用于填充氣瓶的系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】用于填充氣瓶的系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請是非臨時申請，其要求享有于2013年3月15日提交的、名稱為“自動流量控制閥(AUTOMATIC FLOW CONTROL VALVE) ”的美國臨時申請?zhí)朜0.61/787，331的優(yōu)先權(quán)，所述專利文獻在此全文并入以作為參考。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本文中所述的主題大體上涉及一種用于填充氣瓶的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]當前的氣瓶填充制品需要儀器的操作者手動地調(diào)節(jié)節(jié)流閥，以控制將空氣傳送至用于儲氣的氣瓶(例如，自給式呼吸設(shè)備(SCBA)或自給式水下呼吸設(shè)備(SCUBA)的氣瓶)的速度。如果過快地填充氣瓶，則空氣將加熱至一定的度數(shù)，致使氣體膨脹產(chǎn)生的狀況導致當隨后空氣冷卻下來之后不能完全填充氣瓶。此外，當氣瓶填充過慢時，則這致使操作者的時間利用效率低。填充過程可取決于操作者經(jīng)驗的技術(shù)水平，因為可能需要持續(xù)地調(diào)節(jié)閥以獲得最優(yōu)的填充速度。
[0005]為了幫助獲得最優(yōu)的填充速度，已知的氣瓶填充制品可以包括自動流量控制閥。例如，圖1示出了當前已知的自動流量控制閥45。自動流量控制閥45可以包括通過彈簧52和由存儲壓力致動的活塞54所控制的針閥50。這樣，當存儲壓力高時，針閥50閉合以限制通過自動流量控制閥45的氣流速度。然而，氣流速度可能正比于存儲壓力地受控。這可能是不利的，因為如果存儲壓力維持較高，則即使填充的氣瓶中的壓力也相應增加，針閥可能也維持在其最受限的位置處。針閥的受限位置可能導致氣流速度穩(wěn)定下降。其它已知系統(tǒng)采用手動控制器以控制氣流速度。圖2示出了采用手動控制器的已知氣瓶填充系統(tǒng)的示意圖。如圖2中所示，氣瓶填充系統(tǒng)采用手動操作的控制閥56，以控制從壓縮機60遞送至一個或多個氣瓶58的壓力量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在一個實施例中，提供了一種流量控制閥。流量控制閥包括殼體，在所述殼體中限定了腔體。殼體具有用于從氣體供給源接收氣體的輸入端口以及用于將氣體遞送至氣瓶的輸出端口。腔體限定了流體地連接至輸入端口的集結(jié)區(qū)域、流體地連接至輸出端口的遞送區(qū)域、以及流體地連接至反饋感測端口的加壓區(qū)域。反饋感測端口被構(gòu)造成用以接收加壓流體，所述加壓流體被加壓至的壓力水平代表遞送至氣瓶的氣體的壓力水平。流量控制閥還包括活塞，所述活塞可滑動地定位于在加壓區(qū)域和遞送區(qū)域之間延伸的通道中?；钊奈恢酶淖兺ㄟ^流量控制閥的氣流速度?；钊恢庙憫诜答伕袦y端口處的壓力而移動。
[0007]在一些實施例中，流量控制閥包括位于遞送區(qū)域和集結(jié)區(qū)域之間的孔?；钊ㄑ由焱ㄟ^孔的針閥。針閥控制流過孔的氣體流量。
[0008]在一些實施例中，針包括直徑發(fā)生改變的錐形部分，從而使得針的端部處的直徑略小于孔的直徑。
