流体填充和/或提取控制装置和包括一个该装置的容器

摘要

本发明涉及用于控制填充和/或提取流体的装置，例如涉及一种加压流体容器，所述装置包括：具有连接端部(516)的体部，所述连接端部配备有用于与例如设置在容器的连接接口上的互补接合构件相配合的接合构件；用于打开可相对于所述体部移动的阀的部件(17)；能够有选择地移动打开部件(17)的并可在分别与打开部件(17)的工作位置和不工作位置对应的运行位置和停止位置之间移动的致动构件(250)；以及可容纳用于分配流体的可拆卸的出口或入口联接器(75)的开口(105)。本发明的特征在于，所述装置包括可缩回的锁定构件(55)，所述锁定构件(55)用于将致动构件(250)锁定在运行位置，并设计为与开口(105)配合，以使得当没有联接器(75)连接到对应的开口中的控制装置时，所述锁定构件(55)向缩回位置偏置，由此防止致动构件(250)稳定地保持在运行位置。

说明书

技术领域

本发明涉及用于控制填充和/或提取流体的装置以及包括容器和所述装置的组件。

本发明更具体地涉及用于控制特别是在加压流体容器中填充和/或提取流体的装置，所述装置包括：具有连接端部的体部，所述连接端部配备有用于与特别是在容器的连接接口上的互补接合构件相配合的接合构件；用于打开可相对于所述体部移动的阀的部件；能够有选择地移动所述打开部件的致动构件，所述致动构件能够在分别与所述打开部件的工作位置和不工作位置对应的打开位置和关闭位置之间移动；用于容纳用于从容器或往容器分配流体的可拆卸的出口联接器或入口联接器的开口。

背景技术

一个要求是宽范围地面向需要使用气体的系统的非专业人士(例如护士，实验室工作者等专业人员，或例如DIY爱好者，摩托车驾驶员等大众人士)。

在用于存储流体的系统中，以及在向其中填充流体或从其中提取流体的装置中，目的在于使得将空容器更换为满容器所需的处理操作简化。另外，存储系统意味着必须具有一定的安全度，以允许非专业人士进行处理操作，同时在容器填充中心提高安全度和生产率。

这些系统要解决的一个问题是对与气体输送系统的出口联接器联接的装置的简化(例如不使用工具)和保护。

因此，需要使与打开和关闭气体输送系统有关的处理操作变得简单，同时确保仅在所有安全条件满足时才进行输送。特别是，所述系统必须能够防止气体分散到用户直接接触的环境中。

此外，现有系统存在的另一问题是出口联接器容易被污染(例如被尘土或被在其中筑巢的昆虫)。

发明内容

本发明的一个目的是减轻上述现有技术中的全部或部分缺点。

为此，根据本发明的用于控制特别是填充加压流体容器和/或从加压流体容器提取流体的装置，在根据上述前序中给出的总体定义的其它方面，其主要特征在于，所述装置包括用于将致动构件锁定在打开位置的可缩回构件，该可缩回的锁定构件配置成与开口配合，使得当联接器没有连接到开口中的控制装置时，所述锁定构件被压入其缩回位置，防止所述致动构件稳定地保持在打开位置。

此外，本发明可具有以下一项或多项特征：

-所述可缩回的锁定构件配置成当联接器连接到开口中的控制装置时，连接指示器向所述锁定构件传递力以使得所述锁定构件保持在活动位置，该活动位置将所述致动构件锁定在打开位置。

-所述装置包括向锁定构件传递保持力的中间构件，所述中间传递构件包括移动部件，所述移动部件具有能够与开口中的联接器靠接配合的第一端部，以及能够与可缩回的锁定构件靠接配合的第二端部。

-当联接器断开并从所述开口拔出时，所述锁定构件上的保持力自动去除，所述锁定构件缩回，以将致动构件切换到关闭位置。

-所述致动构件包括平移移动的开关。

-所述装置包括用于向缩回位置驱动所述锁定构件的复位构件。

-所述装置包括能够在打开和关闭用于联接器的开口的位置之间移动的关闭元件，并且所述关闭元件构成用于向所述锁定构件传递保持力的中间构件的移动部件。

-所述关闭元件包括接合部分，当所述关闭元件位于打开位置时，所述接合部分伸入到所述开口内以允许接合部分为了接合目的与属于联接器的配合部分配合。

-所述装置包括用于使所述部件移动到其不工作位置的闭合构件。

-所述锁定构件包括弹性接合部分，该弹性接合部分和致动构件具有配合形状，使得当锁定构件位于活动锁定位置时致动构件的向所述打开位置的运动造成所述弹性接合部分接合到所述致动构件。

