CN107960114A - 用于压缩气瓶的模块化的气体抽取系统 - Google Patents

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Abstract

为了满足对于跌落安全性的法律上的要求，具有整合的阀的压缩气瓶(其中在抽取单元中整合了多个功能载体)必须配备有高耗费的跌落保护安全装置。此外，对于这种阀而言，在进行许多改动例如补充附加的功能时，必须对于整个阀分别执行新的许可程序。为了减少与此相关的花费，根据本发明提出，模块化地构造一种用于压缩气瓶的抽取配件，其中，包括闭锁机构和保护所述闭锁机构的跌落保护装置的基础模块满足了对于压缩气瓶的跌落保护和闭锁装置的所有法律上的要求。所述抽取配件的所有其他功能性被整合在至少一个附加模块中，所述至少一个附加模块与所述基础模块牢固地、但可松脱地并且不影响跌落安全性地连接。

Description

用于压缩气瓶的模块化的气体抽取系统
本发明涉及一种具有抽取配件的压缩气瓶，所述压缩气瓶具有：安装在压缩气瓶上的闭锁机构、联接到所述闭锁机构处的至少一个附加功能组件、以及至少保护所述闭锁机构免受不允许的损坏的至少一个跌落保护装置。
关于压缩气瓶的跌落安全性的法律规定提出，当压缩气瓶从1.20m的高度跌落时，一方面压缩气瓶的闭锁机构保持关闭并且压缩气瓶中含有的气体不会非受控地逸出；并且另一方面压缩气瓶在跌落后可以无危险地打开和排空。为此，压缩气瓶必须配备有相应地稳固的闭锁机构、跌落保护装置、或这两者的适合的组合。跌落保护装置在此通常被设计为安装在压缩气瓶的颈部上的、呈由金属或塑料制成的卡箍、套环或罩的形式的防护元件，所述防护元件至少部分地包围闭锁机构并且以此方式保护闭锁机构免受直接的碰撞作用。
此外，关于压缩气瓶的闭锁配件的法律规定要求广泛的批准或许可程序，所述批准或许可程序尤其包含寿命测试、耐火性测试、以及在氧气情况下的氧气压力碰撞测试。
在近几年中，不同的制造商将所谓的“整合式的阀”(VIPR)带到了市场上。对于整合式的阀而言，除了闭锁机构之外在壳体内部紧凑地安排有另外的功能组件，例如压力调节器、流量调节器、显示装置、用于抽取气体和/或用于填充压缩气瓶的一个或多个口。例如在US 8 322 569 B2、US 6 732 996 B1、US 8 534 312 B2、WO 2008/052022 A2、或US2008/0095607 A1中找到了关于整合式的阀的实例。在所述情况下，对于具有整合在其中的所有的配件的整个安排而言必须满足法律上规定的要求。但是由此产生巨大的开发成本，因为必须针对每个阀型号和阀保护器的壳体开发专用的模具并且此外在阀构造复杂时对于跌落保护的要求可能是非常高的。整合式的阀所要求的紧凑性同样是成本动因。
就此而言，另一方面是，为了维修这样的阀通常必须完全排空气瓶，接着使用新的阀更换整个阀并且紧接着才执行对拆卸的阀的维修。除了用于拆卸和安装的耗费之外这通过以下方式造成附加的成本，即所述气瓶在一定的时间段内是不可用的。
因此，本发明所基于的目的在于，创造一种具有抽取配件的压缩气瓶，所述压缩气瓶一方面满足针对跌落安全性和闭锁配件的法律要求，并且另一方面可以以低的耗费配备有具有整合式的阀的压缩气瓶所要求的功能性。
在开篇所述类型和用途的压缩气瓶中，所述目的通过以下方式实现：抽取配件是模块化地构造的并且具有包括闭锁机构和保护所述闭锁机构的跌落保护装置的基础模块、以及与所述基础模块可松脱地连接且包含至少一个附加功能组件的至少一个附加模块。