[0009]在一些實施例中，當活塞處于最小流量位置處時，錐形區(qū)域限制通過孔的氣體流量。
[0010]在一些實施例中，流量控制閥包括調(diào)節(jié)螺釘和控制彈簧?？刂茝椈稍诮颂幗雍匣钊系耐咕?，而在遠端處接合調(diào)節(jié)螺釘。調(diào)節(jié)螺釘被構(gòu)造成用以在凸緣上施加偏壓力。[0011 ] 在一些實施例中，流量控制閥包括壓力檢查組件，所述壓力檢查組件被構(gòu)造成用以維持集結(jié)區(qū)域中的壓力比加壓區(qū)域中更大。
[0012]在一些實施例中，壓力檢查組件包括銷和復位彈簧。銷和復位彈簧延伸通過活塞中的腔體。復位彈簧被構(gòu)造成用以基于反饋感測端口處的壓力而延伸。
[0013]在一些實施例中，輸入端口、輸出端口和感測端口位于流量控制閥的近端處。
[0014]在一些實施例中，殼體包括被構(gòu)造成與氣動控制歧管上的端口相匹配的螺紋部分。
[0015]在一些實施例中，活塞的位置取決于集結(jié)區(qū)域和加壓區(qū)域中的壓力之間的壓差。
[0016]在一個實施例中，提供了一種充氣系統(tǒng)。所述充氣系統(tǒng)包括被構(gòu)造成用以提供氣體的存儲瓶。充氣系統(tǒng)還包括被構(gòu)造成用以存儲氣體的氣瓶。充氣系統(tǒng)還包括被構(gòu)造成用以接收流量控制閥的氣動控制歧管。流量控制閥包括殼體，在所述殼體中限定有腔體。殼體具有用于從氣體供給源接收氣體的輸入端口以及用于將氣體遞送至氣瓶的輸出端口。腔體限定了流體地連接至輸入端口的集結(jié)區(qū)域、流體地連接至輸出端口的遞送區(qū)域、以及流體地連接至反饋感測端口的加壓區(qū)域。反饋感測端口被構(gòu)造成用以接收加壓流體，所述加壓流體被加壓至的壓力水平表示被遞送至氣瓶的氣體的壓力水平。流量控制閥還包括活塞，所述活塞可滑動地定位于在加壓區(qū)域和遞送區(qū)域之間延伸的通道中?；钊奈恢酶淖兺ㄟ^流量控制閥的氣流速度?；钊恢庙憫诜答伕袦y端口處的壓力而移動。
[0017]在一些實施例中，流量控制閥包括位于遞送區(qū)域和集結(jié)區(qū)域之間的孔?；钊ㄑ由焱ㄟ^所述孔的針閥。針閥控制通過所述孔的氣體流量。
[0018]在一些實施例中，針包括直徑發(fā)生改變的錐形部分，從而使得針的端部處的直徑略小于孔的直徑。
[0019]在一些實施例中，當活塞處于最小流量位置處時，錐形區(qū)域極大地限制了通過孔的氣體流量。
[0020]在一些實施例中，流量控制閥包括調(diào)節(jié)螺釘和控制彈簧?？刂茝椈稍诮颂幗雍匣钊系耐咕墸谶h端處接合調(diào)節(jié)螺釘。調(diào)節(jié)螺釘被構(gòu)造成用以在凸緣上施加偏壓力。[0021 ] 在一些實施例中，流量控制閥包括壓力檢查組件，所述壓力檢查組件被構(gòu)造成用以維持集結(jié)區(qū)域中的壓力比加壓區(qū)域中更大。
[0022]在一些實施例中，壓力檢查組件包括銷和復位彈簧。銷和復位彈簧延伸通過活塞中的腔體。復位彈簧被構(gòu)造成用以基于反饋感測端口中的壓力而延伸。
[0023]在一些實施例中，輸入端口、輸出端口和感測端口位于流量控制閥的近端處。
[0024]在一些實施例中，殼體包括被構(gòu)造成用以與氣動控制歧管上的端口相匹配的螺紋部分。
[0025]在一些實施例中，活塞的位置取決于集結(jié)區(qū)域和加壓區(qū)域中的壓力之間的壓差。
【附圖說明】
[0026]圖1示出了當前已知的自動流量控制閥。
