PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE60121505T2 01.03.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001158226
Titel Ladeventil für Gas
Anmelder The BOC Group plc, Windlesham, Surrey, GB
Erfinder Takeda, c/o Kabushiki Kaisha Neriki, Masaru, Amagasaki-shi, hyogo, JP;
Hatori, c/o Kabushiki Kaisha Neriki, Teruo, Amagasaki-shi, Hyogo, JP
Vertreter Fleuchaus & Gallo, Patentanwalt Wolfgang Gallo, 86152 Augsburg
DE-Aktenzeichen 60121505
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 15.05.2001
EP-Aktenzeichen 013043138
EP-Offenlegungsdatum 28.11.2001
EP date of grant 19.07.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 01.03.2007
IPC-Hauptklasse F16K 1/30(2006.01)A, F, I, 20061122, B, H, EP
IPC-Nebenklasse F17C 13/04(2006.01)A, L, I, 20061122, B, H, EP   

Beschreibung[de]
Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Gasbeladungseinrichtung, die rückwärts frisches Gas wie beispielsweise verflüssigtes Gas und verdichtetes Gas aus einem Gasauslaß eines Druckminderventils zu einem Gaseinlaß desselben zuführt.

Erläuterung des einschlägigen Standes der Technik

Das Druckminderventil steht mit seinem Gasauslaß in Verbindung mit einer Betätigungskammer. Wenn der Druck des Gasauslasses ansteigt, wird ein Druckminderteil in Schließrichtung durch eine Schließkraft bewegt, die sich aus einem Druck in der Betätigungskammer ergibt. Dies reduziert aus dem Gasauslaß des Druckminderventils zu entnehmendes Gas. Daher versucht Gas im Falle hohen Drucks rückwärts aus dem Gasauslaß des Druckminderventils in dessen Gaseinlaß zu strömen, wobei das Hochdruckgas innerhalb des Gasauslasses in die Betätigungskammer strömt und das Druckminderteil in die Schließrichtung bewegt und dann das Druckminderventil schließt. Falls frisches Gas in eine Gasflasche mit einem Druckminderventil dieser Bauart zugeführt wird, war es daher beispielsweise notwendig, einen Gasladekanal zu bilden, der das Druckminderventil umgeht, oder eine von der Gasauslassöffnung gesonderte Gasbeladungsöffnung vorzusehen, die mit dem Druckminderventil so in Verbindung steht, dass das frische Gas nicht durch das Druckminderventil gelangen muß.

Die EP-A-588 531 bezieht sich auf eine komplexe Ventilanordnung für eine Gasflasche. Gemäß 1 der EP-A-588 531 strömt, wenn die Flasche geöffnet ist, Gas aus dieser heraus der Reihe nach durch ein Absperrventil 7, ein Druckminderventil 8, ein erstes Rückschlagventil 12 und ein drittes Rückschlagventil 13. Wenn die Flasche geleert ist, kann sie mit Gas wieder gefüllt werden, indem ein Werkzeug benutzt wird, um das dritte Rückschlagventil 13 offen zu halten, damit eine Strömung in die Flasche durch das gelangen kann, was normalerweise der Auslaß des dritten Rückschlagventils 13 ist. Das Gas strömt aus dem dritten Rückschlagventil 13 durch ein zweites Rückschlagventil 12 und umgeht das Druckminderventil 8, bevor es in die Flasche eintritt. Bezugnehmend auf 6 der EP-A-588 531 bei geöffneter Flasche und normaler Gasabgabe, strömt Gas über das Absperrventil zum Einlaß 47 des dritten Rückschlagventils 13. Das Gas verschiebt ein Ventilteil 79 gegen die Vorspannung einer Feder 80 und strömt zu einem Auslaß 5. Das Ventilteil 79 ist mit einem axialen Kanal 79a ausgebildet, der eine Verbindung zwischen dem Auslasskanal 5 und einer Kammer 48 herstellt. Sollte der Druck in der Kammer übermäßig werden, öffnet ein Sicherheitsventil 28.

Gemäß 7 der EP-A-588 531 kann der Zylinder, wenn er leer ist, durch den Auslaß 5 wieder gefüllt werden. Ein längliches Werkzeug wird in dem Gasauslaß 5 eingeführt. Das Werkzeug hat einen axialen Vorsprung 30, der gegen das Ventilteil 79 wirkt und dieses in eine Position drückt, in welcher das Ventil 13 entgegen der Vorspannung der Feder 80 offengehalten wird. Das Ausmaß der Verschiebung des Ventilteils 79 ist ausreichend groß, damit ein weiteres Ventilteil 92 veranlaßt wird, das Sicherheitsventil 28 zur Kammer 48 zu schließen. Bei einer in 15 gezeigten alternativen Anordnung ist das Ventilteil 92 weggelassen, aber der Vorsprung 30 bildet eine dichtende Anlage mit dem Einlaß zum Kanal 79a und schließt daher die Kammer 48 gegen die Strömung von Hochdruckgas ab, mit welchem die Flasche beladen wird.

Die japanische Patentveröffentlichung JP-A-9 170 672 beschreibt ein herkömmliches Beispiel des Druckminderventils, durch welches frisches Gas aus einem Gasauslaß in eine Gasflasche geladen werden kann, um das vorstehende Problem zu lösen.

