专利名称：高压流体安全阀的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及高压下的流体储存。其特别但不仅仅适用于道路车辆、例如装有燃料
电池的车辆中的气态氢的储存和/或气态氧的储存。
背景技术：
在该领域中，储存气体的压力通常为300巴(bar)。专利申请EP 1 591704描述了 这样一种车辆及其安全排放系统。当着火或者储罐的内部压力异常增加时，该系统允许使 用数个安全阀对加压气罐进行排气，所述安全阀中的一些对车辆的温度升高敏感并且另一 些安全阀对内部气体过压敏感。所有阀均与车辆特有的双层底板内配置的排放管路相通， 于是将被释放的氢气导向位于车辆顶后部的排出孔。因此，在所述文件EP 1 591 704中， 通过数个不同阀的联合操作提供消除车辆储罐爆炸的危险的安全性。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种至少相当而成本明显更低的安全水平。
本发明的另一个目的在于使车辆更易于设计、组装和维修。 本发明提出一种用于高压下的流体管路的安全阀，所述阀包括本体、活塞、可热变 形元件，所述活塞能够相对于本体在关闭位置和排放位置之间移动，所述可热变形元件在 高于和超过排放温度时动作，以导致活塞从关闭位置移动到排放位置，从而使所述管路与 排出管道连通，活塞通过流体压力压靠在本体的支座上，可热变形元件抵抗流体的压力动 作，以将活塞提升离开所述支座而从关闭位置移动到排放位置，所述阀还包括过压释放装 置，该过压释放装置对流体的压力敏感，并且被构造成当所述管路的压力达到触发(或泄 放)压力时使所述管路与所述排出管道连通。
可热变形元件优选为形状记忆片。 优选地，过压释放装置由膜片构成，该膜片被构造成在触发压力下屈服，以便朝向 排出管道打开过压通道。 优选地，活塞被固定到承受所述可热变形元件的作用(或动作)的茎部上。 优选地，膜片位于活塞上，过压通道包括形成于活塞的茎部中的孔。 根据第一替代形式，过压通道包括形成于所述茎部中的盲孔，膜片由表层形成，其
一个面相当于孔的端壁，膜片的另一个面相当于活塞承受流体压力的表面。 根据第二替代形式，膜片由附接到活塞上的部件构成。 优选地，排出管道包括紧固地保持在本体的第一台肩和螺纹连接到本体上的夹紧 环之间的班卓琴式(banjo)连接件。或者，通过作为整体件并且能够被螺纹连接到管路上 的本体，班卓琴式连接件被紧固地保持在管路和本体的第二台肩之间。 优选地，活塞还通过弹簧的作用被稳固地压靠在支座上。再优选地，弹簧在本体和 活塞的茎部之间动作。 优选地，本体、活塞、支座、活塞的茎部和膜片均具有呈现出围绕公共轴线旋转对称的总体形状。
本发明的其他特征和优点将从一些优选实施例的说明中变得显而易见。附图分别 示出了 -图1 :通过本发明第一实施例的阀的轴向截面；-图2 :通过图1的阀的轴向截面，其中活塞处于打开位置； _图3 :图1的阀的活塞的上部的放大轴向截面(细节B);-图4 :示出了跟随内部过压的图1的阀的膜片、类似于图3的视图； _图5 :图1的阀的轴向局部剖面的透视图；-图6 :通过本发明第二实施例的阀的轴向截面； _图7 :图6的细节B的放大视图，示出了附接的膜片；-图8 :根据本发明第三实施例的阀的轴向截面；-图9 :装备有本发明的安全阀的车辆的四分之三后部示意图。 在不同的附图中，相同或类似的元件具有相同的附图标记，并且不再系统地描述。
具体实施例方式
