CN109416151A - 储罐阀 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于安装在压缩气体容器(3)上的储罐阀(4),其具有基体(5)、用于装填/提取的公共气体接头(16),所述气体接头在所述基体(5)内分岔成装填管道(24)和作为提取路径的部分的提取管道(25),以及具有位于所述提取管道(25)中的提取阀(9)。本发明的储罐阀的特征在于,在所述提取路径中以与所述提取阀(9)串联的方式布置有止回阀(26),所述止回阀以反向于所述提取气体时的流动方向(A)的方式关断通流。
Description
技术领域
本发明涉及一种权利要求1前序部分中详细定义的类型的储罐阀。本发明还涉及这种储罐阀的应用。
背景技术
由一般现有技术已知可安装在压缩气体容器上的储罐阀。这样一种储罐阀的英文名On-Tank-Valve,简称OTV。其中,储罐阀是一种包含基体的结构,此基体具有至少两个部分,其中,第一基体部分在完成安装时伸入压缩气体容器并且与其紧密相连。这个第一基体部分通常通过外螺纹拧入压缩气体容器的对应插口的内螺纹。除了这个在完成安装时处于压缩气体容器或其连接螺纹内部的第一基体部分外,此基体通常还具有在完成安装时处于压缩气体容器外部的第二基体部分。这些基体部分中的一个或者通常这两个基体部分具有实现储罐阀功能所需要的所谓的功能亚组。这类功能亚组例如可包括提取阀、装填管道中的止回阀、安全阀、(手动)关断阀、过滤器、用于装填和/或提取管道的气体接头或类似之物。
关于这种储罐阀,应例示性地参考同类型的JP 2009-168165 A,该案以高压阀这一名称披露储罐阀。其中,就同类型的高压阀而言,其具有既用于装填也用于提取气体的公共气体接头。这个气体接头在储罐阀的基体内部分岔成具有第一较大横截面和止回阀的装填管道以及具有较小横截面和先导阀的提取管道。此外,这个结构示出两个用于滤除流动气体中的杂质的过滤器,其中,这两个过滤器中的一个在提取管道中设于先导阀与压缩气体容器内部之间,另一个过滤器设于装填管道中。这个结构的制造成本相对较高,原因在于在将管道元件钻入基体时,送入具有不同直径的不同管道元件需要各自重整钻孔工具。由此增加了储罐阀的配置时间和制造成本。这一缺点特别是在用于车辆时尤为显著。
其他阀例如由US 2009/0146094 A1揭示,或者以先导阀的设计也由EP 1 682 801B1揭示。
发明内容
本发明的目的是提供一种避免上述缺点并且可以安全工作的储罐阀。
根据本发明,这个目的通过一种具有权利要求1特征部分中的特征的储罐阀而达成。有利的技术方案和进一步方案可从从属权利要求中获得。此外,权利要求15涉及这种储罐阀的特别优选的应用。
类似于根据同类型的现有技术的储罐阀,本发明的储罐阀具有基体且具有处于所述提取路径中的提取阀,特别是先导阀。根据本发明,在所述提取路径中以与提取阀串联的方式布置有止回阀,所述止回阀以反向于所述提取气体时的流动方向的方式关断通流。这意味着,这个止回阀以某种方式布置,从而在装填时阻止提取路径通流。也就是说,这个止回阀不仅用于在通过通常具有在装填时开启的止回阀的装填管道进行装填时,自行选择经过装填管道的流径,而且用于在提取时自行选择经过提取管道的流径。
在没有本发明的止回阀的情况下,装填时,气体的压力也会在提取路径中传播,在两个管道因类似的通流横截面而在通流与压力损失方面具有类似条件的情况下则更是如此。一般而言,特别是在这个提取阀建构为先导阀的情况下,提取阀无法承受住例如通常在装填时出现的相应较高的压差,而是会至少部分地被这种压差推开,因此,气体可以以这种方式流入压缩气体容器内部。其中,这个气体可能视情况由于通常较大的体积流量和较高的流动速度而对提取阀未来的功能造成负面影响。这一点可以通过本发明的止回阀而避免,这个止回阀同样可以沿反向于其期望通流的方向被弹簧元件支持。
