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CN109416152B - 储罐阀 - Google Patents

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CN109416152B
CN109416152B CN201780040735.9A CN201780040735A CN109416152B CN 109416152 B CN109416152 B CN 109416152B CN 201780040735 A CN201780040735 A CN 201780040735A CN 109416152 B CN109416152 B CN 109416152B
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tank
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P·豪斯曼
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Daimler AG
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Abstract

本发明涉及一种用于安装在压缩气体容器(3)上的储罐阀(4)，包含基体(5)，所述基体具有第一基体部分(5.1)，其在完成安装时伸入所述压缩气体容器(3)并且与这个压缩气体容器密封连接，且所述基体具有第二基体部分(5.2)，其在完成安装时留在压缩气体容器(3)外，还包含数个功能亚组(9、11、12、13、14、16、17、22、23、26、27)，其用于通过装填路径装填压缩气体储存器(3)、通过提取路径从压缩气体储存器(3)提取气体以及实施安全及操作功能，其中所述功能亚组(9、11、12、13、14、16、17、22、23、26、27)中的至少数个至少部分地布置在基体(5)中。本发明的储罐的特征在于，在所述第一基体部分(5.1)中或者在第一基体部分(5.1)上的面向压缩气体容器(3)内部的一侧上设有功能亚组(13、22、23、26、27)。

Description

储罐阀
技术领域
本发明涉及一种用于安装在压缩气体容器上的储罐阀。该储罐阀包含基体，所述基体具有第一基体部分，第一基体部分在安装状态下伸入所述压缩气体容器中并且与这个压缩气体容器密封连接，且所述基体具有第二基体部分，第二基体部分在安装状态下留在压缩气体容器外，所述储罐阀还包含多个功能亚组，其用于通过装填路径装填压缩气体储存器、用于通过提取路径从压缩气体储存器提取气体以及用于实施安全及操作功能，其中所述多个功能亚组中的至少数个至少部分地布置在基体中。
本发明还涉及这种储罐阀的应用。
背景技术
由一般现有技术已知可安装在压缩气体容器上的储罐阀。这样一种储罐阀的英文名称为On-Tank-Valve，简称OTV。储罐阀是一种包含基体的结构，该基体具有至少两个部分，其中第一基体部分在完成安装时伸入压缩气体容器，并且密封地与这个压缩气体容器连接。这个第一基体部分通常通过外螺纹旋入压缩气体容器的对应容置口的内螺纹。除了这个在完成安装时位于压缩气体容器或其连接螺纹内的第一基体部分以外，基体通常具有在完成安装时位于压缩气体容器外的第二基体部分。这些基体部分中的一者或通常两者具有实现储罐阀功能所需要的所谓的功能亚组。这类功能亚组例如可包括提取阀、位于装填管道中的止回阀、安全阀、(手动)关断阀、过滤器、用于装填和/或提取管道的连接插座或类似之物。
关于这种储罐阀，应例示性地参考JP 2009-168165 A，该案以高压阀这一名称披露储罐阀。更多这类阀例如由US 2009/0146094 A1揭示，或者作为先导阀的设计也由EP 1682 801 B1揭示。