-所述闭合构件能够在非活动位置和活动位置之间移动，在活动位置时闭合构件与致动构件配合以移动所述弹性接合部分和/或造成所述弹性接合部分变形，并因此释放对所述致动构件的锁定。

本发明的另一目的是提供一种包括加压流体容器和控制装置的组件，所述容器包括：壳体，该壳体限定存储容积并设有允许与容器内部连通的开口；置于所述开口处的填充和分配头；隔离部件(organe d’isolement)例如隔离阀；用于可拆卸地与控制装置配合的连接接口，所述控制装置是根据上文或下文所述任一特征的控制装置。

附图说明

通过阅读随后参考附图给出的描述可以了解其它细节和优点，附图中：

图1示出根据本发明的容器的一个示范实施例的等角投影的外观视图；

图2是图1的容器的上部的放大纵截面视图；

图3和图4是根据本发明的流体输送头的一个示范实施例的等角投影外观视图，其中在图4中连接有出口联接器；

图5是图4的配备有其出口联接器的输送头的纵向截面视图；

图6是示出没有其出口联接器的输送头的内部的等角投影视图；

图7是示出没有其出口联接器的输送头的内部的纵向截面视图；

图8是配备有其出口联接器的位于关闭位置的输送头的纵向截面视图；

图9是配备有其出口联接器的位于未锁定位置的输送头的纵向截面视图；

图10和11分别示出配备有其出口联接器的位于打开位置的输送头的等角投影视图和纵向截面视图；以及

图12是配备有其出口联接器的并安装在图2的容器上的输送头的纵向截面视图。

具体实施方式

图1示出长椭球形的容器体部1，容器体部1具有柱状主要部分10和两个大致呈圆顶形状的端部，一个下端部11和一个上端部12。圆形的上端部12具有填充和分配头2。如图所示，填充和分配头2具体包括连接接口3、指示填充水平的指示器4、抗摔防护罩5以及提供进入容器1的内部的通道的中央开口6。

参考图2，容器1包括密封的内部壳体13(或“衬里”)，壳体13例如由铝合金等制成，并用于盛装流体，特别是加压气体。壳体13通过与环氧树脂结合在一起的碳纤维丝14的缠绕或任何其它等同方式在其外表面得到加强。

长方形填充和分配头2置于容器1内部，位于容器1的开口处并位于壳体13内部。

填充和分配头2的体部20通过与形成于壳体13上的内螺纹配合的螺纹21机械地连接到壳体13上。在形成于壳体13内的凹槽中设置有环形密封件7。该凹槽位于壳体13的上端部，并且由填充和分配头2的体部20封住，以能够在体部20和容器1的内部之间提供密封。

填充和分配头2在其下部包括通过螺纹/内螺纹系统221拧入其体部20的预调节筒22。

在预调节筒22的下游(朝向预调节筒22的顶部)，填充和分配头2包括低压腔23。容器1内部和低压腔23之间的密封由置于预调节筒22和填充和分配头2的体部20之间的O形圈和防挤压环的组合件222提供。

预调节筒22从上游到下游(即在图2中从其下部向其上部)包括：过滤器24以及预调节阀26。过滤器24由弹性环241保持在预调节筒22中，该弹性环容纳在形成于预调节筒22的体部内的凹槽223中。

预调节阀26在弹簧261的作用下向在带螺纹的底座保持件271的作用下保持在筒22中的底座27移动。阀26承受阀簧261的力和加压气体的力。

阀26的上端配备有向上延伸的且端部与预调节活塞28接触的杆261。活塞28本身由弹簧281向阀26推动。由于弹簧281的力和气体在活塞28的横截面282上的作用，阀26用作压力调节器/调压器。

在从容器1中取出气体的阶段中，容器1中包含的高压气体在其压力减小的同时经由预调节筒22向低压腔23传送。

经调压的气体接着经由形成于活塞体部中的钻孔283传送通过活塞28，以出现在位于连接接口3的体部30的腔32中。连接接口安装在填充和分配头2的上端。

腔32包括隔离阀8，该隔离阀通过密封件81相对于容器的内部密封，该密封件抵靠在连接接口3的体部30上密封。

隔离阀8的默认设置是关闭的。隔离阀8是例如传统类型的阀，诸如包括固定的管状体部和一柱，该柱能够在该体部内移动以使得根据柱的位置允许流体流过或防止流体流过。

阀8可由此后详细描述的阀驱动器致动，该阀驱动器属于接收该存储组件的系统或属于气体分配头或属于填充连接器。

连接接口3的上端从填充和分配头2和容器1向外突出.

