CN107940234B - 气体钢瓶阀的保持系统 - Google Patents

Abstract

装料钢瓶的阀组件的保持组件可包括耦接到所述阀组件的第一配件和耦接到所述装料钢瓶的第二配件。保持构件可耦接在所述第一配件和所述第二配件之间。所述保持构件可布置在所述装料钢瓶的内室内。

Description

气体钢瓶阀的保持系统

技术领域

本公开涉及压缩气体罐组件，且更特别地，涉及装料钢瓶和阀的保持组件。

背景技术

各种工业例如汽车、海运业、飞机、医疗、运动设备、食物和饮料、管道和电气工业可使用压缩气体罐组件或高压气体钢瓶来用于加压液体的储存和输送。例如，压缩气体罐组件（或充气钢瓶）可与飞机疏散系统一起使用。改变的气体钢瓶为救生筏、滑梯或在疏散情况中使用的其它浮筒提供空气。充气源例如压缩空气钢瓶一般与在飞机中的小空间内的疏散滑梯包装在一起。装料气体钢瓶可安装到在飞机机身或腹整流罩内的帆布包或结构。装料气体钢瓶可位于在飞机液压和/或电气线路附近的机身的隔间中。装料气体钢瓶的运动可引起对在飞机内的其它系统的损坏。若不包含，则阀故障可能使得装料钢瓶或阀引起对附近系统的损坏。

发明内容

根据各种实施方式，在本文描述装料钢瓶的阀组件的保持组件。保持组件可包括耦接到阀组件的第一配件和耦接到装料钢瓶的第二配件。保持构件可耦接在第一配件和第二配件之间。保持构件可布置在装料钢瓶的内室内。

在各种实施方式中，第一配件可在装料钢瓶的第一端处耦接到第一端口。第二配件可在装料钢瓶的第二端处耦接到第二端口。保持构件可穿过装料钢瓶的内室从第一配件延伸到第二配件。保持构件可由第一配件悬臂式地安装到阀组件。保持构件可包括从保持构件径向向外延伸的凸缘。凸缘可配置成接触第二配件以限制保持构件和阀组件相对于装料钢瓶的轴向运动。保持构件可配置成轴向地保持阀组件紧邻装料钢瓶。

还提供压缩气体系统。压缩气体系统可包括界定内室的装料钢瓶。阀组件可耦接到装料钢瓶。保持构件可耦接到阀组件和装料钢瓶。保持构件可布置在装料钢瓶的内室内。

在各种实施方式中，装料钢瓶还可包括第一端口和第二端口。阀组件可耦接到装料钢瓶的第一端口。阀组件可由保持构件耦接到装料钢瓶的第二端口。保持构件可在纵向方向上穿过装料钢瓶的内室延伸。保持构件可包括从保持构件径向向外延伸的凸缘。凸缘可配置成接触以限制保持构件和阀组件相对于装料钢瓶的轴向运动。保持构件可配置成轴向地保持阀组件紧邻装料钢瓶。

用于将阀组件保持到装料钢瓶的方法可包括将阀组件耦接到装料钢瓶的第一端口，以及将保持构件耦接到阀组件和装料钢瓶的第二端口。

在各种实施方式中，第一端口和第二端口可布置在装料钢瓶的相对端处。将保持构件耦接到阀组件的步骤还可包括将保持构件螺纹连接到耦接到阀组件的第一配件。将保持构件耦接到阀组件的步骤还可包括将保持构件布置在装料钢瓶的内室内。保持构件可配置成轴向地保持阀组件紧邻装料钢瓶。

前述特征和元件可在各种组合中组合而没有排他性，除非另外明确地指示。依据下面的描述和附图，这些特征和元件以及其操作将变得更明显。然而应理解，下面的描述和附图旨为在性质上是示例性的且非限制性的。

附图说明

在说明书的结束部分中特别指出且清楚地主张本公开的主题。然而，当结合附图考虑时，可通过参考具体实施方式和权利要求书来最好地得到对本公开的更彻底的理解，其中相似的数字表示相似的元件。

