DE3013102C2 - Ventilanordnung zum Füllen und Entleeren eines Gasbehälters - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zugrundeliegenden Art

Eine derartige Ventilanordnung ist aus der JP-Patentanmeldung 44-28 435 bekannt. Das Gas kann bei einer derartigen Konstruktion aus dem Schalter ausströmen, bis ein Druck erreicht ist unterhalb dessen die Feder das ^ > Entnahmeventil auf seinen Sitz drückt und ein weiteres Ausströmen unmöglich macht Wenn ohne besondere Maßnahmen die Fülleinrichtung an das Behälterventil angeschlossen und Füllgas mit hohem Druck aufgegeben würde, so würde dies nur dazu führen, daß das -*> Entnahmeventil mit umso höherer Kraft auf seinen Sitz gepreßt und somit ein Eintreten des Füllgases in den Behälter unmöglich würde. Nun ist aber an dem Anschlußstück das Dichtteil vorgesehen, welches mit Vorgang müssen die beiden empfindlichen, die Kolben/ Zylindereinheit ergebenden Teile sorgfältig miteinander zum Eingriff gebracht werden. Die Teile weisen, damit die Kolben/Zylindereinheit hinreichend dicht ist nur geringes Spiel auf und müssen also genau fluchten. Bei dem Anbringen des Anschlußstücks an dem Behälterventii besteht die Gefahr, daß die Teile beim Ineinanderschieben verkanten oder an den Eingriffsrändern beschädigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Gefahr des Verkantens und von Beschädigungen beim Ineinanderfügen der die Kolben/Zylindereinheit bildenden Teile zu verringern.

Diese Aufgabe wird erfmdungsgemsß durch das im Kennzeichen des Anspruchs 1 wiedergegebene Merkmal gelöst

Durch den Wegfall der starren Verbindung zum Amehlußstück kann sich das Dichttei! beim Einfügen in das Entnahmeventil seinen Weg im wesentlichen frei von äußeren nicht in der Achsrichtung wirkenden Kräften selbst suchen und fügt sich leicht mit dem Entnahmeventil zusammen.

Das Dichtteil muß einen Teii des Drucks des Füllgases abfangen und vom Entnahmeventil fernhalten. Damit es diese Funktion bei der gegebenen Beweglichkeit erfüllen kann, empfiehlt sich die Ausgestaltung nach Anspruch 2.

Durch die axiale Beweglichkeit besteht die erforderliche Freiheit des Dichtstücks beim Zusammenfügen mit dem Entnahmeventil, und durch den Anschlag wird das Diehtteii bei der gegebenen Beweglichkeit in Achsrichtung festgehalten, um ohne weitere Verlagerung dem Druck des Füllgases widerstehen zu können.

im einzelnen kann die Ausbildung nach Anspruch 3 getroffen sein.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt

F i g. 1 ist eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung, teilweise im Längs.' :hnitt;

Fig.2 ist ein Teillängsschnitt entsprechend Fig. 1 in einer abgewandelten Ausführungsform;

F i g. 3 ist ein Teillängsschnitt entsprechend F i g. 1 in einer wiederum abgewandelten Ausführungsform;

F; g. 4 zeigt einen Längsschnitt durch ein Behälter ventil in einer vierten Ausführungsform bei geschlossenem Entnahmeventil;

F i g. 5 zeigt einen Ausschnitt entsprechend F i g. 4 bei geöffnetem Entnahmeventil.

In Fig. 1 ist ein Behälterventil als Ganzes mit 1 bezeichnet Es umfaßt ein Handrad 2. mittels dessen ein Hauptventil 3 geöffnet und geschlossen wird. Das Behälterventil 1 ist abnehmbar an einem in Fig. 1 nicht wiedergegebene η Gasbehälter angebracht und dient dazu, das in dem Gasbehälter enthaltene Gas abzugeben

einer Kolben/Zylindereinheit zusammenwirkt so daß die Wirkfläche des Füllgases auf der Seite des Anschlußstücks verringert wird, wodurch die an dem Entnahmeventil vorgesehene rückseitige Wirkfläche die Oberhand gewinnt und zusammen mit dem in dem Behälter noch verbliebenen Restdruck in der Lage ist, das Entnahmeventil von seinem Sitz abzuheben, so daß der Behälter wieder gefüllt werden kann.

