本發(fā)明涉及一種具有壓力通道的壓力測量系統(tǒng)，壓力通道在緊急情況下自動關(guān)閉且由此保護(hù)測量系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，實(shí)現(xiàn)一種針對壓力測量系統(tǒng)的成本有利的解決方案，該壓力測量系統(tǒng)在過壓或壓力沖擊或體積波的情況下防止破裂或排氣。在此，壓力測量系統(tǒng)可以是具有波登管的壓力計(jì)，或也可以是電子壓力傳感器，其具有壓電傳感器、薄層傳感器或陶瓷壓力測量單元。

對應(yīng)于權(quán)利要求1通過壓力測量系統(tǒng)以及通過根據(jù)權(quán)利要求13的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)該目的。在從屬權(quán)利要求中以及在說明書中給出優(yōu)選的實(shí)施方式。

根據(jù)本發(fā)明的關(guān)閉件，與節(jié)流閥同義，特別用于乙炔壓縮氣體氣瓶上的測量設(shè)備，在此壓力計(jì)例如被構(gòu)建在具有壓力調(diào)節(jié)器或閥的共同結(jié)構(gòu)中。對于下述不利的情況，即，耐壓瓶例如在火災(zāi)中變得過熱或壓力計(jì)通過不利的翻到而損壞，應(yīng)采取預(yù)防措施，其通過自動關(guān)閉功能防止不密封性且由此防止同義于壓縮氣體氣瓶的耐壓瓶排氣。

因?yàn)橐胰彩蔷哂懈呶ｋU(xiǎn)性的氣體，且此外也已知下述情況，即，在所述情況中耐壓瓶也在冷卻和更長的等候時(shí)間自后轉(zhuǎn)換成緊急情況，應(yīng)也可選地分開顯示過壓狀態(tài)且因此警告用戶。在從屬權(quán)利要求中描述了這樣的功能。

然而，根據(jù)本發(fā)明的關(guān)閉件不僅適用于乙炔壓縮氣體氣瓶，也適用于所有其他可燃的和不可燃的處于壓力下的包含氣體的系統(tǒng)，如管道系統(tǒng)和壓縮氣體氣瓶以及其他技術(shù)儲存類型。

根據(jù)本發(fā)明，壓力測量系統(tǒng)具有包括關(guān)閉件的裝置，該裝置在不期望的或非計(jì)劃的壓力升高時(shí)觸發(fā)且關(guān)閉壓力通道。特別地，在確定的實(shí)施方式中示出下述解決方案，即，其持續(xù)顯示運(yùn)行且因此給用戶提示特別當(dāng)前的壓力情況或通過在過去的壓力改變導(dǎo)致的危險(xiǎn)性。

本發(fā)明的對象是壓力測量系統(tǒng)，其包括壓力接頭、測量件以及分析評估裝置或信號傳輸裝置，其中，測量件與壓力接頭壓力密封地連接，且其中，壓力接頭內(nèi)部具有壓力通道，特別具有通道的不同區(qū)域，該壓力通道與測量件壓力密封地連接，其中，在壓力通道中置入可運(yùn)動的關(guān)閉件，該關(guān)閉件在壓力或體積升高時(shí)密封壓力通道。

在此下述情況是特別有利的，即，可運(yùn)動的關(guān)閉件在壓力升高和/或體積升高時(shí)密封壓力通道，所述壓力升高和/或體積升高包括突然的或通過沖擊式出現(xiàn)的體積流導(dǎo)致的沖擊式的壓力升高或體積升高。

因此下述情況是特別優(yōu)選的，即，當(dāng)可運(yùn)動的關(guān)閉件在壓力升高和/或體積升高時(shí)密封壓力通道：當(dāng)i)突然或沖擊式的壓力升高時(shí)，其包括a)壓力梯度為2至150巴(bar)/分鐘，特別為2至50巴/分鐘，優(yōu)選為5至50巴/分鐘，或b)壓力梯度為10巴/秒的多倍，特別為2至50巴/秒；或ii)壓力升高到大于等于350巴，特別為350至450巴，導(dǎo)致測量系統(tǒng)破裂以及流體泄露，可運(yùn)動的關(guān)閉件通過在通道中泄露的流體導(dǎo)致的體積升高而密封壓力通道。

