CN1938662A - 高压气体的分配及重灌装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于分配贮存在一高压容器(61)中的气体以及将更多的气体重新灌入容器(61)的装置(60)。所述装置包括一调节器(30)，其又包括一在第一气体流径上的第一阀组件(5、6、7、8)，以使容器(61)中流出的气体流入所述调节器(30)并保持基本恒定的出气压力或流速，而与高压气体容器(61)的内部压力无关。所述调节器(30)还包括一在第二气体流径上的第二阀组件(2、13、17、18、19)，以将高压气体重新灌入容器(61)，并且在容器(61)不进行重灌时，将所述第二气体流径密封。调节器(30)的过压释放机构(9、10、11、12)在容器(61)的内部压力超过容器(61)最大内部压力的一又三分之二的情况下，以释放高压容器(61)内的气体。

Description

高压气体的分配及重灌装置及方法
相关申请的相互参考
本申请根据美国法典第35卷第119条第(e)款(35 U.S.C.§119(e))要求申请日为2004年1月30日，申请号为60/540,740的临时申请的优先权，且在此完全合并该临时申请以供参考。
技术领域
本发明大体上涉及一种用于从气体容器分配气体以及重灌该气体容器的装置，特别涉及一种高压容器中耗气量分配所用以及将消耗的氧气重新灌入该容器所用的氧气分配装置。
背景技术
在制造气体容器及气体分配器中，必须提供一分配装置或调节器以调节气体从该容器内的高压向容器外的低压外流。该分配装置或调节器必须满足包括安全要求在内的所有相关调节要求，同时其最好重量轻、方便携带及便宜。此外，为了使该容器可重复使用，该分配装置或调节器最好能便于该容器的重灌。
由于该气体是供人使用(如高海拔地区的人们的供氧或相反需要补充氧气)，适当的装置必须保持在应有的位置以确保该氧气安全地供人使用。再者，纯氧可强烈助燃，就必须作保护设计以避免意外着火的危险。
虽然目前存在对高度可携式氧分配装置的需要，但若要提供能满足所有这些要求的气体分配或者调节装置已证实很难。
本说明书中包括的对文档、作用、材料、装置、制品等等的任何论述仅仅是为了提供本发明的范围。这不应看成是承认了所有或任何上述这些构成现有技术基础的一部分或由于本申请各项权利要求的优先权日之前已存在，而这些已是与本发明相关领域中的常识。
在整份说明书中，词汇“包括”，或其变化词如“包含”、“包含有”，应理解为是指包含一所述的元件、一整体或一步骤，或一组件、一组整体或一组步骤，但不应排除任何其它元件、整体或步骤，或一组元件、一组整体或一组步骤。
发明内容
根据本发明的第一方面，本发明提供一种调节器，其当进气压力变化时能提供基本恒定的出气压力，所述调节器包括：
相互接合的针阀和密封片，以可脱开地密封出气路径，所述针阀的针部穿过所述密封片，以致于按压所述针部可使所述针阀与所述密封片脱开而破坏所述密封；
一隔板，所述隔板在所述密封片下游形成一腔体且配置成可压下所述针阀的针部，并且所述隔板具有使气流收缩的出口；
一起动器，其将力施加在与隔板接合的弹簧上，所述隔板接合弹簧再将力施加在该隔板上以与所述针阀的针部接合；
其中，所述腔体内的气体压力抵抗所述隔板上的所述隔板接合弹簧的力，以使所述针阀可控制地与所述密封片脱开且在所述起动器的动作过程中所述腔体内保持基本恒定的压力，以致于所述出口的出气压力/气体流速基本是恒定的。
本发明的一种形式中，所述针阀的针部直径小于所述密封片的孔，以致使气体可在所述针部与所述密封片之间流动。本发明的另一形式中，所述针部可滑动地及可密封地穿过所述密封片，且所述针部限定一内部通路以在所述针阀处于打开位置时使气体流动。
根据本发明的第二方面，本发明提供一种就变化的进气压力提供基本恒定的出气压力的气流调节方法，所述方法包括：
在一气流路径设置一可脱开的密封件；
在所述可脱开的密封件的下游设置一腔体；
施加一起动力以破坏所述密封以致于气体流过所述已脱开的密封件进入所述的腔体；
