CN214840063U - 气瓶 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种气瓶。该气瓶包括：气瓶壁，被配置为限定所述气瓶的内部边界的不可渗透的外层壁；气体气瓶，被设置在所述气瓶壁内；其中，所述气体气瓶包括：限定所述气体气瓶的内部边界的气体气瓶壁，其中，所述气体气瓶壁是不可渗透的并且允许所述气体气瓶的内部容积和所述气体气瓶的外部容积之间的压力差；气体气瓶释放阀，设置在所述气体气瓶的瓶口处，被配置为将容纳在所述气体气瓶中的气瓶气体释放到所述气瓶壁和所述气体气瓶壁之间所形成的封闭空间中。根据本实用新型在气体气瓶中的气体超过参数阈值时，可以将气体气瓶中的气体释放到封闭空间中，以避免气瓶发生事故。

Description

气瓶

技术领域

本实用新型涉及机械制造领域，具体而言，涉及一种用于容纳气体或液体的 气瓶。

背景技术

高压工业气瓶气体阀门是移动式压力气瓶，不但具备一般压力气瓶的共性， 还因为其具有体积小、流动性大、使用条件差等特点，因此存在因超压、泄漏等引 发火灾爆炸的危险。近年来，气瓶事故多有发生，对人们的生命和财产造成重大损 失。

气瓶的结构和功能特征可能对某些大气因素以及周围天气条件的变化敏感， 例如周围大气的组成，环境湿度，温度等。当运输过程中周围环境条件发生变化 时，这可能会影响这些气瓶从一个地方到另一个地方的运输。这些气瓶在使用前 长时间保存时，也可能会出现结构和功能问题，因为保存的大气条件可能不是保 持该气瓶功能的最佳方法。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

根据本实用新型的一个方面，提供了一种气瓶，包括：气瓶壁，被配置为限定 所述气瓶的内部边界的不可渗透的外层壁；气体气瓶，被设置在所述气瓶壁内；其 中，所述气体气瓶包括：限定所述气体气瓶的内部边界的气体气瓶壁，其中，所述 气体气瓶壁是不可渗透的并且允许所述气体气瓶的内部容积和所述气体气瓶的外 部容积之间的压力差；气体气瓶释放阀，设置在所述气体气瓶的瓶口处，被配置为 将容纳在所述气体气瓶中的气瓶气体释放到所述气瓶壁和所述气体气瓶壁之间所 形成的封闭空间中。

在本公开的一个示例性实施方式中，所述气体气瓶释放阀允许在所述气体气 瓶的所述内部中包含的气瓶气体与所述气体气瓶外部的气体之间的压力差为零。

在本公开的一个示例性实施方式中，所述气瓶还包括：气瓶传感器，位于所述 气瓶中，用于测量所述气瓶气体的内部体积的参数；与所述气瓶释放阀和所述气 瓶传感器耦接的控制器，所述控制器用于指示所述气瓶传感器测量气瓶环境的内 容参数，接收所测量的气瓶环境的内容参数，确定所测量的参数是否满足预定的 参数阈值，并指示将一定量的所述气瓶气体释放到所述封闭空间中。

在本公开的一个示例性实施方式中，所述气瓶传感器安装在所述气瓶释放阀 附近的所述气瓶的所述内部中。

在本公开的一个示例性实施方式中，所述气瓶还包括气瓶指示器，设置在所 述气瓶壁上，被配置为向用户指示所述气体气瓶中不存在所述气瓶气体或者所述 气瓶气体的一参数超过预设阈值。

在本公开的一个示例性实施方式中，所述气瓶还包括压力分配调节器，所述 压力分配调节器通过内部通道连接到所述气瓶的出口，并预设有打开压力值，当 压力分配调节器的出口端的实际压力低于或等于预设的所述打开压力值时，所述 压力分配调节器被打开。

在本公开的一个示例性实施方式中，还包括压力传感器，布置在所述压力分 配调节器的前端上并具有检测端，该检测端压敏地连接至内部通道。

在本公开的一个示例性实施方式中，所述压力分配调节器具有容纳在内部空 间中的提动阀芯，提动阀芯保持晶片，以及与提动阀芯保持晶片连接以在预定压 力下打开流体流路的隔膜。

在本公开的一个示例性实施方式中，所述气瓶释放阀还包括释放孔，所述释 放孔被配置为将所述气瓶气体释放到所述封闭空间中。

根据本实用新型在气体气瓶中的气体超过参数阈值时，可以将气体气瓶中的气体释放到封闭空间中，以避免气瓶发生事故。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本 实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新 型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型实施方式的气瓶的示意图；