此外,在装填时,气体将通过通向排气口的提取管道流入提取路径的区域内。这可能是非期望的,因为通常在这个提取管道在基体内终了的区域中布置有温度传感器,气体于是直接流入这个温度传感器,这个气体在直接流入时以与这个气体在压缩气体容器内部相应混合的情况下不同的方式被调温,因此,这个温度传感器会提供错误的温度值。
在装填管道与压缩气体容器连通处布置有管部,这个管部与布置在基体上的温度传感器相比具有更大的轴向长度,并且这个管部相对这个压缩气体容器的中心轴在拧入这个压缩气体容器的储罐阀中弯折或弯曲。在装填时,这种管部有助于使得气体不会直接流入温度传感器区域内(这一点将会引发上述缺点),而是使得这个气体首先流入压缩气体容器并随后与这个压缩气体容器内部已存在的气体混合。这样就能可靠地借助温度传感器测量压缩气体容器内的实际温度。
此外,本发明的思路的另一有利技术方案在于,在所述提取管道中设有管件防断裂装置,在这个管件防断裂装置的远离压缩气体容器内部的一侧上的背压降低至低于极限值时,这个管件防断裂装置阻止提取管道沿提取方向的通流。在提取管道中的管件防断裂装置的远离压缩气体容器的一侧上,在压力显著降低或者不再产生背压时,这种管件防断裂装置封闭这个提取管道。在此情况下,认定提取管道或连接至提取管道的组件有缺陷,且这个管件防断裂装置自行封闭提取管道,使得气体不会通过缺陷或泄露,如因事故而折断的管件或类似之物而不受控制地从压缩气体容器中排出。
根据本发明的储罐阀的一种特别有利的进一步方案,所述提取管道中的止回阀的阀体和/或所述管件防断裂装置的阀体借助弹簧元件与阀座分离。也就是说,这个提取管道中的止回阀或这个管件防断裂装置或者特别优选这二者具有包括阀体和阀座的结构,其中这个阀体在正常工作时通过弹簧元件与这个阀座分离。就这个提取管道中的止回阀而言,如果例如在装填压缩气体容器期间致使这个压缩气体容器封闭,这个提取管道中的压力就会反向于弹簧作用力地起作用并封闭这个止回阀。在采用这个管件防断裂装置的仅是沿不同作用方向以类似的方式安装的结构时,阀体在压力均衡或差距较小时通过弹簧以与阀座间隔一定距离的方式被保持。如果这个阀座的远离压缩气体容器的一侧上的压力相应降低,则因压力而抵向弹簧元件产生的压力消失,使得这个弹簧元件在压缩气体容器中的压力的辅助下将阀体压向阀座,进而封闭管件防断裂装置。这样就能自动阻止气体排入例如由于泄露或者断裂或折断的管件而受损的区域。
其中,根据本发明的储罐阀的一种特别有利的进一步方案,所述提取管道中的止回阀和所述管件防断裂装置可以由所述相同部件沿相反的安装方向构成。特别是件数较多的情况下,使用同类部件能够实现规模效应,以便相应降低各个部件的成本。作为通过全同件构建提取管道中的止回阀和管件防断裂装置的补充方案,也可以通过这些相同的部件构建装填管道中本身已知的止回阀,以便进一步增大这个规模效应,进而节约更多成本。
本发明的储罐阀的一种特别有利的替代性进一步方案在于,所述管件防断裂装置和所述提取管道中的止回阀的阀体实施为一个部件。作为公共构建体的这种部件可以是充当构建体的具有半球形末端的长形部件,这个部件例如通过安装上的或者与其一体成型的筋部导入管道元件。当然,同样可以将这些筋部安装在这个管道元件的区域内,使得这个公共阀体仅由具有已述及的例如半球形或截锥形末端的圆柱形部件构成。在此情况下,通过两个弹簧元件不仅可以沿一个方向,而且可以沿另一方向支撑这种公共构建体,因此,这种公共构建体可以借助唯一的部件和这两个弹簧元件承担提取管道中的止回阀和管件防断裂装置的功能。其中,这些阀座例如可以构建为位于容置这个公共阀体的管道元件的两个末端上的锥形阀座。