Bei der bekannten Ausführungsform ist das an dem Anschlußstück sitzende, den Zylinder ergebende Dichtteil mit dem Anschlußstück starr verbunden. Daraus ergeben sich Schwierigkeiten beim Anschluß der Fülleinrichtung an das Behälterventil. Bei diesem til 3 geöffnet wird, gelangt das in dem Behälter enthaltene Gas über den Durchlaß 6 in den Auslaß 8.

Der Auslaß 8 mündet in einen Auslaßstutzen 11, in welchem das Entnahmeventii 12 untergebracht ist. welches normalerweise den Auslaß 8 unter der Wirkung der Feder 13 verschließt Die Schließfläche des Entnahmeventils 12 ist mit einem O-Ring 14 versehen, so daß sie dichtend an dem am Rand des Auslasses gebildeten Ventilsitz 15 anliegt

Das Entnahmeventil 12 besitzt am äußeren Umfang in Längsrichtung verlaufende Rippen 37, zwischen denen Zwischenräume 38 gebildet sind. Die Rippen 37 sind so ausgelegt, daß sich das Entnahmeventil 12 in dem in dem

Auslaßstutzen 11 gebildeten zylindrischen Auslaßkanal leicht bewegen kann. Die Zwischenräume 38 gestatten den Übertritt des Gases. Jede Rippe 37 liegt am Innenumfang des Auslaßkanals 9 leicht an.

Der Auslaßkanal 9 besitzt in seinem äußeren Teil ein -, Innengewinde 39, in weiches ein Metallring 16 eingeschraubt ist, der als Widerlager für die Feder 13 dient. Der Metallring 16 weist einen äußeren Bund 17 auf. der in eine ringförmige Ausnehmung 18 am Ende des Gewindes 39 einfügbar ist, so daß sich der m Metallnng 16 dort verankern kann. Der Me'allring 16 besitzt ferner gegen das Entnahmeventil 12 gerichtete Vorsprünge 19. die als Anschlag für das Entnahmeventil 12 bei seiner Bewegung gemäß Fig. i nach 1;..;.. Jienen. Das Entnahmeventil 12 enthält eine z\.indrische r> Ausnehmung 20, die gegen die Vorsprünge 19 geöffnet ist. Die Ausnehmung 20 di-ΐπ' 'ur Bildung einer Druckdifferenz gegenüber dem Γ -.ck des FüHgases, der auf der stromaufwärts gelegnen Seite des Entnahme-Ventils 12 wirkt, so daß das Liitnahmevenlil 12 beim Einströmen des Füllgases in seine Öffnungsrichtung gedruckt werden kann, bis es an den Vorsprängen 19 zur Anlage kommt, wie noch im einzelnen beschrieben werden wird.

40 bezeichnet e-r. Anschlußstück zur Verbindung des 2s Behälterventils 1 mit einem Gasvorrat A. Das AnschluEstück 40 umfaßt ein Einlaßn undstück 22, welches an dem Auslaßstutzen 11 mittels .er Überwurfmutter 23 befestigt werden kann. Jie Verbindungsstelle zwischen dem Einlaßmundstück 22 und dem Auslaßstutzen ist durch einen O-Ring 24 abgedichtet Auf diese Weise ist der Einlaßkanal 23 in dem EinlaSrnündstück 22 mit dein AusiaSkana! 9 gasdicht verbunden.