具有这类储罐阀的压缩气体容器常被应用在汽车中，用以储存气态燃料、例如天然气或氢气。在车辆应用中，安全性和防撞保护始终是决定性因素。就具有传统结构的储罐阀而言，大量的功能亚组处于位于压缩气体容器外的第二基体部分中，这特别是由于针对第一基体部分的结构体积通常因压缩气体容器的螺纹的直径而受到限制。因此，在车辆事故中，或者在因原则上也可发生在车辆外的事故而对压缩气体容器造成其他类型负面影响的情况下，可能会出现关系到安全的关键情形，其中压缩气体容器可能不受控制地排空，或者因剪断的安全阀或诸如此类而无法再排空。若在这种情形下例如因火灾而发生极端生热，则配备受损的储罐阀的压缩气体容器可能爆炸。
发明内容
本发明的目的在于，避免上述缺点并且提供储罐阀的一种安全结构。
根据本发明，这个目的通过一种具有下文的方案所描述的特征的储罐阀而达成。有利的技术方案和进一步方案可从优选的技术方案中获得。此外，还提供涉及这种储罐阀的特别优选的应用的方案。
类似于背景技术中的储罐阀，本发明的储罐阀具有基体，在该基体中整合有数个用于装填压缩气体储存器、用于从压缩气体储存器提取气体以及用于实施安全功能的功能亚组。其中，第一基体部分伸入压缩气体容器内部，并且特别是在完成安装时通过螺纹密封地与位于压缩气体容器中的对应容置口连接。根据本发明，各功能亚组布置在第一基体部分中或第一基体部分上。其中，这些功能亚组特别是可以为安全相关功能亚组。由于这些功能亚组布置在第一基体部分中或朝向压缩气体容器的内部安装至此第一基体部分，故即便在螺接有储罐阀的压缩气体容器损坏的情况下，这些功能亚组也相对安全。特别是当螺接有储罐阀的压缩气体容器例如被应用在车辆中，且被卷入事故的情况下，上述方案特别有利。其中，所述压缩气体容器自身通常非常稳定，尤其是与储罐阀连接(在绝大多数情形下为螺接)的容置装置。位于压缩气体容器内，且大部分的伸展部分位于压缩气体容器之针对储罐阀的容置装置内的第一基体部分相应地受到良好保护，故即便在储罐阀损坏，且储罐阀的第二基体部分例如从第一基体部分剪断的情况下，布置在第一基体部分中的功能亚组仍不受损。特别是就车辆应用而言，这种良好的保护在安全方面是决定性优势。
原则上，功能亚组中的数个可以布置在第一基体部分中。由于容置装置内部的通常较为逼仄的空间条件，以及由于为确保储罐阀的足够稳定性而需要为第一基体部分采用的材料，该处可供使用的结构空间有限。因此，特别是可以将安全相关的功能亚组布置在第一基体部分的这个区域内。
有鉴于此，根据一种特别优选的进一步方案，在所述第一基体部分中，在装填路径或者在基体内构成这个装填路径的装填管道中设有至少一个止回阀。这种位于装填管道中的止回阀确保在不使用装填管道的情况下，通过压缩气体储存器中的处于压力下的气体将该装填管道封闭。为此，止回阀通常配备有逆向于装填过程中的流动方向的附加的弹簧支持装置。这个安全相关构件可以布置在第一基体部分中，从而实现非常可靠的安设。
根据另一特别优选的技术方案，位于所述第一基体部分中的功能亚组还可包括位于提取路径中的管道防断裂装置。这种管道防断裂装置确保在管道断裂或损坏的情况下将这个管道封闭。所述管道防断裂装置特别是可由阀装置构成，其根据面向压缩气体容器内部的一侧与面向提取管道之流出侧的另一侧之间的压力差起作用。在例如管道或布置在管道中的阀受损或剪断，致使提取路径侧的压力不再存在或迅速减小的情况下，所述管道防断裂装置借助阀体将管件封闭，借此防止气体从压缩气体容器流出。这个安全相关构件特别是也可以布置在压缩气体容器的内部，进而布置在储罐阀的第一基体部分上或第一基体部分中。
根据另一特别优选的技术方案，位于所述第一基体部分中的功能亚组还可包括位于通向或来自安全阀的管道元件中的刚性隔板。储罐阀通常具有安全阀，例如热触发安全阀。在安全阀作出响应的情况下，通过这些安全阀将气体从压缩气体容器的内部排出，以避免极端过压以及避免压缩气体容器发生爆炸的危险。在产生火焰时例如会出现上述情况。为了在储罐阀自身损坏，且可设于第二基体部分中的安全阀从第一基体部分断开的情况下也防止不受控的流出，根据这个优选的进一步方案，可以在第一基体部分中设有刚性隔板。通过这个刚性隔板依据构造限制流出气体的体积，使得来自压缩气体容器内部的气体以相对受控制的体积流量流出，并且不会不受控制地进入环境。
