KR20080069585A - 유체 충전 및/또는 추출 제어 장치와 이러한 장치를포함하는 탱크 - Google Patents

유체 충전 및/또는 추출 제어 장치와 이러한 장치를포함하는 탱크 Download PDF

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KR20080069585A
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아르노 데니스
르노 리곤쉐
필립 삐죠
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레르 리키드 쏘시에떼 아노님 뿌르 레드 에렉스뿔라따시옹 데 프로세데 조르즈 클로드
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Abstract

본 발명은 예컨대, 가압 유체 탱크와 관련하여 유체의 충전 및/또는 추출을 제어하는 장치에 관한 것이며, 예컨대, 탱크의 연결 인터페이스에 구비된 상보적인 부착 수단과 협력하는 부착수단이 설치된 연결 단부(516)를 구비하는 본체와, 본체에 대하여 이동할 수 있는 밸브를 개방시키는 부재(17)와, 유체를 분배시키기 위한 제거가능한 유입구 또는 출구 커플링(75)을 수용할 수 있는 홀(105)과, 상기 개방 부재(17)를 선택적으로 이동시킬 수 있는 작동 수단(250)을 포함하고, 상기 작동 수단(250)은 개방 부재(17)의 작동 위치와 휴지 위치에 각각 상응하는 작동 위치와 정지 위치 사이에서 이동가능하다. 본 발명은, 상기 장치가 작동 위치에 작동 수단(250)을 고정하는데 사용하는 인입식 잠금 수단(55)을 포함하고, 커플링(75)이 대응 홀에서 제어 장치에 연결되지 않은 경우, 잠금 수단(55)이 인입 위치를 향해 편향됨으로써, 작동 수단(250)을 작동 위치에 안정적으로 남아있지 못하게 하도록, 인입식 잠금 수단(55)이 상기 홀(105)과 협력하도록 설계되는 것을 특징으로 한다.
가압 유체 탱크, 유체 충전, 분배, 제어 장치

Description

유체 충전 및/또는 추출 제어 장치와 이러한 장치를 포함하는 탱크{FLUID FILLING AND/OR EXTRACTION CONTROL DEVICE AND TANK INCLUDING ONE SUCH DEVICE}
본 발명은 유체의 충전 및/또는 추출을 제어하기 위한 장치와 탱크 및 이러한 장치로 구성된 조립체에 관한 것이다.
본 발명은 더욱 상세하게는, 특히 가압 유체 탱크로부터 유체의 충전 및/또는 추출을 제어하는 장치에 관한 것이며, 상기 제어 장치는 특히 탱크 연결 인터페이스의 상보적인 부착 수단과 협력하는 부착 수단이 설치된 연결 단부를 구비하는 본체와, 본체에 대하여 이동할 수 있는 밸브를 개방시키는 부재와, 상기 개방 부재의 이동을 선택적으로 가능하게 하고 개방 부재의 작동 위치와 휴지 위치에 각각 상응하는 온 위치와 오프 위치 사이에서 이동가능한 작동 수단과, 탱크로부터 또는 탱크로 유체를 분배시키기 위한 제거가능한 유입구 또는 출구 커플링을 수용하는 오리피스를 포함한다.
한 가지 요건은 가스의 사용이 필요한 시스템을 비전문가(예컨대, 간호사, 실험실 작업자와 같은 전문가 또는 DIY 애호가, 자동차 운전자 등과 같은 대중)에게 광범위하게 제공하는 것이다.
유체 저장 시스템과 시스템을 충전하고 및/또는 시스템으로부터 유체를 추출 하는 장치의 일 목적은, 빈 탱크를 가득 찬 탱크로 교환시키는데 필요한 취급 작동을 용이하게 하는 것이다. 더욱이, 저장 시스템은 탱크 충전 센터의 안전성과 생산성을 개선하는 동시에 비전문가에 의해서 취급 작동이 수행되도록 하는 안전 수준을 절대적으로 제공해야 한다.
이러한 시스템에 의해 해결되어야 하는 일 문제점은 가스를 이송하는 시스템의 출구 커플링과 관련된 장치를 (예컨대, 도구를 사용하지 않고) 단순화하고 보호하는 것이다.
따라서, 모든 안전 조건이 만족될 때에만 이송이 이루어질 수 있도록 보장하는 동시에 가스를 이송시키는 시스템의 개폐에 관련된 취급 작동을 용이하게 할 필요가 있다. 구체적으로, 시스템은 사용자의 직접적 환경으로 가스가 분출되지 않도록 해야 한다.
더욱이, 종래 시스템에 내재한 다른 문제점은 출구 커플링이 (예컨대, 먼지 또는 내부에 사는 벌레에 의해) 오염된다는 사실에 있다.
본 발명의 일 목적은 이상에서 전술한 종래 기술 분야의 모든 또는 일부 문제점을 해결하는 것이다.