在所述腔体内施加一抵抗起动力的气体压力，以使所述密封件可控制地脱开且所述腔体内的气体压力保持基本恒定；及
为使气体从所述腔体流出而提供一带收缩的出气口。
根据本发明的第三方面，本发明提供一种用于调节加压气体流入及流出压力容器的设备，包括：
一第一气体流径，其中气体自所述压力容器中流出；及
一第二气体流径，其中气体流入所述压力容器中。
藉由提供一气体从容器中流出的气体流径，而其与将气体导入所述容器的气体流径截然不同，本发明所提供的气体通道在气流路径上是单向的。重要的是，该结构容许使用气体过滤器以使由所述过滤器捕获的颗粒物保持在所述过滤器的上游侧而不会流到所述过滤器的下游。因此，在一较佳实施例中，沿所述第一气体流径有一气体过滤器以过滤从所述压力容器流出的气体。
本发明的较佳实施例中，所述装置进一步包括所述加压容器的密封装置。较佳地，所述密封装置可用来提供用于高压气体的气密密封。所述高压可基本为3,000磅/平方英寸或12,0000磅/平方英寸。
较佳地，所述第二气体流径包括高压气体供给的辅助装置。较佳地，所述第二气体流径包括一个阀，该阀可把压缩气体引入所述容器进行灌装，以及在所述容器不作重灌时将所述第二气体流径密封。所述封闭第二气体流径的阀可装有灌装阀针及O型密封圈结构，其中所述O型密封圈位于所述灌装阀针的外部且所述灌装阀肩部与所述O型密封圈接合实现所述第二气体流径的密封。所述灌装阀针位于所述第二气体流径的所述O型密封圈内部，所述灌装阀肩部可藉由内部气体压力及/或弹簧压住并与所述O型密封圈接合。较佳地，所述灌装阀针还包括一针部，其穿过所述O型密封圈，以便可手动按压所述灌装阀针。另外或相反，所述重灌过程可以简单地通过施加外部压力来达成，该压力大于所述加压容器的内部压力及/或由弹簧施加的压力，以致于靠该外部压力使所述灌装阀针与所述O型密封圈分开从而打开所述第二气体流径。
本发明的较佳实施例进一步包括安全失效机构，其中过压条件会使所述安全失效机构从所述加压容器释放气体。本发明的较佳实施例中，所述安全失效机构为复位安全阀。或者，所述安全失效机构可包括一牺牲性密封件，其设置成在所述过压条件出现时将失效，由此从所述容器释放所有加压气体。例如，所述牺牲性密封件包括一密封安全气体流径的金属片，所述金属片设置成在所述过压条件出现时失效。所述金属片包括一具有特定厚度的黄铜片来满足此目的。过压条件可以选择设定为在所述容器的内部压力超过所述容器的预期最大内部工作压力的12/3，但不超过比所述容器的所述最大内部工作压力的12/3再少10％。
较佳地，本发明的实施例进一步包括调节沿所述第一气流路径流出的气体的调节器。本发明的特别较佳实施例中，所述第一气流路径上的所述调节器提供的出气压力或气体流速基本是恒定的，与所述压力容器的内部压力无关。
所述调节器最好利用针阀与密封片接合进行调节从而可选择地密封所述第一气体流径。所述针阀可藉由压力容器的内部压力及/或针阀保持弹簧而靠在所述密封片上。所述针阀最好具有穿过所述密封片的针部以及与所述密封片接合来密封所述第一气体流径的肩部。所述肩部可为半球形，以在所述密封片的相应位置上接合。在这样一些实施例中，压下所述针阀的针部克服所述针阀保持弹簧力及内部压力，可以使气体沿所述第一气体流径流过所述针阀及所述密封片。
在这样一些实施例中，所述针阀的针部最好由隔板的鼻部启动。在这样一些实施例中，经过所述针阀及所述密封片的气流最好流入所述隔板与所述密封片之间的一腔体中。在这样一些实施例最好还包括用于按压隔板接合弹簧的起动器，所述隔板接合弹簧接着将力施加在所述隔板上以压下所述针阀的针部。流入隔板及密封片之间腔体内的气流向所述隔板及所述隔板接合弹簧上施加反向压力，由此推动隔板的鼻部离开针阀以脱离针阀的针部，从而关闭所述密封片与所述针阀间的密封。在这样一些实施例中，空腔前端设有一出口以使所述腔体的气流流出所述调节器。所述出口最好包括一收缩部来限制腔体排出的气流。所述收缩部可以简单地通过设置供气体从所述腔体流出的小孔而达成，所述小孔尺寸将根据所述起动器动作过程中所述腔体内所要求的平衡压力进行选择。