此外，在本发明的储罐阀的另一特别优选的方案中，安全阀、特别是热触发安全阀可如前文描述的那样整合/集成至第一基体部分，或者朝向储罐内部安装在这个第一基体部分上。对于在安全方面较为重要的安全阀、特别是热触发安全阀而言，在储罐阀例如因在储罐阀完成安装时位于储罐阀外之第二基体部分的剪断而损坏的情况下，借助上述方案实现另一安全性优势。根据理想的技术方案，所述基体由导热性良好的金属材料(例如铝)构成，故在温度例如因火灾而升高的情况下，透过基体将热量可靠地导入热触发安全阀的区域，使得在第一基体部分5.1中的整合在安全方面具有优势，并且在触发方面无明显缺点。
根据另一特别优选的技术方案，在所述第二基体部分中设有另外的功能亚组。其中，设于第二基体部分(即在完成安装时处于压缩气体容器外的基体部分)中的所有功能亚组均布置在一个平面中。其中，这个位于一个平面中的布局是相对各功能亚组的主要轴向定向以及操纵方向而言。所述功能亚组特别是可以采用可与基体螺接的技术方案。在本发明的储罐阀中，基体中的具有用于容置这类功能亚组的螺纹的孔洞的中轴线布置在基体的单独一个平面中。由于位于第二基体部分中的所有功能亚组整合在单独一个平面内，能够实现第二基体部分的非常紧凑的结构。例如在应用在用于在70MPa的标称压力下储存氢气的压缩气体容器中时，这个第二基体部分可采用厚度仅为约25至35mm的技术方案。这样便能实现本发明的储罐阀的极其紧凑的结构。
其中，根据一种特别优选的进一步方案，所述平面垂直于第一基体部分的中央轴线，并且特别是垂直于压缩气体容器的中央轴线。所述第一基体部分通常具有中央轴线，其一般与压缩气体容器的中央轴线重合，因为第一基体部分通常与压缩气体容器的中央容置口螺接。所述具有第二基体部分之功能亚组的平面垂直于这个中央轴线、即储罐阀在旋入压缩气体容器过程中的旋转轴布置。这样便能实现极其紧凑的结构，其中安装有储罐阀的压缩气体容器的轴向长度极小。特别是在将燃料储存于车辆中的应用中，上述情形为显著优势，因为能够以实现压缩气体容器的最大储存容积的方式利用提供的结构空间。这样便能实现车辆的相应较大的航程。与使用传统储罐阀的情形相比，在车辆中可供使用之结构空间不变的情况下，特别是能够通过增大压缩气体容器的容积提升航程。
根据一种特别优选的进一步方案，所述功能亚组平行和/或呈星形地布置在第二基体部分中。亦即，在所述平面内，所述功能亚组平行和/或呈星形地布置在第二基体部分中。借此，在结构空间方面，沿相对平面的中央轴线而言的径向也实现非常紧凑的布局。这也减少在这个方向上需要的结构空间，并且特别是也有助于减轻重量，因为能够以较少的材料相应紧凑地实现所述基体。此外，借助这个布局能够非常简单高效地钻制针对功能亚组的容置口以及在第二基体部分中延长的/所需的通道。
如前文所述，并且根据本发明的储罐阀的一种优选的进一步方案，所述功能亚组能够与所述基体螺接。
根据本发明的储罐阀的另一特别优选的技术方案，所述基体由铝合金制成。根据一种优选的进一步方案，所述基体可以是锻造而成。这种用铝合金特别是以锻造构件的形式制造基体的方案简单且成本低廉，能够制造出高强度且同时较轻的构件。所述功能亚组通常可由不锈钢材料构成。
根据本发明的储罐阀的另一特别优选的技术方案，在所述第二基体部分中可整合有下列功能亚组中的至少若干个：
-提取阀，特别是采用优选可电磁致动的先导阀的形式；
-安全阀，特别是热触发安全阀，前提是这个安全阀并非已布置在第一基体部分中火安装在这个第一基体部分上；
-关断阀，优选为可手动致动的关断阀；
-排空阀，特别是可手动致动的排空阀；
-过滤器，特别是进气过滤器；
