具有并入減壓閥的殘余壓力功能的減壓閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于例如加壓氣體這樣的流體流動(dòng)和/或壓力的控制裝置。更具體地，本發(fā)明涉及用于加壓氣體的減壓閥。
【背景技術(shù)】
[0002]在加壓氣體存儲(chǔ)區(qū)域，尤其是對(duì)于用在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的氣瓶或氣缸中存儲(chǔ)例如氧氣來(lái)說(shuō)，通常在設(shè)置于氣瓶上的閥提供殘余壓力功能?；旧鲜菃蜗蜷y類(lèi)型的裝置，其具有閥或閘，其經(jīng)歷關(guān)閉彈性力且配置為在氣瓶中的壓力超過(guò)相當(dāng)?shù)偷拇蠹s幾個(gè)bar的給定值時(shí)打開(kāi)。該裝置的目的是防止氣瓶在空置時(shí)與空氣直接連接。實(shí)際上，在沒(méi)有這種裝置的情況下，在氣瓶為空且閥打開(kāi)時(shí)，氣瓶中的環(huán)境空氣會(huì)接觸氣瓶?jī)?nèi)部且由此潛在地污染氣瓶。此夕卜，通過(guò)將閥出口連接到加壓氣體源，也可能的是至少部分地讓氣瓶再填充潛在的污染性氣體。僅在存在服役流量(service flow rate)時(shí)如上所述的裝置允許氣瓶?jī)?nèi)部和外部之間的連接，其實(shí)際上防止對(duì)服役流的污染。其還防止未經(jīng)授權(quán)的強(qiáng)制填充。
[0003]專(zhuān)利的文件GB2349200A公開(kāi)一種用于具有殘余壓力功能的加壓氣體氣瓶的減壓閥。閥基本上包括本體，其具有旋擰到氣瓶頸部的連接件、出口和將入口連接到出口的通道。閥還包括具有與通道連接的單向閥的再填充適配器。還包括在通道中在具有再填充連接部的分支的下游的關(guān)閉閥和設(shè)置在關(guān)閉閥下游的減壓器。其還包括流量選擇器，其是具有校準(zhǔn)孔的盤(pán)狀件，其通過(guò)與關(guān)閉閥的手輪不同的手輪驅(qū)動(dòng)。殘余壓力功能被整合在減壓器中。后者包括機(jī)械地連接到可移動(dòng)活塞的閘，所述可移動(dòng)活塞在本體中限定控制腔室。在閘上游的壓力下的氣體流過(guò)限制通道且在通過(guò)位于中間位置的閘時(shí)膨脹。其隨后流過(guò)活塞，以填充通過(guò)活塞的上面限定的控制腔室。如果氣體壓力太高，則活塞上的合力將使其向下運(yùn)動(dòng)，以便減小閘的流動(dòng)截面，反之亦然。活塞的上面還包括用于氣體的同中心環(huán)通道，該密封件目的是密封地與與活塞相對(duì)的本體的一部分上的座部協(xié)作。后者經(jīng)歷彈簧的彈性力，所述彈性力趨于在座部附近帶來(lái)相關(guān)的密封且使得閘打開(kāi)。在擱置狀態(tài)下，閘被打開(kāi)，這允許氣體通過(guò)調(diào)節(jié)器達(dá)到與座部密封接觸的密封件。在相關(guān)密封件處的活塞的液壓表面略微大于閘的側(cè)面上的相對(duì)液壓表面。這兩個(gè)表面經(jīng)歷相同壓力，通過(guò)將活塞下降和打開(kāi)密封件和座部之間的通道，在活塞的上面和下面之間的表面正差(positive difference)產(chǎn)生朝向下的力。這些由此在調(diào)節(jié)器中形成整合的殘余壓力閥。該文件的閥從殘余壓力功能整合性的角度看是有利的。然而，其是非常復(fù)雜且龐大的結(jié)構(gòu)，尤其是因?yàn)榇嬖趥?cè)關(guān)閉閥。
[0004]專(zhuān)利文件US7，814，931B2公開(kāi)了一種用于流體的流動(dòng)控制裝置，尤其是具體用于的液體。該裝置在比上述文件所述的壓力低得多的壓力下工作。該裝置包括具有可平移運(yùn)動(dòng)且經(jīng)由密封膜連接到本體的第一元件。第一可動(dòng)元件經(jīng)歷趨向于朝向形成本體中的第一座部運(yùn)動(dòng)的彈性力。膜具體被設(shè)計(jì)為其與該座部一起工作。在擱置位置，彈簧將薄膜保持與圓形座部接觸。流體通道通過(guò)第一座部且被膜密封。裝置進(jìn)一步包括機(jī)械地連接到第一個(gè)可動(dòng)構(gòu)件且與第一座部上游的第二座部協(xié)作的第二可動(dòng)構(gòu)件。第二可動(dòng)構(gòu)件具有的效果是調(diào)節(jié)第一可動(dòng)構(gòu)件和第一座部上游的流體通道截面。在確定要打開(kāi)該裝置時(shí)，趨向于將第一可動(dòng)構(gòu)件朝向其座部擠壓的彈性力的一部分被釋放。施加到膜的裝置入口處的流體壓力可以讓第一構(gòu)件運(yùn)動(dòng)且打開(kāi)通道。如果壓力和流動(dòng)變?nèi)?，則通道將被減小，以便維持壓力。如果壓力變?nèi)跆啵瑒t通道將自動(dòng)地關(guān)閉，防止以低流量流動(dòng)。該文件顯示了有利的原理，即可提供可動(dòng)元件流動(dòng)調(diào)節(jié)器，即在過(guò)低流量下關(guān)閉通道。然而，其不能提供通道的安全關(guān)閉，因?yàn)楹艽蟮妮斎雺毫赡軙?huì)讓第一元件運(yùn)動(dòng)且打開(kāi)通道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]技術(shù)問(wèn)題