이를 위하여, 특히 본 발명에 따른 가압 유체 탱크로부터 유체의 충전 및/또는 추출을 제어하는 장치는, 이상의 서론에서 언급한 일반적 정의를 따른 다른 측면에서, 온 위치에 작동 수단을 고정시키는 인입식 수단을 포함하고, 커플링이 오리피스의 제어 장치에 연결되지 않은 경우, 잠금 수단이 작동 수단을 온 위치에 안정적으로 남아있지 못하게 하면서 인입 위치로 가압되는 방식으로, 상기 인입식 잠금 수단이 오리피스와 협력하도록 구성되는 것을 기본적인 특징으로 한다.
더욱이, 본 발명은 다음 특징을 1개 이상 가질 수도 있다.
- 커플링이 오리피스의 제어 장치에 연결되는 경우, 온 위치에 작동 수단을 고정하는 작동 위치에서 잠금 수단을 유지시키기 위하여 접합부 표시기가 잠금 수단에 힘을 전달하는 방식으로, 인입식 잠금 장치가 구성된다.
- 장치는 잠금 수단에 유지력을 전달하는 중간 수단을 포함하며, 상기 중간 수단은 이동 부재를 포함하고, 상기 이동 부재는 오리피스에서 커플링과 접하여 협력가능한 제1 단부와, 인입식 잠금 수단과 접하여 협력가능한 제2 단부를 구비한다.
- 커플링이 오리피스로부터 단절되고 추출되는 경우, 잠금 수단에서의 유지력은 자동적으로 제거되며, 작동 수단을 오프 위치로 절환시키기 위하여 잠금 수단이 인입된다.
- 작동 수단은 병진 이동식 스위치를 포함한다.
- 장치는 인입 위치를 향하여 잠금 수단을 가압시키는 복귀 수단을 포함한다.
- 장치는 커플링에 대해 오리피스를 개방하고 폐쇄하는 위치 사이를 이동가능한 차단 요소를 포함하며, 차단 요소는 잠금 수단에 유지력을 전달하기 위하여 중간 수단의 이동 부재를 구성한다.
- 차단 요소는 부착부를 포함하며, 차단 요소가 개방 위치에 있는 경우, 부착을 목적으로 커플링에 속하는 정합부와 협력하도록 하기 위하여 부착부가 오리피스 내부로 돌출된다.
- 장치는 부재를 휴지 위치로 이동하도록 하는 폐쇄 수단을 포함한다.
- 잠금 수단은 탄성 부착부를 포함하며, 상기 탄성 부착부와 작동 수단은 정합 형상을 구비함으로써, 잠금 수단이 작동 잠금 위치에 있을 때, 온 위치를 향한 작동 수단의 이동이 탄성부를 작동 수단에 부착되도록 야기한다.
- 폐쇄 수단은 작동 위치와 정지 위치 사이에서 이동가능하며, 상기 작동 위치에서, 폐쇄 수단은 탄성 부착부를 이동 및/또는 변형시켜 작동 수단의 잠금을 해제시키기 위하여 작동 수단과 협력한다.
본 발명의 다른 목적은 가압 유체 탱크와 제어 장치로 구성된 조립체를 제공하는 것이며, 상기 탱크는, 저장 용량의 한계를 정하고 탱크의 내부와 연통하는 오리피스가 구비된 케이싱과, 상기 오리피스에 위치한 충전 및 추출 헤드와, 격리 밸브와 같은 격리 부재와, 제어 장치와 제거가능하게 협력하는 연결 인터페이스를 포함하며, 상기 제어 장치는 이상 또는 이하에서 언급되는 특징 중 임의의 한 특징을 따르는 제어 장치이다.
다른 특징과 장점들은 다음과 같은 도면을 참조로 후술되는 설명으로부터 명백해질 것이다.
도1은 본 발명에 따른 탱크의 일 예시적 실시예의 외부의 등각 투영도이고,
도2는 도1의 탱크의 상부를 확대한 종단면도이고,
도3 및 도4는 출구 커플링이 연결된, 본 발명에 따른 유체를 이송하기 위한 헤드의 일 예시적 실시예의 외부의 등각 투영도이고,
도5는 출구 커플링을 구비한 도4에서의 이송 헤드의 종단면도이고,
도6은 출구 커플링이 없는 이송 헤드의 내부를 도시한 등각 투영도이고,
도7은 출구 커플링이 없는 이송 헤드의 내부를 도시한 종단면도이고,
도8은 오프 위치에서 출구 커플링을 구비한 이송 헤드의 종단면도이고,
도9는 해제 위치에서 출구 커플링을 구비한 이송 헤드의 종단면도이고,
도10 및 도11은 각각 온 위치에서 출구 커플링을 구비한 이송 헤드의 등각 투영도 및 종단면도이고,
도12는 도2를 따른 탱크에 장착되고 출구 커플링을 구비한 이송 헤드의 종단면도이다.
