CN112513767A - 气体压力调节器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气体压力调节器(1)。气体压力调节器(1)具有气体入口(100)、气体出口(101)和用于压力调节的可旋转支撑的杠杆臂(62)。杠杆臂(62)的端部与移动销(64)和密封冲头(63)机械地耦接。移动销(64)和密封冲头(63)以这种方式布置在壳体(80)内并且以这种方式与气体入口(100)连接，使得经由气体入口(100)侵入的气体以平衡力推压移动销(64)和密封冲头(63)。

Description

气体压力调节器

本发明涉及一种气体压力调节器。气体压力调节器将所提供的气体的压力调节到预定目标值。

在现有技术中，已知在紧急情况下或在特定异常情况下中断例如液体或气体等介质(替代名称是流体)的流动的各种装置或例如阀。在此过程中，经常使用惯性体，其在正常状态中处于不稳定的平衡中并且其在可指定的阈值之上的力或加速度作用在其上的情况下中断介质的流动。作用力的阈值例如通过弹簧元件来设定。

DD41594A描述了一种截流阀，其在爆管的情况下中断流动。为此目的，球和弹簧位于介质流过的阀的区域中。

EP0037514A1示出了类似的构造，包括在介质流过的区域中的球和弹簧，其中该应用的目的在于在车辆事故期间没有燃料溢出。

EP2096340B1公开了一种阀，该阀包括流体流过的安全装置。安全装置具有惯性体、能量存储装置、移动装置和密封单元。在正常状态中，惯性体防止能量存储装置向移动装置释放能量，并因此经由密封单元中断流体的流动。如果阀倾斜，例如在事故期间，则惯性体跟随移动，并允许能量存储装置将存储的能量传递给移动装置。阀还具有再调节装置，经由该再调节装置，操作者可以使密封单元恢复到打开状态。

可以从EP2853978A1中获得包括气体压力调节器和截止阀的装置。球位于阀中，在正常状态中，球将加载有弹簧力的阀体保持在一位置，使得气体可以流过截止阀。如果阀倾斜，则球移动，并且弹簧使阀体移动到关闭位置。在该过程中，气体流过压力调节器和截止阀二者。

WO01/98737A1描述了一种气体量测量仪，该气体量测量仪包括用于大震动(earthquake，地震)情况下的安全机构。磁体作用在位于气体流过的区域中的密封元件上，并因此将阀保持在打开状态。磁体位于用作惯性体的保持器中。如果保持器在震动的情况下移动，则磁体的吸引力不再足够，并且密封元件脱落。从而中断流动。

在许多应用情况下，作为流体的示例，气体被引导通过气体压力调节器(替代名称是气体调节器或气体压力调节装置)，使得气体具有预定的目标压力。气体例如来自气罐或气缸。大多数时候，气体压力调节器具有引导气体通过的中间室。中间室的一侧通过可移动膜密封。根据目标压力设定膜或作用在膜的另一侧上的压力。如果气体流过中间室所施加的气体压力小于目标压力，则膜将减小中间室的体积，并且气体压力将增加。然而，相反地，如果所施加的气体压力大于目标压力，则膜将增加中间室的体积，并且气体压力将下降。

例如，已知两级气体压力调节器。第一级具有宽的调节范围，而第二级具有高的调节质量(例如参见DE19917468C2)。

大多数时候，多个部件内置在气体压力调节器中，这些部件也部分地相对彼此进行运动。在该过程中，必须小心确保气体仅流过限定的通道，因此有必要部分地密封管道。如果组件可相对彼此移动，则这可能是特别地错综复杂的。

从其它不涉及运载气体的领域中，已知还允许密封可移动组件的密封组件(例如，包括唇形密封环的DE19532701C2，或根据DE3509840A1的密封环)。

FR3054635A1公开了用于使气体从高入口压力膨胀的另一种气体压力调节器，使得有可能获得降低的出口压力，该降低的出口压力尤其可以被燃烧设备使用。

US2005/0166969A1公开了一种压力调节器，包括壳体、选择性地覆盖壳体的入口与出口之间的通道的枢转杆、与杆互连以响应于壳体中的压力水平而使杆旋转的隔膜以及邻接枢转杆并覆盖通道以防止流体流过通道的闭合构件。

从US6,431,205B1中，已知一种用于隔膜操作压力调节阀的阻尼器。

本发明的目的是提出用于气体压力调节器或一般地用于气体或流体流过的装置的现有技术的替代方案。依据根据本发明的教导，替代方案涉及在外力或加速度的情况下气体流的安全中断，替代地或补充地，涉及例如在导气装置中的流体或气体压力的调节和/或涉及通道的密封。

根据第一教导，该目的是通过一种用于中断导气装置内的气体流的安全装置来解决的，该安全装置包括惯性机构和反作用机构，其中，在高于可指定的加速度阈值的加速度作用在惯性机构的惯性体上的情况下，惯性体从静止位置移动，并且惯性机构由于惯性体的移动而致动反作用机构，其中，被致动的反作用机构中断导气装置内的气体流，并且其中，没有气体流过安全装置。

安全装置被设计成，如果力或加速度高于预定阈值，则中断导气装置内的气体流。需要限定阈值，使得任何移动或冲击都不能致动安全装置。在该过程中，安全装置通常处于正常状态，在该状态中，气体流不被中断。由于相应高的加速度，安全装置进入致动状态。加速度尤其作用在惯性体上，该惯性体离开静止位置。惯性体的这种运动致动反作用机构，反作用机构又导致气体流的中断。

该过程中的必要特征是没有气体流过安全装置。与现有技术相反，气体流不穿过安全装置。因此，安全装置相应地与导气装置连接，使得反作用机构可以对导气装置内的气体流具有影响。因此，实施方式和解释说明还涉及一种由导气装置和安全装置组成的装置。在一个实施方式中，装置中的导气装置基本上由金属构成，而安全装置基本上由塑料构成。