[0006]本發(fā)明目的是提供用于流體的流動(dòng)和/或壓力控制裝置，其以簡(jiǎn)單且可靠的方式額外實(shí)現(xiàn)關(guān)閉功能和殘余壓力功能。
[0007]技術(shù)方案
[0008]本發(fā)明涉及流體的流量和/或壓力控制裝置，包括:
[0009]本體，具有入口、出口和將入口連接到出口的通道；
[0010]通路的第一閘；
[0011]可動(dòng)元件，機(jī)械地連接到第一閘，該可動(dòng)元件具有與本體一起限定出在第一閘下游的控制腔室的面，且包括適于以流體密封的方式與本體接觸的部分，以形成通路的第二閘；
[0012]第一回彈器件，沿第一閘的打開(kāi)方向和第二閘的關(guān)閉方向作用在可動(dòng)構(gòu)件上；
[0013]其中
[0014]第一閘配置為通過(guò)基本上沿流體流動(dòng)的通常方向的運(yùn)動(dòng)關(guān)閉所述通道；和
[0015]第一回彈器件可停用，以便允許第一閘(18)關(guān)閉和打開(kāi)第二閘(24，28)。
[0016]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，該裝置包括沿關(guān)閉第一閘和打開(kāi)第二閘的方向作用在可動(dòng)構(gòu)件上的第二回彈器件。
[0017]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，形成第二閘的可動(dòng)構(gòu)件的部分形成具有平均直徑的關(guān)閉周邊，所述平均直徑比界定控制腔室的可動(dòng)構(gòu)件的面的表面的直徑更小，優(yōu)選小50%，更優(yōu)選小40%，更優(yōu)選小30%。
[0018]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，形成第二閘的可動(dòng)構(gòu)件的部分具有圓錐形輪廓且與可動(dòng)構(gòu)件的所述部分協(xié)作的本體的部分具有相應(yīng)的圓錐形輪廓。
[0019]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，該裝置包括圓形密封件，所述圓形密封件裝在形成在本體和/或可動(dòng)構(gòu)件的圓錐形部分中的溝槽中。
[0020]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，裝置包括用于預(yù)加載和釋放第一回彈器件的器件，在第一回彈器件釋放時(shí)在第二回彈器件的力下第一閘關(guān)閉且第二閘打開(kāi)。
[0021]優(yōu)選地，預(yù)加載器件包括可旋轉(zhuǎn)控制輪，作用在第一回彈器件上的滑動(dòng)件和用于將控制輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為滑動(dòng)件的平移運(yùn)動(dòng)的器件?；瑒?dòng)件優(yōu)選布置在第一回彈器件的與可動(dòng)構(gòu)件相對(duì)的側(cè)上。
[0022]優(yōu)選地，預(yù)加載器件配置為不呈現(xiàn)兩個(gè)位置之間的穩(wěn)定位置，兩個(gè)位置中的一個(gè)釋放第一回彈器件而另一個(gè)使得所述回彈器件預(yù)記載。
[0023]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，第二回彈器件包括設(shè)置在控制腔室中且支撐在本體上的彈簧。
[0024]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，界定控制腔室且包括形成第二閘的部分的可動(dòng)構(gòu)件的面朝向第一閘。
[0025]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，本體包括突出到控制腔室中的部分，所述部分至少部分地承裝在第一閘中且與形成第二閘的可動(dòng)構(gòu)件的面的部分協(xié)作。
[0026]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，第二回彈器件的彈簧至少部分地繞突出到控制腔室中的本體部分設(shè)置。
[0027]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，第一閘適于與通道中的座部密封地協(xié)作且延伸通過(guò)所述座部直到其上游。
[0028]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，裝置包括第三閘，所述第三閘設(shè)置在第一閘的上游且配置為通過(guò)基本上沿流體流動(dòng)的通常方向運(yùn)動(dòng)而關(guān)閉通路，第一和第三閘配置為相互協(xié)作，從而在第一閘之前第三閘關(guān)閉。