连接接口3的该外部部分包括彼此成90°布置的4个突出销35(卡口)以允许安装到属于存储组件或属于气体分配头或属于填充连接器的接收系统。当然，本示范实施例是非限制性的，特别是考虑到销的数量和位置以及对应的偏置(即几何特征)选项的可想象组合的数量很大。另外，可想到执行相同功能的其它安装部件，包括螺钉/螺母连接、闩锁杆、可缩回的卡子等。

连接接口3的外部部分包括形成容纳区域36的管状外壳，其目的是接受并引导随后将描述的接受系统的或气体分配头的或填充连接器的管状配合端部。

为此，意在连接到容器1上的控制部件的管状配合端部优选地包括O形圈密封件以及可能的防挤压环以保证控制装置和容器1之间的密封的连续性。

连接接口3的外部部分优选地包括可移除的保护隔膜33，该保护隔膜意在防止微粒或尘土进入容纳区域36——微粒或尘土的进入可能造成系统故障。隔膜36是例如由预制的形状记忆聚合物制成。隔膜例如通过塑料抗冲击防护罩34保持在容纳区域36的入口处。当然，可想到任何其它形式的用于保护容纳区域的入口的实施方案，例如，需打孔的薄膜或需去除的贴条。

因此，当控制装置(接收系统或气体分配头或填充连接器)的管状端部被引入容纳区域36，预制隔膜33将抵靠在连接接口3的表面37上朝向一侧移动。例如，形状记忆保护隔膜33被预制成4个“瓣状”凸片。控制装置的外凸管状端部将4个凸片向后推靠在连接接口3的表面37上。当此管状端部拔出时，凸片将自动地返回其初始位置(图3)。

容器1包括指示器4，该指示器4包括体部41，该体部41通过螺纹系统47拧入填充和分配头2的装置体部20。指示器和填充头2之间的密封是通过受力金属密封件42提供的。指示器4的体部41内导设有一移动的轴43。轴43和体部41之间的密封是由O形圈和防挤压环的组合件45提供的。

指示器4的轴43承受经由螺纹21和钻孔46传递通过指示器4的容纳于容器1中的气体的压力和复位弹簧44的反作用力。

当气体压力的作用力超过复位弹簧44的力时，轴43的端部进入形成于指示器4的体部41中的观察腔48。因此，指示器指示气体存储是满的(容器1中包含的气体的压力是最适宜的)。如果不是，轴43的端部不会进入观察腔48，并且这指示出气体存储是未满的(容器1中包含的气体的压力低于优化压力)。

安全装置(在热和/或泄放阀的作用下熔化的类型，爆破片等类型)可经由形成在填充和分配头2的体部20中的端口9装入容器1。此安全装置可经由在螺纹21中加工的切口92或经由钻孔91填充容器1中包含的气体。

图3和图4示出可拆卸的气体输送头150，该气体输送头包括用于打开气体流率的控制器250，用于关闭气体流率的环形按钮350，到出口联接器的由活门54自然关闭以防止污染的进入口105，以及连接接口516。气体输送头150还包括中压和低压泄放阀的泄放栅格115。

图4示出配备有出口联接器75的气体输送头150，出口联接器75的开口70连接到流体供应软管上(未示出)。该联接器用于可拆卸地连接到输送头150的开口105上。

图5示出根据相同实施例的气体输送头的细节。保护输送头150的壳体由通过两个螺钉135和夹片结合的两个半壳部511组成。输送头150一方面包含具有各种活动的气体输送部件的体部512，另一方面包含用户界面控制器。具体地，输送头150包括用于打开气体流率的控制器250、用于关闭气体流率的环形按钮350以及提供通往出口联接器75的通道的进入口105。