此外,根据所述思路的一种有利技术方案,所述管件防断裂装置的阀体和或阀座具有包含定义的横截面的流道,所述流道在关闭状态下也会将所述高压侧与所述低压侧连接起来。其中,根据一种有利的进一步方案,这种例如可以设置在阀体或阀座中的流道应具有较小的可通流横截面,例如在应用于氢罐的情况下,在标称压力为70Mpa时具有处于50至300μm,优选约200μm数量级的可通流横截面。这个横截面允许高压侧与低压侧之间在更长的工作时间内压力均衡。如果管件防断裂装置例如由于提取管道排气区域内的压力波动而错误响应,则可以通过作为一种复位孔洞的这种流道进行压力均衡,使得这个管件防断裂装置在此情况下在一定的工作时间后再次自行开启,因而不需要为重新恢复期望的功能而进行维护。在此情况下,在以上述方式使用全同件时,所述管件防断裂装置的阀体和/或阀座将会略微有所不同,具体方式例如是后续置入这种流道。其中,根据所述思路的一种有利的进一步方案,所述流道可以构建为所述阀体和/或所述阀座中的孔洞或者(在补充或替代性实施方案中)平直或螺旋状环绕的凹槽。
因此,根据所述流道的一种特别有利的进一步方案,所述流道也可以由螺纹本就存在的泄露构成。例如在通过套筒将这些部件或特别是这个阀座螺接在对配元件中时,则会在没有预设用于密封螺纹的特殊措施的情况下,通过这个螺纹出现不可避免的泄露。也就是说,如果特别是不使用螺纹密封剂或螺纹胶粘剂,则会在螺纹的配合件之间出现最小程度的泄露。这个泄露足以作为上文所述的流道,以便例如通过简单地省去螺纹配合件之间的密封剂而实现具有期望的流道的结构。其他优点在于,为此不需要采用不同部件,从而易于在已有流道的情况下维持本案开篇所述的全同件理念。
本发明的储罐阀的另一特别有利的实施方案在于,所述提取路径还具有过滤器,所述过滤器布置在所述提取阀与所述止回阀之间,以及布置在所述提取阀与所述管件防断裂装置之间。这个提取路径中的过滤器在止回阀与管件防断裂装置以及提取阀之间的布置方案确保例如在操纵这个止回阀或这个提取阀时伴生的颗粒(例如在这类颗粒从各阀的阀座或阀体被移除的情况下)不会进入这个高灵敏度的提取阀。因此,特别是在提取阀的沿流动方向对置的侧面上,例如在提取阀与提取管道中的气体接头之间布置有另一过滤器,以便保护这个提取阀免受可能在装填时进入的杂质影响的情况下,这个结构特别安全且可靠。
此外,所述思路的一种特别有利的技术方案在于,所述过滤器、所述管件防断裂装置和所述止回阀安装成一个部件。也就是说,这种也可以被称为组装过滤器的部件可以包括这个过滤器和这两个阀。在通过螺接安装各部件时,特别是可以设置本就需要的螺纹,以便在上述特别有利的技术方案中构建用于在更长的工作时间内实现压力均衡的流道。
其中,所述思路的另一特别有利的技术方案还在于,所述部件,即所述组装过滤器,在所述提取路径中朝所述压缩气体容器内部方向地连接至所述提取管道。也就是说,这个由止回阀、管件防断裂装置和过滤器构成的结构可被安装至提取管道的压缩气体容器侧的末端上且将会在安装储罐阀后伸入压缩气体容器内部。因此,视这个部件的结构的具体长度而定,一方面通过这个部件阻止气体流入温度传感器,另一方面节省这个储罐阀的基体内部的宝贵空间。此外,有利之处在于,特别是将管件防断裂装置作为安全方面的关键部件整合至这个压缩气体容器受到严格保护的内部中。
此外,根据本发明的储罐阀的一种有利技术方案,所述提取管道和所述装填管道具有大体相同的通流横截面或可通流的标称直径。也就是说,这些通常由储罐阀的基体内的钻制通道构成的管道元件具有相同横截面。这样就简化了储罐阀的制造过程并其确保这两个管道均衡通流。可能处于这些管道中的颗粒穿过这些管道,就装填管道而言,这些颗粒聚集在压缩气体容器内部。
本发明的储罐阀的决定性优势在于功能特别可靠、简单。这一点特别是在车辆应用上相应有利地发挥作用。因此,本发明提出一种根据权利要求11所述的储罐阀在压缩气体容器上的应用,所述压缩气体容器在车辆中用于特别是在超过65MPa的标称压力下储存作为燃料的氢气或天然气。
本发明储罐阀及其应用的进一步的有利技术方案还可从进一步的从属权利要求以及下文参照附图所详细说明的实施例中获得。