[0029]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，第三閘適于與通道中的具體座部密封地協(xié)作且從上游位置延伸通過(guò)所述座部達(dá)到所述座部的下游位置，從而第一閘可接觸第三閘。
[0030]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，尺寸設(shè)置為在服役構(gòu)造下，在入口處的壓力小至20bar，優(yōu)選lObar，更優(yōu)選5bar時(shí)第二閘(24，28)關(guān)閉。
[0031]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，裝置是用于氣缸的閥，能在50bar以上、優(yōu)選10bar以上、更優(yōu)選150bar以上的壓力下工作。
[0032]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
[0033]本發(fā)明的手段能提供一種控制裝置，例如具有整合的關(guān)閉功能和整合的殘余壓力功能的調(diào)節(jié)器。實(shí)際上，第一閘的構(gòu)造使得其自然地通過(guò)設(shè)備入口處的壓力關(guān)閉，確?？煽康年P(guān)閉功能。該功能可通過(guò)增加額外的閘而變得更安全。在壓力調(diào)節(jié)器的可動(dòng)元件(特別是活塞)上設(shè)置殘余壓力閥和在面對(duì)第一閘的可動(dòng)元件的面上設(shè)置殘余壓力閥將使得減壓器的閘和殘余壓力的閘之間的用于氣體的通道的分離距離減少到最小。減小該通道的長(zhǎng)度且由此減小容積增加了保護(hù)性，使得殘余壓力功能設(shè)計(jì)為提供氣瓶的內(nèi)部空間。實(shí)際上，在用于預(yù)加載和釋放作用在減壓器的可動(dòng)部分上的第一彈簧的器件促動(dòng)時(shí)，在第一閘關(guān)閉且第二閘打開(kāi)的位置與相反位置(即第一閘打開(kāi)且第二閘關(guān)閉)之間的通道使得在很短時(shí)間內(nèi)氣瓶的內(nèi)部和外部大氣之間連通。因此重要的是使得兩個(gè)閘之間的容積最小化。
【附圖說(shuō)明】
[0034]圖1是根據(jù)本發(fā)明的用于流體的流量和/或壓力控制裝置的縱向截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]單個(gè)圖1示出了流體的流量和/或壓力控制裝置。其是縱向截面圖，顯示了與本發(fā)明有關(guān)的裝置的主要元件，這些元件中的與本發(fā)明不直接相關(guān)的一些元件未示出。
[0036]圖1示出的裝置優(yōu)選是用于存儲(chǔ)在氣瓶中的加壓氣體的氣壓減壓裝置。其因此可以包含連接件(未示出)，所述連接件具有被旋擰到加壓氣體氣瓶的頸部的凸部。
[0037]裝置2包括本體4，在本體中形成將氣體入口 6與氣體出口 8連接的通道。輸入的概念與本文所示的裝置相關(guān)，但是由于截圖的原因，其可以包括在圖中不可見(jiàn)的其他特征。這些其他功能可例如是讓裝置的入口“運(yùn)動(dòng)”到更上游的部分，特別是用于旋擰到加壓氣體氣瓶頸部的如上所述的凸部。以不完整的方式示出氣體出口 8。在該圖的具體情況下，其包括具有校準(zhǔn)孔口的旋轉(zhuǎn)盤(pán)片形式的流動(dòng)選擇器，本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知這一點(diǎn)。然而，應(yīng)理解可考慮其他形式的出口，例如包括沒(méi)有流動(dòng)選擇器的單個(gè)出口。
[0038]該裝置包括通道的關(guān)閉裝置，其包括第一閘18和額外閘12，所述閘每一個(gè)分別與座部20和14協(xié)作。這兩個(gè)閘具有倒置座部的類(lèi)型，即朝向用于關(guān)閉通道的閘運(yùn)動(dòng)方向?qū)?yīng)于正常服務(wù)期間流體流動(dòng)的方向。閘將在后文詳細(xì)描述。
[0039]控制裝置2還包括活塞22，該活塞(經(jīng)由密封件30)可密封地在形成在本體4中的圓柱形殼體中平移運(yùn)動(dòng)?；钊?2的下面與本體4 一起限定控制腔室26。第一閘18機(jī)械地且剛性地連接到活塞22。后者還包括設(shè)置在圓錐形部分上與活塞22和閘18的縱向軸線(xiàn)同中心的密封件28。該密封件28裝在圓錐形部分中形成的溝槽中且目的是與本體的進(jìn)入控制腔室26中的相應(yīng)圓錐形部分24密封地協(xié)作。密封件28和用作座部的相應(yīng)的錐形部分24形成提供殘余壓力功能的第二閘。
[0040]活塞22在其上側(cè)經(jīng)歷第一回彈器件(確切地說(shuō)是第一彈簧32)的回彈力，趨向于打開(kāi)第一閘18和關(guān)閉用于殘余壓力的第二閘24、28。其還在其下面經(jīng)歷與第一回彈器件相反的第二回彈器件(確切地說(shuō)是第二彈簧24)的彈性力且由此趨向于關(guān)閉第一閘18和打開(kāi)用于殘余壓力的第二閘24、28。
[0041]第一彈簧32的彈性力可通過(guò)設(shè)置在控制裝置頂部的控制輪36控制。實(shí)際上，輪36包括形