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Vorrichtung zum Auffüllen eines Gefässes mit hochkomprimierter Luft oder einem anderen Gas
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auffüllen eines Gefässes mit hochkompri- mierter Luft oder einem anderen Gas, insbesondere einer Ausströmeinrichtung für Gebläse- oder Sprengzwecke, mit einer Mehrzahl von Vorratsgefässen und einzelnen mit Ventilen gesteuerten Verbindungen zwischen jedem Vorratsgefäss und einem Ausströmauslass. Eine bekannte Form dieses letzteren Verfahrens, welches als Pressluft-Schiessform bekannt ist, verwendet komprimierte Luft mit einem Druck von 350 bis 844 kg/cm2. Diese wird in einen Behälter, wie etwa eine Hülse, eingefüllt und wenn die Füllung einen vorher bestimmten Druck erreicht hat, so strömt die Luft aus der Hülse sehr schnell durch ein geeignetes Mittel aus.
Als solches ist beispielsweise eine Scherplatte vorgesehen, welche bei dem vorher bestimmten Druck zersprengt wird, oder eine Ausströmöffnung, welche unter der Wirkung eines oder mehrerer Kolbenventile rasch geöffnet wird. Ausströmeinrichtungen dieser allgemeinen Art sind unter dem Namen Airdox" bekannt.
Ausströmeinrichtungen der genannten Art mussten bisher über Verbindungsleitungen mit hochkomprimierter Luft aufgefüllt werden, u. zw. entweder von einem Kompressor oder mit einem oder mehreren vorher aufgefüllten Behältern oder Vorratsgefässen. Sobald mehr als ein Behälter oder Vorratsgefäss verwendet worden sind, wurden diese frei verbunden und die Folge war, dass sie nur imstande waren, eine Hülse mit dem Überschuss an Luft in dem Behälter aufzufüllen unter der Wirkung des Überdruckes in dem Behälter, der über dem Ausströmdruck aus der Hülse lag.
Es ist beim Abfüllen von Druckgasflaschen bereits vorgeschlagen worden, diese Flaschen zunächst aus einem einzigen Vorratsgefäss, in welchem der Druck niedriger als der gewünschte Fülldruck ist, aufzufüllen und dann die Füllung aus einem anderen Vorratsgefäss, welches einen höheren Druck als den Fülldruck aufweist, zu vervollständigen. Durch die vorliegende Erfindung wird nun eine verbesserte Vorrichtung geschaffen, welche dieses Prinzip benützt und welche das Auffüllen von Hochdruckgefässen, insbesondere für eine Ausströmeinrichtung für komprimiertes Gas für Gebläse- oder Sprengzwecke, mit einem geringeren Arbeitsaufwand und in einfacherer Weise als bisher ermöglicht.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auffüllen eines Gefässes mit hochkomprimierter Luft oder einem anderen Gas, insbesondere einer Ausströmeinrichtung für Gebläse- oder Sprengzwecke, mit einer Mehrzahl von Vorratsgefässen und einzelnen mit Ventilen gesteuerten Verbindungen zwischen jedem Vorratsgefäss und einem Ausströmauslass und ist gekennzeichnet durch eine Betätigungseinrichtung zum aufeinanderfolgenden Öffnen und Schliessen der Ventile, welche die einzelnen Verbindungen zwischen den Vorratsgefässen und einem Ausströmkanal überwachen, wobei die Betätigungseinrichtung die Ventile einzeln betätigt.
Bei einer weiteren vorzugsweisen Ausgestaltung gemäss der Erfindung sind die Vorratsgefässe in einem Kopfteil montiert, in welchem eine Bohrung vorgesehen ist, die einen gemeinsamen Ausströmkanal für die Vorratsgefässe bildet.
Weiters können die Vorratsgefässe erfindungsgemäss mit Ventilkammern in Verbindung stehen, die in einem Kreis oder Kreisbogen angeordnet sind, wobei die Ventile durch Federn belastet sind und mit einer drehbaren Handhabe oder Kurbel geöffnet werden.
Bei der erfindungsgemässen Konstruktion kann ferner für die Kurbel eine bogenförmige Führung vorgesehen sein und die Kurbel kann auslösbar an einem schwenkbaren Arm montiert sein, so dass die Kurbel von der Führung gelöst werden kann.