例如，所述收缩部可包括直径基本为0.3mm的小孔。本发明的特别较佳实施例中，所述出口藉由所述隔板的中空管而达成，所述中空管的一端为所述隔板的鼻部用于接合针阀的针部，而所述中空管的另一端为容许气体从所述中空管流出的开口。在这样一些实施例中，所述收缩部最好是采用横向穿过所述中空管壁的小孔而达成，以使从所述腔体流出的气流受到限制地流向所述出口。由此，只要所述腔体内的压力大于外部压力，气体将经过所述小孔流至所述出口。在这样一些实施例中，起动器动作过程中，腔体内的压力主要受平衡因素、所述隔板接合弹簧的强度及隔板的表面积大小控制，以致于利用腔体内的压力可控制地打开针阀和密封片所提供的阀，而完全与压力容器内的压力无关的。由此，通过小孔及通过出口端流出调节器的气流基本上是恒定的。本发明中的一些实施例，其中出口包括一穿过所述隔板的中空管，则特别有利于无需与所述隔板不同的的出口，例如一从腔体横向延伸的出口，这就需要增加所述调节器的材料和重量。
附图说明
以下，将结合附图仅以示例的方式对本发明的较佳实施例进行叙述，其中：
图1为根据本发明的调节器的一实施例的组装剖视图；
图2为图1的调节器的分解剖视图；
图3为图1及2的调节器的立体分解图；
图4为根据本发明的另一实施例的调节器与筒体的部分剖视图；
图5a为图1的调节器的针阀处于闭合位置的局部示意图；
图5b为图1的调节器的针阀处于打开位置的局部示意图；
图6a为另一种针阀处于闭合位置的局部示意图；
图6a为另一种针阀处于打开位置的局部示意图；
图7为根据本发明的气体分配器的剖视图；
图8为图7的气体分配器的部分分解立体图；
图9为图7的气体分配器的起动器组件的分解透视图；
图10为图9的起动器组件的剖视图；
图11为图11的气体分配器的侧视图，其中起动器罩处于打开位置。
具体实施方式
图中所示的本发明的实施例为用于可重灌式高压气体—特别是氧气—容器的调节器30。调节器30用于一种小型的可重灌的个人供氧。当与高压容器一起使用时，其可以供在较小空间内容纳更多气体之用。该调节器依照国际安全和生产标准设计和测试，重要的是，其设计成可单手操作。
调节器30用于调节高压容器内的高压气体，而且还设有一灌装阀和过压释放装置，所有的组件都包括在一重量轻、体积小的装置中。该调节器还配有操作该调节器的各种起动机构，以便让用户优先选择可互换的起动机构。调节器30还具有许多防改装及防拆卸特点。
更详细地参照附图，调节器30在其本体1与高压容器之间设有本体对筒体的密封。本实施例中，本体1设置成以直螺纹拧入该筒体的颈部。该筒体上需有外径小于本体1外径的埋头孔。该埋头孔的内径需成为该筒体颈内的螺纹连接的外径。当本体1的下平面旋入紧靠该筒体的上平面时，一外径及内径与埋头孔的外径及内径相配的特富龙(Teflon)密封件牢固地嵌在该埋头孔中。
该特富龙密封件的厚度比该埋头孔的底部与本体1的下平面之间的的有效空间稍厚。因而，当本体1旋入紧靠该筒体的顶部时，该特富龙密封件被压入该埋头孔中。然后，该特富龙密封件压靠在本体1底部上的螺纹连接部分以及正对该埋头孔的所有边但不完全，以确保气密密封大于等于12000磅/平方英寸。该螺纹连接部分所提供的强度要承受筒体压力为大于等于12000磅/平方英寸而不会使本体1与该筒体颈部断开。
本实施例中，可以预计该调节器的工作压力为15磅/平方英寸(1bar，或海平面的大气压力)至3000磅/平方英寸之间，但对于安全以及设计标准的要求来说，该***设计成可承受高达12000磅/平方英寸而不失效。
调节器30进一步包括一侧灌装机构，以把气体输入到本体1，然后经该侧灌装气体流径进入该筒体。重要的是，该侧灌装气体流径与调节器流出的气体的气体流径有区别。该侧灌装气体流径包括灌装阀门座17、O型密封圈13、灌装阀针18、灌装弹簧2及特富龙密封件19。
