CN110312859B - 危险物质的处理单元 - Google Patents

Abstract

一种用于危险物质的处理单元，该处理单元包括在近侧内凸缘和远侧内凸缘之间延伸并限定用于运输危险物质的内通道的内壁和构造成用于与内通道中的危险物质相互作用的处理控制结构。为了确保检测泄漏的危险物质，该单元包括外壁，该外壁围绕内壁在近侧外凸缘和远侧外凸缘之间延伸并限定内壁和外壁之间的外通道。控制通道可以布置成在内壁和外壁之间延伸并且至少部分地容纳处理控制结构。

Description

危险物质的处理单元

技术领域

本发明涉及处理危险物质的领域。更具体地，本发明涉及用于危险物质的处理单元。处理单元包括内壁和处理控制结构，所述内壁在近侧内凸缘和远侧内凸缘之间延伸，并限定用于运输危险物质的内通道，所述处理控制结构构造成与内通道中的危险物质相互作用。

背景技术

存在用于处理和控制危险物质的各种系统。举例来说，用于燃烧系统的各种气体燃料系统在本领域中是已知的。通常，气体燃料系统包括燃料气体存储器和内燃机，例如作为货船的主发动机。燃料气体供应系统的作用是提供从燃料气体存储器到内燃机的燃料气体流。燃料气体系统(例如在船舶中的燃料气体系统)通常包括泵和蒸发系统，有时被称为FGSS系统。此外，在FGSS和发动机之间插入安全系统(有时被称为GVU)。GVU被配置为切断气体供应并且可以包含帮助吹扫气体系统的结构(例如，使用惰性气体)和控制燃料气体供应的控制结构。GVU可以进一步包含用于感测气体状况(例如温度或压力)的结构，以用于感测气体的其他性质，和/或用于气体过滤。

燃料气体适用于为内燃机提供燃料并且是高度易燃的。因此，防止泄漏很重要。作为进一步的预防措施，可以引入外壳以通过提供用于泄漏检测和/或容纳和/或将泄漏物排放到安全位置的通风的装置来提高系统的安全水平。

在危险物质的处理中，通常应用不同的控制结构。这种结构的实例包括阀、泵、压力传感器、温度传感器、质量流量传感器、过滤器和被包括以用于控制处理的其他结构。通常，这种控制结构与危险物质直接连通，因此存在对处理控制结构附近的泄漏检测的特别需求。

由于对泄漏检测的这种增长的需求，燃料气体供应系统有时在阀结构周围的区域中提供通风容积。在已知的系统中，通风容积包围整个阀结构，包括阀连接器、阀致动器和其他外围设备。然而，通风可能是昂贵的，并且在这种相对大的通风容积中检测任何泄漏的燃料气体可能花费相对长的时间。此外，通风容积占用空间并使得对控制结构的接近变得复杂。

发明内容

在上述背景下，本发明的实施例的目的尤其是改进泄漏检测，提供节省空间的处理单元，并提供对控制结构的更方便的接近。另一个目的是提高安全性，并减少泄漏发生的时间点和检测到泄漏的时间点之间的前置期。

在第一方面，本发明提供了一种用于危险物质的处理单元，该处理单元包括：

-内壁，其在近侧内凸缘和远侧内凸缘之间延伸并限定用于运输危险物质的内通道，

-处理控制结构，其配置用于与内通道中的危险物质相互作用，和

-外壁，其在近侧外凸缘和远侧外凸缘之间围绕内壁延伸，并在内壁和外壁之间限定外通道。

为了在双管系统中获得改进的安全性，内壁被包围在外壁中，使得从内通道逸出的危险物质将被包含在外通道中。因此，外通道能够检测来自内通道的泄漏。

由于外壁围绕内壁延伸，因此，可能意外地从内通道泄漏的危险物质必须在污染环境空间之前通过外通道。因此，外通道形成检测泄漏的危险物质的通道，并且可选地形成通过通风运输危险物质的通道。

如果发生泄漏，则可以通过监测外通道中的变化来有效地检测泄漏的危险物质，例如，通过检测外通道中的危险物质的成分或通过检测外通道中的压力变化。因此可以降低处理单元附近的危险物质所带来的风险。

根据定义，术语“中心轴线”在本文中是指穿过内通道的横截面的几何中心点的轴线。如果内通道具有圆形横截面，则中心轴线在连接各个圆的中心的轴线上。根据定义，术语“径向方向”在本文中是指垂直远离中心轴线的方向。在本文中，术语径向方向不需要内通道的横截面为圆形。

危险物质尤其可以是流体物质，例如可以是通过内通道泵送的物质。流体物质可以是气体或液体物质。危险物质可以是在环境空间中易燃、有毒或以其他形式不期望(例如，因为格外污染的效果，因为对生物来说不健康，或者因为具有爆炸性等等)的物质。

内壁尤其可以是管状的，这有利于流体物质的输送。根据所讨论的危险物质，内壁可以由不锈钢、铝或材料的各种组合物制成。

如果要将多个双壁单元组装成从彼此延伸，则外通道和内通道将与相邻单元的通道匹配，使得内壁保持被外壁包封。

包封程度越高，内壁内容物从内通道不通过外通道便移动到环境空间的风险越低。近侧内凸缘和远侧内凸缘可以特别地是这样的结构，通过该结构，该单元可附接到管道系统或附接到相同类型的另一个单元。在一个示例中，两个单元被连结。两个单元中的一个可以限定阀结构，两个单元中的另一个可以限定传感器结构或吹扫结构。

