减压装置的制作方法

本发明涉及用于压缩气体的阀的领域。更具体地，本发明涉及减压装置。

背景技术：

1、专用于高压流体的减压装置已经使用多年。减压装置允许使用例如300bar以上的高压源，同时通过使用特制接口与需要例如200bar以下的低压入口的所联接设备保持兼容，特制接口即是根据适用的法规/标准特别针对这种低压编码的阀输送端口。

2、流体的压力和体积相互关联，这是因为当压力增加时，体积就会减小。因此，减压装置使得使用者的任务更容易，这是因为可以在保持高压容器体积较小的同时将更多气体储存在高压容器中。使用减压装置将允许使用者获得典型地为低压设计的所联接设备期望的压力，即使所储存的流体的压力超过所联接设备的能力。因此，减压装置使得在同等大小的容器下增加使用自主权，或者通过减小容器的大小和重量来增加便携性。

3、例如，这些减压装置用在独立气瓶、以及束组(bundle)和拖车中。该特征通过实施在气瓶的阀本体内的集成压力单元(例如，主截止阀、压力调节单元、紧急截止阀、以及安全泄压装置集成在同一本体中)、或在束组、长管拖车上的专用气体面板内的单独元件(主截止阀、压力调节单元、紧急截止阀、以及安全泄压装置是不同的物体)来具体实现。减压装置的下游端可以包括出口阀，或该下游端可以仅是简单的连接件或接口。

4、图1表示正如在本领域中已知的典型的减压装置。该减压装置包括：操作流体回路101，该操作流体回路具有允许减压单元打开的可选的主截止阀2；压力调节单元3，该压力调节单元将压力降低至具有其可以输送的最大压力pa的设定期望值；安全泄压装置6，该安全泄压装置在存在超压(比下游所联接设备中的最大允许压力pa高)的情况下自行打开；以及出口接口5，该出口接口可以包括阀，与所联接设备连接。

5、安全泄压装置6位于减压单元3的下游，以保护系统的低压侧。例如，安全泄压装置6可以是安全泄压阀或爆破片，两者分别是可逆的和一次性的。安全泄压装置6被设计成在检测到意外超压(比所联接设备中的最大允许压力高)的情况下打开，该超压可以例如由于减压单元3失效或故障而导致。出口接口5可以以不同方式(比如螺纹接头、快连接件)配置，起止回阀、单向阀、截止阀的作用。出口接口5具有确定压力pn(例如，200bar)，该确定压力对应该出口接口的压力能力或压力额定值。经过安全泄压装置的流体直接排放到大气中或可以收集起来。

6、在图1上，可选的气体过滤器可以放置在主截止阀2与减压单元3之间，但也可以放置在主截止阀的上游，可选的单向阀可以放置在流体回路中、在紧急截止阀的下游。可以存在若干个过滤器。

7、按照当前的方式将流体从系统排出或储存呈现出了一些问题，并且在某些情况下无法接受。例如，所容纳的流体可能是易燃介质，比如氢气或形成例如atex(爆炸性环境)等的危险和/或有毒环境的其他流体。

8、实际上，在比如氢气等易燃介质的情况下，如果区域受到限制或通风不充分，则自由排放到大气中可能导致产生爆炸区域；这要求使用者进行扩展性设置，比如具有自动关闭功能的气体检测，或者如果移动设备在室内使用则需要强通风。

9、尽管安全泄压装置可以收集到互补的排气管道或等效物中，但由于取决于程序障碍需要额外的设置和额外的处理步骤(例如广泛的安全检查)而使与设备的连接过程复杂化。

10、此外，安全泄压装置是机械部件，因此容易失效。尽管这些装置被设计成是高度可靠的，但仍应始终考虑故障和缺陷。

11、确实存在对于上述问题的解决方案，比如实施自动阀，例如在减压单元上游或下游的气动阀、以及下游的压力感应器和/或开关。在实施比如plc(可编程逻辑控制器)等外部逻辑的情况下，任何感测到的压力增加都会使自动阀关闭。这种类型的技术将需要额外的外部能量，例如用于阀致动的压缩干燥空气(cda)或用于管理plc和螺线管的电力。该解决方案在许多情况下无法令人满意，并且质价比低。

12、上述问题的另一个解决方案是通过在使所联接设备的入口处安装兼容的安全泄压装置(仍将需要与相关的排气管线连接)来使该设备实现自我保护。该解决方案的实施成本过高。

