DE1099294B - Selbsttaetige Umschaltvorrichtung fuer fluessige und gasfoermige Medien - Google Patents

Description

• Selbsttätige Umschaltvorrichtung für flüssige und gasförmige Medien Gegenstand der Erfindung isteine selbsttätig arbeitende Vorrichtung, mittels derer es ermöglicht wird, bei der Entnahme von flüssigen oder gasförmigen Medien aus einem Behälter nach dessen Entleerung in einfachster Weise auf einen Reservebehälter umzuschalten.
• Es ist bekannt, das Leerwerden eines Behälters, beispielsweise einer Druckgasflasche, durch eine get' eignete Signal- oder Anzeigeeinrichtung auf elektrischr-ni oder mechanischem Wege akustisch und/oder optisch erkennbar zu machen, worauf die Umschaltun- auf den Reservebehälter bzw. auf einen frisch gefüllten Behälter mittels eines Umschaltventils, eines Dreiwegehahnes oder auf andere geeignete Weise von Hand aus oder über kontaktgesteuerte Magnetv-entile oder motorbewegte Ventile erfolgt.
• Diese bisher übliche Handhabung der Umschaltung leidet vor allein an der Unsicherheit des Umschaltzeitpunktes, da z. B. bei akustischer oder optischer Signalgebung diese nicht zwangläufig mit der Umschaltung selbst gekuppelt ist, ganz abgesehen davon, (laß die Signalgebung übersehen werden kann. Die mechanische oder elektrische Umschaltung wiederum henötigt zur Durchführung des Umschaltvorgangges Fremdenergie und ist somit von äußeren Zufälligkeiten abhängig, die dem Einfluß des Bedienungspersonals eiit7cgen sind.
• Es ist ferner eine Einrichtung bekannt, durch die \-erhindert werden soll, daß nach der Entleerung einer Druckgasflasche, nachdem die Ersatzflasche geöffnet worden ist, aus dieser Flasche Gas auch in die entleerte Flasche einstrÖmt, falls der Bedienungsmann es unterlassen hat, die entleerte Flasche vor Öffnen der züi schließen. Im Gegensatz hierzu befaßt sich die Erfin#dung mit einer Vorrichtung, die bei Leerwerden eines Behälters nicht nur diesen schließt, .,(-iiderti auch den Zufluß aus der Ersatzflasche freigibt.
• Bei selbsttätigen Umschaltvorrichtun-en für flüs-,#ige oder gasförmige Medien enthalte" nde Behälter, befindet, von denen während jeweils der ein eine zweiter sich im als Entleerungszustand Reservebehälter dient, mit zwei getrennten Leitungszügen für Betriebs- und Reservemedium und in diesen Leitungszügen angeordneten je zwei Ventilen für Einlaß und Auslaß sowie einem dazwischenliegenden Druckentlastungsventil wird zur Behebung der Mängel und Nachteile der bekannten Einrichtungen gemäß%er Erfindung vorgeschlagen, daß das betriebsmäßig fließende Druck- Mediurn, steht, durch solange diesen es Druck noch unter im Leitungszug ausreichendem des Reserveniediums liegende inembran- oder kolbengesteuerte Ventile verschließt. Das 1-,>etriebstnäßi#g fließende Medium verschließt also die im Leitungszug des Reservemediums liegenden Ventile so lange, bis das Betriebsmedium auf einen vorbestimmten Druck abgesunken ist, und erst dann öffnet der Druck des Reservemediums selbsttätig die in seinem Leitungszu- liegenden Ventile und verschließt dabei gleichzeitig die im Leitungszulg des bisherigen Betriebsinediums liegenden Ventile.
• Zweckmäßigerweise wird die Umschalteinrichtung so angeordnet und ausgebildet und es werden die die Ventile enthaltenden Druckkammern derart wechselseitig verbunden, daß der im Betriebsbehälter herrschende Druck die im Leitungszug des Betriebsniediums liegenden Ventile zwangläufig öffnet bzw. offenhält, dagegen die im Leitungszug des Reservemediums liegenden Ventile zwangläufig schließt bzw. geschlossen hält und so dem Reserveniedium den Zutritt zu seinen Druckkammern versperrt.
• Durch eine gleichartige Ausgestaltung und Anordnun,- der Ventile für beide Behälter wird eine einheitliche Ausbildun g erreicht, so daß diese wahlweise beliebig als Haupt- oder Reservebehälter verwendbar sind. Wenn der eine Behälter während der Entleerung des anderen wieder gefüllt oder gegen, einen dritten Behälter ausgetauscht wird, ist ein ununterbrochener Betrieb gewährleistet, der praktisch keiner weiteren Überwachung bedarf.
