用于自推進(jìn)氣體系統(tǒng)的整合式安全設(shè)備的制造方法
【專利說明】用于自推進(jìn)氣體系統(tǒng)的整合式安全設(shè)備發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明大體來說涉及使用在壓力下容納在氣缸或容器內(nèi)的壓縮天然氣、液化石油氣或其他可燃性氣體的自推進(jìn)氣體系統(tǒng)，并且具體來說涉及用于這類系統(tǒng)的整合式安全設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在具有以氣體作燃料的發(fā)動機(jī)的機(jī)動車中，氣體燃料被裝載并且壓縮到至少一個氣缸或容器中。根據(jù)在這里考慮的行業(yè)的一些安全法規(guī)，裝在車輛上的每個氣缸應(yīng)該配備有泄放設(shè)備，用來在發(fā)生內(nèi)部壓力和/或內(nèi)部溫度的升高超過預(yù)定閥值的情況下阻止不希望的燃燒事件。
[0003]每個氣缸配備有截流閥，用來停止流進(jìn)和流出氣缸。整合多個部件的各種類型的氣缸閥是已知的，這些閥被稱為多用途閥。一般來說，這類多用途閥包括上述安全裝置和根據(jù)本行業(yè)的國際法規(guī)的其他設(shè)備，例如像溢流設(shè)備(EFD)，所述溢流設(shè)備在內(nèi)部壓力與外部壓力的差值高于預(yù)定值的情況下觸發(fā)，以限制氣體從氣缸流出。溢流設(shè)備裝配在主管道中，氣體穿過所述主管道傳輸，而壓力敏感和溫度敏感的泄放設(shè)備與氣缸內(nèi)部直接相連并且因此定位在副管道的端部。
[0004]因此，泄放設(shè)備有兩種類型，S卩，由溫度觸發(fā)的泄放設(shè)備和由壓力觸發(fā)的泄放設(shè)備。這兩種類型的泄放設(shè)備都沿著氣體從氣缸釋放的管道定位，以在正常運(yùn)行狀態(tài)下關(guān)閉釋放管道。
[0005]前者(由溫度觸發(fā)的泄放設(shè)備)包括熱敏元件，所述熱敏元件被限定在與排出柱塞相關(guān)聯(lián)的固態(tài)主體中的相應(yīng)座或室內(nèi)。熱敏元件通常保持釋放管道關(guān)閉，并且僅當(dāng)達(dá)到預(yù)定安全溫度閥值時才會改變釋放管道的狀態(tài)。熱敏元件的狀態(tài)的這種改變隨后允許釋放管道被打開以將氣缸排空。壓力泄放設(shè)備一般包括破裂片或其他元件，所述破裂片或其他元件保持釋放管道關(guān)閉，并且在達(dá)到預(yù)定壓力安全閥值時破裂或以其他方式打開，從而打開釋放管道以將氣缸排空。
[0006]在大多數(shù)自推進(jìn)氣體系統(tǒng)中，使用這兩種泄放設(shè)備。
[0007]現(xiàn)返回到流動所穿過的主管道，溢流設(shè)備建立在手動操作型截流設(shè)備的上游，并且在電截流設(shè)備的上游(如果存在電截流設(shè)備的話)。根據(jù)法規(guī)，這種布置的后果在于，在要求或需要將氣缸排空的維護(hù)操作的情況下，手動截流設(shè)備的孔產(chǎn)生壓力差，如，以導(dǎo)致溢流設(shè)備插入，從而使氣體傳輸終止。
[0008]當(dāng)前，針對將氣缸排空的唯一解決方案是截流設(shè)備的部分手動孔；所述部分孔事實(shí)上允許氣體在壓力差不會達(dá)到針對溢流設(shè)備設(shè)定的插入值的情況下從氣缸流出。
[0009]然而，這個解決方案具有安全方面的缺陷。事實(shí)上，如果維護(hù)技術(shù)人員試圖通過完全打開手動截流設(shè)備來將氣缸排空，溢流設(shè)備的隨后觸發(fā)會阻礙氣體的傳輸，這導(dǎo)致技術(shù)人員相信氣缸已經(jīng)被完全排空，而此時氣缸內(nèi)仍然存在加壓氣體。隨后在氣缸內(nèi)仍然存在加壓流體的情況下移除氣缸閥可能導(dǎo)致不希望的可燃事件。
[0010]為了克服這個嚴(yán)重的問題，已經(jīng)起草了一份提案以修改美國法規(guī)ANSI NGV3.1，所述提案的主要要件被列出如下:
[0011]-途閥或槽應(yīng)該具備對其中存在的加壓氣體的指示；
[0012]-維護(hù)的情況下，氣體從槽排出的通道不應(yīng)被溢流設(shè)備或放置在溢流設(shè)備下游的其他截流設(shè)備截斷。
