CN1176361A - 加压气体容器的供气调节组件 - Google Patents
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Abstract
该组件包括其中有一高压气体进气气道3的壳体1,壳体中有面向高压气体的一隔离阀4、至少一减压器5、选择并调节至少一低压气体出口6,8处流率的装置9;以及座落在壳体顶面上、用来调节隔离阀的管状件11,隔离阀为一可在壳体的横向室26中来回移动的滑阀4,其相反两端直接与管状调节件上的弧形引导斜面18、19相互作用。通过转动管状件直接控制该隔离阀4可大大简化组件的结构从而降低其制造和使用成本。本组件可用于便携式气瓶,特别是医用氧气瓶。
Description
本发明涉及可与加压气体容器连接的供气调节(控制)组件,该气体为氧气之类医用气体,该组件包括其中有一通入该容器的气道的壳体,壳体中有面向高压气体的一隔离阀、一减压器、选择并调节至少一低压气体出口处流率的装置,该组件还包括一座落在该壳体顶面上、用来调节隔离阀的管状件。
这类调节组件可见EP-A-0,629,937。在该现有调节组件中,该管状件中有一部件,转动该管状件而通过合适的制有切口的凸轮即可沿轴向移动该部件,从而调节隔离阀的轴向运动。这种结构比较复杂,因此成本较高。
此外,位于这一构件一边的剩余压缩气体的排气阀的直径必须很小。从而气压变动必须很大(2-3×105Pa)才能推动它,因此该阀的定位很费力。其制造成本由于所需的零件多以及机加工工序多而较高。此外,在该现有调节组件中,流率选择器圆盘中的气孔沿纵向与低压气体出口错开并由于其直径很小(第一个孔约为0.1mm)而必须用化学方法制造,这些化学钻孔装置非常昂贵。最后,这一技术要求这些孔的打孔公差极紧(1微米左右)。
本发明的目的是提供上述那类供气调节组件,但结构简单、成本低。
按照本发明,该隔离阀由一可在该壳体的一室中横向移动的滑阀构成,其两端直接与管状调节件上的弧形引导斜面相互作用,该斜面的形状做成:转动该管状件即可使该滑阀在与该轴线垂直的方向上按照该管状件的转动方向而以一方向或以相反方向平动。
这类具有直接与管状调节件作用的横向滑动滑阀的装置较之上述专利的组件中的调节隔离阀的轴向滑动部件简单得多,从而成本降低。
按照本发明的一个特征,该组件包括在隔离阀关闭时防止对低压气体流率进行选择、相反在流率选择装置打开时又能防止隔离阀关闭的装置。
因此可安全地使用容器中的气体,而上述现有专利的组件是不具备这一功能的。
按照本发明的另一有利特征,该组件包括一与减压器同轴地安装在该壳体中的排气阀,该排气阀与该减压器装在该壳体的一凹座中,该凹座通过该壳体和用来调节隔离阀的该管状件上的孔而与外界连通。
这一结构可省去现有欧洲专利的组件的侧阀上的弹簧,因为该减压器的该弹簧同时具有减压和调节该排气阀两种作用。这单一弹簧只须一个安装位置,而且该调节组件的这一部分的制造简化,从而成本降低。
按照本发明的另一个特征,该组件还包括一包括一罩的充气阀,该罩可在一台阶形孔中作轴向运动,其内部有一其内径等于该台阶形孔的一直径缩小部的直径的室,该室可供带有一密封的该阀件的一部分插入,从而当该阀件从其关闭位置移动时该密封可插入该室中。
在这种结构下,在有效打开该阀件之前该环形密封与该管状件分离而由该罩防止随着加压气体源与该容器内部之间的通路打开由充气气体的迅速绝热压缩造成的外部颗粒和高温的侵入。
从下述结合示出一非限制性实施例的附图的说明中可看出本发明的其他特征和优点。
图1为本发明供气调节组件的纵向剖面图;
图2为沿图1中2-2线剖取的横向剖面图;
图3为沿图1中3-3线剖取的横向剖面图;
图4为图1调节组件的第二减压阀的一半纵向剖视、一半正视的放大图;
图5为图1调节组件一端的局部放大纵向剖面图,示出一低压气体选择装置的转位装置位于一工作位置;
图6为图1组件装有一优选充气阀时的剖面图;以及
图7和8为示出图6充气阀的打开次序的局部剖面图。
附图所示供气调节组件可与一容器(未示出)、更确切说一高压气瓶连接,该气体特别是医用气体,一般为氧气。