凸缘可以包括用于防止凸缘和相邻的连接凸缘之间泄漏的密封装置，并且凸缘可以包括例如以孔的形式的紧固装置，例如螺纹孔，以用于接收螺栓等

在近侧内凸缘内，处理单元形成进入内通道的近侧内开口。

在远侧内凸缘内，处理单元形成进入内通道的远侧内开口。

在近侧外凸缘内，处理单元形成进入外通道的近侧外开口。

在远侧外凸缘内，处理单元形成进入外通道的远侧外开口。

处理控制结构能够与内通道中的危险物质相互作用。特别地，处理控制结构能够与在内通道中输送的危险物质直接接触，并且特别地，处理控制结构可以由在内通道和外通道外部的环境空间中的结构操纵或与之通信。

外壁尤其可以是管状的，以便于输送流体物质。本文的管状意味着其在垂直于外通道中的流动方向的横截面中具有任意形状，例如，圆形或椭圆形。外壁的内表面可以例如以从近侧凸缘到远侧凸缘不变的横截面延伸。

或者，外壁的内表面的横截面改变形状，或者内通道分成两个分离的通道并且从两个不同的外凸缘离开处理单元。

外壁可以由与内壁相同的材料制成，即例如，不锈钢、铝或根据所对应的危险物质的各种材料组合物。或者，外壁可以由不同于内壁材料的一种或多种材料制成。

近侧外凸缘和远侧外凸缘可以特别地是这样的结构，通过该结构，处理单元能够附接到管道系统或等效设计的另一处理单元。凸缘可以包括用于防止凸缘和相邻的连接凸缘之间泄漏的密封装置，并且凸缘可以包括紧固装置，例如孔形式的紧固装置，例如螺纹孔，以用于接收螺栓等。外凸缘可以围绕内凸缘同心地布置，例如使得沿凸缘的周向限定外凸缘和内凸缘之间的均匀间隔。

外通道可特别地用于：

a)保持静压，例如惰性气体或易燃液体的静压，或

b)输送通风空气，从而使泄漏的气体可以通过经由外通道的运输被带走，

根据a)，可以通过检测外通道的压力状态的变化来检测泄漏。为此目的，外通道可以特别地承受与内通道中的压力不同的压力，即更高或更低的压力。

根据b)，可以通过传感器检测泄漏，该传感器可以感测外通道中或被通风出外通道的空气中的危险物质的含量。

内壁可以形成内表面和相对的外表面。内表面可以形成在内通道中的表面，并且外表面可以形成在外通道中的表面。

外壁可以形成内表面和相对的外表面。内表面可以形成在外通道中的表面，并且外表面可以背向内通道和外通道。外表面可以是例如形成处理单元的外表面并面向环境空间。

内壁可以具有均匀的壁厚，由此内壁的内表面和外表面形成平行表面。或者，内壁具有不均匀的壁厚。在一个实施例中，内通道的横截面保持不变，并且内壁的壁厚是恒定的。在另一个实施例中，内通道的横截面和内壁的壁厚都改变。

外壁可以具有均匀的壁厚，由此外壁的内表面和外表面形状平行表面。或者，外壁具有不均匀的壁厚。在一个实施例中，外通道的横截面保持不变，并且外壁的壁厚是恒定的。在另一个实施例中，外通道的横截面和外壁的壁厚都改变。

内壁的内表面和外表面都可以围绕内通道周向延伸，而外壁的内表面和外表面可以围绕外通道周向延伸。

内壁和外壁之间的相对定位对于确保内通道和外通道中的正确和恒定的流动条件可能是重要的。内壁可以通过外壁或通过凸缘被支撑。固定两个管道的相对位置的方法是在这两个管道之间设置连接件元件。连接件元件可以例如通过焊接、摩擦等保持就位。

在一个实施例中，本公开提供了一种单元，其中内壁由外壁通过连接件元件(例如以刚性连接件的形式)保持。术语“刚性连接件”在本文中定义为连接件保持内壁相对于外壁的固定位置，即连接件不允许内壁和外壁之间的海绵状弹性运动。

在外壁的内表面和内壁的外表面之间延伸的刚性连接件可以连结内壁和外壁。刚性连接件可以防止内壁相对于外壁运动。

刚性连接件可以是布置在壁之间的单独元件，或者壁和连接件可以制成一体。

在整个文件中，“一体制造”认为部件不能非破坏性地被拆解。示例包括部件被铸造成一体、部件被焊接或胶合在一起、部件是在增材制造工艺(例如，通过3D打印)中制造的，或者部件是从单个材料块切割或铣削的。

或者，壁和连接件由多个部件制成，这些部件通过螺钉、铆钉或以其它方式(例如，通过摩擦)连接在一起。

由于刚性连接件在内壁和外壁之间延伸，所述刚性连接件占据外通道中的空间，本文我们将该空间称为“占用空间”。剩余空间可用于在外通道中的流动，并且在本文中被称为“自由空间”。

自由空间提供了用于外通道的通风的装置，并且该装置可以按体积构成为阻塞空间的至少25％。这将使得以外通道的相对较小的尺寸进行通风，从而使得处理单元的设计更加紧凑。

内壁和外壁可以在内通道中围绕中心轴线同心地延伸。同心地，在本文中是指内壁和外壁在垂直于中心轴线的横截面中具有相同的几何中心。

为了实现环境空间和内通道之间的连通，内壁可以形成穿过内壁的内开口。内开口可允许内通道和外通道之间的流体连通。外壁还可以形成穿过外壁的开口，在本文中称为外开口。外开口可以允许外通道和外壁外部的环境空间之间的流体连通。