根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，關(guān)閉件可a)作為至少一個(gè)模制體存在，特別作為球體、圓柱形模制體、中空圓柱體、筒、一側(cè)封閉的筒或活塞，或b)關(guān)閉件可以兩部分布置結(jié)構(gòu)的方式出存在，該布置結(jié)構(gòu)包括i)中空活塞形模制體和被布置在該模制體中的關(guān)閉件，特別包括模制體，優(yōu)選包括球體或可形變的模制體；或包括ii)作為關(guān)閉件(20)的可運(yùn)動模制體以及支撐部。

對應(yīng)于一個(gè)替選的實(shí)施方式變型，關(guān)閉件可以是可形變的的模制體，特別由如橡膠、硅樹脂的彈性材料制成。模制體可作為彈性的壓鑄件存在。

此外，關(guān)閉件可以是一側(cè)封閉的筒和/或圓柱形的模制體，其中，關(guān)閉件優(yōu)選在其外圓周上具有至少一個(gè)環(huán)形的密封部。

在包括作為引導(dǎo)件的中空活塞形模制體和被布置在模制體中的諸如球體或可形變的模制體的關(guān)閉件的兩部分布置結(jié)構(gòu)中，中空活塞形模制體優(yōu)選具有密封部和支撐區(qū)。優(yōu)選地，密封部被設(shè)置在可能的支撐區(qū)之上的區(qū)域中。此外，中空體可具有支撐區(qū)，該支撐體優(yōu)選可通過下述方式形成，即，在中空體的外圓周中構(gòu)建兩個(gè)對置的斷裂部，在其中可放置球形的關(guān)閉件，如在圖5a和5c中所示的那樣。此外，該中空體具有至少一個(gè)直通通道，其優(yōu)選被布置在形成引導(dǎo)件的中空體的上端部上?？蛇x地，中空活塞形模制體可在其內(nèi)和/或外圓周上具有至少一個(gè)另一直通通道。

為了確保流體連通，壓力接頭可在通連通道內(nèi)具有至少一個(gè)空出部、槽或直通通道。

根據(jù)本發(fā)明，關(guān)閉件可在壓力通道中從額定位置(X)，通過壓力通道中的壓力沖擊或壓力波，特別是對應(yīng)地行進(jìn)第一升程H1而進(jìn)入密封位置(Y)。從該第一升程H1起，壓力通道被關(guān)閉。當(dāng)壓力升高使得也實(shí)現(xiàn)了從密封位置Y進(jìn)入警告位置Z的第二升程H2時(shí)，在壓力測量系統(tǒng)上顯示警告信號(圖10)。

替選地，關(guān)閉件可在特別具有環(huán)形密封部的引導(dǎo)部分內(nèi)通過壓力沖擊或體積波從參見圖9的額定位置X被置于密封位置Y，且然后壓力密封地關(guān)閉至測量件的壓力通道。對應(yīng)于圖5，引導(dǎo)件被固定在通道中，而根據(jù)圖9，引導(dǎo)部分在通道中運(yùn)動。

此外，關(guān)閉件可通過壓力沖擊或體積波穿過壓力接頭的容積部分，且在此所限定的體積(h2)進(jìn)入測量件的內(nèi)部容積和/或密封壓力通道，且在此壓力密封關(guān)閉壓力通道。在此下述情況是進(jìn)一步優(yōu)選地，即，當(dāng)所限定的體積(h2)進(jìn)入測量件的內(nèi)部容積和/或密封壓力通道且通過所限定的體積偏移出現(xiàn)所限定的壓力時(shí)，該壓力作為過壓以警告指示被顯示在分析評估裝置/顯示裝置上。在此下述情況是進(jìn)一步優(yōu)選的，即，當(dāng)壓力沖擊或體積波已觸發(fā)的、作為對壓力升高的計(jì)算分析的報(bào)警在顯示裝置或刻度盤上持續(xù)顯示時(shí)。在技術(shù)上，該持續(xù)顯示例如可通過下述方式實(shí)現(xiàn)，即，指針通過優(yōu)選由斜坡或止擋形成的措施而在警告位置上被捕獲和/或被保持。

同樣地，本發(fā)明的對象是一種i)在諸如管道系統(tǒng)的壓力系統(tǒng)上或ii)在壓縮氣體氣瓶上、特別在填充有焊接氣體的、優(yōu)選填充有包含乙炔的氣體或混合氣體的壓縮氣體氣瓶上對根據(jù)本發(fā)明的壓力測量系統(tǒng)的應(yīng)用。

具體實(shí)施方式

圖1示出作為具有測量件8的壓力測量系統(tǒng)的壓力計(jì)1，其包括在達(dá)到不允許的過壓時(shí)或達(dá)到示出危險(xiǎn)性的壓力范圍時(shí)的警告范圍2。

在此，可在壓力測量系統(tǒng)2的內(nèi)部無機(jī)構(gòu)地、借助于傳動機(jī)構(gòu)或電子地實(shí)現(xiàn)對在壓力接頭3上的壓力的計(jì)算，且在刻度盤5上的指針4或數(shù)字顯示裝置42(圖13)實(shí)現(xiàn)。

圖2示出無機(jī)構(gòu)的壓力計(jì)1，在其中，可通過指針4實(shí)現(xiàn)壓力變化或?qū)毫ψ兓挠?jì)算，該指針直接與螺旋形波登管6(測量管)的部分或端部連接。該測量管6與壓力接頭3壓力密封地連接。

圖3示出壓力計(jì)1的原理圖，在其中，波登管6的偏轉(zhuǎn)通過機(jī)構(gòu)7驅(qū)動指針4。

圖4示出具有壓力測量系統(tǒng)1的壓縮氣體氣瓶10的布置13。該壓縮氣體氣瓶10具有主閥11以及帶有壓力計(jì)1的排氣單元12。在圖4簡單地示出不帶有減壓器、壓力調(diào)節(jié)器的布置。

圖5A示出壓力接頭3，其具有測量管6和測量通道27，該測量通道具有在同義于壓力接頭通道的通道孔21中固定的引導(dǎo)部分22中的球形關(guān)閉件20，該引導(dǎo)部分例如被壓入所示的或另外設(shè)計(jì)的壓力計(jì)1的壓力接頭3的壓力接頭通道21中。優(yōu)選由諸如橡膠的可形變材料制成的球形節(jié)流閥20(同義于關(guān)閉件)在此被保持在被釋放的支撐區(qū)23中。

圖5B同樣示出關(guān)閉件，其包括筒形引導(dǎo)部分22A形式的節(jié)流閥，該引導(dǎo)部分具有限定的直通通道24A和在其中在支撐區(qū)23中運(yùn)動支承的初始優(yōu)選可形變的模制體20A形式的球形關(guān)閉件(20A)，該節(jié)流閥被集成在壓力接頭通道21中的壓力計(jì)1或壓力傳感器的壓力接頭管套3中。筒形引導(dǎo)部分22A可被固定壓入。在具有突然壓力升高的壓力沖擊時(shí)，關(guān)閉件20A向上被升起且通過下述方式密封引導(dǎo)部分22A中的直通通道24A，即，部件形變。引導(dǎo)部分22A具有在引導(dǎo)部分22A內(nèi)的可形變的模制體20A內(nèi)的上部直通通道24A.1以及下部直通通道24A.2。

圖5C示出節(jié)流閥(關(guān)閉件)，其包括帶有保持區(qū)域23B的引導(dǎo)部分22B和類似于圖5A的球形關(guān)閉件20B，該節(jié)流閥可被集成在壓力計(jì)1的或壓力傳感器的壓力接頭管套3的壓力接頭通道21中，且具有用于在筒形引導(dǎo)部分22B的外側(cè)上的下部區(qū)域中的流體的下部直通縫隙/通道24B.2。此外，引導(dǎo)部分22B具有上部直通通道24B.1。

圖6以空間視圖示出具有支撐區(qū)23B和圖5中的下部直通通道24B.2的引導(dǎo)部分22B中的球形關(guān)閉件20B。

圖7示出具有測量管6和測量通道27的壓力接頭3，在其同義于壓力接頭通道的壓力通道21中布置具有密封部25、特別具有密封環(huán)的引導(dǎo)部分22C中的球形關(guān)閉件20C。球20C可通過從額定位置X升高進(jìn)入密封位置Y夾緊地密封直通通道24C.1。然而，在更大的壓力波的情況下，引導(dǎo)部分22C也可經(jīng)過行程H，且通過H限定的容積向上移動進(jìn)入(未示出的)測量件8，特別進(jìn)入警告位置Z，且由此圖1中的指針4固定到過壓區(qū)域中。過壓區(qū)域也可被顯示成警告位置。壓力接頭3在連通通道內(nèi)具有空出部或直通通道26，同義于支撐區(qū)的保持部23C和直通通道24C.1確保與測量通道27的流體連通。密封環(huán)25將引導(dǎo)筒22C密封地支承在壓力通道21中。

圖8A和8B同樣示出修改的引導(dǎo)部分形式的關(guān)閉件20D，其中，壓力接頭通道21側(cè)向具有直通通道26或空出部26，從而使得在正常測量壓力時(shí)能夠流體連通至測量管6。在壓力沖擊或壓力波的情況下，引導(dǎo)部分20D可被升起，特別從額定位置X升起行程H進(jìn)入密封位置Y，其因此可密封測量通道27。

圖9示出關(guān)閉件，其包括在額定位置X中的引導(dǎo)部分22E中的類似于圖7的球形模制體20E，其中，引導(dǎo)部分可經(jīng)過行程H，從而密封上部直通通道24E.1，且由此也密封至測量件的同義于測量通道的壓力通道27(密封位置Y)，其中，具有密封環(huán)25的引導(dǎo)部分也可經(jīng)過行程H，且然后引導(dǎo)件22E的中空上部區(qū)域28的由該行程限定的容積向上移動進(jìn)入未示出的測量件8，且由此將圖1、14或15中的指針固定在過壓區(qū)域中。在該位置上，引導(dǎo)部分22E在警告位置Z上。

在壓力接頭3的壓力通道21的內(nèi)圓周中的槽或直通通道確保至在正常狀態(tài)下的傳感器或測量件的流體連通。特別地，引導(dǎo)部分22E也通過其處于壓縮狀態(tài)下的密封環(huán)25被保持在靜止位置上，且活塞22E形式的引導(dǎo)部分通過壓力/容積沖擊在朝向傳感器的方向上被移動，從而完全密封壓力通道21E/27E，在此密封環(huán)25的限定的且計(jì)算在內(nèi)的“滑動粘附”現(xiàn)象有助于例如在振動時(shí)避免錯(cuò)誤觸發(fā)。

圖10示出類似于圖8的引導(dǎo)部分形式的關(guān)閉件20D，其通過第一行程H1從額定位置X過渡到密封位置Y上，且關(guān)閉壓力通道21。第二行程H2可將引導(dǎo)部分從密封位置Y引導(dǎo)到警告位置Z上，在其中，所限定的體積件被移動到測量件中。此外，通過第二行程H2所限定的體積向上被移動到(未示出的)測量件8中，且由此將圖1、14或15中的指針固定在過壓區(qū)域中。

圖11示出關(guān)閉件的兩部分的節(jié)流閥布置，其包括具有密封環(huán)30的盤形模制體(20F)以及支撐部34。該盤形模制體被示出為板20F，其具有節(jié)流閥通道31，且在觸發(fā)和移動時(shí)向上通過優(yōu)選由橡膠材料制成的集成密封板32密封壓力通道27。

圖12示出具有塞子形式的關(guān)閉件20G的壓力接頭3，且優(yōu)選由橡膠材料制成，且在壓力沖擊時(shí)直接密封測量管6的入口35。

圖13示出具有密封部25的活塞形式的關(guān)閉件20H，其類似于圖10，在壓力沖擊中相對于測量通道27密封地關(guān)閉壓力通道21H，且因此保護(hù)壓力傳感器40不受損傷和/或防止泄露。在此，不允許的過壓可通過電子計(jì)算部41通過顯示裝置42的閃爍、“警告”輸出或其他警報(bào)措施被提示。

圖14示出具有圖2中的壓力接頭3的修改的測量設(shè)備，在其中，模制優(yōu)選由塑料注塑的刻度盤5、斜坡50和止擋51，其將指針4無機(jī)構(gòu)地捕獲在過壓位置上的測量管6上，且可抵抗進(jìn)一步向前或向后旋轉(zhuǎn)地固定。因此在下述情況下也可看到警告狀態(tài)，即，當(dāng)壓力已經(jīng)再次下降然而亦然存在可能的危險(xiǎn)性時(shí)。

圖15A示出圖14中的修改的測量設(shè)備，在其中，測量彈簧6被成形為螺旋形的，且在其中，同樣模制優(yōu)選由塑料注塑的刻度盤5、斜坡50和止擋51，其將指針4無機(jī)構(gòu)地捕獲在過壓位置上的測量管6上，且可抵抗進(jìn)一步向前或向后旋轉(zhuǎn)地固定。在此也示出具有排出開口53的可安置的可視玻璃52，該排出開口通過覆蓋部54被封閉。

圖1、14和15示出不同于EN 837的刻度盤的實(shí)施方式，因?yàn)樵诖酸槍νǔ？潭缺P的270°上的區(qū)域不作為壓力區(qū)域顯示裝置和計(jì)算部。代替地，根據(jù)本發(fā)明，更小的部分區(qū)域僅被設(shè)計(jì)用于壓力顯示裝置，且更大的部分區(qū)域設(shè)置有警告標(biāo)示或紅色的或橙色的或劃影線的警告區(qū)域，其提示緊急的過壓狀態(tài)。在此，使用例如180°上的正常顯示區(qū)域或使用不同于正常情況的另一區(qū)域。

同時(shí)可設(shè)想，斜坡或卡爪50同樣被涂紅色漆，且此外在設(shè)備中集成針對過壓的其他功能。因此，可通過每次磁性觸發(fā)的光柵、接觸觸發(fā)或簧片開關(guān)激活在測量設(shè)備的殼體上或中的喇叭、汽笛、閃光或閃光燈，測量設(shè)備通過電池供電或通過太陽能電池緩沖器或環(huán)境測量設(shè)備的其他能量轉(zhuǎn)換器供電。對此，作為能源，除了光也可設(shè)想熱、運(yùn)動或流體自身，例如在使用燃料電池時(shí)氫作為流體的情況下。

在此，也可設(shè)想，警告信息通過網(wǎng)絡(luò)、SMS或GPRS或根據(jù)其他無線電標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議發(fā)生，其包含通過衛(wèi)星將位置和耐壓瓶的狀態(tài)、傳遞到警告中心。

可設(shè)想在圖15A中所示的將指針固定在警告區(qū)域中的斜坡、卡爪50在與刻度盤的組合中在另一壓力計(jì)結(jié)構(gòu)上，如例如在圖1中的。

圖15B以剖視圖示出圖15A中的測量設(shè)備，其具有帶有上方布置的透視蓋板52的壓力接頭3中的關(guān)閉件(20,22)，蓋板可通過鎖定或擠壓安裝在殼體55上。

圖16示出例如在不允許的加熱時(shí)或在翻倒之后的壓縮氣體氣瓶中的壓力變化曲線，其中，目前可在15分鐘之后例如通過冷卻實(shí)現(xiàn)壓力下降。在另一變化中，流體盡管進(jìn)一步冷卻但還可反應(yīng)，且可出現(xiàn)具有超過200巴的沖擊式壓力升高的壓力波，特別直至大于等于300巴。最遲在圖16的點(diǎn)A上，在壓縮氣體氣瓶中的壓力沖擊式升高。這可導(dǎo)致測量件不允許地排氣且危及測量件破裂。

在該階段中的壓力升高以5至50巴/分鐘，在極端情況下沖擊式的以從50至150巴/分鐘或直至2至50巴/秒的壓力速率升高。

最遲在此利用所示的節(jié)流閥和關(guān)閉件的所限定的響應(yīng)，且防止流體流出，且保護(hù)用戶、在空間中工作的人員、或耐壓瓶免受危險(xiǎn)的不受控的情況。這此外可以是在具有例如乙炔的壓縮氣體氣瓶運(yùn)行中消除火災(zāi)的消防單元，或是用戶，耐壓瓶無意地翻倒。通過持續(xù)警告顯示可提早導(dǎo)入必要的安全措施。

然而，原理上多個(gè)觸發(fā)機(jī)構(gòu)是可行的，在此為兩個(gè)：

在第一情況下，壓力從40至50巴沖擊式地升高到超過300巴。在此，壓力梯度為10巴/秒的多倍，或者比壁沖擊式或沖擊式更快。在此，只要壓力波到達(dá)諸如橡膠球的關(guān)閉件，節(jié)流閥密封設(shè)備接頭。

在第二情況下可行的是，壓力緩慢地從耐壓瓶的正常充氣壓力升高至測量環(huán)節(jié)的破裂壓力。壓力梯度為10巴/秒的多倍(即，相比于前述情況緩慢)。在該情況下，在測量環(huán)節(jié)破裂之后才導(dǎo)致節(jié)流閥起作用，因?yàn)槿莘e才被移動，其致使關(guān)閉件成“觸發(fā)”運(yùn)動。

在例如在圖14或15中的無機(jī)構(gòu)的壓力測量設(shè)備中，例如350至450巴的破裂壓力的所出現(xiàn)的、沖擊式的壓力差，可能在該情況下導(dǎo)致短時(shí)間的氣體排出，當(dāng)然節(jié)流閥將立即“開動”且可靠地防止進(jìn)一步泄露，因?yàn)楣?jié)流閥同樣沖擊式地封閉壓力通道。

本發(fā)明不限制于之前所列的實(shí)施例。本發(fā)明可在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)被修改。同樣地，從屬權(quán)利要求中的單個(gè)方面可相互組合。