Die Bezugszahl 26 bezeichnet ein Dichtteil, welches r> gasdicht nach Art einer Kolben/Zylindereinheit in die zylindrische Ausnehmung 20 des Entnahmeventils 12 einschiebbar ist Das Dichtteil ist ii< dem Anschlußstück 40 bzw. in Hern Einiaßmundstück 22 so gehalten, daß es sich axial bewegen kann. In dem dargestellten Ausfuhrungsbeispiel besitzt es an seinem Endansatz 50 ein axiales Langloch 42, in welches ein in dem Einlaßmundstück 22 quer angeordneter Zapfen 41 eingreift, so daß eine der Länge des Langloches entsprechende axiale Verlagerung möglich ist -r.

Das voreilende Ende des Dichtteils ?6 ist bei 43 Ieich· konisch zugeschrägt und wird nachstehend als das konische Ende bezeichnet. Die zylindrische Außenumfangsfläche des Dichtteils 26 trägt O-Ringe 29 und bildet eine Gleitfläche gegenüber der Innenumfangsfläche 27 .<> der Ausnehmung 20 des Entnahmeventils 12. Das Dichtteil 26 besitzt seinerseits eine Ausnehmung 28, die gegen die Ausnehmung 20 in dem Entnahmeventil 12 geöffnet ist.

Bei Inbetriebnahme wird das Anschlußstück 40 r. zunächst mit dem Behälterventil 1 verbunden, indem dai Dichtteil 26 durch den Metallring 16 hindurch in den Auslaßkanal eingeführt und dann die Überwurfmutter 23 auf dem Auslaßstutzen 11 angezogen wird. Dabei tritt das Diehttei/ 26 mit seinem konischen Ende schon in to die Ausnehmung 20 ein. Es wird dann durch den vom Gasvorrat A herrührenden Gasdruck weiter in die Ausnehmung 20 eingeschoben, während es am Innenumiaiig 2/ der Ausnehmung 20 geführt wird. Durch die Peweglichkeit des Dichtteils 26 kommt es nicht zu Verkantungen und weiterhin wird das Einschieben erleichtert. Die Ausnehmungen 20 und 28 sind schließlich gasdicht miteinander verbunden.

Das Entnahmeventil t2 hai an seinem behalterseitigen und nach außen gerichteten Ende Endflächen 44 bzw. 45. Die Endfläche 44 befindet sich an dein O-Ring 14, die Endfläche 45 berandet den Eingang der Ausnehmung 20. Die Endfläche 44 hat einen größeren Querschnitt als die Endfläche 45, so daß sie die überwiegende Druckwirkfläche darstellt.

Die Funktionsweise der Anordnung wird nunmehr anhand der F i g. 2 erläutert. F i g. 2 zeigt zwei verschiedene Betriebszustände des Entnahmeventils 12. In der oberen Hälfte ist das Entnahmeventil unter der Wirkung der Feder 13 in seinem geschlossenen Zustand gehalten, während in der unteren Hälfte das Entnahmeventil 12 unter dem auf die Endfläche 44 wirkenden Gasdruck aus dem Gasvorrat A nach links gedrückt ist. Während sich das Entnahmeventil 12 in seinem in der oberen Hälfte der Zeichnung dargestellten geschlossenen Zustand befindet, wird damit begonnen, ein Füllgas aus dem Gasvorrat A über die Leitung 21 dem AusIaßkanaJ S zuzuführen. Die du'ch den Gasdruck auf der Endfläche 44 erzeugte Gesami«' .ft ist größer als die durch den Gasdruck auf der Endfläche 45 erzeugte Kraft plus der Kraft der Feder 13, so daß das Entnahmeventil 12 von seinem Sitz nach links abgehoben wird. Dies wird dadurch ermöglicht, daß der Quersch: itt der Ausnehmung 20 durch das Dichtglied 26 als Wirkfläche für den nach rechts wirkenden Füllgasdruck wegfällt. In den Ausnehmungen 20, 28 herrscht nur der relativ geringe Gasdruck vom Augenbück des Zusammenfügens des Dichtteils 26 und des Entnahmeventils 12, so daß diese Teile unter der Wirkung des höheren Füllgasdrucks um eine ausreichende Strecke zusammengeschoben werden können. Wenn sich das Entnahmeventil 12 nach links verlagert, kommt es an dem konischen Ende 43 des Dichtteils 26 zur Anlage, wodurch das Minimum des Innenvolumens der Ausnehmungen 20 und 28 gegeben ist Durch die Bewegung des Entnahmeventils 12 nach links wird der Auslaß 8 geöffnet und das Füllgas kann durc'¹ den Durchlaß 6 in den Behälter eintreten.