内通道可在近侧内开口和远侧内开口之间沿中心轴线延伸，其中近侧内开口在近侧内凸缘内，并且远侧内开口在远侧内凸缘内。内开口和外开口可以在径向方向上偏离内通道的中心轴线。通过内开口和外开口的这种径向偏移，可以在内开口和外开口之间形成腔室。这种腔室可用于检测通过内开口的不期望的物质泄漏。

内开口和外开口可以特别地围绕垂直于中心轴线的轴线同心地对准。同心对准将允许刚性的椭圆形元件插入穿过内开口和外开口两者，例如，允许插入要求保护的控制结构(例如，用于阀门、压力传感器或其他与危险物质连通的结构的联接件)。

内开口和外开口中的至少一个准备用于与插入的控制结构密封接合，从而密封并防止通过内开口和外开口的流体连通。为此目的，准备用于与插入的控制结构密封接合的内开口和外开口中的所述至少一个包括结合在相应壁中的弹性垫圈。垫圈可以是O形环等。可以通过在内开口和外开口中的至少一个的边缘中形成凹陷部来结合O形环，使得O形环可以安置在该凹陷部中。

该单元还可包括在内壁和外壁之间延伸的控制通道，例如，连接内开口和外开口的通道。该控制通道可以容纳控制结构或控制结构的至少一部分，并且控制通道可以使控制结构能够与内通道的危险物质相互作用，同时能够从外部被接近。

控制通道可以例如具有圆形横截面。

外通道可围绕内通道形成单个一体空间。这可增加从内通道泄漏的危险物质进入外通道的可能性，其中在外通道处可以安全地检测和移除危险物质。

外通道可具有非圆形横截面，特别地，外通道的横截面可在上述内开口和外开口和/或控制通道处从圆形横截面变为非圆形横截面。

近侧内凸缘和近侧外凸缘可以形成为一体，这与先前的定义规定的内凸缘和外凸缘不能非破坏性地拆解形成对比。示例包括内凸缘和外凸缘被铸造成一体、被焊接或胶合在一起、在增材制造工艺中被制造(例如，通过3D打印)或者从单个材料块被切割或铣削。

远侧内凸缘和远侧外凸缘也可以形成为一体，并形成远侧连接件面。

外通道可以在近侧连接件面中的多个外通道开口和远侧连接件面中的多个外通道开口之间延伸。开口可以特别地成形为使得至少一个、优选所有开口的在径向方向上的尺寸小于在其他方向上的尺寸。“径向”在本文中是指垂直于中心轴线的方向。

远侧连接件面和近侧连接件面中的至少一个中的多个开口可以围绕中心轴线对称地布置。或者，远侧连接件面和近侧连接件面中的至少一个中的多个开口相对于中心轴线非对称地布置。

在一个实施例中，远侧连接件面和近侧连接件面中的至少一个与内壁和外壁一体形成。在该实施例中，内壁和外壁可以在远侧连接件面和近侧连接件面之间完全彼此分开地延伸，并且内壁相对于外壁的位置可以通过将内壁和外壁两者连接到同一连接件面而固定。在该实施例中，可以避免使用刚性连接件。

在一个实施例中，内壁和外壁可以制成一体。

在一个实施例中，内壁和外壁通过刚性连接件连接，并且刚性连接件与内壁和外壁一体制成。

在一个实施例中，内壁、外壁、连接件、远侧内凸缘、远侧外凸缘、近侧内凸缘和近侧外凸缘一体制成。

闭合线几何形状可以限定在垂直于远侧内凸缘和近侧内凸缘之间的流动方向的横截面中。根据定义，闭合线几何形状在外通道中围绕内壁周向延伸。在图11中进一步指定了该闭合线的定义。为了提供有效的通风，闭合线可以在自由空间中延伸的距离至少是闭合线延伸穿过固体物质的距离的25％。利用外通道中的该自由空间量，材料失效不太可能使得危险物质的泄漏以可绕过外通道的方式导致。固体物质可以例如由上述刚性连接件构成。

处理单元可包括压力平衡结构，该压力平衡结构包括在控制通道中的第一开口和外通道中的第二开口之间延伸的至少一个通路，从而在控制通道和外通道之间建立流体连通，从而在控制通道和外通道中平衡压力。由于压力平衡结构，控制通道与外通道流体连通，并且可能通过控制通道泄漏到环境空间中的危险物质可以在外通道中被检测到，并且可选地可以通过外通道被移除。

在一个实施例中，压力平衡结构形成至少两个通路，每个通路在控制通道中的第一开口和外通道中的第二开口之间延伸，从而在所述至少两个通路的每个中在控制通道和外通道之间建立同时的流体连通。这使得在外通道的通风期间能够使控制通道通风。

处理单元可包括内密封结构，该内密封结构布置在控制通道中并防止内通道和外通道之间通过控制通道和压力平衡结构的流动。内密封结构可包括弹性垫圈(例如由橡胶材料制成)，所述弹性垫圈设置在控制通道的内壁和处理控制结构之间。