本体1与灌装阀门座17之间设有一侧灌装气流路径密封件。灌装阀门座17包括一旋入本体1侧面的螺纹外端。本体1内的腔体亦设有螺纹，灌装阀门座17拧入其中且在该孔底部不到的地方有一肩部，一旦该灌装阀门座旋入到该处时用以阻挡该灌装阀门座。特富龙密封件19的外径及内径与灌装阀门座17外径及内径相配。灌装阀门座17拧到靠在本体1内的肩部时，特富龙密封件19的厚度稍比阀门座17与本体1之间的有效空间厚。这就确保了特富龙密封件19被挤压且向上突出稍许进入该螺纹连接的部分。灌装弹簧2的外径限制了(该密封件)朝孔中心的突出。特富龙密封件19的突出确保灌装阀门座17与本体1之间的气密密封。
为了让筒体可以重灌，在灌装阀门座17中的灌装孔设置一可打开的密封件或阀。灌装阀门座17外端的灌装孔通过压扁灌装阀针18肩部与灌装阀门座17的内平面之间的威腾(Viton)O型密封圈13进行密封。通过侧灌装门座17的内平面将扁压力连续地施加在威腾O型密封圈13上，以使将威腾O型密封圈13压扁靠在灌装阀针18的肩部上。将压力施加在灌装阀针18上以便借助于灌装弹簧2及气体压力(若存在的话)将其靠在威腾O型密封圈13上。由于当灌装阀门座17旋入到本体1的肩部时，灌装弹簧2在自由状态下的高度比灌装阀针和本体1之间的有效空间长，结果灌装弹簧2在灌装阀肩18与本体1之间受压缩。
利用手动启动灌装阀针18向外伸出的针部并导入压力气体，或者提供足以使灌装弹簧2压缩的外部气压以破除灌装阀针18和灌装阀门座17之间密封，从而使气流通过灌装阀针18沿第二气流路径进入筒体来完成灌装。一旦去除灌装阀针18上的外部压力(手动压力或气体压力)，该内部气体及弹簧压力将确保灌装阀针18与灌装阀门座17之间重新被密封。
调节器30还提供了过压释放机构，用以确保筒体及调节器在过压的情况下的安全失效模式。本实施例中，过压定义为最大筒体/调节器工作压力的12/3。假设本实施例的最大工作压力为3000磅/平方英寸，该过压条件定义为5000磅/平方英寸。
该失效模式例如可以采用爆裂片或复位安全阀。图1至图3所示的实施例采用的是一种爆裂片安全失效模式，然而本体内容纳该爆裂片组件9-12的腔体也可用于容纳复位安全阀所需的组件。
参照图1，本体1内的腔体设有内螺纹且容纳用于安全失效模式的组件。爆裂片保持圈12在其外径上形成螺纹，以及供螺丝工具***的特定尺寸的六边形孔。黄铜爆裂片的外垫圈11上有特定尺寸的圆孔。设有一过压条件下的爆裂片10，其包括一片实心的黄铜片。爆裂片10具有特定厚度。还设有一铜密封垫圈9且其上亦有一特定尺寸的圆孔。如图所示，当组件9-12***本体1上的螺纹孔内且破裂片保持圈12以其螺纹拧紧时，铜密封垫圈9分别被零件11和10挤压到本体1内且挤压处表面不完整。该密封垫圈的挤入确保在正常工作条件下的气密密封。
组件12、11、10和9中提及的特定尺寸按照确保破裂片10在特定气体压力范围内失效(爆裂或破裂)来计算。本实施例中，该范围基本在5000磅/平方英寸至4500磅/平方英寸之间(大于工作压力的12/3，但不小于12/3工作压力的90％)。
参照图2，调节器30进一步确保在材料的极限范围内，传送到部件4出口的气压或气体流速是恒定的，与进入本体1的入口压力(或筒体压力)无关。利用打开和关闭由零件5、6、7和8组成的阀使气体逸出至腔体，并在该出口端形成收缩部以限制气体从该腔体释放而完成气压调节，该收缩部为调节器活塞隔板4鼻部上的小孔，该小孔连接至穿过隔板4的其上端为出口端的较大中心管。该出口端处的气体流速是由隔板4下该腔体中的气体流速、该压力腔体内隔板的表面积、弹簧3的强度以及气体能逸出的小孔尺寸的组合来确定的。本实施例中，该小孔或出口端33的直径大约为0.3mm。在本发明的一些实施例中，小孔的直径范围从大约0.2mm至大约0.7mm，在另一些实施例中，该小孔的直径为约0.3mm和约0.5mm之间。
更详细地，黄铜针阀6在其置入于弹簧5的内端上有一肩部。黄铜针阀6还包括一呈球形密封面的肩部及从其上端或外端突出的细针部。特富龙(聚四氟乙烯)或铁氟龙(Neoflon，聚三氟氯乙烯)密封片7上设有一贯穿该密封片的中心圆孔。针阀6的针部通过该孔突出，其该针阀肩部的球形密封表面沿该圆形孔边缘与密封片7相配。当施加足够压力使针阀6的密封表面靠在密封片7上时，由于软密封片7变形贴在针阀6的光滑球形密封表面上而形成气密密封，以致于所有不完整表面被隔开从而防止气体逸出。