因此不同于根据现有技术的跌落防护的压缩气瓶，尤其不同于已知的带有整合式的阀的压缩气瓶，根据本发明的压缩气瓶还配备有模块化地构造的抽取配件，其中在所述提取配件的基础模块中实现了开篇所述的、法律规定的对压缩气瓶的跌落保护和闭锁配件的要求。所述附加模块(抽取配件除了基础模块之外还具有附加模块并且所述附加模块具有除了纯粹的闭锁功能之外的功能性，例如附加件或手柄)配备有用于与闭锁机构的气体出口连接的连接口并且配备有用于将附加模块可松脱地紧固到基础模块处(或在多个附加模块的情况下用于将附加模块可松脱地彼此固定)的适合的装置。所述至少一个附加模块与所述基础模块连接的方式为使得不影响通过基础模块确保的压缩气瓶的跌落安全性。这例如通过以下方式实现：在基础模块和所述附加模块之间的所有连接元件被实施为使得在碰撞附加模块的情况下发生的到闭锁机构上的力传递保持为很小，从而使得所述力传递不影响压缩气瓶的跌落安全性。这例如通过设置额定断裂点、薄弱区或柔性的管连接实现。此外，所述至少一个附加模块还可配备有专用的防护装置，所述防护装置保护分别整合在附加模块中的附加功能组件。于是，所述安全装置虽然满足相应的配件所需要的安全要求，但是其不必符合对于压缩气瓶本身的跌落安全性的法律上的要求，因为压缩气瓶就此而言已经通过基础模块得到足够的保护。
所述基础模块本身在安装或更换附加模块时不改变。如果希望改变抽取配件的功能性，为此只需要更换所述附加模块或通过其他附加模块补充。以此方式，压缩气瓶可与顾客的个人意愿相匹配，或可提供分别带有不同的整合的抽取配件(即带有不同的功能性)的压缩气瓶型号组，而对于每个新的型号而言不必执行关于跌落安全性或闭锁配件的专用的批准程序或不必设计新的部件。
除了与压缩气瓶直接连接的闭锁机构之外，所有其他的配件和器具(在此称为“附加功能组件”)被整合在所述附加模块中。作为附加功能组件，在附加模块中可使用在整合式的阀中常见的所有配件和器具，例如压力调节器、填充口或抽取口、电子或模拟显示单元(例如针对压缩气瓶的压力和/或填充程度的显示单元)。在附加模块中可以设置附加功能组件、或多个附加功能组件的组合。此外，还可以设置多个相互连接的附加模块，所述附加模块各自包含一个或多个附加功能组件。
本发明的尤其有利的构型提出，在附加模块中整合有操作元件，所述操作元件通过延伸穿过附加模块的连接部件与闭锁机构有效连接。在这种情况中，在插上附加模块时借助于操作元件来操纵所述闭锁机构。因此在基础模块中的用于操纵闭锁机构的触及开口是多余的，并且所述基础模块可以在径向方向上配备有至少在很大程度上封闭的跌落保护装置(尽管如此，出于维修原因或为了执行泄漏测试可以在所述跌落保护装置的壁中设置这样的触及开口)。所述操作元件包括与连接部件相连接的操纵机构，例如手轮、杠杆、手柄或旋钮。所述连接部件与闭锁机构的阀杆例如以形状配合的方式共同作用且在安装附加模块之后可松脱地与所述阀杆连接。对于操作元件而言重要的是，所述操作元件被设计为使得对操作元件上的碰撞不能影响通过所述基础模块确保的压缩气瓶的跌落安全性。例如为此，连接部件是以柔性的轴、万向轴或可塑性或弹性变形的活塞的形式形成，或配备有额定断裂点或机械薄弱区。
优选地，附加模块配备有保护所述至少一个附加功能组件免于碰撞的至少一个防护装置。所述防护装置为保护容纳在附加模块中的附加功能组件免受外部影响的装置，而所述装置对于根据法律要求的压缩气瓶的跌落安全性不具有意义。例如，所述防护装置为卡箍、罩或壳体，其配备有用于操作附加功能组件和用于将附加模块联接到所述基础模块处的适合的触及开口。