处理单元可包括外密封结构，该外密封结构布置在控制通道中并防止控制通道与外通道外部的环境空间之间的流动。外密封结构可包括布置在控制通道的内壁和处理控制结构之间的弹性垫圈。

内密封结构和外密封结构可在控制通道内限定密封腔室，并且前述压力平衡结构的至少一个第一开口可在腔室内，从而在腔室和外通道之间建立流体连通。

处理控制结构可以与危险物质相互作用，并且可以与内通道中的危险物质直接接触。此外，处理控制结构可以通过控制通道访问或至少部分地可访问，以用于维护、检查、更换、供电或通过电缆或管等进行数据通信。控制结构可以例如是选自以下组的元件：阀门、传感器、过滤器、泵、维护仪器及其组合。这些元件有助于控制动作并且通常需要定期维护，或者用于交换数据或供电。

特别地，控制结构可以包括：阀元件，所述阀元件能够在内通道中移动，从而控制通过内通道的流动；阀致动器，所述阀致动器设置在内通道和外通道外部的环境空间中以移动阀元件；以及阀致动器和阀元件之间的联接件，所述联接件在控制通道中延伸。

在控制结构是阀元件的实施例中，内密封结构和外密封结构可围绕联接件布置，以将致动器相对于内通道密封并限定联接件延伸穿过的腔室。

阀元件特别地可以通过联接件的旋转在内通道中旋转，从而控制通过内通道的流动。在这种情况下，内密封结构和外密封结构保持密封的腔室，从而防止内通道和外通道之间的流体连通以及防止腔室与内通道和外通道外部的环境空间之间的流体连通。如果发生泄漏，则危险物质在到达环境空间之前首先到达外通道。即在危险物质释放到环境空间之前，内密封结构和外密封结构两者都必然已经泄漏，并且如果内密封结构泄漏，则从内通道释放的危险物质可以在外通道中被检测到并且可选地通过外通道的通风被带走。

近侧外凸缘可围绕近侧内凸缘延伸，并且远侧外凸缘可围绕远侧内凸缘延伸。在一个实施例中，凸缘是圆形的并且布置成使得凸缘成对地同心，即近侧凸缘共享相同的中心点，并且远侧凸缘共享相同的中心点。

近侧外凸缘可以与近侧内凸缘同平面，并且远侧内凸缘可以与远侧内凸缘同平面。以这种方式，内通道和外通道都可以连接到管结构，例如具有内管和外管的双管结构，并且与内管和外管两者的接触可以为沿着一个共同的平面。

处理单元可以连接到处理系统，使得危险物质的流动在内通道中的物质压力下被提供，并且使得在通风压力下的通风空气流在外通道中被提供。通风压力可低于物质压力。通风压力可低于外壁外部的环境压力。通过这种压力组合，通过通风进一步降低了危险物质扩散到环境空间的风险。

在一替代实施例中，外通道中的压力可以等于物质压力，使得危险物质将被设置成更少地从内通道流向外通道。在该实施例中，可以优选通过使用惰性气体或易燃液体等来提供通风压力。

在另一替代实施例中，外通道中的压力可以与物质压力不同，即可以高于或低于物质压力，使得通过内壁、通过内部密封件、通过外壁或通过外部密封件泄漏将导致外通道中的压力变化。该压力变化可以通过压力传感器检测。在该实施例中，外通道中的压力可以通过使用惰性气体或易燃液体等来提供。

在控制通道中提供通风空气的流动可能是有利的，特别是在控制通道的由内部密封结构和外部密封结构之间的上述腔室构成的部分中。这可以通过形成至少两个通路的压力平衡结构来促进。在这种情况下，通过将物质通风至控制通道外，进一步降低了危险物质通过控制通道扩散的风险。

在替代实施例中，危险物质的流动在内通道中在物质压力下被提供，并且在外通道中提供没有检测流体流动的静压。检测气体可以是例如是惰性气体、易燃液体或至少是非危险物质。静压可以特别地高于物质压力，并且静压可以通过压力平衡结构的通路在控制通道中或者至少在控制通道的在内密封结构和外密封结构之间的腔室部分中被提供。

处理单元可以特别用于控制燃烧系统(例如在车辆或船舶中用于主发动机)的燃料系统中的燃料气体流。所述处理单元可以形成包括一个或多个类似单元(例如，形成阀结构的一个或多个单元、形成泵的一个或多个单元、或形成过滤器的一个或多个单元等)的系统的一部分。

在第二方面，本公开提供了一种处理系统，其具有多个处理单元，所述多个处理单元组合成使得一个单元的内通道成为另一个单元的内通道的延伸部分和/或使得一个单元的外通道成为另一个单位的外通道。

在第三方面，本公开提供了一种通过使用根据本公开的第一方面的处理单元运输危险物质的方法。

该方法包括以下步骤：在内通道(6)中在物质压力下提供危险物质的流动。在外通道(10)中在通风压力下提供通风空气，并且该方法包括将通风压力设定为低于或等于物质压力。