导气装置例如是气体压力调节器。

在一个实施方式中，设置成，惯性机构在壳体中具有用于容纳惯性体的凹坑，惯性体在正常状态中在凹坑(替换名称可能是例如空腔或凹部)中处于静止位置，以及惯性机构具有传送销，该传送销在正常状态中将惯性体保持在静止位置，并且该传送销在致动状态中防止惯性体返回到静止位置。在该实施方式中，惯性体在正常状态中搁置在凹坑中，并且传送销将惯性体保持在适当位置。各自的尺寸可以优选地用于限定惯性体从其离开静止位置并且安全装置进入致动状态的加速度的阈值。例如，防止惯性体返回到静止位置，因为传送销在致动状态中如此深地延伸到凹坑上方的区域中以至于静止位置被阻挡。这例如可以通过使在静止位置的区域中的凹坑与传送销的尖端之间的距离小于惯性体的外径来实现。

一个实施方式是，惯性机构具有分配给传送销的弹簧，并且弹簧在张紧的状态中在传送销上施加远离凹坑指向的力。例如，该实施方式用于使惯性机构从致动状态返回到正常状态。然而，为此目的，特别地，参考前述实施方式，传送销必须充分地远离凹坑，使得惯性体将再次到达静止位置。例如在离开正常状态时张紧的所分配的弹簧提供传送销的移动。

在一个实施方式中，设置成，安全装置具有滑动冲头，并且滑动冲头和传送销以这种方式彼此机械地耦接，使得滑动冲头在正常状态中防止传送销移动离开凹坑。该实施方式描述了用于正常状态的传送销的固定。由于根据实施方式，传送销搁置在惯性体上并将惯性体保持在适当位置，所以传送销本身有必要保持在其位置。这在此通过滑动冲头来实现。因此，在一个实施方式中，可以通过滑动冲头的类型和布置来限定加速度的阈值。

根据另一实施方式，设置成，滑动冲头被设计并且支撑为可移动的，并且当滑动冲头从正常状态运动到致动状态时，使传送销沿凹坑的方向移动。该实施方式中的滑动冲头是可移动的，并且使得传送销在致动状态中被定位成在凹坑的方向上更靠近，从而防止惯性体返回到静止位置。因此，将防止惯性体的这种自主返回，因为否则气体流将不会被可靠地中断。在下面的实施方式之一中，特别地，在致动状态中通过滑动冲头将传送销保持在适当位置。

另一实施方式包括，滑动冲头的运动是一方面传送销在运动方向的方向上的轴向运动与另一方面传送销在与运动方向垂直的方向上的轴向运动的叠加。

一种替代或补充实施方式是，滑动冲头的运动是轴向运动和旋转运动的叠加。

前述两种实施方式提供了，滑动冲头的运动分别是多个不同运动分量的叠加。这不仅允许移动销，而且还允许安全装置的其它组件也移动(参见下文中的内部组件)。所讨论的运动至少是滑动冲头从正常状态到致动状态的运动。

一个实施方式包括，凹坑、惯性体、传送销和滑动冲头用于限定加速度阈值。由于尺寸的选择及其对准，预先限定发生从其过渡到致动状态的加速度的阈值。

根据一个实施方式，设置成，反作用机构具有内部组件和外部组件，内部组件至少部分地布置在外部组件内，内部组件被布置并设计成相对于外部组件是可移动的，安全装置的滑动冲头跟随内部组件的运动，并且内部组件经由滑动冲头与传送销处于因果关系中，使得至少内部组件的运动对传送销具有影响。在该实施方式中，更详细地描述了反作用机构，当惯性体离开其静止位置时，通过该反作用机构中断气体流。

在一个实施方式中，外部组件用于将反作用机构保持在适当位置，例如，在导气装置处或附近。此外，外部组件支撑或保持内部组件，并且在内部组件的运动期间允许其引导。

一个实施方式包括，内部组件具有基本上圆筒(圆柱)的形状。

根据一个实施方式，设置成内部组件和滑动冲头被一体地设计。

一个实施方式包括，内部组件在从正常状态到致动状态的过渡时进行运动，该运动是沿内部组件的纵向轴线的轴向运动和围绕纵向轴线的旋转运动的叠加。在一个实施方式中，轴向运动用于中断气体流。此外，通过旋转运动(或至少通过垂直于轴向运动的运动分量)导致反作用机构与惯性机构之间的相互作用。

为了在致动状态开始的同时内部组件移动，并且因此能够中断气体流，提供了以下实施方式。该实施方式包括，在正常状态中，分配给内部组件的弹簧在内部组件上施加力，并且惯性体、传送销和滑动冲头在正常状态中防止分配给内部组件的弹簧使内部组件移动。在该实施方式中，传送销等在正常状态中防止上述弹簧将弹簧力传送给内部组件。因此，在一个实施方式中，如果传送销在致动状态中离开其位置(沿凹坑的方向)，则弹簧的阻挡被释放，并且弹簧力被传送给内部组件，内部组件因此也移动。在一个实施方式中，通过再调节机构使弹簧张紧。

一个实施方式设置成，分配给内部组件的弹簧是螺旋弹簧。这种螺旋弹簧例如具有这样的优点，即与其连接的内部组件可以进行轴向和旋转运动。

一个实施方式包括，分配给内部组件的弹簧导致内部组件相对于外部组件的轴向运动和旋转运动。

一个实施方式设置成，内部组件和外部组件包括肋和相应的凹口(gorges)，该肋和凹口允许内部组件相对于外部组件的轴向运动。肋和凹口的组合允许内部组件相对于外部组件的一种被引导的运动。在一种实施方式中，凹口的径向延伸大于将凹口彼此分开的元件。

一个实施方式包括，内部组件包括肋，并且外部组件包括相应的凹口。在替换实施方式中，外部组件包括肋，并且内部组件包括相应的凹口。在又一不同的实施方式中，内部组件和外部组件两者均包括肋和凹口。