[0013]已經(jīng)提出響應(yīng)第一個要求的臨時解決方案。這個解決方案包括將壓力計(jì)應(yīng)用于多用途閥；具體來說，將壓力計(jì)連接至上述副管道中的一個。然而，這個解決方案不足以提供系統(tǒng)的足夠安全性。壓力計(jì)事實(shí)上是笨重的儀器，其在撞擊的情況下可能損壞，并且因此被連接至與槽內(nèi)部直接連通的副通道中的一個，由壓力計(jì)的損壞引起的泄漏不能被其他設(shè)備停止。
[0014]本發(fā)明的目標(biāo)是提供適合于克服上述弊端的安全設(shè)備。
[0015]發(fā)明概述
[0016]本安全設(shè)備指示流體槽是否是加壓的，并且指示哪個流體槽滿足國際法規(guī)的上述要件，并且具體來說，指示哪個流體槽被關(guān)聯(lián)至與槽內(nèi)部直接連通的通道。
[0017]如上所解釋的，存在于多用途閥中并且與槽直接連通的副通道適合用于容納上述壓力泄放設(shè)備和熱泄放設(shè)備。本安全設(shè)備還指示槽中存在加壓氣體，并且指示哪個槽與已經(jīng)存在于多用途閥中的兩個泄放設(shè)備中的至少一個相結(jié)合。這樣，不需要修改當(dāng)前多用途閥，或者省略先前的泄放設(shè)備。
[0018]本安全設(shè)備還使得有可能限制所述安全設(shè)備所關(guān)聯(lián)至的多用途閥的尺寸、占據(jù)的空間和總體結(jié)構(gòu)。
[0019]由于相同的原因，本安全設(shè)備提供單獨(dú)的整合式設(shè)備，其包括至少一個安全設(shè)備和氣體流動的手動截流設(shè)備，所述至少一個安全設(shè)備適合用于指示槽中存在加壓流體。通過后者(手動截流設(shè)備)，可以通過手動激活穿過副通道中的一個將氣缸排空，其中氣體在不截斷溢流設(shè)備的情況下流動。
[0020]常規(guī)安全設(shè)備的不足和限制中的至少一些被整合式安全設(shè)備克服，尤其是根據(jù)權(quán)利要求I的用于自推進(jìn)氣缸的整合式安全設(shè)備。從屬權(quán)利要求描述本安全設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施方案。
[0021]根據(jù)這些權(quán)利要求，本安全設(shè)備包括設(shè)備主體，其中限定有用于流體的通道；所述通道從與加壓流體的容器連通的入口孔延伸至例如出現(xiàn)在大氣中的出口孔。在本公開中，密閉裝置被定義為所公開的安全設(shè)備的元件，這個元件包括用于至少一個溫度和/或壓力敏感泄放設(shè)備的殼體，并且這個元件在所述安全設(shè)備內(nèi)是可移動的，以提供氣缸或容器內(nèi)的壓力的視覺指示。密閉裝置例如可以包括以氣密方式容納在安全設(shè)備的主體中的柱塞，其中所述柱塞可在如靠后位置的第一位置與如靠前位置的第二位置之間移動，當(dāng)流體容器內(nèi)不存在加壓氣體(或者壓力低于預(yù)定閥值)時，所述柱塞發(fā)現(xiàn)自己處于所述第一位置，并且當(dāng)流體容器內(nèi)存在加壓氣體(或者處于比預(yù)定閥值更高的壓力)時，所述柱塞發(fā)現(xiàn)自己處于所述第二位置。
[0022]反過來，用于流體的通道被限定在密閉裝置中，適合用于將入口孔與出口孔相連通放置，被接合以便由至少一個溫度和/或壓力敏感泄放設(shè)備密封。
[0023]在熱敏設(shè)備的情況下，這個設(shè)備接合管道以便關(guān)閉氣體通道，直到達(dá)到預(yù)定溫度閥值，超過所述預(yù)定溫度閥值，熱敏設(shè)備內(nèi)部的熱敏元件就會改變其狀態(tài)，從而允許從入口孔至出口孔的流體通道。
[0024]在壓力敏感元件的情況下，當(dāng)入口孔打開以便允許流體的流動。與出口孔之間的壓力差超過預(yù)定值時，這個設(shè)備容易破裂或者以其他方式
[0025]因此，本設(shè)備提供容器或槽中存在加壓流體的信號，這是因?yàn)槠浒梢苿拥脑隹梢苿拥脑奈恢米兓軌虮幻黠@地觀察到。
[0026]例如，在優(yōu)選實(shí)施方案中，密閉裝置具有頭部，所述頭部接合出口孔，接合方式使得，當(dāng)密閉裝置在靠后位置時，所述頭部隱匿在視線之外，而當(dāng)密閉裝置在靠前位置時，所述頭部從外部是可見的。
