Abfülleinrichtung für Druckflüssigkeit
Gegenstand der Erfindung ist eine Abfülleinrichtung für Druckflüssigkeit. Sie besteht aus einer Abfüll-Vorrichtung, einer druckmittelbetiatigbaren Dosierpumpe und einer Vorpumpe und ist gekennzeichnet dadurch, dass die Vorpumpe ein Gefäss für die Druckflüssigkeit und ein über der Flüssigkeit einführbares Gas aufweist, welches Gefäss mit einer absperrbaren Einlassöffnung für das Gas sowie einem Einlass- und einem Auslass-Rückschlag-Ventil für die Druckflüssigkeit versehen ist, derart, dass das Gas durch die in die Vorpumpe eintretende Druckflüssigkeit aufgeladen werden kann.
In den vier Figuren der Zeichnung sind vier Ausführungs-Beispiele dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Abfülleinrichtung nach der Erfindung. An einer Säule 1 ist ein in der Höhe verstellbarer Arm 2 befestigt, der einen Luftmotor 3, bestehend aus Zylinder, Kolben und Kolbenstange, besitzt. Am unteren Ende der Kolben stange ist der Füllkopf 4 befestigt, der aus einem Überdruck-Ventil 4a und einem Mundstück 4b besteht. Wie in der Zeichnung dargestellt, sitzt der Füllkopf mit dem Mundstück 4b auf dem abzufüllenden Gefäss 4c zum Beispiel einer Aerosol-Dose, druckdicht auf.
Die Dosierpumpe, die eine genaue Menge Druckflüssigkeit, zum Beispiel ein verflüssigtes Treibgas für Aerosole, in das abzufüllende Gefäss 4c befördern soll, besteht aus folgenden Teilen: einem Dosierzylinder 5, einem Dosierkolben 6, einem Luftzylinder 7 und einem Luftkolben 8, wobei 6 und 8 durch eine gemeinsame Kolbenstange verbunden sind.
Der obere Teil 9a der Kolbenstange 9 ragt aus dem Zylinder 7 oben heraus und dient zur Hub-Begrenzung. Die Hub-Höhe wird durch die Spindel 12 eingestellt, die sich im Joch 11 dreht, welches mit der Grundplatte der Einrichtung durch zwei Säulen lla fest verbunden ist. Die zum Herunterdrücken des Kolbens 8 benötigte Pressluft tritt durch den Lufteinlass 10 in den Zylinder 7 ein. Die Steuerung und die Pressluft-Ventile der Anlage sind, da bekannt, nicht gezeichnet.
Die Vorpumpe 13 besteht gemäss der Erfindung aus einem Flüssigkeitsgefäss 13a, das mit einem Einlass-Rückschlag-Ventil 13b und einem Auslass-Rückschlag-Ventil 1 3d versehen ist. Der Querschnitt von 13b und der Einlass-Öffnung 13c ist kleiner als der Querschnitt von 13d und der Auslass-Öffnung 13e.
Am oberen Ende des Flüssigkeitsgefässes 1 3a sind ein Einlass für Stickstoff mit einem Absperr Ventil 13f und ein Manometer 1 3g angebracht.
Zwischen dem Behälter für die Druckflüssigkeit 15 und der Vorpumpe 13 ist eine Förderpumpe für die Druckflüssigkeit 14 eingeschaltet. Am Auslass Absperr-Ventil 1 5a des Behälters für die Druckflüssigkeit 15 ist die Druckleitung 1 6a angeschlossen, die sich dann als Leitung 16b, 16c und 16d bis zum Mundstück 4b des Füllkopfes 4 fortsetzt.
Die Stickstoff-Flasche 17 besitzt ein Absperr- und Reduzier-Ventil 17a, das durch die Stickstoff-Leitung 17b mit dem Einlass-Absperr-Ventil 13f der Vorpumpe 13 verbunden ist.