도1은 실린더형의 주부(main part; 10)와 대체로 돔형인 2개의 단부, 즉 1개의 하단부(11) 및 1개의 상단부(12)를 구비한 타원형의 탱크 본체(1)를 도시한다. 원형의 상단부(12)는 충전 및 분배 헤드(2)를 구비한다. 묘사된 바와 같이, 충전 및 분배 헤드(2)는 특히 연결 인터페이스(3), 충전 수준을 표시하는 표시기(4), 충격방지(anti-knock) 보호부(5) 및 탱크(1)의 내부로 접근하게 하는 중앙 오리피스(6)를 포함한다.
도2를 참조하면, 탱크(1)는 예컨대 알루미늄 합금 등으로 제조된 밀봉된 내부 케이싱(13, 또는 "라이너(liner)")을 포함하고, 유체와 특히 압력 하에서의 가 스를 수용한다. 케이싱(13)은 에폭시 수지 또는 다른 등가 수단으로 서로 결합된 탄소섬유 필라멘트 와인딩(14)에 의해 외부 표면이 강화된다.
타원형의 충전 및 분배 헤드(2)는 탱크(1)의 내부, 즉 탱크(1)의 오리피스에서, 케이싱(13) 내부에 위치한다.
충전 및 분배 헤드(2)의 본체(20)는 케이싱(13) 상에 형성된 나사홈과 협력하는 나사산(21)에 의해 케이싱(13)에 기계적으로 연결된다. 환상의 시일(7)은 케이싱(13)에 형성된 홈에 위치한다. 홈은 케이싱(13)의 상단부에 있고, 본체(20)와 탱크(1)의 내부 사이를 밀봉하기 위하여 충전 및 분배 헤드의 본체(20)에 의해 둘러싸여져 있다.
충전 및 분배 헤드(2)는 하부에 나사산/나사홈 시스템(221)으로 인해 본체(20)와 나사결합하는 조기 조정 카트리지(22)를 포함한다.
충전 및 분배 헤드(2)는 (카트리지(22)의 상부를 향한) 조기 조정 카트리지(22)의 하류부에 저압 챔버(23)를 포함한다. 탱크(1)의 내부와 저압 챔버(23) 사이의 밀봉은 헤드(2)의 본체(20)와 카트리지(22) 사이에 위치한 O링과 돌출억제 링의 조합체(222)에 의해 제공된다.
조기 조정 카트리지(22)는 상류부로부터 하류부로 (즉, 도2에서 카트리지의 하부로부터 상부를 향해) 필터(24)와 조기 조정 밸브(26)를 포함한다. 필터(24)는 카트리지(22)의 본체에 형성된 홈(223)에 수납된 탄성 링(241)에 의해 카트리지(22)에 장착된다.
조기 조정 밸브(26)는 나사 시트 홀더(271)의 작동 하에서 카트리지(22)에 장착된 시트(27)를 향해 움직이는 스프링(261)의 작동 상태에 있게 된다. 밸브(26)는 가압 가스의 힘과 밸브 스프링(261)의 가압 상태에 있게 된다.
밸브(26)의 상단부는 상향으로 연장되는 스템(261)을 구비하고, 스템의 단부는 조기 조정 피스톤(28)과 접촉한다. 피스톤(28)은 스프링(281)에 의해 밸브(26)를 향해 가압된다. 피스톤(28)의 단면(282)에서의 가스의 작용과 스프링(281)의 가압때문에, 밸브(26)는 압력 조절기로서 작동한다.
가스가 탱크(1)로부터 추출되는 상태 동안, 고압 하에서 탱크(1)에 저장된 가스는, 압력이 감소하는 동안, 저압 챔버(23)를 향해 조기 조정 카트리지(22)를 통과한다.
그 후, 압력 조절 가스는 연결 인터페이스(3)의 본체(30)에 위치된 챔버(32)로 나오기 위하여, 피스톤의 본체에 형성된 구멍(283)을 통해 피스톤(28)을 관통한다. 연결 인터페이스는 헤드(2)의 상단부에 장착된다.
챔버(32)는 시일(81)에 의해 탱크의 내부에 대하여 밀봉된 격리 밸브(8)를 포함하고, 상기 시일(81)은 연결 인터페이스(3)의 본체(30)에 대하여 밀봉한다.
격리 밸브(8)는 폐쇄되는 것으로 기본 설정된다. 격리 밸브(8)는 예컨대, 밸브가 로드의 위치에 따라 유체의 통과를 방지하거나 유체의 통과를 허용하도록 하는 본체 내부에서 이동가능한 로드 및 고정된 관형 본체를 포함하는 밸브와 같은 종래 유형의 밸브이다.
밸브(8)는 이하에서 더욱 상세히 기술되는 밸브 드라이버에 의해 작동될 수 있으며, 저장 조립체를 수용하는 시스템 또는 가스 분배 헤드 또는 충전 커넥터에 속할 수 있다.
연결 인터페이스(3)의 상단부는 탱크(1)와 충전 및 분배 헤드(2)로부터 외부로 돌출된다.