Dieses Druckminderventil umfasst ein Gehäuse mit einer Druckminderventilkammer, einem Einlasskanal, welcher entnommenes Gas in die Druckminderventilkammer leitet, einen Auslasskanal, der das entnommene Gas aus der Druckminderventilkammer abgibt, und ein Druckminderteil, das in die Druckminderventilkammer eingesetzt ist, um die Ausströmung des Gases aus dem Auslasskanal zu steuern. Das Druckminderteil weist ein Kolbenteil auf, das einen ersten Kolben nahe dem Druckminderteil und einen zweiten Kolben umfaßt, der radial größer und entfernter positioniert ist als der erste Kolben. Es umfasst auch Vorspannmittel, welche das Kolbenteil in Ventilöffnungsrichtung vorspannen. Außerdem ist eine Betätigungskammer auf der entfernteren Seite des zweiten Kolbens gebildet. Die Betätigungskammer steht mit dem Auslaßkanal durch einen Verbindungskanal in Verbindung.

Und das entnommene Gas, das vom Einlasskanal einströmt, bewegt zusammen mit den Vorspannmitteln das Kolbenteil in Ventilöffnungsrichtung und strömt aus einem Spalt zwischen dem Druckminderteil und einem gegenüberliegenden Druckminderventilsitz gemindert heraus zum Auslasskanal. Der Druck des entnommenen Gases am Auslasskanal wird zur Betätigungskammer durch den Verbindungskanal übertragen. Der Druck innerhalb der Betätigungskammer wirkt auf den zweiten Kolben, um das Kolbenteil in Ventilschließrichtung zurückzuführen.

Ein bewegliches Mittel ist innerhalb des Verbindungskanals hermetisch und verschiebbar angeordnet und wird durch eine Feder in Richtung des Auslasskanals vorgespannt.

Wenn frisches Hochdruckgas in eine Gasflasche mit diesem Druckminderventil geladen wird, wird ein Mundstück, das an seinem vorderen Ende mit einem Schubteil versehen ist, am Auslasskanal befestigt. Das in den Auslasskanal eingesetzte Schubteil stößt das bewegliche Mittel zurück, um es gegen die Betätigungskammer entgegen der Vorspannkraft der Feder zu bewegen. Das bewegliche Mittel hat ein Ende, welches verhindert, dass frisches Gas in die Betätigungskammer strömt, wenn es durch die obige Bewegung in Berührung mit dem Gehäuse gebracht wird. Dies verhindert die Addition einer Kraft auf den zweiten Kolben in Ventilschließrichtung und hält dadurch das Druckminderventil geöffnet. Das frische Hochdruckgas strömt dann durch das Druckminderventil in die Gasflasche ein.

Die herkömmliche Technik ist insoweit ausgezeichnet, dass sie das Laden des frischen Gases durch das Druckminderventil bewirken kann und keinen Ladekanal oder dgl. benötigt, der das Druckminderventil umgeht, aber es weist die folgenden Probleme auf:

  • (1) Um das Einströmen des frischen Gases aus dem Gaseinlaß in die Betätigungskammer beim Laden zu sperren, muß ein bewegliches Organ hermetisch und verschiebbar innerhalb des Verbindungskanals vorgesehen sein. Das verkompliziert die Konstruktion des Druckminderventils.

    Man kann erwägen, das bewegliche Mittel als Teil des Kolbenteils zu konstruieren, um dieses Problem zu lösen. Jedoch bewegt sich das bewegliche Mittel in der Ventilöffnungsrichtung, um das Einströmen des Gases in die Betätigungskammer zu verhindern. Andererseits wird das Kolbenteil durch die Vorspannmittel in Ventilöffnungsrichtung gedrängt.