一个实施方式设置成，肋的前端上具有用于将作用在内部组件上的轴向力转换成轴向和角向力的倾斜平面(angled plane，成角度的平面)。肋终止于倾斜平面，在从正常状态到致动状态的过程期间，该倾斜平面沿相应的配对物滑动，由此导致该成角度的运动。

一个实施方式包括，倾斜平面的角度用于限定加速度阈值。在该实施方式中，倾斜平面的几何形状用于限定(在具有其它限定的实施方式中，例如，其中，弹簧作用在内部组件上)加速度阈值。

一个实施方式设置成，安全装置具有再调节机构，并且操作者可以通过再调节机构将反作用机构从致动状态复位到正常状态。再调节机构使安全装置复位到正常状态，并且如有必要，可以再次监测作用加速度并中断气体流。此外，由于复位，气体流将不再被安全装置中断，使得气体可以再次流动。再调节机构作为整体有助于安全装置可以在状态(正常状态和致动状态)之间可逆地转换。

一个实施方式包括，再调节机构以这种方式与弹簧耦接，使得在复位期间，必须克服依赖于弹簧的力。在该实施方式中，必须由使用者有意地完成复位。由于气体流不能被无意地释放，所以这提高了安全性。

一个实施方式设置成，再调节机构是内部组件沿内部组件的纵向轴线的轴向延伸。因此，在该实施方式中，在状态之间的每次变化期间，再调节机构均与内部组件一起移动。在一个实施方式中，再调节装置和内部组件尤其是一件式设计。在一个变型中，例如，通过圆筒形销提供再调节机构。在与之相关联的一个实施方式中，再调节机构的圆筒形销毗邻内部组件的前端。在一个实施方式中，内部组件具有圆筒形部分，并且再调节机构具有圆筒形销，其中该销毗邻内部组件的圆筒形部分的前端。在该工艺中，圆筒形部分的直径大于圆筒形销。

一个实施方式包括，使用者沿内部组件的纵向轴线移动再调节机构，以在轴向方向上复位。

一个实施方式设置成，使用者在复位期间张紧分配给内部组件的弹簧。在一个实施方式中，使用者再次将该能量提供给弹簧，该能量例如用于移动内部组件，同时致动状态开始，并且气体流因此也被中断。

一个实施方式包括，惯性体为球。

一种实施方式设置成，导气装置是气体压力调节器。在替代实施方式中，导气装置是阀。

一个实施方式包括，安全装置和导气装置彼此连接并形成联合装置。

该目的是通过根据本发明的第二教导来解决的，其涉及一种导气装置。导气装置可以被分配给上述第一教导的安全装置，或者尤其是形成由导气装置和安全装置组成的装置。或者，导气装置独立于上述安全装置。因此，导气装置例如与另一安全装置连接或者没有安全装置。

因此，下面的解释说明涉及本发明的第二教导的导气装置，并且替代地，涉及根据本文公开的实施方式中的任一个或根据替代实施方式的安全装置或由导气装置和安全装置组成的装置的另外的实施方式。第二教导的装置尤其提供了关于将气体压力调节到预定目标值的现有技术的替代方案。

导气装置具有气体入口、气体出口和用于压力调节的可旋转支撑的杠杆臂(leverarm，活动臂)。杠杆臂的端部与移动销和密封冲头机械地耦接。移动销和密封冲头以这种方式布置在壳体内并且以这种方式与气体入口连接，使得经由气体入口侵入的气体以平衡力推压移动销和密封冲头。

在一个实施方式中，杠杆臂具有两个端部，移动销和密封冲头分别作用在这两个端部上。在两个端区域之间设置轴承，使得杠杆臂可以围绕该旋转轴线旋转或回转。在一个实施方式中，由于围绕轴承轴线的轴承，形成长度不同的两个部分臂，或者称之为在轴承位置与杠杆臂的端区域之间的两个不同部分。

通过一侧的移动销和另一侧的密封冲头，在杠杆臂的两个端区域上施加其压力待调节到目标值的气体。由于所讨论的元件的实施方式和布置，或者例如还由于气体被引导通过的通道的横截面，可以设定成，由于施加到入口侧的气体压力，力在杠杆臂的两个端区域上均是独立于其平衡的。例如，气体压力根据气体流过的体积(volume，空间)的类型或气体到达入口的温度而变化。因此，如果气体被引导通过不同大小的通道到移动销或密封冲头，并且如果气体因此在每种情况下作用在不同的表面上，则在每种情况下也有不同的力作用在杠杆臂上。

因此，通过杠杆臂提供某种类型的摇臂，气体压力作用在该摇臂的两侧上，并且这达到由所涉及的组件(在此为移动销和密封冲头)的实施方式和由包围所涉及的组件的壳体部分或壳体通道的尺寸所造成的程度。

根据一个实施方式，设置成，安全装置的反作用机构与导气装置的保持冲头机械地耦接，并且保持冲头与膜机械地耦接，使得保持冲头通过膜对压力调节具有影响。在该实施方式中，导气装置具有膜。膜、其特性、其位置或施加到与导气侧相对的侧面上的压力决定压力调节。在该实施方式中，设置了保持冲头，该保持冲头与膜机械地耦接，并且该保持冲头尤其也与反作用机构耦接。因此，安全装置的反作用机构可以通过反作用机构间接地作用在膜上，并且因此例如也中断气体流。因此，在反作用机构与膜之间通常具有间接连接或耦接。

一个实施方式设置成，杠杆臂与导气装置的保持冲头机械地耦接，并且保持冲头与膜机械地耦接，使得保持冲头通过膜对压力调节具有影响。在一个实施方式中，通过杠杆臂和保持冲头在至少一个区域中或在至少一个相对调节的情况下直接或间接地彼此接触来确保耦接。在该过程中，膜特别地用于压力调节。

根据一个实施方式，设置成，膜部分地覆盖中间室，气体入口经由管道与中间室连接，并且密封冲头以这种方式布置在管道与中间室之间，使得向气体入口施加的气体的气体压力对密封冲头具有影响。经由中间室发生实际的压力调节，该中间室被膜单侧地限定。气体的目标压力可以通过膜的调节或通过作用在背离中间室的侧面上的弹簧力来预先确定。气体在此经由通道以这种方式进入中间室，使得压力也作用在与杠杆臂机械地耦接的密封冲头上。