이러한 연결 인터페이스(3)의 외측부는, 저장 조립체 또는 가스 분배 헤드 또는 충전 커넥터에 속하는 수용 시스템을 부착하게 하기 위하여 각각 90°로 배치된 4개의 돌출 핀(35, 베이어닛)을 포함한다. 물론, 이러한 예시적 실시예는 제한적이지 않으며, 특히 상당수의 예상가능한 수 및 핀의 위치의 조합과 대응하는 편향 (즉, 기하학적 동일성) 옵션들이 가능하다. 더욱이, 동일한 기능을 수행하는 다른 부착 수단은 나사/너트 접속부, 래치 고정 레버, 인입식 포획부 등을 포함하여 생각할 수 있다.
연결 인터페이스(3)의 외측부는 수용 구획(36)을 형성하는 관형 하우징을 포함하고, 상기 관형 하우징의 목적은 이하에서 기술되는 바와 같이 수용 시스템 또는 가스 분배 헤드 또는 충전 커넥터의 정합 관형 단부를 수납하고 안내하는 것이다.
이를 위하여, 탱크(1)에 연결되는 제어 부재의 정합 관형 단부는 양호하게는, 제어 장치와 탱크(1) 사이에 시일의 연속성을 보장하기 위한 O링 시일과 돌출억제 링을 포함한다.
연결 인터페이스(3)의 외주부는 양호하게는 시스템의 기능불량을 초래하는 입자 또는 먼지의 수용 구획(36) 내로의 진입을 방지하도록 하는 제거가능한 보호 멤브래인(33)을 포함한다. 멤브래인(36)은 예컨대, 규격화된 형상 기억 폴리머로 제조된다. 예를 들어, 멤브래인은 가소성의 충격방지 보호부(34)에 의해 수용 구획(36)의 유입구에 장착된다. 물론, 수용 구획의 유입구의 보호에 관한 실시예의 다른 형태는 예컨대, 막이 뚫리거나 스티커가 제거되는 것을 생각할 수 있다.
따라서, 제어 장치(수용 시스템 또는 가스 분배 헤드 또는 충전 커넥터)의 관형 단부가 수용 구획(36)에 삽입될 때, 규격화된 멤브래인(33)은 연결 인터페이스(3)의 표면(37)에 대해 옆으로 이동한다. 예를 들어, 형상 기억 보호 멤브래인(33)은 4개의 "화판형(petal-shaped)" 로브에 규격화된다. 제어 장치의 수 관형 단부는 4개의 로브를 연결 인터페이스(3)의 표면(37)에 대해 후방으로 가압한다. 이러한 동일한 관형 단부가 발출될 때, 로브는 자동적으로 초기 위치(도3)로 복귀한다.
탱크(1)는 나사산 시스템(47)에 의하여 충전 및 분배 헤드(2) 장치의 본체(20)와 나사 결합되는 본체(41)를 포함하는 표시기(4)를 포함한다. 표시기와 충전 헤드(2) 사이의 밀봉은 응력 금속 시일(42)에 의해 제공된다. 이동 스핀들(43)은 표시기(4)의 본체(41)에서 안내된다. 스핀들(43)과 본체(41) 사이의 밀봉은 O링과 돌출억제 링의 조합체(45)에 의해 제공된다.
표시기(4)의 스핀들(43)은 나사산(21)과 구멍(46)을 거쳐 표시기(4)를 통해 이동되는 탱크(1)에 저장된 가스의 압력 및 복귀 스프링(44)의 대항력을 받게 된다.
가스 압력의 작용이 복귀 스프링(44)의 힘을 초과하는 경우, 스핀들(43)의 단부는 표시기(4)의 본체(41)에 형성된 관찰실(48)에서 나타난다. 따라서, 표시기 는 가스 저장조가 가득 차있음을 표시한다. (탱크(1)에 저장된 가스의 압력은 최적이다.) 그렇지 않은 경우, 스핀들(43)의 단부는 관찰실(48)에서 나타나지 않고, 이는 가스 저장조가 가득 차있지 않음을 표시한다. (탱크(1)에 저장된 가스의 압력은 최적 압력 이하이다.)
(열의 작용 하에서 용해되는 형태 및/또는 배출 밸브, 파열판, 기타 형태의) 안전 장치는 충전 및 분배 헤드(2)의 본체(20)에 형성된 포트(9)를 통해 탱크(1)에 끼워질 수도 있다. 이러한 안전 장치는 나사산(21)에 가공된 절결부(92)와 구멍(91)을 통해 탱크(1)에 저장된 가스가 공급될 수도 있다.
도3 및 도4는 가스 유량을 개방시키는 제어부(250), 가스 유량을 차단시키는 환형 손잡이(350), 오염을 방지하기 위해 자연스럽게 셔터(54)에 의해 폐쇄되는 출구 커플링으로의 접근부(105) 및 연결 인터페이스(516)를 포함하는 제거가능 가스 분배 헤드(150)를 도시한다. 또한 가스 분배 헤드(150)는 중압과 저압 방출 밸브의 배출 루버(115)를 포함한다.