该调节组件包括一细长形壳体1,其底端2有螺纹可旋入容器进口的丝口中,其内部有一可把气体引入容器中的纵向孔3。壳体1中装有一面向来自孔3的高压气体的隔离阀4、一位于滑阀4的下游的减压器5和一供中压气体流出的侧部接头6。
该组件还包括一位于减压器5下游、面向供低压气体(即其气压大于大气压)流出的接头8的第二减压级7,一选择并调节流过接头8的低压气体的流率的装置9和一座落在壳体1的管形上部的顶面上、与这一上部同纵向轴线X-X并包含隔离阀4、减压器5、第二减压级7和流率选择器9的管状件11。
容器1的充气装置包括一装在壳体1的位于螺纹端2与滑阀4之间的一横向台阶形孔中的阀12,一抵靠在一横越孔3的多孔过滤器14上的弹簧13把该阀压入关闭位置。
阀12伸入一侧部入口管接头15,该管接头中有丝口16供一接头旋入而与一充气容器连接,该管接头有一入口法兰17,该法兰的直径小于丝口16的直径而防止直径和节距与丝口16相同的任何接头旋入,从而确保使用时向该容器充足气体。事实上,可只用专利文件FR-A-2,726,346所述之类专用装置进行充气。
管状调节件11座落在壳体1的上部的顶面上,其底端的面向滑阀式隔离阀4的内壁上有两个斜面或构成靠模的相对表面18、19。斜面18、19抵靠与壳体1和管状件11的纵向轴线XX垂直的滑阀4的突出在壳体1之外的两相对圆形端部4a,4b。
斜面18、19(图3)连接在一起而伸展在管状件11底端的内圆周的大部分弧度上,其相反两端A、D被一向里突起的弧段21隔开。滑阀4的两端做成圆形而便于在斜面18、19上滑动,而斜面18、19的形状做成:转动管状件11即可使滑阀4按照管状件11的转动方向而以一方向或相反方向作横向平动,从而打开或关闭隔离阀4。
更确切说,从图3可看到,斜面18、19在直径方向上相对,斜面18的曲率半径从其一端A到其另一端B渐减,而斜面19的曲率半径从其与斜面18的A端相对的一端C到其与斜面18的B端相对的一端D渐增。两斜面的相邻两端B和C由一半径保持不变的弧段连接。可以看出,在这些条件下,转动管状件11可使壳体1的室26中的滑阀4以箭头F1、F2所示两方向之一作横向平动。为便于说明,第二位置4.1表示成从第一位置转过一角度,从而其两端4a、4b在点B和D处抵靠肩21的端部。但事实上位置4.1只是相对位置4的平动,因为是管状件11而不是滑阀4围绕其轴线XX转动。
从图1可看到,滑阀4包括其上有一密封、从而密封地在装在壳体1的一横向台阶形孔中的一密封24和一套筒25中滑动的中部23,该中部旁有一面向进气孔3的嘴部的较小直径部22,而该较小直径部又与其上有一密封、其直径与中部相同、在与进气孔3相通的该横向孔的一小直径部26中滑动的凸缘27连接。面向(处于关闭位置的)滑阀的中部,套筒25构成一内室10并其上钻有径向孔28,从而气体可从室10流入周边环室29后流入壳体1中的通向一轴向室32的一轴向孔31,而该轴向室又与一与壳体1的上部同轴线的大直径上部室33连通。室32和33包括如下布置的上游减压器5和排放剩余气体的阀34。减压器5包括一圆柱形活塞杆35,其一端可在下室32中滑动,其上有与室32连通的横向孔36,而室32还与接头6的出气导管37连通。孔36与中心杆35的一个一直伸展到该杆另一端的轴向导管38连通,该杆与一可在上部室33中密封地滑动的活塞39连接。中心杆35上还有第二横向孔41,其两端与由室33的底面与一同轴地套在中心杆35上的阀43界定的中部空间42连通。一密封44插入在阀43的底面与室33的相对底面之间。一与阀43和减压器5的管状杆35同轴线的盘簧43紧紧抵靠在该底面上的密封44。活塞39靠密封46而可在室33中密封地滑动。
用来排放减压器5处的剩余气压的阀装置34得到分别位于壳体1上部管壁49和管状件11的壁上的径向孔47、48的辅助。
该供气调节组件在减压器5的轴向下游、即在管状件11的与滑阀4相对的顶端方向上还包括位于低压管接头8处的第二减压级7,下面说明之。