参见图l，其为通过与用于在压力下储存气体的管路(或通路)C相连的安全阀1 的轴向截面。所述管路将阀与一个、或者优选多个储罐R相连。阀l当然可以直接与储罐 相连。阀的本体2为呈现出围绕轴线A旋转对称的部件，并且还包括钻孔和螺纹。在其与 管路C相连的端部处，阀的本体具有能够与管路的带螺纹外壳10配合的螺纹9。沿着其轴 线A，本体具有支座7，该支座具有设计成容纳活塞3的锥形支承面，所述活塞同样是锥形 的。活塞能够相对于阀的本体在关闭位置和排放位置之间轴向移动(通过比较图1和图2 可清楚地看出)。0形密封件8确保在关闭位置中活塞在锥形座上的理想密封。活塞通过气 体的压力稳固地压靠在支座上。支承或支靠在外壳10的台肩上的预加载弹簧6在与气体 压力相同的方向上作用在活塞上，也就是说，弹簧也倾向于将阀保持在关闭位置。在其另一 个端部处，即用于经受温度变化的端部处，阀包括可热变形元件，在该例子中为形状记忆片 5，其通过作用在活塞的茎部18上的推杆4的作用导致阀打开。如文件EP 1 591 704中所 解释，形状记忆片5对环境温度敏感，也就是说，当其温度超过给定的排放值(例如，80°C ) 时，形状记忆片呈现更拱曲的形状，从而导致活塞3离开其支座7，如可以在图2中看到的那 样。如上所述，抵抗或逆着由储罐的内部压力、例如300巴所产生的力实现该打开运动。形 状记忆片的变形是稳定的，也就是说，是不可逆的(至少在热力学上)。在其排放位置，活塞 经由排放管道17(围绕茎部18设置)将气体压力释放到排出管道16中。本体2中的径向 钻孔11将排放管道与排出管道16连通。 该操作允许阀针对超过排放温度的温度增加、例如由于在车辆下面或附近着火提 供防爆功能。 根据本发明的阀还提供针对管路内部的过压的过压保护，这还与过压的来源无 关。为此，活塞3的茎部18是中空的，并且膜片22形成于活塞的表面处。如可以从详细示 出活塞的该部分的图3中清楚地看出，此处膜片为一表层，其一个面(图中的底面)相当于形成于茎部中的孔181的端壁，并且另一个面(图中的顶面)相应于活塞的水平表面，所 述表面永久地承受气体的压力。当管路的内部压力(P)达到临界值(以下简称为"触发压 力")时，膜片22确定地屈服，变得分离(如图4中所示)或者撕开，以将气体释放到茎部 18中，并且通过将茎部的内部与排放管道17连通的径向钻孔13。该过压释放装置甚至在 其它语言中通常以其英文名称"爆裂盘"或者"破裂盘"而公知。例如，在活塞由断裂强度 为550MPa左右的不锈钢制成时，厚度为0. 05毫米并且直径为2毫米的膜片限定出350巴 左右的触发压力。图4示出了膜片已经被完全分离的情况，但是也可优选地使膜片保持部 分地附着到活塞上。 图5是图1至图4的阀的透视剖开图(处于图1的关闭位置)。该视图清楚地示 出排出管道16通过通常被称为"班卓琴式连接器"的连接器20与阀相连。此处使用班卓 琴式连接器20的有利之处在于可以相对于阀的本体2任意定向排出管道16。因此，一旦阀 的本体已经被螺纹连接到管路中并且平坦垫圈14已经被夹紧以便进行密封，则班卓琴式 连接器被定位用于排出管道16的所需方向上。班卓琴式连接器则通过夹紧环19抵靠本体 紧固，具体地说，抵靠本体的第一台肩27紧固。夹紧环19被旋拧到围绕阀本体的下部的螺 纹上。于是，排出管道16被导向将排出气体的选定位置处，例如，如在申请EP 1591704中 所推荐(参见所述文件的图l)，被导向车辆的顶后部处。可以使用双出口班卓琴式连接器， 以便可以沿同一个排出管道16互连若干个阀。 在夹紧环19下面螺纹连接的基座12将形状记忆片5保持在适当的位置上，并且 优选具有下壁15，该下壁被穿孔，以便车辆的底板21 (图1和图2中以虚线示出)下面的环 境温度被快速地传递至形状记忆片。 如可以在这些附图中清楚地看到的那样，推杆4为相对于茎部18附接的部件的事 实允许例如通过去除材料或者锻造形成孔181以及从而形成膜片22。可以理解，用于获得 孔181和钻孔13的其他技术(例如，利用失模铸造)可能产生用于同等功能的不同结构。
