用於選擇性地堵塞流體通路的裝置的製作方法

2023-05-07 17:52:36

專利名稱：用於選擇性地堵塞流體通路的裝置的製作方法
用於選擇性地堵塞流體通路的裝置本發明涉及一種用於選擇性地堵塞流體通路的裝置、設置有這種裝置的旋塞和相應的填充方法。更具體地，本發明涉及一種用於選擇性地堵塞流體通路的裝置、特別是用於氣體旋塞的填充入口的裝置。這種裝置通常包括限定出用於使流體通過的通道的結構，該通道在位於上遊末端處的入口與位於下遊末端處的出口之間延伸；閥座；位於通道中的閥，該閥可在用於通過密封地抵靠座而堵塞所述通路的第一位置與用於在不抵靠座的狀態下打開所述通路的第二位置之間移動；回位部件，其將閥推向閥的第一位置，該堵塞裝置具有由可動閥和/或座支承的可變形密封接頭，以抵靠座並確保當閥位於其第一位置時所述堵塞的密封，該可動閥包括用於承受打開壓力以將閥移至其第二位置的上遊末端。當填充時，所述閥例如通過機械壓力和/或填充氣體的壓力打開。這類裝置有時稱為填充閥或止回閥。當在用於氣體旋塞的填充入口中使用這些閥時，隨著時間推移，閥的填料密封件可能磨損。填料密封件的這種磨損可能是由於閥的連續打開/關閉循環造成的。這種磨損可能導致隨著時間推移而出現洩漏。磨損常常是由於接頭在其殼體內的摩擦而造成的。在需要較長的使用壽命(例如十年)而無需維護的產品中，這是特別不利的。為了解決該密封問題，一個方案包括設置與閥串聯的附加金屬止擋件。該附加止擋件因此必須在每次填充之前被去除(擰下)，且在填充後必須回位(擰上)。該方案耗時且產生潛在的安全風險。本發明的目的是減少如上所述的現有技術的一部分或全部缺點。基於該目的，根據本發明的裝置——其在其它方面與以上前序中給出的通常限定相匹配——的主要特徵在於，可動閥包括主體和可相對於主體移動的止擋件，所述主體和可動止擋件形成用於選擇性地對接頭加壓的機構，該機構可在對接頭加壓以增加該接頭施加在座上的力的工作位置與釋放接頭上的壓力以減小該接頭施加在座上的力的停止位置之間移動。本發明的實施例提供了一種自張緊的堵塞閥，其補償了零件中的任何缺陷，限制其磨損，並甚至抵消接頭的任何磨損。此外，本發明的實施例可包括一個或多個以下特徵-用於選擇性地對接頭加壓的機構可與可動閥相對於座的移動獨立地或分開地在工作位置與停止位置之間移動，-當閥從其第二位置移至其第一位置時，可動止擋件或主體首先止靠在所述結構的固定部分上，以產生主體與可動止擋件之間的相對移動，這使得用於選擇性地對接頭加壓的機構移入其工作位置，-在上遊側，主體或可動止擋件突出，使得其首先承受打開壓力並因此產生主體與可動止擋件之間的相對移動，這使得用於選擇性地對接頭加壓的機構移至其停止位置，-主體和可動止擋件相對地成形，以當閥處於其第一堵塞位置時，使得用於選擇性地對接頭加壓的機構自動地移入工作位置，-主體和可動止擋件相對地成形，以在一旦閥開始朝其第二位置移動或在此之前， 使得用於選擇性地對接頭加壓的機構自動地移入停止位置，-密封接頭位於可動閥上，-用於選擇性地對接頭加壓的機構選擇性地壓縮接頭，以增加接頭在座的方向上的覆蓋範圍，-可動止擋件的外表面與通道的接收區相結合，並且當閥處於其第一位置時，可動止擋件與該接收區相配合以堵塞通道，從而形成與形成在可變形的接頭周圍的堵塞區不同的第二堵塞區，-可動止擋件包括形成流體的偏轉裝置的外部形狀，以在填充操作期間防止或限制流體流對接頭的直接衝擊，-主體和可動止擋件包括形成限制它們沿接頭加壓方向的相對移動的固位裝置的組合形式，以將接頭的加壓水平保持在確定的閾值內，-通過壓縮接頭而選擇性地對接頭加壓，-主體和可動止擋件可在至少