專利名稱：加壓氣體分配裝置、包括這種裝置和控制裝置的組件以及設有這種分配裝置的容器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種加壓氣體分配裝置、包括這種分配裝置和控制裝置的組件以及設置有這種分配裝置的容器。本發明更具體地涉及一種用于分配加壓氣體的裝置，例如旋塞，該裝置包括第 一端和第二端，所述第一端用于被置于加壓氣體儲存容器的孔中，所述第二端包括可被 選擇性地連接至用于控制向容器填充氣體和/或從容器引出氣體的裝置的連接接口，該 分配裝置包括內部氣體回路，該內部氣體回路具有用于與容器的內部連通的上游端和用 于連接至所述填充和/或引出控制裝置的下游端，該內部回路從上游向下游包括串聯的 壓力調節器和下游隔離閥，位于壓力調節器和下游隔離閥之間的那部分內部回路限定出 被稱為低壓室的腔室。
背景技術：
尤其為了安全的原因，諸如帶有內置式調節器的旋塞之類的氣體填充和分配系 統設計成使得加壓氣體罐的終端用戶不能與處于氣缸的高壓下的氣體相接觸，而是僅能 與處于已被壓力調節器降低的壓力下的氣體相接觸。當在調節器的下游(在低壓側)裝配有閥時，在調節器和隔離閥之間可能會產生 壓力增加，尤其是在調節器泄漏時。特別地，沒有調節器可被認為是100%流體密封的， 尤其是對于(氫或氦類型的)小分子的氣體。因此，如果在沒有任何氣體被引出的情況下將氣體長時間存儲，調節器的下游 的低壓室可能會被填充以處于高壓下的氣體。當存在這種情況時，當用戶希望再次引出 一些氣體并通過開啟隔離閥(經由例如快速連接器)連接至容器時，會產生危險的情況。因此，當用戶連接至引出端口并且在隔離閥上游存在異常高壓時，存在使在引 出端口與用戶系統的快速連接器之間進行密封的O形圈被擠壓的風險。尤其在旋塞具有與引出孔共用的填充孔的情況下會產生安全問題。為了解決這個問題，在實踐中已知使用在過壓或超溫的情況下釋放氣體的安全 排放閥。但是，即使泄漏相對較小，在某些情況下，這些已知的排放閥也會由于突然釋 放相當大量的氣體而引起危險的情況。當氣體為可燃的、例如為氫時，這尤其危險。由于這些原因，在某些應用中，可建議將由安全釋放閥釋放的排氣保持在旋塞 內的密封體積中。然后通過可連接至旋塞的安全系統處理和排放排氣。另一方案可包括向用戶指示(經由壓力計)旋塞中的壓力異常高，所述旋塞位于 將旋塞與外部隔離的閥的緊后方。但是，由于該方法的安全方面完全依賴于用戶，所以 此方法不可靠。
發明內容
本發明的目的是減少上面提到的現有技術中的所有或部分缺點。
為此，根據本發明的裝置的主要特征在于(其它方面依照上面導言中的一般限 定)，連接接口包括至少一個可被選擇性地在第一靜止位置和第二作用位置之間移動的安 全鎖止件，在所述第一靜止位置，鎖止件將連接接口構造成可連接至所述相匹配的填充 和/或引出控制裝置的第一構型，在所述第二作用位置，鎖止件將連接接口構造成防止 連接至相匹配的填充和/或引出控制裝置的第二構型，當低壓室中的壓力高于設定的閾 值時，安全鎖止件在低壓室中的壓力的作用下被移至 其作用位置。此外，本發明的實施方式可包括如下一個或多個特征-安全鎖止件默認被朝向其靜止位置驅動，-安全鎖止件構造成使得，當該安全鎖止件從其靜止位置轉換到其作用位置時， 該安全鎖止件改變連接接口的至少一個如下結構特征形狀、體積、取向和尺寸，_安全鎖止件的靜止和作用位置分別對應于相對于連接接口被縮進和突出的位 置，-安全鎖止件包括球體，該球體能夠在形成于連接接口中并向該連接接口的外表 面開口的殼體中移動，-安全鎖止件直接和/或經由諸如移動活塞的中間傳遞部件承受所謂的低壓室中 的壓力，-內部回路包括被稱為上游閥的附加的隔離閥，該附加的隔離閥串聯布置在壓力 調節器與下游隔離閥之間，-內部回路包括用于承受容器中的壓力的安全釋放閥，以便根據容器中的氣體的 溫度和/或壓力相對于至少一個設定的閾值選擇性地關閉或開啟從容器朝向排放區的氣 體通道，安全釋放閥的排放區通入下游隔離閥上游的所謂的低壓室，-內部回路包括用于填充容器的填充管道和用于從容器引出氣體的引出管道，所 述填充和引出管道為共用的或分開的并在用于連接至填充和/或引出控制裝置的共同端 相重合，從而經由同一個進入端口執行填充和引出。-安全鎖止件默認通過回位部件被驅動至其靜止位置，_填充孔和引出孔在連接接口的凹入接收區域中相重合，-安全釋放閥位于管道中，該管道具有被連接至下游隔離閥的上游的下游端和當 被安裝到容器上時被連接至容器內的上游端，-安全釋放閥的排放區位于上游閥和下游閥之間，-連接接口包括陽和/或陰聯結裝置(例如銷、插腳、槽、快速連接系統等)， 所述陽和/或陰聯結裝置用于選擇性地通過聯結而與屬于填充和/或引出控制裝置的相匹 配的陰和/或陽聯結裝置相協作。本發明還可涉及任何包括之前或之后提到的特征的任何組合的可供選擇的裝置 或方法。