附图说明
其中:
图1为以原理图形式被示出的车辆,具有用于压缩气体(作为燃料)的储存系统;
图2为根据本发明的储罐阀的可能实施方式的三维示意图;
图3以气动流动图示出根据本发明的可能布置方案的示意图;
图4为止回阀、管件防断裂装置和过滤器的可能结构的剖面图;
图5为管件防断裂装置和止回阀的组合实施方案的剖面原理图;以及
图6为根据图5所示Ⅵ-Ⅵ线的剖面原理图。
具体实施方式
图1中纯例示性地示出车辆1。此车辆由气态燃料驱动,例如压缩天然气或压缩氢气。为此,燃料可以在内燃机中,或者特别是在使用氢气的情况下,优选也在燃料电池系统中被转换成用于驱动的功率。为了储存压缩气体,车辆1中存在整体用2标示的储存装置。这个储存装置由数个单个的压缩气体容器3组成,这些压缩气体容器中的每一个均具有储罐阀4。这个储罐阀4又称On-Tank-Valve,或者简称为OTV。其中,各压缩气体容器3可连同其储罐阀4一起例如以从前述现有技术中已知的方式通过公共管道彼此相连,以便能在车辆中使用来自储存装置2的气体。其中,特别是在储存氢气的情况下,例如在优选应用于燃料电池系统的情况下,这种带有储罐阀4的压缩气体容器3的标称压力通常处于70MPa的数量级。除了对各压缩气体容器3及其储罐阀4提出安全要求外,还须在密封性方面以及在安全、可靠且低成本地制造压缩气体容器及其储罐阀的可能性方面提出高要求。
图2示出储罐阀4的三维示意图。其中,储罐阀4包括基体5,这个基体主要由两个部分组成。第一基体部分5.1采用在储罐阀4后续完成安装时伸入相应的压缩气体容器3的设计。在此处示出的实施例中,第一基体部分为此而具有用6标示的螺纹,这个螺纹与此处未示出的压缩气体容器3的容置元件中的相应螺纹配合作用。第一基体部分5.1还具有在图2中示出的例如由一个或数个密封环和/或支撑环构成的密封装置8。第二基体部分5.2在图2中示出在储罐阀4的下部区域中。这个第二基体部分5.2在储罐阀4完成安装后位于压缩气体容器3外部。其中,第二基体部分5.2具有储罐阀4的数个所谓的功能亚组。其中,第二基体部分5.2中的功能亚组包括电磁致动的先导阀9,作为用于从压缩气体容器3提取气体的提取阀。这个先导阀由用10标示的电磁线圈致动。关于这种先导阀的功能,例如可参考本申请人的DE 10 2013 019 978 A1中的实施方案。
在图2中可以看到整合到第二基体部分5.2中的其他功能亚组。这些功能亚组例如是两个彼此平行布置的手动阀11、12,其中,手动阀11构建为手动关断阀11,手动阀12设计为手动清空阀12。下文还将对此进行详细阐述。此外,还可以看到热触发安全阀13的作为第二基体部分5.2中的其他功能亚组的部分。这样的热触发安全阀原则上是已知的一般现有技术。在一般的实施方式中,此处使用具有中央孔洞的螺钉。中央孔洞中设有焊料或用焊料保持的阻挡体。如果储罐阀4或热触发安全阀13的区域被加热至超过焊料的熔化温度,螺钉上的通孔就会开通,压缩气体容器13内部与螺钉永久连通/接触的气体就能排出。特别是在欧美市场很常用的替代方案是这样一种结构:阀体被装有低沸点液体的玻璃安瓿保持在位置上。玻璃安瓿中的液体的沸点被调整为使得液体在达到热触发安全阀13的临界温度时开始沸腾。由于沸腾时体积变大,玻璃安瓿被破坏并且相对阀座释放阀体。阀体在压缩气体容器中的气体的压力作用下背离阀座而运动至开启位置,使得气体能够从压缩气体容器3排出。为此采用在图2和图4中用14标示的排气管道,在热触发安全阀13响应时,将这个排气管道与压缩气体容器3的内部连通。在储罐阀4的第二基体部分5.2中,除了排气管道14或其开口外,还有在图中用15标示的螺纹孔洞,其适于容置螺钉。在此,可以简单且可靠地以本申请人的德国专利申请案DE 10 2013 015 515 A1中所描述的方式旋紧所谓的排气管道或通风管。
