DE1750599C - Gasflaschen Absperrventil mit selbst tatiger Hilfsabsperrvomchtung - Google Patents

Description

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Die Br(InUuHg betrifft ein Glasflasehen-Absperrvenlil mit einem Handrad, einem Füllanschluß, einem MiitiuthinuiinscliluU und.einer am Ventilfuß angeordneten, uls' Rückschlagventil ausgebildeten llllfsab,sperrvorrichtung. Der Sicherheit wegen sind solche S Absperrventile, die sowohl zum Füllen der Gasflaschen uls auch zur Entnahme von Gas aus der Gasllasche dienen, mit sogenannten Überstrom-Rück-Kchlagventilen ausgerüstet, welche die Aufgabe haben, beim Auftreten eines zu starken Entnahmestromes zu >o schließen und das weitere Ausströmen von Gas aus der Gasdusche, zumindest vorübergehend, zu verhindern. Solche Rückschlagventile, gewöhnlich meist als Kugelventile ausgebildet, waren meist in besonderen nntnahmeleitungen angeordnet. Für das Auffüllen der Gasflasche war eine andere Leitung, meist ebenfalls mit,einem Rückschlagventil, vorgesehen. Um die Fimktionssieherheit bei solchen Rückschlagventilen einigermaßen garantieren zu können, mußte man bisher ilen (MTnungs-Durchlaßqucrschnitt des Rück- ao sehlagvenlils wesentlich kleiner gestalten, als der 1101 male Leilungsquerschnitt vor und hinter dem Ventilsitz, so daß die Diirehlaßmenge praktisch ausschließlich von dem ÖITnungs-Diirchlaßquerschnitt des Rückschlagventils abhängig war. Außerdem konnte man diesen Öffnungs-Durchlußqucrschnitt eines solchen Rückschlagventils nicht beliebig groß gestalten, weil sonst die Ansprechcmpfindlichkcit nieiklich nachließ. Insgesamt bedeutet dies, daß man nur kleine Leitungsquerschnitte und Strömungskapa-/itäten erreichen konnte.

Ein weiterer Nachteil bestand darin, daß die Ansprechenipfindlichkeit solcher Rückschlagventile auch von der Länge und dem Durchmesser der stromab liegenden Leitung abhängig waren, und zwar auf Grund der Fließtreibung, was insbesondere daran ' sehr nachteilig zutage trat, wenn diese Leitung verhältnismäßig dünn war.

Bekanntlich haben diese bisher verwendeten Rückschlagventile zwei FunktkmssteHungen, nämlich eine Schließstellung und eine offene Stellung, wobei die offene Stellung den Durchlaßquerschnitt und damit die StröiiHingskapazilät bestimmt. Deshalb ist man gezwungen, ein Glasflaschen-Absperrventil, das gleichzeitig als Einfüll- und Entnahmeventil dienen soll, immer mit zwei Leitungen und zwei einander entgegengerichteten Rückschlagventile auszurüsten, wobei das in der Einfiill-Leitung befindliche Rückschlagventil im wesentlichen auch keine größere Durchschlagsöffnung zuläßt, als das in der Entnahmeleitung befindliche.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Ventil der eingangs geschilderten Art zu schaffen, das eine hohe Empfindlichkeit aufweist und das in einer Leitung, die sowohl als Einfülleitung, als auch als Entnahmclcitung benutzt wird, eingebaut werden kann, ohne daß es den Einfiillvorgang durch einen zu kleinen Durchlaßquerschnitt behindert und auch für den Entnahmestrom einen wesentlich größeren Durchlaßquerschnitt bietet, als dies bei ilen bisherigen Go Rückschlagventilen der Fall war.