技术实现思路

1、如已经讨论的，需要安全、简易且易于使用的减压装置，以避免人员和工作环境受到任何危害。

2、为此目的，提出了一种减压装置，该减压装置包括被配置成与加压气源连接的上游端和被配置成与所联接设备连接的下游端，该减压装置包括：

3、-操作流体回路，该操作流体回路包括减压单元、紧急截止阀、以及具有压力能力pn的出口接口，该减压单元被配置成将加压气流的压力降低至最大压力pa，

4、-泄压流体回路，该泄压流体回路包括第一端和安全泄压装置，该第一端连接至操作流体回路、减压单元的下游，

5、其特征在于，泄压流体回路包括与紧急截止阀连接的第二端，该安全泄压装置被配置成具有两种状态：

6、-关闭状态，在该关闭状态下，安全泄压装置未启用，并且紧急截止阀是打开的，此时减压阀中的压力低于预定压力pl，以及

7、-打开状态，在该打开状态下，安全泄压装置启用，并且紧急截止阀是关闭的，此时流体回路中减压单元下游的压力高于预定压力pl，

8、预定压力pl是pa+5％至pa+500％和/或是pn+5％至pn+500％。文件us20140318642a1公开了根据权利要求1的前序部分的这种压力调节器。根据权利要求1限定本发明。

9、所以，本发明通过在减压装置(prd)上实施失效安全特征件来解决上述问题，该失效安全特征件防止任何流体释放到大气中，同时不需要外部能量和额外的部件(比如plc系统)。在失效的情况下，prd中压力增大，使得供给流自发关闭，从而通过关闭压力源来充分保护下游的所联接设备。

10、在减压单元(pru)失效的情况下，紧急截止阀将通过安全泄压装置(srd)所释放的过压来致动。因此，本发明允许有利地且安全地关闭气流，而不是将过压流体释放到大气中。

11、第一变体将是减压装置的操作流体回路可以包括余压阀。具有余压阀(rpv)可以通过保持少量压力储存在rpv中来在srd打开时帮助紧急截止阀(esov)更快地接合。

12、本发明的第二变体将是余压阀可以包括紧急截止阀。将余压阀用作紧急截止阀将节省空间并且降低所使用的流体回路的复杂性。

13、本发明的第三变体将是减压阀还可以包括单向阀。单向阀(nrv)使流体仅沿一个方向流经该单向阀。单向阀还始终维持系统中的正压力，同时防止任何不想要的材料无意地回到先前的prd部件中。单向功能将允许在下游回流的情况下平衡压力，并且通过阻止回流返回到esov来保持紧急截止阀关闭。

14、本发明的第四变体将是单向阀可以包括在紧急截止阀中。esov中具有nrv也将节省操作流体回路的空间。

15、本发明的第一选项将是安全泄压装置包括爆破片。爆破片(bd)是牺牲部件，这是因为它具有在预定压力下失效的一次性使用的膜。如果bd打开、或更精确地爆破，则可以执行简单的更换，从而对prd的维修变得简单。

16、本发明的第二选项将是安全泄压装置包括安全泄压阀。安全泄压阀(srv)将降低成本，并且(与使用bd相比)不需要使用额外的部件。安全泄压阀是可逆的，从而系统可以简单地复位。

17、本发明的第五变体将是安全泄压装置和紧急截止阀可以通过流体连接件而连接，所述流体连接件包括复位阀。复位阀将允许当srd已经打开且esov关闭时释放压力。复位阀通过吹扫srv下游的泄压流体回路而使prd快速且简单复位。

18、减压装置可以是单通阀。这种prd仅用于流体输送，并且例如是束组。

19、减压装置还可以是二通阀。在这种情况下，prd将允许通过用于单端口阀的外部中和过程或通过实施(例如，用于独立气瓶或束组的、起单个阀的作用的)专用填充端口进行输送和填充。

20、本发明的第六变体将是减压装置可以包括泄放阀。在(例如，从弹性环密封件)泄漏的情况下，泄放阀允许少量流体释放，以避免esov上有任何压力累积(否则可能阻碍esov的期望的功能)。泄放阀可以包括在泄压流体回路中。

21、本发明的第七变体将是泄压流体回路包括可以倚靠泄放阀的翼片。当esov关闭时，翼片也将自动关闭以避免任何流体释放到大气中。

22、在本发明的优选实施例中，余压阀的中央部分包括第一活塞，该第一活塞在中间腔室中移动，并且该余压阀具有三个连接件：

23、-入口连接件，该入口连接件将减压单元的出口与余压阀流体地连接，

24、-第一连接件，该第一连接件将余压阀的出口与安全泄压装置流体地连接，以及

25、-第二连接件，该第二连接件将安全泄压装置与余压阀的中间腔室流体地连接，

26、并且当安全泄压装置处于打开位置时，出口阀被第一活塞移动到关闭位置。

27、在该实施例中，中间腔室在rpv的中央部分制成，用于在srd打开的情况下使流体从srd回到rpv。当srd打开时，第一活塞被推向出口阀(所联接设备的入口)以关闭系统。

28、余压阀的中央部分还包括第二活塞，中间腔室由第一活塞和第二活塞界定，并且当安全泄压装置处于打开位置时，泄放阀被第二活塞关闭。第二活塞将使泄放阀的翼片放置在适当位置或被推向泄放阀，以便于srd打开时阻止任何压力从泄放阀排出。

29、本发明还涉及一种用于储存和供应压缩气体的装置，该装置包括流体源和包括前述特征中任一项的减压装置。