專利名稱：氣體分配裝置和包括這種裝置的設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及ー種氣體分配裝置和設備。本發明更具體地涉及ー種用于將多個增壓氣體源相繼地連接到用戶的氣體分配裝置，該裝置包括殼體、分配構件，所述殼體設有g在連接到相應氣體源的多個氣體入口和旨在連接到用戶構件的一出口，所述分配構件能相對于體部選擇性地運動到不同的分配位置，這些分配位置使每個入ロ能選擇性地和依次地與出口聯通，而其它入ロ與出口隔離。
背景技術：
エ業設備，尤其是那些使用氣態氫的エ業設備，包括連接到ー個或多個增壓存儲器的氣體分配系統。例如，在某些將氫用作能量載體的設備中，多個增壓氫存儲器可以并聯連接到燃料電池。存儲器的清空是相繼發生的，也就是說是一個接ー個地清空。大多數現存的設備優選使用允許ー個存儲器相對于另一存儲器清空的反向控制単元。這些控制単元一般包括并聯安裝并且以兩個不同的鎖止壓カ控制的兩個調節元件。連接到包含以最高鎖止壓力控制的調節元件的線路的存儲器首先被清空。這些反向控制單元適于兩個存儲器連接到所述設備的情形。通過共用回路中的電磁閥在下游確保安全氣體切斷功能。為了減輕火災的后果，可以在每條線路中在反向控制單元的上游安裝熱熔元件。在多于兩個存儲器并聯連接的情況下，必須用其它裝置代替反向控制單元。例如，之前披露的系統使用卡銷(ba I onnettef bayonet),該卡銷包括與并聯連接到相同用戶出口的存儲器具有相同數量的電磁閥。自動控制裝置根據要清空的存儲器來確保電磁閥的打開順序。為了通過熱敏排出閥(尤其是熱熔元件)保護這些存儲器免于火災損害，需要在每條線路中安裝這樣的閥(除了每個電磁閥以外)。這些設備需要大量的閥和熱熔元件以及用于整個系統的自動控制的程序設計邏輯。這種結構成本高并且不是非常緊湊，而且増加了熱熔元件無意中動作的可能性。
發明內容
本發明的ー個目的是減輕所有或部分上面提到的現有技術的缺點。為此，根據本發明的還符合由上面的序言給出的總體定義的裝置特征主要在干，該裝置包括能夠移動到動作位置的緊急排出系統，在所述動作位置上，所有的氣體入口同時與一氣體排出出口成為受迫關系(relation forcee, forced relationship)。此外，本發明的實施方式可以包括一個或多個如下的特征-緊急排出系統包括熱熔元件，-緊急排出系統包括致動器，所述致動器能選擇性地通過手動或通過機電裝置運動，-致動器能夠平移移動并且包括一個為了其致動而伸出殼體的末端，
-緊急排出系統能夠從中立位置朝向動作位置移動，緊急排出系統在中立位置上允許分配構件選擇性地移動到分配位置，緊急排出系統在動作位置上使分配構件移動到阻止分配位置的脫開位置，-分配構件受到重置構件的作用カ而移向脫開位置，在中立位置上，緊急排出系統構成防止分配構件朝向脫開位置移動的可移除的止擋裝置，-分配構件能夠相對于體部轉動運動，分配位置由分配構件相對于體部和入口的相應的角位置限定，-分配構件能夠相對于體部朝向脫開位置平移移動，-分配構件包括內部通道，所述內部通道具有與出ロ聯通的下游末端和根據分配構件相對于體部的位置可能與ー個或所有入口聯通的上游末端，-緊急排出系統在移動到動作位置之后能重新定位在其中立位置上， -緊急排出系統包括由金屬共熔合金(eutectiquemetallique, metalliceutectic)構成的熱熔元件，其具有在85°C和120°C之間、優選地在105°C和115°C之間的預定熔化溫度，-殼體由單個部件或多個裝配部件構成，-殼體包括用于任何內部泄漏的排出出口，-所述裝置包括確保運動部件彼此之間(尤其是在殼體與分配構件之間)的氣流的流體密封的ー個或多個密封接頭，-分配構件相對于殼體圍繞安裝在殼體上的軸可轉動地安裝，-氣體排出出口與旨在連接到是氣體用戶構件的一構件的出口一致。本發明還涉及基于多個相繼使用的增壓氣體源向用戶供氣的氣體分配設備，該設備包括根據上面或下面描述的其中一個特征的分配裝置，所述源分別流體連接到殼體的氣體入口，用戶流體連接到殼體的出口。本發明還可涉及包括上面或下面描述的特征的任何組合的任何裝置或替換過程/方法。
閱讀了參照附圖給出的如下描述之后將會意識到其它特征和優點，其中圖I繪出了說明根據本發明的典型的氣體分配設備的結構的示意性局部視圖，圖2繪出了根據本發明的氣體分配裝置的第一示例的示意性局部后視圖，圖3繪出了根據圖2中的氣體分配裝置的線AA的縱向截面視圖，圖4繪出了根據本發明的氣體分配裝置的第二示例的示意性局部后視圖，圖5繪出了根據圖4中的氣體分配裝置的線AA的縱向截面視圖。
