如显示屏或面板或警报系统，电气元件优选具有全运行模式和待机模式，但可选具有全运行模式和关闭模式。电源例如像在图1中以62示意性标示的电池通过开关24、24h被连接至电气元件25，以根据开关24、24h的位置控制供给至电气元件的电流水平。可借助于接线器或单独连接线或者借助于电路板64创建电路，电路板64被用于将电源连接至电气元件并包括作为电路的一部分的所述开关24、24h。电路本身优选安装在所述基部上并且如图1所示其优选包括包围阀本体体本身的壳体14的表面。在一个优选配置中，该电路包括电路板64，该电路板具有大致刚性部64r和一个或多个柔性部64f，所述开关可安装在该大致刚性部64r上，且该柔性部64f允许该电路板64在所述刚性部64r和所述电气元件25之间被模制成壳体14的形状。
电气元件25可包括众多部件中的任何一个，但优选包括能够显示气体流量信息的视觉显示屏，该气体流量信息通过经启动或以其它方式操作开关24、24h来检测阀位置来确定。这样的显示屏将能够警告操作者该阀未正确关闭或打开，并且还能够向操作者显示出主要的气体流量信息，或视觉的或听觉的警报。明显地，如果肯定阀是完全关闭的则无需这样的装置，因此本发明提供一种与阀位置相关的开关系统，其能根据阀位置以及电气元件的需求适当调节电流流量。在一个具体配置中，电气元件具有全运行模式和待机模式，开关24、24h连接在电气元件上，从而当电气元件处于全运行模式时允许较高的第一水平的电流流量，而当电气元件处于睡眠或待机模式时允许一减小的电流流量。
该配置还可包括如在图2中示意性所示的检测装置70，用于与阀12的关联装置或发送器72相配合以检测阀12的全开状态。该配置还可包括在主流量控制阀12的下游的另一或第二流量控制阀74，其可用于微调气体流量。第二控制阀74还可设置有在图1中以76示意性标示出的位置检测装置，用于确定第二控制阀74的位置，且从该位置检测装置76的输出可被链接至用于显示主气体流量的电气元件25。
参考图7和图8能最好地理解空转机构的运转，它们尤其示出了该机构的两个位置。图7示出了当磁体26位于其紧邻霍尔传感器24h的第一位置A时的位置，图8示出了当磁体26运动至其不再紧邻霍尔传感器24h的第二位置B时的配置。
首先参考图7，人们将会认识到枢转机构30的第一表面44被布置成与手柄22上的表面38滑动配合，且磁体26位于第一位置A，在该第一位置A处该磁体紧靠开关(以虚线轮廓示出)或与之相关联。手柄22沿箭头M方向的运动将导致销36朝向狭槽34运动直至接合在其中。切口40定位在销的下方以允许枢转臂30绕轴线32旋转并暂时延伸超过表面38，从而该枢转臂30在位置E(图7)和位置F(图8)之间枢转。人们将会认识到这种运动将会导致磁体运动至第二位置B，在该第二位置处，该磁体与开关/霍尔传感器24、24h不相关联并可启动对供应至电气元件25的电流供给的适当控制。
人们将会认识到上述配置提供了一种根据流量控制阀的状态或位置对供应至电气元件的电流供给的控制方式，并因此该配置可对电流供给上进行控制，这允许了更长的电池寿命和更少的维修。通常这样的维修将需要将单元返回给制造商以简单安装一新电池，所以任何减少这种需求的方法都将是非常有益的。
人们还将认识到霍尔传感器24h包括磁力开关，该磁力开关在存在磁场时在一个操作状态和另一操作状态之间切换。在这种配置中，第一状态可以是闭合的，从而允许全电流流动，而第二状态可以仅允许有限或“待机”的电流流动。还可使用相反的配置。
另外，要理解的是上文描述的各物体可以单独使用或者与附图中示出的或说明书中描述的其它物体结合使用，并且同一句子或同一附图中出现的多个物体不一定要相互结合使用。另外，词语“装置”可以根据需要用致动器或系统或设备代替。另外，每当提到“包括”“由…组成”都不表示任何形式的限制，并且读者应据此理解说明书和权利要求书。

Claims (16)

1.一种用于贮存压力流体的容器的流量装置(10)，该流量装置具有流量控制阀(12)，该流量控制阀具有壳体(14)和出口孔(16)，并进一步包括阀座(18)和用于密封所述阀座(18)以封闭所述出口孔(16)的密封件(20)，所述装置还包括连接至所述密封件(20)的致动器(22)，用于在阀的打开位置和关闭位置之间移动该密封件，其中在阀的打开位置上密封件未封闭出口孔(16)，而在关闭位置上该密封件封闭所述出口孔，其特征在于，用于控制供应给一个或多个电气元件(25)的电流供给的电子开关(24)，其中所述开关被可操作地连接至所述密封件(20)，以允许在所述阀(12)处于第一位置时提供电流通路，并在所述阀(12)处于第二位置上时限制电流流量。