도4는 출구 커플링(75)을 구비한 가스 분배 헤드(150)를 도시하고, 출구 커플링의 오리피스(70)는 유체 공급 호스(미 도시)에 연결된다. 상기 커플링은 분배 헤드(150)의 오리피스(105)에 제거가능하게 연결 된다.
도5는 동일한 실시예에 따른 가스 분배 헤드를 상세하게 도시한다. 분배 헤드(150)를 보호하는 케이스는 클립과 2개의 나사(135)에 의해 서로 결합된 2개의 하프 쉘(511)로 구성된다. 분배 헤드(150)는, 한편으로는 다양한 능동 가스 분배 구성요소를 포함하는 본체(512)를 내장하고, 다른 한편으로는 사용자 인터페이스 제어부를 내장한다. 특히, 분배 헤드(150)는 가스 유량을 개방시키는 제어부(250), 가스 유량을 차단시키는 환형 손잡이(350) 및 출구 커플링(75)으로 접근하게 하는 접근부(105)를 포함한다.
본체(512)의 하부는 O링 시일(515)을 구비한 관형 단부(514)와 회전 대칭을 보이는 구성요소(516)로 끝부분을 이루고, 이 경우에 각각 90˚로 위치하는 4개의 밀링(161)을 구비한다. 물론, 본 발명은 이러한 구성에 제한되지 않으며, 밀링의 수 및 위치의 다른 조합도 고려될 수 있다.
본체(512)의 하부는 이상에서 기술되고 도12에 도시된 바와 같이 탱크(1)의 커플링 인터페이스에 부착되고 협력할 수 있는 연결 인터페이스를 형성한다. 도12에서, 가스 분배 헤드(150)는 탱크(1)의 보호 자켓(100)과 정합하고 연장한다.
본체(512)를 관통하는 밸브 드라이버(17)는 상기 본체(512)에 대하여 O링 시일에 의해 동역학적으로 밀봉된다. 밸브 드라이버(17)의 상단부는, 가압 및 잠길시에 가스 유량을 개방시키는 제어부(250)의 스핀들의 표면과 접촉한다.
따라서, 가스 유량을 개방시키는 제어부(250)의 스핀들은 밸브 드라이버(17)에 병진 운동을 전송할 수도 있고, 상기 밸브 드라이버(17) 자체는 이러한 병진 운동을 전술한 탱크(1)의 밸브 스템(8)에 전달한다. 따라서, 밸브 드라이버(17)는 가스 유량을 개방시키기 위하여, 본체(512)의 하부를 지나 탱크(1)의 헤드(2)에 진입하도록 돌출되어 있다.
그 결과, 탱크(1)에 저장된 유체는 환형 오리피스(121)를 통해 본체(512)로 유입된다. 동시에 환형 오리피스(121)는 횡방향 구멍(122)을 통해, 중압 안전 밸 브(123)와 압력 조절 스테이지(58)를 공급한다. 압력 조절 스테이지(58)는 본체(512)와 나사결합하고 이 본체에 대해 O링 시일로 밀봉되어 있는 카트리지(88)에 탑재된 메카니즘을 포함한다.
중압 안전 밸브(123)는 배출 밸브(124)를 포함하고, 배출 밸브(124)의 개방은 스프링(125)의 교정력에 의해 결정된다. 중압 안전 밸브(123)는 2개의 하프 쉘(511)에 형성된 루버(115)를 통해 과잉 압력이 방출되도록 하는 방식으로 형성된다.
본체(512)에 형성된 홈에 계류된 탄성 링(582)에 의해 장착된 필터(881)를 관통함으로써 가스는 압력 조절 스테이지(58)로 유입된다. 또한 압력 조절 스테이지(58)로의 가스 유입은 스페이서 피스(83) 주위의 통로를 통해 달성되고, 스페이서 피스(83)는 압력 조절 밸브(84)에 유체가 방사상으로 균일하게 도달하도록 한다.
밸브 스프링(85)의 힘 및 가스 작용의 결과로서, 압력 조절 밸브(84)는 시트(86)와 협력한다. 시트(86)는 나사 시트 홀더(P7)의 작동 하에서 카트리지(88)의 적소에 장착된다.
압력 조절 밸브(84)는 상향으로 연장되는 스템(841)을 구비하고, 스템의 단부는 금속 벨로우즈(89)와 접촉한다. 금속 벨로우즈(89)는 O링 시일(893)과 나사형 캡(894)의 결합 작용 하에서 본체(512) 내부에 밀봉 방식으로 장착된다. 밸브(84)는 금속 벨로우즈(89)의 단면부에서의 가스의 힘과, 압력 조절 나사(892)에 의해 미리 설치된 압력 조절 스프링(891)의 힘의 상태에 있게 된다. 이로써, 조절 밸브(84)는 압력을 조절한다.
