專利名稱：包括加壓氣體儲(chǔ)存容器和用氣體灌裝所述容器和/或從所述容器中取出氣體的控制裝置 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種組件，該組件包括加壓氣體儲(chǔ)存容器和用于所述容器 的灌裝和/或排放的控制裝置。
背景技術(shù)：
向耗氣設(shè)備如燃料電池供給氣體存在多種問題。特別地，尤其按照將 空容器更換為滿容器的規(guī)定來工作以簡化和保證這種供給是很重要的。
由于當(dāng)前的趨勢是著眼于提供所儲(chǔ)存氣體的質(zhì)量與容器的總質(zhì)量之間 的更佳的比率并結(jié)合尺寸的小型化而提高工作壓力，因而該問題愈加敏感。
此外，這類系統(tǒng)變得更加普遍，涉及非專業(yè)人員(例如，某些職業(yè)人
員如護(hù)士、實(shí)驗(yàn)室工作者，或公眾如DIY愛好者、駕車者等)對(duì)氣體的使 用。
用于儲(chǔ)存流體的系統(tǒng)和用于灌裝所述系統(tǒng)和/或從所述系統(tǒng)中排出(取
出)流體的裝置的一個(gè)目的是，使將空容器更換為滿容器所需的處理操作
更加容易進(jìn)行。此外，不言自明，所述儲(chǔ)存系統(tǒng)必須拔:供一定的安全等級(jí)，
該安全等級(jí)允許非專業(yè)人員執(zhí)行所述處理操作，同時(shí)又能提高容器處理中
心的安全性和生產(chǎn)率。
已知將氣體儲(chǔ)存為液態(tài)形式是實(shí)際可行的。在已知的方案中(例如
co2)，這執(zhí)行起來非常自然且不需要使用專門的設(shè)備。但是，在大多數(shù) 情況下(例如對(duì)于氫而言)，需要保持溫度條件，從而必須使用專門的設(shè) 備(隔熱，控制沸騰或"汽化")。這種操作使得用于儲(chǔ)存液體的方案有 些不切題，這是因?yàn)槠溥^于復(fù)雜且不適合于將空容器更換為滿容器的構(gòu)想。以氣態(tài)形式儲(chǔ)存氣體的方案通常包括配備有簡易閥的瓶體，所述閥如 果打開則會(huì)使使用者直接接觸儲(chǔ)存壓力。因此，為了使用氣體，需要接上 設(shè)備(壓力調(diào)節(jié)器、流量計(jì)等)并且這需要使用工具和復(fù)雜的操作。當(dāng)使 用者不是專業(yè)人員時(shí)，這些操作變得愈加危險(xiǎn)(泄漏的危險(xiǎn)、部件的強(qiáng)力 彈出等風(fēng)險(xiǎn))。
重量輕、尺寸小的氣體重灌(refill)是已知的，這提出了一種方案， 即提供帶有閥的筒罐，而所述閥不具有致動(dòng)元件，但是這種方案的缺點(diǎn)在 于氣體以儲(chǔ)存壓力被釋放。
為了防范與高壓有關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)，可為所述筒罐或瓶體配備調(diào)節(jié)閥，只要 涉及到使用者，所述調(diào)節(jié)閥便只允許使用者接觸降低了的壓力。這種方案 的缺點(diǎn)是在并瓦體上形成有突出部分。因此需要保護(hù)該突出部分。這種保護(hù) 通常由閥帽(bonnet)形成。總的來說，會(huì)增加重量和尺寸，并且可能不 便于將鋼體結(jié)合到需要?dú)怏w的應(yīng)用中。
此外，輸送到消費(fèi)者的大多數(shù)氣體儲(chǔ)備必須是機(jī)動(dòng)的。在極端的情況 下，可能需要配置整套完備的氣源并與耗氣應(yīng)用結(jié)合使用，例如在隔離的 場所向燃料電池供氣，或伴隨消防隊(duì)員們應(yīng)對(duì)緊急事件。
各個(gè)消費(fèi)者或消費(fèi)群體具有各自特定的必須盡量滿足的需求。其結(jié)果 是使得行業(yè)組織變得更加復(fù)雜，因?yàn)樾枰芾矸N類繁多的產(chǎn)品(流體/容器 的配對(duì)和流體輸送條件)。
一方面，需要解決的一個(gè)問M，向使用者和/或操作者提供便于他運(yùn) 輸和處理氣體儲(chǔ)備的裝置，另一方面，向使用者提供這樣的裝置，該裝置 允許他定制氣體儲(chǔ)備的設(shè)計(jì)以滿足其特定應(yīng)用的需求，并且使得操作者具 有允許他管理滿足其消費(fèi)者需求所需的各種產(chǎn)品的靈活性。
在以氣態(tài)形式儲(chǔ)存氣體的方案中，出于在管理大量瓶體方面的問題， 操作者和行業(yè)內(nèi)偏好配備有簡易閥的瓶體。所述簡易閥在打開時(shí)會(huì)使使用 者直接接觸儲(chǔ)存壓力下的流體。因此，為了使用氣體，需要接上硬件(壓 力調(diào)節(jié)器、流量計(jì)等)，而這需要使用工具和復(fù)雜的操作，當(dāng)使用者不是 專業(yè)人員時(shí)還會(huì)產(chǎn)生由這種類型的操作帶來的風(fēng)險(xiǎn)。因此，這種方案不受直接使用者(最終使用者，end-user)的青睞。
直接使用者更為青睞附裝在瓶體上而以應(yīng)用所需的壓力輸送流體的調(diào) 節(jié)閥。但是，這種調(diào)節(jié)閥的使用將對(duì)行業(yè)產(chǎn)生嚴(yán)重的限制，尤其是在管理 大量瓶體、維護(hù)、與灌裝設(shè)備的接合等方面。
在已知的儲(chǔ)存加壓氣體的設(shè)計(jì)中，所述閥結(jié)合有設(shè)在瓶體空間(容積) 內(nèi)部的調(diào)節(jié)裝置(例如參見EP-A-1316755)。這些已知的裝置在某種程度 上可限制閥的體積，但需要使用者執(zhí)行許多處理和連接操作以灌裝瓶體和 從瓶體排出氣體。