Schliesslich kann die Kurbel auch mit einer drehbaren, mit einer Betätigungsrolle versehenen Nocke verbunden sein, welche radial angeordnete Stangen zum aufeinanderfolgenden Öffnen der Ventile betätigt.
In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 eine Ansicht, zum Teil im Schnitt, einer Vorratseinrichtung zum Ergänzen von hochkomprimierter Luft in einer Ausströmeinrichtung für Gebläsezwecke, die in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung ausgebildet und eingerichtet ist. Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt einer anderen Ausführungsform der Einrichtung gemäss der Erfindung, Fig. 3 einen Längs-
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schnitt einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung und Fig. 4 zeigt einen Teilschnitt nach der Linie A-A in Fig. 3.
Um die vorliegende Erfindung in geeigneter Weise zu veranschaulichen, wird sie an Hand eines Beispiels beschrieben, welches die Anwendung auf eine Vorratseinrichtung zum Auffüllen von hochkomprimierter Luft in eine Gebläseeinrichtung oder Hülse jener Art zeigt, die unter dem Namen Airdox"bekannt ist.
Bei dieser Einrichtung sind zehn Vorratsbehälter für die Luft vorgesehen, die unter einem Druck in der Grösse von 350 bis 844 kgfcm2 steht, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Die fünf oberen Gefässe sind mit 1, 2, 3, 4 und 5 bezeichnet. Jedes Gefäss umfasst eine Hülse 6, in welche ein Ventilkopf 7 eingeschraubt ist, der einen Absatz 8 und einen schwächeren zylindrischen Teil 9 hat. Ein Kopfteil 10 ist mit zehn durchgehenden Bohrungen 11 versehen, in welche die zylindrischen Teile 9 der Ventilköpfe entsprechend eingesetzt sind, wobei zusätzlich Dichtungsringe 12 vorgesehen sind. Die Ventilköpfe sind in dem Kopfteil 10 mittels Schraubenmuttern 13 befestigt.
Jeder Ventilkopf 9 hat eine Bohrung 14, die von dem Gefäss zu einer erweiterten Bohrung 15 führt und in welcher ein konischer Ventilteil 16 montiert ist. Dieser ist an dem schwächeren oberen Ende eines Bolzens 17 fest angebracht, der in der Bohrung drehbar ist und dessen oberer Teil, wie dargestellt, schwächer ausgeführt ist. Der Bolzen 17 ist bei 18 in eine äussere Erweiterung der Bohrung 15 eingeschraubt und sein äusseres Ende 19 ist vierkantig ausgeführt und ragt in eine Hülse 20 vor. Der zylindrische Teil 9 des Ventilkopfes ist mit einer ringförmigen Nut 21 versehen, welche mit dem oberen Teil der Bohrung 15 in der Nähe des Ventilteiles 16 über einen Kanal 22 in Verbindung steht.
Die ringförmige Nut 21 ist weiters in Verbindung mit einem Auslasskanal und mit einem Verbindungskanal24, welcher mit ringförmigen Nuten in Verbindung steht, die gleichartig wie die Nut 21 ausgeführt sind und die bei den anderen neun Vorratsgefässen vorgesehen sind. Der Auslasskanal 23 ist über eine Tüllenverbindung 25 mittels einer Rohrleitung oder einer flexiblen Schlauchleitung mit der Ausströmeinrichtung (nicht dargestellt) verbunden. Die Anordnung ist so getroffen, dass die gefüllten Vorratsgefässe mit dem Auslasskanal 23, der zur Ausströmeinrichtung führt, in Verbindung gebracht werden können, wenn die Bolzen 17 nicht angezogen sind und somit die Ventile durch Ansetzen eines Schraubenschlüssels oder eines anderen Werkzeuges an den vierkantigen Enden 19 geöffnet werden.
Je grösser die Anzahl der Vorratsgefässe ist, umso grösser ist die nutzbar zu entnehmende Luftmenge, die erreicht werden kann.
Bei der Ausführung eines Ausströmvorganges mit der oben beschriebenen Einrichtung, bei dem die Verwendung einer Anzahl von Ausströmeinrichtungen erforderlich ist, ist folgender Vorgang einzuhalten.
Es wird angenommen, dass zunächst alle Vorratsgefässe auf annähernd den gleichen Druck aufgefüllt sind. Die Tülle 25 ist mit der ersten Ausströmeinrichtung, die in Übereinstimmung mit der üblichen Praxis, in einer Bohrung einer Gesteinsfläche oder in einem anderen Körper oder Boden angeordnet ist, verbunden.