    Infolgedessen, falls das bewegliche Mittel als Teil des Kolbenteils ausgebildet ist, hat das Kolbenteil, wenn Gas aus der Gasflasche entnommen worden ist, sich bereits in Richtung der Ventilöffnungsseite bewegt, und daher strömt das entnommene Gas nicht in die Betätigungskammer, was das Problem mit sich bringt, dass deren Druck nicht abgesenkt werden kann.
  • (2) Der am vorderen Ende des Lademundstücks gebildete Schubteil wird in den Auslaßkanal eingesetzt, um so das bewegliche Mittel innerhalb des Verbindungskanals beim Laden des frischen Gases vorzudrücken. Das bewegliche Mittel muß fest eingedrückt werden, um die Strömung des frischen Gases aus dem Auslasskanal in die Betätigungskammer zu verhindern, und daher muß der Schubteil eine vorgegebene Größe haben. Des weiteren muß der Auslasskanal, in welchen der Schubteil eingesetzt wird, einen auf mehr als denjenigen des Schubteils vergrößerten Querschnitt haben, damit ein Gasladekanal zwischen dem eingesetzten Schubteil und ihm selbst gebildet werden kann. Dies resultiert in einer Vergrößerung der Dichtfläche des Druckminderteils, welches diesen Auslasskanal abdichtet. Und der erste Kolben hat einen mehr vergrößerten Querschnitt als die Dichtfläche des Druckminderteils, so dass er sich mit dem Druck des Gases, das in die Druckminderventilkammer einströmt, in der Ventilöffnungsrichtung bewegen kann, wenn das Gas entnommen wird. Zusätzlich ist der zweite Kolben radial größer als der erste Kolben. Als Ergebnis entsteht ein Problem dahingehend, dass das Druckminderventil entsprechend der Größe des Schubteils recht groß wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, die Einströmung von frischem Gas aus dem Gasauslaß in die Betätigungskammer durch ein Dichtungsmittel abzudichten, das klein ist und eine einfache Konstruktion hat, und ein Druckminderventil kompakt zu machen, an welchem das vorliegende Gasbeladegerät angewendet wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Kombination einer Gasflasche, die mit einem Druckminderventil ausgestattet ist, und einer Gasfüllvorrichtung vorgesehen, die rückwärts frisches Gas aus einem Gasauslaß des Druckminderventils zu einem Gaseinlaß desselben zuführt, wobei ein Druckminderteil des Druckminderventils einen Verbindungskanal aufweist, der den Gasauslaß mit einer Betätigungskammer verbindet, wobei der Verbindungskanal eine periphere Wand aufweist, die in ihrer Stirnfläche mit einem abzudichtenden Teil ausgebildet ist, der den Gasauslaß zugewandt ist, wobei weiter das Druckminderventil mit einem ersten Kolben nahe dem Gaseinlaß und einem zweiten Kolben ausgebildet ist, auf dessen weiterer Seite die Betätigungskammer vorgesehen ist, wodurch, wenn die Gasflasche geöffnet ist, das Druckminderventil bei einem Druck vom Gaseinlaß sich von einem Druckminderventilsitz trennt und sich durch einen Druck in der Betätigungskammer dem Druckminderventilsitz annähert, und wobei die Gasfüllvorrichtung aufweist:

eine Fülldüse, die einen vorderen Düsenendteil aufweist,

einen Füllkanal, der in der Fülldüse vorgesehen ist und mit dem Gasauslaß in Verbindung steht,

ein an der Fülldüse befestigtes Schubteil mit einem Vorsprung, der nach außen zum Druckminderventil vorderhalb des vorderen Düsenendteils vorsteht, und

ein Dichtelement, das in dem Vorsprung vorgesehen ist und vom Gasauslaß zur Betätigungskammer gerichtet ist, so dass es in dichtende Anlage mit dem abzudichtenden Teil kommt, wodurch verhindert wird, dass zum Gasauslaß zugeführtes frisches Gas in die Betätigungskammer strömt,

dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kolben radial größer als der erste Kolben ist, wodurch, wenn die Gasflasche geöffnet ist, der auf den zweiten Kolben wirkende Druck des Gases in der Betätigungskammer normalerweise bewirkt, dass das Druckminderteil eine Druckminderposition nahe dem Druckminderventilsitz einnimmt.

Um das oben genannte Ziel zu erreichen, weist die vorliegende Erfindung eine in der folgenden Weise konstruierte Gasfüllvorrichtung auf, die beispielsweise in den 1 bis 3 gezeigt ist.

Die Gasfüllvorrichtung führt rückwärts frisches Gas von einem Gasauslaß 7b eines Druckminderventils 7 zu dessen Gaseinlaß 7a zu. Ein Druckminderteil 17 des Druckminderventils 7 weist einen Verbindungskanal 30 auf, der den Gasauslaß 7b mit einer Betätigungskammer 29 verbindet. Der Verbindungskanal 30 weist eine periphere Wand 30a auf, die in seiner Endfläche mit einem abzudichtenden Teil 43 gebildet ist, der dem Gasauslaß 7b zugewandt ist. Dieses Druckminderteil 17 hebt von einem Druckminderventilsitz 18 bei einem Druck im Gaseinlaß 7a ab und nähert sich durch einen Druck in der Betätigungskammer 29 dem Druckminderventilsitz 18 an.

Die Gasfüllvorrichtung ist mit einer Fülldüse 34 ausgestattet, die einen vorderen Düsenendteil 45 aufweist. Innerhalb der Fülldüse 34 ist ein Füllkanal 35 gebildet, der mit dem Gasauslaß 7b in Verbindung steht. An der Fülldüse 34 ist ein Schubteil 37 angebracht. Das Schubteil 37 ist mit einem Vorsprung 40 ausgebildet, der in Richtung des Druckminderteils 17 über den vorderen Düsenendteil 45 vorsteht. Der Vorsprung 40 ist mit einem Dichtelement 41 versehen, das vom Gasauslaß 7b zur Betätigungskamemr 29 gerichtet ist, so dass es in dichtende Berührung mit dem abzudichtenden Teil 43 kommt. Diese Anlage verhindert, dass in dem Gasauslaß 7b zugeführtes frisches Gas in die Betätigungskammer 29 strömt.

Die vorliegende Erfindung funktioniert folgendermaßen.

Beim Entnehmen von Gas, wenn das entnommene Gas vom Gaseinlaß in die Druckminderventilkammer strömt, hebt der Gasdruck das Druckminderteil vom Druckminderventilsitz ab. Dies ermöglicht das Entnehmen von Gas, das durch einen Spalt zwischen dem Druckminderteil und dem Druckminderventilsitz heraus in den Auslasskanal strömt, während es druckgemindert wird. Der Druck des entnommenen Gases, das zum Auslasskanal herausgeströmt ist, wird durch den Verbindungskanal in die Betätigungskammer übertragen. Der Druck innerhalb der Betätigungskammer drückt das Druckminderteil zurück in Richtung des Druckminderventilsitzes. Das Druckminderventil bewegt sich durch eine Schließkraft, die aus dem Gasdruck innerhalb der Betätigungskammer resultiert, und einer Öffnungskraft, die dem Gasdruck im Gaseinlaß zuordenbar ist, nahe vom Druckminderventilsitz weg und zu ihm hin. Dies reduziert den Druck des entnommenen Gases, das aus dem Gasauslaß ausströmt.

Andererseits, beim Zuführen von frischem Gas vom Gasauslaß des Druckminderventils zu dessen Gaseinlaß wird ein Füllmundstück am Auslasskanal angebracht. Und das in dem Vorsprung vorgesehene Dichtelement ist vom Gasauslaß zur Betätigungskammer hin gerichtet, so dass es in Berührung mit dem abzudichtenden Teil kommt, der in der Endfläche der peripheren Wand des Verbindungskanals gebildet ist. Dies dichtet den Verbindungskanal ab, wenn er vom Dichtelement überdeckt wird, und sperrt die Strömung des frischen Gases vom Gasauslaß in die Betätigungskammer. Als Ergebnis wird das Druckminderteil durch den Druck des frischen Gases innerhalb des Gasauslasses im Sinne einer Bewegung zur Ventilöffnungsseite gedrückt, und das frische Gas wird zum Gaseinlaß der Druckminderventilkammer zugeführt.

Die vorliegende Erfindung ist konstruiert und funktioniert wie oben erwähnt. Daher hat sie die folgenden Vorteile:

  • (1) Da er in der Endfläche seiner peripheren Wand mit einem abzudichtenden Teil versehen ist, so dass der abzudichtende Teil zum Gasauslaß weist, kann der Verbindungskanal nur durch Richten des Dichtelements des Füllmundstücks vom Gasauslaß zur Betätigungskammer so, dass er in Berührung mit dem abzudichtenden Teil kommt, abgedichtet werden. Dies ermöglicht das Zuführen von frischem Gas aus dem Auslaß des Druckminderventils zu dessen Gaseinlaß ohne Fließen des Druckminderteils. Infolgedessen besteht keine Notwendigkeit, das bei der herkömmlichen Technik erforderliche bewegliche Bauteil vorzusehen, was in der Möglichkeit einer Vereinfachung der Konstruktion des Druckminderventils und daneben das Weglassen des Raums zur Aufnahme des beweglichen Bauteils ermöglicht, so dass das Druckminderventil kompakt gemacht werden kann.
  • (2) Des weiteren weist der abzudichtende Teil, der in der Endfläche der peripheren Wand des Verbindungskanals gebildet ist, zum Gasauslaß hin. Der Verbindungskanal kann abgedichtet werden, indem er mit dem Dichtelement nur dadurch überdeckt wird, dass das Dichtelement vom Gasauslaß zur Betätigungskammer hin so gerichtet wird, dass es in dichtende Berührung mit dem abzudichtenden Teil kommt. Daher kann das Dichtelement, das im Vorsprung vorgesehen ist, leicht in der Größe verringert werden, was in der Möglichkeit der Verringerung des Durchmessers des Verbindungskanals zur Ausbildung des Druckminderteils als kleinere Konstruktion resultiert. Infolgedessen kann das Druckminderventil insgesamt kompakt ausgebildet werden.

Das Schubteil kann von der Fülldüse getragen werden, so dass es mit Bezug auf das Druckminderteil vorgeschoben und zurückgezogen und mittels eines Vorspannmittels gegen das Druckminderteil gedrängt werden kann. In diesem Fall, da das Vorspannmittel das Schubteil vordrückt, kann das Dichtelement fest gegen den abzudichtenden Teil gedrückt werden, was die zuverlässige Abdichtung des Verbindungskanals ermöglicht. Als Vorspannmittel kann eine Feder oder ein ähnliches elastisches Bauteil eingesetzt werden. Alternativ ist es möglich, einen Gasdruck wie beispielsweise des frischen Gases oder eine Kombination dieser einzusetzen.

Im vorderen Düsenendteil kann eine Gasfüllöffnung vorgesehen sein, welche den Füllkanal innerhalb der Fülldüse mit dem Gasauslaß verbindet. In diesem Fall kann der Vorsprung des Schubteils in Gestalt eines Stifts ausgebildet sein. Falls der Vorsprung zylindrisch ausgebildet ist, kann die Gasfüllöffnung in der zylindrischen Wand gebildet sein, um den Füllkanal mit dem Gasauslaß durch einen inneren Bereich des zylindrischen Vorsprungs und der Gasfüllöffnung zu verbinden.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

1 zeigt eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und zeigt eine Schnittdarstellung eines Druckminderventils, das in der Ventilbaugruppe vorgesehen ist,

2 zeigt eine Schnittdarstellung einer Gasfüllvorrichtung und zeigt das Druckminderventil mit einem daran angebrachten Füllmundstück, und

3 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und zeigt eine Darstellung ähnlich 2.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, basierend auf den Zeichnungen, erläutert.

Wie in 1 gezeigt ist, weist eine Ventilbaugruppe 2, die an einer Gasflasche 1 befestigt ist, ein Gehäuse 3 mit einer Außenfläche auf, die mit einer Einlassbohrung 4 und einer Auslassbohrung 5 versehen ist. Ein Druckminderventil 7 ist zwischen der Einlassbohrung 4 und der Auslassbohrung 5 angeordnet. Das Druckminderventil 7 weist einen Gaseinlaß 7a auf, der mit der Einlassbohrung 4 durch einen Einlasskanal 6 in Verbindung steht, und weist einen Gasauslaß 7b auf, der mit der Auslassbohrung 5 durch einen Auslasskanal 8 in Verbindung steht.

Der Einlasskanal 6 ist zwischen der Einlassbohrung 4 und dem Gaseinlaß 7a mit einem Absperrventil 9 ausgestattet. Ein Verbindungskanal zwischen dem Absperrventil 9 und der Einlassbohrung 4 steht mit einer Gasabblasebohrung 11 eines stromaufwärtigen Sicherheitsventils 10 in Verbindung.

Die Auslassbohrung 5 ist in einer Endfläche einer Auslassdüse 12 gebildet, die an einer Seite des Gehäuses 3 gebildet ist. Ein Gasentnahmemundstück (nicht dargestellt) ist mit der Auslassdüse 12 verbindbar.

Eine Bohrung 13 zum Anbringen des Druckminderventils 7 ist in einer Seitenfläche gegenüber der Auslassdüse 12 des Gehäuses 3 konkav ausgebildet. Die Befestigungsbohrung 13 weist einen inneren Bereich auf, der mit einer Druckminderventilkammer 14 ausgebildet ist, und hat eine innere Wand, die mit dem Gasauslaß 7b versehen ist.

An der Befestigungsbohrung 13 ist ein zylindrischer Filter 15 und ein rohrförmiges Bauteil 16 in der erwähnten Reihenfolge von ihrem inneren Teil aus befestigt. Ein Druckminderteil 17 ist einwärts des rohrförmigen Bauteils 16 eingesetzt. Ein Druckminderventilsitz 18 ist an einer Umfangskante einer Öffnung des Gasauslasses 7b gebildet. Das Druckminderteil 17 ist so angeordnet, dass es mit sich mit Bezug auf den Druckminderventilsitz 18 vor und zurück bewegen kann, und wird elastisch durch eine Feder 19 oder ein elastisches Mittel in Richtung des Druckminderventilsitzes 18 gedrückt.

Die Befestigungsbohrung 13 ist durch ein schraubenartiges Deckelteil 20 verschlossen, das den zylindrischen Filter 15 und das rohrförmige Bauteil 16 fixiert. Das Deckelteil 20 weist eine mit einer Ausnehmung 21 ausgebildete Innenfläche auf. Innerhalb dieser Ausnehmung 21 ist ein Federwiederlager 22 angeordnet, um die Feder 19 abzustützen. Das Federwiederlager 22 weist einen mittleren Teil auf, der mit einer Verbindungsbohrung 24 ausgebildet ist, die mit einem stromabwärtigen Sicherheitsventil 23 in Verbindung steht, das in eine Außenfläche des Deckelteils 20 eingesetzt ist.

Das Druckminderteil 17 ist mit einem ersten Kolben 26 nahe dem Gaseinlaß 7a und einem zweiten Kolben 27 ausgestattet, der radial größer und weiter weg positioniert ist als der erste Kolben 26. Der erste Kolben 26 gleitet hermetisch auf einer Innenfläche des rohrförmigen Bauteils 16. Der zweite Kolben 27 gleitet hermetisch auf einer Innenfläche der Aussparung 21 des Deckelteils 20. Die Bezugszahl 28 bezeichnet eine Atmosphärenverbindungsöffnung, welche eine Außenfläche des Druckminderteils 17 zwischen dem ersten Kolben 26 und dem zweiten Kolben 27 mit einem äußeren Bereich des Gehäuses 3 verbindet.

Eine Betätigungskammer 29 ist auf der entfernteren Seite gebildet, wo der zweite Kolben 27 positioniert ist, und zwar zwischen dem Deckelteil 20 und dem zweiten Kolben 27. Des weiteren verläuft ein Verbindungskanal 30 durch das Druckminderteil 17. Die Betätigungskammer 29 steht mit dem Gasauslaß 7b durch den Verbindungskanal 30 in Verbindung.

Als nächstes wird ein Fall erläutert, in welchem Gas aus der Gasflasche 1 durch das Druckminderventil 7 entnommen wird.

Wenn das Absperrventil 9 geöffnet ist, strömt Gas aus der Gasflasche 1 aus dem Gaseinlaß 7a durch den Einlasskanal 6 in die Druckminderventilkammer 14. Das Gas gelangt durch eine zylindrische Wand des zylindrischen Filters 15, um gefiltert zu werden. Zu dieser Zeit ist das Filter 15 zylindrisch ausgebildet, um seinen Filterquerschnitt zu vergrößern und ein Feinfilter aufnehmen zu können. Außerdem ist es nahe dem Druckminderteil 17 und dem Druckminderventilsitz 18 angeordnet. Dadurch können feine Fremdteilchen effektiv aus dem entnommenen Gas abgeschieden werden, das in die Druckminderventilkammer 14 strömt, und infolgedessen kann verhindert werden, dass diese Fremdteilchen sich an einer Ventilfläche des Druckminderteils 17 und des Druckminderventilsitzes 18 anhaften. Dadurch ist es möglich, eine hohe Druckmindereffizienz über eine verlängerte Zeitspanne zu erhalten.

Wenn das entnommene Gas, das vom Gaseinlaß 7a eingeströmt ist, einen höheren Druck als ein vorgegebener Restdruckwert hat, drückt es den ersten Kolben 26 entgegen der Druckkraft der Feder 9 zum Abgeben des Druckminderteils 17 vom Druckminderventilsitz 18 weg. Dies öffnet das Druckminderventil 7 und ermöglicht so das Entnehmen von Gas, das aus einem Spalt zwischen dem Druckminderteil 17 und dem Druckminderventilsitz 18 aus dem Auslasskanal 8 durch den Gasauslaß 7b strömt, während es druckgemindert wird. Der Druck des entnommenen Gases am Gasauslaß 7b wird durch den Verbindungskanal 30 auf die Betätigungskammer 29 übertragen. Der Druck innerhalb der Betätigungskammer 29 drückt den zweiten Kolben 27 im Sinne einer Rückführung des Druckminderteils 17 gegen den Druckminderventilsitz 18. Dies verringert den Druck des entnommenen Gases, das aus dem Gasauslaß 7b ausströmt, durch ein Gleichgewicht zwischen dem Druck des entnommenen Gases, das sich zum ersten Kolben 26 addiert, und einer Kraft, die aus dem Gasdruck der Betätigungskammer 29, addiert zum zweiten Kolben 27 und zur elastischen Kraft der Feder 19 resultiert, und lässt es durch die Auslassbohrung 5 austreten.

Falls der Druck innerhalb des Gasauslasses 7b abnormal zunimmt und größer wird als der Einstelldruck des stromabwärtigen Sicherheitsventils 23, drückt das in die Betätigungskammer 29 eingeströmte Gas ein Sicherheitsteil 31 des stromabwärtigen Sicherheitsventils 23 durch die Verbindungsöffnung 24 und öffnet das stromabwärtige Sicherheitsventil 23 entgegen der Druckkraft einer Sicherheitsfeder 32. Dies entlädt ein Teil des Gases, dessen Druck abnormal erhöht ist, in einen äußeren Bereich, wodurch der Druck innerhalb des Gasauslasses 7b und des Auslasskanal 8 auf nicht mehr als den sicheren Einstelldruck abgesenkt wird.

Wenn das Gas kontinuierlich verbraucht wird, bis nur noch eine kleine Menge innerhalb der Gasflasche 1 verbleibt und als Ergebnis das entnommene Gas, das vom Einlasskanal 6 in die Druckminderventilkammer 14 einströmt, einen niedrigeren Druck als den vorgegebenen Restdruckwert hat, wird der Gasdruck, der den ersten Kolben 26 belastet, schwächer als die Druckkraft der Feder 19. Dies drückt das Druckminderteil 17 gegen den Druckminderventilsitz 18 und schließt dadurch das Druckminderventil 7 und beendet die Entnahme von Gas bei einem vorgegebenen Restdruck, der in der Gasflasche 1 gehalten wird.

Als nächstes wird eine Gasfüllvorrichtung erläutert, die verflüssigtes Gas oder verdichtetes Gas in die Gasflasche 1 abgibt.

Wie in 2 gezeigt ist, ist ein Füllmundstück 33 der Gasfüllvorrichtung an der Auslaßdüse 12 des Gehäuses 3 angebracht. Mehr im einzelnen hat das Füllmundstück 33 eine Fülldüse 34, die durch Einschrauben in die Auslassdüse angebracht und damit hermetisch verbunden wird. Ein Füllkanal 35 ist innerhalb der Fülldüse 34 gebildet. Die obige Verbindung verbindet diesen Füllkanal 35 mit dem Gasauslaß 7b durch den Auslasskanal 8.

Die Fülldüse 34 weist einen vorderen Endteil auf, der konkav ausgebildet ist, um eine Befestigungsbohrung 36 zu bilden. Ein stiftartiges Schubteil 37 ist in dieser Bohrung 36 so eingesetzt, dass es sich vor und zurück bewegen kann. Dieses Schubteil 37 wird mittels einer Vorspannfeder 38 in Richtung des vorderen Endes (rechte Seite in 2) vorgespannt. Ein mittlerer Bereich des Schubteils 37 wird durch eine Hülse 39 abgestützt, die am vorderen Düsenendteil 45 der Fülldüse 34 durch Einschrauben angebracht ist. Das Schubteil 37 ist mit einem Vorsprung 40 ausgebildet. Der Vorsprung 40 ragt aus dem vorderen Düsenendteil 45 in Richtung des Druckminderteils 17 vor. Der Vorsprung 40 ist an seinem vorderen Ende mit einem daran befestigten Dichtelement 41 versehen, das aus einem elastischen Bauteil gebildet ist. Das Dichtelement 41 hat an seinem vorderen Ende einen Schulterteil, der mit einem Dichtteil 44 ausgebildet ist.