具體實施例方式圖I圖示了包括諸如增壓氣體存儲器(例如用于氫氣)之類的四個氣體源(E1-E4)的設備的一個非限制性示例。這四個源E1-E4并聯連接到氣體分配裝置14，該氣體分配裝置包括連接到氣體用戶U (例如燃料電池)的出ロ SI。這四個源E1-E4流體連接到分配裝置14的各個入口 1、2、3，4。可以將分配裝置控制成從以相繼方式清空的源向用戶U供氣。
根據本發明的ー個有利特征，分配裝置14具有能夠使來自于所述源E1-E4的氣體排出的緊急排出系統7、27，該緊急排出系統7、27對于四個氣體源是共用的。該緊急排出系統7、17以受控的方式和/或響應于危險情況(例如在火災的情況下)向一出ロ排出氣體。在圖2和3中描述的非限制性的說明性實施方式中，氣體分配裝置14包括殼體20、30，例如包括兩個部分20、30。該殼體20、30在其其中ー個末端上包括多個孔，這些孔構成旨在分別連接到氣體源E1、E2、E3、E4的氣體入口 1、2、3、4。殼體20、30的另ー個末端包括構成氣體出口 SI的孔，出口 SI g在連接到是由這些源E1、E2、E3、E4供氣的氣體用戶構件U的構件。分配構件9以可運動的方式布置在體部20、30中。該分配構件9可以選擇性地相對于體部20、30和入口 1、2、3、4運動到不同的分配位置，這些分配位置使每個入口 1、2、3、4與出口 SI選擇性地和依次地聯通(而其它入口與出ロ SI隔離)。 例如，分配構件9能夠在殼體20、30中相對于安裝在殼體20、30中的縱軸111轉動。分配構件9包括內部通道10，內部通道10具有與出ロ SI聯通的一個下游末端和根據分配構件9相對于體部2、13的位置可能與ー個或所有入口 1、2、3、4聯通的一個上游末端。分配構件9的角位置例如經由電磁致動器或一些其它合適的控制系統(這里未圖示出)控制。例如，四個入口 1、2、3、4彼此相對于軸111以90度布置。這樣，對于每轉過90度，入口 1-4可以經由通道10相繼地與出口 SI聯通。如圖所示，在兩個分配位置之間，分配構件9經過45°處的位置，在該位置上出口 SI與入口 1-4隔離。根據ー個可行的結構，經由重置元件迫使分配構件9以密封的方式抵靠設有這些入口 1-4的殼體20的面，所述重置元件例如是一個或多個彈簧17和/或一個或多個盤形彈簧墊片(rondelles de Belleville, Belleville washer)。通道10與所述孔之間的密封可以通過ー個或多個0形環12或通過其它合適的裝置/手段確保。迫使分配構件9抵靠入ロ 1-4的重置元件17例如以熱熔元件7和構成機械約束元件27的致動器作為基礎。諸如彈簧(尤其是壓縮彈簧)之類的另一個重置元件11使分配構件9在遠離出ロSI的方向上運動。在稱作中立位置的該位置上，緊急排出系統7、11、17、27允許分配器14正常(相繼)起作用。但是，緊急排出系統7、11、17、27能夠移動到被稱作動作位置的位置上，在該位置上，所有的氣體入口 1、2、3、4同時與氣體排出出口成為受迫關系。例如在火災的情況下，熱熔元件7從一定的溫度閾值熔化。然后重置元件11使分配構件9朝向出ロ SI縱向滑動。然后失去通道10與殼體20、30的所述面之間的密封。在該位置上，所有的入口 1-4同時與出口 SI和選擇性的自然泄漏孔13聯通。當約束元件27移動(手動或自動地)時獲得相同的結果。例如，致動器27能夠在殼體20、30內平移移動并且包括一個伸出殼體的末端以便于允許其致動。也就是說，兩個不同的命令(經由熱熔元件7和/或經由致動器27)都允許氣體的緊急排出。優選地可以重新定位新的熱熔元件7和/或致動器27 (在中立位置上重置)。例如經由出口 SI獲得在切換到動作位置上的情況下的氣體的排出。當然可以為氣體的這種排出使用為此目的的不同的專用孔。例如在動作位置上，入口 1、2、3、4可以與另ー個排出孔流體聯通。殼體20、30還可以包括用于收集和排出在密封件12附近和在入口 1-4與出ロ SI之間可能發生的任何自然泄漏的孔13.如圖所示，出口 SI可以與接合在殼體20、30內部或者甚至接合在用于分配構件9的體部的保持裝置的內部的管道重合。可以設置ー個或多個密封接頭16以便于確保管道15與殼體20、30和分配構件9之間的密封。該管道還可以確保對分配構件9在中立位置與動作位置之間的平移的引導功能。圖4和5中繪出的變型實施方式與圖2和3中的那些實施方式的區別僅在于其不包括致動器。也就是說，僅熱熔元件將分配構件9保持在分配位置上。為了簡便起見，不再第二次描述這些與上面描述的那些元件完全相同的元件，并且它們用相同的附圖標記表 /Jn o因此本發明能夠用緊急排出系統獲得多個氣體源的相繼供應，所述緊急排出系統在火災的情況下和/或在被認為是不安全的情況下經由單獨的控制單元對設備排氣。該結構比現存的解決方案更簡單、成本更低。