图6示出了本发明的安全阀的第二实施例。其与第一实施例(图1至图5)的不 同之处在于，膜片22附接到活塞3上而不是直接形成于其上表面中。过压释放装置的工作 方式与第一实施例相同，但是因为膜片具有更大的表面积，所以其厚度也可以更大，从而使 得其更易于获得。另外，因为膜片被附接，所以茎部18内的孔181可以通向茎部的顶部而 非底部，其可以省去如第一实施例的推杆4的闭合件。该第二实施例与第一实施例的不同 之处还在于预加载弹簧61被置于阀的底部处。其在本体2和固定到活塞的茎部上的止动 元件(弹性挡圈或簧环62)之间动作。除了其他优点之外，这可以在弹簧没有顶出阀的倾 向的情况下从管路C中除去阀。恰恰相反，在拆卸期间不存在丢失或者破坏任何一个或其 他部件的风险的情况下，本体、弹簧和活塞保持连接在一起。另外，阀可以与更多种类的管 路或储罐(不同形状或材料)相连，因为不再需要如前面的实施例那样的连接件来提供弹 簧可以支承在其上的台肩。 图7以更大的比例示出了图6的细节B。其示出了附接到活塞3上的膜片22。其 还示出了按如下方式定位以阻挡可能与膜片分离的块片(如果超过触发压力)并且阻塞气 体通向活塞的茎部的内部181的通道的栅板23。附接的膜片22优选以不漏流体或液密方 式(例如，通过电子束焊接)固定到活塞上。 图8示出了本发明的第三实施例。该实施例重复了第二实施例(图6)的具体特征，即附接的膜片和位于阀下部的弹簧的原理。图8的实施例还在以下方面区别于前面两 个实施例，即本体2不是直接、而是仅仅通过阶梯状卡圈25支靠在密封件14上。该环形的 卡圈能够沿本体2滑动，以允许在不需要移动班卓琴式连接器20的情况下轴向地抽出阀的 本体。因为现在可以沿相同方向(图中向下)将阀从外壳10、密封件14和班卓琴式连接 器20中抽出，阀的底部部件也可以被制造成一个整体件而不是两个螺纹连接在一起的部 件(参见图6中的本体2和夹紧环19)。班卓琴式连接器20现在通过阀本体的第二台肩 (28)被紧固地保持。可以使用针销扳手(参见本体中的凹槽30)将阀夹紧在管路上。0形 密封件26在卡圈25和本体2之间提供密封。 图8示出了独立于班卓琴式连接器20的阶梯状卡圈25。然而，可以理解，可通过 专门改造过的班卓琴式连接器实现卡圈25的定中心和密封功能，从而使得所述卡圈变得 多余。 在所有附图中，基座12和本体2或夹紧环19之间的连接被示出为螺纹连接。为 了更迅速地接近形状记忆片5，也可以采用其它类型的连接(例如卡口接头)。
图9(局部地)示出了装备有本发明的安全阀的车辆。该实例清楚地示出了多个 储罐R，所述储罐相互连接在一起并且通过管路C与两个安全阀l相连。排出管道通过管 线35与外部连通，该管线35朝向位于车辆顶后部的排出孔40穿过车体延伸。可以理解， 根据发明的一个阀和一个单一管线可能便已足够。然而，在同一管路上提供两个阀和两个 独立的排出管道则确实扩展了对外部温度的敏感性，并且还产生了进一步提升安全性的冗 余度。实际上，如果一个管线被阻塞，则管路仍然可以使用另一管线进行排放。另外，如果 (如上所述)来自两个阀的排出管道通过一管线(此处未示出)彼此相连，则左侧的阀将能 够通过右侧的管线排放，反之亦然。 构成本发明的安全阀的部件在大多数情况下具有呈现出旋转对称的总体形状。因 此，制造各部件和组装所述部件是相对简和因此廉价的工艺。 以上已经参考在车辆中的使用描述了根据本发明的安全阀，但是，当然，其也可以 用于其他气体储存以及液体储存管路中，例如，用于固定储存设备或者转换或生产单元中。 特别是，无论如何，其形状呈现出旋转对称性并且其排出管道可以任意定向的事实允许阀 被安装在任何位置和任何方向上。 可热变形元件(5)也可以例如通过脱开闩锁件释放弹簧的作用导致活塞间接地 从关闭位置移动到排放位置，而不是直接地将活塞从其座上提升。 在此处所示出的构造中，随着热源的排放，所需做的是仅仅为替换形状记忆片，或 者甚至通过机械方式使形状记忆片返回其原始形状，以便使阀变得可再次操作。然而，在某 些特定应用中，为了安全的原因，可能希望随着热源的排放使管路确定地报废。为此，对于 活塞的打开运动，可以使膜片朝向确定地剌破该膜片的尖头件移动，在此情况下，恢复至正 常的热状态并且替换形状记忆片将不再足以允许管路被重新加压。