密封片7通过螺纹保持圈8固定在本体1中。密封片7的外圆周必须亦为气密以防止泄漏。这一点通过在固定密封片7本体1中的腔体的下表面成一角度，且密封片7的厚度稍比其固定于其中的空间厚而达成。因此，螺纹保持圈8向下旋入到密封片7时，该密封片7略微挤入有效的空隙内而该下表面的角度则确保该外圆周上具有完善的密封而不会从该路径产生泄漏。
沿该第一气体流径从该筒体流出的气流调节如下。压下针阀6以致于针阀6与密封片7之间的密封破除，气体诠进入到隔板4与密封片7间的腔体中。该腔体由O型密封圈14密封。由此，加压气体流入该腔体使该腔体内的气压增高，从而将隔板4向上推靠在调节弹簧3上。
弹簧3利用起动器16保持在本体1内，而起动器16利用保持圈20保持在本体1内。该调节器用户按下起动器16时，起动器16压缩弹簧3，然后弹簧3迫使隔板4朝针阀6的针部推动。隔板4的鼻部迫使针阀6向内脱离开该密封片，而破坏该密封并使气体流出到密封片7与隔板4间的腔体中。因此，该腔体内的气压上升，从而对压力腔体内的隔板表面施加一压力而推动隔板4克服弹簧3的力离开针阀6。在腔体内气压达到某一程度时，弹簧3将被压缩到足以使隔板4离开密封片7，从而使针阀6复位靠在密封片7，阀关闭。
然而，该腔体中的气体可通过该收缩出口流出，而该腔体内的压力趋于下降，同时针阀6靠在密封片7上将阀关闭。若此时按下起动器16，弹簧3将一力施加在隔板4上，该力大于该腔体内下降的气压所施加的，从而由弹簧3推动隔板4而通过按下针阀6重新打开该阀，以致使该调节循环重新开始。随着该进口(筒体)压力下降，该循环会放缓，但该出口压力仍将保持相当恒定。一般地，随着该筒体压力下降，该出口压力会略有上升，这是反向弹簧压力的不平衡的结果，然而该种变差异较小。
参照图1、2和7，可移动的隔板4使预排压力调节腔体31(形成该出气路径的一部分)扩大和紧缩该腔体内气体的容积，籍此减缓在更多气体流入腔体31时导致的压力升高。压力和容积同时以由调节弹簧3的力决定的速率，以致于由于压缩调节器弹簧3时容积亦增大而使压力升高放缓。因此，腔体31的尺寸随该腔体内的压力而变化，且调节器弹簧3使该隔板偏向一小腔***置。由于该气体膨胀且通常会快速降温，这也调节了腔体31内的温度变化。出口33限制气流从腔体31流出，从而在腔体内形成压力并增加该腔体的容积，直至该隔板及其针阀接合那端39(抵靠针阀6的针部50)缩回至足以使针阀6闭合靠在密封片7以密封该筒体。然后，该腔体内的气体通过隔板4的出口33及中空管37的中心孔35排出。为了以需要的速率、温度及压力向使用者供氧，本发明的实施例使用了负荷力约为120牛顿至200牛顿的调节弹簧，在其它实施例中，调节弹簧3的负荷力约为150牛顿至170牛顿。隔板4的工作面区域的直径约为10mm至约15mm，其它实施例中，该直径约为12.5mm至13.5mm。
调节器30还具有安全特点，已知氧气为危险气体，其可急剧地促使通常不可燃的物质燃烧。调节器30设计成可使无意释放氧气的机会降到最低。调节器30设计成附加护套以遮住调节器30且为利于销售提供了外形更具吸引力的产品，而且最好亦包括起动器16的正向起动机构(图中未示)。该正向起动机构最好设计成闭合时能启动氧气流动，脱开则能确保不会由致动器16的意外启动造成无意释放。作为重要的安全措施，调节器30组装过程中，所有零件皆为在三氯乙烯(或其它类似对氧安全化学溶剂)中作“氧清洗”。此外，同样是为了安全之目的，该隔板的O型密封圈14以可与氧相的润滑剂润滑。
该正向起动机构包括弹簧承载按钮或杆件或螺纹旋钮。例如，可以用一塑料杆启动起动器16。该使用者按压该杆上的按钮时，该下表面与起动器16接合以开始如上所述的气体流动。该使用者放开该按钮时，该按钮/杆件则完全从致动器16脱离。较佳地，脱开时最好让该杆件额外地向上移动一段，以及内置的弹性机构使得该杆的接合表面与致动器16间留有一小段空间，让该弹簧保持与致动器16脱开。此种弹性机构例如可利用弹性塑料提供，因此与调节器30的弹簧机构无关。该杆件的弹簧承载动作确保该使用者须向该杆件上的按钮施加“正向”压力使气体流动开始。