体部512的下部终止于管状端部514，所述管状端部514具有O形圈密封件515和显示旋转对称并且在此实例中具有彼此成90°布置的4个铣件161的元部件516。当然，本发明不限于此构型，且可考虑铣件的数量和位置的其它任何组合。

体部512的下部形成连接接口，该连接接口可与容器1的联接接口配合并相连接，如上所述以及如图12所示。在图12中，气体输送头150与容器1的保护套100配合并延伸进容器1的保护套100。

通过体部512的是阀驱动器17，该阀驱动器经由O形圈密封件相对于所述体部512动态密封。当用于打开气体流率的控制器250的轴被压下并锁定时，阀驱动器17的上端与控制器的轴的表面接触。

用于打开气体流率的控制器250的轴可由此向阀驱动器17传递平移运动，阀驱动器将此平移运动向上述容器1的阀杆8传递。因此，阀驱动器17突出于体部512的下部进入容器1的头2，以打开气体流率。

存储于容器1中的流体接着经由环形开口121进入体部512。环形开口121同时经由横向钻孔122供给中压保护阀123和调压级(détente)58。调压级58包括封装在筒88中的机构，所述筒拧入体部512内并通过O形圈密封件相对于该体部密封。

中压安全阀123包括泄放阀124，泄放阀124的开口是由弹簧125的校正力决定的。中压安全阀123形成为这样，使得富余压强可通过形成在两个半壳部511中的栅格115释放。

气体经由过滤器881进入调压级58，该过滤器由弹性圈582保持，该弹性圈保持在形成于体部512中的凹槽内。气体进入调压级58也是通过围绕允许流体径向地和均匀地到达调压阀84的间隔件83的通路来实现的。

由于阀弹簧85的力和气体作用力，调压阀84与底座86配合。底座86在带螺纹的底座保持器件P7的作用下保持在筒88中。

调压阀84配备有向上延伸的并且端部与金属波纹管89接触的杆841。金属波纹管89在拧上的帽894和O形圈密封件893的组合作用下以密封方式保持在体部512内部。调压阀84承受调压弹簧891的由调压螺丝892预先施加的力，以及气体作用在金属波纹管89的横截面上的力。调压阀84由此调节压力。

有利地，调压螺丝892是可调的，以允许用户改变弹簧弹力并且由此实现调压。

形成于体部512中的钻孔(未示出)可允许经调压的气体从金属波纹管89内流到出口连接件95。同时，该形成于体部512中的钻孔可允许经调压的气体在金属波纹管89和低压泄放阀(未示出，例如与上述阀123相同类型)之间传送。可选择两个泄放阀的打开设定值以与应用要求相适应。

出口连接件95以密封方式拧入体部512。此外凸出口连接件包括含有关闭装置592的裙座591，关闭装置592默认是关闭的并在弹簧93的作用下抵靠所述裙座591来密封。关闭装置592一方面防止在没有连接出口联接器75时微粒和尘土进入气体回路。另外，关闭装置592在打开控制器250上有强力作用而没有连接出口联接器75的情况下，或如果出口联接器75变为断开的情况下，防止流体的任何向大气的流动。

出口联接器75由包含关闭部件72的体部71组成。关闭部件72承受弹簧73的作用，从而在默认情况下是关闭的并相对于体部71密封。

所述关闭部件72一方面防止在没有连接出口联接器75时微粒和尘土进入气体回路，并且另一方面防止在出口联接器75变为断开时包含在应用的供应管中的流体倒出到大气内。当出口联接器75连接到外凸出口连接件95时，一方面，在O形圈密封件的作用下密封回路，另一方面在两个关闭部件72和592的共同作用下打开回路。

有利地，根据本发明，并且按照下面更详细的描述，头150可形成为这样使得：

-如果出口联接器75没有连接到开口105内，不能锁定用于打开气体流率的控制器250。

-如果在开口105内出口联接器75连接到可拆卸的气体输送头150，可以锁定用于打开气体流率的控制器250，通过在环形按钮350上和在用于对出口联接器75解锁的控制器541上的作用可实现对气体流率关闭的控制。

-如果出口联接器75突然断开而用于打开气体的控制器是工作的，此控制器立即断开。

头150的开口105中包括用于与由联接器75承载的互补连接装置配合的外凸连接装置95。当致动打开按钮250时，打开该器具的气体的阀驱动器17被激活，但在外凸连接装置95处关闭元件54的存在防止气体的任何流动。

