DE19830361A1

DE19830361A1 - Druckspeicherungsvorrichtung

Info

Publication number: DE19830361A1
Application number: DE19830361A
Authority: DE
Inventors: Satoshi Arai
Original assignee: NIPPON PNEUMATICS FLUIDICS SYS
Current assignee: NIPPON PNEUMATICS FLUIDICS SYS
Priority date: 1997-07-09
Filing date: 1998-07-07
Publication date: 1999-01-28
Also published as: US5957162A; JPH1130400A

Description

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Druckspeicherungsvorrichtung, welche ermöglicht, den gesamten Rauminhalt durch Integrieren von kleinen, insbesondere leicht handhabbaren Gasflaschen zu vergrößern und sie dadurch mehr effektiver zu verwenden.

Stand der Technik

Bei einer Druckspeicherungsvorrichtung, die bereits bekannt ist, ist die Größe einer Gasflasche aufgrund Kapazität bzw. Benutzungsdauer eines Stellgliedes usw. bestimmt. Z.B.: wenn die Kapazität des Stellgliedes groß ist, so sollte die Kapazität der Gasflasche dementsprechend eine Größere benutzt werden.

Bei der auf obenbeschriebene Weise gestalteten bisherigen Druckspeicherungsvorrichtung entstanden dann verschiedene Probleme, wenn eine Flasche mit größerer Kapazität verwendet werden sollte. Beispielsweise verschlechtert sich die Transportmöglichkeit, wenn ihre Kapazität größer wird. Ferner gab es auch Schwierigkeiten, eine gesetzlich festgestellte, spezielle Qualifikation zur Handhabung der Flasche erwerben zu müssen, wenn sie mehr größere Kapazität aufweist als die festgesetzte, und somit beschränkte sich darauf ihre Bedienungsperson. Insbesondere, wenn ein Zahnarzt seine Patient zur Behandlung besucht, so muß er eine ziemlich schwere Gasflasche mitbringen, und allein das, was der Transport der Flasche schwierig ist, genügt ihm, um seinen Besuch zur Behandlung tendenziell zu vermeiden.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckspeicherungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche ermöglicht, mehrere kleinen Gasflaschen zu integrieren und somit sie mehr effektiver zu verwenden.

Mittel der Aufgabelösung

Die 1. Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrere Gasflaschen, derer Gasaustrittsöffnungen von Membranbauteilen eingeschlossen sind, einen Durchschlagmechanismus, welcher an der Gasaustrittsöffnung jeder zuvorbeschriebenen Gasflasche versehen ist und welcher auf ein vorgegebenes elektrisches Signal aktiviert und dadurch das zuvorbeschriebene Membranbauteil jeder Gasflasche erzwungenermaßen durchbricht, eine Folgesteuerungsschaltung, welche an den zuvorbeschriebenen Durchschlagmechanismus ein elektrisches Steuersignal sendet und damit den zuvorbeschriebenen Durchschlagmechanismus aktivieren läßt, sowie einen Drucksensor, welcher in einem kommunizierenden Prozeß zwischen einer Gasflasche und einem Stellglied versehen ist, aufweist, wobei die zuvorbeschriebene Folgesteuerungsschaltung auf das elektrische Signal des zuvorbeschriebenen Drucksensors aktiviert und die Gasaustrittsöffnung der nächsten Gasflasche dann aufschließt, wenn der Druck einer Gasflasche unter einen Einstelldruck abgefallen ist.

Die 2. Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Durchschlagmechanismus einen Zylinder, welcher an der Gasaustrittsöffnung jeder Gasflasche versehen ist, einen Kolben, welcher in den zuvorbeschriebenen Zylinder integriert ist, ein Freigabebauteil, welches aus einer Nadel bzw. einer Klinge besteht, die an der einen Seite des zuvorbeschriebenen Zylinders, nämlich an der der Gasaustrittsöffnung einer Gasflasche zugewandten Seite versehen ist, eine Druckkammer, welche auf der anderen Seite der das zuvorbeschriebene Freigabebauteil versehenen Seite durch den Kolben eingeteilt ist, ein Gaserzeugungsmittel, welches in die zuvorbeschriebene Druckkammer gefüllt ist, sowie einen Heizkörper zum Anzünden des zuvorbeschriebenen Gaserzeugungsmittels aufweist, wobei die mit Folgesteuerungsschaltung den Heizkörper erhitzende Folge gesteuert wird.