根据一个实施方式，设置成，密封冲头在一个位置中密封管道。在一个实施方式中，密封冲头的该位置由安全装置决定。在一个实施方式中，安全机构作用在杠杆臂上。杠杆臂然后以密封的方式将密封冲头搁置在通道上。在一种实施方式中，安全装置作用在保持冲头上，该保持冲头在一个方向上单侧地推动杠杆臂，使得杠杆臂的另一侧与密封冲头一起作用并且密封通道。

在一个实施方式中，反作用机构对杠杆臂具有影响，使得在致动状态中，气体入口与中间室之间的通道被密封。在一个实施方式中，上述通道是气体入口与中间室之间的唯一连接，经由该唯一连接进行压力调节。

一个实施方式包括，移动销气密地布置在气体压力调节器的壳体内。因此，气体仅推压移动销；然而，移动销周围的区域中不会发生气体流。此外，气体优选地仅经由通道进入中间室，气体也可以经由该通道作用在密封冲头上。

一个实施方式的特征在于，导气装置在压力调节器壳体中具有可移动组件和密封装置，该密封装置包围可移动组件并且密封压力调节器壳体。

一个实施方式包括，安全装置的反作用机构与气体压力调节器的保持冲头机械地耦接，保持冲头与杠杆臂机械地耦接，并且杠杆臂可以经由密封冲头密封气体压力调节器的气体入口与气体出口之间的连接。因此，杠杆臂作用在密封冲头上，使得连接，尤其是壳体中的管道被密封。

因此，在一个实施方式中，压力调节器可以描述如下：

膜部分地覆盖用于实际压力调节的中间室。其压力必须被调节的气体从气体入口推压可旋转地支撑的杠杆臂的两个前端。由于所涉及的组件或气体通道等的尺寸，实现了两个前端上的力平衡。因此，在杠杆臂上不产生扭矩。气体以这种方式经由通道进入中间室，使得气体也在杠杆臂的一个前端上施加力。膜又与另一前端机械地耦接。这种气体不通过的、与前端的机械耦接也用于安全装置，以通过密封气体进入中间室所通过的通道来中断气体流。在一个实施方式中，气体沿基本上相同的方向推动两个前端，膜在这个方向上也是可移动的(因此，在压力调节期间提升或降低其自身)。

该目的是通过根据本发明的第三教导来解决的，其涉及一种用于导气装置的密封装置。导气装置可以是例如前述第二教导的导气装置，在一个实施方式中，该导气装置例如被分配给前述第一教导的安全装置。或者，密封装置被分配给不同设计的导气装置。

因此，下面的解释说明涉及本发明的第三教导的密封装置，并且替代地，涉及安全装置或由导气装置和安全装置组成的装置的附加实施方式，以及此外，替代地，涉及第二教导的导气装置的补充实施方式。第三教导的密封装置尤其提供了任意地设计的导气装置的通道的可靠密封。导气装置例如是气体压力调节器。

该目的是通过根据第三教导的密封装置来解决的。以这种方式设计密封装置，使得密封装置具有第一密封元件和第二密封元件，其中第一密封元件在气体流方向上布置在壳体的气体入口的下游，第二密封元件在气体流方向上布置在第一密封元件的下游，并且以这种方式设计第二密封元件，使得在气体克服第一密封元件的情况下，气体将增强第二密封元件的密封功能。在缺陷或通常泄漏的情况下，气体例如可以克服第一密封级，并且因此到达第二密封元件。在这种情况下，气体确保进一步加强(或增强)第二密封元件的密封功能。

在一个实施方式中，通过密封装置产生三个密封区域。在例如壳体内可移动的组件与壳体(或者，例如，壳体的通道)之间，通过每个邻接区域进行密封。邻接区域的数量指的是例如可移动组件的一侧或一部分。在一个实施方式中，第一密封元件和第二密封元件各自以旋转对称的方式包围可移动组件，使得在另一实施方式中，邻接区域各自在相同的高度处完全包围可移动组件。在一个实施方式中，可移动组件具体地是旋转对称的组件。这也意味着密封元件以旋转对称的方式设计，并且因此以旋转对称的方式邻接可移动组件，并且由此产生周向围绕组件的邻接区域。

在密封装置的一个实施方式中，第一密封元件布置在压力调节器壳体的更紧绷的支撑表面内，并且第二密封元件布置在内径大于更紧绷的支撑表面的更宽的支撑表面内。在一个实施方式中，第二密封元件的膨胀大于第一密封元件。

一个实施方式设置成，第一密封元件是X环。因此，第一密封元件具有环形形状，其中该环具有矩形且优选地正方形的横截面。矩形或正方形的边优选地向内倒圆。

一个实施方式包括，第二密封元件具有密封唇，该密封唇以这种方式设计和布置，使得密封唇在自由端处毗邻可移动组件并且相对于可移动组件的纵向轴线形成锐角。在该过程中，可移动组件的自由端优选地与气体流方向的相反地指向。在第一密封元件泄漏的情况下，气体流将密封唇推靠在可移动组件上。因此，以这种方式设计第二密封件，使得在第一密封件有缺陷的情况下，第二密封件的密封功能甚至得到增强。