權利要求
1.一種用于將多個增壓氣體源(El，E2，E3，E4)相繼地連接到用戶(U)的氣體分配裝置，該裝置包括殼體(20，30)、分配構件(9)，所述殼體(20，30)設有g在連接到相應的氣體源(El，E2，E3，E4)的多個氣體入口( 1，2，3，4)和g在連接到用戶構件(U)的一出口(SI)，所述分配構件(9)能相對于體部(20，30)選擇性地運動到不同的分配位置，這些分配位置使每個入ロ( I，2，3，4)選擇性地和依次地與出口( SI)聯通，而其它入ロ與出口( SI)隔離，其特征在于，該裝置包括能夠移動到動作位置的緊急排出系統(7，11，17，27)，在所述動作位置上，所有的氣體入口(1，2，3，4)同時與ー氣體排出出口成為受迫關系；所述緊急排出系統(7，11，17，27)能夠從中立位置朝向動作位置移動，其中在中立位置上，所述緊急排出系統(7，11，17，27)允許分配構件(9)選擇性地移動到分配位置，在動作位置上，所述緊急排出系統(7，11，17，27)使分配構件(9)移動到阻止所述分配位置的脫開位置，該分配構件(9)受到一重置構件(11)的作用カ而移向所述脫開位置；在中立位置上，所述緊急排出系統(7，11，17，27 )構成防止分配構件(9 )朝向脫開位置移動的可移除的止擋裝置(7，27 )，其中所述緊急排出系統(7，11，17，27 )包括熱熔元件(7 )。
2.根據權利要求I所述的裝置，其特征在于，所述緊急排出系統(7，11，17，27)包括致動器(27 )，所述致動器(27 )能選擇性地通過手動或通過機電裝置運動。
3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述致動器(27)能夠平移移動并且包括一個為了其致動而伸出殼體(2，3)的末端。
4.根據權利要求1-3中的一項所述的裝置，其特征在于，所述分配構件(9)能夠相對于體部(20，30)轉動運動，所述分配位置由所述分配構件(9)相對于體部(20，30)和入口( I，2，3，4)的相應的角位置限定。
5.根據權利要求1-4中的一項所述的裝置，其特征在于，所述分配構件(9)能夠相對于體部(2，3)朝向所述脫開位置平移移動。
6.根據權利要求1-5中的一項所述的裝置，其特征在于，所述分配構件(9)包括內部通道(10)，所述內部通道(10)具有與出口(SI)聯通的下游末端和根據分配構件(9)相對于體部(2，3)的位置可能與ー個或所有入ロ( 1，2，3，4)聯通的上游末端。
7.根據權利要求1-6中的一項所述的裝置，其特征在于，所述緊急排出系統包括由金屬共熔合金構成的熱熔元件(7 )，其具有在85°C和120°C之間、優選地在105°C和115°C之間的預定熔化溫度。
8.根據權利要求1-7中的一項所述的裝置，其特征在于，所述殼體由單個部件或多個裝配部件構成。
9.根據權利要求1-8中的一項所述的裝置，其特征在于，所述氣體排出出口與g在連接到氣體用戶構件的出口一致。
10.ー種基于多個相繼使用的增壓氣體源ぴ1』2』3』4)向用戶(U)供氣的氣體分配設備，該設備包括根據權利要求1-9中的一項所述的分配裝置，所述源(E1，E2，E3，E4)分別流體連接到殼體(2，3 )的氣體入口( I，2，3，4 )，用戶(U )流體連接到殼體(2，3 )的出口( SI)。
全文摘要
本發明涉及一種用于將多個增壓氣體源(E1，E2，E3，E4)連接到用戶(U)的氣體分配裝置，該裝置包括殼體(20，30)和分配構件(9)，所述殼體(20，30)設有旨在連接到相應的氣體源(E1，E2，E3，E4)的多個氣體入口(1，2，3，4)和旨在連接到用戶構件(U)的一出口(S1)，所述分配構件(9)能相對于體部(20，30)選擇性地運動到單獨的分配位置，這些分配位置用于將每個入口(1，2，3，4)選擇性地和依次地與出口(S1)聯通，而其它入口與出口(S1)隔離，其特征在于，該裝置包括緊急排出系統(7，11，17，27)，該緊急排出系統(7，11，17，27)能移動到同時迫使所有氣體入口(1，2，3，4)與一氣體排出出口連接的操作位置。
文檔編號F16K17/38GK102822578SQ201180016062
公開日2012年12月12日 申請日期2011年3月1日 優先權日2010年4月2日
發明者L·阿利迪熱斯 申請人:喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司