-用于装填和/或提取气体的气体接头；
-排气接头，其特别是可与用于排出气体的管道元件连接，所述气体通过安全阀和/或排空阀逸出。
其他为本领域技术人员所知的功能亚组同样可以整合在第二基体部分的区域内。
如前文反复述及的那样，所述储罐阀的一个决定性优点在于，即便在储罐阀例如因事故而受损的情况下，也能实现非常高的安全性。这个优点对车辆应用尤其有利。因此，本发明提出一种根据上述的储罐阀在压缩气体容器上的应用，所述压缩气体容器在车辆中用于特别是在超过65MPa的标称压力下储存作为燃料的氢气或天然气。
本发明储罐阀及其应用的进一步的有利技术方案还可从进一步的方案以及下文参照附图所详细说明的实施例中获得。
附图说明
其中：
图1为以原理图形式被示出的车辆，具有用于压缩气体(作为燃料)的储存系统；
图2为本发明的储罐阀的一种可行实施方式的三维示意图；
图3为压缩气体容器的安装有储罐阀的一部分的示意图；
图4为根据图3中的线Ⅳ-Ⅳ的示意性剖视图；
图5为本发明的储罐阀的在完成安装时伸入压缩气体容器的区域的示意性剖视图；以及
图6为本发明的根据一种替代性实施方式的储罐阀的在完成安装时伸入压缩气体容器的区域的示意性剖视图；以及
图7为本发明的储罐阀的工作方式的示意图，其中以气动流动图示出储罐阀的所有功能亚组。
具体实施方式
图1中纯例示性地示出车辆1。该车辆由气态燃料驱动，例如压缩天然气或压缩氢气。为此，燃料可以在内燃机中，或者特别是在使用氢气的情况下优选也在燃料电池系统中被转换成用于驱动的功率。为了储存压缩气体，车辆1中存在整体用2标示的储存装置。该储存装置由数个单个的压缩气体容器3组成，这些压缩气体容器中的每一者均具有储罐阀4。这个储罐阀4又称On-Tank-Valve，或者简称为OTV。其中，各压缩气体容器3可连同其储罐阀4一起例如以从前述现有技术中已知的方式通过公共管道彼此相连，以便能在车辆中使用来自储存装置2的气体。其中，特别是在储存氢气的情况下，例如在优选应用于燃料电池系统的情况下，这种带有储罐阀4的压缩气体容器3的标称压力通常处于70MPa的数量级。除了对各压缩气体容器3及其储罐阀4提出安全要求外，还须在密封性方面以及在安全、可靠且低成本地制造压缩气体容器及其储罐阀的可能性方面提出高要求。
图2为储罐阀4的三维示意图。其中，储罐阀4包括基体5，该基体主要由两个部分组成。第一基体部分5.1采用在储罐阀4后续完成安装时伸入相应的压缩气体容器3的设计。在此处所示的实施例中，所述第一基体部分为此具有用6标示的螺纹，该螺纹与压缩气体容器3的在图3中部分示出的容置元件7中的相应螺纹配合作用。这个第一基体部分5.1还具有如图2所示的密封装置，其例如由一或数个密封环和/或支撑环构成。第二基体部分5.2在图2中示出在储罐阀4的下部区域中。例如如图3以侧视图所示的那样，这个第二基体部分5.2在储罐阀4完成安装后位于压缩气体容器3外部。其中，第二基体部分5.2具有储罐阀4的数个所谓的功能亚组。其中，第二基体部分5.2中的功能亚组包括电磁致动的先导阀9，作为用于从压缩气体容器3提取气体的提取阀。该先导阀由用10标示的电磁线圈致动，其中在图2和图3中仅示出电磁线圈10。图4示意性示出先导阀9自身。关于这种先导阀的功能，例如可参考本申请人的DE 10 2013 019 978 A1中的实施方案。
在图2中可以看出更多整合至第二基体部分5.2或朝向压缩气体容器3的内部安装至这个第二基体部分的功能亚组。这些功能亚组例如是两个相互平行的手动阀11、12，其中手动阀11构建为手动关断阀11，且手动阀12构建为手动排空阀12。图4再次示出手动关断阀11和手动排空阀12。这些阀特别是可以以结构相同的方式构建。如此进行装入，使得手动关断阀11在装入状态下以及在正常状态下开启，并且使得手动排空阀12在装入状态下以及在正常状态下闭合。工作方式的细节参阅后文对图4的详细说明。