유리하게는, 압력 조절 나사(892)는 사용자가 스프링력 및 압력 조절을 변경 가능하게 조정가능하다.
본체(512)에 형성된 구멍(미 도시)은 압력 조절 가스를 금속 벨로우즈(89)의 내부로부터 출구 접합부(95)로 통과하도록 할 수도 있다. 동시에, 본체(512)에 형성된 이 구멍은 압력 조절 가스가 금속 벨로우즈(89)와 (미 도시되고 예컨대, 전술된 밸브(123)와 같은 동일한 형태의) 저압 방출 밸브 사이에서 통과하도록 할 수도 있다. 2개의 방출 밸브가 개방되는 세트 포인트는 적용 분야의 요구사항에 적합하도록 선택될 수 있다.
출구 접합부(95)는 밀봉 방식으로 본체(512)와 나사결합된다. 이러한 수 출구 접합부는 차단 장치(592)를 내장하는 스커트(591)를 포함하며, 차단 장치는 기본적으로 폐쇄되어 있고 스프링(93)의 작동에 의해 상기 스커트(591)에 대하여 밀봉된다. 한편, 출구 커플링(75)이 연결되지 않는 경우, 차단 장치(592)는 가스 회로로의 입자 및 먼지의 진입을 방지한다. 더욱이, 차단 장치(592)는 출구 커플링(75)이 해제되거나, 또는 출구 커플링(75)이 연결되지 않는 동안 개구 제어부(250)의 가압 작용이 일어나는 경우에 대기로의 유체의 어떤 흐름도 방지한다.
출구 커플링(75)은 차단 부재(72)을 내장하는 본체(71)로 구성된다. 차단 부재(72)는 스프링(73)의 작동 상태에 있게 되어 기본적으로 상기 본체(71)에 대해 폐쇄되고 밀봉된다.
이러한 차단 부재(72)는 한편으로는, 출구 커플링(75)이 연결되지 않는 경우 가스 회로로의 입자 및 먼지의 진입을 방지하고, 다른 한편으로는, 상기 출구 커플링(75)이 해제되는 경우, 적용 분야의 공급 관에 포함된 유체의 대기로의 배출을 방지한다. 출구 커플링(75)이 수 출구 접합부(95)에 연결되는 경우, 한편으로는 회로가 O링 시일의 작동 하에서 밀봉되고, 다른 한편으로는, 회로가 2개의 차단 부재들(72, 592)의 상호 작용으로 인해 개방된다.
유리하게는, 본 발명에 따라, 그리고 이하에서 더욱 상세히 기술되는 바와 같이, 헤드(150)는 다음 방식으로 형성될 수도 있다.
- 출구 커플링(75)이 오리피스(105)로 연결되지 않는 경우, 가스 유량을 개방시키는 제어부(250)를 고정하는 것이 불가능하다.
- 출구 커플링(75)이 오리피스(105)의 제거가능한 가스 분배 헤드(105)에 연결되는 경우, 가스 유량을 개방하는 제어부(250)를 고정하는 것이 가능하고, 가스 유량의 차단은 환형 손잡이(350)의 작동에 의해 제어되고 출구 커플링(75)을 해제하는 제어부(541)는 접근가능하다.
- 가스를 개방시키는 제어부가 작동하는 동안 출구 커플링(75)이 갑자기 해제되는 경우, 상기 제어부는 즉시 해제된다.
헤드(150)의 오리피스(105)는 커플링(75)에 의해 지지되는 상보적인 연결 장치와 협력하도록 하는 수 연결 장치(95)를 내부에 포함한다. 손잡이(250)가 작동될 때, 장치의 가스를 개방시키는 밸브 드라이버(17)는 작동되지만 수 연결 장치(95)에서의 차단 요소(54)의 존재는 가스의 어떤 유동도 방지한다.
도8은 출구 커플링(75)이 구비된 온/오프 장치 및 동일한 실시예를 따른 가 스 분배 헤드(150)의 부재를 도시한다. 연결시에는, 출구 커플링(75)은 본체(150)에 고정된 스핀들(38)에 대해 차단 셔터(54)를 회전시킨다.
셔터(54)가 회전될 때, 셔터(54)의 캠 프로파일(542)은 포크(55)에 대해 가압한다. 포크(55)는 슬롯(101)에 의하여 본체(150)에 대해 병진적으로 안내된다.(도6 및 도7 참조)
잠금 포크(55)는 인장 스프링(412)에 의해 캠 프로파일(542)과 접촉을 유지한다. 인장 스프링(412)은 한편으로는 주위에서 셔터(54)가 회전하는 스핀들(38)에 부착되고, 다른 한편으로는, 포크(55)에 고정된 스핀들(513)에 부착된다. 유제 분배 시스템은 온 상태로 절환되고 잠길 수 있다.
도9는 동일한 실시예에 따른 가스 분배 헤드(150)와, 단절을 위한 해제 위치에서 출구 커플링(75)을 구비한 온/오프 장치의 부재를 도시한다.
셔터(54)는 해제 트리거를 형성하고 외부로부터 접근가능한 부분(541)을 구비한다. 해제 트리거(541)에 지속되는 작용은, 캠 프로파일(542)이 본체(150)의 지지 표면(102)과 접할 때까지 차단 셔터(54)를 스핀들(38) 주위에서 회전시킴으로써 개방하도록 가압한다. 따라서, 셔터(54)는 커플링의 외부 표면에 형성된 정합 하우징(142)과 같이 작동한다. 따라서, 출구 커플링(75)은 해제되고 단절될 수 있다.
출구 커플링(75)이 발출되고 해제 트리거(541)의 작용이 완화되자마자, 차단 셔터(54)는 환형 스프링(57)의 작동 하에서 다시 폐쇄된다.(도6 및 도9 참조) 따라서, 차단 셔터(54)는 잠금 포크(55)를 장치의 차단 위치로 구동시킨다. 이는 잠 금 포크(55)가 인장 스프링(412)을 통해 캠 프로파일(542)과 접촉을 유지하는 사실을 통해 달성된다.
도10 및 도11은 동일한 실시예를 따른 가스 분배 헤드(150)와 출구 커플링(75)을 구비한 온/오프 장치의 부재를 도시한다.
장치의 다양한 용법이 이하에서 기술된다.
온 기능:
잠금 포크(55)는 시스템(도8에서 출구 커플링(75)의 연결 참조)의 온 위치에서 표시된다. 온 손잡이(250)는 콘(cone; 532)을 구비한 스템을 포함한다.(도11) 온 손잡이(250)에서의 작동으로, 스템에 고정된 콘(532)은 잠금 포크(55)의 본체를 형성하는 2개의 탄성 블레이드(51)를 각각 이동시킨다.(도10) 스템에 고정된 콘(532)은 블레이드에서 완전히 빠질 때까지 2개의 탄성 블레이드(51)를 각각 이동시킨다.
손잡이(250)에 가해지는 작동은 경로의 끝에 도달하자마자 정지될 수 있다. 일단 콘(532)이 통과되면, 탄성 블레이드(51)는 초기 형상으로 복귀하고 스템을 콘(532)의 기부에서 유지시킨다. 따라서 온 손잡이(250)의 스템(31)의 단부는 밸브 드라이버(17)의 누름 위치를 지속한다.
오프 기능:
환형 오프 손잡이(350)는 포크의 탄성 블레이드(51)를 분리가능하게 하는 콘(521)을 포함한다.(도11) 결정 압력이 환형의 오프 손잡이(350)에 적용되면, 오프 콘(521)은 탄성 블레이드(51)를 각각 가압하고, 온 콘(532)을 자유롭게 한다.
그 결과, 지금까지 압축상태로 유지된 스프링(411)은 온 손잡이(250)를 오프 위치로 복귀시킬 수 있다.
도시된 예에서, 오프 콘(521)의 축은 온 콘(532)으로부터 횡방향으로 오프셋된다. 물론, 대안으로서, 오프 콘(521)은 온 콘(532)과 동축방향으로 될 수 있다.
그 결과, 환형의 오프 손잡이(350)에 가해진 압력은 정지될 수 있다. 환형의 오프 손잡이(350)와 협력하는 스프링(56)은 상기 손잡이를 해제 위치로 복귀시킨다. 2개의 플랫(flat; 122)은 오프 손잡이(350)에 장착되기 위하여, 특히 손잡이와 콘(521)을 표시하기 위하여 오프 손잡이(350) 상에 형성될 수도 있다.
이러한 구조에서, 시스템은 오프 상태로 절환되지만, 여전히 출구 커플링(75)을 통해 연결된다. 시스템은 전술한 바와 같이 다시 온 상태로 절환될 수 있으며, 또는 출구 커플링(75)은 도9와 관련된 문단에서 기술한 바와 같이 오리피스(105)로부터 단절될 수도 있다.
비상 정지 기능:
가스 공급을 개방시키는 제어부가 작동하는 동안 출구 커플링(75)이 갑자기 단절된다면, 잠금 포크(55)는 정지 위치로 복귀한다. 따라서, 콘(532)은 해제된다. 지금까지 압축상태로 유지된 스프링(411)은 온 손잡이(250)를 상승 오프 위치로 복귀시킨다.(도9와 관련된 문단 참조)
따라서, 본 발명은 가스 분배 장치로부터의 가스의 분배를 허용하는 조건하에서의 제어를 제공한다. 또한 본 발명은 분배 장치의 출구 오리피스에 보호수단을 제공한다.
따라서, 본 발명에 따른 시스템은 차단스위치로서 작동하고, 연결 조건이 만족되기만 하면 온 손잡이(250, 즉 가스의 분배를 허용하는 손잡이)는 결합된 상태로 유지될 수 있다. 이러한 온 손잡이(250)는 연결 조건이 더 이상 만족되지 않으면 단절되어진다.