一种实施方式包括，可移动组件是导气装置的被设计为气体压力调节器的移动销。

具体地，具有设计和进一步开发本发明的多种可能性。为此目的，一方面，参考从属于权利要求1的权利要求，并且另一方面，结合附图参考示例性实施方式的以下描述，在附图中：

图1示出了包括作为导气装置的气体压力调节器和安全装置的装置的示意图，

图2示出了安全装置的一部分的示意图，

图3示出了包括气体压力调节器和安全装置的装置的实施方式的截面，

图3a示出了图3的放大部分，

图4示出了图3的实施方式的前视图，

图5示出了作为导气装置的实例的气体压力调节器的设置的示意图，该导气装置举例来说与安全装置连接，

图6示出了气体压力调节器的实施方式的截面，

图7示出了在气体流已经中断的情况下的图6的截面，以及

图8示出了图6或图7的气体压力调节器的放大截面，作为使用密封装置的实例。

图1示意性地示出了由气体(通过箭头指示)流过的装置1和安全装置2组成的装置。

在本文所示的示例中，气体流过的装置1是具有气体入口100和气体出口101的气体压力调节器。或者，装置1可以是阀。

安全装置2的目的是，如果例如由于事故导致的太高的加速度作用在装置上，尤其是作用在安全装置2上，中断通过装置1的气体流，在所示的实施方式中，安全装置2安装在气体流过的装置1的侧面上，并且，特别地，气体不流过安全装置2本身。在致动状态中，即在例如事故的情况下，安全装置2作用在气体流过的装置1上并将其密封。因此，省略了现有技术中所需的密封，因为现有技术中的惯性体位于气体流过的区域中。

在所示的实施方式中，气体流过的装置1和安全装置2由不同的材料构成，即，尤其是由金属和塑料的组合构成。由于气体不流过安全装置2，所以可以将塑料用于安全装置2。

安全装置2具有惯性机构3和反作用机构4。

惯性机构3从特定阈值到发生的加速度作出反应，并且控制(在此是通过将在下文中进行解释的与传送销33的机械连接)反作用机构4，该反作用机构反过来作用在气体流过的装置1(在此是气体压力调节器)上，并且在加速度过高的情况下中断气体流。

为了使气体能够再次流动，设置了再调节机构5，其在此与反作用机构4连接。如果再调节机构5例如由使用者人工操作，则一方面使气体能够流过装置1，另一方面使惯性机构3复位。因此，使用者可以通过再调节机构5将安全装置2从致动状态再次重置到正常状态。

图2示出了惯性机构3的示意图的截面。其示出了正常状态，即，没有发生过高的加速度，并且所连接的气体压力调节器内的气体流没有被中断。

惯性机构3的壳体30具有凹坑31，球形式的惯性体32位于该凹坑的最深点中。在此具有T形的传送销33搁置在球32上，并且因此可逆地将球32的位置保持在适当位置。

由于凹坑31的形状、传送销33在球32上的支撑表面的类型以及反过来作用在传送销33上的力，为加速度限定了阈值，由于质量惯性，球32从该阈值离开其在凹坑31中的位置。因此，这是致动状态，其指示已经发生了高于可设定的阈值的加速度。在致动状态中，确保没有气体流过装置(或具体地，图1的气体压力调节器)。

为了使球32不再滚动回到正常状态的静止位置中，传送销33在致动状态中沿凹坑31的方向移动，并且因此阻挡球32的路径。

在所示的实施方式中，传送销33从正常状态到致动状态并因此到中断气流的状态的这种运动实现如下：

为了从正常状态过渡到致动状态，滑动冲头40搁置在传送销33的上前端上。滑动冲头属于反作用机构4。

将考虑球32不再位于传送销33下方的状态(未示出)，使得传送销33可以因此沿凹坑31的方向向下脱离。

在该致动状态的情况下，滑动冲头40(由于如下文所解释的弹簧)从顶部移动到底部(除了下文中讨论的轴向运动)，使得传送销33被引导通过壳体30中的凹部，沿凹坑31的方向被推动。

同时，包围传送销33的弹簧34由此被张紧。在惯性机构3将被再次复位并且传送销33将在该过程中被再次向上移动的情况下，需要存储在弹簧34中的弹簧能量。

在致动状态中，滑动冲头40防止传送销33的向上移动，并且因此确保球32不能到达起始或静止位置(即，通常是允许气体流的正常状态的位置)。

结合图3、图3a和图4解释包括滑动冲头40(参见图1)的反作用机构4。

反作用机构4具有内部组件41和外部组件45。

内部组件41基本上具有圆筒的形状，圆盘41’安装在该圆筒上。盘41’部分地被压扁，使得其不会撞击惯性机构3。内部组件41的圆筒一方面布置成可沿圆筒的纵向轴线49轴向运动，另一方面与再调节机构5连接。两个心轴42和滑动冲头40位于上述盘41’上。

如在图3a中可见，在所示的实施方式中，内部组件41设置有沿纵向轴线49对齐的肋41”。在远离气体压力调节器1的方向上(参见图3)，肋41”终止于具有倾斜平面41”’的前端。沿着内部组件41，肋41”的后面是平滑且尤其是无肋的区域，该区域成为再调节机构5。

再调节机构5基本上是圆筒的轴向延伸，通过该圆筒，使用者可以施加力，并且因此可以沿静止位置的方向，并且在该过程中，沿气体压力调节器1的方向，轴向移动内部组件41。

此外，围绕纵向轴线49可旋转地支撑内部组件41，使得它可以相对于外部组件45逆时针旋转。

径向地并且还部分轴向地包围内部组件41的外部组件45在此附接至气体压力调节器1。

外部组件45具有三个腹板46，这些腹板各自是成角度的并且在共同的前部区域45’中相遇，内部组件41和销形再调节机构5被引导通过该前部区域。因此，腹板46保持并引导再调节机构5，并且同时也保持和引导内部组件41。

此外，腹板46用作内部组件41的两个心轴42的定位表面，使得内部组件41的旋转运动分别在顺时针和逆时针方向上被限制。

外部组件45的共同的前部区域45’在其中心开口的内表面上具有凹口45”。凹口45”对应于内部组件41的肋41’，并且当肋41’被弹簧44推入凹口45”中时，允许内部组件41相对于外部组件45的轴向运动。如下面将解释的，轴向运动通过内部组件41相对于外部组件45的旋转而实现，在未示出的实施方式中，凹口45”的径向延伸大于限制它们的侧面。在该未示出的实施方式中，凹口45”仅被小的肋状分隔件分开。