图1根据各种实施方式示出具有疏散系统的示例性飞机；

图2根据各种实施方式示出具有阀保持组件的充气系统的等距横截面；

图3A和3B根据各种实施方式示出阀保持组件；以及

图4根据各种实施方式示出用于将阀保持到装料钢瓶的方法。

具体实施方式

本文公开的所有范围和比例限制可组合。应理解，除非另外特别规定，对“一”、“一个”和/或“所述”的提及可包括一个或多于一个，以及对以单数形式的项目的提及也可包括以复数形式的项目。

本文的各种实施方式的具体实施方式参考附图，其作为例证示出各种实施方式。虽然这些各种实施方式被足够详细地描述以使本领域中的技术人员能够实践本公开，然而应理解，其它实施方式可被实现，以及可做出逻辑、化学和机械变化而不偏离本公开的精神和范围。因此，仅为了例证而非限制的目的提供本文的具体实施方式。例如，在任何方法或过程描述中列举的步骤可以按任何顺序执行，且不一定限于所示的顺序。此外，对单数的任何提及包括复数实施方式，且对多于一个部件或步骤的提及可包括单数实施方式或步骤。此外，对附接、固定、连接等的任何提及可包括永久的、可移除的、临时的、部分的、完全的和/或任何其它可能的附接选项。此外，对没有接触（或类似术语）的任何提及也可包括减小的接触或最小接触。可在全部附图中使用交叉影线来表示不同的零件但不一定表示相同或不同的材料。

装料钢瓶阀由保持组件容纳到压缩气体钢瓶，以便防止阀在阀或钢瓶（罐）故障的情况下离开钢瓶。保持组件也可防止装料钢瓶产生足够的推力以变成抛射体。如在本文使用的，“充气钢瓶”和“压缩气体罐”可互换地被使用。

参考图1，根据各种实施方式示出飞机100。本公开关于飞机100的可充气疏散系统描述合成压缩气体系统和装料钢瓶阀，然而将理解，本公开的系统和方法可适合于用在具有压缩气体系统的其它系统中。飞机100可包括具有固定到机身102的机翼104的机身102。紧急出口门106可布置在机身上，且疏散系统108可例如在未展开状况中存储在飞机100的机身内部的帆布包壳体中。面板110可在安装在飞机100内时覆盖疏散系统108。疏散系统108可抛投面板110并响应于紧急出口门106打开而部署可充气设备，例如可充气滑梯。疏散系统108可包括耦接到可充气设备114并配置成使可充气设备114（见图2）充气的压缩气体系统112。

参考图2，根据各种实施方式示出包括阀保持组件的压缩气体系统112。压缩气体系统112包括配置成保持在压力下的气体混合物124的装料钢瓶120。装料钢瓶120可包括界定装料钢瓶120的内室130的金属衬板126。金属衬板126可包括任何适当的金属，例如铝和/或铝合金。复合壳128可布置在金属衬板126的外表面上。复合壳128可包括由碳纤维和/或其它类型的材料——包括复合物（例如纤维加强聚合物）、纳米纤维和纳米材料——制成的一个或多个壳。复合壳128可包括布置在碳纤维壳的外表面上的纤维玻璃壳。环氧树脂可用于将复合壳128粘附到金属衬板126。复合壳128和金属衬板126可包括装料钢瓶120的壁。

装料钢瓶120可界定内室130，其可被填充有流体，例如压缩气体和/或压缩液体。在各种实施方式中，在装料钢瓶120内的流体可配置成被加压到4,000磅/平方英寸表压（psig）或更大，其中术语“大约”在这个上下文中仅意指+/- 100 psig。压缩气体系统112可与可充气设备114（示意性示出）流体连通。虽然压缩气体系统112被描绘为可充气设备114的充气钢瓶，应理解，本文所述的概念不限于与可充气设备一起使用，因为教导也可适用于在非飞机系统中使用的其它装料钢瓶。