图2中示出气体接头16作为第二基体部分5.2区域内的其他功能亚组。这个气体接头16用于通过先导阀9从压缩气体容器3提取气体以及用于为压缩气体容器3装填。这个气体接头还具有后续还要详细说明的过滤器17。其中,图2中可见的另一位于第二基体部分5.2区域内或者位于电磁线圈10区域内的元件为用18标示的插式接头,用于一方面传动电磁线圈10和先导阀9,另一方面传输例如用19标示的温度传感器的测量数据。其中,储罐阀4特别是具有电插式接头18作为唯一的电接头,使得储存装置2的布线相应地采用简单且有效的设计。
除了温度传感器19外,在第一基体部分5.1区域内还可以看见朝压缩气体容器3内部方向地安装在这个第一基体部分上的轻微弯曲的管部21。其中,这个管部的技术方案被选择为使得这个管部在装填压缩气体容器3时尽可能以某种方式将流入的气体分配至压缩气体容器3,以便对气体进行充分混合,进而可靠地通过温度传感器19测量温度。在此情况下,弯曲管部21的出口42相对这个弯曲管部在通流横截面中的标称直径理想地缩减,以便辅助流入气体的射束形成,进而进一步改善气体在压缩气体容器3内部的混合。
图2还示出第一基体部分5.1上的用43标示的部件,其由数个零件安装而成。这个下文也被称作组装过滤器43的部件43包括后续还要进一步阐述的过滤器20以及管件防断裂装置22和止回阀26。此外,后续还要讨论的图4示出组装过滤器43的细节图。其中,其他功能亚组也可以整合式实施在第一基体部分5.1内部。
图3以气动流程图再次示出储罐阀4的本发明相关的部分的示意图。储罐阀4又由用5标示的划分为两个基体部分5.1和5.2的基体构成。为了装填和提取气体,储罐阀4可以通过气体接头16以如图2所示的方式连接至管道系统,这个管道系统将配设有储罐阀4的压缩气体容器与装填管道和用气设备和/或储存装置2的其他压缩气体容器3连接起来。
气体接头16连接过滤器17。这个气体接头通过管道部分30在基体5中进一步延伸且接着分岔成装填管道24和提取管道25。其中,两个管道具有相同的可通流横截面。这尤其使得一般通过在基体5中钻孔而形成的管道元件24、25的制造特别简单。装填管道24通向已述及的管部21并且具有止回阀23。这个止回阀23在装填过程中克服弹簧元件27的作用力而被推开,使得装填时气体能够通过管部21而流入压缩气体容器3。流入物通过管部21以已经述及的方式从温度传感器19旁边经过,使得温度传感器测量的是在压缩气体容器3中形成的气体混合物的温度,而非直接流入的气体的温度。
提取管道25同样穿过基体5并且在组装过滤器43区域内终了,这个组装过滤器如图2所示布置在提取管道25与压缩气体容器3内部连通区域内的提取路径中。构建为这个提取路径在管道部分30分岔后在基体5中的延伸部分的提取管道25具有先导阀9作为提取阀9,这个先导阀例如以上述德国专利申请案中所引用的方式发挥作用。此外,在这个提取路径中还设有另一止回阀26。
其中,止回阀26具有阀体28以及阀座29。在未装填压缩气体容器2的情况下,阀体28总是通过弹簧元件31与阀座29分离。这使得在通过作为提取阀9的先导阀9提取气体时,通过弹簧元件31的作用力辅助地释放流径。在反向于流动方向时,也就是在基于通过气体接头16装填压缩气体容器3将压力施加在止回阀26上时,这个止回阀因克服弹簧元件31的作用力的过压而被封闭,具体方式是将阀体28压向阀座29。这一点是有意义且必不可少的,因为在压差较高时,例如在压差大于5至10bar时,先导阀9将允许气体通过。而这则是非期望的,原因在于,一方面,较大的体积流量可能会对先导阀9造成负面影响,具体例如密封唇或类似之物因流体而损坏或磨损,另一方面,通过提取管道25流入压缩气体容器3的气体将在基体部分5.2中的提取管道25的末端区域内排出。在此情况下,气体将直接进入温度传感器19的区域内并在此使得温度值失真,因为随后主要是测量在装填时直接进入压缩气体容器3的气体温度。这一点特别是针对有别于图2所示不存在组装过滤器43的情况。如图3中作为部分整合方案所示,止回阀26、管件防断裂装置22和过滤器20也可以完全或部分地整合到基体5或第一基体部分5.2中。就这个应用实例而言,可能出现温度传感器19的温度值的失真。在使用组装过滤器43时,预计很大程度上可以排除掉这种失真。然而期望的是测量处于储罐中的气体的温度,特别是测量通过管部21流入且与储罐中已存在的残余气体混合的气体的温度,以便在温度传感器19的区域内测量气体的期望的平均温度。