在本发明的另一有利的构型中，所述附加模块配备有例如被紧固在附加模块的壳体处的手柄或摆动把手。此外，所述手柄或摆动把手也可(在适当时除了其他的附加功能组件之外)被整合在与第一附加模块连接的另一附加模块中。
基础模块的所述跌落保护装置优选地旋拧在压缩气瓶的颈环螺纹上且因此可以无问题地安装并在需要时再次移除。
便利的是，基础模块的所述跌落保护装置配备有由压缩气瓶的肩部支撑的颈部区段。所述颈部区段可以在此与所述跌落保护装置单件式地形成、或可以作为独立的元件与所述跌落保护装置牢固地连接、或同样地旋拧在压缩气瓶的颈环螺纹上。一方面，所述颈部区段确保跌落保护装置的较高的强度和刚度并且因此确保较高的安全性。另一方面，所述颈部区段也适合于作为用于标记的面。例如可以通过颈部区段的不同着色来显示压缩气瓶的内含物或内含物的危险性。
有利地，所述模块具有均匀的、整合的抽取配件的观感。例如，基础模块和附加模块具有带有均匀外半径的外壁，所述外半径优选地与所述压缩气瓶体的半径一样大。基础模块和附加模块优选地牢固地、但是可松脱地彼此连接并且与所述压缩气瓶的瓶体连接。
根据本发明的压缩气瓶优选地用于储存：处于压力下的技术用气体或气体混合物，例如氧气、氮气、稀有气体、二氧化碳、或焊接气体混合物；医用气体或医用气体混合物，如医用氧气、医用空气、N2O以及类似物；或专用气体或潜水气体混合物。根据本发明的压缩气瓶优选地具有在2升至50升之间的填充体积和优选地在50bar和300bar之间的最大填充压力。
应借助于附图更详细地解释本发明的实施例。在示意性视图中：
图1：以部分剖开的视图示出了第一实施方式中的根据本发明的压缩气瓶，
图2：同样以部分剖开的视图第二实施方式中的根据本发明的压缩气瓶。
在附图中示出的压缩气瓶1、1a是具有在2L和50L之间的填充体积的容器，所述容器被确定成用于容纳处于压力下的气体(例如氮气、氧气、稀有气体)或医用气体或气体混合物并且被设计成用于例如在50bar和300bar之间的填充压力。根据图1和图2的实施方式仅仅在安装到相应的压缩气瓶1、1a上的抽取配件的功能性方面存在区别；此外，在这两个附图中相同作用的元件设有相同的参考符号。
在附图中示出的压缩气瓶1、1a以常见的并且在此未更详细地解释的方式各自具有例如由金属或复合材料制造的瓶体2。以同样已知的方式，压缩气瓶1、1a具有肩部区段4和颈环螺纹5，所述颈环螺纹围绕在此未示出的出口开口安排。
压缩气瓶1、1a各自配备有由模块构造的抽取配件7、7a。抽取配件7、7a各自由在根据图1和图2的两个实施例中相同地构造的基础模块8、和分别配备有不同的功能性的附加模块9、9a组成。
基础模块8包括紧固在压缩气瓶1的出口开口处的闭锁机构10以及跌落保护装置11。闭锁机构10尤其是标准瓶阀，如所述标准瓶阀在商业上常见的压缩气瓶中使用并且所述标准瓶阀对应于所有法律上的安全性要求。闭锁机构10以本身已知的方式具有阀杆12，通过所述阀杆的旋转来打开或关闭闭锁机构的气体出口13。跌落保护装置11例如是包围闭锁机构10的、由金属或塑料制成的半壳、护罩结构或罩结构。在此处示出的实施例中，跌落保护装置11包括基本上圆柱形的设计的、向上敞开的、但是其余封闭的阀保护罩，所述阀保护罩以其侧壁从压缩气瓶1、1a的颈部延伸直至阀杆12的上端部的高度并且所述阀保护罩利用底板15旋拧到压缩气瓶1、1a的颈环螺纹5上。跌落保护装置11在所示出的实施例中配备有颈部区段14，跌落保护装置11利用所述颈部区段被压缩气瓶1、1a的肩部区段4支撑并且以此方式提高跌落保护装置11的稳定性。跌落保护装置11被设计为：尤其当在抽取配件7、7a的基础模块8处安装有附加模块9、9a时，所述跌落保护装置也完全确保对相应的压缩气瓶1、1a的跌落保护的法律上需要的要求。
图1中的压缩气瓶1的附加模块9包括具有圆柱形的侧壁的壳体17，所述侧壁在其圆周上对应于跌落保护装置11的侧壁的圆周。附加模块9在其壳体17处例如通过螺栓连接件18与基础模块8的跌落保护装置11牢固地、但是可松脱地连接。在壳体17的内部中容纳有附加功能组件19、20、21。在根据图1的实施例中，附加功能组件在此为压力调节器19、抽取口20、以及压力显示器21。其他附加功能组件，例如填充口、其他的抽取口、调整阀或减压阀以及类似物，同样可以安排在壳体17的内部，但是出于清晰性的原因在此未显示。所述压力调节器通过柔性的联接管22与闭锁机构10的气体出口13连接。在附加功能组件19、20、21的区域中(并且在适当时在此处未示出的其他附加功能组件的区域中)，壳体17具有触及开口，所述触及开口使得即使在插上壳体17的情况下也可以触及压力调节器19和抽取口20并对显示器21进行读数。壳体17在其与颈部对置的端侧上具有罩盖23。
为了即使在插上附加模块9的情况下也可以操纵闭锁机构10，操作元件24延伸穿过壳体17，所述操作元件利用连接部件25形状配合地包围闭锁机构10的阀杆12。操作元件24在其与阀杆12相对而置的端侧上配备有手轮26或手柄部件。在手轮26的区域中罩盖23设有触及开口，所述触及开口使得在插上附加模块9的情况下操纵操作元件24以及由此闭锁机构10成为可能。操作元件24被设计为使得所述操作元件不影响通过跌落保护装置11确保的跌落安全性，所述操作元件例如包括在此未示出的铰链连接或配备有薄弱区，所述薄弱区在强烈碰撞所述操作元件时防止碰撞传递到闭锁机构上。此外，抽取配件7配备有手柄27，所述手柄用于使压缩气瓶1的运送变得容易。手柄27与壳体17牢固地、但是可松脱地连接且可以被视为独立的附加模块。
在图2中示出的压缩气瓶1a的抽取配件7a与来自图1的压缩气瓶1的抽取配件7的不同之处在于另一附加模块9a，所述另一附加模块9a配备有部分不同的附加功能组件30、31、32，即压力调节器30、双抽取口31、以及电子显示单元32，所述电子显示单元例如显示在压缩气瓶1a中的填充程度、压力和/或被抽取的气体的量。同样可以存在其他附加功能组件，但是在此未示出。附加功能组件30、31、32容纳在附加模块9a的壳体33中，所述壳体与壳体17类似地牢固地、但是可松脱地与基础模块8的跌落保护装置11连接并且在附加功能组件30、31、32的区域中配备有相应的触及开口。代替平的罩盖，壳体33具有至少部分地锥形地成形的顶部区段34，所述顶部区段简化了显示单元32的可读性。类似于在附加模块9中，在此也设置有操作元件35用于在插上附加模块9a时操纵闭锁件10。操作元件35延伸穿过壳体33并且具有从顶部区段34伸出的手轮36以及与所述手轮且与闭锁机构10的阀杆12有效连接的连接部件37，所述连接部件37在此处示出的实施例中至少部分地由柔性的材料制造，因此在强烈碰撞手轮36上的情况下没有威胁安全性的力作用到闭锁机构10上。联接管38用于将压力调节器30与闭锁机构10连接。
同样如壳体17那样，壳体33主要用于保护容纳在相应的壳体17、33中的附加功能组件19、20、21；30、31、32；与此相反，对于压缩气瓶1、1a的跌落安全性而言壳体17、33不具有意义。
