CN1742177B - 气体燃料容器的过压安全设备 - Google Patents

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Abstract

一种气体燃料容器的过压安全设备，气体燃料容器具有容器主体和安装于容器顶部的安装罩，安全设备可包括：主壳，其组合于安装罩上并具有肘形气体注入通道；阀杆，其穿过安装罩设置于主壳中，并由设置在主壳中的第一弹簧进行偏压，阀杆设置有孔；开/关密封装置，其被插入到主壳的顶部和安装罩之间以选择性地打开/关闭阀杆的所述孔；连接于主壳底部的附属壳，附属壳具有分支管路和接纳空腔，分支管路与气体注入通道连通，接纳空腔的底部与分支管路连通，接纳空腔的顶部与形成于安装罩的排放孔连通；以及安全阀，其被设置于接纳空腔中以响应容器的内部压力变化选择性地打开所述分支管路。

Description

气体燃料容器的过压安全设备
技术领域
本发明涉及一种气体燃料容器的过压安全设备，尤其涉及这样一种气体燃料容器的过压安全设备，其能够通过响应外部高温引起的容器内部压力使用安全阀选择性地打开分支管路以将过压气体排放出气体燃料容器，从而防止气体燃料容器爆炸。
背景技术
通常，用于便携式气体燃烧器的气体燃料容器被填充有液化气体。液化气体通过在气体燃料容器中规则地保持的内部气压喷射出燃料容器。
但是，内部气体压力可在高温时增加，这导致意外事故，例如燃料容器的变形或爆炸。例如，当燃料容器处于(例如)夏天高温下时，因为燃料容器的内部压力被过度地增加，可能发生诸如容器爆炸的意外事件。另外，当以具有比便携式气体燃烧器宽的底部的锅进行烹饪时，过量的辐射热沿着锅的底部扩展并到达气体燃料容器。其结果是，燃料容器的温度增加从而增加燃料容器的内部压力，这导致了容器的爆炸。
图1到3表示传统的气体燃料容器。
如图所示，传统的气体燃料容器100包括主体99和安装在主体99顶部的安装罩(mounting cap)101。安装罩101在中央部分设置有在其中阀杆103和壳104被连接的突出的组合部分102。被置于壳104中的弹簧105弹性地向上支撑阀杆103。开/关密封装置106被置于壳104的顶部和安装罩101的组合部分102之间。
气体喷射孔107由阀杆103的上内空腔限定。凹部108形成于阀杆103的外周。通过阀杆103的凹部108形成孔109。开/关密封装置106的内周紧密地固定于凹部108周围，从而使得孔109能够响应外力选择性地打开和关闭以排放内部气体。
预定水平的内部压力气体燃料容器中规则地产生作用以将气体喷射到外侧。但是，当内部压力由于外部热量而被增加时，可能发生由于诸如容器的变形和爆炸的危险引起的意外事件。
因此，为了避免上述事故，提供一种的防止过量内部压力的传统安全设备，如图4所示。
如图所示，壳202连接到安装罩201的中心，阀杆203安装在壳202中。过压安全弹簧204和支撑弹簧205被置于壳202中以弹性地支撑阀杆203。开/关密封装置202a被设置于壳202的钩梯(hook step)202a，弹簧座207被置于开/关密封装置202a上方。
开/关密封装置206紧密地安装在阀杆203的凹部203a的周围以选择性地打开通过阀杆203形成的孔208。弹簧座207安装于阀杆203的周围并被过压安全弹簧204偏压(bias)以使得开/关密封装置206能够紧密接触钩梯202a。
在上面描述的安全设备中，为了向容器200外排放气体或填充气体到容器200中，当如图5所示施加外力以向下推动阀杆203时，支撑弹簧205被压缩，且被开/关密封装置206封闭的孔208打开，从而使得气体能够排放出或填充入容器200。
此时，当容器200的内部压力增加超出过压安全弹簧204的弹力时，如图6所示，过压安全弹簧204被压缩且阀杆203向上移动.因此，开/关密封装置206与钩梯202a分离从而定出了气体排放路径.形成过量内部压力的气体通过该气体排放路径以及壳202的内部空腔被排放，从而降低内部压力以防止容器200爆炸.