這樣，在上述現(xiàn)有方案中沒有一種同時(shí)考慮到行業(yè)的和消費(fèi)者的這些 特定需求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是緩解在現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述全部或部分缺點(diǎn)。 為此，本發(fā)明涉及一種組件，該組件包括用于儲(chǔ)存加壓氣體的容器和 用于控制所述容器的灌裝和/或排放的裝置，所述容器包括允許與所述容器 的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)連通的孔口和設(shè)置在所述孔口處的灌裝和配給(配送)頭，該 灌裝和配給頭包括至少部分地結(jié)合在所述容器的空間(容積)內(nèi)的預(yù)調(diào)節(jié) 裝置，以及為了連接的目的與所述用于控制氣體的灌裝和/或排出的裝置可 拆卸地配合的連接接口。
才艮據(jù)本發(fā)明，所述頭包括諸如隔離閥之類的隔離元件，該隔離元件至 少部分地容納在所述頭的空間內(nèi)部，并且位于所述頭外部的打開元件可經(jīng) 形成在所述頭中的通道口接觸到(訪問到，access)所述隔離元件，所述 控制裝置包括設(shè)有連接端部的體部，所述連接端部為了可拆卸地連接的 目的而與所述連接接口相配合(協(xié)作)；能相對(duì)于所述體部移動(dòng)的打開元 件；能夠選擇性地使所述打開元件在縮回的非工作位置和工作位置之間移 動(dòng)的致動(dòng)元件，在所述工作位置，所述打開元件的一個(gè)端部突出到所述體 部之外而超出所述連接端部，以允許所述打開元件向下進(jìn)入所述頭部中的 所述通道口內(nèi)部以便打開所述隔離元件。此外，本發(fā)明可具有下述特征中的一個(gè)或多個(gè)
-所述隔離元件至少部分地結(jié)合在所述容器的空間內(nèi)，
-所述控制裝置包括供氣體離開和/或進(jìn)入所述容器的口 ，并且所述打
開元件能夠在所述口中以如下方式移動(dòng)，即，^使所述隔離元件和所
述氣體沿循著同 一個(gè)通路或管道， -用于控制灌裝和/或排放的裝置包括供氣體從所述容器排出的入口 、
第 一安全閥和用于調(diào)節(jié)所排出流體的壓力的元件，所述第 一安全閥
和所述壓力調(diào)節(jié)元件并行地連接到所述入口 ， -所述調(diào)節(jié)元件的下游出口連接到第二安全閥并且連接到將流體從
所述裝置中排出的出口， -所述第二安全閥和所述流體出口經(jīng)相應(yīng)的管道并行地連接到所述
調(diào)節(jié)元件的出口，
-所述連接接口包括用于容納和引導(dǎo)所述閥打開元件的突出端部的 凹入的容納區(qū)域，
-所述控制裝置的連接端部具有管狀端部，所述打開元件在所述管狀 端部中安裝成能夠移動(dòng)，并且所述容納區(qū)域和所述管狀端部具有相 互匹配的形狀和尺寸，以允許所述管狀端部容納在所述容納區(qū)域
中，
-所述頭包括在設(shè)有灌裝口的第一端部和與所述容器的內(nèi)部連通的 第二端部之間延伸的灌裝通路(回路，circuit),及在與所述容器 的內(nèi)部連通的第一端部和設(shè)有排出口的第二端部之間延伸的排出 通路，并且所述灌裝口和/或所述排出口通向(open into)所述連接 接口的所述凹入的容納區(qū)域，
-所述灌裝口和所述排出口在所述連接接口的所述凹入的容納區(qū)域 內(nèi)重合(一致)，
-所述通道口包括所述凹入的容納區(qū)域或由所述凹入的容納區(qū)域構(gòu) 成,
-所述頭的所述連接接口和所述控制裝置的所述連接端部包括互補(bǔ)的附接(附裝)元件，例如凸銷和/或相配合的容納部，以形成可拆
卸的"接合銷釘(bayonet)"類型的緊固連接， -所述隔離元件設(shè)置在從所述容器內(nèi)部通向所述容器外部的通路上
的所述預(yù)調(diào)節(jié)裝置的下游， -所述隔離元件和所述預(yù)調(diào)節(jié)裝置設(shè)置在同一個(gè)管道內(nèi)，流體沿該管
道在所述容器的內(nèi)部和外部之間流動(dòng)，使得所述容器的灌裝和排空
基本上沿同一條軸線并且經(jīng)該同一個(gè)管道進(jìn)行， -所述組件包括用于鎖定所述附接元件的可移動(dòng)元件， -所述附接元件包括基本上成彎曲槽形狀的容納部，所述容納部具有
允許銷進(jìn)出所述容納部的敞開的第一端部和形成將所述銷容納在
附裝位置的封閉端部的第二端部，所述可移動(dòng)的鎖定元件包括在至 少一個(gè)容納部中形成端部止動(dòng)部的至少一個(gè)端部，所述端部止動(dòng)部
能夠在固定于所述容納部的兩個(gè)端部之間的第一固定位置與允許 在所述容納部的兩個(gè)端部之間移動(dòng)的第二縮回位置之間移動(dòng)， -所述組件包括一個(gè)或多個(gè)將所述端部止動(dòng)部推向其固定位置的復(fù) 位元件，所述端部止動(dòng)部能夠在從所述容納部的第一端部插入的銷 的壓力作用下或者通過使用供抓握的或能被移動(dòng)離開的區(qū)域拉動(dòng)
所述鎖定元件而移動(dòng)到其縮回位置， -所述隔離元件設(shè)置在從所述容器內(nèi)部通向所述容器外部的通路上
的所述預(yù)調(diào)節(jié)裝置的下游， -所述隔離元件和所述預(yù)調(diào)節(jié)裝置設(shè)置在同一個(gè)管道內(nèi)，流體沿該管
道在所述容器的內(nèi)部和外部之間流動(dòng)，使得所述容器的灌裝和排空
基本上沿同一條軸線、經(jīng)同一個(gè)口并且經(jīng)該同一個(gè)管道進(jìn)行， -所述連接接口包括容納在所述灌裝頭的體部之內(nèi)的內(nèi)部部分，并且
所述隔離元件至少部分地設(shè)置在容納于所述接口的內(nèi)部部分之內(nèi)
的部分中，