此外，作为第二基体部分5.2中的其他功能亚组，可以看出热触发安全阀13的一部分。这样的热触发安全阀原则上是已知的一般现有技术。在一般的实施方式中，此处使用具有中央孔洞的螺钉。中央孔洞中设有焊料或用焊料保持的阻挡体。如果储罐阀4或热触发安全阀13的区域被加热至超过焊料的熔化温度，螺钉上的通孔就会开通，压缩气体容器13内部与螺钉永久连通/接触的气体就能排出。特别是在欧美市场很常用的替代方案是这样一种结构：阀体被装有低沸点液体的玻璃安瓿保持在位置上。玻璃安瓿中的液体的沸点被调整为使得液体在达到热触发安全阀13的临界温度时开始沸腾。由于沸腾时体积变大，玻璃安瓿被破坏并且相对阀座释放阀体。阀体在压缩气体容器中的气体的压力作用下背离阀座而运动至开启位置，使得气体能够从压缩气体容器3排出。为此设有在图2和图4中用14标示的排气管道，其在热触发安全阀13作出响应的情况下与压缩气体容器3的内部连接。邻近排气管道14或其在储罐阀4的第二基体部分5.2中的开口，设有在图中用15标示的螺纹孔，其适于容置螺钉。在此，例如可以以在本申请人的德国专利案DE 10 2013 015 515 A1中描述的方式的对所谓的排气管道或Venting Tube进行简单且可靠的螺接。
图2中示出气体接头16作为第二基体部分5.2区域内的其他功能亚组。这个气体接头例如可用于通过先导阀9从压缩气体容器提取气体以及/或者用于为压缩气体容器3装填。此外，如图4所示，以整合至气体接头16的方式设有用17标示的过滤器，特别是在使用气体接头16为压缩气体容器3装填的情况下，所述过滤器将位于流入压缩气体容器3之气体中的污物从这个气体滤出。
其中，从图2可以看出的位于第二基体部分5.2的区域内或位于电磁线圈10的区域内的另一元件是用18标示的插接接头，一方面电磁线圈10以及先导阀9采用该插接接头，且另一方面，用19标示的温度传感器例如能够通过该插接接头传递测量数据。其中，储罐阀4特别是具有充当唯一电气接头的电气插接接头18，使得储存装置2的布线相应简单高效。
邻近温度传感器19，在第一基体部分5.1的区域内还可以看出朝向压缩气体容器3的内部安装在这个基体部分上的略微弯曲的管段21。其中所述管段的技术方案是如下选择：在为压缩气体容器3装填时，该管段将流入的气体尽可能如此分布在压缩气体容器3中，使得气体充分混合，进而通过温度传感器19实现对温度的可靠测量。其中，弯曲管段21的出口42理想地相对通流横截面中的标称直径减窄，以对流入压缩气体容器3的气体的喷束形成加以协助。这样便能更好地将气体与位于压缩气体容器内部的残余气体混合，从而总体上实现更加均匀的温度分布。这有助于通过温度传感器19可靠地测量温度。
从图2还可以看出，在第一基体部分5.1上安装有总体上用43标示的构件，其在下文中也被称作组装过滤器43。其中，这个组装过滤器包括过滤器20，以及管件防断裂装置22和止回阀26。其中，管道防断裂装置22以及止回阀26是功能亚组中的一部分，其在图2的实施例中并非整合至第一基体部分5.2，而是安装在这个基体部分上。下文还将结合同样可采用的整合式结构对管道防断裂装置22以及止回阀26这两个功能亚组的功能进行详细说明。
其中，其他功能亚组也可以采用整合在第一基体部分5.1内部的实施方案。
在将储罐阀4安装在压缩气体容器3内部后以经相应保护的方式布置的功能亚组至少包括管道防断裂装置22以及位于装填管道24种的止回阀23，该装填管道与管段21连通。此外，在具有管道防断裂装置22的提取路径中可设有另一止回阀26，其在装填情形下确保气体通过装填管道24以及管段21流入压缩气体容器3，并且在通过先导阀9提取气体的情况下确保流经过滤器20和提取管道25。亦即，在先导阀9未激活的情况下实际上通过止回阀26选择气体是流经装填管道24还是流经提取管道25。因此，止回阀26也可被称作针对流径的选择阀。