但是，因为上面描述的安全设备被设计为在将气体填充入容器的过程(图5中的箭头的相反方向)中气体仅通过孔208被注入容器，所以填充效率与如图3所示的传统的燃料容器的填充结构相比下降了。
同时，如图5所示，当在使用中气体喷射压力增加超过预定水平(对于丁烷气体容器为6kgf/cm2)时，调节器被运行从而切断气体的喷射并将容器200与气体燃烧器分离。这样，当容器200的内部压力增加到预定水平(对于丁烷气体容器为14kgf/cm2)时，阀杆203向上移动(见图6)以减小内部压力。
但是，当由于(例如)调节器的故障而使得容器200保持在没有与气体燃烧器分离的状态时，因为阀杆203不能向上移动，所以开/关密封装置206紧密地与钩梯202a保持接触。因此，内部的过压气体不能被排放出从而引起容器200爆炸。
另外，上述安全设备被设计为通过移动安装在壳202中的阀杆203而将内部过压气体排放出，阀杆203和壳202的整体长度通过移动距离而增加，从而增加了组装部件的成本。
发明内容
因此，本发明的主要目的在于提供这样一种气体燃料容器的安全设备，其基本上避免了由于现有技术的局限性和缺陷引起的一个或多个问题。
本发明的一个目的在于提供一种气体燃料容器的安全设备，其在内部压力过量增加时，可通过操作安装在附属壳中的安全阀而打开从附属壳延伸且与主壳的气体注入通道连通的分支管路从而避免容器的爆炸，同时不会降低填充效率。
本发明的另一个目的是提供这样一种安全设备，其在内部压力降低到预定水平时，通过使安全阀返回到初始位置而封闭分支管路从而可防止气体不必要地排放。
本发明的另一个目的是提供这样一种安全设备，其不是改变传统的填充结构设计，而是仅通过在与主壳一体地形成的附属壳中安装安全阀，从而降低制造成本，且可在现有用于组装不具有安全设备的气体燃料容器的装配生产线中使用。
本发明的其它优点、目的和特征将部分地在随后的说明书中阐述，且通过对下面的内容的研究或可从本发明实践的研究对本领域技术人员来说将部分地变得显而易见。本发明的目的和其它有益效果将通过在说明书和其权利要求以及附图中具体指出的结构而实现和得到。
为了实现本发明的目的和其它有益效果，按照本发明的意图，如在本文所体现和广泛描述的那样，提供了一种气体燃料容器的过压安全设备，所述气体燃料容器具有容器主体和安装于所述容器顶部的安装罩，所述安全设备可包括：主壳，所述主壳设置于所述安装罩上并具有肘形的气体注入通道；阀杆，其穿过所述安装罩设置于所述主壳中，并由设置在所述主壳中的第一弹簧施加偏压，所述阀杆设置有孔；开/关密封装置，其被插入到所述主壳的顶部和所述安装罩之间以选择性地打开/关闭所述阀杆的所述孔；连接于所述主壳底部的附属壳，所述附属壳具有分支管路和接纳空腔，所述分支管路与所述气体注入通道连通，所述接纳空腔的底部与所述分支管路连通，所述接纳空腔的顶部与形成于所述安装罩的排放孔连通；以及安全阀，所述安全阀被设置于所述接纳空腔中以响应所述容器的内部压力变化选择性地打开所述分支管路.