-所述隔離元件包括體部，該體部能夠相對(duì)于所述頭移動(dòng)并且能夠?yàn)?了打開或關(guān)閉的目的而與一座協(xié)作，所述隔離元件包括自由的下游端部，該下游端部能夠被推動(dòng)以打開或關(guān)閉所述隔離元件， -所述隔離元件能夠作平移運(yùn)動(dòng)，
-所述預(yù)調(diào)節(jié)裝置包括可移動(dòng)的閥元件，該閥元件能夠?yàn)榱舜蜷_或關(guān)
閉的目的而與一座協(xié)作，第一復(fù)位裝置推動(dòng)所述閥元件朝向其靠著
所述座的關(guān)閉位置，所述閥元件在由第二復(fù)位裝置推動(dòng)的預(yù)調(diào)節(jié)活
塞的作用下被推動(dòng)到其打開位置， -所述頭的所述附接元件繞所述連接接口的所述凹入的容納區(qū)域基
本上同心地布置， -所述連接接口與所述頭成一體，或者附接到所述頭之中或之上， -所述連接接口包括基本上平行于所述容器的豎直軸線的外周壁，并
且所述附接元件形成在該外周壁上， -出于連接的目的，所述接口的附接元件被引導(dǎo)或布置成與互補(bǔ)元件
沿 一連接方向相配合，該連接方向與所述容器的穿過所述容器的孔
口和底部的豎直軸線平行并且優(yōu)選地重合， 畫所述灌裝頭包括具有端口的安全放泄裝置，所述端口包括連接到所
述容器的外部并被封閉裝置封閉的第 一端部，和連接到所述容器內(nèi)
部的第二端部，其中所述封閉裝置在熱的作用下和/或當(dāng)超過確定的
壓力時(shí)能夠熔化。
通過閱讀參照附圖給出的以下說明可清楚看到其它細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)，在附
圖中
-圖l和2示出根據(jù)本發(fā)明的容器的一個(gè)示例性實(shí)施例的等角投影的 外部視圖，其分別帶有或不帶有覆蓋容器l的外表面的殼體，
-圖3是圖2中的容器的上部的放大縱剖視圖，
-圖4是尤其用于根據(jù)圖1和2的容器的灌裝連接器的一個(gè)示例性實(shí) 施例的等角投影的外部視圖，
-圖5是圖4的灌裝連接器的縱剖視圖，-圖6是連接到圖2的容器上的圖4的灌裝連接器的縱剖視圖， -圖7和8是根據(jù)本發(fā)明的流體輸送頭的示例性實(shí)施例的等角投影的 外部視圖，
-圖9是配備有輸出聯(lián)接件的圖7和8的流體輸送頭的等角投影的外 部視圖，
-圖10是配備有其輸出聯(lián)接件的圖7和8的流體輸送頭的縱剖視圖， -圖11是配備有其輸出聯(lián)接件并安裝到根據(jù)圖2的容器上的圖10的
輸送頭的縱剖視圖， -圖12是安裝在容器上的氣體輸送頭的縱剖視圖， -圖13示出用于保護(hù)所述容器的殼體的橫截面， -圖14示出圖7和8的輸送頭的內(nèi)部機(jī)構(gòu)的示意性局部俯視圖。
具體實(shí)施例方式
圖l示出長圓形的容器體部l，其具有圓筒形的主體部分10和兩個(gè)基 本上呈圓拱形的端部，下端部11和上端部12。圓形的上端部12具有灌裝 和配給頭2。如圖所示，灌裝和配給頭2尤其包括連接接口 3、指示灌裝水 平的指示器4、抗震防護(hù)件5和提供進(jìn)入容器1內(nèi)部的通路的中央口 6。
圖2示出根據(jù)同一實(shí)施例的儲(chǔ)氣組件(容器1)的替換形式，其中可 選的殼體100差不多完全覆蓋容器1的外表面。殼體IOO (或護(hù)套)用于 防護(hù)容器1免受任何碰撞或掉落。
具有為容器l定制的尺寸的長圓形殼體100具有制成為與容器1的下 端部ll對(duì)應(yīng)的圓形下端部111。殼體100的圃筒形中部緊繞容器1的圓筒 形部分IO。殼體本身的圓形上端部112覆蓋容器1的上端部12。
殼體的上端部112的外周上的槽102允許殼體100在容器1上滑動(dòng)。
特別地，在所述殼體的上端部可設(shè)置配有封閉件104 (接觸和閉合 (touch-and-close)類型或按扣類型或任意其它等同裝置)的套環(huán)103，以 將殼體100在容器1上保持就位。
殼體100在其外周上具有人體工程學(xué)壓痕101而使得整體上易于抓握。殼體IOO優(yōu)選地由熱成形的高密度泡沫材料制成，但也可考慮任意其它材
料如氯丁橡膠、彈性體材料等。
現(xiàn)在參照圖3，其中容器1包括例如由鋁合金等制成的密封內(nèi)殼體13 (或"襯里")，用于容納流體和尤其是加壓氣體。殼體13通過在其外表 面上纏繞與環(huán)氧樹脂粘接在一起的碳纖維絲14或采用任意其它等同手段 而被力口強(qiáng)。
在容器1中設(shè)有長圓形的灌裝頭2，其位于容器1的孔口處且處在內(nèi) 殼體13的內(nèi)部。
灌裝和配給頭2的體部20例如通過與形成在殼體13上的內(nèi)螺紋相配 合的螺紋21機(jī)械地連接到殼體13上。在形成于殼體13上的凹槽內(nèi)設(shè)有環(huán) 形密封件7。所述凹槽位于殼體13的上端部并由灌裝和配給頭2的體部20 封閉，以在體部20和容器1的內(nèi)部之間提供密封。灌裝和配給頭2在其下部包括預(yù)調(diào)節(jié)筒22,該預(yù)調(diào)節(jié)筒通過螺^/內(nèi)螺 紋系統(tǒng)221旋擰到體部20中。
在預(yù)調(diào)節(jié)筒22的下游(朝向筒22的頂部)，灌裝和配給頭2包括低 壓腔23。容器1的內(nèi)部和低壓腔23之間的密封由設(shè)置在筒22和頭2的體 部20之間的O形圏和抗擠出環(huán)(anti-extrusion ring)的組合222提供。
預(yù)調(diào)節(jié)筒22從上游至下游(即在圖3中從其下部朝向其上部)包括過 濾器24、螺環(huán)25和預(yù)調(diào)節(jié)閥26。過濾器24由容納在凹槽223中的彈性環(huán) 241保持在筒22中，凹槽223形成在筒22的體部上。