Die Abfülleinrichtung für Druckflüssigkeit nach der Erfindung arbeitet in folgender Weise:
Es wird angenommen, dass die Förderpumpe für die Druckflüssigkeit 14 einen Druck von 10 Atmosphären abgeben kann. Man füllt zunächst das Flüssigkeitsgefäss 1 3a mit Stickstoff von etwa 31/3 Atmosphären. Wird das Ventil 15a geöffnet und die Förderpumpe 14 in Betrieb gesetzt, so wird Druckflüssigkeit, zum Beispiel verflüssigtes Treibgas über 13b und 13c in den Flüssigkeitsbehälter 13a getrie bein; dieser wird zu etwa 2/3 angefüllt, wenn das Ventil 1 3f nach der Einfüllung des Stickstoffes geschlossen wurde, da der zusammengepresste Stickstoff dann ebenfalls einen Druck von 10 Atmosphären erreicht hat.
Entfernt man nun aus dem Zylinder 7 die Pressluft durch den Lufteinlass 10, was durch die erwähnte bekannte Steuerung geschieht, so bildet der Stickstoff in der Vorpumpe 13 einen Gas-Kolben, der die im Zylinder 13a befindliche Druckflüssigkeit über das Auslass-Ventil 13d in den Dosier-Zylinder 5 treibt. Dies geschieht so lange, bis der Teil 9a der Kolbenstange 9 an der Spindel 12 zum Anliegen kommt. Führt man nun durch 10 Pressluft in 7 ein, so gehen die Kolben 6 und 8 nach unten und die in der Dosierpumpe 6 eingetriebene Druckflüssigkeit wird infolge des Flächen-Unterschiedes der Kolben 6 und 8 mit grossem Druck in die Dose 4c eingetrieben.
Das Überdruck-Ventil 4a ist so eingestellt, dass es bei dem in der Vorpumpe herrschenden Druck, zum Beispiel 10 Atmosphären, sich noch nicht öffnen kann, dagegen öffnet, wenn der hohe Druck der Dosierpumpe, zum Beispiel 40 Atmosphären, zu wirken beginnt.
Die Vorpumpe 13 ist nicht nur ein gewöhnlicher Windkessel, sondern eine mit Einlass-Ventil und Auslass-Ventil versehene Pumpe, wobei der sonst übliche feste Kolben und sein Vorschub durch das komprimierte Gas und seine Fähigkeit zum Expandieren ersetzt ist. Es ist offensichtlich, dass durch das Vorhandensein sämtlicher Pumpen-Elemente, insbesondere auch der beiden Rückschlag-Ventile 13 b und 13d keine Flüssigkeit durch die Leitung 16b zurücklaufen kann. Selbstverständlich brauchen diese beiden Rückschlag-Ventile nicht unmittelbar am Flüssigkeitsgefäss 1 3a zu sitzen, sondern es kann zum Beispiel das Ventil 13d auch an der Dosier-Pumpe 6 und das Ventil 13b an der Förderpumpe 14 befestigt sein.
Um zu verhindern, dass beim Hochtreiben des Kolbens 6 durch die eintretende Druckflüssigkeit ein Teil derselben verdampfen kann, zum Beispiel durch Kontakt mit der Zylinderwand, wenn diese wärmer als- die Druckflüssigkeit ist, wird der Auslass 13e und das Auslass-Ventil 13d sowie selbstverständlich auch die Leitung 1 6c grösser gemacht als die der Kapazität der Förderpumpe 14 angepasste Leitung 16b, nebst Rückschlag-Ventil 13 und Einlass 13c.
Der grosse Querschnitt der Ableitung erlaubt, dass die Druckflüssigkeit blitzartig in die Dosierpumpe eintreten und durch Vorschub des Kolbens 6 den Zylinder 5 anfüllen kann.
