Многофункциональное клапанное устройство для резервуара для газа

МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОЕ КЛАПАННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗЕРВУАРА ДЛЯ ГАЗА В изобретении многофункциональное клапанное устройство для резервуара для газа содержит корпус (1) клапана с фланцем (2) для установки устройства на резервуаре для газа; клапан защиты от переполнения (3) на внутренней стороне корпуса (1) клапана относительно резервуара,когда устройство установлено на нем; заправочный канал (4) на наружной стороне корпуса (1) клапана, сообщающийся с клапаном защиты от переполнения (3); средство указания уровня (6,7) на внутренней стороне корпуса (1) клапана; средства (8, 9) для передачи информации об уровне сжиженного газа в резервуаре из средства указания уровня (6) на наружную сторону корпуса (1) клапана; клапанное средство, установленное на корпусе клапана для поставки газа из резервуара потребителю; при этом многофункциональное клапанное устройство содержит также средство обнаружения уровня (5) с поплавком (10), шарнирно прикрепленное на клапане защиты от переполнения (3) и/или на средстве указания уровня (6) и взаимодействующее с обоими из них для предоставления информации об уровне сжиженного газа.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ЛЮКСЕМБУРГ ПАТЕНТ КОМПАНИ С.А. (LU) 017571 Область техники Изобретение относится к многофункциональному клапану для резервуара для газа, в частности для резервуара для газа транспортного средства, предпочтительно для резервуара для сжиженного нефтяного газа. Предпосылки изобретения Одно многофункциональное клапанное устройство для резервуара для сжиженного нефтяного газа уже известно из документа FR 2816033 A (GIAT INDUSTRIES) от 03.05.2002. Устройство, раскрытое в нм, содержит корпус клапана с фланцем, предназначенным для установки на резервуаре для газа, средство обнаружения переполнения, клапан защиты от переполнения с электрическим управлением, подключенный к средству обнаружения переполнения, клапанное средство для подачи газа конечному потребителю и указатель уровня сжиженного газа, электрически передающий свою информацию по проводному соединению через корпус многофункционального клапана. Это устройство является весьма громоздким, поскольку требует достаточно много мест на корпусе клапана для установки ряда вышеупомянутых устройств. Кроме того, существует необходимость уменьшить размер этих многофункциональных клапанных устройств, в частности, чтобы уменьшить диаметр отверстия резервуара, принимающего это клапанное устройство, до 48 мм. Целью изобретения является решение вышеупомянутой проблемы путм создания многофункционального клапанного устройства для резервуара для газа, содержащего корпус клапана с фланцем для установки устройства на резервуаре для газа; клапан защиты от переполнения, установленный на внутренней стороне корпуса клапана по отношению к резервуару, когда устройство установлено на нм; заправочный канал на наружной стороне корпуса клапана, сообщающийся с клапаном защиты от переполнения; средство указания уровня на внутренней стороне корпуса клапана; средство для передачи информации об уровне сжиженного газа в резервуаре из средства указания уровня на наружную сторону корпуса клапана; клапанное средство, установленное на корпусе клапана для поставки газа из резервуара потребителю; причм многофункциональное клапанное устройство содержит также средство обнаружения уровня с поплавком, шарнирно прикрепленное на клапане защиты от переполнения и/или средстве указания уровня и взаимодействующее с обоими из них для предоставления информации об уровне сжиженного газа. Предпочтительно клапан защиты от переполнения установлен на корпусе клапана путм посадки и обжатия. Клапан защиты от переполнения может содержать в целом цилиндрический корпус, один конец которого посажен и обжат в соответствующем отверстии корпуса клапана. Предпочтительно средство обнаружения уровня содержит стержень, шарнирно прикрепленный на клапане защиты от переполнения, поплавок, находящийся на стержне, и кулачок на шарнирно прикрепленной части средства обнаружения уровня, причм кулачок взаимодействует с клапаном защиты от переполнения для предотвращения переполнения резервуара путм закрытия клапана защиты от переполнения, когда уровень сжиженного газа в резервуаре при заправке достигает заданного уровня. Средство указания уровня может содержать удлиненный элемент, с возможностью вращения опирающийся на корпус клапана и практически перпендикулярный фланцу, причм первый конец удлиненного элемента взаимодействует с шарнирно прикрепленной частью средства обнаружения уровня, а второй конец удлиненного элемента передает своим вращением информацию об уровне сжиженного газа в резервуаре на наружную сторону корпуса клапана. Второй конец удлиненного элемента может содержать магнитные средства, предназначенные для передачи углового положения удлиненного элемента указателю на наружной стороне