預(yù)調(diào)節(jié)閥26經(jīng)受使其朝向閥座27移動(dòng)的彈簧261的作用，閥座27 在帶螺紋的閥座保持器271的作用下保持在筒22中。閥26經(jīng)受閥彈簧261 的力并且經(jīng)受加壓氣體的力。
閥26的上端部配備有向上延伸的閥桿1261并且該閥桿的端部與預(yù)調(diào) 節(jié)活塞28接觸?；钊?8本身由彈簧281推向閥26。由于彈簧281的力和 活塞28的橫截面282上的氣體的作用，閥26用作壓力調(diào)節(jié)器。
在氣體從容器1中排出的過程中，容納在容器1中的高壓下的氣體經(jīng) 預(yù)調(diào)節(jié)筒22流向低壓腔23，同時(shí)其壓力降低。然后壓力經(jīng)調(diào)節(jié)的氣體經(jīng)形成在活塞體部中的鉆孔283流過活塞28 而到達(dá)位于連接接口 3的體部30內(nèi)的腔32中。連接接口 3安裝在頭2的 上端部。
腔32包括隔離閥8，該隔離閥8通過使連接接口 3的體部30密封的 密封件81相對(duì)于所述容器的內(nèi)部密封。
隔離閥8的默認(rèn)設(shè)置是關(guān)閉的。隔離閥8例如是傳統(tǒng)類型的閥，例如 為包括固定的管狀體部和一桿的閥，所述桿能夠在所述體部內(nèi)移動(dòng)而根據(jù) 所述桿的位置允許流體通過或阻止流體通過。
閥8可^L閥驅(qū)動(dòng)器致動(dòng)，該閥驅(qū)動(dòng)器在下文中更詳細(xì)地描述并且屬于 接納儲(chǔ)存組件的系統(tǒng)，或?qū)儆跉怏w配給頭，或?qū)儆谄矿w灌裝連接器。
連接接口 3的上端部從容器1的灌裝和配給頭2向外突出。
連接接口 3的該外部部分包括四個(gè)凸銷35 (接合銷釘)，這四個(gè)凸銷 間隔90。地設(shè)置以允許附裝屬于儲(chǔ)存組件或?qū)儆跉怏w配給頭或?qū)儆诠嘌b連 接器的接納系統(tǒng)。當(dāng)然，該示例性實(shí)施例是非限制性的，特別給出了所述 銷的數(shù)量、形狀和位置的大量可想到的組合和相應(yīng)的可實(shí)現(xiàn)的極性化的(即 幾何特征)選擇。此外，可想到執(zhí)行相同功能的其它附裝裝置，包括螺桿/ 螺母連接、彈簧鎖桿、可伸縮的鉤扣等。
連接接口 3的外部部分包括形成容納區(qū)域36的管狀容納部，其用途是 接收和引導(dǎo)如下所述的接納系統(tǒng)或氣體配給頭或灌裝連接器的相匹配的管 狀端部。
為此，用于連接到容器l的控制元件的相匹配的管狀端部包括O形圏 密封件以及可能包括抗擠出環(huán)以確?？刂蒲b置和容器1之間的密封連續(xù) 性。
連接接口 3的外部部分優(yōu)選地包括可拆卸的保護(hù)膜33，用于防止顆粒 或污物進(jìn)入容納區(qū)域36，因?yàn)檫@可能導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生故障。膜33例如由預(yù) 切制的形狀記憶聚合物制成。所述膜例如由塑性抗沖擊防護(hù)件34保持在容 納區(qū)域36的入口處。當(dāng)然，可想到用于保護(hù)所述容納區(qū)域的入口的其它任 意實(shí)施方式，例如必須被刺穿的薄膜，或必須被移除的粘附物等。這樣，當(dāng)控制裝置(接納系統(tǒng)或氣體配給頭或灌裝連接器)的管狀端
部被導(dǎo)入容納區(qū)域36時(shí)，預(yù)切制的膜33將靠向連接接口 3的表面37而朝 側(cè)邊移動(dòng)。例如，形狀記憶保護(hù)膜33被預(yù)切制成四個(gè)"花瓣形"的葉片。 隨著控制裝置的陽的(插入式的，male)管狀端部進(jìn)入，所述管狀端部將 所述四個(gè)葉片向后推靠在連接接口 3的表面37上。當(dāng)該管狀端部縮回時(shí)， 所述葉片將自動(dòng)回到它們的初始位置(圖3)。
容器1包括指示器4,該指示器4包括借助于螺紋系統(tǒng)47旋檸到灌裝 和配給頭2的所述裝置的體部20中的體部41。所述指示器和所述灌裝頭2 之間的密封由受壓的金屬密封件42提供。 一移動(dòng)桿軸43在指示器4的體 部41內(nèi)#皮引導(dǎo)。桿軸43和體部41之間的密封由O形圏密封件和抗擠出 環(huán)的組合45提供。
指示器4的桿軸43經(jīng)受復(fù)位彈簧44的作用力和容器1中所容納氣體 的壓力這兩個(gè)相反的力，所述氣體經(jīng)螺紋21和鉆孔46傳送到指示器4。
當(dāng)氣體壓力的作用超過復(fù)位彈簧44的力時(shí)，桿軸43的端部進(jìn)入形成 在指示器4的體部41內(nèi)的觀察腔48中。這樣，所述指示器指示氣體儲(chǔ)存 是滿的(容器l中所容納的氣體的壓力是最佳的)。如果不是，則桿軸43 的端部不會(huì)i^O見察腔48,這表明氣體儲(chǔ)存未滿(容器l中所容納的氣體 的壓力低于最佳壓力)。
在容器1上可經(jīng)形成在灌裝和配給頭2的體部20中的端口 9裝配一安 全裝置(在熱的作用下熔化的類型和/或放泄閥、安全膜等類型)?？山?jīng)在 螺紋21內(nèi)加工出的切口 42以及經(jīng)鉆孔91向該安全裝置供給容器l中所容 納的氣體。
圖4和5示出具有體部300、連接接口 303和控制桿302的灌裝連接 器。體部300通過螺紋318 (例如，用PTFE (聚四氟乙烯)帶進(jìn)行密封的 錐螺紋)連接到灌裝軟管317的端部。
灌裝軟管317經(jīng)灌裝管319供給灌裝通路。由于在保持于形成在體部 300中的凹槽內(nèi)的彈性環(huán)316的作用下在體部300中保持就位的過濾器 315，灌裝管319中不存在污物?？衫@桿軸330轉(zhuǎn)動(dòng)的手動(dòng)控制桿302能夠通過與抗磨板312摩擦的凸 輪320將平移運(yùn)動(dòng)傳遞到閥驅(qū)動(dòng)器310。當(dāng)然，所述樞轉(zhuǎn)手動(dòng)桿302可由 任意類似的系統(tǒng)如自動(dòng)控制裝置來替換。