如前文所述，可将止回阀26、管道防断裂装置22以及过滤器20作为组装过滤器以整合且朝向压缩气体容器3内部的方式安装至第一基体部分5.1。其中，沿气体在提取过程中的流动方向，这两个阀装置22、26均位于过滤器20前，故可能在阀装置22、26的区域内磨蚀形成的微粒被过滤器20阻截，且无法进入先导阀9的区域。
作为替代方案，这些构件也可以如图5部分示出的那样整合至基体部分5.1。从图5还可以看出用虚线标示的另一可选的功能亚组，其形式为位于通向热触发安全阀13的管道元件28中的刚性隔板27。其中，管道元件28以不设更多阀装置的方式在第一基体部分5.1的一端上与压缩气体容器3的内部连接。所述管道元件在另一端上与热触发安全阀13连接，故即便在另一阀装置发生故障时，也总是能够确保在热触发安全阀的响应下，气体如期望的那样从压缩气体容器3流出。
根据如图6所示的替代方案，原则上也可以将安全阀13布置在第一基体部分5.1中，而非布置在第二基体部分5.2中，例如如图6所示沿待流出的气体的流动方向布置在隔板27后，或者在对第一基体部分5.1内的结构空间有利的情况下也可以在流径中布置在隔板27前。亦即，充当功能亚组的安全阀13既可如图6所示整合在第一基体部分5.1中，也可以如图2和图5所示设置在第二基体部分5.2中。因此，下文根据各附图对应的技术方案对两种方案中的安全阀进行相应说明。
不同于根据图2的示例，功能亚组13、22、23和可能设有的27以及补充性设有的功能亚组26在此布置在储罐阀4的第一基体部分5.1中。若在储存装置2受损的情况下对各压缩气体容器3及其储罐阀4造成负面影响，则特别是可能导致储罐阀4从压缩气体容器3剪断。在此情形下，第二基体部分5.2例如完全或部分剪断。与压缩气体容器螺接的第一功能亚组5.1通常留在压缩气体容器的容置元件7内部，而不造成压缩气体容器3自身损坏。亦即，布置在该处的功能亚组13、22、23、27、26受到特别好的保护，特别是就安全相关功能亚组13、22和23而言这是决定性的安全性优势。
布置在第二基体部分5.2中的功能亚组9、11、12、13、14、16、17，以及与先导阀9对应并且以对其方式与其配合的电磁线圈10(先导阀9的一部分相应伸入该电磁线圈)就其在图4中通过对应的轴线9a、11a、12a、13a、14a、16a表示的主要轴向定向而言构建于单独一个平面中，即如图4所示的剖面Ⅳ-Ⅳ中，从图3也可以看出这个剖面。如图3和图5所示，位于第二基体部分5.2中的功能亚组9、11、12、13、14、16、17的这个布局实现整个结构的沿相对轴线A而言的轴向a的极其紧凑的布局。第二基体部分5.2的如图3所示的厚度D特别是小于约40mm。其中，在理想情形下，第二基体部分5.2是用铝合金借助锻造以与第一基体部分5.1一体成型的方式构建。在此情形下，功能亚组相应地整合至基体。在第一基体部分5.1中如图2所示自上而下地整合，即从随后位于压缩气体容器3内的一侧出发。将其他元件相应安装在如图4所示的平面中，具体方式例如为将各功能亚组作为预装配元件旋入第二基体部分5.2。其中，功能亚组通常由适用于此方案的材料制成，特别是不锈钢，并且在密封座的区域内视情况而定也可以采用塑料。透过已反复述及的位于所述平面Ⅳ-Ⅳ中的布局，能够实现期望的非常紧凑的结构。
图7再次示出储罐阀4的包含第一基体部分5.1的基体5，该第一基体部分在完成安装时位于压缩气体容器内部，并且示出第二基体部分5.2，其通常留在压缩气体容器外。其中，先导阀9连同其电磁线圈10以及用29标示的热电熔断器构成储罐阀4的核心。可以看出的其他功能亚组是手动关断阀11、手动排空阀12、热触发安全阀13以及气体接头16和过滤器17。在第一基体部分5.1中，管道防断裂装置22、止回阀23位于装填管道24中，以及，止回阀26位于提取管道25中。如上文所述以及如图2所示，止回阀26和管道防断裂装置22优选与过滤器20一起作为组装过滤器43在第一基体部分5.1上安装在其位于压缩气体容器3内部的相向侧上。