一次行進移動中相對移動，-密封接頭為0形圈，所述座的表面用於與柱形接頭配合，-通過將接頭夾置在閥的主體與可動止擋件之間來實現所述機構對接頭選擇性地加壓，-該可動止擋件包含或包括金屬材料，並且當止擋件堵塞通道時，該可動止擋件與通道的金屬部分配合以形成金屬/金屬接觸，-可動閥的主體以行進移動的方式被導入固定的管內，回位部件被容納在該管內，-在可動閥的主體的外表面與所述結構之間設置有通路，以便在填充操作期間輸送氣體，-在所述管的外表面與所述結構之間設置有通路，以便在填充操作期間輸送氣體，-所述堵塞裝置以可去除的方式裝配在旋塞上或與旋塞為單件式單元，-在可動閥的主體與固定的管之間設置有用於氣體的空隙，以防止當主體穿過所述管時該管內的壓力過量增加，-主體的相對於可動止擋件突出的上遊末端包括用於被氣體填充連接件推動的壓力表面，以使可動閥朝其第二位置移動，-該裝置包括置於其下遊末端處的過濾器，該過濾器被置於提取通道上，該提取通道連結用於連結至儲氣設備內部的第一末端和用於連接至氣體提取連接件的第二末端，-當閥從其第二位置移至其第一位置時，可動止擋件和主體首先實現同時的移動， 然後可動止擋件止靠在所述結構的一部分上，而主體繼續進一步移向上遊極限位置，以產生主體與可動止擋件之間的相對移動，這使得用於選擇性地對接頭加壓的機構移入其工作位置，-主體的上遊極限位置通過主體機械地止靠在可動止擋件上和/或止靠在所述結構的固定部分上來限定，-當閥處於第一位置時，主體包括上遊支承表面，其相對於可動止擋件在上遊側上突出，使得其首先承受打開壓力並因此產生主體與可動止擋件之間的相對移動，這使得用於選擇性地對接頭加壓的機構移至其停止位置，-當閥處於其第一位置且其承受確定的打開壓力時，僅主體首先被移向第二打開位置以實現主體與可動止擋件之間的相對移動，這使得用於選擇性地對接頭加壓的機構移至其停止位置，然後當主體達到其與可動止擋件齊平的位置時，打開壓力則使主體和可動止擋件同時移動，_主體和可動止擋件的上遊末端包括用於承受機械打開壓力的相應壓力表面，-所述接頭為0形圈且被容納在由主體和可動止擋件界定的環形殼體中，所述可動止擋件具有形成用於接頭上方的流體流的引導斜面的外表面。本發明還涉及一種用於控制容器的加壓氣體的旋塞，該旋塞包括根據以上或以下特徵中的任何一個的填充連接件。本發明還涉及一種利用填充工具來填充氣體容器的方法，該氣體容器配設有根據以上或以下特徵中的任何一個的堵塞裝置，該填充工具包括用於向閥供給機械打開壓力的機械推桿，其中，當打開閥時，在第一打開階段中，推桿的最外表面首先機械地推動主體並因此使主體相對於可動止擋件移動，以使得用於選擇性地對接頭加壓的機構進入其停止位置，然後，在第二打開階段中，推桿的最外表面機械地同時推動可動止擋件和所述體部，以使閥處於其第二打開位置。根據其它可能的特徵-當通過抽回推桿而關閉閥時，在第一關閉階段中，可動止擋件和體部共同地移向第一位置，然後，在第二關閉階段中，可動止擋件止靠在所述結構的固定部分上，而主體繼續進一步移向上遊極限位置，以產生主體與可動止擋件之間的相對移動，這使得用於選擇性地對接頭加壓的機構移至其工作位置，-在打開操作期間，用於選擇性地對接頭加壓的機構在接頭從其座移動之前或與此同時移至其停止位置，-當填充完成時，在關閉操作期間，用於選擇性地對接頭加壓的機構在閥達到其第一關閉位置的同時或在此之後移至其工作位置。本發明還可涉及包括以上和以下特徵的任何組合的任何替代裝置或方法。本發明的其它特徵和優點在以下參考附圖的說明中陳述，在附圖中-