在體部300內(nèi)具有彈簧311以使靠在抗磨板312上的閥驅(qū)動(dòng)器310的 端部321保持與凸輪320接觸。
為了確保供氣體通過灌裝管319的橫截面的連續(xù)性，閥驅(qū)動(dòng)器310的 外表面322為六邊形橫截面，而圓柱面323具有兩個(gè)平部(flat)。閥驅(qū)動(dòng) 器310相對(duì)于體部300的動(dòng)態(tài)密封由O形圏密封件和抗擠出環(huán)的組合313 提供，這些密封件通過密封壓蓋314保持在它們的容納部內(nèi)。
如圖6中更詳細(xì)地示出，所述灌裝連接器的連接接口 303與容器1的 連接接口 3相互配合工作。
更具體地，容器1的連接接口 3的凸銷35 (接合銷釘)進(jìn)入所述灌裝 連接器的連接接口 303的溝道或銑槽304中。銷35將它們自身定位在彎曲 溝道304的封閉端部處的相應(yīng)容納部306內(nèi)。
隨著它們進(jìn)入溝道304,所述銷推動(dòng)和暫時(shí)地縮回一安全鉤扣305。當(dāng) 所述銷處在它們的容納部306中時(shí)，鉤扣305在彈簧309的作用下回到其 初始鎖定位置。這樣，鉤扣305將沿直徑相對(duì)的兩個(gè)銷35限制在它們各自 的容納部306b中。在該位置處，所述灌裝連接器被鎖定在容器1上。
所述灌裝連接器具有將容納在容器1的連接接口 3的容納區(qū)域36中的 管狀端部308。這兩個(gè)表面(管狀端部308和容納區(qū)域36)之間的密封由 一密封件和一抗擠出環(huán)的組合307提供。
為了打開容器1的閥8，所述桿302以如此方式被致動(dòng)，即凸輪320 經(jīng)抗磨板312對(duì)閥驅(qū)動(dòng)器310起作用而向它傳遞平移運(yùn)動(dòng)，該平移運(yùn)動(dòng)又 傳遞到閥8的閥桿82。
因此，閥驅(qū)動(dòng)器310相對(duì)于管狀端部308并且相對(duì)于所述灌裝連接器 突出而允許它向下進(jìn)入容納在容器l內(nèi)的所述頭2中，以便致動(dòng)閥8。
凸輪320包括允許該位置保持穩(wěn)定的平面325。閥8的關(guān)閉必須通過 對(duì)控制桿302的反向操作而手動(dòng)地執(zhí)行。然后灌裝流體可經(jīng)所述管319注入所述灌裝連接器。 所述灌裝流體連續(xù)地通過開啟的閥8、腔32和預(yù)調(diào)節(jié)活塞28的鉆孔 283?；钊?8的表面282因此承受比彈簧281的力更大的氣體壓力。該氣 體壓力使所述活塞移動(dòng)，從而該活塞移動(dòng)脫離預(yù)調(diào)節(jié)閥26的閥桿1261的 端部。
因此，預(yù)調(diào)節(jié)閥26在反方向通過預(yù)調(diào)節(jié)筒22以返回容器1的氣體的 壓力作用下打開。
在灌裝操作要結(jié)束時(shí)， 一旦所述灌裝管中的高壓已卸盡，則所述預(yù)調(diào) 節(jié)器可被再次致動(dòng)。通過對(duì)所述灌裝連接器的控制桿302的作用而使閥8 再次關(guān)閉。
一旦整個(gè)灌裝通路(閥8下游的整個(gè)空間)中所包含的所有氣體都已 卸盡，則可通過與上述過程相反的過程使所述灌裝連接器脫開。
為了脫開所述灌裝連接器，必須抵抗彈簧309的力手動(dòng)地拉動(dòng)鉤扣305 的控制件301,以使凸銷35 (接合銷釘)沿彎曲銑槽304的路徑從它們的 容納部306和306b中釋放。將管狀端部308從容納區(qū)域306中退出，使預(yù) 切制的膜33回到其防止顆?；蛭畚镞M(jìn)入的初始位置。
圖7和8示出可拆卸的氣體輸送頭150,該輸送頭150包括用于打開 氣體流量的控制器250、用于關(guān)閉氣體流量的環(huán)形旋鈕350、通向輸出聯(lián)接 件的由開閉件自然關(guān)閉以防止受污的通口 450，和連接接口 516。氣體輸送 頭150還包括中壓和低壓放泄閥排放窗口 115和為使用者顯示信息的部位 65，該部位可以是提供定制的獨(dú)立信息的數(shù)字顯示器(或壓力表或任意其 它已知的裝置)。
圖9示出根據(jù)同一實(shí)施例的配有輸出聯(lián)接件75的氣體輸送頭150，所 述輸出聯(lián)接件75的口 70連接到供給所述應(yīng)用的軟管(未示出)。 有利地，所述頭150以如下方式形成
-如果未連接輸出聯(lián)接件75,則無法鎖定用于打開氣體流量的控制器 250,
-如果輸出聯(lián)接件75被連接到可拆卸的氣體輸送頭150上，則能鎖
16定用于打開氣體流量的控制器250，通過對(duì)環(huán)形旋鈕350的操作控 制氣體流量的關(guān)閉，并且用于對(duì)輸出聯(lián)接件75進(jìn)行解鎖的控制器 415是可操作的，
-如果在用于打開氣體的控制器開動(dòng)的同時(shí)輸出聯(lián)接件75突然斷開 連接，則后一個(gè)控制器立即斷開連接。
圖10示出根據(jù)同一實(shí)施例的氣體輸送頭的細(xì)節(jié)。保護(hù)輸送頭150的殼 體由通過夾子和兩個(gè)螺釘135連接在一起的兩個(gè)半殼體511構(gòu)成。輸送頭 150 —方面包含一 包括各種活動(dòng)的氣體輸送部件的體部512，另 一方面包含 使用者界面控制器。特別地，輸送頭150包括用于打開氣體流量的控制器 250、用于關(guān)閉氣體流量的環(huán)形旋鈕350和通向輸出聯(lián)接件75的通口 450。
體部512的下部終止于帶有O形圏密封件515和旋轉(zhuǎn)對(duì)稱部件516的 管狀端部514,所述部件516在該示例中具有間隔90S殳置的四條銑槽161。 當(dāng)然，本發(fā)明并不限制于這種構(gòu)型，所述銑槽的數(shù)量和位置的任意其它組 合都是可考慮的。