Die 3. Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Durchschlagmechanismus ein Solenoid, welches an dem Gasaustrittsöffnungsabschnitt jeder Gasflasche versehen ist, sowie ein Freigabebauteil, welches aus einer Nadel bzw. einer Klinge besteht, die auf Eisenkern des zuvorbeschriebenen Solenoides versehen ist, wobei die mit Folgesteuerungsschaltung das Solenoid erregende Folge gesteuert wird.

Die 4. Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Pufferbehälter in einem kommunizierenden Prozeß zwischen einer Gasflasche und einem Stellglied versehen ist und damit ein Druckregulierventil zwischen der Gasflasche und dem Pufferbehälter versehen ist, sowie ein Drucksensor auf den obenbeschriebenen Pufferbehälter versehen ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 zeigt eine Schaltungszeichnung des 1. Ausführungsbeispieles.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt, der zeigt, daß der Durchschlagmechanismus sich beim 1. Ausführungsbeispiel im normalen Zustand befindet.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt, der zeigt, daß der Durchschlagmechanismus sich beim 1. Ausführungsbeispiel im aktivierten Zustand befindet.

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt, der zeigt, daß der Durchschlagmechanismus sich beim 2. Ausführungsbeispiel im normalen Zustand befindet.

Ausführungsformen der Erfindung

Ausführungsformen, die in Fig. 1 bis Fig. 3 gezeigt sind, weisen zwar kleine Gasflaschen 1∼3 auf, aber diese Gasflaschen und die zu ihr gehörigen Teile sind alles gleich gestaltet. Deshalb wird im folgenden nur die Gasflasche 1 erklärt, und somit wenden für die zu Gasflaschen 2, 3 gehörigen Teile die gleichen Bezugszeichen mit dem der Gasflasche 1 an.

Die Gasflasche 1 schließt ihre Gasaustrittsöffnung 4 mit einem Membranbauteil 5 ein. In die auf zuvorbeschriebene Weise eingeschlossene Gasaustrittsöffnung 4 ist ein Zylinder C eingeschoben.

Der obenbeschriebene Zylinder C weist darin einen Kolben 6 freigleitend auf, und dabei ist an der einen Seite des zuvorbeschriebenen Kolbens 6, nämlich an der der Gasaustrittsöffnung 4 zugewandten Seite ein Freigabebauteil 7 befestigt, welches aus einer Nadel bzw. einer Klinge besteht.

Ferner ist ein Federbock 8 versehen, welcher fast in der Mitte zwischen dem Kolben 6 und der Gasaustrittsöffnung 4 angeordnet ist, und eine Feder 9 ist zwischen dem zuvorbeschriebenen Federbock 8 und dem Kolben 6 zwischengelegt. Somit hält der Kolben 6 in der Regel aufgrund der Wirkung der zuvorbeschriebenen Feder 9 seine in der Figur dargestellten, normalen Stellung. Befindet sich der Kolben 6 in dieser normalen Stellung, so hält das Freigabebauteil 7 von der Gasaustrittsöffnung 4 Abstand. Andererseits, wenn der Kolben 6 sich gegen die Feder 9 bis zur Anhaltstellung an den Federbock 8 bewegt, so bricht das Freigabebauteil 7, wie in Fig. 3 gezeigt, durch das Membranbauteil 5 hindurch das Membranbauteil 5 durch.

Der Zylinder C ist auf obenbeschriebene Weise gestaltet, wobei die Gegenseite des Freigabebauteiles 7 als Druckkammer 10 gestaltet ist. In der zuvorbeschriebenen Druckkammer 10 ist ein Gaserzeugungsmittel, wie Natriumnitride, Schwarzpulver oder Aziverbindungen und dergleichen, enthalten und auch ist in dieser Druckkammer 10 ein Heizkörper 12 versehen, welcher aus Nichromdraht besteht. Deshalb wenn der Heizkörper 12 sich erhitzt, so explodiert das Gaserzeugungsmittel 11 und somit erhöht sich der Druck in der Druckkammer 10. Mit Druckanstieg in der zuvorbeschriebenen Druckkammer bewegt sich der Kolben 6 gegen die Feder 9, und er durchbohrte dabei das Membranbauteil 5 der Gasaustrittsöffnung 4 und dadurch entsteht ein Loch, und schließlich tritt der Gasdruck einer Gasflasche aus der zuvorbeschriebenen, das Loch durchbohrten Gasaustrittsöffnung 4 heraus.

Weiterhin ist der Durchschlagmechanismus der Erfindung so gestaltet, daß der Zylinder C, der Kolben 6, das Freigabebauteil 7, die Druckkammer 10, das Gaserzeugungsmittel 11 und der Heizkörper 12 zusammenwirken.

Der obenbeschriebene Heizkörper 12 schließt sich an die Folgesteuerungsschaltung S an. Die zuvorbeschriebene Folgesteuerungsschaltung S setzt sich sozusagen aus Folgeschaltungen zusammen und sie erweist, wie nachfolgend erklärt, aufgrund eines Signals des Drucksensors 13 eine Steuerungsfunktion, um die Gasaustrittsöffnung 4 von drei Gasflaschen 1∼3 nacheinander freizugeben.

Weiterhin stellt das Bezugszeichen 14 eine Trockenbatterie dar, und 15 stellt ein Handschalter dar.

Jede von den obenbeschriebenen Gasflaschen 1∼3 schließen sich parallel über Rohrleitungen 16∼18 an Pufferbehälter 19 an. Und im kommunizierenden Prozeß zum zuvorbeschriebenen Pufferbehälter 19 ist ein Druckregulierventil 20 versehen und damit läßt sich der Druck innerhalb des Pufferbehälters 19 einstellen. Ferner ist ein Schaltventil 21 im kommunizierenden Prozeß vom Pufferbehälter 19 zum nicht dargestellten Stellglied versehen.

Weiterhin stellt das Bezugszeichen 22 in der Zeichnung ein Manometer dar, der auf das Druckregulierventil 20 versehen ist.

Im auf obenbeschriebene Weise gestalteten Pufferbehälter 19 ist ein Drucksensor 13 versehen. Und das zuvorbeschriebene Drucksensor 13 soll an die zuvorbeschriebene Folgesteuerungsschaltung S dann ein Drucksignal ausgeben, wenn der Druck im Behälter 19 unter einen Einstelldruck abgefallen ist.

Im folgenden ist die Wirkungsweise des obenbeschriebenen, 1. Ausführungsbeispieles erklärt.

Schaltet man jetzt den Handschalter 15 ein, so betätigt sich zunächst der in der ersten Gasflasche 1 versehene Durchschlagmechanismus. Das heißt, daß der Heizkörper 12 sich in der Druckkammer 10 erhitzt, und somit explodiert das darin erfüllte Gaserzeugungsmittel 11. Durch diese Explosionskraft bewegt sich der Kolben 6 gegen die Feder 9, und somit bricht er das Membranbauteil 5 der Gasaustrittsöffnung 4 mit Freigabebauteil 7 durch.

Dadurch treten die Druckgase aus der Gasflasche 1 heraus, und somit sind die zuvorbeschriebenen Druckgase über Rohrleitung 16 → Druckregulierventil 20 → Pufferbehälter 19 → Schaltventil 21 dem nicht dargestellten Stellglied zugeführt.

Dabei läßt sich der zugeführte Gasdruck mit dem Druckregulierventil 20 beliebig einstellen. Weiterhin läßt sich der dem Stellglied zuführende Gasdruck konstant erhalten, da der mit dem zuvorbeschriebenen Druckregulierventil 20 eingestellte Druck einmal im Pufferbehälter 19 gespeichert wird.