2.根据权利要求1所述的流量装置(10)，其特征在于，所述第一位置是阀(12)的打开位置，所述第二位置是阀(12)的关闭位置。
3.根据权利要求1所述的流量装置(10)，其特征在于，所述第一位置是阀(12)的关闭位置，所述第二位置是阀(12)的打开位置。
4.根据权利要求1至3之一所述的流量装置(10)，其特征在于，所述开关(24)包括霍尔传感器(24h)，且所述装置(10)还包括随所述密封件(20)在第一位置(A)和第二位置(B)之间运动的磁体(26)，其中该磁体在第一位置(A)时与霍尔传感器(24h)相关联并表示阀(12)的第一工作状态，该磁体在第二位置(B)时与霍尔传感器(24h)不相关联并表示阀(12)的第二工作状态。
5.根据权利要求4所述的流量装置，其特征在于，所述霍尔传感器可操纵以在所述磁体(26)处于所述第一位置时限制流向所述电气元件(25)的电流流量，在所述磁体(26)处于第二位置时允许电流满流流向所述电气元件(25)。
6.根据权利要求4所述的流量装置，其特征在于，所述霍尔传感器可操纵以在所述磁体(26)处于第二位置时限制流向所述电气元件(25)的电流流量，并在所述磁体(26)处于第一位置时允许电流满流流向所述电气元件(25)。
7.根据权利要求4所述的流量装置(10)，其特征在于，所述电子开关(24)被安装在基部上且所述磁体(26)被安装在枢转臂(30)上，该枢转臂(30)具有枢轴点(32)并可在该磁体(26)紧邻所述开关(24)的第一位置(C)和该磁体(26)远离所述开关(24)的第二位置(D)之间枢转。
8.根据权利要求7所述的流量装置(10)，其特征在于，所述枢转臂(30)包括空转机构(32)，该空转机构(32)包括位于其内的狭槽(34)，且其中所述致动器(22)包括销(36)，该销被安装用于随致动器在第一位置(E)和第二位置(F)之间运动，该销(36)在第一位置(E)时不与所述狭槽(34)接合且该销(36)在第二位置(F)时与所述狭槽(34)接合并导致所述臂(30)绕所述枢轴点(32)旋转，并导致所述磁体(26)向所述第一位置(A)移动。
9.根据权利要求7或8所述的流量装置(10)，其特征在于，设置有用于朝向所述电子开关(24)的第二位置(D)偏压所述枢转臂(30)的偏压件(36)。
10.根据权利要求7或8所述的流量装置(10)，其特征在于，设置有用于朝向所述磁体(26)的第一位置(A)偏压所述枢转臂(30)的偏压件(36)。
11.根据权利要求1至3和5至8之一所述的流量装置(10)，其特征在于，包括电气元件(25)，该电气元件具有全运行模式和待机模式，且其中所述开关(24)被连接至该电气元件，以在处于所述全运行模式时允许较高的第一水平的电流流至所述电气元件(25)，且在处于所述待机模式时允许较低的第二水平的电流流向所述电气元件(25)。
12.根据权利要求11所述的流量装置(10)，其特征在于，设置有电路板(42)，该电路板包括所述开关(24)并被连接至供电装置(50)和所述电气元件(25)，且其中所述电路板(42)被安装在壳体(14)的表面上。
13.根据权利要求1至3、5至8和12之一所述的流量装置(10)，其特征在于，所述阀(12)包括用于气罐的主开/关控制阀。
14.根据权利要求1至3、5至8和12之一所述的流量装置(10)，其特征在于，所述阀(12)还包括全开位置和用于检测阀的全开位置的检测装置(60)。
15.根据权利要求1至3、5至8和12之一所述的流量装置(10)，其特征在于，在所述阀(12)的下游设置有第二流量控制阀(70)，用于控制来自该装置(10)的流速，其中所述第二控制阀(70)包括用于检测该第二控制阀的位置的位置检测装置(72)，且其中所述位置检测装置被可操作地连接至用于显示气体流量信息的视觉显示单元(48)，该气体流量信息通过检测第二控制阀(70)的位置确定。
16.根据权利要求15所述的流量装置(10)，其特征在于，所述流量控制装置包括电路板(42)，所述电路板包括所述位置检测装置(72)并被连接至供电装置(50)和所述电气元件(25)，且其中所述电路板(42)被安装在基部的表面上。
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