圖1是示出了處於打開位置的根據本發明的堵塞裝置的示例性實施例的示意和局部截面圖，-圖2是處於關閉位置的圖1中的裝置的類似視圖，-圖3和圖4是顯示了本發明(分別處於關閉位置和打開位置的裝置)的操作原理的簡化示意圖，-圖5是顯示了本發明的另一個可能的示例性實施例的示意和局部截面圖。圖1示出了例如氣瓶旋塞(帶或不帶內置調節器的旋塞)的填充入口。該填充入口優選為快速連接入口。該填充入口是用於安全地填充氣瓶的機構。該填充入口包括選擇性堵塞裝置，下面將詳細描述該堵塞裝置的一個示例。該堵塞裝置設計成確保僅在給定過程期間容許填充(打開)，並且一旦填充完成就自動密閉。在圖1和圖2所示的非限制性的示例中，該裝置包括容納全部或部分構件的結構1 或基部。結構1例如可被旋擰在旋塞21的體部上。可設置接頭6以在結構1與旋塞的體部21之間形成密封。結構1限定出用於使流體通過的通道9，該通道9在位於上遊末端(外側)處的進口 10與位於下遊末端(旋塞的內側)處的出口 11之間延伸。閥3、4以可移動的方式配設在該通道內。閥3、4通過回位彈簧5被朝向座2(關閉位置)迫壓。優選地，中間管2被置於該結構中並容納彈簧5。此外，閥3、4以行進移動的方式被引導到管2內。此外，管2的下遊末端也可設計成將過濾器8保持在通道內就位。閥3、4的上遊末端設計成被填充工具100推動，以便打開用於流向下遊的填充氣體的通路(參看圖幻。可動閥3、4包括主體3和可相對於該主體移動的止擋件4。例如， 可動止擋件4以行進移動的方式被引導在閥的主體3的上遊末端上。閥的主體3具有位於主體3的臺肩與可動止擋件4的末端之間的密封接頭6。優選地，接頭7為設計成例如與座 12徑向配合的可變形的0形圈接頭，該座12例如由通道9的柱形部分形成。圖2顯示了處於關閉位置的裝置。可動止擋件4在彈簧5的作用下抵靠結構1實現堵塞。優選地，止擋件4具有與在體部1上的其接收區16互補的形狀，以便也提供堵塞作用(除接頭7的密封堵塞以外)。例如，可動止擋件4具有與通道9中的圓形邊緣16配合的外錐形形狀。可動止擋件4的該錐體與邊緣16之間的接觸例如是金屬/金屬接觸，該接觸形成保護通道內部免於雜質進入的密封。在該關閉位置中，閥的主體3優選抵靠在可動填充閥4 (的互補構型1 上。在彈簧5和止擋件4抵靠通道的作用下，閥的主體3的上遊末端14向上遊突出超過可動止擋件。在該關閉位置中，位於分別屬於閥體部和可動止擋件4的兩個臺肩之間的0形圈接頭7被壓縮(例如，橫向地)。閥的兩個可相對移動的零件3和4之間的止擋件15可以控制接頭7的壓縮。接頭7的這種受控的壓縮增加了接頭7的外徑。這樣的效果是使接頭 7壓靠在孔口(座1 上。接頭7的這種夾緊力可以改善密封且特別是補償零件中的任何磨損和缺陷。圖3是示出關閉位置(接頭7在兩個可動件3和4之間被壓縮在關閉位置) 的原理的示意圖。為了打開該裝置，用戶從上遊側將填充入口 100插入通道，該填充入口 100具有用於機械地推動可動閥3、4的末端的末端101或推桿101。由於主體3相對於可動止擋件4的突出部14，通過推靠主體3 (在推動可動止擋件 4之前)來開始打開工具。該工具然後相對於可動止擋件4向下遊推動主體3。這樣的效果是增加了容納該接頭7的槽的寬度並因此釋放接頭7上的壓縮力。圖4是示出打開位置 (在上遊末端14上的迫壓使兩個可動件3、4分離，以釋放接頭7上的壓力)的原理的示意圖。繼續該過程，填充工具100、101接著同時迫壓在閥的主體3上和可動止擋件4上。 接頭7上的壓力已降低，接頭7於是(朝向座12)具有較小的外部覆蓋範圍。這減少或消除了其在閥3、4移至打開位置(圖1)期間抵靠孔口(座12)的摩擦。該摩擦的減少降低了磨損的風險。