CH204346A - Verfahren und Vorrichtung zum Umfüllen von hochgespannten Gasen unter Verwendung von Umfüllpumpen. - Google Patents

Description

  Verfahren und Vorrichtung zum Umfüllen von hochgespannten Gasen  unter     Verwendung    von     Umfüllpumpen.       Gegenstand der Erfindung ist     ein    Ver  fahren und eine     Vorrichtung    zum Umfüllen  von hochgespannten Gasen unter Verwen  dung von     Umfüllpumpen,    z. B. von     Pumpen          zum    Umfüllen von     Sauerstoff    aus grossen  Vorratsbehältern in kleinere Verbrauchs  behälter,     wie    sie beispielsweise bei frei trag  baren Atmungsgeräten     Verwendung    finden.  



  Die     Aufspeicherung    von Sauerstoff er  folgt handelsüblich in Flaschen, die 40 bis  50 Liter Inhalt haben und in denen der  Sauerstoff     unter    einem Druck von 150 atü  steht, während die Gebrauchsflaschen nur     etwa     1 bis 2 Liter Inhalt haben und mit Sauerstoff  der gleichen Spannung gefüllt werden müs  sen. Die für diesen Zweck     verwendeten    sta  tionären oder transportablen Einrichtungen  bestehen meist aus einer Vorratsbatterie von  3 oder mehr Flaschen und einer Pumpe, an  die sowohl die Vorratsbatterie, wie die zu  füllenden Gebrauchsflaschen, angeschlossen  werden können.

   Im allgemeinen wird bei der    Füllung der     Verbrauchsflaschen    so vorgegan  gen, dass     nacheinander    aus drei Vorratsfla  schen aufgefüllt wird, die nach mehrfacher       Entnahme    von Sauerstoff verschiedenen  Druck     aufweisen,    wobei man zuerst aus der  Flasche mit der niedrigsten Druckstufe auf  füllt.  



  Während bei von Hand bedienten Um  füllpumpen eine Gefahr, dass in der Ver  brauchsflasche ein Druck über<B>150</B> atü er  zeugt wird, kaum besteht, da der die Pumpe  Bedienende durch     einen    Druckanzeiger und  den wachsenden Pumpenwiderstand auf die  beendete Füllung aufmerksam gemacht wird,  muss bei mechanisch angetriebenen     Umfüll-          pumpen    durch Einschaltung eines Überdruck  ventils Vorsorge gegen Überlastung getroffen  werden.  



  Da es bei derartigen, mechanisch angetrie  benen     Umfüllpumpen        vorkommen    kann, dass  der die Pumpe Bedienende nicht ständig bei  der Pumpe bleibt, so wird bei Erreichung      des beabsichtigten Höchstdruckes zwar das  hierfür     voreingestellte    Sicherheitsventil durch  selbsttätiges Öffnen eine Überschreitung des  Höchstdruckes vermeiden; da aber die bisher  üblichen Sicherheitsventile so eingerichtet  sind, dass sie ins Freie abblasen, so wird  dabei in kurzer Zeit ein grosser Teil des  Sauerstoffes der Vorratsflasche, aus der die  Pumpe     ständig        weiterfördert,    verloren gehen.  



       hm    diesen mit der Zeit recht kostspielig  werdenden Gasverlust zu vermeiden, wird  nach dem Verfahren gemäss der Erfindung  bei Entstehen von     Überdruck    in dem zu fül  lenden Behälter die abzulassende Gasmenge  in den Vorratsbehälter zurückgeleitet.  



  Für Kesselanlagen ist es zwar bekannt,  den Abdampf der Maschine     bezw.    das Kon  densat wieder in den Kessel zurückzuleiten.  Hier bestehen aber gänzlich andere Verhält  nisse als bei dem vorliegenden Sondergebiet,  bei dem die Pumpe, wie vorstehend dar  gelegt, aus Behältern fördern     muss,    deren  Druck sich dauernd ändert und in die das  bei     Höchstdrucküberschreitung    abzublasende  Gas wieder zurückfliessen kann.  



  Zur Durchführung des Verfahrens kann  eine     Vorrichtung    verwendet werden, bei der  hinter der Pumpe eine Kammer angeschlos  sen ist, die einerseits mit dem zu füllenden  Behälter in Verbindung     steht    und anderseits  eine durch ein Ventil abgeschlossene Rück  leitung zum Vorratsbehälter, gegebenenfalls  über die     Saugleitung    der Pumpe, aufweist.  Dieses     Rückleitungsventil    wird durch Druck  übertragungsorgane von einem durch eine  Membran gesteuerten Ventil betätigt; die  Membran steht auf der einen Seite unter       Gasdruckbelastung,    während sie auf der an  dern Seite einer mechanischen Belastung,  z. B. dem Druck einer einstellbaren Feder,  unterliegt.  