在一个实施例中，该方法包括将通风压力设定为低于外壁外部的环境压力，并且在替代实施例中，该方法包括将通风压力设定为高于外壁外部的环境压力。

通风空气可以在外通道中具有或没有流动地被提供，并且通风压力可以是静压或动压。

附图说明

将参考附图进一步详细描述本发明的实施例，其中：

图1示出了处理单元的透视图；

图2以剖视图示出了处理单元；

图3-4示出了没有控制结构的处理单元；

图5-6示出了处理单元的细节，其中密封垫圈结合在外壁和内壁中；

图7示出了穿过内通道和外通道的中心的剖视图。

图8和9示出了具有进一步细节的剖视图；

图10示出了处理单元的前表面；

图11示出了闭合线几何形状；

图12-13示意性地示出了用于控制危险物质的流动或传感特性的处理单元的示例；

图14示意性地示出了安装以控制船舶的燃烧系统中燃料气体流动的处理单元；

图15-25示意性地公开了处理单元的不同实施方式；和

图26示出了内壁的透视图。

具体实施方式

图1和2示出了处理单元11的实施例。在图1中，以透视图公开了处理单元，在图2中，处理单元以横截面透视图示出。

处理单元包括在近侧内凸缘13和远侧内凸缘14之间延伸的内壁12。内壁12限定内通道15，危险物质可在该内通道中运输。

处理控制结构16被配置成用于与内通道中的危险物质相互作用。处理控制结构可以是阀、过滤器、传感器或在内通道中操作的类似结构。

外壁17围绕内壁12延伸并在近侧外凸缘18和远侧外凸缘19之间延伸。外壁形成外通道20，外通道在内壁和外壁之间并且在近侧外凸缘和远侧外凸缘之间延伸。

图3和4示出了图1和2的实施例，且没有处理控制结构。在该视图中，更清楚地看到内壁12形成内表面31和相对的外表面32。内表面面向内并在内通道中形成表面。外表面32面向外并在外通道中形成表面。

外壁17形成内表面33和相对的外表面34，外壁的内表面形成外通道中的表面，外壁的外表面背向内通道和外通道。在该实施例中，外壁17的外表面34形成单元的外表面，并且内壁的外表面32面向外壁的内表面33。内壁的外表面围绕内通道周向延伸，并且外壁的内表面围绕外通道周向延伸。

内壁12和外壁17通过在外壁的内表面和内壁的外表面之间延伸的刚性连接件35连结。连接件在铸造过程中与内壁和外壁一体形成。刚性连接件防止内壁相对于外壁运动，从而确保内通道和外通道中的不变的流动状态。

刚性连接件占据外通道中的空间，因此减小了外通道的容积。在本公开中，刚性连接件占据的空间被称为外通道中的阻塞空间。剩余的自由空间可用于运输通风空气。大的自由空间增加了从内通道的泄漏在外通道中终止的可能性。

图4示出了内壁12和外壁17围绕内通道中的中心轴线41同心地延伸。

图3和4还清楚地示出了内壁形成穿过内壁的内开口36。内开口允许内通道和外通道之间的流体连通，并且外壁形成穿过外壁的外开口37。外开口允许外通道和环境空间之间的流体连通。内开口和外开口围绕中心轴线38在该中心轴线的方向上偏离且同心地对齐，即内开口和外开口与中心轴线41的距离不同。内开口和外开口可以被制成使得能够确保内开口和外开口表面和插入的控制结构之间的密封接合。

在图1-4的实施例中，外通道在外壁的近侧和远侧之间形成一个单独的一体空间。

图5示出了配置为阀单元的处理单元51。阀单元包括延伸穿过外开口并穿过内开口的联接件52。联接件52在位于内通道中的阀元件53上操作。图5还示出了插入穿过另外的外开口和内开口的压力传送器54。

联接件52由外开口上方的盖55遮蔽。盖支撑用于驱动联接件的致动器。

图5-6示出了处理单元的细节，其中密封垫圈结合在外壁和内壁中以在内开口和外开口与控制结构之间进行密封。外壁17保持O形环56，该O形环在外壁中的外开口和联接件52或类似的控制结构之间进行密封，从而防止由外开口提供的流体连通。

内壁12保持O形环57，该O形环在内壁中的内开口和联接件52或类似的控制结构之间进行密封，从而防止由内开口53提供的流体连通。

图6示出了内开口36和外开口37中的O形环56、57的放大视图。

图7示出了包括控制通道71的处理单元的实施例。阀元件的旋转通过致动器72经由延伸通过控制通道71的联接件而被影响。控制通道形成管状形状并连结外开口和内开口。

处理单元包括为压力传感器74提供空间的附加控制通道73。

控制通道既形成通向内通道的内开口，又形成穿过外壁进入外壁外的环境空间的外开口。控制通道71因此形成进入盖55内的环境空间的开口，该开口形成延伸控制通道的延伸管。控制通道73形成进入内通道的管状通道，压力传感器74插入该管状通道中。

压力平衡结构在控制通道和外通道之间提供流体连通，从而检测危险物质泄漏到控制通道中并使危险物质能够通过外通道排出。在所公开的实施例中，压力平衡结构包括在控制通道中的第一开口和外通道中的第二开口之间延伸的两个通路75、76。

图8和9以侧视图示出了图7的处理单元。图9是图3中的控制通道的细节的放大视图。

图9的放大视图示出了处理单元包括内密封结构91，该内密封结构布置在控制通道中并且防止内通道15和外通道20之间通过控制通道71、73的流动。处理单元还包括：外密封结构92，该外密封结构布置在控制通道中的内密封结构上方，并防止控制通道和外通道外部的环境空间之间的流动。内密封结构和外密封结构在控制通道内限定了密封腔室93，并且两个通路75、76的第一开口94在该密封腔室中。因此，当外通道中存在通风空气流时，两个通路75、76能够冲洗该密封腔室。如果处理单元仅由两个通路75、76中的一个制成，则不会发生冲洗。在这种情况下，外通道中的压力将变成密封腔室93中的静压力，并且仅响应于危险物质从内通道泄漏到该密封腔室中而发生流动。