• Im Falle der Verwendung von Membranventilen, an deren Stelle sinngemäß auch gegenläufig wirkende Kolben od. dgl. treten können, wird die Anordnung zweckmäßig so getroffen, daß jede Membran in beiden Endlagen ihres Hubes abwechselnd je einen von zwei Ventilquerschnitten verschließt.
• Vorteilhaft wird das Leerwerden des jeweiligen Behälters bzw. die erfolgte Umschaltung auf den anderen Behälter noch mittels eines durch die Strömung bzw. durch den Druck des Mediums betätigten, Gerätes angezeigt, das über optische und/oder akustische Mittel den Urnschaltvorgang und/oder die jeweilige Stellung der Umschaltvorrichtun#g nach außen erkennbar macht. Ein derartiger, von der automatischen Umschaltvorrichtung ausgehender Impuls kann gleichzeitig :#ur Einleitung weiterer Steuerungsvergänge, etwa zur Neufüllung des geleerten Behälters, benutzt werden.
• Die Zeichnung veranschaulicht den Gegenstand der Erfindung an Hand von zwei schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispielen, und zwar zeigt Abb. 1 eine Umschaltvorrichtung mit in einem ge- meinsamen Gehäuse angeor-dneten Membranventilen unter Andeutung der zu entleerenden Behälter und Abb. 2 eine gleiche Vorrichtung mit in Zylindern geführten Steuerkolben.
• Die Umschaltvorrichtung besteht aus dem zweiteiligen Gehäuse 1 und l"; zwischen den beiden Gehäusehälften ist eine durch-,geheria'e Mernbran2 eingespannt, die im Bereich derVentilsitze3,3'und4,4' mit Dichtflächen.5, 5" und 6, 6' ausgestattet ist. Die den jeweiligen Membranteilen.9 bzw. 10 benachbarten Kammern7, 2' bzw. 8, 8' stehen wechselseitig über die Kanäle 11 und 12 miteinander in Verbindung.
• Der Zutritt des Mediums- in die Vorrichtung erfolgt über die Anschlüsse 13 und ' 14, deren jeder ein Ventil 15 bzw. 16 enthält, während der Kana123 dem Ab- gang des Mediums dient. In der unteren Gehäusehälfte l' sind außerdem zwei Druckentlastungsventile 17 und 18 angeordnet, di6 durch die von den Meinbranteilen 9 bzw. 10 beeinflußten: Stößel 19 bzw. 20 betätigt werden. Der Druckentlastungskanal 21 führt durch den Anschluß 22 ins-Freie.
• Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Die beiden zu entleerenden Behälter I und II werden mit den Anschlüssen 13 und 14 der Vorrichtung verbunden. Soll der Behälter I als erster entleert werden, so wird zunächst das Absperrventil 15 geöffnet. Das Medium strömt dann vom Behälter I über das offenstehende Membranventil 3, 5 in die Kämmer 7 und von dieser durch den Verbindungsleanal 11 in die Kammer 8'. Der sich hier aufbauende Druck- schließt über die Membranfläche 10 das Membranventil 4, 6 und somit die Verbindung zum Behälter II. Dieser Vorgang spielt sich im Bruchteil einer Sekunde ab, so daß praktisch sofort nach dem Öffnen des Absperrventils15 das Ventil16 ebenfalls geöffnet werden kann. Aus dem Behälter II kann jedoch das Medium zunächst nur bis zum Ventil 4, 6 gelangen" das auch weiterhin geschlossen bleibt, da die auf die große Unterseite der Membranfläche 10 wirkende Kraft größer ist als diejenige, die auf die kleine Diehtfläche 6 wirkt, das Ventil 4, 6 also nicht durch den Druck des Mediums aus dem Behälter II geöffnet werden kann.
• In dieser Schaltstellung gelangt nunmehr das aus dem Behälter I kommende Medium von der Kammer 8' über das zwangläufig geöffnete Membranventil 4, 6' in den Kanal 23, von dem aus es die Vorrichtung zur Verbrauchsstelle hin verläßt.