装料钢瓶120可包括布置在装料钢瓶120的相对的轴向端处的第一端口140和第二端口150。第一端口140可布置在装料钢瓶120的近侧端或第一端处，而第二端口150可布置在装料钢瓶120的远侧端或第二端处。装料钢瓶120的第一端可与装料钢瓶120的第二端相对。如在本文使用的，“远侧”指远离可充气设备114的方向，或通常在相对于装料钢瓶120的所提供的xyz轴上的正z方向上。如在本文使用的，“近侧”指朝着或靠近可充气设备114的方向，或通常在相对于装料钢瓶120的所提供的xyz轴上的负z方向上。装料钢瓶120被示为具有平行于在所提供的xyz轴上的z方向的沿着装料钢瓶120的轴向长度定向的纵轴A-A’。

第一端口140和第二端口150可以每个包括从装料钢瓶120延伸和/或与装料钢瓶120整体地形成的突出凸台或圆柱形凸台。第一端口140和第二端口150可界定在装料钢瓶120中的孔或开口。第一端口140和第二端口150可具有类似或相同的尺寸和形状，并可沿着装料钢瓶120的纵轴A-A’被对准。第一端口140和第二端口150可在内部被穿过。虽然第一端口140和第二端口150可在图2中被示为具有内螺纹，将理解，根据各种实施方式，本文的公开同样可应用于具有外螺纹的装料端口/卸料端口。

压缩气体系统112可包括在第一端口140或第二端口150之一处耦接到装料钢瓶120的阀组件160。阀组件160可包括用于调节在内室130内的气体混合物124的压力的调节器阀组件。例如在图2中示出耦接到第一端口140的阀组件160。第一端口140可用于给装料钢瓶120装满流体，并且还可用于从装料钢瓶120放出流体。压缩气体系统112可通过第一端口140和阀组件160向可充气设备114提供加压气体。阀组件160可耦接到第一端口140，并可配置成当气体混合物124离开装料钢瓶120时维持气体混合物124的释放压力，以使可充气设备114充气。额外的部件（未描绘）可布置在阀组件160和可充气设备114例如管、抽吸器和/或其它元件之间。可充气设备114可以是例如滑梯、救生筏、滑梯/救生筏组合或配置成接收压缩流体的其它可充气设备或系统。

装料钢瓶120还可包括配置成将阀组件160保持在接近装料钢瓶120的位置上的阀保持组件170。阀保持组件170可包括相对于装料钢瓶120布置在内部的保持构件172。保持构件172可穿过内室130的长度在纵向方向上、即平行于纵轴A-A’而延伸，并可耦接到阀组件160和第二端口150。保持构件172可包括近侧端174和远侧端176。保持构件172的近侧端174可经由第一配件180耦接到阀组件160。保持构件172的远侧端176还可经由第二配件190耦接到第二端口150。保持构件172到阀组件160和第二端口150的附接起作用，以将阀组件160机械地保持到装料钢瓶120。

在各种实施方式中，保持构件172可配置成携带拉伸载荷。保持构件172在图2中被示为具有实心结构的棒，然而，保持构件172的其它配置可用于将阀组件160保持到装料钢瓶120。保持构件172可以是能够携带拉伸载荷的刚性或柔性构件，例如管、线缆或其它联结器。此外，可根据装料钢瓶120的尺寸和/或长度来配置或选择保持构件172的长度。

现在参考图3A，根据各种实施方式示出压缩气体系统112的装料钢瓶120的第二端口150的额外细节。压缩气体系统112的阀保持组件170可包括配置成接纳第二配件190的第二端口150，第二配件190可配置成接纳保持构件172。第二配件190可具有带有通常u形的横截面的杯形状和凸缘191。第二配件190的近侧部分可界定开口192。开口192可配置成接纳穿过开口192延伸的保持构件172。开口192的直径可大于保持构件172的直径，使得保持构件172可相对于第二配件190沿着纵轴A-A’移动。

在各种实施方式中，保持构件172的远侧端176可包括凸缘178。凸缘178可从保持构件172径向向外延伸，并可包括圆周凸缘。凸缘178与第二配件190通过界面连接以将保持构件172的轴向运动限制在负z方向上。在组装期间，保持构件172可插入——穿过开口192用近侧端174（见图2）引导——到装料钢瓶120内。