该护套最好还包括一接口。较佳地，该接口可在闭合位置与打开位置间移动，其中只有在接口处于打开位置时杆才可进入。通过塑料模塑成的凸起，使该接口可移植地固定在打开位置和闭合位置。通过当接口处于闭合位置不使杆进入，把使用过程中该按钮被意外启动的危险降到最小。
当连接至筒体时该调节器通常处于高压下，出于潜在的安全考虑，不希望让使用者轻易地将调节器30从该筒体上拆除。因此，调节器30以相当大的转矩旋紧在筒体上，以致需用杠杆式工具来将调节器旋下，即使在该***不加压的情形下亦是如此。再者，也没有任何一处可方便地使用普通扳手以试图从该筒体旋出该调节器。另外，为了确保该***加压时使用者不会无意地从该筒体拧下调节器30，该接口设计成可从该调节器拆下，或者只有施加足够拧下该调节器的转矩才能拆下该调节器。这样做将要求免用塑料件、把筒体固定在合适的保持机构并使用定制的扳手。
沿本体1的外圆周有水平槽21，并且该塑料接口部件内径上的塑料筋扣在槽21中。由此该塑料件保持在一固定的垂直位置。
与所述的调节器共同使用的接口最好安全及防改装，并且还提供一条用于气体从该调节器出口流至使用者吸入口的基本密封路径。可互换的塑接口还向用户提供定制及选择设定功能，由此提供了更为吸引用户的特征。
显然，在所述的实施例中，推动力是容器内的氧气压力本身，无需气雾添加剂或类似物。因此，该容器提供给用户的是纯氧。
图4为根据本发明另一实施例的调节器和筒体的部分剖视图。调节器40利用直螺纹接合旋入筒体41的筒颈与至该筒体连接。当调节器40的下平面42旋入到贴住筒体41的上平面43时，特富龙或铁氟龙密封件(图中未示)牢固地嵌入到埋头孔44内。该特富龙或铁氟龙密封件比埋头孔44的底部与调节器的下平面42间的有效空间稍厚。因此，当调节器40旋入到气筒41的顶部时，该特富龙或铁氟龙密封件被压入该埋头孔。然后，该特富龙或铁氟龙密封件挤靠在调节器40底部的螺纹连接，并且挤靠在该埋头孔的各边，由此确保气密密封大于等于12000磅/平方英寸。该螺纹连接还提供了足够的强度以使调节器在该压力下将调节器40装在筒体41的筒颈内而不使调节器40脱离筒体41的筒颈。图4进一步示出了一过滤器45，用于防止用户通过该调节器从该筒体吸入颗粒物。图4还示出了一第二气体流径46，其采用以气流仅能以单一方向通过过滤器45的方式灌装该筒体。
参照图5a和5b，针阀6包括针部50，其穿过密封片7及保持圈8中的中心孔52。当针阀6处于图5a的闭合位置时，该针阀6的圆形肩部54将气体密封在该筒体内。利用针阀弹簧5(图1)加偏压使针阀进入闭合位置。当该针阀6处于图5b的打开位置时，该肩部54与密封片脱开，以便让气体通过孔52流出，该孔52构成出气路径的一部分。
参照图6a和6b中的另一种针阀106，本体101仍然接纳且滑动地引导该针阀106，且密封片107及保持圈108利用本体101的同心埋头孔100保持定位。针部150仍然穿过由密封片107及保持圈108构成的中心孔152。然而，针部150的外表面密封在该密封片的孔中。为了使气体穿过该密封片，针部150上设有针部通路109，其在针阀106处于图6b的打开位置时形成了该出气路径的一部分。针部通路109包括一下通道110、一处于中心和轴向位置的贯通信道111及多个出口通道112、113。各通道110、111、112、113以流体连通，且各通道尺寸要限制气体从该筒体流出。当针阀106处于图6a的闭合位置时，下通道110位于密封片107中且由该密封片密封。而当针阀106处于图6b的打开位置时，该下通道位于该密封片外因此气体流入下通道110、通过贯通通道111向上流及流出出口通道112、113进入该预先排气压力调节腔体。