Eines der Gefässe (z. B. 1) wird durch Öffnen seines Ventiles mit der Ausströmeinrichtung so lange verbunden, bis der Druck ausgeglichen ist, und dieses Gefäss wird dann durch Absperren dieses Ventiles abgeschlossen. Ein zweites Gefäss (z. B. 2) wird daraufhin auf die gleiche Weise verbunden und abgesperrt, so dass der Druck in der Ausströmeinrichtung ansteigt. Der Vorgang wird mit einem dritten und wenn notwendig mit weiteren vollgefüllten Gefässen so lange wiederholt, bis ein Ausströmen aus der Ausströmeinrichtung eintritt. Sobald die Kapazität der Hülse oder der Ausströmeinrichtung genügend geringer ist als die eines einzelnen Vorratsgefässes, kann die erste Beaufschlagung das Ausströmen aus der Einrichtung oder der Hülse hervorrufen. Der Auslassschlauch wird dann mit einer anderen Ausströmeinrichtung verbunden.
Es ist klar, dass das Gefäss, welches den geringsten Druck hat, zuerst mit der Einrichtung verbunden wird, und dass der Druck in den übrigen Gefässen, die der Reihe nach angeschlossen werden, ansteigt in der Reihenfolge ihrer früheren Verbindung mit der Einrichtung. Das Ausströmen aus der zweiten Einrichtung wird erreicht durch Verbindung des Gefässes (z. B. 1), welches den geringsten Druck hat, mit der Einrichtung und durch Absperrung dieses Gefässes wie vorher und weiters durch darauffolgende Verbindung und Absperrung von Gefässen, in der Reihenfolge ihres ansteigenden Druckes, bis das Ausströmen aus der Einrichtung eintritt. Der Vorgang wird erforderlichenfalls mit weiteren Ausströmeinrichtungen wiederholt.
Es ist verständlich, dass die Gefässe dann aus der Reihenfolge der Operationen ausgeschlossen werden können, wenn der Druck in ihnen zu niedrig ist, um weitere Luft aus ihnen zu entnehmen. Bei diesem Verfahren wird ein beträchtlicher Vorteil erzielt, bezüglich der Menge an hochkomprimierter Luft, die erforderlich ist, um eine gegebeneAnzahl vonAusströmeinrichtungen zu beschicken. Wenn sich die Luft in den Gefässen auf einem Druck befindet der zu niedrig ist, um ein Ausströmen bewirken zu können, so werden diese zur Einleitung einer vorläufigen Auffüllung der Ausströmeinrichtung verwendet und der Druck steigt in dieser fortschreitend an, infolge der Verwendung von Gefässen, die Luft mit einem höheren Druck enthalten.
Die Folge davon ist, dass im Vergleich zu bekannten Einrichtungen der Umfang und das Gewicht der Anordnung der Vorratsgefässe geringer ist.
Anstatt das Öffnen und Schliessen der Ventile durch einzelne Betätigung, wie dies im obigen Beispiel beschrieben ist, auszuführen, kann dies auch mit Hilfe eines einzigen handbetätigten Kontrollgliedes, wie in Fig. 2 gezeigt ist, bewerkstelligt werden. Es ist ein einziger Kopfteil 26 vorgesehen, in welchem mittels eingeschraubter Hülsen 27 wie in dem vorher beschriebenen Beispiel eine Reihe von Vorratsgefässen 28 befestigt ist. Diese Gefässe sind im Abstand voneinander auf einem Kreis oder Kreisbogen angeordnet.
Von jedem Gefäss führt eine Bohrung 29 zu einer Ventilkammer 30, die in dem Block 26 ausgebildet sind und eine Ventilkugel 31 enthalten, welche mittels einer Feder 32 gegen einen Sitz gedrückt werden. Dieser
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wird durch einen Absatz zwischen der Kammer 30 und einem zu einer weiteren Kammer 34 führenden
Kanal 33 gebildet. Jede Kammer 34 steht mittels eines radial angeordneten Kanals 35 mit einem gemein- samen Austrittskanal 36 in Verbindung, der zur Befestigung einer zur Ausströmeinrichtung (nicht darge- stellt) führenden Schlauchleitung eine Gewindetülle 37 aufweist. Die Kammer 34 erstreckt sich als zylindrische Bohrung aufwärts gegen die obere Fläche des Blockes 26 und hat als Verschluss einen in ihr gleitenden Kolben 39, der einen Dichtungsring 40 aufweist.