其它具體特征和優點通過閱讀下面參照附圖進行的描述將顯而易見，其中-圖1示出了根據本發明的加壓氣體分配裝置的結構和運行的第一示例的示意性 局部視-圖2示出了根據本發明的加壓氣體分配裝置的結構和運行的第二示例的示意性 局部視圖；-圖3和圖 4示出了安全鎖止件分別位于靜止位置和作用位置時根據本發明的加 壓氣體分配裝置的一可能實施例的一細部的截面圖；-圖5示出了根據本發明的加壓氣體分配裝置的結構和運行的第三示例的示意性 局部視圖。
具體實施例方式在圖1中示意性地示出的加壓氣體分配裝置200 (例如旋塞)包括體部，該體部 具有容納在加壓氣體儲存容器30的孔中的第一端。該體部限定出內部氣體回路20，該內 部氣體回路具有連接至容器30內部的一端和用于連接至屬于用戶系統的填充和/或引出 控制裝置300的下游端。為此目的，分配器200的第二端包括連接接口 31，該連接接口 可選擇性地連接至用于控制向容器30填充氣體和/或從容器30引出氣體(例如經由快裝 連接系統)的裝置300。例如，連接接口 31包括陽和/或陰聯結裝置(例如銷和/或插腳和/或槽和/ 或夾子和/或螺紋系統等)，所述陽和/或陰聯結裝置用于選擇性地聯結屬于填充和/或 引出控制裝置300的相匹配的陰和/或陽聯結裝置。內部回路20從上游向下游(從氣體罐朝向可連接至用戶的端部)包括串聯布置 的壓力調節器50和下游隔離閥160 (閥VI)。這樣，內部回路20經由在控制裝置300被連接時開啟(自動地或由于隨后的特 定動作)的下游隔離閥160與外部隔離。位于壓力調節器50和下游隔離閥160之間的那部分分配裝置200限定出被稱為 低壓室的腔室3。具體地，除非存在異常或泄漏，調節器50下游的壓力應該相對較低。根據本發明的有利特征，分配裝置200包括至少一個安全鎖止件7，安全鎖止件 7設計成防止控制裝置300在低壓室3中的壓力異常高(例如高于設定閾值Ps)時連接至 分配裝置200。例如，鎖止件7可選擇性地在第一靜止位置和第二作用位置之間移動，在 所述第一靜止位置，鎖止件7將連接接口 31構造成可被連接至所述控制裝置300的第一 構型，在所述作用的第二位置，鎖止件7將連接接口 31構造成防止連接至控制裝置300 的第二構型。這樣，在危險情況下，用戶不可能使控制裝置300和分配裝置200連接。優選地，安全鎖止件7默認被朝向其靜止位置驅動，并且在低壓室3中的壓力P 高于設定的閾值Ps時在低壓室3中的壓力P的作用下被移向其作用位置。例如，安全鎖止件7構造成使得當其從其靜止位置移入其作用位置時，該安全 鎖止件改變連接接口 31的至少一個如下結構特征形狀、體積、取向和尺寸。例如，如 在圖1中示意性地示出的，安全鎖止件7的靜止和作用位置可分別對應于相對于連接接口 31被縮進和突出(突出已用虛線示出)的位置。因此，當鎖止件7突出時，其防止向控 制裝置300的連接。鎖止件7例如經由在裝置200中形成的管道77連接至低壓室。安全鎖止件7還 優選地默認通過諸如彈簧的回位部件被朝向其靜止位置驅動。作為替換方式，鎖止件7不通過回位部件被推向其靜止位置，而是在與控制裝置300連接(例如通過機械接觸)后 被縮入靜止位置。圖2的實施例與圖1的實施例的不同之處僅在于，分配裝置200在內部回路20 中包括被稱為上游閥60的附加的隔離閥60，附加的隔離閥60串聯地定位在壓力調節器 50與下游隔離閥160(閥V2)之間。在這種情況下，鎖止件7可被流體連接至位于兩個 閥(VI、V2)之間和可能地位于上游閥160和調節器50之間的低壓室3。換句話說，鎖 止件7可對兩個閥160、60 (VI、V2)之間的壓力并且還對上游閥160與調節器50之間的 壓力敏感。 圖3和圖4示出了根據本發明的一個可能的實施例。分配裝置200的體部4包 括形成連接接口 31的端部。