图4未绘示但原则上自下而上与先导阀9的区域连通的提取管道25在此情形下通过在图4和图7中用30标示的管道部分与气体接头16连接。在上述构件之间设有手动关断阀11，其在正常情况下如图7所示开启。如图4所示，手动关断阀11例如可沿其轴线11a相应作用于管道部分30的横截面扩展，其例如构建为针对关断阀11的未绘示的阀体的阀座。此外，在手动关断阀11后分支出提取管道25和装填管道24。从图7还可以看出管段21、温度传感器19以及针对提取管道25的过滤器20。
下面结合如图7所示的示例对各功能进行说明：
在为压缩气体容器3装填时，气体通过气体接头16和过滤器17流经开启的手动关断阀11。在此情形下，装填管道24以及先导阀9中的压力均高于管道部分30。此外，正常情况下闭合的手动排空阀12处的压力高于用31标示的管道部分。气体的正常路径现为：通过装填管道24流经因气体压力而开启的止回阀23，并且经过管段21进入压缩气体容器。就先导阀9而言，在逆向流动时不能确保可靠的密封，或在压力差较高时无法总是确保可靠的密封。出于这个原因，在通过先导阀29与管道部分30连接的提取通道25中设有止回阀26，其防止气体在装填过程中通过提取管道25流入压缩气体容器3。特别不期望上述情形，这一方面是因为逆向于计划的流动方向较大程度地流经先导阀可能导致先导阀的元件受损。此外，气体会通过过滤器20在一区域内从储罐阀4逸出，具体方式为，气体非常直接地与温度传感器19发生接触。在此情形下，在压缩气体容器3的装填过程中提供决定性关断标准中之一者的温度传感器19会受到不必要程度的冷却，故在最不利的情形下装填可能会过早结束。
在相反的情形下，如此提取气体，使得止回阀23在所示弹簧的协助下闭锁。气体随即流入提取管道25。气体通过在正常状态下开启的管道防断裂装置22和在提取情形下开启的止回阀26流动至过滤器20，并从该处流动至先导阀9。通过电磁线圈10的相应电气控制以及通过电气插接接头18实现期望的气体量。在此情形下，期望的提取量又通过管道部分30以及在正常情形下开启的手动关断阀11流动至气体接头16，并从该处进一步流动至例如压力控制器，且随后流入内燃机、燃料电池系统、热气涡轮机或另一实际应用。
通过手动关断阀11能够如名称描述的那样将储罐阀4手动关断。为此，使得所述手动关断阀从如图7所示的开启的正常位置移入另一位置，借此将管道部分30以及提取路径如装填管道24那样相应关断，具体方式为将其从气体接口16断开。例如可以在维护、故障或诸如此类的情形下利用上述操作。
手动排空阀通过管道部分31保持与气体接头16的连接。在图7中，所述手动排空阀处于其正常的闭合位置中。所述手动排空阀在其另一端上与管道元件28连接，该管道元件将压缩气体容器3的内部与热触发安全阀13(其如上文所述也可以布置在第一基体部分5.1中)连接，并且可以具有述及的刚性隔板27。若需要将压缩气体容器3排空，则可使手动排空阀从其如图7所示的闭合位置移入开启位置。在此情形下，气体借助管道部分28和管道元件31通过气体接头16流出。
另一可设想的情形是热触发安全阀13的触发。若例如装有低沸点液体的玻璃安瓿在热触发安全阀13中被破坏，则这个安全阀如上文所述从其如图7所示的正常情形下的闭合位置切换入另一开启位置。气体随即能够通过管道元件28流动至排气管道14。在这个区域内通常设有另一管道元件，即所谓的Venting Tube，其特别是在车辆应用中将气体排入非关键区域。相关内容可以参考本申请人的在上文中述及的德国专利申请案。

Claims (16)

1.一种用于安装在压缩气体容器(3)上的储罐阀(4)，该储罐阀包含基体(5)，所述基体具有第一基体部分(5.1)，第一基体部分在安装状态下伸入所述压缩气体容器(3)中并且与这个压缩气体容器密封连接，且所述基体具有第二基体部分(5.2)，第二基体部分在安装状态下留在压缩气体容器(3)外，所述储罐阀还包含多个功能亚组(9、11、12、13、14、16、17、22、23、26、27)，其用于通过装填路径装填压缩气体容器(3)、用于通过提取路径从压缩气体容器(3)提取气体以及用于实施安全及操作功能，其中所述多个功能亚组(9、11、12、13、14、16、17、22、23、26、27)中的至少数个至少部分地布置在基体(5)中，