第二减压级或下游减压器7包括一具有一减压阀(图1和4)的装置51,该减压阀装在一插入在壳体1中的一管件53的管状轴向突起52中,而管状件11即装在该管件53的一端54上。该管件53无法转动,也无法轴向平动,其内部插入一钟形盖55,轴向突起52伸入其中。一活塞56可在钟形盖55的室57中密封地滑动,一与轴线XX同轴的盘簧58在该活塞上向下施加轴向推力。该弹簧抵靠一位于钟形盖55顶端的螺丝59,从而可压缩该弹簧58而调节作用在活塞56上的推力。这一推力调节成:只要没有气体来自减压器5,弹簧作用在活塞56上的推力始终使第二减压阀51打开。
钟形盖55的与弹簧58相对的底端构成一管状裙部,该管状裙部的圆周上分布有一系列与横向低压出气接头8的孔61位于同一水平上的径向孔62-67,这些孔的数量视情况而定,其直径从第一孔62开始逐个增大。这些孔62-67使得流过第二减压阀51的气体流入旋入管件53中的低压出气接头8的孔61中(图2)。
减压阀51(图4)包括一管件80,其底端构成一供一固定在轴向杆50上的密封100密封地座落其上的密封座90,一盘簧40向上推动该轴向杆50而使该阀处于关闭位置。该杆50的顶端抵靠减压活塞56。减压活塞56作用在杆50上的推力通常稍大于弹簧40的相反推力,从而使密封100脱离密封座90,从而阀51保持打开。
钟形盖55的中心顶端55a穿过一装在管状件11顶端的一凹座中的圆盘70并以合适方式、例如纵向平片68紧固其上。圆盘70的外表面沿其圆周有表示经接头8流出的低压气体的流率的数字记号(图中未示出),一紧固在圆盘70和钟形盖55上的手动旋钮69用来选择并显示所选的流率值。气体的一定流率对应于与低压出气孔61正对的校正孔62-67(图2)之一的定位。
一转位装置与该低压气体流率选择、调节装置相联,该转位装置包括一可在与钟形盖55同心的静止管件53的一穿过管状调节件11的一连续槽口73的孔72中滑动的轴向销71。圆销71构成由弹簧74推入其展开位置中的指针,在该位置上其顶端插入转动圆盘70内表面圆周上的一系列凹槽之一75中。圆销或指针71和数量与孔62-67相同的凹槽布置成:每当圆销71插入一凹槽75中,一校正孔62-67就正对出口管接头61的孔。在图5中,指针71因此插入在凹槽75中。当转动圆盘70时,指针71从中退出,一直到它达到下一个凹槽75。
该供气调节组件还装有在隔离阀关闭时防止选择流过管接头8的低压气体的流率、而相反在流率选择装置9打开时防止阀4关闭的装置。在所示实施例中,这些装置包括位于钟形盖55外壁上的第一凹口76和位于管状调节件11该端的内壁上的第二凹口77。这两个凹口位于同一水平线上而面向一位于管件53上的槽口78。槽口78中装有一球79,其大小做成其一部分根据钟形盖55和管状件11的角位或是插入凹口76中,或是插入凹口77中,而管件53保持静止。事实上,凹口76与77可错开一定角度,从而它们可正对,也可不正对。因此当球78如图1所示插入在凹口76中时,它防止用旋钮69转动钟形盖55,从而防止选择低压出口流率,而相反可转动管状件11调节隔离阀4。此外,当把管状件11转动到合适位置上时,凹口77与球78正对。从而可用旋钮69转动钟形盖55而压出球78,使它的一部分插入凹口77中。从此时开始,无法转动管状件11从而无法再推动滑阀4,相反可转动低压出口流率选择装置9,因为球78不插入在凹口76中,从而不阻止钟形盖55的转动。
从而可看到,这种结构提高了该供气调节组件的使用安全性。
该组件的工作情况如下。气体如箭头(图1)所示从容器进入孔3中,同时阀12显然位于关闭管接头15的位置上。气体到达中段23与凸缘27之间的环形室26中。在图1中,滑阀4位于关闭位置,从而高压气体无法到达中段23与套筒25之间的环室10。
当以合适方向转动调节件11时,由于引导斜面18、19的方向,从而滑阀4向图1中左边平动。从而其中段23移动到室26中的气体可自由流入环室10中的一位置,从而气体经孔28流入孔31、室32、孔36、38、41、室42。根据压缩气体作用在阀34上的与该阀的横截面和密封43的直径成正比的力的大小而可上举阀34,从而一些气体可流过该阀而经孔47、48排出到外部。