корпуса клапана. Первый конец удлиненного элемента может содержать паз на некотором расстоянии от оси вращения удлиненного элемента и зацепляющийся со стержнем или шкворнем шарнирно прикрепленной части. Клапан защиты от переполнения может содержать поршень с уплотнительным средством для закрытия клапана защиты от переполнения, причм поршень имеет многоугольное, предпочтительно шестиугольное сечение. Предпочтительно поршень имеет проход от верхней стороны с уплотнительным средством до нижней стороны поршня, клапан защиты от переполнения содержит также корпус и клапан управления,управляемый средством обнаружения уровня, который может закрывать камеру клапана защиты от переполнения, образованную нижней стороной поршня и корпусом клапана защиты от переполнения. Краткое описание чертежей Фиг. 1 представляет собой вид предлагаемого многофункционального клапанного устройства; фиг. 2 представляет собой разрез многофункционального клапанного устройства, показанного на фиг. 1; фиг. 3 представляет собой общий вид предлагаемого устройства. Лучший вариант осуществления изобретения Многофункциональное клапанное устройство содержит корпус 1 клапана с фланцем 2 для герметичной установки на плоской части резервуара для газа, например, работающего на газу транспортного-1 017571 средства. Устройство содержит несколько устройств, предназначенных для выполнения ряда функций. Запорный клапан, предназначенный для доставки газа конечному потребителю. Этот клапан расположен приблизительно посредине корпуса 1 клапана (на чертежах его увидеть нельзя) и установлен с передней стороны корпуса 1 клапана. Клапан приводится в действие катушкой электромагнита, вкрученной на верхней части запорного клапана. Эта катушка электромагнита видна на верхней части клапана,показанного на чертежах. Клапан защиты от переполнения 3, установленный на нижней стороне корпуса 1 клапана в пределах контура фланца. Детали это защитного клапана иллюстрируются на фиг. 2, на которой показан пустотелый корпус 11 клапана защиты от переполнения, вставленный в отверстие 12 корпуса 1 клапана. При этом клапан защиты от переполнения сообщается по текучей среде с проходом, выполненным в корпусе 1 клапана, который проходит от нижней стороны до нижней стороны последнего. Этот проход сообщается с заправочным каналом 4 на верхней стороне корпуса 1 клапана. В проходе расположен обратный клапан, предназначенный для обеспечения потока газа из заправочного канала в резервуар для газа и блокирования любого противотока из резервуара для газа в заправочный канал. Корпус 11 клапана защиты от переполнения является в целом цилиндрическим и содержит поршень 17, установленный в нм с возможностью скольжения. Этот поршень имеет на своем верхнем торце уплотнительное средство в виде (в данном случае) эластомерного уплотнительного кольца, уложенного на круглой гайке. Это уплотнительное кольцо взаимодействует с гнездом в корпусе 11 клапана защиты от переполнения. Поршень удерживается в своем верхнем положении, как показано на фиг. 2, посредством упругого средства, подобного пружине. Поршень имеет полость, сообщающуюся с верхней стороной поршня по проходу вдоль его продольной оси. Нижняя сторона поршня и внутренняя часть клапана защиты от переполнения образуют камеру 20. Нижняя сторона корпуса клапана защиты от переполнения имеет клапан управления, предназначенный для запирания камеры 20. Верхняя поверхность поршня,находящаяся при заправке в контакте с газом, и упругое средство поршня размерно выполнены такими,что при заправке поршень 17 под давлением заправки опускается вниз. Небольшая часть заправляемого газа протекает по проходу поршня в камеру 20 и через клапан управления 19, который удерживается в открытом положении с помощью средства обнаружения уровня 5. При достижении при заправке заданного уровня сжиженного газа средство обнаружения уровня отпускает клапан управления 19, который является нормально закрытым, из открытого положения в закрытое. При этом выход камеры 20 закрывается и, следовательно, давление в камере 20 повышается. В результате этого повышения давления поршень 17 поднимает и закрывает клапан защиты от переполнения. Это закрывающее перемещение обусловлено разницей поверхностей на верхней стороне и нижней стороне поршня 17: чем выше давление заправки, тем больше закрывается защитный клапан, благодаря чему обеспечивается усовершенствованный клапан защиты от переполнения. Указатель уровня, содержащий стержень 6, расположенный перпендикулярно поверхности фланца многофункционального клапанного устройства, угловое положение которого увязано с положением средства обнаружения уровня 5, и средство указания уровня на наружной стороне корпуса 1 клапана,увязанное со стержнем 6, для указания уровня сжиженного газа в резервуаре. Стержень 6 поддерживается несущим элементом 21, чтобы свободно вращаться. Этот несущий элемент предпочтительно изготовлен из пластмассы и поддерживает стержень 6 в двух местах, т.