图2示出了根据本实用新型实施方式的容器的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新 型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描 述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分的实施方式，而不是全部的 实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第 一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次 序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新 型的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语 “包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包 含了一系列步骤或模块或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列 出的那些步骤或模块或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方 法、产品或设备固有的其它步骤或模块或单元。

在本公开中，术语“不可渗透的”是指适于抑制通过该壁的流体交换的相应的 壁，例如，不可渗透的气瓶壁120。术语“不可渗透的”应理解为“基本上不可渗 透的”，因此允许一定程度的柔性。

术语“流体”应解释为包括液体，蒸气和/或气瓶气体。

术语“比另一种气瓶气体重的气瓶气体”或“比另一种气瓶气体轻的气瓶气 体”之类的气瓶气体比较术语可以理解为是在标准温度和压力(STP)下测量的所 述气瓶气体；优选地，在标准温度和压力(STP)下测量所述气瓶气体。

术语“较重”可以等同于“密度大于”。而“较轻”一词可等同于“密度小于”。

术语“控制器”可以包括一系列指令，这些指令被编码在机器可读存储介质上 并且可以由单个处理器或多个处理器执行。另外地或可替代地，控制器可以包括 一个或多个硬件设备，该硬件设备包括用于实现本文描述的功能的电子电路，例 如数字和/或模拟专用集成电路(ASIC)。

气瓶的结构和功能特征可能对某些大气物质以及周围天气条件的变化敏感。 当运输过程中周围环境条件发生变化时，这可能会影响这些气瓶从一个地方运输 到另一个地方。这些气瓶中的物质在使用前长时间保存时，也会出现问题，因为 保存的大气条件可能不是保持该物质的最佳方法。

为了解决上述问题，本公开的一个示例提供了一种气瓶，该气瓶包括限定气 瓶的内部的不可渗透的气瓶壁，安装在气瓶壁中的气瓶释放阀，以将气瓶气体从 气瓶的内部容积释放到气瓶的外部。在该示例中，气瓶壁是不可渗透的，并且允许 气瓶的内部容积与气瓶的外部容积之间的压力差。例如，煤气罐、氢气瓶等。

图1是根据本公开实施方式的气瓶100的一结构示意图，如图1所示，气瓶 100包括瓶体10、分配控制阀20、压力传感器(未示出)。

瓶体10具有容纳空间和瓶体瓶口。容纳空间用于容纳流体容器122。

分配控制阀20包括分配体、入口阀220、出口阀230、压力分配调节器和过 滤器。分配体可以是金属结构，并且分配体包括与入口212、出口213、分配体瓶 口214连通的内部通道和接合部215。

接合部215可以通过旋转与瓶体瓶口的螺旋齿结合，并且接合部215可拆卸 地密封结合到瓶口。当接合部215结合到瓶体瓶口时，分配体瓶口214可拆卸地 与容纳空间连通，并且分配体形成在瓶体瓶口的外部。

入口阀220可以是一般阀或不能出而只能入的单向阀。入口阀220连接到入 口212和内部通道，并且入口阀220用于启动或停止上游流体从入口212流入分 配控制阀20。在一些条件下，入口阀220还可以绕过压力分配调节器并通过入口 阀220直接从瓶体10抽取流体。

入口阀220可以设置在例如与出口阀230呈170度的位置处，并且入口阀220 由气瓶气体充装设备而不是用户端管理。入口阀220设置有入口打开/关闭单元， 该入口打开/关闭单元只能通过使用入口阀工具来打开或关闭。

此外，进气口212设置有进气口保护盖，除了保护入口212免受撞击而损坏 之外，入口保护盖通常使用金属垫圈来保持保护盖和出口213之间的密封连接。

此外，由于设有入口保护盖，在没有移除入口保护盖的情况下，入口212不 能连接到任何气瓶气体充注或泵送装置连接器，出口阀230可以是不能进入但能 够退出的通用阀或止回阀，压力分配调节器通过内部通道连接到出口213和分配 体瓶口214，压力分配调节器可预设一开启压力值。通常，当压力分配调节器的出 口端处的实际压力低于或等于打开压力值时，此时压力分配调节器被接通和打开， 并且允许瓶体10中的流体流出。

通过上述结构，在瓶体10的储存或运输期间，由于瓶体10始终处于大气压 下，所以出口213的压力没有达到第一打开压力值，因此，即使出口阀230损坏 或意外打开，瓶体10中的流体也不存在泄漏的可能性。

关于上述压力分配调节器，打开压力值的设置被设置为下游用户设备操作所 需的压力。为了防止瓶体10中的流体意外地从出口213泄漏，在通常的储存或运 输过程中，出口213可以再次被出口保护盖覆盖，直到用户端准备好获得供应连 接。

过滤器通过内部通道连接到压力分配调节器和分配体瓶口214。由于压力分配 调节器是非常微妙和敏感的单元，当颗粒侵入压力分配调节器时，它将使压力分 配调节器无效。因此，为了保护压力分配调节器，可在压力分配调节器的入口端处 设置过滤器，过滤器通过内部通道连接到压力分配调节器和分配体瓶口214，以过 滤颗粒。

在需要动态监测瓶体10中的流体容量的某些情况下，压力传感器可设置在分 配体上。压力传感器的检测端压敏地连接到过滤器和分配体瓶口214之间的内部 通道，从而动态地监测瓶体10中的流体体积。这样，可以提前进行新瓶体的准备， 从而避免由于工艺流体不能顺利供给而导致生产线停止和造成损失。

气瓶100包括不可渗透的气瓶壁120，其用作气瓶壁120外部的周围大气气 瓶气体与气瓶壁120内部的流体之间的隔离层。不可渗透的气瓶壁120限定了气 瓶100的内部容积的边界。在一个示例中，不可渗透的气瓶壁120可以包括聚合 物，诸如丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)，聚氯乙烯(PVC)，氯化聚氯乙烯(CPVC) 和/或具有类似特性的任何其他聚合物中的至少一种。在另一个示例中，不可渗透 的气瓶壁120可以包括诸如铝，钢或具有不同水蒸气转变速率的金属化膜层的金 属(例如，铝箔层压板，聚酯薄膜)。在另一个示例中，不可渗透的气瓶壁120 可以包括玻璃和/或复合材料，例如玻璃纤维。

气瓶100在其内部容积中包括流体容器122。流体容器122包括流体容器壁 110，该流体容器壁110用作流体容器壁110内的流体与不可渗透的容器壁120内 但在流体容器壁110外部的流体之间的隔离层。流体容器壁110限定了流体容器 122的内部空间的边界。流体容器122用于容纳流体40。

流体容器122包括流体容器释放阀190，以将一定量的容器流体40释放到不 可渗透的容器壁120的内部体积但是在流体容器壁110的体积之外。

在该示例中，当不使用流体容器190时，在不渗透的容器壁120的内部空间 中但在流体容器壁110外部的环境气氛可以与外部空气基本相同。

当流体容器释放阀190被激活时，其将容器气瓶气体释放到不可渗透的容器 壁120的内部体积但是在流体容器壁110的外部。由于容器流体40比外部空气 重，因此容器流体放置在不可渗透的容器壁120的内部容积的下层中。当不可渗 透的容器壁120的内部空间中有足够的容器流体40时，并且考虑到容器出口阀 230安装在不可渗透的容器壁120的顶部，容器流体40可将外部空气向上推入。 流体通过容器出口阀230到达容器的外部。当基本上所有的外部空气被转移到不 可渗透的容器壁120的外部时，容器122可以具有由基本上不含外部空气的容器 流体40组成的流体。

气瓶100可以在不可渗透的容器壁120的内部容积内但在流体容器壁110的 外部包括气瓶气体。在不可渗透的容器壁120内部产生的容器气瓶气体可以为流 体40的特征的结构和功能需求提供适当的环境条件。

气瓶100用于封闭在气瓶壁110的内部容积内的加压气瓶流体40。在一个 示例中，加压气瓶流体40可以比空气轻；因此，压力气瓶流体40可以比空气轻。 例如氦气，氮气和/或氖气。在其他示例中，加压气瓶流体40可以比空气重；例 如，压力气瓶流体40可以比空气重。例如六氟化硫，氩气，K和/或氙气。

流体容器释放阀190可以将一定量的气瓶流体40释放到气瓶壁120的容积之 外。在一些示例中，流体容器释放阀190可以包括压力阀。在一个示例中，流 体容器释放阀190可以包括激活机构，诸如销(未示出)，以激活基本上连续量 的气瓶流体40的释放。

气瓶100还包括在气瓶中的气瓶传感器，以测量气瓶气体的内部体积的参数。 在一个示例中，气瓶传感器可以安装在不可渗透的气瓶壁120的内壁上但是在流 体容器释放阀190附近。这种结构仅仅是示例，并且在不脱离本公开的范围的情 况下可以应用其他可能的放置。气瓶传感器可以测量例如指示内部容积气瓶环境 气瓶气体中存在气瓶流体40的参数。在示例中，气瓶传感器可以测量气瓶气体 在不可渗透的气瓶壁120的内部容积中的比例。在另一个示例中，气瓶传感器可 以测量围绕它的气瓶气体的温度。在又一个示例中，气瓶传感器可以测量围绕它 的气瓶气体的压力。已经公开了指示内部容积气瓶环境中气瓶流体40的存在的 参数的多个示例，但是可以使用其他参数而不背离本公开的范围。

图2是根据本公开实施方式的用于存储或运输气瓶100的容器200的示意图， 如图2所示，该容器200用于存储或运输多个气瓶100。

参考图1和图2，容器200包括与气瓶释放阀和气瓶传感器连接的控制器202。 控制器202的连接可以借助于物理有线和/或无线。

控制器202指示气瓶传感器测量气瓶环境的内部体积的参数。该参数可以指 示在不渗透的气瓶壁120的内部容积中存在气瓶气体。控制器202还接收气瓶环 境的内部体积的测量参数。

控制器202还将确定所测量的参数是否满足预定参数阈值。在一个示例中， 预定参数阈值是在不可渗透的气瓶壁120的内部容积中存在气瓶气体的99％。这 些是预定参数阈值的示例，并且其他阈值可以被编码到控制器，而不脱离本公开 的范围。

如果测量的参数不满足预定参数阈值，则控制器202可以报警提示。控制器 202可以耦合到用户接口204。控制器202和用户接口204之间的连接可以借助于 物理有线和/或无线。用户接口204可以是个人计算机，平板电脑，智能电话或任 何其他电子设备的一部分，该电子设备包括使能控制器202与用户之间的通信的 接口。用户接口204可以使用户能够通过气瓶传感器检查测量的参数，修改预定 参数阈值，使用控制器202中可用的数据来运行气瓶气体行为的运行统计信息等。 这是借助于用户接口204对用户启用的多个操作的列表，然而，其他可能的操作 可以在用户接口204中编码，而不脱离本公开的范围。

气瓶100的气瓶传感器可以用于确定在气瓶气体阀门190的内部容积内是否 存在气瓶气体。气瓶传感器可以测量指示在气瓶气体阀门190的内部容积中存在 气瓶气体的参数。在一个示例中，气瓶传感器可以测量气瓶气体在气瓶壁120的 内部体积中的比例。在另一个示例中，气瓶传感器可以测量围绕它的气瓶气体的 温度。在又一个示例中，气瓶传感器可以测量围绕它的气瓶气体的压力。已经公 开了指示气瓶气体阀门190的内部容积中存在气瓶气体的参数的多个示例，但是 可以使用其他参数而不背离本公开的范围。

气瓶100可以进一步包括用户指示器206，以通知用户在气瓶气体阀门190中 不存在气瓶气体。用户指示器206可以放置在用户可见的位置。在一个示例中， 用户指示器206可以放置在不可渗透的气瓶壁120的外壁上。在另一个示例中， 用户指示器206可以是光源(例如，LED，灯泡，灯和/或类似物)，以可视地宣布 用户在气瓶气体阀门190中缺少或几乎没有气瓶气体。在又一示例中，用户指示 器206可以是声源(例如，扬声器，警报器和/或类似物)，以发出声音以通知用 户该气瓶气体阀门中不存在或几乎不存在气瓶气体。已经公开了用户指示器206 的多个示例，然而，在不脱离本公开的范围的情况下，可以使用通知用户气瓶气体 阀门190中不存在气瓶气体的其他方式。

控制器202将指示气瓶传感器确定在气瓶气体阀门190的内部容积内是否存 在气瓶气体。在一个示例中，气瓶传感器测量存在于气瓶壁120的内部容积中的 气瓶气体的百分比。

在气瓶传感器确定在气瓶气体阀门190中不存在气瓶气体的情况下，控制器 202进一步指示用户指示器来通知用户在气瓶气体阀门190中不存在气瓶气体。 在其他示例中，如果气瓶传感器测量到在气瓶壁120的内部容积中存在气瓶气体 满足预定阈值，则控制器可以触发用户指示器激活指令。

容器200还包括在容器200中的容器传感器208，以测量容器的内部体积的 参数。在一个示例中，容器传感器208可以安装在容器200的内壁上。这种结 构仅仅是示例，并且在不脱离本公开的范围的情况下可以应用其他可能的放置。 容器传感器208可以测量例如指示容器200中存在气瓶气体的参数。