在安全装置2的复位期间，发生顺时针移动(如在图4中所见)。由于心轴42撞击在腹板46上，所以限制了传送销33的轴向路径。

当传送销33不再被惯性机构3的球保持时，发生逆时针运动，并且当给出致动状态时，滑动冲头40向下推动传送销33。

弹簧44(在此是螺旋弹簧)作用在内部组件41上，其在安全装置的正常状态中被张紧。以这种方式设计弹簧44，使得其在松弛时导致与其连接的内部组件41的旋转运动。

内部组件41的旋转也是肋41”的倾斜平面41”’和限制外部组件45的凹口45”的侧面的相对前端之间的相互作用的结果。倾斜平面41”’在轴向运动期间沿凹口45”的侧面的前端滑动，并因此导致内部组件41的旋转，因此，倾斜平面41”’将弹簧44作用在内部组件41上的轴向力转换成轴向力与角向力的叠加。

如果加速度作用在惯性机构3上，并且传送销33可以因此移动，那么内部组件41由于弹簧44的弹簧力而旋转，并且沿纵向轴线49轴向向外移动，在此过程中，滑动冲头40滑过传送销33的上前表面，并且将其向下推入惯性机构3的壳体中。

一方面，内部组件41的旋转受到限制，因为心轴42撞击外部组件45的腹板46。另一方面，内部组件41轴向地撞击外部组件45的前端。因此，内部组件41不能进一步移动，并且由于弹簧44，不会发生进一步的旋转。内部组件41被引导通过外部组件45的前端，直到其撞击外部组件。同时，再调节机构5轴向地移动，该再调节机构在所示的实施方式中是外径小于内部组件41的圆筒部分的筒形销。

在作用加速度导致的这个致动状态中，弹簧44还防止内部组件41无意地轴向运动并且因此可以被复位。这种轴向运动必须通过取决于弹簧44的弹簧常数的足够的力发生。因此，这种再调节仅通过再调节机构5进行。

为了使其返回到正常状态，使用者在再调节机构5上施加机械力，并且内部组件41沿纵向轴线49轴向地返回。因此，内部组件41的弹簧44被张紧。同时，传送销33的弹簧(见图2)作用在传送销33上并且使其向上移动，由此内部组件41也由于与滑动冲头40的相互作用而相对于外部组件45旋转。

除了内部组件41的轴向运动之外，内部组件41相对于外部组件45的旋转对于返回到正常状态可能是必要的。在正常位置中，倾斜平面41”’至少部分地在轴向方向上位于限制凹口45”的侧面的前方并且与这些侧面接触。因此，倾斜平面41”’的角度限定了在正常状态期间作用在球32上的力(见图2)，并且由此限定了将球32推出凹坑31所需的最小加速度。

以下附图涉及气体流过的装置1的内部。阐述并示出了两个大部分不同的气体压力调节器，其也可以与其它安全装置结合或独立于任何这种安全装置使用。

图5示意性地示出了两级气体压力调节器1的设置，其中例如可以使用上述安全装置。

气体压力调节器1具有气体入口100和气体出口101，来自未示出的气体源(例如气缸)的气体经由该气体入口以任意气体压力供应至气体压力调节器1，气体经由气体出口以可指定的目标压力离开气体压力调节器1。

气体入口100和气体出口101的空间布置在此不同于图1，这使得清楚的是，相对取向是可任意选择的。

气体压力调节器1在此也与安全装置的控制组件(在此为图1至4的实施方式的反作用机构4)连接。在替代实施方式中，气体压力调节器1可以在没有这种安全装置的情况下使用。例如，在它是永久性安装的气体系统的情况下，该气体系统不需要例如针对大震动进行固定。

从气体入口100开始，气体首先流过减压级50并且从那里流过压力控制级51。在压力控制级51之后，气体通过气体出口101离开气体压力调节器1。

单独级的表示和分离在此应被理解为纯粹功能性的，因为两个级事实上可以使用单独的组件，或者因为两个级之间可以存在平滑的过渡。

在所示的实施方式中，通过压力控制级51上的干预(也参见以下附图)中断安全装置(在此由反作用机构4表示)。或者，该中断可以在减压级50中发生。

减压级50将可以具有大范围的所施加的气体压力减小到明确限定的较小压力范围。这具有以下优点：因此承担压力调节的实际功能的压力控制级51必须仅向下调节到较小的压力范围并且因此可以更准确地反作用和调节压力。

图6示出了气体流过的装置1的截面，该装置是压力调节器(或替代名称：气体压力调节器)。以这种方式设计压力调节器，使得压力被减小并且压力被调节一个级。因此，这是图5的压力调节器的替代方案。

在图6的截面中，可以识别气体入口100和气体出口101，在气体入口与气体出口之间，经由中间室99发生压力调节。

在所示的变型中，气体压力调节器1与图1至4的安全装置(其未在此示出)连接。在未示出的替代变型中，气体压力调节器1与确定或中断或允许气体流过气体压力调节器1的不同设计的安全装置或另一装置连接。此外，在下文中描述的压力调节机构以及由此也使用的组件(尤其是例如密封装置)独立于与前述安全装置的连接。

膜60位于气体入口100与气体出口101之间，如在现有技术中，该膜部分地包围中间室99并且由此使得能够进行压力调节。此外，设置摇臂装置70用于压力调节，在下文中描述其功能和组件。

膜60与可轴向移动的保持冲头61耦接。如果保持冲头61移动，则膜60也移动，并且因此气体压力的调节也改变。因此，保持冲头61的位置对压力调节具有影响。当发生从正常状态到致动状态的过渡时，特别地通过安全装置使保持冲头61移动。

保持冲头61在此附加地被内部弹簧装置包围，该内部弹簧装置在膜60与壳体80中的上部支撑件之间延伸。另一外部弹簧装置同轴地包围内部弹簧装置并且搁置在膜60上。因此，外部弹簧装置还通过膜60限定压力调节。保持冲头61在此特别地轴向移动并且因此在膜60的法线的方向上移动。此外，在所示的实施方式中，保持冲头61相对于膜60居中地布置并且穿透膜60的中心点。在保持冲头61调节压力调节的情况下，保持冲头61可以额外地有助于根本没有气体穿过通过膜60单侧地限定的空间。