連接接口 31例如設計成使得其可被部分地容納在控制裝置 300的連接系統中。連接接口 31例如具有用于被容納在屬于控制裝置300的相匹配的槽 中的銷或插腳131，以便形成例如卡口類型的聯接系統。鎖止件包括球體7，該球體7容納在向連接接口 31的外(例如側)表面開口的凹 槽中。凹槽的上端可由附接至并附接入分配裝置200的體部4的凸緣9界定。圖9可具 有孔36，孔36形成提供朝向分配裝置200的體部4的內部的引導的系統。例如，下游 閥160位于體部4中并且對于從控制裝置300上突出的閥開啟系統301的情況可經由孔36 到達該下游閥。非限制性的，分配裝置200的填充孔和引出孔可同存在于連接接口 31、 9的凹入接收區域36中。球體7能夠在其被縮入體部4和連接接口 31的位置與在接口體部31的外表面和 體部4的外表面上突出的作用位置之間移動。凹槽當然構造成防止球體7完全掉出。體 部7經由例如在通道77中以密封方式(密封件2)滑動的活塞1承受低壓室3中的壓力。 活塞1的一端承受低壓室3中的壓力。活塞1的另一端例如經由形成一傾斜平面的構件 6與球體7接觸。活塞1優選地在與由低壓室3的氣體所施加的力相反的方向上由彈簧 5 (或等同裝置)驅動(如果壓力P低于閾值Ps，則彈簧5將活塞1保持在未將球體7朝 向其突出位置迫壓的位置)。這意味著，在默認情況下，球體7可在其橫向凹槽(圖3) 中自由地移動。當低壓室3中的壓力P超出設定的閾值Ps時，活塞1通過傾斜平面6推回球體 7，從而迫使該球體從形成連接接口 31的端部的外徑突出。因此，突出球體7形成改變連接接口 31的直徑(或某些其它特征)的突出部或止 擋件，從而即使在施加有相對較高的力時也防止具有互補形狀的控制裝置300被連接。 該突出球體7還形成警示用戶意外情況的可視指示器。圖5示出了根據本發明的加壓氣體分配裝置200的另一示例。通過與圖2的示 例相比較，圖5的分配器200還包括串聯布置在壓力調節器50上游的過濾器120和止回 閥220。此外，內部回路20包括設置有止回閥140的填充管道240。如圖所示，填充管 道240可被安裝成與包括調節器50的引出管道平行。填充管道240的上游端(在容器30 側)可例如在過濾器120的上游與引出管道(包括調節器50)相接。同樣地，填充管道 240的下游端(連接接口 31端)可例如在上游60和下游160兩閥之間與引出管道(包括 調節器50)相接。這樣，填充孔和引出孔可為共用的。此外，分配裝置200可包括用于 承受容器30中的壓力的釋放閥55，以便根據容器中的氣體的溫度和/或壓力相對于至少一個設定的閾值選擇性地關閉或開啟從容器向排放區的氣體通道。安全釋放閥55的排放 區優選地通入下游隔離閥160的上游的低壓室3。應當理解，雖然具有簡單且非昂貴的結構，本發明能夠解決現有技術中的所有 或部分問題。 當然，本發明不限于所描述的示例性實施例。例如，可以在權利要求的范圍內 設想多個鎖止件7和鎖止件7的不同構型(根據連接接口的構型和/或根據填充和/或引 出控制裝置連接系統的構型)。
權利要求
1.一種用于分配加壓氣體的裝置(200)，例如旋塞，該裝置包括第一端和第二端，所 述第一端用于被置于加壓氣體存儲容器(30)的孔中，所述第二端包括可被選擇性地連接 至用于控制向所述容器(30)填充氣體和/或從所述容器(30)引出氣體的裝置的連接接口 (31)，所述分配裝置(200)包括內部氣體回路(20)，該內部氣體回路具有用于與所述容 器(30)的內部連通的上游端和用于連接至所述填充和/或引出控制裝置的下游端，該內 部回路(20)從上游向下游包括串聯的壓力調節器(50)和下游隔離閥(160)，位于所述壓 力調節器(50)和所述下游隔離閥(160)之間的那部分內部回路(20)限定出被稱為低壓室 的腔室(3)，所述分配裝置(200)的特征在于，所述連接接口(31)包括至少一個可選擇性 地在第一靜止位置和第二作用位置之間移動的安全鎖止件(7)，在所述第一靜止位置，所 述安全鎖止件將所述連接接口(31)構造成可連接至所述相匹配的填充和/或引出控制裝 置的第一構型，在所述第二作用位置，所述安全鎖止件將所述連接接口(31)構造成防止 連接至相匹配的填充和/或引出控制裝置的第二構型，所述安全鎖止件(7)直接和/或經 由諸如移動活塞(1，6)的中間傳遞部件承受被稱為低壓室的所述腔室(3)中的壓力，當 所述低壓室(3)中的壓力(P)高于設定的閾值(Ps)時，所述安全鎖止件(7)在所述低壓 室(3)中的壓力的作用下被移入該安全鎖止件的作用位置。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述安全鎖止件(7)默認被朝向該安全 鎖止件的靜止位置驅動。