如图2所示,在提取管道25中(或者作为提取路径的部分也朝压缩气体容器3内部的方向安装在第一基体部分5.1上)设有已述及的管件防断裂装置22。管件防断裂装置22可采用任意结构并且基本上在压缩气体储存器的领域内已知。这个管件防断裂装置特别是可以采用某种技术方案,使得阀体32在正常工作时在阀体32两侧压力均衡的情况下通过弹簧元件34与阀座33分离。如果在阀体32的远离压缩气体容器3的一侧上出现压力降低,这个压缩气体容器的内压则会克服弹簧元件34的作用力将阀体32压向阀座33,进而安全且可靠地封闭提取管道25。在储罐阀4的第二基体部分5.2例如在事故中被剪断时,则例如会出现提取管道25的这种安全相关的封闭。在此情况下,可以通过管件防断裂装置22阻止气体排出。类似地,在管道元件例如在气体接头16后面或者在储存装置2中的其他位置上出现折断时,同样会致使提取路径中的压力降低,进而使得管件防断裂装置22关闭。其中,图3示出部分整合到基体5中的结构,在这个结构中,过滤器20和止回阀26整合式实施至第一基体部分5.1中。管件防断裂装置22在基体部分5.1上安装在朝压缩气体容器3内部的方向延长提取管道25的提取路径的一部分中。可以同样有利地将管件防断裂装置22整合在基体部分5.1中,或者,可以连同形式为已述及的组合过滤器43的其他部件一起以某种方式安装这个管件防断裂装置,使得过滤器20和管件防断裂装置22以及止回阀26均位于朝压缩气体容器内部的方向连接至提取管道25的提取路径的部分中。在此情况下,这些部件伸入这个压缩气体容器内部。在此处,即使在发生事故的情况下,这些部件也较为安全。
其中,管件防断裂装置22和止回阀26以及特别是止回阀23可以由相同部件构成。因此可以使用较大量的相同部件。这一点在这些部件的制造成本上具有相应优点并且由此有助于整体上降低储罐阀的成本。
理想地,阀体32或阀座33或者视情况这二者(其中这点一般而言是非必要的)补充性地具有流道,其具有定义的/限定的较小横截面,例如标称直径处于200μm的数量级。例如可以通过孔洞或凹槽实现这个流道。在管件防断裂装置22基于压力波动非期望地响应时,通过这个流道实现管件防断裂装置22的阀体32两侧之间压力均衡,使得在较长时间后,压力一旦均衡,这个管件防断裂装置就会回到其期望的初始状态下,在这个初始状态下,弹簧元件34将阀体32从阀座33揭离。这个流道也被称为复位通道。其中,这个流道较小,使得在管件断裂的情况下,通过这个流道排出的气体量是非安全临界的。
图4示出组装过滤器43的剖面图。这个组装过滤器主要由过滤器壳体44构成,这个过滤器壳体在其内部示出过滤器20。这个过滤器壳体44借助相应孔洞紧密地螺接在第一基体部分5.1中。在此情况下,紧密螺接在螺纹中是必要的,以便于防止污物在旁路中围绕过滤器20。止回阀26借助过滤器壳体44以螺接的方式连接至过滤器20。止回阀26与管件防断裂装置22一起具有阀座29、33,这些阀座在此整体式布置在旋接的具有管件防断裂装置22的元件中。其中,这个结构可以理想地以某种方式设计,使得阀座29、33由塑料,如PEEK制成。在此构建为活塞的阀体28、32相应地可以由金属材料,如钢制成。