室32中的中压气体可用中压出口管接头6直接排出。该中压气体可通过减压器5而来到第二减压阀51,然后通过第二减压阀51而充满室57。该室中的微小气压升因此在活塞56上作用一关闭阀51的推力,从而其中的低压气体可经低压出口接头8排出,而用手动旋钮69转动钟形盖55选择与出气孔61正对的孔62-67之一即可调节其流率。室57中的气压一旦下降,活塞56重新打开阀51,如此等等。操作者从圆盘70外表面读取所选择的与所选流率对应的记号。
圆销71转位而插入凹槽75之一即对应于所选择的一出气流率值。在选择流率时,管状件11由于由上述球78和凹口76、77构成的安全装置的作用而无法转动。
由于孔62-67(其数量显然可变)可转动到正对低压出口8的位置上,因此这些孔可用钻头钻成,因此其成本大大低于上述欧洲专利的用化学方法制成的孔。事实上,孔62-67的制造公差可在1/100mm左右,而现有装置中的这些孔的这一公差为一微米左右,因此这些孔因机加工和流率公差可获得更好控制而获得更好控制。
而且,容器中的气压的范围可为200×105-10×105Pa。在第一减压器5的出口处,气压的变动可达数百毫巴,而在第二减压器7处,这一气压变动可下降到约几十毫巴。这样借助于第二减压器7的设置来对整个流率进行总控制,这能够获得实际上恒定的出口压力,而与流率排放无关。如上所述,由于减压器5和排放气体剩余气压的阀34可结合成单一装置,因此简化了该供气组件的制造,从而降低了制造成本。
如上所述,装有本发明供气调节组件的容器可用充气装置充气,该充气装置基本上包括一安装成可在壳体1的下部的一横向台阶形孔120中沿轴向移动的阀件12,该孔横切进气孔3并穿过该壳体内部,从而一高压气压计81可装在它的与阀12相反的一端。
从图6-8中可看得最清楚,该台阶形孔120最好包括一正圆柱形内部,该内部向着进口经第一径向肩121而与第一直径缩小部122连接,而第一直径缩小部122又经第二径向肩123与第二直径缩小部连接,该第二直径缩小部构成一大大扩张的喉部124而与用来安装把该阀件机械移入其打开位置的充气设备的管接头15的丝口16连接。
从图7和8中可看得最清楚,该阀件12包括一其直径基本等于第一直径缩小部122的直径的后主体部,该主体部中有一环形槽124,该槽中套一密封环125,该密封环在该阀处于关闭位置时通常与孔120的直径缩小部122的壁作用。该阀的主体部向前伸过一径向肩126后经一其直径基本等于喉部124的直径的直径缩小中部127而伸到从喉部处伸出的一前端杆部128,该杆部在孔16中装有充气设备时与该充气设备作用。
按照本发明的一个方面,该充气阀装置还包括一安装成可在台阶形孔120的主要部分中滑动的金属罩130,该罩的外部上有轴向通道131。罩130有一前方开口的内室,该内室的侧面由其直径与第一直径缩小部122的直径相同的孔132界定,而其后部由一径向肩133界定。该台阶形孔120中的抵靠一位于孔120与气道3的交点处并横越该气道的过滤器14的弹簧13沿轴向把罩130的前端压靠肩121。
本发明的充气阀的工作情况如下:
在图1所示关闭位置,阀件12受容器的剩余气压的压力的作用,从而其前肩126抵靠台阶形孔的肩123而密封125密封住台阶形孔的第一直径缩小部122的壁。
当充气设备装入丝口16中时,该设备抵靠杆128而把阀件12推向台阶形孔的背部(在图1-3中向右)。
首先如图2所示,阀件12后退一段距离,从而密封125离开台阶形孔的直径缩小部122而进入罩130的孔132中,但阀件12的后面仍与肩133分开。
然后,随着继续向里后推阀件12,阀件12的后面抵靠罩130的内肩133,从而进一步移动阀件12可克服弹簧13的弹力而推动罩130而完全打开气体通道,从而气体从外部流入台阶形孔内并经过滤器14和进气气道3流入容器中。
可以看到,一旦成为图2所示状态,密封125就进入罩130中,一度通向台阶形孔而现在留在罩中的密封大大打开气道并在整个充气过程中始终大大打开,从而罩130如上所述用作提供机械和热保护的屏蔽。
Claims (14)