图10示出了处理单元的正视图。在该视图中，示出了近侧外凸缘18围绕近侧内凸缘13延伸。

内壁和外壁通过在外壁的内表面和内壁的外表面之间延伸的刚性连接件连接，并防止内壁相对于外壁移动。在形成外通道20的开口之间的刚性连接件用附图标记35表示(也可以参考图3)。连接件占据外通道中的阻塞空间，因此增加了处理单元的压降。可能希望留下尽可能多的自由空间以用于输送通风空气，并且还在内壁和外壁之间具有牢固且可选为刚性的连接。

可能希望在外通道中具有尽可能多的自由空间以包围内通道，从而使得不可能发生以下情况：材料失效导致创建直接从内通道到环境空间的流动路径，而不连接到可以检测到泄漏并且物质可选地能够从处理单元被通风排出处理单元的外通道。

开口101用于连接双管系统或另一个等效设计的控制单元，以用于将危险物质和通风空气输送到内通道和外通道。远侧外凸缘和内凸缘基本上与近侧内凸缘和外凸缘相同，因此未在单独的图示中示出。

在图10中，刚性连接件与内壁和外壁一体铸造。或者，刚性连接件制成单独的部件，并例如通过粘结、焊接或其他工艺连结到内壁和外壁。

图11与图10相同地示出了横截面，但是示出了闭合线几何形状111，该闭合线几何形状被定义为在外通道中围绕内壁周向延伸的线。在一个实施例中，根据本发明的处理单元可以制成使得至少一个闭合线几何形状可以限定在垂直于内通道中的流动方向上在近侧凸缘和远侧凸缘之间的任何横截面。特别地，闭合线几何形状111可以是任意形状但必须在内壁和外壁之间并且必须限定为使得从中心轴线出发并且径向向外绘制的任何线仅与闭合线几何形状线相交一次，并且以这种方式定义的闭合线几何形状可以部分地通过空气延伸并且部分地通过固体物质延伸。固体物质由上述刚性连接件形成。几何形状应遵循这样的规则，即在空气中延伸的闭合线几何形状的部分

构成为闭合线几何形状的延伸穿过由刚性连接件24构成的固体物质的部分的长度

的至少25％，该比例可以总结如下：

图11示出了闭合线几何形状为圆形的特定实施例。

图12示意性地示出了插入气体燃烧系统中并以阀门53形成阀门的处理单元，其中所述阀门元件控制主发动机的燃烧气体流量。

图13示意性地示出了插入气体燃烧系统中并形成传感器单元74的处理单元，该传感器单元用于检测主发动机的燃烧气体的压力。

在图12和13中所示的实施例中，压力平衡结构75仅形成一个单独的通路，该通路不能使控制通道的腔室部分(内密封结构91和外密封结构92之间)通风，但是在泄漏的情况下，通过泄漏将引导流动，并且会创建通过管道75的流动。在图12的实施例中，外通道20呈现为具有敞开端部和流动箭头的通风容积。在图13的实施例中，外通道20以及内密封结构91和外密封结构92之间的腔室例如含有静态压力下的非流动惰性气体，这通过不画出流动箭头和闭合的容积(即在控制结构外部封闭)来表示。

图14示出了具有根据本发明的处理单元的船舶141。

在图14的实施例中，处理单元控制燃料气体到燃烧系统(在此情况下是船舶的主发动机142)的供应。在该实施例中，燃料气体从布置在甲板146上方的罐143通过燃料气体供应系统(FGSS)144供应。在一个实施例或实施例的组合中的处理单元145与燃烧系统142(主发动机)一起布置在甲板146下方。这种定位增加了对于泄漏检测的需要并且可选地增加了对于通风的需要。通风气体的流动可以在外通道20中从通风入口147至抽吸装置148被提供。通风入口147和抽吸装置148都与甲板146上方的环境空间连通。来自罐149的惰性气体可用于将燃料气体吹扫出系统。惰性气体既被分配到FGSS 144又被分配到根据本发明的单元145。

图15-25示出了处理单元的不同实施例。在图15-18、21和22中，处理单元形成阀门，例如蝶阀。在图16中，外通道仅从一侧打开，而其他图示出了其中外通道能够使腔室围绕联接件通风的阀。在图17中，阀与传感器组合，在图19中，处理单元形成传感器单元，在图21和22中，阀还与过滤器和传感器元件组合。

图18示出了外通道和内通道形成分支部分的实施例。

图20示出了泵形式的处理单元，图23和24示出了过滤器形式的处理单元，图25示出了止回阀形式的处理单元。图22和23中的处理单元包括控制通道221，以使得能够检查和更换过滤器。

图26示出了内壁261的透视图。内壁的外表面262形成外通道中的内表面。外表面262上的标记表面部分263示出了内壁和连接件之间的边界，即连接件连结内壁的位置(不管连接件是形成为附接到内壁的单独部件还是与内壁形成一个整体)。在该视图中，清楚地示出了内壁的外表面的少于50％被连接件占据，并且剩余的超过50％的外表面暴露在外通道中。还示出了短管264从内开口36向上延伸并终止于上凸缘265。短管264加固内开口并且便于控制结构进入内通道15。