组装过滤器43在此所示的例示性结构具有位于过滤器壳体44与止回阀26之间的螺纹。如图4所示,这个螺纹用附图标记45表明。另一螺纹位于具有阀座29、33的部分与止回阀26的壳体46之间。这个螺纹在图4中用附图标记47标示。如果管件防断裂装置没有完全紧密密封,则这两个螺纹45、47分别构建一个通向管件防断裂装置22的旁路。这一点在此处情况下恰好是可以期望的。在排出气体的方向上,过滤器20遵从穿过螺纹45、47的潜在流径,因此,通过这个旁路输入颗粒是无关紧要的。因此,根据一种有利技术方案,这两个螺纹45、47中的至少一个可以不配设螺纹密封剂。因此,在安装时必然产生通过螺纹45、47中的一个的最小程度的泄露,在此例如因为金属贴靠在金属上或者金属贴靠在塑料上并且无法实现完全密封。通过螺纹45、47的泄露,其中这个泄露可以相应地出现在两个螺纹中的一个上或者出现在这两个螺纹45、47上,可以代替已述及的流道作为复位通道,从而无需在止回阀26和管件防断裂装置22的结构中设置自有流道。这对制造而言具有显著优势,因为具有例如200μm的可通流横截面的相应较小的流道的制造相应地较为复杂。然而在此原则上也可以将这个流道安装在管件防断裂装置22区域内。
除了使用全同件(区别仅在于例如在阀体32中开设的复位孔洞),以及将零件仅是以相反的方式分别安装成止回阀26以及管件防断裂装置22以外,也可以在在唯一的结构中实现管件防断裂装置22和止回阀26。图4和图5例示性地示出这种结构。为此,组合的管件防断裂装置22和止回阀26具有公共构建体35,其基本采用圆柱形构建方案且在其两个末端上承载阀体28和32。如图5所示,这些阀体均采用半球形构建方案并且支承在公共构建体35的末端上。这些阀体特别是与公共构建体35一体成型。构建体35包围扩展的管道部分36,这个管道部分具有与公共构建体35相比更大一些的直径,使得气体可以在管件防断裂装置22和止回阀26的开启状态下围绕公共构建体35流动。其中,这个构建体借助特别是在图6的剖面图中示出的各个筋部37支撑在扩展的管道部分36的壁部上并且借此受到导引。
其中,图5通过用A标示的箭头在提取管道25区域内示出提取气体时的流动方向,扩展的管道部分36形成这个提取管道的一部分。其中,管件防断裂装置22或止回阀26的两个弹簧元件34和31在阀座29或33周围环形地一方面支撑在围绕扩展的管道部分36的材料上,另一方面支撑在筋部37上。与图5所示原理图相反,在例如阀座29、33中的一个采用可拧入的实施方案或者管道部分36整体上以可分且例如可通过压入或螺接安装的方式实施时,这个结构是特别简单的且能够高效地安装。此外,图4还示出位于在阀体28区域内的密封元件38和位于公共构建体35上的阀体32区域内的密封元件38。这些密封元件38对阀体32、28在阀座33、29上的贴靠进行改善,进而改善密封。
图5中纯例示性地通过阀体32区域内的孔洞实现作为复位通道的流道。第一轴向孔洞39在定义的可通流横截面上在用40标示的直径仅例如150μm的孔洞区域内有所缩小。这个孔洞与径向孔洞41接通并且即便在阀体32紧密贴靠在阀座33上的情况下,使得气体流过管件防断裂装置22的阀。因此,如图5所示,孔洞40形成具有定义的横截面的流道,以便在必要时在错误反应后将管件防断裂装置22复位。当然,作为这个结构的替代方案,也可以将凹槽例如应用在阀座33中或者应用在阀体32上。在不采用阀座32区域内的密封元件38进行密封时,特别是可以在阀体32区域内例如在制造公共体35时通过切削刀具实现螺旋状凹槽。这个螺旋状凹槽也可以构成类似于由孔洞39、40、41构成的具有因孔洞40而产生的横截面限制的流道的相应流道。为此,作为替代方案,在阀座33区域内同样也可以采用螺旋状凹槽。同样地,也可以将轴向延伸的凹槽既用在阀座33也用在阀体32中,但这些凹槽在制造中与一个螺旋状凹槽相比更难实现期望的精度。也可以将图5所示整个结构例如直接或者类似于图4通过过滤器壳体44加装在过滤器20上。在此情况下,如同上文对图4所示用45和47标示的螺纹的描述中所描述的那样,用于这种安装的螺纹也可以构成作为复位通道的流道。