1,可与高压气体容器连接、具有纵向轴线的供气调节组件,该组件包括:其中有一通入该容器的气道(3)的壳体(1),壳体中有面向高压气体的一隔离阀(4)、至少一减压器(5)、选择并调节至少一低压气体出口(6;8)处流率的装置(9);以及一与该壳体同轴地座落在该壳体顶面上、用来调节隔离阀的管状件(11),其特征在于,该隔离阀由一可在该壳体的一室(26)中横向移动的滑阀(4)构成,该滑阀的伸出在该壳体外部的相反两端(4a、4b)直接与管状调节件上的弧形引导斜面(18、19)相互作用,这些斜面的形状做成:转动该管状件即可使该滑阀在与该轴线垂直的方向上按照该管状件的转动方向而以一方向或以相反方向平动。
2,按权利要求1所述的组件,其特征在于,它还包括在隔离阀(4)关闭时防止对低压气体流率进行选择、相反在流率选择装置(9)打开时又能防止隔离阀关闭的装置(76、77、78)。
3,按权利要求2所述的组件,其特征在于,所述装置包括:位于一钟形盖(55)的外壁上的第一凹口(76),该钟形盖与一用来调节流率的转动件(70)连成一体而与之一起转动,该钟形盖位于一同轴地套在所述壳体(1)中的静止管件(53)的内部;位于管状调节件(11)端部内壁上的第二凹口(77)以及该钟形盖上面向这些凹口的一槽口(78),该槽口中有可与这些凹口(76、77)相互作用的一球(79)。
4,按权利要求1-3中任一项所述的组件,其特征在于,它包括一受弹簧(45)推动、与减压器(5)同轴地装在壳体(1)中的排气阀(34),该阀(34)和该减压器(5)装在壳体(1)的一凹座(32、33)中,该凹座通过分别位于壳体和调节隔离阀(4)的管状件(11)上的孔(47、48)与外部连通。
5,按权利要求1-4所述的组件,其特征在于,选择、调节流率的装置(9)包括把低压气体传送到一低压气体出口(8)的第二减压装置(51、56、58)。
6,按权利要求5所述的组件,其特征在于,所述第二减压装置包括一具有设置在减压器(5)下游的减压阀(51)的装置,该减压阀上有一使该阀的杆回复到关闭位置的弹簧(40),该杆抵靠一低压调节活塞(56),该活塞可在一与壳体同轴的钟形盖(55)中滑动,该钟形盖与一手动选择出口流率的旋钮(69)连成一体而可与之一起转动,钟形盖上钻有可转动到与低压出口(8)正对的校正孔(62-67)。
7,按权利要求6所述的组件,其特征在于,一与钟形盖(55)同心的静止管件(53)装有一可靠弹性退回和压入一位置的纵向圆销(71),在该位置上,该圆销的端部插入一转盘(70)内表面圆周上的一系列凹槽之一(75)中,该转盘上有表示出口流率的记号,它与钟形盖一起与出口流率选择旋钮(69)连成一体而可与之一起转动,该圆销和这些凹槽的位置设置成:每当一校正孔正对出口管接头(8)的孔(61)时该圆销插入一凹槽。
8,按权利要求1-7中任一项所述的组件,其特征在于,它包括一容器充气装置,该装置包括一装在壳体(1)中而位于该容器与滑阀(4)之间的阀件(12)和一侧部进气管接头(15),该管接头中有供一接头旋入的丝口(16);该管接头包括一其直径小于该丝口的直径的进口凸缘(17)。
9,按权利要求8所述的组件,其特征在于,该充气装置包括:一与进气气道(3)连通的台阶形孔(120),阀件(12)可在该孔中沿轴向滑动,该阀件上有一密封环(125),在关闭位置时该密封环与台阶形孔的一直径缩小部(122)相互作用,该阀件可克服一弹性件(13)的作用从外部机械移动到一打开位置;以及一可在台阶形孔(120)中沿轴向移动的罩(130),该罩界定其内径(132)等于台阶形孔的所述直径缩小部(122)的内径的一圆柱形室,其上有密封(125)的阀件(12)的一部分在该阀件(12)移离其关闭位置时伸入该室中而使该密封位于该室中。
10,按权利要求9所述的组件,其特征在于,该罩(130)包括一内肩(133),该肩在阀件(12)机械移动时可抵靠该阀件的后面。
11,按权利要求9或10所述的组件,其特征在于,该弹性件(13)沿轴向抵靠在该罩(130)上。
12,按权利要求11所述的组件,其特征在于,该弹性件(13)沿轴向抵靠一在该台阶形孔(120)中的过滤器(14)。
13,按权利要求12所述的组件,其特征在于,该过滤器(14)横越过该进气气道(3)。
14,按权利要求13所述的组件,其特征在于,它包括一装在所述台阶形孔(120)中的气压计(81)。
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