  In der Zeichnung sind zwei beispielsweise  Ausführungsformen der Vorrichtung nach  der Erfindung im Schnitt dargestellt, und  zwar zeigt:       Fig.    1 die einfachere Ausführungsweise  mit nur durch eine Einstellfeder belastetem       Rückleitungsventil,            Fig.    2 die spezielle Ausführungsform mit  durch eine Einstellfeder     und        eine    Hilfssteue  rung belastetem     Rüekleitungsventil.     



  In     Fig.    1 ist das die Kammer 3 aufwei  sende Gehäuse 1 mittels eines Leitungsstut  zens 2 an die Druckleitung der Pumpe an  geschlossen. Diese Kammer 3 ist ferner über  ein Ventil 4 tim folgenden     Ablassventil    ge  nannt) durch den Leitungsstutzen 5 an den       Vorratsbehälter        bezw.    über die     Saugleitung     der Pumpe an diesen angeschlossen. Das Ab  lassventil 4 wird gegen den Druck der Feder  6 durch das     Verschlussstück    7 geschlossen  gehalten. Auf das     Verschlussstüek    7 wirkt  der lange Arm des Hebels 8 ein, der bei 20       sehwenkbar    gelagert ist und einen kurzen  Arm 8' aufweist.

   Dieser kurze Arm 8' steht  über ein Druckstück 10 unter Einwirkung  einer     Membran    9. Auf der andern Seite die  ser     Mernbra.n    9 ist ein     Druckstück    13 an  geordnet, das über den bei 21 schwenkbar  gelagerten, einarmigen Hebel 12 unter dem  Druck einer starken, auf verschiedene Drücke  einstellbaren Feder 11 steht.  



  Die Funktion dieser Vorrichtung ist wie  folgt: Wenn in der Kammer 3 ein bestimm  ter     Umfülldruck    erreicht ist, so     wirkt    dieser  auf die Membran 9 derart ein, dass sich diese  nach der Seite des     Druckstizekes    13 ausbiegt.  Dadurch wird der Hebel 12 gehoben und die  Feder 1.1 zusammengedrückt. Auf der an  dern Seite der     3lembran    9 wird die durch  Druckstück 10 über die Hebelarme 8' und 8  bewirkte Festhaltung des Druckstückes 7  aufgehoben, so dass infolge des Druckes der  Feder 6 das Druckstück 7 niedergedrückt  und dadurch das     Ablassventil    4 geöffnet  wird.

   Das überschüssige Gas entweicht  durch den Leitungsstutzen 5 in den Vorrats  behälter     bezw.    in die Saugleitung der Pumpe.        'enn    der Überdruck in der Kammer 3 unter  die bei Einstellung der Feder 11 vorgesehene  Belastungsgrenze sinkt, kehrt die Membran 9  in ihre Ausgangsstellung zurück, wobei  durch Entspannung der Feder 11 der Hebel  12 niedergedrückt wird.

   Dieser Druck über  trägt sich auf das Druckstück 13, das eben  falls in seine Ausgangsstellung     zurückkehrt.         Durch die rückgängige     Bewegung    der Mem  bran 9 wird durch das Druckstück 10 der  kurze Hebelarm 8' niedergedrückt, wodurch  über den langen Hebelarm 8 unter erneuter  Spannung der Feder 6 durch das Druck  stück 7     das        Ablassventil    4 geschlossen wird,  so lange, bis der zur Erzielung des gewünsch  ten Druckes in dem Verbrauchsbehälter er  forderliche Überdruck in der Kammer 3 ent  steht.  



  In     Fig.    2 ist eine weitere Ausführungs  form der     Vorrichtung    dargestellt, bei der  neben dem     Ablassventil    4 und der aus den  Teilen 10, 9, 13     bestehenden        Steuerung    eine  in einer weiteren Kammer 15 angeordnete  Hilfssteuerung 14 und 17 vorgesehen ist.

   Die  Kammer 15 ist durch die Leitung 16 an die  im     Leitungsstutzen    5 einmündende Saug  leitung der Pumpe angeschlossen und wird  durch eine Membran 14 abgeschlossen: Auf  dieser Membran 14 ruht ein Druckstück 17,       das    auf den bei 22 schwenkbar gelagerten,  einarmigen Hebel 18 einwirkt, der seinerseits  den kurzen Arm 19 des im Gegensatz zu       Fig.    1 doppelarmig ausgebildeten Hebels 12  beeinflusst.  