编号实施例

1.一种用于危险物质的处理单元，该处理单元包括：

-内壁，所述内壁在近侧内凸缘和近侧内凸缘之间延伸并限定用于运输危险物质的内通道，

-处理控制结构，所述处理控制结构配置成用于与内通道中的危险物质相互作用，和

-外壁，所述外壁在近侧外凸缘和远侧外凸缘之间围绕内壁延伸并限定内壁和外壁之间的外通道

2.根据实施例1所述的处理单元，还包括控制通道，所述控制通道在所述内壁和所述外壁之间延伸并且至少部分地容纳所述处理控制结构，其中所述控制通道形成穿过所述内壁进入所述内通道的内开口和穿过外壁进入外壁外部的环境空间的外开口。

3.根据实施例1或2所述的处理单元，包括压力平衡结构，所述压力平衡结构包括在所述控制通道中的第一开口和所述外通道中的第二开口之间延伸的至少一个通路，从而在所述控制通道和所述外通道之间建立流体连通。

4.根据实施例3所述的处理单元，其中，所述压力平衡结构形成至少两个通路，每个通路在所述控制通道中的第一开口和所述外通道中的第二开口之间延伸，从而在所述控制通道和所述外通道之间在所述至少两个通路中的每个通路中建立同时的流体连通。

5.根据前述实施例中任一项所述的处理单元，包括内密封结构，所述内密封结构布置在所述控制通道中并且防止所述内通道和所述外通道之间通过所述控制通道的流动。

6.根据前述实施例中任一项所述的处理单元，包括外密封结构，所述外密封结构布置在所述控制通道中并且防止所述控制通道与所述外通道外部的环境空间之间的流动。

7.根据实施例5和6所述的处理单元，其中，内密封结构和外密封结构在控制通道内限定密封腔室。

8.根据实施例3和7所述的处理单元，其中，所述压力平衡结构的至少一个第一开口在所述腔室内，以在所述腔室和所述外通道之间建立流体连通。

9.根据前述实施例中任一项所述的处理单元，其中，所述处理控制结构包括从由阀、传感器、过滤器、泵、服务仪器及其组合组成的组中选择的元件，所述元件能够从内通道和外通道外部的环境空间通过控制通道接近，并且所述元件有助于内通道内的控制动作。

10.根据前述任一实施例所述的处理单元，包括：阀元件，其可能够内通道中运动，从而控制通过内通道的流动；阀致动器，其布置在内通道和外通道的外部，以移动阀元件；以及致动器和阀元件之间的联接件，该联接件在控制通道中延伸。

11.根据实施例6-8中任一项所述的处理单元，其中，所述阀元件能够在所述内通道中旋转，从而控制通过所述内通道的流动，并且其中所述联接件能够在所述控制通道中旋转。

12.根据前述实施例中任一项所述的处理单元，其中，所述近侧外凸缘围绕所述近侧内凸缘延伸。

13.根据实施例12所述的处理单元，其中所述近侧外凸缘与所述近侧内凸缘同平面。

14.根据前述实施例中任一项所述的处理单元，其中，所述远侧外凸缘围绕所述远侧内凸缘延伸。

15.根据实施例14所述的处理单元，其中，所述远侧外凸缘与所述远侧内凸缘同平面。

16.根据前述实施例中任一项所述的处理单元，其中，所述内壁和所述外壁通过在所述外壁的内表面和所述内壁的外表面之间延伸并防止所述内壁相对于外壁移动的刚性连接件连接，所述刚性连接件在外通道中占据阻塞空间并留出用于输送通风空气的剩余自由空间。

17.根据实施例16所述的处理单元，其中，所述自由空间构成为所述阻塞空间的至少25％。

18.根据实施例16或17所述的处理单元，其中，在所述远侧内凸缘和所述近侧内凸缘之间的垂直于流动方向的横截面中限定闭合线几何形状，所述闭合线几何形状在所述外通道中围绕内壁周向延伸，其中闭合线几何形状的延伸通过空气的长度构成为闭合线几何形状的延伸穿过固体物质的长度的至少25％。

19.根据前述实施例中任一项所述的处理单元，包括在内通道中的物质压力下的危险物质流和在外通道中的通风压力下的通风空气流。

20.根据实施例19所述的处理单元，其中，通风压力低于物质压力。

21.根据实施例19或20所述的处理单元，其中，通风压力低于外壁外部的环境压力。

22.根据实施例19所述的处理单元，其中，通风压力等于物质压力。

23.根据实施例19-22中任一项所述的处理单元，其中，通风空气在外通道中的流动至少在控制通道的一部分中产生通风空气的流动。

24.根据实施例19-22中任一项所述的处理单元，其中，通风空气在外通道中的流动不会在控制通道中产生通风空气的流动，并且其中，在内通道中的危险物质的流动当通过内部密封件泄漏时产生进入控制通道的腔室、并进一步进入外通道的危险物质流。