Wenn das Füllmundstück an der Auslassdüse 12 angebracht ist, ist der Vorsprung 40 in den Auslasskanal 8 eingeführt. Der Vorsprung 40 hat einen kleineren Durchmesser als der Innendurchmesser des Auslasskanals 8, so dass daher ein Strömungskanal 42 für frisches Gas um den Vorsprung 40 herum innerhalb des Auslasskanals 8 gebildet ist. Diese Hülse 39 ist mit einer Gasabgabeöffnung 36 am vorderen Düsenende versehen. Der Füllkanal 35 steht mit dem Gasauslaß 7b durch die Gasabgabeöffnung 46 und den Strömungskanal 42 in Verbindung.

Der Verbindungskanal 30, der durch das Druckminderteil 17 des Druckminderventils 7 verläuft, ist im wesentlichen fluchtend mit dem Auslasskanal 8 gebildet. Der Verbindungskanal 30 weist eine periphere Wand 30a auf, die in einer Endfläche seiner dem Gasauslaß 7b zugewandten Seite mit einem abzudichtenden Teil 43 ausgebildet ist, der eine auswärts sich erweiterende konische Fläche umfasst, die kleiner als der Querschnitt des Auslasskanal 8 ist und dem Gasauslaß 7b zugewandt ist.

Das Anbringen des Füllmundstücks 33 richtet den Dichtungsteil 44 des Dichtelements 41, der feststehend am vorderen Ende des Vorsprungs angeordnet ist, vom Gasauslaß 7b zur Betätigungskammer 29, so dass er in Anlage mit dem abzudichtenden Teil 43 kommt und dadurch den Verbindungskanal 30 verschließt. Gleichzeitig drückt er das Druckminderteil 17 in der Zeichnung nach rechts mit der Druckkraft der Vorspannfeder 38, um dadurch das Druckminderventil 7 zu öffnen.

In diesem Zustand, wenn das Absperrventil 9 geöffnet ist und frisches Gas aus dem Füllkanal 35 des Füllmundstücks 33 einströmt, strömt das frische Gas vom Gasauslaß 7b in die Druckminderventilkammer 14 durch den Strömungskanal 42 innerhalb des Auslasskanals 8. In diesem Zeitpunkt wird der Dichtungsteil 44 des Dichtelements 41, weil das Schubteil 37 den Druck des frisches Gases zusätzlich zur Schubkraft der Vorspannfeder 38 erhält, fest gegen den abzudichtenden Teil 43 gedrückt, wodurch der Verbindungskanal 30 zuverlässig verschlossen wird.

Das frische Gas, das in die Druckminderventilkammer 14 einströmt, addiert einen Druck zum ersten Kolben 26 in Ventilöffnungsrichtung. Zu dieser Zeit strömt das frische Gas nicht in die Betätigungskammer 29, weil der Verbindungskanal 30 durch das Dichtelement 41 verschlossen ist. Dadurch erhält der zweite Kolben 27 keinen solchen zusätzlichen Gasdruck, der ihn in Ventilschließrichtung zurückführen würde, und hält daher das Druckminderventil 7 geöffnet. Als Ergebnis strömt das frische Gas aus dem Füllkanal 35 in die Gasflasche 1 durch die Gasfüllöffnung 46, den Strömungskanal 42 innerhalb des Auslasskanals 8, dem Gasauslaß 7b, die Druckminderkammer 14, dem Gaseinlaß 7a, den Einlaßkanal 6 und das Absperrventil 9 in der erwähnten Reihenfolge und beladet die Gasflasche 1.

Obwohl der Innendruck des Gasauslasses 7b durch das frische Gas erhöht wird, ist der Verbindungskanal 30 verschlossen, und daher kann das frische Gas nicht in die Betätigungskammer 29 strömen, was verhindert, dass das stromabwärtige Sicherheitsventil 23 durch den hohen Druck des frischen Gases öffnet.

Bei der ersten Ausführungsform ist der abzudichtende Teil 43 durch die sich auswärts erweiternde konische Fläche hergestellt, die in der Endfläche auf der Seite des Gasauslasses 7b des Druckminderteils 17 gebildet ist. Der abzudichtende Teil 43 kann durch einen ringförmigen konvexen Teil gebildet sein, der auf einem peripheren Rand der Öffnung des Verbindungskanals hergestellt ist, oder kann in einem inneren Bereich des Druckminderteils 17 gebildet sein.