从气体入口100的侧面来看，保持冲头61的穿过膜60的前端与杠杆臂62的端区域处于机械接触。杠杆臂62反过来可以由此作用在保持冲头61上。

杠杆臂62围绕旋转轴线62’可旋转地或可枢转地支撑。这产生较长的部分臂和较短的部分臂。因此，杠杆臂62在此构成具有不同的臂长的某种摇臂。密封冲头63与较短的部分臂耦接。这在所示出的实施方式中发生，因为密封冲头63部分地穿过较短的部分臂。

在杠杆臂62的形成较长的部分臂并且与保持冲头61相接触的端区域下方，具有移动销64的前端(在此是球形加厚的)。在此过程中，移动销64可以在杠杆臂62的较长的部分臂上施加机械力。

因此，杠杆臂62的两个端区域与密封冲头63或移动销64操作性地连接。因此，作用在密封冲头63和移动销64上的力还作用在杠杆臂62上并且因此间接地作用在膜60和气体压力上。

移动销64在此延伸进入气体入口100中，使得气体由此作用在移动销64的下前端上。

此外，气体入口100指向管道110，使得气体经由管道110作用在密封冲头63上。

在此过程中，气体可以经由管道110仅流入中间室99中。贯穿移动销64的气体通道被密封装置密封(在下文中描述所实现的实例)。

由于密封冲头63和移动销64以及气体压力调节器1的壳体80内的相关联管道110的尺寸，可以设定气体在各个情况下将如何作用在杠杆臂62的两个部分臂上。例如，当管道后面的气体流过比另一个管道后面更宽的通道时，这是显而易见的。总体上，所期望的压力减小可以通过所涉及的组件的尺寸和调节来设定。例如，管道110的直径确定了气体推压密封冲头63并且因此推压杠杆臂62的较短的部分臂的力。在所示的实施方式中，以这种方式选择尺寸，使得气体作用在杠杆臂62的两个部分臂上的力基本上是相同的。因此，实现了对可转动地支撑的杠杆臂62的力的补偿。

通过膜和部分地被膜覆盖的中间室99按照现有技术中的惯例进行随后的压力调节。在此，在所示的实施方式中，杠杆臂62的较长的部分臂与膜60之间的机械耦接在此间接地通过可轴向移动的保持冲头61具体地具有影响。

总体上，压力调节器1具有摇臂装置70，气体压力以平衡的力作用在摇臂装置的两侧上。此外，摇臂装置70单侧地布置在气体入口100与用于调节气体压力的中间室99之间。总之，摇臂装置70在此间接地作用在膜60上，该膜部分地覆盖中间室99并且因此导致气体压力的调节。

图7示出了气体压力调节器1内的气体流已经被安全装置(例如前述安全装置或任何其它安全装置)或另一装置中断的情况。

以上实施方式的反作用机构在致动状态中在此对保持冲头61具有影响并且因此提升了膜60。在此过程中，气体向上推动移动销64并且因此向上推动杠杆臂62的较长的部分臂。因此，较短的部分臂向下移动，并且密封冲头63密封管道110。然而，以此方式，气体不再能够从气体入口100流入中间室99并且因此也不能流到气体出口101。作用在移动销64的下前端上的气体压力甚至确保了密封冲头63中断气体流。

总体上，来自气体源(在此未示出)的气体确实流入气体入口100的空间中，但不再进一步并且尤其不流到气体出口101。

因此，在由压力调节器1和安全装置2组成的装置的情况下，仅单个管道110在致动情况下被密封以便中断气体流。这与现有技术中已知的变型的情况相比是显著更容易的并且因此还更安全。

当使气体调节器1返回到正常状态时，保持冲头61并且因此杠杆臂62的较长的部分臂向下移动。较短的部分臂由此被提升，并且气体可以再次流入中间室99。

如之前参考图6和7所述的，除其它事项之外，发生压力降低是因为移动销在气体压力调节器1的壳体80内移动。在移动销64与压力调节器壳体80之间出现的该通道是气密密封的，使得在此没有气体可以穿过，而是仅推压面向气体入口100的前端。在此过程中，有必要相对于移动组件(在此为移动销64)进行密封。

在替代实施方式中，可以在不同设计的导气装置中(并且因此不仅在所示的压力调节器中)使用下文中描述的密封装置90，而且也没有所描述的安全装置。

图8示出了移动销64的上部区域借助于压力调节器壳体80内的密封装置90(参见图6)密封，该压力调节器壳体在此是任意设计的导气装置的壳体的实例。形成若干次密封，尤其是三次。

从气体入口100和气体流来看，使用两个模制部件：第一密封元件91和后面的第二密封元件92(参见图6)

第一密封元件91位于更紧绷的支撑表面96内。更紧绷的支撑表面96在此示出为通过扩展至具有更大内径的另一支撑表面97而向顶部开放。替代地，可以将第一密封元件91放置在壳体80的凹槽(在此未示出)内。

本文中的术语“更紧绷的支撑表面”和“更宽的支撑表面”各自涉及内径。然而，在未示出的替代实施方式中，内径可以是相同的或类似的，这样使得这些名称例如是“第一支撑表面”和“第二支撑表面”(从气体入口来看)。

第一密封元件91是密封环，具体地是X环。

因此，第一密封元件91是四唇缘密封件并且具有矩形并且尤其是正方形基本轮廓的环形形状。由于矩形基本轮廓的向内倒圆的侧面，在此出现了移动销64上的两个径向周向毗邻区域。

第二密封元件92位于包括另一支撑表面97的下一个区段上。

类似于第一密封元件91，第二密封元件92也以旋转对称的方式设计并且具有基本体92’，该基本体在此平行于移动体64的纵向轴线64’延伸。密封唇92”位于基本体92’的端部(从图形上看，在此是上端)处，该密封唇以这种方式设计并布置，使得该密封唇周向上抵靠移动销64，从而与纵向轴线64’形成锐角。在此过程中，以与气体的流动方向相反地弯曲密封唇92”的自由端。