参照图7及图8，气体分配装置60包括一压力容器61，其有一个由承压壁64封闭的内腔62，并设有成一开口66，用于接纳调节器30，尤其是该调节器本体1，以及由调节器控制使气体流入及流出该内腔。再参照图9及图10，气体分配器60还包括一个接合隔板中空管37的起动器组件70，以致于操作者可按压该起动杆74的起动按钮79。为了防止意外起动，该杆及按钮上覆盖有一起动器护罩72。起动器护罩72滑到如图11所示的打开位置。在一实施例中，护罩72夹在打开位置和闭合位置上。起动杆74接合移动隔板4的起动器16以移动针阀6至图5b所示的打开位置。起动按钮可移动地安装于起动壳体76内，而在一实施例中起动杆74可旋转地安装在起动壳体76中。杆74的起动器表面78绕隔板4的中空管37延伸并与起动器16相接合。该中空管与亦为该出气路径一部分的起动器通道80流体连通。因此，使用者仅需按压按钮表面79上的杆74的单一步骤就可释放气体。另一种起动机构可以包括一按钮或一螺纹旋钮，其装在一个扣在调节器本体1槽上的类似起动壳体内。
本技术领域的技术人员应当理解，在不脱离所述本发明的精神和范围的情况下，可对如具体实施例所示的本发明进行许多变化和/或改型。因此，所述实施例在所有方面都应当认为是说明性的而非限制性的。

Claims (23)

1、一种调节器，其当进气压力变化时能提供基本恒定的出气压力，其特征在于所述调节器包括：
相互接合的针阀和密封片，以可脱开地密封出气路径，所述针阀的针部穿过所述密封片，以致于按压所述针部可使所述针阀与所述密封片脱开而破坏所述密封；
一隔板，所述隔板在所述密封片下游形成一腔体且配置成可压下所述针阀的针部，并且所述隔板具有使气流收缩的出口；
一起动器，其将力施加在与隔板接合的弹簧上，所述隔板接合弹簧再将力施加在该隔板上以与所述针阀的针部接合；
其中，所述腔体内的气体压力抵抗所述隔板上的所述隔板接合弹簧的力，以使所述针阀可控制地与所述密封片脱开且在所述起动器的动作过程中所述腔体内保持基本恒定的压力，以致于所述出口的出气压力/气体流速基本是恒定的。
2、一种气流调节方法，所述的方法当进气压力变化时能提供基本恒定的出气压力，其特征在于所述方法包括以下步骤：
在一气流路径设置一可脱开密封件；
在所述可脱开的密封件的下游设置一腔体；
施加一起动力以破坏所述密封以致于气体流过所述已脱开的密封件进入所述的腔体；
在所述腔体内施加一抵抗起动力的气体压力，以使所述密封件可控制地脱开且所述腔体内的气体压力保持基本恒定；及
为使气体从所述腔体流出而提供一带收缩的出气口。
3、一种自压力容器中流出及进入其中的压缩气体流的调节装置，其特征在于所述的装置包括：
一第一气体流径，其中气体自所述压力容器中流出；及
一第二气体流径，其中气体流入所述压力容器中。
4、如权利要求3所述的装置，其特征在于所述装置还包括一第三气体流径，其中当所述压力容器内压力过大时气体自所述压力容器中流出。
5、一种可分配贮存于高压容器内的气体并能将气体重新灌入该容器的装置，其特征在于所述的装置包括：
一调节器，所述调节器包括一在第一气流体径上的第一阀组件，其使容器中流出的气体流入所述调节器并保持基本恒定的出气压力或流速，而与高压气体容器的内部压力无关；以及一在第二气流体径上的第二阀组件，用于将压气体重新灌入该容器且在容器不进行重灌时，将该第二气体流径密封。
6、如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一阀组件包括一针阀及一密封片，所述针阀接合所述密封片以可脱开地密封所述出气路径。
7、如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述针阀的针部穿过所述密封片，以致于按压所述针部可使所述针阀与所述密封片脱开而破坏所述密封。
8、如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一针阀组件还包括一隔板，所述隔板在所述密封下游形成一腔体且配置成可按下所述针阀的针部，并且所述隔板具有使气流收缩的出口。