Die eilindungsgemäßc Lösung besteht darin, daß die I lillsabsperrvorrichtung aus einem mit seitlichen Waudöffiuingcn in das Fliischcniiincrc ragenden 1 lohl/ylindcr bestellt, in welchem ein als Tellerscheibe iiu iK-hildeles, einem Ventilsitz zugeordnetes Sperr-IH[MIi iuial beweglich geführt und durch eine erste I'ederkraft gegen einen gegen eine zweite stärkere Federkraft in Schließrichtung beweglichen Anschlag gedrückt in Bezug auf die Wimdölfnungen in einer axialen Mittelstellung gehalten wird, Eine solche HiI !^absperrvorrichtung kann die gewünschte Sicherheitsfunktion sowohl beim EinfUllvorgaug als auch beim Entnahmevorgang voll erfüllen, so daß ein zweites Hilfsabsperrorgan überflüssig wird, außerdem ist es in der Lage, sich jederzeit dein gerade stattfindenden Vorgang, d. h. dem Füllvorgang oder dem Entnahmevorgang, sclbsttiitig anzupassen und dabei sowohl hinsichtlich der Ansprechempfindlichkeit auf überhöhten Entuahmcstrom, als auch hinsichtlich des Durchlaßquerschnitts beim Einfüllvorgang jeweils sein» optimale Lage einzunehmen. Man kann mit einem solchen Hilfsabsperrorgan in kürzester Zeit eine wesentlich größere Menge Gas oder Flüssigkeit in die Flasche einfüllen und hat trotzdem die Gewähr, daß das Hilfsabsperrorgan seine Sicherheitsaufgabe beim Auftreten eines übergroßen Entnahmestromes zuverlässig erfüllt.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das erfindungsgemäße Absperrventil konstruktiv sehr einfach aufgebaut und deshalb billig herstellbar ist. Seine Teile führen lauter einfache, geradlinige Bewegungen aus, die auch bezüglich der Reibungsverluste leicht bcherrschbar sind, so daß auch dadurch eine gute Funktionssicherheit gewährleistet ist.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Tellerscheibe axial verschiebbar auf einem im Boden des Hohlzylinders konzentrisch gelagerten Stößels gelagert ist. Dadurch ergibt sich eine sehr einfache und gute Führung für die Tellerscheibe.

Weiter ist vorteilhaft, daß der Stößel axial verschiebbar in iiner zentrischen Bohrung des Hohlzylinderbodens gelagert und mit einem sich im Innern des Hohlzylinders befindlichen Ansatz mit einem unteren Anschlag und einem oberen Anschlag versehen ist, auf welchem die Tellerscheibe axial beweglich geführt ist.

Auf diese Weise läßt sich das gegenseitige Abstimmen der Federkräfte und auch das Spiel dieser Federkräfte leicht beherrschen, und im übrigen lassen sich diese Teile auch sehr leicht montieren. Es sind keine großen Reibungsverluste zu befürchten, und jeweils eindeutige Funktionslagen der Tellerscheibe sind gewährleistet.

Zweckmäßig ist dabei, daß die erste Feder eine sich zwischen dem Hohlzyünderboden und der Tellerscheibe auf dem Stößel befindliche Druckfeder ist und daß die zweite stärkere Feder eine sich zwischen dem Hohlzyünderboden und einem an dem oberen Anschlag gegenüberliegenden Ende des Stößels angeordneten Anschlag auf dem Stößel befindliche Druckfeder ist.

Bei einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Tellerscheibe auf einer Führungsbüchse mit einem oberen Anschlag axial beweglich gelagert ist, die ihrerseits gegen die Wirkung einer oberhalb auf einem den Hohlzylinder konzentrisch durchragenden Stößel gelagerten Druckfeder axial beweglich ist.

Bei dieser Ausführunt^forni braucht man den Stößel nicht axial beweglich in dem Boden des Hohlzylinders lagern, sondern kann ihn dort fest einsetzen.

Eine besonders einfache und für die Wirkungsweise der Tellerscheibe sehr vorteilhafte Ausgestaltung tier Erfindung besteht darin, daß die Wandöifnungen des Hohlzyliuilers gleich groß sind und in

zwei iichs- und plunparnllclen SchniUcbcncn des Zylindermantels liegen und dureh den Hohlzylinderboden verlängert sind. Es ergeben «ich dadurch sehr wirksame strümungstcchnlscho Effekte, die auf die Anspreeheniplindlichkcit der Tellerscheibe beim Auftreten eines Entnahme-Überstromes einen sehr giinstigen Einlluli hüben,

• Vorteilhaft dabei ist auch, daß die oberen Begrenzungskanlen der WandoiTnungen unterhalb des VeiililfuBes liegen. Dadurch wird erreicht, daß der m volle öiTnungsqucrschnitt der Wandölfnungen strömungsledinisch wirksam wird und keine nachteiligen Nebcnw'irkiingen auftreten.

ZweckniUßig ist auch, daß der Ventilsitz der Tellerscheibe im Ventilfuß liegt und einen kleineren Durchmesser als der Hohlraum des Hohlzylinders hat. Auf diese Weise erreicht man ein für die freie Beweglichkeit der Tellerscheibe erforderliches Lagerspiel und auch einen guten, sich selbst anpassenden Sitz der Tellerscheibe im Ventilsitz. ao

Die Ansprechempfindlichkeit kann noch dadurch verbessert werden, daß oberhalb des Ventilsitzes eine Verengung des Ventilkanals vorgesehen ist, deren QuerschnittsfUiche kleiner ist als die Querschnittstelle einer Wandöffnung.

Dem gleichen Zweck dient auch die Maßnahme, daß der in der Ruhelage der Tellerscheibe oberhalb der Tellerscheibe liegende Durchlaßquerschnitt einer WandüfTnung kleiner ist als die Querschnittsfliiche der Verengung im Ventilkanal.

Der Einfachheit halber ist vorgesehen, daß das obere, offene Ende des Hohlzylinders in den Ventilfuß eingeschraubt ist. Es ergibt sich dadurch eine einfache Montage.

Damit sich die Tellerscheibe allmählich wieder selbsttätig von dem Ventilsitz lösen kann, nachdem sie auf Grund des Auftretens eines überstarken Ent; nahmestromes den Auslaßkanal gesperrt hat, ist in weiterer Ausbildung der Erfindung vorgesehen, daß die Tellerscheibe mit einer kleinen Druckausgleichsbohrung versehen ist.

Vorteilhaft dabei ist auch, daß die Tellerscheibe im Hohlzylindf.-r in beiden axialen Richtungen vollständig aus dem Bereich der Wandöffnungen bewegbar ist.

Die Erfindung wird nunmehr an Hand der Zeichnungen im Einzelnen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein Gasflaschen-Absperrventil,

F i g. 2 und 3 verschiedene Funktionsstellungen der Hilfsabsperrvorrichtung im Querschnitt,

F i g. 4 eine andere Ausführungsform der Hiifsabsperrvorrichtung,

Fig. 5 eine Einzelheit der Hilfsabsperrvorrichtung.

In der Fig. 1 ist ein Aufriß eines erfindungs^eniäßen Absperrventils 16 dargestellt, das auf einen Behälierll, z. B. eine Propangastlasche, aufgesetzt ist. In einer öffnung 12 des Deckels dieses Behälters 11 ist durch eine Schweißnaht IS eine Gewindt:- w biichsc 14 eingesetzt, in welche der Gewindefuß J7 des Absperrventils 16 eingeschraubt ist. Das Absperrventil 16 weist einen Gehäusekörper 58 mit einem Y-förniigen Kanal 20 auf, der im Gewindefuß eine Verengung 21 besitzt, welche durch einen ko- G5 nischen Übergang 19 mit dem vertikalen Teil 20L tles Kanals 2O verbunden ist. Die Verengung 21 befindet sich im Bereich der Gewindebuchse 14. Am oberen Ende des Kunulbereichs 20L befindet sich eine Veiitilollnung 22 mit einem Ventilsitz 23 einer Vunlilscheibe 24, die in einem auf der Ventilspindel 25 befestigten Ventilteller sitzt und durch ein llandrad 27 gettlfncl uml geschlossen werden kann. Die gettlTnetc Stellung der Ventilsehcibo 24 ist bei 29 durch gestrichelte Linien angedeutet. Die Ventilspindel 25 sitzt in einer Mulle 26", die durch eine Stopfblichscnmutter 30 und eine Chevrondic!itung28 abgedichtet ist.

OberIitiIb der VentilöITnimg 22 gabelt sich der Kanal 21) in eine horizontal verlaufende Auslaßbnhrung 20/;', die in einen) Gewindestutzen 31 untergebracht ist und vermittels einer Leitung 32 mit einem Verbraucher verbunden werden kann. Der andere Gabelungszweig 20.9, der im wesentlichen vertikal vcrlüuft, ist mit einer Füllciiung 33 verbunden. Die Fülleitung 33 ist vermittels eines Mundstückes 34, einer Dichtungsscheibe 36 und einer Überwurfmutter 39 mit dein Gewinde 35 ebenfalls an einem Gewindestutzen des Ventilkörpers 18 befestigt.

In der geöffneten Stellung 29 des Ventiltellers 24 kann das Medium, z. B. Propangas, in der einen oder anderen Richtung durch die VentilöfTnung 22 Hießen, entweder vom Fü!lkana!20F in den Behältern oder aus dem Behälter 11 durch die Auslaßbohrung 2OE zum Verbraucher. Um einen allzu großen Entnahmestrom aus dem Behälter 11 durch die Vcntil-Öffnung 22 beim Eintreten ungewöhnlicher Bcclingungen, z. B. bei einem Leitungsbruch od. dgl., zu verhindern, ist der Gewindefuß 17 des Absperrvcntils 16 mit einer Hilfsabsperrvorrichtung 41 ausgerüstet, die nun im folgenden näher erläuteU wird:

Unterhalb der Verengung 21 besitzt der Gewindefuß 17 eine Gegenbohrung 36 A, die einen inneren Ventilsitz 37 und einen Ansatz 38 bildet. Die Citgcnbohrung 36/1 ist mit einem Gewinde 40 verseher., in welches ein Hohlzylinder 42 mit seiner oben offenen Stirnseite eingeschraubt ist, und zwar so weit, daß diese Stirnseite am Ansatz 38 dicht anliegt. Der Hohlzylinder 42 ist mit zwei Wandöffnungen 47 versehen, die sich diuuetral in achs- und planparalleien Ebenen gegenüberstehen und im wesentlichen einen rechteckigen Durchlaßquerschnitt aufweisen. Im Boden das Zustandekommen diesei WandöfTnungen 47 stelle man sich so vor, daß zwei planparallele Fräser im Absland der Fensterebenen den unteren Teil des Hohkylinders 41 gleichzeitig genau symmetrisch bearbeitet und auf jeder Seite ein Stück des Mantels einschließlich des Bodens abgefräst haben.

Im Boden 54 des Hohlzylinders 42 befindet sich eine zentrale axiale Bohrung 49, die einen Stößel 43 axial verschiebbar aufnimmt. Im Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1, 2, 3 und 5 hat der Stößel 43 im wesentlichen die in Fig. 5 dargestellte Form. Er besitzt nämlich einen Ansatz 60 mit größerem Durchmesser als der der Bohrung 49 einen oberen Anschlag 61, sowie einen unteren Anschlag 62, der im Ausfiihrungsbeispiel gemäß Fig. 5 aus einer Sicherun'gsscheibe 65 in einem Einstrich 63 und einer Unterlegscheibe 64 besteht. Der Stößel 43 wird so in die Bohrung 49 des llohlzylinders 42 eingesetzt, daß der dickere Ansatz 60 mit seinem Bund 58 auf der Oberseite des Bodens 54 aufliegt und das untere Teil unten at-s dem Boden 54 herausragt. Dabei befindet sich zwischen dem unteren Ansatz 62 und dem Boden 54 eine Druckfeder 45 und um deii AnsaU. 60

eine kegelförmige Druckfeder 46, die eine Tellerscheibe 44, welche axial beweglich auf dem Ansatz 60 des Stößels 43 angeordnet ist, gegen den oberen Anschlag 61 drückt. Die Feder 46 ist schwächer als die Feder 45 und hat gerade soviel Vorspannung, daß sie die Tellerscheibe 44 in der in F i g. 1 dargestellten Lage hält, ohne den Ansatz 60 vom Boden 54 abzuheben.

Oberhalb der Wandöffnungen 47 besitzt der Hohlzylinder 42 einen zylindrischen Teil 48, der außen mit dem Gewinde 50 verschen ist und bis an den Ansatz 38 in die Gegenbohrung 36/1 eingeschraubt ist. Die obere Begrenzungskante 51 der Wandöflnungen 47 liegt tiefer als die Unterkante des Gewindefußes 17 des Gehäusekörpers 18, und der Innendurchmesser des zylindrischen Teiles 48 ist größer als der Durchmesser des Ventilsitzes 37, damit die Tellerscheibe 44 ein angemessenes radiales Lagerspiel hat und sich selbst auf dem Ventilsitz ausrichten kann. Um in der Schließstellung der Tellerscheibe 44, d. h. wenn die Tellerscheibe 44 dicht auf dem Ventilsitz 37 sitzt, einen allmählichen Druckausgleich zu erzielen, ist die Tellerscheibe 44 mit einer Druckausglcichsöffnung 52, die einen verhältnismäßig kleinen Querschnitt hat, versehen. Im Ausführungsbeispiel ist die Tellerscheibe 44 gewölbt, so daß sie auf ihrer Unterseite einen konkaven Hohlraum 53 bildet, der dazu geeignet ist, in der in Fig. 2 dargestellten unteren Extremlage der Tellerscheibe 44 die komprimierte konische Feder 46 aufzunehmen. In der Axialbohiung 49 des Hohlzylinders 42 verschiebbar gelagerte Stößel 43 kann, wie in Fig. 1 dargestellt, auch aus zwei Teilen bestehen, nämlich aus einem Teil 55 und aus einem Tcilstück 56, die durch ein Gewinde 57 miteinander verbunden sind. Diese Art der Ausführung erleichtert die Montage der Feder 45. l'unklionsteehnisch hat dies jedoch keine Bedeutung und ist vollkommen gleichwertig mit der einstückigen Ausführungsform gemäß F i g. 5, bei der die den unteren Anschlag 62 verkörpernden Teile 64 und 65 abnehmbar in einem Einstich 63 befestigt sind.

Die axiale Länge des Ansatzes 6 des Stößels 43 ist so bemessen, daß die Tellerscheibe 44 in ihrer Ruhelage bezüglich der axialen Höhe der Wandöflnungen 47 in etwa eine Mittellagc einnimmt, derart, daß der über der Tellerscheibe 44 liegende Durchlaßqucrschnilt der WandöfTnungcn kleiner ist als der Durchlaßqucrschnilt der Verengung 21 im Gewindefuß 17 des Vcntilgehäuses 18.

Bei normaler Ausströmgeschwindigkeit während eines Entnahmevorganges wird die Tellerscheibe 44 durch die Wirkung der Feder 45 in der in F i g. 1 dargestellten Mittelstellung gehalten. Sobald aber ein sogenannter Überstrom in Ausgangsrichtung auftritt, wird durch den entstehenden Sog die Tellerscheibe 44 entgegen der Wirkung der Feder 45 zusammen mit dem Stößel 43 schnell nach oben gezogen und auf den Ventilsitz 37 gepreßt, wie das in F i g. 3 dargestellt ist, und zwar so lange, bis z. B. durch Schließen der VcntilölTuung 22 und durch die Druckausglcichsbohrung52 im Venlilkanal 2OL ein Druckausgleich stattgefunden hat, der es der Feder 45 ermöglicht, die Tellerscheibe 44 wieder von dem Ventilsitz 37 in die in F i g. 1 dargestellte Mittcllagcr zurückzuziehen.

Wlihrcnd. wie cnvilhnt, der Durchlaßqucrsclmilt cKm beiden Wiuulöftnungen 47 durch die Stellung der Tellerscheibe 44 bei einem normalen lininnhmcvmgnng kleiner ist als die Veicngunp21, wird bei einer Strömung in umgekehrter Richtung, d. h. beim Füllvorgang, der wirksameDurchlaßquerschnitt der beiden Wandöflnungen 47, wie das aus F i g. 2 hervorgeht, wesentlich vergrößert, und zwar auf den ganzen GesaintquerschniU der beiden Wandöflnungen 47, in dem nämlich durch das einströmende Medium die Tellerscheibe 44 entgegen der Wirkung der Druckfeder 46 ganz nach unten geschoben wird, während der Stößel 43 in seiner Ruhelage verharrt.

ίο In der Fig. 4 ist eine andere Ausführungsforin dargestellt. Dort ragt der Stößel 43 in seiner ganzen Länge vom Boden 54 in das Innere des Hohlzylindcrs

42 bzw. noch in die Verengung 21 des Gewindefußes 17, und es ist die Tellerscheibe 44 auf einer Buchse 66 mit einem oberen Anschlag 67 gelagert, die unter dem Einfluß der wiederum nach unten wirkenden Druckfeder 45 steht, die in diesem Falle oberhalb der Tellerscheibe bzw. der Buchse 66 auf dem Stößel

43 A angeordnet ist. Die Druckfeder 45 stützt sich einerseits auf dem Anschlag 67 der Buchse 66 ab und andererseits am oberen Ende des Stößels 43 A an einem Anschlagring 63 A und drückt so das untere Ende 68 der Buchse 66 gegen den Boden 54 des Hohlzylinders 42. Die Buchse 66 ist axial verschicbbar auf dem Stößel 43 gelagert und die Tellerscheibe

44 ihrerseits axial verschiebbar auf der Buchse 66. Die Druckfeder 46 ist auch hier in der gleichen Weise angeordnet, wie im Ausführungsbcispiel gemäß Fig. 1. Die Funktionsweise dieser Aufführungs-

form ist genau die gleiche, wie oben beschrieben.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Gasflaschen-Absperrventil mit einem Handrad, einem Füllanschluß, einem F.nlnahmean-Schluß und einer im Ventilfuß angeordneten als Rückschlagventil ausgebildeten Hilfsabspcrivorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß • die Hilfsabspcrrvorrichtung (41) aus einem mit seitlichen Wandöflnungen (47) in das Flaschcninnere ragenden Hohlzylinder (42) besteht, in welchem ein als Tellerscheibe (44) ausgebildetes, einem Ventilsitz (37) zugeordnetes Sperrorgan axial beweglich geführt und durch eine erste Federkraft (46) gegen einen, gegen eine zweite, stärkere Federkraft (45) in Schlicßrichtung beweglichen Anschlag (61, 67) gedrückt, in bezug auf die Wandöflnungen (47) in einer axialen Mittelstellung (F i g. 1 und 4) gehalten wird.

2. Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gckennzeichnet, daß die Tellerscheibe (44) axial verschiebbar auf einem im Boden (54) des Hohlzylinders (42) konzentrisch gelagerten Stößel (43) gelagert ist.

3. Absperrventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (43) axial

verschiebbar in einer zenlrischcn Bohrung (49) desHohlzyl!ndcrbodens(54) gelagert ist und einen sich im Innern des Hohlzylindcrs (42) befindlichen Ansatz (60) mit einem unteren Anschlag (58) und einem oberen Anschlag (61) besitzt, auf welchem Ansatz (60) die Tellerscheibe (44) axial beweglich geführt ist.

4. Absperrventil nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Feder (46)

eine zwischen dem Hohlzylinderbodcn (54) und dor TeIIiM scheibe (44) auf dem Stößel befindliche Druckfeder (4ft) Ist.

5. Absperrventil nach Anspruch 1 bis 4, da-