In Fig. 2 befindet sich in dem zylindrischen Flüssigkeitsgefäss 1 3a ein Schwimmer 20, der am oberen und unteren Ende mit je einem Dichtungskegel 21 versehen ist. Diese Dichtungskegel greifen in die Öffnung 18 bzw. 13h ein, sobald der Schwimmer 20 entsprechend hoch oder niedrig steht. Dadurch werden diese Öffnungen abgeschlossen. Steht der Schwimmer zum Beispiel unten, so wird durch diese Vorrichtung verhindert, dass Stickstoff über die Vorpumpe in die Dose 4c gelangen kann. Steht der Schwimmer oben, so wird verhindert, dass Druckflüssigkeit durch 1 3f hindurchtreten kann, falls das Ventil 13f zum Beispiel offengelassen wurde.
Fig. 3 zeigt eine ähnliche Einrichtung. Der Schwimmer wirkt hier nicht als Teil eines Ventiles wie in Fig. 2, sondern in der Zuleitung zum Flüssigkeitsgefäss 1 3a ist ein besonderes Absperr-Ventil 19 für die Flüssigkeit eingebaut. Dieses Ventil ist normalerweise offen. Wird es jedoch durch den absinkenden Schwimmer 20 gedrückt, so wird das Ventil geschlossen und es kann kein Stickstoff aus 1 3a austreten.
In Fig. 4 befindet sich statt des Schwimmers eine Trennflüssigkeit 22 zwischen der Druckflüssigkeit und dem Stickstoff. Diese Trennflüssigkeit verhindert, dass Stickstoff oder ein anderes komprimiertes Gas, zum Beispiel Druckluft, in die Druckflüssigkeit diffundieren kann. Um zu verhindern, dass die Trennflüssigkeit 22 aus der Vorpumpe ausströmen kann, kann man bekannte Mittel, zum Beispiel ein Schwimmer-Ventil oder ein Schauglas vorsehen, das aussen am Flüssigkeitsgefäss 13a angebracht ist.
Die vier Abfüll-Einrichtungen nach Fig. 1-4 stellen Ausführungs-Beispiele dar. Sie können im Rah- men der Erfindung durch andere Ausführungsformen ersetzt werden.
Filling device for hydraulic fluid
The invention relates to a filling device for pressure fluid. It consists of a filling device, a pressure-medium-operated metering pump and a backing pump and is characterized in that the backing pump has a vessel for the pressure fluid and a gas that can be introduced above the liquid, which vessel has a lockable inlet opening for the gas and an inlet and outlet an outlet check valve for the pressure fluid is provided, such that the gas can be charged by the pressure fluid entering the backing pump.
Four exemplary embodiments are shown in the four figures of the drawing.
Fig. 1 shows a filling device according to the invention. A vertically adjustable arm 2 is attached to a column 1 and has an air motor 3 consisting of a cylinder, piston and piston rod. At the lower end of the piston rod, the filling head 4 is attached, which consists of an overpressure valve 4a and a mouthpiece 4b. As shown in the drawing, the filling head with the mouthpiece 4b sits pressure-tight on the container 4c to be filled, for example an aerosol can.
The metering pump, which is intended to convey a precise amount of pressure fluid, for example a liquefied propellant gas for aerosols, into the container 4c to be filled, consists of the following parts: a metering cylinder 5, a metering piston 6, an air cylinder 7 and an air piston 8, with 6 and 8 are connected by a common piston rod.
The upper part 9a of the piston rod 9 protrudes from the top of the cylinder 7 and is used to limit the stroke. The stroke height is set by the spindle 12, which rotates in the yoke 11, which is firmly connected to the base plate of the device by two columns 11a. The compressed air required to press down the piston 8 enters the cylinder 7 through the air inlet 10. The control and the compressed air valves of the system are, as they are known, not shown.
According to the invention, the backing pump 13 consists of a liquid vessel 13a which is provided with an inlet non-return valve 13b and an outlet non-return valve 13d. The cross section of FIG. 13b and the inlet opening 13c is smaller than the cross section of FIG. 13d and the outlet opening 13e.
An inlet for nitrogen with a shut-off valve 13f and a manometer 13g are attached to the upper end of the liquid container 1 3a.