容器传感器208可以检测容器200内的的物理特性、热力学特性以及运输作 业当时的环境温度、速度、容器内压力等信息，并可以通过传热计算等热力学计算 预估得出当前容器内压力到达排气压力的剩余时间。当容器内的压力到达排气压 力阈值的情况下，可以按照一般方式进行排气泄压。当容器内的压力在进入大于 排期压力阈值的情况下，按一般方式进行排气泄压可能会出现上文的危险情况， 因此可以对容器进行提前泄压。

在一个实施例中，容器200可以是集装箱、运输气瓶的车厢或者存储气瓶的 小型密封仓库。

在本实用新型的上述实施方式中，对各个实施方式的描述都各有侧重，某个 实施方式中没有详述的部分，可以参见其他实施方式的相关描述。

在本实用新型所提供的几个实施方式中，应该理解到，所揭露的技术内容，可 通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如所 述单元或模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分 方式，例如多个单元或模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些 特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或 通信连接可以是通过一些接口，模块或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性 或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元或模块可以是或者也可以不是物理上分开的， 作为单元或模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元或模块，即可以位于 一个地方，或者也可以分布到多个网络单元或模块上。可以根据实际的需要选择 其中的部分或者全部单元或模块来实现本实施方式方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施方式中的各功能单元或模块可以集成在一个处 理单元或模块中，也可以是各个单元或模块单独物理存在，也可以两个或两个以 上单元或模块集成在一个单元或模块中。上述集成的单元或模块既可以采用硬件 的形式实现，也可以采用软件功能单元或模块的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使 用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的 技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分 可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包 括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等) 执行本实用新型各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包 括：U盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普 通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润 饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种气瓶，其特征在于，包括：

气瓶壁，被配置为限定所述气瓶的内部边界的不可渗透的外层壁；

气体气瓶，被设置在所述气瓶壁内；其中，所述气体气瓶包括：

限定所述气体气瓶的内部边界的气体气瓶壁，其中，所述气体气瓶壁是不可渗透的并且允许所述气体气瓶的内部容积和所述气体气瓶的外部容积之间的压力差；

气体气瓶释放阀，设置在所述气体气瓶的瓶口处，被配置为将容纳在所述气体气瓶中的气瓶气体释放到所述气瓶壁和所述气体气瓶壁之间所形成的封闭空间中。

2.根据权利要求1所述的气瓶，其特征在于，所述气体气瓶释放阀允许在所述气体气瓶的所述内部中包含的气瓶气体与所述气体气瓶外部的气体之间的压力差为零。

3.根据权利要求1所述的气瓶，其特征在于，所述气瓶还包括：

气瓶传感器，位于所述气瓶中，用于测量所述气瓶气体的内部体积的参数；

与所述气瓶释放阀和所述气瓶传感器耦接的控制器，所述控制器用于指示所述气瓶传感器测量气瓶环境的内容参数，接收所测量的气瓶环境的内容参数，确定所测量的参数是否满足预定的参数阈值，并指示将一定量的所述气瓶气体释放到所述封闭空间中。

4.根据权利要求3所述的气瓶，其特征在于，所述气瓶传感器安装在所述气瓶释放阀附近的所述气瓶的所述内部中。

5.根据权利要求4所述的气瓶，其特征在于，所述气瓶还包括气瓶指示器，设置在所述气瓶壁上，被配置为向用户指示所述气体气瓶中不存在所述气瓶气体或者所述气瓶气体的一参数超过预设阈值。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的气瓶，其特征在于，所述气瓶还包括压力分配调节器，所述压力分配调节器通过内部通道连接到所述气瓶的出口，并预设有打开压力值，当压力分配调节器的出口端的实际压力低于或等于预设的所述打开压力值时，所述压力分配调节器被打开。

7.根据权利要求6所述的气瓶，其特征在于，还包括压力传感器，布置在所述压力分配调节器的前端上并具有检测端，该检测端压敏地连接至内部通道。

8.根据权利要求6所述的气瓶，其特征在于，所述压力分配调节器具有容纳在内部空间中的提动阀芯，提动阀芯保持晶片，以及与提动阀芯保持晶片连接以在预定压力下打开流体流路的隔膜。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的气瓶，其特征在于，所述气瓶释放阀还包括释放孔，所述释放孔被配置为将所述气瓶气体释放到所述封闭空间中。

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