[0027]圖2是具有手動控制器的已知氣瓶填充系統(tǒng)的示意圖。
[0028]圖3A是根據(jù)本文的一個實施例形成的氣瓶填充系統(tǒng)的系統(tǒng)圖示。
[0029]圖3B是根據(jù)本文的一個實施例形成的流量控制閥的截面視圖。
[0030]圖4是根據(jù)本文的一個實施例形成的具有流量控制閥的氣體填充系統(tǒng)的示意圖。
[0031]圖5示出了根據(jù)本文的一個實施例形成的被構(gòu)造成作為筒體的流量控制閥的截面視圖。
[0032]圖6示出了根據(jù)本文的一個實施例形成的流量控制閥的截面視圖，所述流量控制閥被構(gòu)造成作為安裝在氣動控制歧管中的筒體。
【具體實施方式】
[0033]本文中所述的主題涉及氣瓶填充裝置，并且更具體地涉及用于填充自給式呼吸設(shè)備(SCBA)的氣瓶的系統(tǒng)。本文中的主題描述了一種流速控制閥，所述流速控制閥正比于存儲壓力并且正比于被填充的氣瓶內(nèi)的壓力而控制氣流速度，從而容許氣流速度取決于存儲壓力和氣瓶壓力之間的壓差。
[0034]圖3A是氣瓶填充系統(tǒng)110的系統(tǒng)圖示。氣瓶填充系統(tǒng)110包括充氣工位112，所述充氣工位被構(gòu)造成利用來自氣體供給源(例如，存儲瓶22)的氣體而填充氣瓶24。在所示的實施例中，存儲瓶22示出作為氣罐。然而，存儲瓶22可以是任何氣體源，例如，諸如壓縮機。氣體可以是任何氣體，例如但不限于呼吸氣體(例如但不限于空氣、氧氣、氮氣和/或類似物)和/或類似物。氣瓶24可以是任何類型的氣瓶，例如但不限于用于消防員和第一急救人員、太空服、醫(yī)療設(shè)備的自給式呼吸設(shè)備(SCBA)的氣瓶、自給式水下呼吸設(shè)備(SCUBA)等的氣瓶。雖然氣瓶示出的形狀基本上呈圓筒形，但是除了圓筒形之外或作為代替，氣瓶24可以包括任何其它形狀。
[0035]充氣工位112包括流量控制閥100，所述流量控制閥被構(gòu)造成用以隨著充氣工位112填充氣瓶24而管控從存儲瓶22流動至氣瓶24的氣體流量。流量控制閥100經(jīng)由供給管路120而流體地聯(lián)接至存儲瓶22。例如，供給管路120可以聯(lián)接至存儲瓶22上的閥122，并且聯(lián)接至流量控制閥100上的輸入端口 124。流量控制閥100也經(jīng)由遞送管路126而流體地聯(lián)接至氣瓶24。例如，遞送管路126可以聯(lián)接至流量控制閥100上的輸出端口 128，并且聯(lián)接至氣瓶24上的閥130。例如，閥130可以是罐上的柱閥。閥130還經(jīng)由壓力回復管路134而聯(lián)接至流量控制閥100上的壓力反饋感測端口 132。例如，閥130可以被構(gòu)造成用以使得回復管路134中的壓力表示氣瓶24中的壓力水平。管路120、126和134可以是任何合適的連接器件，例如，諸如加壓管。在不同的實施例中，充氣工位112可以包括設(shè)置在管路120、126和控制閥100之間的支承部件，例如，諸如排放閥、調(diào)節(jié)器、安全閥、增壓栗和/或壓縮機、壓力計和/或類似物。
[0036]可以對端口 124、128和132選擇性地進行加壓。例如，端口 124可以被加壓至壓力P1。壓力P1可以表示位于存儲瓶22的下游處且位于管路120中的壓力水平。反饋感測端口 132接收被加壓至壓力水平P2的加壓流體。壓力P2可以表示反饋或感測壓力水平，所述反饋或感測壓力水平表示進入閥130中的壓力。