• Sinkt der Druck durch Leerwerden des Behälters I auf einen vorbestimmten kleinsten Wert, auf Grund dessen er nicht mehr imstande ist, der Kraft der Fe#-.der24 sowie dem auf der Dichtfläche6 ruhenden Druck des BehältersII das Gleichgewicht zu halten, so wird durch den Federdruck und den Druck des Mediums das Membranventil 4, 6 geöffnet und dabei zwangläufig das GegenventilI', 6' geschlossen. Das Medium strömt aus dem Behälter II über die Kammer 8 und den Verbindungskanal 12 zur Kammer 7', schließt hier - entgegen dem Druck der Feder 25 - das Membranventil 3,5, wobei. es gleichzeitig das Ventil 3', 5', öffnet. Nunmehr kann das Medium durch dieses Ventil hindurch in den Kanal 23 Übertreten, von dem aus es in, gleicher Weise wie das vorher dem Behälter I entströmte Medium zur Verbrauchsstelle gelangt.
• Während dieses Entleerungsvorganges kann der Behälter I entweder neu gefüllt oder gegen einen vollen Behälter ausgetauscht werden. Sobald der Behälter II entleert ist, wiederholt sich das Spiel mit umgekehrtem Sch&Itablauf, und es kann, auf diese Weise durch die in stetiger Folge wechselseitige Entleerung ein ununterbrochener Betrieb erreicht werden.
• Die Druckentlastungsventile 17 und 18 werden beim Niedergehen der entsprechenden, Membranfläche durch die Stößel 19 bzw. 20 betätigt und setzen die jeweils nicht unter Druck stehende Kammer mit der Außenr luft in Verbindung. Dadurch wird die betreffende Kammer völlig drucklos gemacht und auch in diesem Zustand erhalten, was vor allem dann von Bedeutung ist, wenn etwa eines der Membranventile oder aber die Membran selbst eine Undichtheit aufweisen sollte. In der gezeichneten Stellung sind auf diese Weise die Kammern, 7' und 8 nebst dem Verbindungskanal 12 über den, Druckentlastungskanal 21, 22 mit der Außenluft verbunden, Bei der Vorrichtung nafch Abb. 2, die unter Weglassung aller Nebensächlichkeiten lediglichdiewesentlichsten Teile wiedergibt, sind an Stelle der Menibran zwei Kolben 26 und 27 vorgesehen, die in im Gehäuse 28 liegenden Zylindern gleiten. Das vom zuentleerenden Behälter kommende Medium tritt durch den Anschluß 29 in die Kammer 30 ein, gelangt von dieser durch den Verbindungskan2131 in die Kammer32 und anschließend in den zur Verhrauchsstelle führenden Kanal 33. Nach Entleerung des Behälters werden infolge des abfallenden Druckes das Eigengewicht des Kolbens 26 sowie die Kraft der in diesem befindlichen Feder34 wirksam, so daß der Kolben absinkt und dem durch den Anschluß 35 zuströmenden Medium aus dem zweiten Behälter den Weg freigibt. Das Medium gelangt dann über den, Kanal 36 in die Kammer 37, in der es den Kolben27 entgegen der Wirkung der Feder 38 soweit anhebt, daß der Anschluß 29 versperrt, die Verbindung der Kammer37 mit dem Ab- gangskanal 33 dagegen geöffnet wird. Das Medium kann nun ungehindert vom Anschluß 35 durch die Vorrichtung zur Verbrauchsstelle strömen. Die Zapfen 39 bzw. 40 an. der unteren Stirnseite der Kolben 26 und 27 dienen dazu, die un-tere Kolbenlage sc> zu begrenzen, daß beim Umschaltvorgang das Medium, das oberhalb des jeweils, niedergehenden Kolbens in den freigegebenen, Verbindungskanal einströmt, ungehindert unter den anzuhebenden, Kolben, und anschließend in den Abgangskarral gelangen, kann.
• Die Erfindung läßt sich sinngemäß in der verschiedensten Weise verwirklichen und ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Bauform und gegenseitige Zuordnung der Einzelteile der Vorrichtung sind im Rahmender angestrebten Wirkungsweise völlig beliebig und richten sich lediglich nach den jeweiligen Erfordernissen des Einzelfalles. Auch können insbesondere der Umschaltvorgang selbst und/oder die jeweilige Stellung der Umschaltvorrichtung über optische unid/oder akustische, durch die Membran- bzw. Kolbenbewegung oder durch den Druck des Mediums betätigte Mittel nach außen erkennbar gemacht werden. Dabei kann die Anzeige sowohl mit Hilfe von elektrischen Druckschaltern, die an die Kammern der Vorrichtung angeschlossen sind, als auch mit Hilfe von, durch die Membranbewegung betätigten Schaltern bewirkt werden. Gleichzeitig können von diesen Impulsgebern auch andere Schaltvorgänge, etwa die Umschaltung von Pumpen zur Nachfüllung des jeweils leer gewordenen Behälters, ausgelöst werden. Auch kann im Bedarfsfall jedes Ventil in einem eigenen: getrennten, Gehäuse untergebracht werden, wobei die einzelnen Kammern durch Rohrleitungen od. dgl. miteinander in Verbindung stehen.