優選地，接頭7的壓縮在閥3、4移至其打開位置之前或開始移動時減小。當然，替代地，接頭7的獨立於接頭7的移動的加壓或壓力釋放順序也可通過填充工具的推桿101的形狀來獲得。這意味著，當閥3、4處於其第一關閉位置時，主體3無需相對於可動止擋件4向上遊突出。有利地，如圖所示，閥的主體3可以行進移動的方式被引導到管2內。優選地，閥的主體3與管2之間的徑向間隙選擇成無需管2中的穿孔來在主體3 穿過管2時釋放氣體壓力。可動止擋件4的輪廓優選地確定為在填充期間定向和引導氣流，以便使與接頭7 的幹涉最小化(參看附圖，外錐形表面例如形成將氣流引導到接頭7上方或下方的斜面)。此外，閥的主體3可包括凸緣，以使氣體沿提取方向(上遊)的通路最大化。凸緣 22例如形成促使氣體向上遊流動(有損於向下遊流動)的斜面。注入的填充氣體然後可在到達與例如旋塞的管道19連接的孔11之前例如在管2周圍循環。例如，管2的外表面可具有方形截面並與柱形或平行六面體形孔口配合。管2的外部輪廓例如可被加工成配設在結構1內部。管2可用於堵塞處於其殼體中的過濾器8，該過濾器8位於提取管道上，該提取管道具有連結至氣體的末端17和連結至例如旋塞的提取出口的末端18。這樣，閥彈簧5被完全封裝在其由管2限定的殼體中。該構型使彈簧5與移動通過填充入口的氣體之間的潛在接觸最小化。因此可以容易地看出，儘管為簡單和廉價的結構，但根據本發明的裝置提供了高質量密封。所述結構和密封裝置在填充操作期間的操作改善了對於被填充的氣缸或容器的後續用戶而言的填充安全性。此外，通過選擇性地使接頭7的槽擴張和變窄(當閥處於關閉位置時擴張，當閥打開時變窄)而使密封接頭7的磨損最小化。這提高了裝置的使用壽命。本發明具有保證無洩漏密封的自張緊功能，即使在數年的操作之後以及甚至在密封接頭7磨損的情況下。此外，在閥端部處的(可動止擋件4抵靠其座16的)附加可選密封提供了附加的安全功能。該第二堵塞通過防止不希望的物質進入和使在接頭7失效的情況下的洩漏風險最小化而具有安全功能。優選地，保護閥彈簧5在其管2中免受氣流影響。這限制了當與氧氣一起使用時在絕熱壓縮下點燃的風險。因此，由於例如當需要密封時接頭的最大張緊，本發明可以提供裝置的完全密封， 即使密封接頭隨時間推移而磨損。當然，本發明並不限於上述示例性實施例。例如，可以設想的是，可變形的接頭7 例如如圖5所示意性地示出地被固定到通道9上。如上所述，閥3、4在關閉時形成用於選擇性地對接頭加壓的機構。諸如彈簧5之類的回位部件經由閥的主體3壓縮接頭7。當打開時(閥3、4被從座推出)，閥的主體3先於可動止擋件4被致動，以釋放固定的接頭7上的壓力。閥3、4然後可在不與接頭7形成過大摩擦的情況下移動。在關閉位置，閥3、4被彈簧5迫壓至關閉位置。
權利要求
1.一種用於填充入口特別是氣體旋塞的、用於選擇性地堵塞流體通路的裝置，包括 一結構(1)，所述結構限定出在位於上遊末端處的進口(10)與位於下遊末端處的出口(11) 之間延伸的、用於使流體通過的通道(9)；閥座(12)；閥(3、4)，所述閥能夠在所述通道(9) 內在用於通過密封地抵靠所述座(12)而堵塞所述通路的第一位置與用於在不密封地抵靠所述座(12)的情況下打開所述通路的第二位置之間選擇性地移動；回位部件(5)，其朝所述閥的第一位置迫壓所述閥(3、4)，所述堵塞裝置包括由所述可動閥(3、4)和/或由所述座 (12)支承的可變形的密封接頭(7)，所述密封接頭(7)設置成壓靠在所述座(12)上，並且確保當所述閥(3、4)處於其第一位置時所述堵塞動作的密封，所述可動閥(3、4)包括用於承受打開壓力以使所述閥(3、4)朝其第二位置移動的上遊末端(14)，其特徵在於，所述可動閥(3、4)包括主體(3)和能夠相對於所述主體(3)移動的止擋件(4)，所述主體(3)和所述可動止擋件(4)形成用於選擇性地對所述接頭(7)加壓的機構，所述機構能夠在對所述接頭(7)加壓以便增加該接頭施加在所述座(12)上的力的工作位置與為了減小該接頭施加在所述座(12)上的力而釋放所述接頭(7)上的壓力的停止位置之間移動，並且，當所述閥(3、4)從其第二位置(16)移至其第一位置時，所述可動止擋件(4)首先止靠在所述結構 (1)的固定部分上，而所述主體(3)實現進一步的移動，從而產生所述主體(3)與所述可動止擋件(4)之間的相對移動，這使得所述用於選擇性地對所述接頭(7)加壓的機構移入其工作位置。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，當所述閥(3、4)從其第二位置移至其第一位置時，所述可動止擋件(4)和所述主體(5)首先實現同時的移動，然後所述可動止擋件 (4)止靠在所述結構(1)的一部分上，而所述主體(3)繼續進一步移向上遊極限位置，以產生所述主體(3)與所述可動止擋件(4)之間的相對移動，這使得所述用於選擇性地對所述接頭(7)加壓的機構移入其工作位置。
3.根據權利要求2所述的裝置，其特徵在於，所述主體(3)的所述上遊極限位置通過所述主體(3)機械地止靠在所述可動止擋件(4)上和/或止靠在所述結構(1)的固定部分上來限定。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的裝置，其特徵在於，當所述閥(3、4)處於所述第一位置時，所述主體(3)包括上遊壓力表面，所述上遊壓力表面相對於所述可動止擋件(4) 在所述上遊側上突出，使得所述上遊壓力表面首先承受打開壓力並因此產生所述主體(3) 與所述可動止擋件(4)之間的相對移動，這使得所述用於對所述接頭(7)選擇性地加壓的機構移至其停止位置。
5.根據權利要求4所述的裝置，其特徵在於，當所述閥處於其第一位置且承受確定的打開壓力時，僅所述主體(3)首先被移向所述第二打開位置，以實現所述主體(3)與所述可動止擋件(4)之間的相對移動，這使得所述用於選擇性地對所述接頭(7)加壓的機構移至其停止位置，然後當所述主體(3)達到其與所述可動止擋件(4)齊平的位置時，所述打開壓力則使所述主體(3)和所述可動止擋件(4)同時移動。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的裝置，其特徵在於，所述主體(3)的上遊末端和所述可動止擋件(4)的上遊末端包括設計成接收機械打開壓力的相應壓力表面。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的裝置，其特徵在於，當所述閥處於其第一堵塞位置時，所述主體(3)和所述可動止擋件(4)機械地配合，以使所述用於選擇性地對所述接頭(7)加壓的機構自動地移至所述工作位置。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的裝置，其特徵在於，當所述閥開始移向其第二位置時或在此之前，所述主體( 和所述可動止擋件(4)機械地配合，以使所述用於選擇性地對所述接頭(7)加壓的機構自動地移至所述停止位置。
9.根據權利要求1至8中任一項所述的裝置，其特徵在於，所述可動止擋件(4)的外表面與所述通道(9)的接收區(16)結合，並且，當所述閥(3、4)處於其第一位置時，所述可動止擋件(4)與該接收區(16)相配合以堵塞所述通道(9)，從而形成與形成在所述可變形的接頭(7)周圍的所述堵塞區不同的第二堵塞區。