如上文所述和在圖11中所示，體部512的下部形成可與容器1的連接 接口相配合并且附裝到該連接接口上的連接接口。在圖11中，氣體輸送頭 150與容器1的護(hù)套100相配并使所述護(hù)套100延長。
穿過體部512存在一閥驅(qū)動(dòng)器17,該閥驅(qū)動(dòng)器17通過O形圏密封件 172相對(duì)于所述體部512動(dòng)態(tài)密封。
當(dāng)打開氣體流量的控制器250受壓并被鎖定時(shí)，閥驅(qū)動(dòng)器17的上端部 與控制器250的桿軸接觸。
由此打開氣體流量的控制器250的桿軸可向閥驅(qū)動(dòng)器17傳遞平移運(yùn) 動(dòng)，閥驅(qū)動(dòng)器17本身將該平移運(yùn)動(dòng)傳遞到上述容器1的閥桿8。閥驅(qū)動(dòng)器 17因此突出超過體部512的下部而進(jìn)入容器1的所述頭2，從而打開氣體 流量。
然后容器1中所儲(chǔ)存的流體通過環(huán)形孔121進(jìn)入體部512。環(huán)形孔121 同時(shí)經(jīng)橫向鉆孔122供給中壓安全閥123和壓力調(diào)節(jié)級(jí)(stage) 58。
中壓安全閥123包括放泄閥124，該放泄閥124的開度由彈簧125的校準(zhǔn)力來確定。中壓安全閥123形成為允許過剩的壓力經(jīng)形成在兩個(gè)半殼 體511中的窗口 115釋放。
壓力調(diào)節(jié)級(jí)58包括被包圍在筒88中的機(jī)構(gòu)，所述筒88旋擰在體部 512中并通過O形圏密封件881相對(duì)于體部512密封。
氣體通過流過被彈性環(huán)582保持的過濾器881而進(jìn)入壓力調(diào)節(jié)級(jí)58， 所述彈性環(huán)582 ^皮保持在形成于體部512內(nèi)的凹槽中。氣體向壓力調(diào)節(jié)級(jí) 58的進(jìn)入還通過圍繞著間隔件83的通路來實(shí)現(xiàn)，間隔件83允許流體沿徑 向均勻地到達(dá)壓力調(diào)節(jié)閥84。
由于閥彈簧85的力和氣體的作用力，壓力調(diào)節(jié)閥84與閥座86協(xié)作。 閥座86在帶螺紋的閥座固定器的作用下在筒88中保持就位。
閥84配備有向上延伸的閥桿841并且該閥桿的端部與金屬波紋管 (bellows ) 89接觸。金屬波紋管89在旋檸式蓋891和O形圏密封件893 的組合作用下密封地保持在體部12的內(nèi)部。岡84承受由壓力調(diào)節(jié)螺釘892 預(yù)加載的壓力調(diào)節(jié)彈簧891的力和金屬波紋管89的橫截面上的氣體的力。 這樣，閥84調(diào)節(jié)壓力。
有利地，壓力調(diào)節(jié)螺釘892可被調(diào)節(jié)為允許使用者改變彈簧力以及由 此進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)。
如圖14中示意性所示，形成在體部12中的鉆孔200、 355允許壓力經(jīng) 調(diào)節(jié)的氣體從金屬波紋管89的內(nèi)側(cè)流向出口連接件95 (圖10 )。
同時(shí)，形成在體部12中的鉆孔200、 211允許壓力經(jīng)調(diào)節(jié)的氣體在金 屬波紋管89和低壓放泄閥201 (與上述閥123為同一類型)之間流動(dòng)。
放泄閥123和201開啟的設(shè)定點(diǎn)被選擇為適合應(yīng)用的需求。中壓閥123 例如被設(shè)定為在超過20 bar的情況下向外界釋放壓力，而低壓放泄閥201 被設(shè)定為在超過400 mbar的情況下向外界釋放壓力。
出口連接件95以密封的方式旋擰在體部12內(nèi)。該陽出口連接件包括 套筒部(skirt) 591,該套筒部591包含關(guān)閉裝置592，關(guān)閉裝置592默認(rèn) 是關(guān)閉的并且通過彈簧93的作用而密封住所述套筒部591。
關(guān)閉裝置592 —方面在未連接輸出聯(lián)接件75時(shí)防止顆粒和污物進(jìn)入氣體通路。此外，關(guān)閉裝置592在輸出聯(lián)接件75未被連接但有強(qiáng)制力作用在 打開控制器250上的情況下或者在輸出聯(lián)接件75斷開連接的情況下防止流 體向大氣中的任何流動(dòng)。
輸出聯(lián)接件75由包括關(guān)閉元件72的體部71構(gòu)成。關(guān)閉元件72承受 彈簧73的作用，從而其默認(rèn)是關(guān)閉的并且密封住所述體部71。
關(guān)閉元件72 —方面在輸出聯(lián)接件75未被連接時(shí)防止顆粒和污物it^ 氣體通路，另一方面在所述輸出聯(lián)接件75斷開時(shí)防止包含在所述應(yīng)用的供 給管中的流體傾泄至大氣。當(dāng)輸出閥75連接到所述陽出口連接件95時(shí)， 一方面，所述通路在O形圏密封件的作用下密封，另一方面，所述通路通 過所述兩個(gè)關(guān)閉元件72和592的相互作用而打開。
容器l包括結(jié)合在其頸部中的預(yù)調(diào)節(jié)裝置，并且可能還包括結(jié)合在該 同一頸部中的隔離元件。這樣，非常高的壓力(儲(chǔ)存壓力)被隔離并且保 護(hù)了使用者。所述容器的凸出部分不包含高壓并且不需要用閥帽來保護(hù)。
該容器的獨(dú)特的輸入/輸出連接接口是快速連接類型并且不需要使用 工具。有利地，只需用與所述容器的獨(dú)特的連接接口相配合的專用的灌裝 連接件，該容器l就可被再次灌裝?？拷摻涌诘耐费厝萜鱨的主軸線 設(shè)置，從而可能構(gòu)想出自動(dòng)的灌裝方案。
這些筒罐、瓶體或容器的自動(dòng)分配的構(gòu)想對(duì)于專業(yè)應(yīng)用或大眾應(yīng)用來 說都是可以想到的。氣體的輸送需要將瓶體、筒罐或容器插入到配備有打 開閥和調(diào)節(jié)氣體以適合于應(yīng)用的裝置的接納殼體中，或者在瓶體、筒罐或 容器上連接設(shè)有這些裝置的專用的頭。
在所述容器的軸線上實(shí)現(xiàn)所述連接簡化了處理操作并且隱含地提高了 安全性。瓶體、筒罐或容器與所述接納系統(tǒng)或?qū)Ｓ玫念^之間的連接是通過 以下方式進(jìn)行的，即只有在所述應(yīng)用實(shí)際上希望傳送氣體時(shí)才實(shí)現(xiàn)所述連 接。
圖12示出如上所述的安裝在其氣源(容器1)上的氣體輸送頭150。 容器1被帶有附裝的底部133的另一種類型的護(hù)套100所引導(dǎo)和包圍。護(hù) 套100是中空的并且在它的內(nèi)表面上具有至少一個(gè)包括縱向柔性板條328的區(qū)域(參見圖13)。
固定在護(hù)套100的內(nèi)壁上的板條328使所述容器在護(hù)套100中固定不 動(dòng)并且補(bǔ)償特別由其內(nèi)壓和制造^^差導(dǎo)致的幾何偏差。此外，如果以這種 方式被包裹的所述容器掉落或受碰撞，則板條328能夠吸收由此所產(chǎn)生的 能量。
殼體100的附裝底部133具有用于旋擰到所述護(hù)套100的體部中的螺 旋切口 321中的螺旋形的螺紋331。這樣可拆卸的底部133更易于將容器1 安裝和固定在護(hù)套100中。此外，可拆卸的底部133意味著不會(huì)妨礙對(duì)容 器l進(jìn)行的常規(guī)的維護(hù)操作。
護(hù)套100的上部可包括陰凹部522,以相對(duì)于所述護(hù)套100定位和旋 轉(zhuǎn)地標(biāo)定(index)容器l。這樣，例如可使所述容器1的指示容量的指示 器和安全元件(i文泄閥、在熱的作用下熔化的安全特征、安全膜等)與其 護(hù)套100上的相應(yīng)的開口吻合。
本發(fā)明可應(yīng)用于需要大的使用靈活性、在重量輕、尺寸和容量(自主 性)之間有良好折衷的任意流體應(yīng)用。例如，用于便攜式的或機(jī)動(dòng)的燃料 電池的氣態(tài)氫、醫(yī)用氣體以及用于分析和實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用的氣體。
權(quán)利要求
1.一種組件，包括用于儲(chǔ)存加壓氣體的容器(1)和用于控制所述容器(1)的灌裝和/或排放的裝置，所述容器(1)包括允許與所述容器的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)連通的孔口和設(shè)置在所述孔口處的灌裝和配給頭(2)，該灌裝和配給頭包括至少部分地結(jié)合在所述容器(1)的空間內(nèi)的預(yù)調(diào)節(jié)裝置(22)，以及為了連接的目的與所述用于控制氣體的灌裝和/或排出的裝置可拆卸地配合的連接接口(3)，其特征在于，所述頭(2)包括諸如隔離閥之類的隔離元件(8)，該隔離元件至少部分地容納在所述頭(2)的空間內(nèi)部，并且位于所述頭(2)外部的打開元件(310，17)可經(jīng)形成在所述頭(2)中的通道口(6)接觸到所述隔離元件，所述控制裝置包括設(shè)有連接端部(303，516)的體部，所述連接端部為了可拆卸地連接的目的而與所述連接接口(3)相配合；能相對(duì)于所述體部移動(dòng)的打開元件(310，17)；能夠選擇性地使所述打開元件(310，17)在縮回的非工作位置和工作位置之間移動(dòng)的致動(dòng)元件(302，250)，在所述工作位置，所述打開元件(310，17)的一個(gè)端部突出到所述體部之外而超出所述連接端部(303，516)，以允許所述打開元件(310，17)向下進(jìn)入所述頭部中的所述通道口內(nèi)部以便打開所述隔離元件(8)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述隔離元件(8) 至少部分地結(jié)合在所述容器(1)的空間內(nèi)。
3. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的組件，其特征在于，所述控制 裝置包括供氣體離開和/或進(jìn)入所述容器(1 )的口 ，并且所述打開元件(310， 17)能夠在所述口中以如下方式移動(dòng)，即，使所述隔離元件(8)和所述氣 體沿循著同 一個(gè)通路或管道。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的組件，其特征在于，用于控制 灌裝和/或排放的裝置包括供氣體從所述容器(1)排出的入口、第一安全 閥(123 )和用于調(diào)節(jié)所排出流體的壓力的元件(58 )，所述第一安全閥(123 ) 和所述壓力調(diào)節(jié)元件(58)并行地連接到所述入口。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的組件，其特征在于，所述調(diào)節(jié)元件(58) 的下游出口 (200)連接到第二安全閥(201)并且連接到將流體從所述裝 置中排出的出口 (95)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的組件，其特征在于，所述第二安全閥(201) 和所述流體出口 (95)經(jīng)相應(yīng)的管道(211， 355)并行地連接到所述調(diào)節(jié) 元件(58 )的出口 ( 200 )。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的組件，其特征在于，所述連接 接口 (3)包括用于容納和引導(dǎo)所述閥打開元件(310, 17)的突出端部的 凹入的容納區(qū)域(36)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的組件，其特征在于，所述控制裝置的連接 端部(303, 516)具有管狀端部(308, 514),所述打開元件(310， H) 在所述管狀端部中安裝成能夠移動(dòng)，并且所述容納區(qū)域(36)和所述管狀 端部(308, 514)具有相互匹配的形狀和尺寸，以允許所述管狀端部(308, 514)容納在所述容納區(qū)域(36)中。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的組件，其特征在于，所述頭(2)包 括在設(shè)有灌裝口 (6)的第一端部和與所述容器的內(nèi)部連通的第二端部之間 延伸的灌裝通路，及在與所述容器的內(nèi)部連通的第一端部和設(shè)有排出口(6) 的第二端部之間延伸的排出通路，并且所述灌裝口和/或所述排出口通向所 述連接接口 (3)的所述凹入的容納區(qū)域(36)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的組件，其特征在于，所述灌裝口 (6)和 所述排出口在所述連接接口 (3)的所述凹入的容納區(qū)域(36)內(nèi)重合。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的組件，其特征在于，所述通道口包括所 述凹入的容納區(qū)域(36)或由所述凹入的容納區(qū)域構(gòu)成。
12. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的組件，其特征在于，所述頭(2 ) 的所述連接接口 (3)和所述控制裝置的所述連接端部(303, 516)包括互 補(bǔ)的附接元件(306 )，例如凸銷(35 )和/或相配合的容納部(304, 306 ), 以形成可拆卸的"接合銷釘"類型的緊固連接。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的組件，其特征在于，所述組件包括用于鎖定所述附接元件的可移動(dòng)元件(305)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的組件，其特征在于，所述附接元件 包括基本上成彎曲槽形狀的容納部(304， 306)，所述容納部具有允許銷(35 )進(jìn)出所述容納部(304, 306 )的敞開的第一端部和形成將所述銷(35 ) 容納在附裝位置的封閉端部的第二端部，所述可移動(dòng)的鎖定元件(305)包 括在至少一個(gè)容納部(304, 306)中形成端部止動(dòng)部(305)的至少一個(gè)端 部，所述端部止動(dòng)部(305)能夠在固定于所述容納部(305)的兩個(gè)端部 之間的第一固定位置與允許在所述容納部(305)的兩個(gè)端部之間移動(dòng)的第 二縮回位置之間移動(dòng)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的組件，其特征在于，所述組件包括一個(gè) 或多個(gè)將所述端部止動(dòng)部(305)推向其固定位置的復(fù)位元件(309),所 述端部止動(dòng)部(305)能夠在從所述容納部(304, 306)的第一端部插入的 銷(35)的壓力作用下或者通過使用供抓握的或能被移動(dòng)離開的區(qū)域(301) 拉動(dòng)所述鎖定元件(305)而移動(dòng)到其縮回位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種組件，包括加壓氣體儲(chǔ)存容器(1)和用于控制所述容器(1)的氣體灌裝和/或氣體排放的裝置。所述容器(1)包括允許與所述容器的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)連通的孔口和設(shè)置在所述孔口處的灌裝和配給頭(2)，該灌裝和配給頭包括至少部分地結(jié)合在所述容器(1)的空間內(nèi)的預(yù)調(diào)節(jié)裝置(22)，以及為了連接的目的與所述用于控制氣體的灌裝和/或排出的裝置可拆卸地配合的連接接口(3)。本發(fā)明的特征在于，所述頭(2)包括諸如隔離閥之類的隔離元件(8)，該隔離元件至少部分地容納在所述頭(2)的空間內(nèi)部，并且位于所述頭(2)外部的打開元件(310，17)可經(jīng)形成在所述頭(2)中的通道口(6)接觸到所述隔離元件。所述控制裝置包括設(shè)有連接端部(303，516)的體部，所述連接端部為了可拆卸地連接的目的而與所述連接接口(3)相配合；能相對(duì)于所述體部移動(dòng)的打開元件(310，17)；能夠選擇性地使所述打開元件(310，17)在縮回的非工作位置和工作位置之間移動(dòng)的致動(dòng)元件(302，250)，在所述工作位置，所述打開元件(310，17)的一個(gè)端部突出到所述體部之外而超出所述連接端部(303，516)，以允許所述打開元件(310，17)向下進(jìn)入所述頭部中的所述通道口內(nèi)部以便打開所述隔離元件(8)。
文檔編號(hào)F16K1/30GK101297151SQ200680040244
公開日2008年10月29日 申請日期2006年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月27日
發(fā)明者A·德尼, P·皮索, R·利戈內(nèi)施徹 申請人:喬治洛德方法研究和開發(fā)液化空氣有限公司