Wenn der Behälter mit einem frischen Gasvorrat gefüllt ist. wird das Hauptventil 3 geschlossen und die Einführung von Gas aus dem Gasvorrat A unterbrochen. Dann wird das Einlaßmundstück 22 durch Abschrauben der Überwurfmutter 23 entfernt. Das Entnahmeventil 12 kehrt unter der Wirkung der Feder 13 in seine ursprüngliche geschlossene Stellung zurück und sperrt den Auslaß 8.

In der Ausführungsform nach F i g. 3 ist das Dichtteil 26 mit einem relativ langen rückwärtigen Ansatz versehen, der frei in den Einiaßkanai 25 vorsieht, jedoch keine Verbindung mit dem Einlaßmundsiück 22 (wie in der. Fig. 1 und 2 durch den Zapfen 41) hat. Um das Dichtteil 26 gegen den Druck des Füllgases nach rechts abzustützen, ist κι dieser Ausführungsform ein anderer Anschlag gebildet. Uiid zwar durch eine radio¹·; Schulter 70. die hinreichend weit auslädt, um an dem Metallring 16 zur Anlage gelangen zu können.

In F i g. 4 ist eine der F ι g. 1 entsprechende Ventilanordnung »och einmal ohne das Dichtteii 26 dargestellt. In der in Fig.4 ersichtlichen Stellung liegt das Entnahmeventil 12 dichtend an dem Ventilsitz IS an. Es bleibt dabei in dem Behälter ein Restdru^k, der durch die Kraft der Feder 13 bestimmt ist.

In Fig.5 ist dargestellt, wie bei einer solchen Ausführungsform der BehäWer durch Vakuumabsaugen vollständig geleert werden kann. Der Metallring 16 wird leicht losgedreht, bis die Feder 13 locker ist. Sodann

wird an dem Auslaßstutzen ein Vakuum-Saugmundstück 46 angebracht. Das Entnahmeventil 12 wird dann unter der Wirkung des Saugdrucks nach links gezogen, um den Austritt auch der letzten Gasmengen aus dem Behälter zu ermöglichen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Ventilanordnung zum FüKen und Entleeren eines Gasbehälters, mit einem zur Fülleinrichtung ^ (A, 21) gehörenden Anschlußstück (40), das beim Füuen des Behälters gasdicht an das Behäitcrventii (1) anschließbar ist, und mit einem im Behälterventil (i) angeordneten und von einer Feder(13) belasteten Enmahmeventit (12), das beim Entleeren des _w Gasbehälters durch den Behälterinnendruck entgegen der Federkraft geöffnet wird, und das mit einem im Anschlußstück (40) angeordneten Dichtteil (26) in der Art einer Kolben-Zylinder-Anordnung derart zusammenwirkt, daß die Druckkraft, die am |, Entnahmeventil (12) beim Einströmen des Gases durch das Anschlußstück (40) entsteht, in Öffnungsrichtung des Entnahmeventnes (12) größer ist als die in Schlie3richtung des Entnahmeventiles (12) entstehende und α η die Federkraft vergrößerte Druck- »j kraft, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtteil (26) relativ zum Anschlußstück (40) beweglich ist

2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Diehtteii (26) im Anschluß- .·. stück (40) axial bis gegen einen Anschlag (41, 16) beweglich ist.

3. Ventilanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Diehtteii (26) einen zum Anschlußs'ück (40) hin gerichteten Ansatz (50) jo besitzt, der ein axiales Langloch (42) aufweist, das von einem am Anschlußstück (40) befestigten Querstifi (41) durchgriffen wird, wodurch das Dichtteil (26) axial verschiebbar mit dem Anschlußstück (40) verbunden ist