因此，在截面中，第二密封元件92具有大致上大写字母M的形式。中心区域有利地指向气体流方向。

在这种情况下，在图形上，气体从底部向顶部推动。在此过程中，具有两个毗邻区域的第一密封元件91最初通过X环的形式起作用。如果气体(在故障的情况下)经过第一密封元件91并且将其推靠在第二密封元件92上，则密封唇92”将被向上按压并且因此准确地压靠在移动销64上。由此，毗邻区域甚至增加，并且因此也增加第二密封元件92的密封效果。因此，在第一密封元件91有缺陷的情况下，穿过这种有缺陷的第一密封元件91的气体增强第二密封元件92的密封功能。

参考标号列表

1 压力调节器

2 安全装置

3 惯性机构

4 反作用机构

5 再调节机构

30 壳体

31 凹坑

32 球

33 传送销

34 分配给传送销的弹簧

40 滑动冲头

41 内部组件

41’ 盘

41” 肋

41”’ 倾斜平面

42 心轴

44 分配给内部组件的弹簧

45 外部组件

45’ 外部组件的前部区域

45” 前部区域的中心开口中的凹口

46 外部组件的腹板

49 内部组件的纵向轴线

50 减压级

51 压力控制级

60 膜

61 保持冲头

62 杠杆臂

62’ 旋转轴线

63 密封冲头

64 移动销

64’ 移动销的纵向轴线

70 摇臂装置

80 压力调节器壳体

90 密封装置

91 第一密封元件

92 第二密封元件

92’ 基本体

92” 密封唇

96 更紧绷的支撑表面

97 更宽的支撑表面

99 中间室

100 气体入口

101 气体出口

110 管道。

Claims (9)

1.一种气体压力调节器(1)，

其中，所述气体压力调节器(1)具有气体入口(100)、气体出口(101)和用于压力调节的可旋转支撑的杠杆臂(62)，

其中，所述杠杆臂(62)的端部与移动销(64)和密封冲头(63)机械地耦接，

其中，所述移动销(64)和所述密封冲头(63)以这种方式布置在壳体(80)内并且以这种方式与所述气体入口(100)连接，使得经由所述气体入口(100)侵入的气体以平衡力推压所述移动销(64)和所述密封冲头(63)，

其中，所述杠杆臂(62)与保持冲头(61)机械地耦接，

其中，所述保持冲头(61)与膜(60)机械地耦接，使得所述保持冲头(61)通过所述膜(60)对所述压力调节具有影响，

其中，膜(60)部分地覆盖中间室(99)，

其中，所述气体入口(100)经由管道(110)与所述中间室(99)连接，

其中，所述密封冲头(63)以这种方式布置在所述管道(110)与所述中间室(99)之间，使得向所述气体入口(100)施加的气体的气体压力对所述密封冲头(63)具有影响，以及

其中，所述密封冲头(63)在一个位置中密封所述管道(110)。

2.根据权利要求1所述的气体压力调节器(1)，

其中，所述移动销(64)与所述保持冲头(61)直接地耦接。

3.根据权利要求1或2中的任一项所述的气体压力调节器(1)，

其中，所述杠杆臂(62)经由所述保持冲头(61)与所述移动销(64)连接。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的气体压力调节器(1)，

其中，所述移动销(64)具有球形加厚的前端。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的气体压力调节器(1)，

其中，所述移动销(64)气密地布置在所述气体压力调节器(1)的壳体(80)内。

6.根据权利要求5所述的气体压力调节器(1)，

其中，密封装置(90)包围所述移动销(64)并且密封所述壳体(80)，

其中，所述密封装置(90)具有第一密封元件(91)和第二密封元件(92)，

其中，所述第一密封元件(91)在气体流方向上布置在所述气体入口(100)的下游，

其中，所述第二密封元件(92)在所述气体流方向上布置在所述第一密封元件(91)的下游，

其中，以这种方式设计所述第二密封元件(92)，使得在气体克服所述第一密封元件(91)的情况下，所述气体将增强所述第二密封元件(92)的密封功能，

其中，所述第一密封元件(91)布置在所述壳体(80)的更紧绷的支撑表面(96)内，以及

其中，所述第二密封元件(92)布置在内径大于所述更紧绷的支撑表面(96)的更宽的支撑表面(97)内。

7.根据权利要求6所述的气体压力调节器(1)，

其中，所述第一密封元件(91)是X环，以及

其中，所述第二密封元件(92)具有密封唇(92”)，所述密封唇以这种方式设计和布置，使得所述密封唇(92”)在自由端处毗邻所述移动销(64)并且相对于所述移动销(64)的纵向轴线形成锐角。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的气体压力调节器(1)，

其中，所述气体压力调节器(1)与安全装置(2)连接，用于中断所述气体压力调节器(1)中的气体流，

其中，所述安全装置(2)具有惯性机构(3)和反作用机构(4)，

其中，在高于可指定的加速度阈值的加速度作用在所述惯性机构(3)的惯性体(32)上的情况下，所述惯性体(32)从静止位置移动，并且所述惯性机构(3)由于所述惯性体(32)的移动而致动所述反作用机构(4)，

其中，被致动的所述反作用机构(4)中断所述气体压力调节器(1)内的所述气体流，

其中，没有气体流过所述安全装置(2)，

其中，所述安全装置(2)的所述反作用机构(4)与所述气体压力调节器(1)的所述保持冲头(61)机械地耦接，

其中，所述保持冲头(61)与所述杠杆臂(62)机械地耦接，并且

其中，所述杠杆臂(62)能够经由所述密封冲头(63)密封所述气体入口(100)与所述气体出口(101)之间的连接。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的气体压力调节器(1)，

其中，被致动的所述反作用机构(4)适于提升所述膜(60)。

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