权利要求
一种用于高压(P)下的流体管路(C)的安全阀(1)，所述阀包括本体(2)、活塞(3)、可热变形元件(5)，所述活塞(3)能够相对于所述本体在关闭位置和排放位置之间移动，所述可热变形元件(5)在高于和超过排放温度时动作，以导致所述活塞从所述关闭位置移动到所述排放位置，从而将所述管路与排出管道(16)连通，所述活塞通过流体的压力压靠在所述本体的支座(7)上，所述可热变形元件(5)抵抗流体的压力动作，以将所述活塞提升离开所述支座而从关闭位置移动到排放位置，所述阀还包括过压释放装置，该过压释放装置对流体的压力敏感，并且被构造成当所述管路的压力(P)达到触发压力时将所述管路与所述排出管道连通。
2. 根据权利要求l所述的安全阀，其特征在于，所述可热变形元件(5)是形状记忆片。
3. 根据前述权利要求之一所述的安全阀，其特征在于，所述过压释放装置由膜片(22) 构成，该膜片被构造成在所述触发压力下屈服，以便朝向所述排出管道(16)打开过压通道 (181、13)。
4. 根据前述权利要求之一所述的安全阀，其特征在于，所述活塞被固定到承受所述可 热变形元件(5)的作用的茎部(18)上。
5. 根据权利要求3和4所述的安全阀，其特征在于，所述膜片(22)位于所述活塞上，所 述过压通道(181、13)包括形成于所述活塞的茎部中的孔(181)。
6. 根据权利要求3所述的安全阀，其特征在于，所述过压通道包括形成于所述茎部中 的盲孔(181)，所述膜片(22)由一表层形成，其一个面相当于所述孔(181)的端壁，所述膜 片的另一个面相当于所述活塞(3)的承受流体的压力(P)的表面。
7. 根据权利要求3至5之一所述的安全阀，其特征在于，所述膜片由附接到所述活塞上 的部件构成。
8. 根据前述权利要求之一所述的安全阀，其特征在于，所述排出管道(16)包括紧固地 保持在所述本体(2)的第一台肩(27)和螺纹连接到所述本体上的夹紧环(19)之间的班卓 琴式连接件(20)。
9. 根据权利要求1至7之一所述的安全阀，其特征在于，所述排出管道(16)包括班卓 琴式连接件(20)，所述本体(3)为整体件并且能够被螺纹连接到所述管路上，所述班卓琴 式连接件被紧固地保持在所述管路(C)和所述本体的第二台肩(28)之间。
10. 根据前述权利要求之一所述的安全阀，其特征在于，所述活塞(3)还通过弹簧(6 ; 61)的作用被稳固地压靠在所述支座(7)上。
11. 根据权利要求IO所述的安全阀，其特征在于，所述弹簧(61)在所述本体(2)和所 述活塞的茎部(18)之间动作。
12. 在结合权利要求4和5的情况下根据前述权利要求之一所述的安全阀，其特征在 于，所述本体(2)、所述活塞(3)、所述支座(7)、所述活塞的茎部(18)和所述膜片(22)均具 有呈现出围绕公共轴线(A)旋转对称的总体形状。
13. 根据前述权利要求之一所述的安全阀，其特征在于，所述活塞(3)和所述支座(7) 的支承表面为锥形支承表面。
全文摘要
本发明特别涉及一种用于压力(P)下的流体管路的安全阀，所述阀包括本体(2)、活塞(3)、可热变形元件(5)，所述活塞(3)可相对于本体在关闭位置和排放位置之间移动，所述可热变形元件在超过排放温度时动作，以导致活塞从关闭位置移动到排放位置，从而将所述管路与排出管道(16)连通，所述阀还包括过压释放装置，该过压释放装置对流体的压力敏感，并且被构造成当所述管路中的压力(P)达到触发压力时将所述管路与所述排出管道连通。
文档编号F16K17/38GK101743422SQ200880024687
公开日2010年6月16日 申请日期2008年7月9日 优先权日2007年7月16日
发明者A·格朗让, D·沃尔泽 申请人:米其林技术公司;米其林研究和技术股份公司