A feed pump for the pressure fluid 14 is connected between the container for the pressure fluid 15 and the backing pump 13. The pressure line 16a is connected to the outlet shut-off valve 15a of the container for the pressure fluid 15 and then continues as line 16b, 16c and 16d to the mouthpiece 4b of the filling head 4.
The nitrogen bottle 17 has a shut-off and reducing valve 17a, which is connected to the inlet shut-off valve 13f of the fore pump 13 through the nitrogen line 17b.
The filling device for pressure fluid according to the invention works in the following way:
It is assumed that the feed pump for the pressure fluid 14 can deliver a pressure of 10 atmospheres. First, the liquid vessel 1 3a is filled with nitrogen of about 31/3 atmospheres. If the valve 15a is opened and the feed pump 14 is put into operation, pressure fluid, for example liquefied propellant gas via 13b and 13c into the fluid container 13a is driven; this is filled to about 2/3 when the valve 1 3f was closed after filling the nitrogen, since the compressed nitrogen has then also reached a pressure of 10 atmospheres.
If the compressed air is now removed from the cylinder 7 through the air inlet 10, which is done by the aforementioned known control, the nitrogen in the backing pump 13 forms a gas piston that transfers the pressure fluid in the cylinder 13a via the outlet valve 13d into the Dosing cylinder 5 drives. This continues until the part 9a of the piston rod 9 comes to rest against the spindle 12. If compressed air is now introduced into 7 through 10, the pistons 6 and 8 go down and the pressure fluid driven into the metering pump 6 is driven into the can 4c at high pressure due to the difference in area between the pistons 6 and 8.
The overpressure valve 4a is set so that it cannot open at the pressure prevailing in the backing pump, for example 10 atmospheres, but opens when the high pressure of the metering pump, for example 40 atmospheres, begins to act.
The fore pump 13 is not just an ordinary air chamber, but a pump provided with an inlet valve and an outlet valve, the otherwise usual fixed piston and its advance being replaced by the compressed gas and its ability to expand. It is obvious that due to the presence of all the pump elements, in particular also the two check valves 13b and 13d, no liquid can run back through the line 16b. Of course, these two check valves do not need to be located directly on the liquid container 1 3a, but rather the valve 13d can also be attached to the metering pump 6 and the valve 13b to the feed pump 14, for example.
In order to prevent that when the piston 6 is pushed up by the entering pressure fluid, part of the same can evaporate, for example through contact with the cylinder wall when this is warmer than the pressure fluid, the outlet 13e and the outlet valve 13d as well as of course the line 16c made larger than the line 16b adapted to the capacity of the feed pump 14, together with the check valve 13 and inlet 13c.
The large cross section of the discharge line allows the pressure fluid to enter the metering pump in a flash and fill the cylinder 5 by advancing the piston 6.
In FIG. 2 there is a float 20 in the cylindrical liquid container 1 3a, which is provided with a sealing cone 21 each at the upper and lower end. These sealing cones engage in the opening 18 or 13h as soon as the float 20 is correspondingly high or low. This closes these openings. For example, if the float is at the bottom, this device prevents nitrogen from entering the can 4c via the backing pump. If the float is at the top, it is prevented that pressure fluid can pass through 13f if the valve 13f has been left open, for example.
Fig. 3 shows a similar device. The float here does not act as part of a valve as in FIG. 2, but a special shut-off valve 19 for the liquid is installed in the feed line to the liquid container 1 3a. This valve is normally open. However, if it is pressed by the sinking float 20, the valve is closed and no nitrogen can escape from 1 3a.
In FIG. 4, instead of the float, there is a separating liquid 22 between the pressure liquid and the nitrogen. This separating fluid prevents nitrogen or another compressed gas, for example compressed air, from diffusing into the hydraulic fluid. In order to prevent the separating liquid 22 from flowing out of the backing pump, known means, for example a float valve or a sight glass, can be provided which is attached to the outside of the liquid container 13a.
The four filling devices according to FIGS. 1-4 represent exemplary embodiments. They can be replaced by other embodiments within the scope of the invention.