• Der Anwendungsbereich der erfindurigsgemäßen Vorrichtung umfaßt die Entleerung von Behältern mit verdichteten, unter Vakuum stehenden oder verflüssigten Gasen, ebenso wie von solchen mit unter Eigen- oder Frernddruck stehenden Flüssigkeiten sowie von Behältern mit verflüssigten Feststoffen. Dabei kann an jeder An#schlußstelle statt eines einzigen Behälters im Bedarfsfall auch eine aus einer Mehrzahl von untereinander verbundenen Behältern bestehende Behältergruppe zur gemeinsamen Entleerung angebracht werdend. In allen Fällen wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung ein zuverlässiger, völlig selbsttätig arbeitender ununterbrochener Entleerungsbetrieb ermöglicht.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Selbsttätige Umschaltvorrichtung für flüssige oder gasförrnige Medien enthaltende Behälter, von denen jeweils der eine sich im Entleerungszustand befindet, während ein zweiter als Reservebehälter dient, mit zwei getrennten Leitungszügen für Betriebs- und Reservemedium und in diesen Leitungszügen angeordneten je zwei Ventilen für Einlaß und Auslaß sowie einem dazwischenliegenden Druckentlastungsventil, dadurch gekennzeichnet, daß das betriebsmäßig fließende Medium, solange es noch unter ausreichendem Druck steht, durch diesen Druck im Leitungszug des Reservernediunis liegende membran- oder kolbengesteuerte Ventile (3, 5; 3', 5'; 4, 6; 4', 6') verschließt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine solche Anordnung und Ausbildung der Ventile (3, 5; 3, 5'; 4, 6; 4, 6') sowie durch eine solche wechselseitige Verbindung der diese Ventile enthaltenden Druckkammern (7, 7'; 8, W), daß der im Betriebsbehälter herrschende Druck die im Leitungszug des Retriebsmediums liegenden Ventile zwangläufig öffnet bzw. offenhält, dagegen die im Leitungszug des Reservemediums liegenden Ventile zwangläufig schließt bzw. geschlossen hält und so dem Reservemedium den Zutritt zu seinen Druckkammern versperrt. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennz,eichnet durch eine gleichartige Ausgestaltung und Anordnung der Ventile für die beiden Behälter (I, II) derart, daß diese wahlweise als Haupt- oder Reservebehälter verwendbar sind. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3 unter Verwendung von Mernbranventilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranen (9, 10) in beiden Endlagen ihres Hubes abwechselnd je einen von zwei Ventilquerschnitten (3, 3', 4, 4') verschließen. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch vorzugsweise einstellbare Federn (24, 25) od. dgl. zur Vorbelastung der Membranen (9, 10) oder Kolben (26, 27). 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das für jedes Kaminerpaar (8, 7'; 7 -, 8') vorgesehene Druckentlastungsventil (17, 18) in der jeweiligen Membran-Endlage durch el die Membran (9 bzw. 10) betätigt wird. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zuleitungen (13, 14) von den Behältern (I, II) für das Medium den Schaltvorgang im Bedarfsfall willkürlich beeinflussende Absperreinrichtungen (15,16) vorgesehen sind. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch die Strömung oder durch den Druck des Mediums betätigtes Anzeigegerät vorgesehen ist, das über optische undloder akustische Mittel den Umschaltvorgang und/oder die jeweilige Stellung der Umschaltvorrichtung nach außen erkennbar macht. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch ein zweiteiliges Ge- häuse (1, l'), in dem die die Ventile aufnehmenden Kammern (7, V, 8, 8') paarweise untergebracht sind, wobei im Falle der Verwendung einer Meinbran (2) diese durchgehend zwischen den beiden Gehäusehälften eingelegt ist und beiderseits Dichtflächen (5, 5'; 6, 6') zum Verschluß der Ventilquerschnitte (3, 3'; 4, 4') trägt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 619 056; deutsche Auslegeschrift Nr. 1 021669; britische Patentschrift Nr. 529 061; USA.-Patentschriften Nr. 2 483 312, 2 747 596.