е. в первом месте рядом с корпусом 1 клапана и во втором месте на некотором расстоянии от корпуса 1 клапана. На фиг. 2 этот несущий элемент показан с первой основной несущей частью рядом с корпусом 1 клапана, причм от этой основной несущей части проходит удлиненный элемент со второй вспомогательной несущей частью в виде зажима. Нижний конец 15 стержня 6, т.е. находящийся рядом со второй вспомогательной несущей частью несущего элемента 21, имеет часть, проходящую в целом перпендикулярно продольной оси стержня. Эта часть предпочтительно выполнена в виде открытого паза и зацепляется с подвижной частью средства обнаружения уровня 5. Таким образом, угловое положение стержня 6 зависит от уровня сжиженного газа в резервуаре. Верхний конец 8 предназначен для передачи его углового положения на наружную сторону корпуса 1 клапана. Предпочтительно верхний конец 8 содержит постоянный магнит с основным направлением магнитного поля практически перпендикулярно продольной оси стержня 6. Средство указания уровня предпочтительно содержит секцию 7, предназначенную для указания уровня потребителю, и секцию 9, которая получает информацию об уровне от стержня 6. Предпочтительно секция 9 содержит постоянные магниты, магнитное поле которых связано с магнитным полем верхнего конца 8 стержня 6. Таким образом, стержню не нужно проходить через корпус клапана 1. Альтернативой средствам магнитной связи могло бы быть использование любого известного электрического датчика углового положения или кодирующего устройства, например, на эффекте Холла, которые могли бы подключаться к средству указания уровня через электрические кабеля или провода, проходящие через корпус клапана. Клапан сброса давления, на чертежах не показанный. Многофункциональное клапанное устройство выполнено особенно компактным за счет ряда мер. Первая мера - это использование общего средства обнаружения уровня 5 как для клапана защиты от переполнения, так и указателя уровня. Средство обнаружения уровня содержит стержень 13 (см. фиг. 1),-2 017571 один конец которого шарнирно прикреплен на корпусе 11 клапана защиты от переполнения, а другой конец несет поплавок 10. Как показано на фиг. 1, возле поплавка 10 стержень 13 загнут на 90. Можно придумать разные конструктивные исполнения в зависимости от конструкции резервуара, на котором должно устанавливаться многофункциональное клапанное устройство. Шарнирно прикрепленная часть средства обнаружения уровня содержит кулачок 14, связанный со стержнем 13, и шкворень 16, проходящий через корпус 11 клапана защиты от переполнения и кулачок 14. Профиль кулачка взаимодействует с частью клапана управления 19 таким образом, что положение подвижной части этого клапана управления 19 зависит от углового положения кулачка 14. Шкворень 16 содержит часть, выступающую из корпуса 11 клапана защиты от переполнения под углом приблизительно 90. В представленном варианте осуществления шкворень 16 жестко прикреплен к кулачку, так что его выступающая часть перемещается, когда стержень 13 поворачивается вокруг оси поворота. Выступающая часть шкворня зацепляется с пазом, проходящим от нижнего конца 15 стержня 6 средства указания уровня. При этом любое изменение уровня сжиженного газа в резервуаре вызовет наклон узла стрежня/поплавка 13/10, а также вращательное движение кулачка 14 и стержня 6 средства указания уровня. Это изменение углового положения стержня 6 передастся на указатель уровня 7 на наружной стороне корпуса 1 клапана. При достижении заданного уровня сжиженного газа в резервуаре (обычно примерно 80-90% от его общей мкости) угловое положение кулачка и профиль кулачка являются такими, что клапан управления 19 уже не поддерживается в его открытом положении, т.е. практически часть профиля кулачка в контакте с клапаном управления в этом угловом положении кулачка опущена так, что клапан управления 19 закрывается и клапан защиты от переполнения закрывается и останавливает операцию заправки. Можно рассмотреть и различные изменения конструкции шарнирно прикрепленной части узла стрежня/поплавка 13/10. Так, например, концевая часть стержня 13 могла бы быть загнута под углом приблизительно 90 и вставлена в корпус клапана защиты от переполнения и кулачок 14 вместо шкворня. При этом выступающая часть или паз нижнего конца 15 стержня 6 средства указания уровня непосредственно зацеплялись бы со стержнем 13 средства обнаружения уровня. Специалисту в данной области очевидны и многие другие изменения, которые входят в объм изобретения. Например, узел стрежня/поплавка 13/10 мог бы шарнирно крепиться на несущем элементе 21 вместо корпуса клапана защиты от переполнения или как на несущем элементе, так и на корпусе клапана защиты от переполнения. Вторая мера для выполнения многофункционального клапана компактным - это посадка и обжатие корпуса 11 клапана защиты от переполнения в корпусе 1 многофункционального клапана. Корпус клапана защиты от переполнения должен быть определенного размера, в частности, в отношении его диаметра, чтобы