Und wenn der Druck im zuvorbeschriebenen Pufferbehälter 19 im Bereich eines vorgegebenen Druckes liegt, so empfindet der Drucksensor 13 diesen Zustand und sendet dabei ein Drucksignal an die Folgesteuerungsschaltung S, welches meldet, daß die Kapazität der ersten Gasflasche 1 sich entleert.

Die das Drucksignal empfangene Folgesteuerungsschaltung S aktiviert so, daß die Gasaustrittsöffnung der zweiten Gasflasche 2 geöffnet wird. Was die Funktionsweise des Durchschlagmechanismus und das Zufuhrsystem der Druckgase betrifft, ist dabei mit der ersten Gasflasche 1 völlig identisch.

Da man beim auf obenbeschriebene Weise gestalteten, 1. Ausführungsbeispiel kleine Gasflaschen beliebig anschließen kann, braucht man eine Großgasflasche gar nicht zu verwenden, wenn auch die Kapazität des Stellgliedes groß ist. Daß die Kapazität der einzelnen Gasflasche auf obenbeschriebene Weise verkleinert werden kann, bedeutet dies, daß Personen, die sie handhaben, keine spezielle Qualifikation erwerben müssen. Ferner ist es unter allen Umständen viel bequemer, mehrere Flaschen statt nur einer großen Flasche zu tragen. Wenn die Flasche beispielsweise klein ist, so kann man sie in der Tasche und der gleichen verwahren.

Das 2., in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel verwendet ein Solenoid 23 als Durchschlagmechanismus. Ferner ist ein Freigabebauteil 25, welches mit dem 1. Ausführungsbeispiel identisch ist, auf Eisenkern 24 des zuvorbeschriebenen Solenoides 23 versehen und damit läßt die Federkraft der Feder 26 auf den zuvorbeschriebenen Eisenkern 24 wirken.

Das auf obenbeschriebene Weise gestaltete Solenoid 23 schließt sich an die Folgesteuerungsschaltung S an, und das zuvorbeschriebene Solenoid erregt sich auf Ausgangssignal der zuvorbeschriebenen Steuerungsschaltung S.

Die anderen Gestaltungen sind, ausgenommen die Obenbeschriebenen, mit dem 1. Ausführungsbeispiel völlig identisch.

Deshalb bewegt sich der Eisenkern 24 gegen die Feder 26, wenn ein Signal von der Folgesteuerungsschaltung S an das Solenoid 23 eingegangen ist sowie wenn das Solenoid 23 sich damit erregt. Bewegt sich der Eisenkern 24 wie obenbeschrieben, so bricht das Freigabebauteil 25 das Membranbauteil 5 der Gasaustrittsöffnung 4 durch.

Wirkung der Erfindung

Bei der 1. Ausführungsform der Erfindung lassen sich kleine Gasflaschen beliebig anschließend verwenden, und somit kann man ihre Kapazität dementsprechend vergrößern. Und zwar, wie auch die gesamte Kapazität vergrößert wird, bleiben Vorzüge, eine Qualifikation zu ihrer Handhabung gar nicht zu brauchen, wenn die Größe jeder Gasflasche unter gesetzliche Kapazität bestimmt ist.

Ferner, da man die kleinen Gasflaschen in der Tasche verwahren kann, wenn sie auch ziemlich viel sind, läßt sich die Transportmöglichkeit bequemer gestalten, als man nur eine Großflasche mitbringen sollte.

Und zwar, da man jede Flasche nacheinander ordnungsmäßig verwenden kann, wird ihr Verwendungseffekt viel besser, als die ganze Flasche auf einmal geöffnet wird.

Da bei der 2. Ausführungsform der Erfindung ein Gaserzeugungsmittel für den Durchschlagmechanismus verwendet ist, läßt sich der ganze Aufbau verkleinern.

Da bei der 3. Ausführungsform der Erfindung ein Solenoid für den Durchschlagmechanismus verwendet ist, läßt sich die elektrische Steuerung mit der Folgesteuerungsschaltung präzisieren, und man kann den Durchschlagmechanismus wiederholt verwenden.