9、如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一阀组件还包括一起动器，用于向一隔板接合弹簧施加力，所述隔板接合弹簧再向所述隔板施加力以致于所述隔板的针接合端与所述针阀的针部接合。
10、如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述腔体内的气体压力抵抗所述隔板上的所述隔板接合弹簧的力，以致于所述针阀可控制地与所述密封片脱开，且在所述起动器的动作过程中所述腔体内保持基本恒定的压力，以使所述出口的出气压力/气体流速基本是恒定的。
11、如权利要求5所述的装置，其特征在于，沿所述第一气体流径设有一气体过滤器以捕获从所述高压容器中流出的气体中的颗粒物。
12、如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二阀组件包括灌装器阀针及O型密封圈。
13、如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述O型密封圈位于所述灌装阀针外部，且所述灌装针阀与所述O型密封圈的接合形成所述第二气体流径的密封。
14、如权利要求12所述的装置，其特征在于，藉由施加一外部压力，其大于所述压力容器的内部压力及/或由弹簧施加的压力、以致于藉由所述外部压力迫使所述灌装阀针与所述O型密封圈脱开、从而打开所述第二气体流径来实现灌装。
15、如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括一过压释放机构在所述容器的内部压力超过所述容器的最大内部压力的一又三分之二的情况下，以释放所述高压容器内气体。
16、如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述过压释放机构包括一爆裂片，当所述容器的内部压力处于所述容器的最大内部压力的一又三分之二与大于或等于所述最大内部压力的一又三分之二的90％之间时，所述爆裂片将爆裂或破裂。
17、一种气体分配装置，其特征在于所述的装置包括：
一压力容器，所述压力容器包括一构成容纳气体内腔的承压壁以及一穿通承压壁通向内腔的孔；
一调节器，其包括一通过出气路径分配从所述内腔流出的气体的阀组件，所述阀组件在所述出气路径中限定一预排压力调节腔；
一起动组件，用于使所述阀组件动作以使气体从所述压力容器中放出。
18、如权利要求17所述的气体分配装置，其特征在于，所述阀组件进一步包括一针阀及一针阀弹簧，所述的针阀弹簧对所述针阀加偏压而处于闭合位置靠在一密封片上。
19、如权利要求18所述的气体分配装置，其特征在于，所述针阀包括一针部，其直径小于所述密封片的孔。
20、如权利要求18所述的气体分配装置，其特征在于，所述针阀包括一可滑动地及可密封地接纳在所述密封片的孔内的针部，且所述针部在所述针阀位于打开位置时限定一气体通路，其绕过所述针部与所述密封片之间的密封，藉此形成所述出气路径的一部分。
21、如权利要求17所述的气体分配装置，其特征在于，所述预排压力调节腔的大小根据所述预排腔体内的压力而定。
22、一种气体分配装置，其特征在于所述的装置包括：
一压力容器，所述压力容器包括一构成容纳气体内腔的承压壁以及一穿通承压壁通向内腔的孔；
一调节器，其包括一通过出气路径分配从所述内腔流出的气体的阀组件，所述阀组件包括隔板，所述隔板限定一内部通路，所述内部通路形成所述出气路径的一部分；
一起动组件，其使所述阀组件工作以从所述压力容器释放气体。
23、一种气体分配装置，其特征在于所述的装置包括：
一压力容器，所述压力容器包括一构成容纳气体的内腔的承压壁以及一穿通承压壁通向内腔的孔；
一调节器，其包括一通过出气路径分配从所述内腔流出的气体的阀组件，所述阀组件包括一可移动隔板，其限定一预排压力调节腔，所述隔板藉由调节器弹簧将偏压加在一小腔***置上；及
一起动组件，其使所述阀组件动工作以从所述压力容器释放气体。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication