用于自推进气体系统的整合式安全设备的制造方法
【专利说明】用于自推进气体系统的整合式安全设备发明领域
[0001]本发明大体来说涉及使用在压力下容纳在气缸或容器内的压缩天然气、液化石油气或其他可燃性气体的自推进气体系统，并且具体来说涉及用于这类系统的整合式安全设备。
【背景技术】
[0002]在具有以气体作燃料的发动机的机动车中，气体燃料被装载并且压缩到至少一个气缸或容器中。根据在这里考虑的行业的一些安全法规，装在车辆上的每个气缸应该配备有泄放设备，用来在发生内部压力和/或内部温度的升高超过预定阀值的情况下阻止不希望的燃烧事件。
[0003]每个气缸配备有截流阀，用来停止流进和流出气缸。整合多个部件的各种类型的气缸阀是已知的，这些阀被称为多用途阀。一般来说，这类多用途阀包括上述安全装置和根据本行业的国际法规的其他设备，例如像溢流设备(EFD)，所述溢流设备在内部压力与外部压力的差值高于预定值的情况下触发，以限制气体从气缸流出。溢流设备装配在主管道中，气体穿过所述主管道传输，而压力敏感和温度敏感的泄放设备与气缸内部直接相连并且因此定位在副管道的端部。
[0004]因此，泄放设备有两种类型，S卩，由温度触发的泄放设备和由压力触发的泄放设备。这两种类型的泄放设备都沿着气体从气缸释放的管道定位，以在正常运行状态下关闭释放管道。
[0005]前者(由温度触发的泄放设备)包括热敏元件，所述热敏元件被限定在与排出柱塞相关联的固态主体中的相应座或室内。热敏元件通常保持释放管道关闭，并且仅当达到预定安全温度阀值时才会改变释放管道的状态。热敏元件的状态的这种改变随后允许释放管道被打开以将气缸排空。压力泄放设备一般包括破裂片或其他元件，所述破裂片或其他元件保持释放管道关闭，并且在达到预定压力安全阀值时破裂或以其他方式打开，从而打开释放管道以将气缸排空。
[0006]在大多数自推进气体系统中，使用这两种泄放设备。
[0007]现返回到流动所穿过的主管道，溢流设备建立在手动操作型截流设备的上游，并且在电截流设备的上游(如果存在电截流设备的话)。根据法规，这种布置的后果在于，在要求或需要将气缸排空的维护操作的情况下，手动截流设备的孔产生压力差，如，以导致溢流设备插入，从而使气体传输终止。
[0008]当前，针对将气缸排空的唯一解决方案是截流设备的部分手动孔；所述部分孔事实上允许气体在压力差不会达到针对溢流设备设定的插入值的情况下从气缸流出。
[0009]然而，这个解决方案具有安全方面的缺陷。事实上，如果维护技术人员试图通过完全打开手动截流设备来将气缸排空，溢流设备的随后触发会阻碍气体的传输，这导致技术人员相信气缸已经被完全排空，而此时气缸内仍然存在加压气体。随后在气缸内仍然存在加压流体的情况下移除气缸阀可能导致不希望的可燃事件。
[0010]为了克服这个严重的问题，已经起草了一份提案以修改美国法规ANSI NGV3.1，所述提案的主要要件被列出如下:
[0011]-途阀或槽应该具备对其中存在的加压气体的指示；
[0012]-维护的情况下，气体从槽排出的通道不应被溢流设备或放置在溢流设备下游的其他截流设备截断。
[0013]已经提出响应第一个要求的临时解决方案。这个解决方案包括将压力计应用于多用途阀；具体来说，将压力计连接至上述副管道中的一个。然而，这个解决方案不足以提供系统的足够安全性。压力计事实上是笨重的仪器，其在撞击的情况下可能损坏，并且因此被连接至与槽内部直接连通的副通道中的一个，由压力计的损坏引起的泄漏不能被其他设备停止。
[0014]本发明的目标是提供适合于克服上述弊端的安全设备。
[0015]发明概述
[0016]本安全设备指示流体槽是否是加压的，并且指示哪个流体槽满足国际法规的上述要件，并且具体来说，指示哪个流体槽被关联至与槽内部直接连通的通道。
[0017]如上所解释的，存在于多用途阀中并且与槽直接连通的副通道适合用于容纳上述压力泄放设备和热泄放设备。本安全设备还指示槽中存在加压气体，并且指示哪个槽与已经存在于多用途阀中的两个泄放设备中的至少一个相结合。这样，不需要修改当前多用途阀，或者省略先前的泄放设备。
[0018]本安全设备还使得有可能限制所述安全设备所关联至的多用途阀的尺寸、占据的空间和总体结构。
[0019]由于相同的原因，本安全设备提供单独的整合式设备，其包括至少一个安全设备和气体流动的手动截流设备，所述至少一个安全设备适合用于指示槽中存在加压流体。通过后者(手动截流设备)，可以通过手动激活穿过副通道中的一个将气缸排空，其中气体在不截断溢流设备的情况下流动。
[0020]常规安全设备的不足和限制中的至少一些被整合式安全设备克服，尤其是根据权利要求I的用于自推进气缸的整合式安全设备。从属权利要求描述本安全设备的优选实施方案。