Da bei der 4. Ausführungsform der Erfindung ein Pufferbehälter versehen ist sowie da ein Drucksensor darin versehen ist, läßt sich der Druck stabilisieren, den der Drucksensor empfindet. Wenn Ausgangssignal des Drucksensors stabilisiert ist, so läßt sich die Steuerung allein dadurch an sich stabilisieren.

Bezugszeichenliste

1

∼

3

Gasflasche

4

Gasaustrittsöffnung

5

Membranbauteil
C Zylinder

6

Kolben

7

Freigabebauteil

10

Druckkammer

11

Gaserzeugungsmittel

12

Heizkörper
S Folgesteuerungsschaltung

13

Drucksensor

19

Pufferbehälter

20

Druckregulierventil

23

Solenoid

24

Eisenkern

25

Freigabebauteil

Claims

1. Druckspeicherungsvorrichtung, mit mehreren Gasflaschen 1∼3, deren Gasaustrittsöffnungen 4 mit Membranbauteilen 5 eingeschlossen sind, mit einem Durchschlagmechanismus, welcher an der Gasaustrittsöffnung 4 jeder zuvorbeschriebenen Gasflasche 1∼3 versehen ist und welcher auf ein vorgegebenes elektrisches Signal aktiviert und somit das Membranbauteil 5 jeder Gasflasche erzwungenermaßen durchbricht, mit einer Folgesteuerungsschaltung S, welche an den zuvorbeschriebenen Durchschlagmechanismus ein elektrisches Steuersignal sendet und welche somit den zuvorbeschriebenen Durchschlagmechanismus aktivieren läßt, sowie mit einem Drucksensor 13, welcher in einem kommunizierenden Prozeß zwischen einer Gasflasche 1∼3 und einem Stellglied versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasaustrittsöffnung der nächsten Gasflasche dann aufgeschlossen wird, wenn die Folgesteuerungsschaltung S auf Ausgangssignal des zuvorbeschriebenen Drucksensors 13 aktiviert sowie der Druck einer Gasflasche unter einen Einstelldruck abgefallen ist.

2. Druckspeicherungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchschlagmechanismus einen Zylinder C, welcher an der Gasaustrittsöffnung 4 jeder Gasflasche 1∼3 versehen ist, einen Kolben 6, welcher in den zuvorbeschriebenen Zylinder G integriert ist, ein Freigabebauteil 7, welches aus einer Nadel bzw. einer Klinge besteht, die an der einen Seite des zuvorbeschriebenen Kolbens 6, d. h. an der der Gasaustrittsöffnung 4 der Gasflasche 1∼3 zugewandten Seite versehen ist, eine Druckkammer 10, welche auf der anderen Seite der das zuvorbeschriebene Freigabebauteil 7 versehenen Seite durch Kolben 6 eingeteilt ist, ein Gaserzeugungsmittel 11, welches in der zuvorbeschriebenen Druckkammer 10 erfüllt ist, sowie einen Heizkörper 12, welcher das zuvorbeschriebene Gaserzeugungsmittel 11 anzündet, aufweist, wobei die mit der Folgesteuerungsschaltung S den Heizkörper 12 erhitzende Folge gesteuert wird.

3. Druckspeicherungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchschlagmechanismus ein Solenoid 23, welches an der Gasaustrittsöffriung 4 jeder Gasflasche 1∼3 versehen ist, ein Freigabebauteil 7, welches aus einer Nadel bzw. einer Klinge besteht, die auf Eisenkern 24 des zuvorbeschriebenen Solenoides 23 versehen ist und die der Gasaustrfttsöfffiung 4 der Gasflasche 1∼3 zugewandt ist, aufweist, wobei die mit der Folgesteuerungsschaltung S das Solenoid 23 erregende Folge gesteuert wird.

4. Druckspeicherungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pufferbehälter 19 im kommunizierenden Prozeß zwischen einer Gasflasche 1∼3 und einem Stellglied versehen ist und ein Druckregulierventil 20 zwischen der Gasflasche 1∼3 und dem Pufferbehälter 19 versehen ist, sowie ein Drucksensor 13 an dem obenbeschriebenen Pufferbehälter 19 versehen ist.