Beispielsweise weist eine in 3 dargestellte zweite Ausführungsform eine Ausnehmung 48 in der Endfläche der dem Gasauslaß 7b zugewandten Seite des Druckminderteils 17 auf, die im Durchmesser geringfügig größer als das Dichtelement 41 ist. Die Ausnehmung weist einen inneren Teil auf, der mit dem Verbindungskanal 30 ausgebildet ist, der den Gasauslaß 7b mit der Betätigungskammer 29 verbindet. Dieser Verbindungskanal 30 weist eine in seiner Endfläche gebildete periphere Wand 30a mit einer zum Gasauslaß 7b sich konisch erweiternden Fläche auf. Diese konische Fläche bildet den abzudichtenden Teil 43. Und in einem Zustand, wo das Füllmundstück 33 an der Auslassdüse 12 befestigt ist, wird der Vorsprung 40 des von der Fülldüse 34 getragenen Schubteils 37 in den Auslaßkanal 8 eingeführt und das Dichtelement 41, das am vorderen Ende des Vorsprungs 40 angeordnet ist, wird in die Ausnehmung 48 eingeführt, um den am Schulterteil am vorderen Ende des Dichtelements 41 gebildeten Dichtungsteil 44 in Anlage mit dem abzudichtenden Teil 34 zu bringen. Dadurch wird der Verbindungskanal 30 verschlossen. Bei dieser zweiten Ausführungsform ist der Vorsprung 40 zylindrisch ausgebildet. Dieser Vorsprung 40 hat einen inneren Bereich, der mit einem Strömungskanal 42 für das frische Gas versehen ist, und weist eine zylindrische Wand auf, die mit einer Gasabgabeöffnung 47 ausgebildet ist. Der Füllkanal 35 innerhalb der Fülldüse 34 steht mit dem Gasauslaß 7b durch den Strömungskanal 42 und die Gasabgabeöffnung 47 in Verbindung. Die anderen Konstruktionselemente sind die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform. Dementsprechend wird eine Erläuterung hierfür weggelassen.


Anspruch[de]
Kombination einer Gasflasche (1), die mit einem Druckminderventil (7) ausgestattet ist, und einer Gasfüllvorrichtung, die rückwärts frisches Gas aus einem Gasauslaß (7b) des Druckminderventils (7) zu einem Gaseinlaß (7a) desselben zuführt, wobei ein Druckminderteil (17) des Druckminderventils (7) einen Verbindungskanal (30) aufweist, der den Gasauslaß (7b) mit einer Betätigungskammer (29) verbindet, wobei der Verbindungskanal (30) eine periphere Wand (30a) aufweist, die in ihrer Stirnfläche mit einem abzudichtenden Teil (43) ausgebildet ist, der dem Gasauslaß (7) zugewandt ist, wobei weiter das Druckminderteil (17) mit einem ersten Kolben (26) nahe dem Gaseinlaß (7a) und einem zweiten Kolben (27) ausgebildet ist, auf dessen weiterer Seite die Betätigungskammer (29) vorgesehen ist, wodurch, wenn die Gasflasche (1) geöffnet ist, das Druckminderteil (17) sich bei einem Druck vom Gaseinlaß (7a) von einem Druckminderventilsitz (18) trennt und sich durch einen Druck in der Betätigungskammer (29) dem Druckminderventilsitz (18) annähert, und wobei die Gasfüllvorrichtung aufweist:

eine Fülldüse (34), die einen vorderen Düsenendteil (45) aufweist,

einen Füllkanal (35), der in der Fülldüse (34) vorgesehen ist und mit dem Gasauslaß (7b) in Verbindung steht,

ein an der Fülldüse (34) befestigtes Schubteil (37) mit einem Vorsprung (40), der nach außen zum Druckminderteil (17) vorderhalb des vorderen Düsenendteils (45) vorsteht, und

ein Dichtelement (41), das in dem Vorsprung (40) vorgesehen ist und vom Gasauslaß (7b) zur Betätigungskammer (29) gerichtet ist, so dass es in dichtende Anlage mit dem abzudichtenden Teil (43) kommt, wodurch verhindert wird, dass zum Gasauslaß (7b) zugeführtes frisches Gas in die Betätigungskammer strömt,

dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kolben (27) radial größer als der erste Kolben (26) ist, wodurch, wenn die Gasflasche (1) geöffnet ist, der auf den zweiten Kolben (27) wirkende Druck des Gases in der Betätigungskammer (29) normalerweise bewirkt, dass das Druckminderteil (17) eine Druckminderposition nahe dem Druckminderventilsitz (18) einnimmt.
Gasflasche nach Anspruch 1, wobei das Schubteil (37) von der Fülldüse (34) getragen wird, so dass es mit Bezug auf das Druckminderteil (17) vorbewegt und zurückgezogen wird, und mittels eines Vorspannmittels (38) zum Druckminderteil (17) hin vorgespannt wird. Gasflasche nach Anspruch 1 oder 2, wobei der vordere Düsenendteil (45) der Fülldüse (34) mit einer Gasauslassöffnung (46) versehen ist, welche den Füllkanal (35) innerhalb der Fülldüse (34) mit dem Gasauslaß (7b) verbindet. Gasflasche nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Vorsprung (40) des Schubteils (47) zylindrisch ausgebildet ist und eine zylindrische Wand hat, die mit einer Gasaustrittsöffnung (47) versehen ist, welche den Füllkanal (35) innerhalb der Fülldüse (34) mit dem Gasauslaß (7b) verbindet.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com