[发明专利]充装站和充气站的转换装置

说明书

本发明涉及用瓦斯充装压力容器的充装站和充气站的转换装置。

压缩的天然气作为汽车的另一种燃料，其重要性在不断地增加。为了能使天然气操作的汽车有令人满意的运动区域，同时又能使汽车内供料容器的尺寸保持在合理的限制之内，这些供料容器一般充装到相对参考温度15℃下约200巴的压力。为此，已经开发了各种充装方法和充装站，能够非常简便和迅速地对这类汽车进行充装-比得上在加油站加汽油那样方便。这类方法和这类充气站各自详细地表示在欧洲专利EP-A-653585中。

这类的充气站，通过它用瓦斯充装汽车的压力容器，如瓦斯驱动的机动车的供料容器，充气站通常包括用加压瓦斯充装的固定的贮存单元和分配设备，以便将固定的贮存单元连接到汽车的供料容器，使瓦斯可以从贮存单元流出并流入到汽车的供料容器中。

在欧洲专利EP-A-653585中，它建议固定的贮存单元包括许多贮罐，特定的为三个贮罐。在分配设备中装设转换装置，通过该装置在每种情况下使一个贮罐连接到与要充装的压力容器相连的压力管线。在充装操作中转换装置能从一个作为充装的气源静止贮罐转换到另一个固定贮罐。这样，如果在充装中，固定贮罐和汽车供料容器之间的压力差减少，如由于固定贮罐的空置体积增加，压力差减少到这这样的程度，从而使相对时间的瓦斯体积流量变得非常低，然后可以进行转换到另一个贮罐而不中断充装的过程，以便确保充装迅速地进行。

按照EP-A-653585瓦斯分配的质量流量是用质量流量计测定，并把测量值传送到控制设备。一量控制设备检测到在充装中质量流量低于预先可以确定的阈值，控制设备就以这样的方式驱动转换装置，转换到有较高压力的贮罐。虽然在实践中已经证明这个程序是有用的，但无论如何它相对复杂且成本高昂。

本发明的一个目的是建议一种尽可能简单和经济的转换装置，特别是一旦质量流量低于阈值它能从充装站的一个贮罐转换到另一个。另外，这种转换应该可以不打断充装的过程。

满足这个目的的转换装置，其特征在于独立权利要求1中的各个部件。

因此按照本发明，建议充装站的转换装置包括至少第一和第二带压的流体输入，一个流体输出和几个流体连接，通过流体连接每个输入可以连接到输出。转换阈装设在第二输入和输出之间的流体连接中，它有阀体，并可由流体起动，以及在它的闭合位置关闭第二输入和输出之间的流体连接。流体的控制连接是以这样的方式布置，使得转换阀的阀体的一侧端由第一输入的流体压力作用，在其另一侧端由出口的流体压力作用。

只要转换阀是在闭合位置，流体只能从第一输入流到转换装置的输出。例如，如果在充气站是这样，第一输入与第一固定的贮罐相连，输出与要充装的压力容器相连，那么流体从第一贮罐流出并流入到压力容器中。由于控制连接的结果，转换阀的阀体上在其一侧由第一输入流体的压力作用，在其另一侧由输出的流体压力作用。由此产生的压力差保持转换阀的阀体在闭合位置，使得在第二输入和输出之间的流体连接关闭，例如第二输入可与第二固定贮罐相连。如果压力差降到预先可确定的阈值之下，例如因为一方面第一输入的压力下降，另一方面输出的压力增加，由于压力容器内充装得越来越多，因此转换阀自动地转换到它的开位置，从而打开第二输入和输出之间的流体连接。现在流体可以从第二输入，例如是从第二固定贮罐流到输出，然后流入到要充装的压力容器。

转换阀产生转换的压力差的阈值可用简单的方式预先确定。例如，阀体可以经受相应尺寸弹簧的偏置力。也可以这样设计，在一面第一输入流体的压力作用在其上面的阀体面积与在另一面输出流体压力作用在其上面的面积不同，从而预先确定压力差的阈值。原理上，所有已知的测量值本身是适合预先确定使转换阀转换的压力差的阈值。

按照本发明的转换阀有这样的特性，一旦在第一输入和输出之间的压力差低于阈值，它自动打开第二输入和输出之间的流体连接。特别是不需要确定各个参数的测量值，如流体的质量流量，和不需要通过外部的驱动机构来进行转换。这就意味着明显地降低设备的复杂性和成本。

特别是在充气站的场合可以有各种应用，如在工厂内部的充气站，它不是绝对需要由测量值确定在充装时所给予的气体量。在这样的应用中，按照本发明的转换装置能够完全省去质量流量计，例如互补(Coriolis)测量装置。由于这些装置特别复杂，贵重和灵敏，通过使用按照本发明的转换装置可以大大地节约成本。