10.根據權利要求1至9中任一項所述的裝置，其特徵在於，所述接頭(7)為0形圈，所述0形圈被容納在由所述主體C3)和所述可動止擋件(4)界定的環形殼體內，並且，所述可動止擋件具有形成引導斜面的外表面，該引導斜面用於引導所述接頭(7)上方的流體流。
11.一種用於控制包括填充連接件的、諸如氣缸的容器的加壓氣體的旋塞，其特徵在於，所述連接件包括根據權利要求1至10中任一項所述的裝置。
12.一種利用填充工具(100)來填充氣體容器的方法，所述氣體容器配設有根據權利要求1至11中任一項所述的堵塞裝置，所述填充工具包括用於向所述閥(3、4)供給機械打開壓力的機械推桿(101)，其特徵在於，當打開所述閥(3、4)時，在第一打開階段中，所述推桿(101)的最外表面首先機械地推動所述主體(3)並因此使所述主體(3)相對於所述可動止擋件(4)移動，以使得用於選擇性地對所述接頭(7)加壓的機構處於其停止位置，然後， 在第二打開階段中，所述推桿(101)的最外表面機械地同時推動所述可動止擋件(4)和所述體部(3)，以使得所述閥處於其第二打開位置。
13.一種利用填充工具(100)來填充氣體容器的方法，所述氣體容器配設有根據權利要求1至11中任一項所述的堵塞裝置，所述填充工具包括用於向所述閥(3、4)供給機械打開壓力的機械推桿(101)，其特徵在於，當通過抽回所述推桿(101)來關閉所述閥(3、4)時， 在第一關閉階段中，所述可動止擋件(4)和所述體部C3)共同地移向第一位置，然後，在第二關閉階段中，所述可動止擋件(4)止靠在所述結構的固定部分(1)上，而所述主體(3)繼續進一步移向上遊極限位置，以產生所述主體C3)與所述可動止擋件(4)之間的相對移動， 這使得用於選擇性地對所述接頭(7)加壓的機構移至其工作位置。
14.根據權利要求12或13所述的方法，其特徵在於，在所述打開操作期間，所述用於選擇性地對所述接頭(7)加壓的機構在所述接頭(7)從其座(1 移動之前或與此同時移至該機構的停止位置。
15.根據權利要求12至14中任一項所述的方法，其特徵在於，當填充完成時，在所述關閉操作期間，所述用於選擇性地對所述接頭(7)加壓的機構在所述閥(3、4)達到其第一關閉位置時或在此之後移至該機構的工作位置。
全文摘要
本發明涉及一種特別是用於旋塞-填充入口的、用於選擇性地堵塞流體通路的裝置，該裝置包括一結構，其限定出在位於上遊端的進口與位於下遊端的出口之間延伸的用於使流體通過的通道；閥座；閥，其可在所述通道內在用於通過密封地靠在所述座上而堵塞所述通路的第一位置與所述閥未密封地靠在所述座上的用於打開所述通路的第二位置之間選擇性地移動，其中，所述堵塞裝置包括可變形的密封件，其由所述可動閥和/或所述座支承，以便當所述閥處於所述第一位置時抵靠在所述座上並確保所述堵塞的密封，其特徵在於，所述可動閥包括主體和可相對於所述主體移動的止擋件，所述主體和所述可動止擋件限定一機構，所述機構用於選擇性地對所述密封件加壓並且可在用於對所述密封件加壓以增加其在所述座上的力的工作位置與所述密封件上的壓力被釋放以便減小其在所述座上的力的停止位置之間移動。
文檔編號F16K15/14GK102301166SQ201080006055
公開日2011年12月28日 申請日期2010年1月27日 優先權日2009年2月3日
發明者P·科拉多 申請人:喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司