在各种实施方式中，第二配件190可配合在第二端口150内，并可贯穿地耦接到第二端口150。第二配件190可包括配置成与第二端口150的内部穿料152耦接的外部穿料194。O形环密封物154可布置在第二配件190和第二端口150之间以形成流体密封物。

阀保持组件170还可包括耦接到第二配件190的端盖200。端盖200可配合在第二配件190内，并可贯穿地耦接到第二配件190。端盖200可包括配置成与第二配件190的内部穿料196耦接的外部穿料202。O形环密封物204可布置在第二配件190和端盖200之间以形成流体密封物。每个端盖200和第二配件190可一起形成用于密封装料钢瓶120的第二端口150的插塞。O形环密封物154、204可在第二端口150处流体地密封装料钢瓶120的内室130。

具有凸缘178的保持构件172的远侧端176可位于第二配件190内，使得容限或第一间隙T1可被限定在凸缘178的近侧表面178a和第二配件190的表面190a之间。保持构件172的远侧端176和端盖200可位于第二配件190内，使得容限或第二间隙T2可被限定在凸缘178的远侧表面178b和端盖200的近侧表面200a之间。保持构件172和凸缘178可以不固定地附接到第二配件190或端盖200。第一间隙T1允许保持构件172在负z方向上的有限轴向运动，而第二间隙T2允许保持构件172在正z方向上的有限轴向运动。第一间隙T1和第二间隙T2提供用于调节保持构件172的轴向位置的容限。在各种实施方式中，保持构件172的远侧端176包括配置成允许保持构件172的调节的加工界面208。例如，加工界面208可包括可用于相对于第一配件180（见图3B）旋转或拧保持构件172的六边形打入工具，从而沿着纵轴A-A’在轴向方向上移动保持构件172。可使用加工界面208来调节保持构件172的轴向位置A-A’以绕着纵轴旋转保持构件172。当保持构件172旋转时，保持构件172通过穿进或穿出第一配件180（见图3B）来沿着纵轴平移。

参考图3B，根据各种实施方式示出压缩气体系统112的装料钢瓶120的第一端口140的额外细节。压缩气体系统112可包括配置成接纳第一配件180的第一端口140，第一配件180可配置成接纳阀保持组件170的保持构件172。保持构件172可通过第一配件180耦接到阀组件160。第一配件180可具有带有通常u形的横截面的杯形状和凸缘181。第一配件180可界定室，室可从第一配件180的远侧接纳保持构件172。保持构件172可配合在第一配件180内，第一配件180可配合在阀组件160的柄162内。

阀保持组件170可包括配置成将阀组件160耦接到保持构件172的第一配件180。保持构件172的近侧端174可包括配置成与第一配件180的内螺纹182耦接的螺纹179。第一配件180还可包括配置成与柄162的内螺纹164耦接的外螺纹184。保持构件172可以在远侧（例如在负z方向上）以悬臂方式从第一配件180延伸。第一配件180通过界面与保持构件172和阀组件160连接以限制保持构件172在负z方向上的轴向运动。第一配件180可相对于阀组件160将保持构件172保持在刚性轴向位置上。在各种实施方式中，第一配件180可被翻新改进到阀组件160上。可通过以比生产新的阀组件更低的成本添加阀保持组件170来翻新改进装料钢瓶阀组件。

在各种实施方式中，阀组件160的柄162穿过第一端口140延伸到内室130内。阀组件160的柄162可配合在第一端口140内，并可贯穿地耦接到第一端口140。柄162可包括配置成与第一端口140的内螺纹142耦接的外螺纹166。O形环密封物144可布置在第一端口140和柄162之间以形成流体密封物。O形环密封物144可在第一端口140处流体地密封装料钢瓶120的内室130。