具有公共构建体35的结构特别简单且有效,因为这个结构将两个部件的功能集于一个部件中。在安装在储罐阀上时,特别是可以类似于图2地以某种方式实现这个结构,使得扩展的管道部分36的一部分送入基体5的第一基体部分5.1,且扩展的管道部分36的另一部分如同图2的原理图所示的那样通过旋接的元件而被实现,其中这个元件还可包括过滤器20。
Claims (15)
1.一种用于安装在压缩气体容器(3)上的储罐阀(4),其具有基体(5)、用于装填/提取的公共气体接头(16),所述气体接头在所述基体(5)内分岔成装填管道(24)和作为提取路径的一部分的提取管道(25),储罐阀还具有位于所述提取管道(25)中的提取阀(9),
其特征在于,
在所述提取路径中以与所述提取阀(9)串联的方式布置有止回阀(26),所述止回阀关断反向于在提取气体时的流动方向(A)的通流。
2.根据权利要求1所述的储罐阀(4),
其特征在于,
在所述提取路径中布置有管件防断裂装置(22)。
3.根据权利要求1或2所述的储罐阀(4),
其特征在于,
所述止回阀(26)的和/或所述管件防断裂装置(22)的阀体(28、32)在正常工作时借助弹簧元件(31、34)与所述阀体的阀座(29、33)分离。
4.根据权利要求2或3所述的储罐阀(4),
其特征在于,
所述提取管道(25)中的止回阀(26)和所述管件防断裂装置(22)由相同部件(28、29、31、32、33、34)沿相反的方向安装而成。
5.根据权利要求4所述的储罐阀(4),
其特征在于,
所述装填管道(24)中的止回阀(23)同样由与所述提取管道(25)中的止回阀(26)和所述管件防断裂装置(22)相同的部件构成。
6.根据权利要求2或3所述的储罐阀(4),
其特征在于,
所述止回阀(26)的和所述管件防断裂装置(22)的阀体(28,32)与公共体(35)一体成型。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的储罐阀(4),
其特征在于,
所述管件防断裂装置(22)的阀体(32)和/或阀座(33)具有包含定义的横截面的流道,所述流道在关闭状态下也会将高压侧与低压侧连接起来。
8.根据权利要求7所述的储罐阀(4),
其特征在于,
所述流道由所述阀体(32)中的孔洞(39、40、41)构成。
9.根据权利要求7所述的储罐阀(4),
其特征在于,
所述流道构建为所述阀体(32)和/或阀座(33)中的平直的或优选螺旋状环绕的凹槽。
10.根据权利要求7所述的储罐阀(4),
其特征在于,
所述流道由螺纹(45、47)的泄露部构成。
11.根据权利要求2至10中任一项所述的储罐阀(4),
其特征在于,
所述提取路径还具有过滤器(20),所述过滤器布置在所述提取阀(9)与所述止回阀(26)之间,以及布置在所述提取阀与所述管件防断裂装置(22)之间。
12.根据权利要求11所述的储罐阀(4),
其特征在于,
所述过滤器(20)、所述止回阀(26)和所述管件防断裂装置(22)被组装成一个部件(43)。
13.根据权利要求12所述的储罐阀(4),
其特征在于,
所述部件(43)在所述提取路径中朝所述压缩气体容器(3)内部方向地连接至所述提取管道(25)。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的储罐阀(4),
其特征在于,
所述提取管道(25)的和所述装填管道(24)的管道元件具有相同的可通流标称直径。
15.一种根据权利要求1至14中任一项所述的储罐阀(4)在压缩气体容器(3)上的应用,所述压缩气体容器用于在车辆(1)中特别是在超过65MPa的标称压力下储存作为燃料的氢气或天然气。
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