Der Kolben 39 ist durch eine Feder 41 belastet und weist eine schwächere nach abwärts reichende Verlängerung 42 auf, die mit einer Kugel 31 zusammenwirkt. An einem vertikalen Bolzen 44, der an dem Block 26 befestigt ist, ist ein Betätigungs- hebel 43 gelagert, welcher einen Arm 45 aufweist. Dieser ist bei 46 gelagert und in einer vertikalen Ebene bewegbar. In einer Bohrung des Armes 45 gleitet eine federbelastete Stange 47, die mit einem Handgriff 48 und einer Rolle 49 versehen ist. Diese ist unterhalb eines an dem Block 26 befestigten bogenförmigen
Kranzes 50 angeordnet und wirkt mit diesem zusammen. Bei einer horizontaeln Drehung des Armes 45 betätigt eine an der Unterseite des Armes 45 befestigte Kugel 51 einen Druckknopf 52, der am oberen Ende eines jeden der Kolben 39 vorgesehen ist.
Dadurch wird derselbe nach abwärts gedrückt und das Kugelventil 31 geöffnet. Sobald der Arm den Druckknopf 52 passiert hat, schliesst sich das Ventil wieder, so dass eine Reihe von Vorratsgefässen mit der Ausströmeinrichtung der Reihe nach verbunden und wieder abge- trennt werden kann. Um einige der Vorratsgefässe aus der Reihenfolge auslassen zu können, kann der Hand- griff 48 nach einwärts geschoben und durch Anheben des Armes 45 die Rolle 49 freigemacht werden, so dass sie sich von den die Ventile betätigenden Druckknöpfen 52 abhebt. Hierauf kann die Rolle wieder eingesetzt werden. Im übrigen ist die Wirkungsweise des Apparates in dieser Form dieselbe wie jene des vorher beschriebenen Ausführungsbeispiels. Eine Anzeigeeinrichtung (nicht dargestellt) kann für den Handgriff vorgesehen sein.
Eine weitere Form des Apparates ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt. Diese umfasst in der gleichen Weise einen Block 26, der Schraubhülsen 27 für die auf einem Kreis oder Kreisbogen angeordneten Vorrats- gefässe 28 aufweist. Von jedem der Gefässe führt ein Kanal 29 zu einer Ventilkammer 53, die mit einer federbelasteten Ventilkugel 54 zum Öffnen und Schliessen eines Verbindungskanals 55 ausgerüstet ist.
Der Verbindungskanal 55 erstreckt sich in radialer Richtung und geht von einer ringförmigen Nut 56 aus, die in einer zentralen Bohrung 57 ausgebildet ist. In dieser ist eine mit einer Rolle versehene Nocke 58 angeordnet, die mittels eines Handgriffes 60 um einen festen Bolzen 59 gedreht werden kann.
Der Teil 58 ist durch eine Deckplatte 61 abgedichtet und mit einer seitlichen Vertiefung 62 (Fig. 4) versehen, in der eine gegen die ringförmige Nut 56 gerichtete Rolle 63 montiert ist. In jedem der radialen Kanäle 55 befindet sich ein mit einem kreuzförmigen Querschnitt versehener Stab 64, der den Durchtritt der kompri- mierten Luft ermöglicht und so ausgebildet ist, dass bei der Drehung des Handgriffes 60 jeder Stab 64 durch die Rolle 63 nach aussen verschoben wird und so das Kugelventil 54 geöffnet wird. Die ring- förmige Nut 56 steht mit einem Auslasskanal 65 in Verbindung, der eine Tüllenverbindung 37 für eine zur
Ausströmeinrichtung (nicht dargestellt) führende Schlauchleitung aufweist. Eine Anzeigeeinrichtung kann für den Handgriff vorgesehen sein.
In einer Prüfeinrichtung oder in einem dem im Beispiel nach Fig. 1 beschriebenen Apparat ähnlichen
Gerät waren 20 Vorratsgefässe vorgesehen. Jedes Vorratsgefäss hatte einen Inhalt von etwa 1393 cm3 und die Ausströmeinrichtung oder Hülse wies etwa 2876 cm3 Inhalt auf. Der nominelle Druck, bei
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