достичь определенных характеристик в части приемлемого потока сжиженного газа при заправке. Обычный способ установки этого клапана - вкручивание. Для этого, как хорошо известно, требуется определенная толщина стенок отверстия корпуса 1 многофункционального клапана в местах, где должна нарезаться резьба. Напротив, использование способа посадки с последующимобжатием требует намного меньшей толщины стенок приемного отверстия. Кроме того, посадка и обжатие вместо вкручивания намного облегчает угловое позиционирование корпуса 11 клапана защиты от переполнения. Третья мера - это посадка и обжатие несущего элемента 21 в отверстии корпуса 1 многофункционального клапана. Это обеспечивает те же преимущества в части компактности, что и в отношении клапана защиты от переполнения. Четвертая мера - это использование поршня 17 для клапана защиты от переполнения многоугольного поперечного сечения. Так, установлено, что из-за присутствующих в газе примесей круглое сечение поршня может привести к заеданию поршня. Многоугольное поперечное сечение поршня, предпочтительно шестиугольное поперечное сечение, снижает риск заедания. Для того чтобы максимально повысить пропускную способность клапана защиты от переполнения без увеличения его диаметра, величину хода поршня и размер боковых отверстий в корпусе клапана защиты от переполнения необходимо увеличить, а жсткость пружины должна быть относительно низкой. Эти три меры могут повысить риск заедания поршня, а выбор многоугольного поперечного сечения облегчает эту проблему, обеспечивая при этом клапан защиты от переполнения с высокой пропускной способностью. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Многофункциональное клапанное устройство для резервуара для газа, содержащее корпус (1) клапана для установки устройства на резервуаре для газа; клапан защиты от переполнения (3), установленный на внутренней стороне корпуса (1) клапана по отношению к резервуару, когда устройство установлено на нм; заправочный канал (4) на наружной стороне корпуса (1) клапана, сообщающийся с клапаном защиты от переполнения (3); средство указания уровня (6, 7) на внутренней стороне корпуса (1) клапана; средства (8, 9) для передачи информации об уровне сжиженного газа в резервуаре из средства указания уровня (6) на наружную сторону корпуса (1) клапана; клапанное средство, установленное на корпусе клапана для поставки газа из резервуара потребите-3 017571 лю; средство обнаружения уровня (5) с поплавком (10), шарнирно прикрепленное на клапане защиты от переполнения (3) и/или на средстве указания уровня (6) и взаимодействующее с обоими из них для предоставления информации об уровне сжиженного газа,отличающееся тем, что корпус (1) клапана содержит установочный фланец (2) и средство указания уровня (6) содержит удлиненный элемент, с возможностью вращения опирающийся на корпус (1) клапана и в целом перпендикулярный фланцу (2), причм первый конец (15) удлиненного элемента (6) взаимодействует с шарнирно прикрепленной частью средства обнаружения уровня(5), а второй конец (8) удлиненного элемента передает своим вращением информацию об уровне сжиженного газа в резервуаре на наружную сторону корпуса (1) клапана. 2. Многофункциональное клапанное устройство по п.1, отличающееся тем, что клапан защиты от переполнения (3) установлен на корпусе (1) клапана путм посадки и обжатия. 3. Многофункциональное клапанное устройство по п.1, отличающееся тем, что клапан защиты от переполнения (3) содержит в целом цилиндрический корпус (11), один конец которого посажен и обжат в соответствующем отверстии (12) корпуса (1) клапана. 4. Многофункциональное клапанное устройство по предыдущему пункту, отличающееся тем, что второй конец (8) удлиненного элемента (6) содержит магнитные средства, предназначенные для передачи углового положения удлиненного элемента указателю (7) на наружной стороне корпуса клапана. 5. Многофункциональное клапанное устройство по предыдущему пункту, отличающееся тем, что первый конец (15) удлиненного элемента содержит паз на некотором расстоянии от оси вращения удлиненного элемента (6) и зацепляющийся со стержнем (13) или шкворнем (16) шарнирно прикрепленной части. 6. Многофункциональное клапанное устройство по предыдущему пункту, отличающееся тем, что клапан защиты от переполнения (3) содержит поршень (17) с уплотнительным средством (18) для закрытия клапана защиты от переполнения (3), причм поршень (17) имеет многоугольное, предпочтительно шестиугольное сечение. 7. Многофункциональное клапанное устройство по предыдущему пункту, отличающееся тем, что поршень (17) имеет проход от верхней стороны с уплотнительным средством (18) до нижней стороны поршня и клапан защиты от переполнения (3) содержит также корпус (11) и клапан управления (19),управляемый средством обнаружения уровня (5), который может закрывать камеру (20) клапана защиты от переполнения (3), образованную нижней стороной поршня (17) и корпусом (11) клапана защиты от переполнения.