[0027]另外，在不需要修改多用途閥的情況下，實(shí)現(xiàn)了在沒有已知類型的兩個泄放設(shè)備中的一個的情況下能夠在當(dāng)前多用途閥中使用這種設(shè)備的目標(biāo)，并且具有限制所占據(jù)空間的優(yōu)點(diǎn)。
[0028]應(yīng)注意，可移動的密閉裝置取決于流體容器內(nèi)的壓力以連續(xù)的方式運(yùn)作，而安全設(shè)備僅在描述的情況下運(yùn)作，并且獨(dú)立于容納在其中的可移動的密閉裝置的位置來運(yùn)作。
[0029]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方案，安全設(shè)備還包括流體流動的截流閥，其例如是手動激活的，位于密閉裝置的上游。此外，截流閥優(yōu)選地以這種方式定位，以便不截斷入口孔與出口孔之間的氣體通道，并且攔截氣體在入口孔與出口孔之間的輔助管道中流進(jìn)大氣的流動。所述布置允許三個設(shè)備完全獨(dú)立，并且通過這個手動截流閥，有可能在沒有溢流設(shè)備插入的情況下，通過將氣體立即釋放到大氣中或使氣體穿過管子來將槽排空。
[0030]在優(yōu)選實(shí)施方案中，可移動的密閉裝置包括具有頭部部分的柱塞，所述頭部部分支撐壓力敏感泄放設(shè)備或溫度敏感泄放設(shè)備。
[0031]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方案，出口孔的軸線與入口孔的軸線是同軸的。在這種配置中，柱塞因此在第一靠后位置(空槽中，或流體以低于預(yù)定低壓值的壓力存在)與第二靠前位置(槽中存在高壓流體)之間是可軸向移動的。
[0032]在一個有利的實(shí)施方案中，柱塞在設(shè)備主體中所制造的柱塞座內(nèi)是可軸向移動的，并且泄放設(shè)備容納在柱塞的內(nèi)部通道中所制造的相應(yīng)座內(nèi)。換句話說，泄放設(shè)備關(guān)于柱塞是固定的并且隨著柱塞移動。
[0033]在一個實(shí)施方案中，熱敏泄放元件是在預(yù)定溫度下一定會恪化的固態(tài)合金。
[0034]在一個實(shí)施方案變體中，熱敏元件呈糊劑或液體形式，并且被容納在外殼中，所述外殼在達(dá)到預(yù)定溫度時容易破裂。
[0035]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方案，壓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閉流體的通道孔并且因此與高壓流體直接接觸，與流動方向正交。因此，流體的壓力增加到超過預(yù)定值立即被破裂片感知到，并且導(dǎo)致所述片的所需破裂。
[0036]在一個實(shí)施方案中，手動截流閥作用于管道，所述管道的軸線徑向于柱塞的軸線。在一個實(shí)施方案中，閥主要由可擰緊的元件和通過密封墊組成。當(dāng)被完全擰入時，提供氣密性并且阻止氣體流出；當(dāng)被部分?jǐn)Q入時，可以允許氣體排出，所述排出獨(dú)立于上述柱塞和安全設(shè)備，并且獨(dú)立于截流設(shè)備，如上所述的截流設(shè)備定位在多用途閥的主管道中。
[0037]附圖簡述
[0038]本安全設(shè)備的特性和優(yōu)點(diǎn)將從以下對其優(yōu)選實(shí)施方案的描述變得更加清晰易懂，通過非限制性實(shí)例參照附圖作出所述描述，其中:
[0039]圖1在軸向橫截面中示出第一實(shí)施方案中的應(yīng)用于閥的本安全設(shè)備，所述安全設(shè)備使用熱敏泄放設(shè)備；
[0040]圖2在軸向橫截面中示出根據(jù)實(shí)施方案變體的安全設(shè)備，所述安全設(shè)備使用壓力敏感泄放設(shè)備；
[0041]圖3A在軸向橫截面中示出與手動打開/關(guān)閉閥整合的圖2中的設(shè)備；并且
[0042]圖3B在部分軸向橫截面視圖中示出手動打開/關(guān)閉閥的第二個實(shí)施方案。
[0043]優(yōu)選實(shí)施方案詳細(xì)描述
[0044]在附圖中，參考數(shù)字I總體表示尤其用于自推進(jìn)系統(tǒng)的氣體氣缸的安全設(shè)備。
[0045]安全設(shè)備I可以合并到閥中，例如用于氣缸的多用途閥，所述氣缸包含用于自推進(jìn)氣體系統(tǒng)的高壓氣體。