按照本发明的一个实施方案，所述安全阀可包括安装于所述接纳空腔的底部以选择性地打开所述分支管路的开/关元件、安装于所述接纳空腔中并被安置在所述开/关元件上的述第二弹性元件，设置于所述接纳空腔的顶部并被插入到所述第二弹性元件的顶部和所述安装罩之间的密封圈。
优选地，所述第二弹性元件可由柱形螺旋弹簧形成。
所述开/关元件在顶部可设置有用于支撑所述第二弹性元件的下端以防止所述第二弹性元件横向变形的支撑凸起。
优选地，所述底面可设置有圆形突起，所述圆形突起的直径大于所述分支管路的内直径，且所述密封圈由橡胶材料形成。
优选地，所述安装罩可设置有底座引导阶梯，用于引导将所述附属壳的上部安装到所述安装罩。所述底座引导阶梯可与所述排放孔同心地形成，且所述附属壳的上部被强迫地安装在所述底座引导阶梯中。
可以理解，本发明的前述的一般说明和下面的详细说明都是示例性和说明性的，其对所要求保护的本发明进一步解释。
附图的简要说明
图1是传统的气体燃料容器的剖面图；
图2是表示如图1中所示的传统的气体燃料容器的气体喷射状态的剖面图；
图3是表示将气体填充到如图1所示的传统的气体燃料容器中的气体填充状态的剖面图；
图4是传统的气体燃料容器的安全设备的剖面图；
图5是表示如图4所示的安全设备的气体喷射状态剖面图；
图6是表示在如图4所示的安全设备的内部压力增加超过预定水平时的操作状态剖面图；
图7是表示按照本发明优选实施方案的气体燃料容器的安全设备的剖面图；
图8是表示在如图7所示的安全设备的规定压力下的操作状态的剖面图；
图9是气体填充到如图7所示的气体燃料容器中的气体填充状态的剖面图；
图3d是表示如图4所示的安全设备在内部压力增加超过预定的水平时的操作状态剖面图；以及
图11是按照本发明的优选实施方案的气体燃料容器的安全设备的局部分解立体图。
实现本发明的最佳模式
现在将详细参考本发明的优选实施方案，其实施例以相应的附图来描述。只要可能，在整个附图中使用相同的附图标记表示相同或相似的部分。
图7是表示按照本发明优选实施方案的气体燃料容器的安全设备的剖面图，图8是表示在图7中所示的安全装置的规定压力下的操作状态的剖面图，图9是燃气填充到图7中所示的燃气容器中的燃气填充状态的剖面图，图3d是表示在内部压力增加超过预定的水平时，图7中所示的安全设备的操作状态的剖面图，图11是按照本发明的优选实施方案的气体燃料容器的安全设备的局部分解立体图.
如图所示，安装罩10被组合于气体燃料容器1的主体2的顶部。安装罩10在中心设置有组合部分11，在组合部分11阀杆20和主壳30被组合。弹簧40在主壳30中被设置用于使阀杆20上偏。开/关密封装置50被紧密地置于主壳30的顶部和安装罩10的组合部分11之间。
安装罩10在外周设置有能够与使用中的气体燃烧器互锁(interlock)的闭锁槽12。安装罩10在组合部分11和闭锁槽12之间的部分进一步设置有排气孔13，过压气体能够通过排气孔13被排放。
安装罩10使用传统的成套顺序冲模通过拉制/切割处理的冲程(stroke)而制造。排气孔13可在不改变传统成套顺序冲模的设计的情况下使用镗床容易地形成。
主壳30的下部被弯曲为肘形，且设置有气体注入通道31。主壳30的下部之所以被弯曲为肘形的原因是因为当容器1在其被置于便携式气体燃烧器的状态下使用时，能有效地排放在容器主体2的上层被汽化和收集的气体。
阀杆20的上部通过穿透安装罩10而被插入组合部分11，阀杆20的下部被置于主壳30中并被弹簧40上偏。气体喷射孔21由阀杆20的上内空腔限定出。环形凹部22形成于阀杆20的外周，且孔22以水平方向形成于凹部22。开/关密封装置50紧密地安装于凹部22的周围以封闭孔23。
同时，附属壳(sub-housing)60与主壳30的下端一体地形成。响应容器1的内部压力进行操作的安全阀70被安装在附属壳60中。
附属壳60在下部设置有与气体注入通道31连通的分支管路61。附属壳60进一步设置有接纳空腔62，接纳空腔62具有与在安装罩10上形成的排气孔13连通的上部以及与分支管路61连通的下部。
优选地，主壳30和附属壳由合成树脂通过注模处理一体形成。
安全阀70被安装在附属壳60的接纳空腔61中。安全阀70被设计为在容器1的内部压力升高到高于预定水平时打开，而在低于预定水平时关闭。
安全阀70包括开/关元件71、弹性元件72和密封圈73，其中，开/关元件71安装于接纳空腔62的底部以选择性地打开分支管路61，弹性元件72安装在接纳空腔62中并被安置在开/关元件71上，密封圈73被置于接纳空腔62的顶部且被插入到弹性元件72的顶部和安装罩10之间。
弹性元件72优选地由弹簧形成；进一步优选地由柱形螺旋弹簧形成。
开/关元件71被设计为具有平底且在上部设置有支撑凸起71a。弹性元件72的下端围绕开/关元件71的支撑凸起71a被插入。因此，可以避免弹性元件72在受到纵向施加的压缩力时横向变形。
在弹性元件72的顶部和安装罩10之间设置的密封圈73由可变形的橡胶材料形成，以将附属壳60的顶部与安装罩10密封，从而防止内部气体泄漏出容器1。
密封圈73的下端被弹性元件72偏压以围绕排气孔13与安装罩10的底部紧密接触。
在附属壳60中被限定出的接纳空腔62的底表面63形成有圆形突起63a.圆形突起63a的直径比分支管路61的内直径要大.因此，当分支管路61被开/关元件71关闭时，开/关元件71与圆形突起63a紧密接触，增加了密封效果.
安装罩10设置有底座引导阶梯14，附属壳60的顶部被插入到底座引导阶梯14。底座引导阶梯14引导附属壳60的组合，并防止附属壳60移位。
底座引导阶梯14优选地被设计成与排气孔13同心地形成，从而迫使附属壳60被安装于底座引导阶梯14中。
下面将描述本发明的安全设备的操作。
在正常的使用中，当阀杆20被外力向下推动以使气体向气体燃料容器1外喷射时，在弹簧40被挤压(如图8所示)的同时，孔23被开/关密封装置50打开。
因此，填充在容器中的气体沿着箭头喷射出容器，即，通过气体注入通道31、主壳30的内部空腔、阀杆20的孔23以及气体喷射孔21。
当用户以气体填充容器1时，气体的流动以喷射过程的相反方向实现。
也就是说，如图9所示，在正被填充到容器1中的气体通过安装罩10的组合部分11和主壳30之间的间隙注入后，20％的气体通过上述气体排放路径实现，80％的气体通过主壳30的空腔和气体注入通道31被填充入容器。因此，填充效率没有变差，并未受到本发明的安全设备的影响。
当施加到阀杆20的外力释放时，阀杆20通过弹簧40的偏压力回到其初始位置，开/关密封装置50也以此回到其初始位置从而关闭阀杆20的孔23，这样就中断气体的排放。
同时，当容器1被用于气体燃烧器或处于与气体燃烧器分离的状态时，并且当容器1的内部压力增加到高于弹力(对于丁烷气体容器为14kgf/cm2)时，如图3d所示，通过分支管路61作用到开/关元件71的底部上的气体压力压缩弹性元件72，使得开/关元件71能与底面63隔开。
因此，气体燃料容器1中的过量的内部压力通过分支管路61、开/关元件71和底面63之间限定出的间隙、附属壳60的空腔以及排气孔63排放到外侧，从而减小内部压力以防止可能由过量压力导致的气体燃料容器1的爆炸。
之后，当内部压力减小到标准值时，开/关元件71通过弹性元件72的偏压力恢复到其初始位置从而与附属壳60的底面63紧密地接触。因此，分支管路61被开/关元件71封闭以防止容器1中的气体不必要地排放。
可对本发明进行各种修改和变化，这对本领域技术人员来说是显而易见的。因此本发明涵盖了在所附权利要求和其等同物的范围内对本发明作出的修改和变化。
工业应用性
如上所述，在本发明的安全设备中，当气体燃料容器的内部压力增加到高于预定水平时，过量的压力可由安全阀释放出容器，防止气体燃料容器的变形或爆炸。
另外，当内部压力减小到标准值时，安全阀恢复到其初始位置，以防止容器中的气体不必要地排放。
此外，因为安全阀的设计不影响传统结构，所以填充效率不会变差。也就是说，在其设计中没有改变传统的阀杆而是简单地增加了用于安装安全阀的额外附属壳，从而避免了设计变化的麻烦并降低了制造成本。
此外，具有本发明的安全设备的气体燃料容器的设计使用在不具有安全设备的气体燃料容器中使用的现有填充管路。因此，不需要为气体燃料容器产品改变生产线。

Claims (8)

1.一种气体燃料容器的过压安全设备，所述气体燃料容器具有容器主体(2)和安装于所述容器顶部的安装罩(10)，所述安全设备包括：
主壳(30)，所述主壳(30)组合于所述安装罩(10)上并具有肘形气体注入通道(31)；
阀杆(20)，其穿过所述安装罩(10)设置于所述主壳(30)中，并由设置在所述主壳(30)中的第一弹簧(40)施加偏压，所述阀杆(20)设置有孔(23)；
开/关密封装置(50)，其被插入到所述主壳(30)的顶部和所述安装罩(10)之间以选择性地打开/关闭所述阀杆(20)的所述孔(23)；
连接于所述主壳底部的附属壳(60)，所述附属壳(60)具有分支管路(61)和接纳空腔(62)，所述分支管路(61)与所述气体注入通道(31)连通，所述接纳空腔(62)的底部与所述分支管路(61)连通，所述接纳空腔(62)的顶部与形成于所述安装罩(10)的排放孔(13)连通；以及
安全阀(70)，所述安全阀(70)被设置于所述接纳空腔(62)中以响应所述容器的内部压力变化选择性地打开所述分支管路(61)。
2.如权利要求1所述的安全设备，其中，所述安全阀(70)包括安装于所述接纳空腔(62)的底部以选择性地打开所述分支管路(61)的开/关元件(71)、安装于所述接纳空腔(62)中并被安置在所述开/关元件(71)上的第二弹性元件(72)以及设置于所述接纳空腔(62)的顶部并被插入到所述第二弹性元件(72)的顶部和所述安装罩(10)之间的密封圈(73)。
3.如权利要求2所述的安全设备，其中，所述第二弹性元件(72)是柱形螺旋弹簧。
4.如权利要求2或3所述的安全设备，其中，所述开/关元件(71)在顶部设置有用于支撑所述第二弹性元件(72)的下端以防止所述第二弹性元件横向变形的支撑凸起(71a)。
5.如权利要求1所述的安全设备，其中，所述附属壳(60)在其内部底面(63)设置有圆形突起(63a)，所述圆形突起(63a)的直径大于所述分支管路(61)的内直径。
6.如权利要求2所述的安全设备，其中，所述密封圈(73)由橡胶材料形成。
7.如权利要求1所述的安全设备，其中，所述安装罩(10)设置有底座引导阶梯(14)，用于引导将所述附属壳(60)的上部安装到所述安装罩(10)。
8.如权利要求7所述的安全设备，其中，所述底座引导阶梯(14)与所述排放孔(13)同心地形成，且所述附属壳(60)的上部被强迫地安装于所述底座引导阶梯(14)中。
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