제안된 해결방안에서, 출구 커플링의 보호는 장치가 연결되어 있는지의 여부에 관한 정보도 제공하는 방식으로 설계된다.
본 발명은 고 안전 수준, 높은 사용 용이성, 시스템 상태의 좋은 가시성 및 경량성 측면에서의 좋은 절충성을 요구하는 어떤 용도에도 적용될 수도 있다. 예로서, 본 발명은 휴대형 또는 모바일 연료 전지를 위한 수소, 의료 가스 및 분석과 실험 사용을 위한 가스의 저장 및 분배에 적용될 수 있다.

Claims (12)

  1. 가압 유체 탱크로부터 특히 유체의 충전 및/또는 추출을 제어하는 장치로서,
    특히 탱크 연결 인터페이스의 상보적인 부착 수단과 협력하는 부착 수단이 설치된 연결 단부(516)를 구비하는 본체와,
    본체에 대하여 이동할 수 있는 밸브를 개방시키는 부재(17)와,
    상기 개방 부재(17)의 이동을 선택적으로 가능하게 하며, 개방 부재(17)의 작동 위치와 휴지 위치에 각각 상응하는 온 위치와 오프 위치 사이에서 이동가능한 작동 수단(250)과,
    유체를 분배시키기 위한 제거가능한 유입구 또는 출구 커플링(75)을 수용하는 오리피스(105)를 포함하는 제어 장치에 있어서,
    온 위치에서 작동 수단(250)을 고정시키는 인입식 수단(55)을 포함하고,
    커플링(75)이 오리피스의 제어 장치에 연결되지 않은 경우, 잠금 수단(55)이 인입 위치로 가압되어 작동 수단(250)을 온 위치에 안정적으로 남아있지 못하게 하는 방식으로, 상기 인입식 잠금 수단(55)이 오리피스(105)와 협력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 커플링(75)이 오리피스에서 제어 장치에 연결되는 경우, 온 위치에 작동 수단(250)을 고정하는 작동 위치에서 잠금 수단(55)을 유지시키기 위하여 접합부 표시기(54)가 잠금 수단(55)에 힘을 전달하는 방식으로, 인입식 잠금 장치(55)가 구성되는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서, 잠금 수단(55)에 유지력을 전달하는 중간 수단(54, 542)을 포함하며,
    상기 중간 수단(54, 542)은 이동 부재(54)를 포함하고,
    상기 이동 부재(54)는 오리피스(105)에서 커플링(75)과 접하여 협력가능한 제1 단부와, 인입식 잠금 수단(55)과 접하여 협력가능한 제2 단부(542)를 구비하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 커플링(75)이 오리피스로부터 단절되고 추출되는 경우, 잠금 수단(55)에서의 유지력은 자동적으로 제거되며, 작동 수단(250)을 오프 위치로 절환시키기 위하여 잠금 수단(55)이 인입되는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 작동 수단(250)은 병진 이동식 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 인입 위치를 향하여 잠금 수단(55)을 가압시키는 복귀 수단(412)을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  7. 제3항에 있어서, 커플링에 대해 오리피스(105)를 개방하고 폐쇄하는 위치 사이를 이동가능한 차단 요소(54)를 포함하며,
    차단 요소(54)는 잠금 수단에 유지력을 전달하기 위하여 중간 수단(54, 542)의 이동 부재를 구성하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  8. 제7항에 있어서, 차단 요소(54)는 부착부를 포함하며, 차단 요소(54)가 개방 위치에 있는 경우, 부착을 목적으로 커플링(75)에 속하는 정합부와 협력하도록 부착부가 오리피스 내부로 돌출되는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 부재(17)를 휴지 위치로 이동하도록 하는 폐쇄 수단(350)을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  10. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 잠금 수단(55)은 탄성 부착부(51)를 포함하며,
    상기 탄성 부착부(51)와 작동 수단(250)은 정합 형상을 구비함으로써, 잠금 수단(55)이 작동 잠금 위치에 있을 때, 온 위치를 향한 작동 수단(250)의 이동이 탄성부(51)를 작동 수단(250)에 부착되도록 야기하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 폐쇄 수단(350)은 작동 위치와 정지 위치 사이 에서 이동가능하며,
    상기 작동 위치에서, 폐쇄 수단(350)은 탄성 부착부(51)를 이동 및/또는 변형시켜 작동 수단(250)의 잠금을 해제시키기 위하여 작동 수단(250)과 협력하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  12. 가압 유체 탱크와 제어 장치로 구성된 조립체로서,
    상기 탱크(1)가 저장 용량의 한계를 정하고 탱크의 내부와 연통하는 오리피스를 구비한 케이싱(13)과, 상기 오리피스에 위치한 충전 및 추출 헤드(2)와, 격리 밸브와 같은 격리 부재(8)와, 제어 장치와 제거가능하게 협력하는 연결 인터페이스(3)를 포함하는, 조립체에 있어서,
    상기 제어 장치는 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 제어 장치인 것을 특징으로 하는 조립체.
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