在各种实施方式中，螺纹连接到第一端口140的内螺纹142内的阀组件160的柄162可作为阀组件160的主要保持组件来操作。在柄162和第一端口140之间的耦接未能相对于装料钢瓶120将阀组件160保持在适当位置上的情况下，阀保持组件170可作为阀组件160的辅助保持组件来操作。因此，阀保持组件170在阀组件160到装料钢瓶120的机械保持中提供冗余。

现在参考图3A和3B，阀保持组件170提供用于保持阀组件160紧邻装料钢瓶120的冗余保持系统。如所讨论的，保持构件172可通过悬臂附接来耦接在装料钢瓶120内，近侧端174作为固定端而远侧端176作为自由端。保持构件172的远侧端176可在阀组件160的正常操作期间与第一间隙T1和第二间隙T2配置在一起。因此，在正常操作期间，保持构件172可以不将拉力施加到阀组件160。在使阀组件160从第一端口140分离并远离装料钢瓶120径向移动（即在负z方向上）的情况下，保持构件172在负z方向上随着阀组件160移动一段有限的距离，即第一间隙T1的距离，直到保持构件172的凸缘178接触第二配件190为止。第二配件190通过作为对凸缘178的机械障碍物来防止凸缘178在第一间隙T1的距离之外移动。保持构件172由凸缘178轴向地保持在适当的位置上，且因此保持构件172保持阀组件160紧邻装料钢瓶120。

参考图4，根据各种实施方式示出用于将阀组件保持到装料钢瓶的方法400。方法400可包括将阀组件耦接到装料钢瓶的第一端口（步骤402）、将保持构件耦接到阀组件和装料钢瓶的第二端口（步骤404）和通过旋转保持构件来调节保持构件的轴向位置（步骤406）的步骤。第一端口140和第二端口150可布置在装料钢瓶120的相对端处。保持构件172可配置成将阀组件160的运动限制在远离装料钢瓶120的方向上。保持构件172可配置成轴向地保持阀组件160紧邻装料钢瓶。

步骤402还可包括将阀组件160螺纹连接到第一端口140。该方法还可包括通过保持构件172和一个或多个配件将阀组件160耦接到第二端口150。步骤404还可包括将保持构件172布置在装料钢瓶120的内室130内。步骤404还可包括将保持构件172螺纹连接到耦接到阀组件160的第一配件180。步骤404还可包括将第一配件180螺纹连接到阀组件160的柄162。

步骤406还可包括通过绕着纵轴A-A’旋转保持构件172来相对于阀组件160调节保持构件172的轴向位置。保持构件172可通过第二端口150而被调节并可在保持构件172安装在装料钢瓶120的内室130内之后被调节。

在本文关于特定的实施方式描述了益处和其它优点。此外，在本文包含的各个附图中所示的连接线意欲表示在各种元件之间的示例性功能关系和/或物理耦接。应注意，可在实际系统中提供很多可选的或额外的功能关系或物理连接。然而，可使任何益处或优点出现或变得更显著的益处、优点和任何元件不应被解释为本公开的重要的、所需要的或必要的特征或元件。本公开的范围相应地只由所附权利要求书限制，其中对以单数形式的元件的提及并不旨在意指“一个且仅仅一个”——除非明确地这样规定，而更确切地是“一个或多个”。而且，在类似于“A、B或C中的至少一个”的短语在权利要求中被使用的场合，意图是该短语应被解释为意指仅仅A可存在于实施方式中，仅仅B可存在于实施方式中，仅仅C可存在于实施方式中，或元件A、B和C的任何组合可存在于单个实施方式中；例如，A和B、A和C、B和C或A和B和C。

在本文提供了系统、方法和装置。在本文的具体实施方式中，对“各种实施方式”、“一个实施方式”、“实施方式”、“示例实施方式”等的提及指示所述实施方式可包括特定的特征、结构或特性，但每个实施方式可能不一定都包括特定的特征、结构或特性。而且，这样的短语并不一定指同一实施方式。此外，当关于实施方式描述特定的特征、结构或特性时，主张关于其它实施方式影响这样的特征、结构或特性而不管是否被明确描述是在本领域中的技术人员的知识内。在阅读了该描述之后，如何在可选的实施方式实现本公开将对相关领域中的技术人员明显。