3.根據權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述安全鎖止件(7)構造成使得， 當該安全鎖止件從該安全鎖止件的靜止位置轉換到該安全鎖止件的作用位置時，該安全 鎖止件改變所述連接接口(31)的至少一個如下結構特征形狀、體積、取向和尺寸。
4.根據權利要求1至3中的一項所述的裝置，其特征在于，所述安全鎖止件(7)的靜 止和作用位置分別對應于相對于所述連接接口(31)被縮進和突出的位置。
5.根據權利要求1至4中的任一項所述的裝置，其特征在于，所述安全鎖止件(7)包 括球體，該球體能夠在形成于所述連接接口(31)中并向該連接接口的外表面開口的殼體 中移動。
6.根據權利要求1至5中的任一項所述的裝置，其特征在于，所述內部回路(20)包 括被稱為所述上游閥(60)的附加的隔離閥(60)，該附加的隔離閥串聯布置在所述壓力調 節器(50)與所述下游隔離閥(160)之間。
7.根據權利要求1至6中的任一項所述的裝置，其特征在于，所述內部回路(20)包 括用于承受所述容器(30)中的壓力的安全釋放閥(55)，以便根據所述容器中的氣體的溫 度和/或壓力相對于至少一個設定的閾值選擇性地關閉或開啟從所述容器朝向排放區的 氣體通道，所述安全釋放閥(55)的所述排放區通入所述下游隔離閥(160)上游的所謂的 低壓室⑶。
8.根據權利要求1至7中的任一項所述的裝置，其特征在于，所述內部回路(20)包 括用于填充容器(30)的填充管道(240)和用于從容器(30)引出氣體的引出管道，所述填 充和引出管道(240)為共用的或分開的并在用于連接至填充和/或引出控制裝置的共同端 相重合，從而經由同一個進入端口執行填充和引出。
9.一種組件，該組件包括加壓氣體分配裝置(200)和用于控制向容器(30)填充氣體 和/或從容器(30)引出氣體的裝置，其特征在于，所述分配裝置(200)為根據權利要求1至8中的任一項所述的裝置。
10. 一種包括孔的加壓氣體容器，其特征在于，該加壓氣體容器包括布置在該加壓氣 體容器的孔中的根據權利要求ι至8中的任一項所述的氣體分配裝置(200)。
全文摘要
本發明涉及一種加壓氣體分配裝置(200)，例如旋塞，該裝置包括第一端和第二端，所述第一端用于被置于加壓氣體存儲容器(30)的開口中，所述第二端包括可被選擇性地連接至用于控制向所述容器填充氣體和/或從所述容器引出氣體的連接接口(31)，所述分配裝置(200)包括內部氣體回路(20)，該內部氣體回路具有用于與所述容器(30)的內部連接的上游端和用于連接至所述填充和/或引出控制裝置的下游端，該內部回路(20)從上游向下游包括串聯的壓力調節器(50)和下游隔離閥(160)，位于壓力調節器(50)和下游隔離閥(160)之間的內部回路(20)部分限定出所謂的低壓室(3)，該分配裝置(200)的特征在于，連接接口(31)包括至少一個可選擇性地在第一靜止位置和第二作用位置之間移動的安全鎖止件(7)，在第一靜止位置，安全鎖止件將連接接口(31)定形狀成可連接至相結合的填充和/或引出控制裝置的第一構型，在第二作用位置，安全鎖止件將連接接口(31)定形狀成防止連接至相結合的填充和/或引出控制裝置的第二構型，安全鎖止件(7)直接和/或經由諸如移動活塞(1，6)的中間傳遞部件承受所謂的低壓室(3)中的壓力，當所述低壓室(3)中的壓力(P)高于預定的閾值(Ps)時，安全鎖止件(7)在低壓室(3)中的壓力的作用下被移至其作用位置。
文檔編號F17C13/04GK102027284SQ200980117478
公開日2011年4月20日 申請日期2009年5月7日 優先權日2008年5月16日
發明者A·莫萊迪, P·皮索 申請人:喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司