在需要时抽取配件7、7a的功能性可以容易地通过以下方式改变：将附加模块9、9a从基础模块8移除并且由具有期望的功能性的另一附加模块来代替，所述另一附加模块接着与基础模块8连接。在这种情况下，仅仅必须将壳体17、33从跌落保护装置11上松开并将连接部件25、37从阀杆12松开，并且将联接管22、38与闭锁机构10的气体出口13分离。当附加功能组件19、20、21；30、31、32不可修复地损坏时，同样可以例如更换附加模块9、9a。以类似的方式，来自图1的抽取配件7可以根据顾客意愿在带有或不带有手柄27或带有其他手柄的情况下交付。尽管以此方式改变了压缩气瓶1、1a的功能性，但是不需要重新进行跌落保护测试，因为基础模块8没有改变。
参考符号清单
1，1a 压缩气瓶
2 瓶体
3 -
4 肩部区段
5 颈环螺纹
6 -
7，7a 抽取配件
8 基础模块
9，9a 附加模块
10 闭锁机构
11 跌落保护装置
12 阀杆
13 气体出口
14 颈部区段
15 底板
16 -
17 壳体
18 螺栓连接件
19 压力调节器
20 抽取口
21 压力显示器
22 联接管
23 罩盖
24 操作元件
25 连接部件
26 手轮
27 手柄
28 -
29 -
30 压力调节器
31 抽取口
32 显示单元
33 壳体
34 顶部区段
35 操作元件
36 手轮
37 连接部件
38 联接管

Claims (9)

1.一种具有抽取配件的压缩气瓶，所述压缩气瓶具有：安装在所述压缩气瓶(1，1a)上的闭锁机构(10)、联接到所述闭锁机构(10)处的至少一个附加功能组件(19，20，21，30，31，32)、以及至少保护所述闭锁机构(10)免受不允许的损坏的至少一个跌落保护装置(11)，
其特征在于，
所述抽取配件(7，7a)是模块化地构造的，并且包括：包括所述闭锁机构(10)和保护所述闭锁机构(10)的跌落保护装置(11)的基础模块(8)、以及与所述基础模块(8)可松脱地连接并且具有所述至少一个附加功能组件(19，20，21，30，31，32)的至少一个附加模块(9，9a)。
2.根据权利要求1所述的压缩气瓶，其特征在于，提供了压力调节器(19，30)、填充口、抽取口(20，31)、或显示单元(21，32)、或所述附加功能组件(19，20，21，30，31，32)中的多个的组合作为所述附加模块(9，9a)中的附加功能组件(19，20，21，30，31，32)。
3.根据权利要求1或2所述的压缩气瓶，其特征在于，在所述附加模块(9，9a)中整合有操作元件，所述操作元件通过延伸穿过所述附加模块(9，9a)的连接部件(25，37)与所述闭锁机构(10)有效连接。
4.根据前述权利要求之一所述的压缩气瓶，其特征在于，所述附加模块(9，9a)配备有保护所述附加功能组件(9，9a)免受碰撞的防护装置。
5.根据前述权利要求之一所述的压缩气瓶，其特征在于，所述附加模块(9，9a)配备有手柄(27)或摆动把手。
6.根据前述权利要求之一所述的压缩气瓶，其特征在于，所述基础模块(8)的所述跌落保护装置(11)旋拧在所述压缩气瓶(1，1a)的颈环螺纹(5)上。
7.根据前述权利要求之一所述的压缩气瓶，其特征在于，所述基础模块(8)的所述跌落保护装置(11)配备有由所述压缩气瓶(1，1a)的肩部(4)支撑的颈部区段(14)。
8.根据前述权利要求之一所述的压缩气瓶，其特征在于，基础模块(8)和附加模块(9，9a)具有圆柱形的壳体(17，33)，所述壳体各自具有相同的外圆周。
9.根据前述权利要求之一所述的压缩气瓶，其特征在于，能够在不必排空所述压缩气瓶或拆除所述基础模块(8，10)的情况下，更换附加模块。
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