此外，在本公开中没有元件、部件或方法步骤被规定为专用于公众，而不管元件、部件或方法步骤是否在权利要求中被明确地叙述。没有权利要求元件意欲援用35 U.S.C.112(f)，除非元件使用短语“用于…的装置”被明确叙述。如在本文使用的，术语“包括”、“包含”或任何其它其变形意欲涵盖非排他包括，使得包括元件的列表的过程、方法、物品或装置不仅仅包括那些元件，而是可包括未明确列出的或这样的过程、方法、物品或装置内在的其它元件。

Claims (12)

1.一种用于阀组件的保持组件，包括：

第一配件，其布置成在使用时耦接到所述阀组件；

第二配件，其螺纹连接到端盖；

保持构件，其耦接在所述第一配件和所述第二配件之间，所述保持构件包括从所述保持构件径向向外延伸的凸缘，所述凸缘配置成接触所述第二配件以限制所述保持构件的轴向运动；以及

所述保持构件上的加工界面，所述加工界面配置成允许所述保持构件旋转以使所述保持构件穿进或穿出所述第一配件。

2.如权利要求1所述的保持组件，其中所述第一配件配置成在装料钢瓶的第一端处耦接到第一端口；并且所述第二配件配置成在所述装料钢瓶的第二端处耦接到第二端口。

3.如权利要求1所述的保持组件，其中所述保持构件配置成穿过装料钢瓶的内室从所述第一配件延伸到所述第二配件。

4.如权利要求1所述的保持组件，其中所述保持构件配置成轴向地保持阀组件紧邻装料钢瓶。

5.一种压缩气体系统，包括：

装料钢瓶，其界定内室；

阀组件，其耦接到所述装料钢瓶；

第一配件，其螺纹连接到所述阀组件；

保持构件，其耦接到所述第一配件并耦接到第二配件，所述第二配件耦接到所述装料钢瓶，所述保持构件布置在所述装料钢瓶的所述内室内；

端盖，其螺纹连接到所述第二配件；以及

所述保持构件上的加工界面，所述加工界面配置成允许所述保持构件旋转以使所述保持构件穿进或穿出所述第一配件。

6.如权利要求5所述的压缩气体系统，其中所述装料钢瓶还包括第一端口和第二端口，其中所述阀组件耦接到所述装料钢瓶的所述第一端口，其中所述阀组件由所述保持构件耦接到所述装料钢瓶的所述第二端口。

7.如权利要求5所述的压缩气体系统，其中所述保持构件在纵向方向上穿过所述装料钢瓶的所述内室延伸。

8.如权利要求7所述的压缩气体系统，其中所述保持构件包括从所述保持构件径向向外延伸的凸缘，其中所述凸缘配置成限制所述保持构件和所述阀组件相对于所述装料钢瓶的轴向运动。

9.如权利要求5所述的压缩气体系统，其中所述保持构件配置成轴向地保持所述阀组件紧邻所述装料钢瓶。

10.一种用于将阀组件保持到装料钢瓶的方法，包括：

将所述阀组件耦接到所述装料钢瓶的第一端口；

将第一配件螺纹连接到所述阀组件；

将第二配件耦接到所述装料钢瓶的第二端口；

将端盖螺纹连接到所述第二配件；

将保持构件耦接到所述第一配件和所述第二配件，所述保持构件布置在所述装料钢瓶的内室内，所述保持构件包括从所述保持构件径向向外延伸的凸缘，所述凸缘配置成接触所述第二配件以限制所述保持构件的轴向运动；以及

提供所述保持构件上的加工界面，所述加工界面配置成允许所述保持构件旋转以使所述保持构件穿进或穿出所述第一配件。

11.如权利要求10所述的方法，其中所述第一端口和所述第二端口布置在所述装料钢瓶的相对端处。

12.如权利要求10所述的方法，其中所述保持构件配置成轴向地保持所述阀组件紧邻所述装料钢瓶。

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