25.根据实施例1-24中任一项所述的处理单元，包括在内通道中的物质压力下的危险物质流和在外通道中的没有检测流体流动的静压。

26.根据实施例25的处理单元，其中，所述静压高于所述物质压力。

27.根据实施例25-26所述的处理单元，其中，所述静压在外通道中并且在控制通道的至少一部分中被提供。

28.根据前述任一实施例所述的处理单元，其形成用于车辆或船舶中的燃烧系统的燃料系统。

29.根据实施例28所述的处理单元，其中，燃料系统是气体燃料系统。

30.一种用于处理危险物质的处理系统，该处理系统包括：

-根据实施例1-29中任一项所述的第一处理单元；和

-根据实施例1-29中任一项所述的第二处理单元；

其中，第一处理单元的近侧内凸缘布置成与第二处理单元的远侧内凸缘密封接触，并且其中第一处理单元的近侧外凸缘布置成与第二处理单元的远侧外凸缘密封接触，以提供穿过第一处理单元和第二处理单元的连续内通道以及穿过第一处理单元和第二处理单元的连续外通道。

Claims (15)

1.一种用于危险物质的处理单元(11)，所述处理单元包括：

-内壁(12)，所述内壁在至少一个近侧内凸缘(13)和至少一个远侧内凸缘(14)之间延伸，并限定用于运输危险物质的内通道(15)，

-处理控制结构(16)，所述处理控制结构配置成用于与所述内通道中的危险物质相互作用，和

-外壁(17)，所述外壁围绕所述内壁在至少一个近侧外凸缘(18)和至少一个远侧外凸缘(19)之间延伸，并在所述内壁和所述外壁之间限定沿中心轴线在近侧外开口和远侧外开口之间延伸的外通道(20)，其中近侧外开口在近侧外凸缘内，远侧内开口在远侧外凸缘内，

其中，所述内壁(12)形成穿过所述内壁的内开口(36)并且所述外壁(17)形成穿过所述外壁的外开口(37)，

其中，所述内开口(36)和所述外开口(37)中的至少一者被准备成用于与插入的控制结构密封接合，并且

其中，所述外通道围绕所述内通道形成单个一体的空间。

2.根据权利要求1所述的处理单元，其中，所述内壁(12)形成内表面(31)和相对的外表面(32)，所述内壁的内表面在所述内通道中形成表面并且所述内壁的外表面在所述外通道中形成表面，其中，所述外壁(17)形成内表面(33)和相对的外表面(34)，所述外壁的内表面在所述外通道中形成表面并且所述外壁的外表面背向所述内通道和外通道，其中所述内壁的外表面面向所述外壁的内表面，并且其中，所述内壁(12)和所述外壁(17)通过在所述外壁的内表面和所述内壁的外表面之间延伸的刚性连接件(35)连接，所述刚性连接件防止所述内壁相对于所述外壁移动并占据所述外通道(20)中的一阻塞空间并留出用于输送通风空气的剩余自由空间。

3.根据权利要求2所述的处理单元，其中，所述内壁的外表面的至少50％在所述外通道中暴露。

4.根据前述权利要求1至3中任一项所述的处理单元，其中，所述内开口(36)允许所述内通道与所述外通道之间的流体连通，并且所述外开口(37)允许所述外通道和环境空间之间的流体连通，并且其中，所述内开口(36)和所述外开口(37)围绕垂直于所述中心轴线的轴线同心地对准。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的处理单元，其中，所述内开口(36)和所述外开口(37)中的被准备成用于与插入的控制结构密封接合的所述至少一者包括结合在相应的壁中的弹性垫圈。

6.根据权利要求5所述的处理单元，其中，结合在所述相应的壁中的所述弹性垫圈布置在围绕所述内开口和/或外开口的边缘中的凹陷部中。

7.根据权利要求4所述的处理单元，所述处理单元包括控制通道(71、73)，所述控制通道在所述内开口和所述外开口之间延伸并且至少部分地容纳所述处理控制结构。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的处理单元，其中，所述外通道具有非圆形横截面。

9.根据权利要求1所述的处理单元，其中，所述近侧内凸缘和所述近侧外凸缘形成为一体并形成近侧连接件面，并且其中，所述远侧内凸缘和所述远侧外凸缘形成为一体并形成远侧连接件面。

10.根据权利要求9所述的处理单元，其中，所述外通道在所述近侧连接件面中的多个外通道开口与所述远侧连接件面中的多个外通道开口之间延伸。

11.根据权利要求9或10所述的处理单元，其中，所述远侧连接件面和所述近侧连接件面中的至少一者与所述内壁和外壁一体形成。

12.根据权利要求2或3所述的处理单元，其中，所述内壁(12)、所述外壁(17)和所述刚性连接件(35)制成一体。

13.根据权利要求12所述的处理单元，其中，所述内壁(12)、所述外壁(17)、所述刚性连接件(35)、所述远侧内凸缘(14)、所述远侧外凸缘(19)、所述近侧内凸缘(13)和所述近侧外凸缘(18)制成一体。

14.一种通过使用根据权利要求1-13中任一项所述的处理单元运输危险物质的方法，所述方法包括：

在内通道(15)中在物质压力下提供危险物质流，

在外通道(20)中在通风压力下提供通风空气，

其中，所述通风压力低于外壁外部的环境压力，或者其中，所述通风压力高于外壁外部的环境压力，

并且其中，所述通风空气在所述外通道中没有流动地被提供，并且所述通风压力是静压。

15.一种通过使用根据权利要求1-13中任一项所述的处理单元运输危险物质的方法，所述方法包括：

在内通道(15)中在物质压力下提供危险物质流，

在外通道(20)中在通风压力下提供通风空气，

其中，所述通风压力低于外壁外部的环境压力，或者其中，所述通风压力高于外壁外部的环境压力，

并且其中，所述通风空气在所述外通道中具有流动地被提供，并且所述通风压力是动压。

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