其特征在于，
多个功能亚组(9、11、12、13、14、16、17、22、23、26、27)中的一些功能亚组(13、22、23、26、27)设置在所述第一基体部分(5.1)中或者在面向压缩气体容器(3)内部的一侧上设置在第一基体部分(5.1)上，位于第一基体部分(5.1)中或第一基体部分上的所述功能亚组包括位于装填路径中的止回阀(23)，并且位于第一基体部分(5.1)中或第一基体部分上的所述功能亚组包括位于提取路径中的管道防断裂装置(22)；其中在所述第二基体部分(5.2)中设有另外的功能亚组(9、11、12、13、14、16、17)，其中设于第二基体部分(5.2)中的所有功能亚组(9、11、12、13、14、16、17)就其主要轴向取向(9a、11a、12a、13a、14a、16a)及其操纵方向而言均布置在位于第二基体部分(5.2)中的一个平面(Ⅳ-Ⅳ)内；其中所述平面(Ⅳ-Ⅳ)垂直于所述第一基体部分(5.1)的中央轴线(A)。
2.根据权利要求1所述的储罐阀(4)，
其特征在于，
位于第一基体部分(5.1)中或第一基体部分上的所述功能亚组(13、22、23、26、27)包括位于通向或来自安全阀(13)的管道元件(28)中的刚性隔板(27)。
3.根据权利要求1所述的储罐阀(4)，
其特征在于，
位于第一基体部分(5.1)中或第一基体部分上的功能亚组(13、22、23、26、27)包括安全阀。
4.根据权利要求1所述的储罐阀，其特征在于，
所述第一基体部分(5.1)的中央轴线与压缩气体容器(3)的中央轴线重合。
5.根据权利要求1或4所述的储罐阀(4)，
其特征在于，
布置在所述第二基体部分(5.2)中的功能亚组(9、11、12、13、14、16、17)至少包括：
提取阀；
安全阀；
关断阀；
排空阀；
过滤器(17)；
用于装填和/或提取气体的气体接头(16)，
排气接头(14)，其能与用于排出气体的管道元件连接，所述气体通过安全阀和/或排空阀逸出。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的储罐阀(4)，
其特征在于，
所述基体(5)由铝合金制成。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的储罐阀(4)，
其特征在于，
所述基体(5)是通过锻造制成。
8.根据权利要求3所述的储罐阀(4)，其特征在于，
所述安全阀是热触发安全阀(13)。
9.根据权利要求5所述的储罐阀(4)，其特征在于，
所述提取阀采用的先导阀(9)的形式。
10.根据权利要求5所述的储罐阀(4)，其特征在于，
所述提取阀能电磁致动。
11.根据权利要求5所述的储罐阀(4)，其特征在于，
所述安全阀是热触发安全阀(13)。
12.根据权利要求5所述的储罐阀(4)，其特征在于，
所述关断阀为能手动致动的关断阀(11)。
13.根据权利要求5所述的储罐阀(4)，其特征在于，
所述排空阀是能手动致动的排空阀(12)。
14.根据权利要求5所述的储罐阀(4)，其特征在于，
所述过滤器(17)是进气过滤器。
15.一种如权利要求1至14中任一项所述的储罐阀(4)在压缩气体容器(3)上的应用，所述压缩气体容器在车辆(1)中用于储存作为燃料的氢气或天然气。
16.一种如权利要求1至14中任一项所述的储罐阀(4)在压缩气体容器(3)上的应用，所述压缩气体容器在车辆(1)中用于在超过65MPa的标称压力下储存作为燃料的氢气或天然气。
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