[0021]根据这些权利要求，本安全设备包括设备主体，其中限定有用于流体的通道；所述通道从与加压流体的容器连通的入口孔延伸至例如出现在大气中的出口孔。在本公开中，密闭装置被定义为所公开的安全设备的元件，这个元件包括用于至少一个温度和/或压力敏感泄放设备的壳体，并且这个元件在所述安全设备内是可移动的，以提供气缸或容器内的压力的视觉指示。密闭装置例如可以包括以气密方式容纳在安全设备的主体中的柱塞，其中所述柱塞可在如靠后位置的第一位置与如靠前位置的第二位置之间移动，当流体容器内不存在加压气体(或者压力低于预定阀值)时，所述柱塞发现自己处于所述第一位置，并且当流体容器内存在加压气体(或者处于比预定阀值更高的压力)时，所述柱塞发现自己处于所述第二位置。
[0022]反过来，用于流体的通道被限定在密闭装置中，适合用于将入口孔与出口孔相连通放置，被接合以便由至少一个温度和/或压力敏感泄放设备密封。
[0023]在热敏设备的情况下，这个设备接合管道以便关闭气体通道，直到达到预定温度阀值，超过所述预定温度阀值，热敏设备内部的热敏元件就会改变其状态，从而允许从入口孔至出口孔的流体通道。
[0024]在压力敏感元件的情况下，当入口孔打开以便允许流体的流动。与出口孔之间的压力差超过预定值时，这个设备容易破裂或者以其他方式
[0025]因此，本设备提供容器或槽中存在加压流体的信号，这是因为其包括可移动的元件，所述可移动的元件的位置变化能够被明显地观察到。
[0026]例如，在优选实施方案中，密闭装置具有头部，所述头部接合出口孔，接合方式使得，当密闭装置在靠后位置时，所述头部隐匿在视线之外，而当密闭装置在靠前位置时，所述头部从外部是可见的。
[0027]另外，在不需要修改多用途阀的情况下，实现了在没有已知类型的两个泄放设备中的一个的情况下能够在当前多用途阀中使用这种设备的目标，并且具有限制所占据空间的优点。
[0028]应注意，可移动的密闭装置取决于流体容器内的压力以连续的方式运作，而安全设备仅在描述的情况下运作，并且独立于容纳在其中的可移动的密闭装置的位置来运作。
[0029]根据优选实施方案，安全设备还包括流体流动的截流阀，其例如是手动激活的，位于密闭装置的上游。此外，截流阀优选地以这种方式定位，以便不截断入口孔与出口孔之间的气体通道，并且拦截气体在入口孔与出口孔之间的辅助管道中流进大气的流动。所述布置允许三个设备完全独立，并且通过这个手动截流阀，有可能在没有溢流设备插入的情况下，通过将气体立即释放到大气中或使气体穿过管子来将槽排空。
[0030]在优选实施方案中，可移动的密闭装置包括具有头部部分的柱塞，所述头部部分支撑压力敏感泄放设备或温度敏感泄放设备。
[0031]根据优选实施方案，出口孔的轴线与入口孔的轴线是同轴的。在这种配置中，柱塞因此在第一靠后位置(空槽中，或流体以低于预定低压值的压力存在)与第二靠前位置(槽中存在高压流体)之间是可轴向移动的。
[0032]在一个有利的实施方案中，柱塞在设备主体中所制造的柱塞座内是可轴向移动的，并且泄放设备容纳在柱塞的内部通道中所制造的相应座内。换句话说，泄放设备关于柱塞是固定的并且随着柱塞移动。
[0033]在一个实施方案中，热敏泄放元件是在预定温度下一定会恪化的固态合金。
[0034]在一个实施方案变体中，热敏元件呈糊剂或液体形式，并且被容纳在外壳中，所述外壳在达到预定温度时容易破裂。
[0035]根据优选实施方案，压力敏感元件呈破裂膜或破裂片的形式，所述破裂膜或破裂片封闭流体的通道孔并且因此与高压流体直接接触，与流动方向正交。因此，流体的压力增加到超过预定值立即被破裂片感知到，并且导致所述片的所需破裂。
[0036]在一个实施方案中，手动截流阀作用于管道，所述管道的轴线径向于柱塞的轴线。在一个实施方案中，阀主要由可拧紧的元件和通过密封垫组成。当被完全拧入时，提供气密性并且阻止气体流出；当被部分拧入时，可以允许气体排出，所述排出独立于上述柱塞和安全设备，并且独立于截流设备，如上所述的截流设备定位在多用途阀的主管道中。
[0037]附图简述
[0038]本安全设备的特性和优点将从以下对其优选实施方案的描述变得更加清晰易懂，通过非限制性实例参照附图作出所述描述，其中:
[0039]图1在轴向横截面中示出第一实施方案中的应用于阀的本安全设备，所述安全设备使用热敏泄放设备；
[0040]图2在轴向横截面中示出根据实施方案变体的安全设备，所述安全设备使用压力敏感泄放设备；
[0041]图3A在轴向横截面中示出与手动打开/关闭阀整合的图2中的设备；并且
[0042]图3B在部分轴向横截面视图中示出手动打开/关闭阀的第二个实施方案。
[0043]优选实施方案详细描述
[0044]在附图中，参考数字I总体表示尤其用于自推进系统的气体气缸的安全设备。
[0045]安全设备I可以合并到阀中，例如用于气缸的多用途阀，所述气缸包含用于自推进气体系统的高压气体。