图8示出根据相同实施例的气体输送头150的细节，以及配备有其出口联接器75的开/关装置的细节。在连接时，出口联接器75相对于固定到体部150的轴38转动关闭活门54。

随着活门54转动，活门54的凸轮轮廓542推动叉状件55。叉状件55由槽缝101相对于体部150平移引导(参见图6和图7)。

锁定叉状件55通过拉伸弹簧412保持与凸轮轮廓542接触。此拉伸弹簧412一边安装在活门54围绕转动的轴38上，另一边安装在固定于叉状件55的轴513上。流体输送系统可被打开和锁定。

图9示出根据相同实施例的气体输送头150的细节，以及配备有其位于用于断开的解锁位置的出口联接器75的开/关装置的细节。

活门54具有一部分541，该部分形成解锁触发器并可从外界触到。在解锁触发器上持续作用将迫使关闭活门54通过绕轴38转动直至凸轮轮廓542与体部150的承载面102靠接而打开。因此，活门54用作形成在联接器外表面上的配合外壳142。因此出口联接器75解锁并断开。

一旦出口联接器75被拔出并且在解锁触发器541上的作用被释放，关闭活门54在角簧57的作用下再次关闭(参见图6和图9)。因此关闭活门54将锁定叉状件55驱动至装置的关闭位置。这可通过使锁定叉状件55经由拉伸弹簧412保持与凸轮轮廓542接触来实现。

图10和图11示出根据相同实施例的气体输送头150的细节，以及配备有其出口联接器75的开/关装置的细节。

下面描述本装置的各种用途。

打开功能：

锁定叉状件55变位在系统的打开位置(参见图8的出口联接器75的连接)。打开按钮250包括设有圆锥件532(图11)的杆。在打开按钮250的作用下，固定于所述杆上的圆锥件532使形成锁定叉状件55的两个弹性叶片51分开(图10)。固定于所述杆上的圆锥件532将两个弹性叶片51分开直至圆锥件532完全离开两个弹性叶片51。

按钮250一达到其行程的末端，施加在按钮250上的作用力就中止。一旦圆锥件532已通过，弹性叶片51返回其初始形状并在圆锥件532的底部保持所述杆。因此，打开按钮250的杆31的端部保持阀驱动器17的受压位置。

关闭功能：

环形关闭按钮350包括能够分离叉状件的弹性叶片51的圆锥件521(图11)。如果向环形关闭按钮350施加确定的压力，关闭圆锥件521将迫使弹性叶片51分开，释放打开圆锥件532。

至此被压缩的弹簧411可接着使打开按钮250返回到关闭位置。

在所描述的实例中，关闭圆锥件521的轴与打开圆锥件532横向偏移。当然，作为可选方案，关闭圆锥件521可与打开圆锥件532共轴。

接着可中止施加在环形关闭按钮350上的压力。与环形关闭按钮350配合的弹簧56使环形关闭按钮350返回到释放位置。可在关闭按钮350上形成两个板片122以固定关闭按钮，特别是，以定位(indexage)该关闭按钮并对圆锥件521定位。

在此构型中，系统被关闭但仍经由出口联接器75连接。可根据前面所述再次打开系统，或者按照涉及图9的段落中所述，出口联接器75可从开口105断开。

紧急停止功能：

如果出口联接器75突然断开而用于打开气体供应的控制器处于工作状态，锁定叉状件55将返回其非活动位置。因此，圆锥件532被释放。至此被压缩的弹簧411使打开按钮250返回到升高的关闭位置(参见描述图9的段落)。

因此本发明对其中允许从气体输送装置输送气体的状态进行控制。本发明还提供对输送装置的出口开口的保护。

因此，根据本发明的系统用作断路开关(disjoncteur dans lequel)，其中仅当满足连接条件时，打开按钮250(即允许气体输送的按钮)可保持接合。如果不再满足连接条件，此打开按钮250断开。

在建议的方案中，对出口联接器的保护可设计成还提供关于装置是否连接的信息。

本发明可用于需要较高安全度的、方便使用的、系统状态可视性良好以及在重量轻巧方面折衷良好的任何应用中。通过示例的方式，本发明可应用于存储和分配用于便携式或移动式燃料电池的氢气，医疗气体或用于分析或实验室使用的气体。