  Die Hilfssteuerung nach     Fig.    2 hat fol  gende Bedeutung:  Die Steuerung des     Ablassventils    muss so  beschaffen sein, dass die     aus    den     grossen    Vor  ratsflaschen aufzufüllenden Verbrauchsfla  schen von 1 bis 2 Liter Inhalt stets auf einen  Druck von 150 atü aufgefüllt werden, das  heisst, das     Ablassventil    4 darf nur abblasen,  wenn dieser Druck auch in der Kammer 3  erreicht ist.

   Nun steht aber bei den beiden  beschriebenen Ausführungsformen das Ab  lassventil 4 auf der in die Leitung 5 mün  denden Seite unter der Einwirkung des in  der gerade angeschlossenen Vorratsflasche  herrschenden Gegendruckes, der das     Ablass-          ventil    zu öffnen sucht.

   Da aber der Gegen  druck der     Vorratsflaschen,    wie schon zu An  fang erwähnt, ständig verschieden ist und  dauernd abnimmt, so würde - eine be  stimmte Einstellung der Ventilfeder 11 vor  ausgesetzt - bei der Anordnung nach     Fig.    1  bei hohem Gegendruck in der Vorratsflasche         bezw.    in der Leitung 5 das     Ablassventil    frü  her abblasen als bei geringem Gegendruck,  das heisst, man würde, um trotzdem einen  Flaschendruck von 150 atü im Verbrauchs  behälter zu erreichen, die     Belastungsfeder    11  je nach den     Druckverhältnissen    in den Vor  ratsflaschen verstellen müssen.  



  Um nun ein Nachstellen der Feder 11 zu       vermeiden,    ist     beim    Beispiel nach     Fig.    2 die  Hilfssteuerung 14, 15 vorgesehen, die ausser  der konstanten Belastung des Ventils 4 durch  die Feder 11 mittels des Druckstückes 17  und des Hebels 18 eine zusätzliche variable  Belastung des Ventils 4 herbeiführt. Da auf  die Membran 14 der gleiche Druck, der auf  das Ventil 4 entlastend wirkt, in belastendem  Sinne einwirkt, so     wird    dadurch unabhängig  von dem in der Vorratsflasche herrschenden  Druck erreicht, dass das Ventil 4 gerade bei  150 atü     in.    der Kammer 3     ohne    Änderung der  Spannung der Ventilfeder 11 abbläst.

Claims (1)

1. PATENTANSPRüCHE I. Verfahren zum Umfüllen von hochge spannten Gasen unter Verwendung von Umfüllpumpen, dadurch gekennzeichnet, dass man beim Erreichen eines bestimm ten Druckes in dem zu füllenden Behäl ter die überschüssige Gasmenge zum Zwecke der Vermeidung von Gasver lusten in den Vorratsbehälter zurück leitet.

   Vorrichtung zur Durchführung des Ver fahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass hinter der Umfüll- pumpe eine Kammer vorgesehen ist, die einerseits mit dem zu füllenden Behälter in Verbindung steht und anderseits eine durch ein Ventil abgeschlossene Rück leitung zum Vorratsbehälter aufweist.

   UNTERANSPRÜCHE Vorrichtung nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass das die Rück leitung abschliessende, unter Federdruck stehende Ventil mit Druckübertragungs- organen verbunden ist, welch letztere durch eine auf der einen Seite unter mechanischer Belastung, auf der andern Seite unter Gasdrucl-,belastung stehende Membran gesteuert werden. ?. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 1, gekennzeichnet durch eine die Membran belastende Feder, deren Spannung einstellbar ist. ss.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, da.ss die Rück leitung zum Vorratsbehälter über die Saugleitung der Pumpe führt. 4. Vorrichtung nach Patentanspruch 1I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, da.ss neben dem die Rückleitung be herrschenden Abla.ssventil eine in einer zweiten Kammer eingebaute, ebenfalls durch eine Membran betätige Hilfssteue rung vorgesehen ist, die mit der Saug leitung der Pumpe in Verbindung steht und durch Druckübertrabungsorgane auf das Ablassventil einwirkt,

   das CTanze der art, dass der von der Saugseite her auf das Abla.ssventil einwirkende, veränder liche Druck ausgeglichen wird. Vorrichtung nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass für die Druck übertragung Druckstücke und Hebel übersetzungen vorgesehen sind. 6. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Lnteransprüehen 1. und 4, dadurch ge kennzeichnet, dass die die Hilfssteuerung betätigende Membran mittels Drucli:stück und Hebelübersetzung auf die Einstell hebel einwirkt.