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Vorrichtung zum Umfüllen von Flüssiggas in Kleinbehälter Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zum Umfüllen von Flüssiggas in abgemessenen Teilmengen
aus einem Vorratsbehälter in kleine Aufnahmebehälter, z. B. in Brennstoffbehälter
für Gasfeuerzeuge.
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Es ist bekannt, zum Füllen von druckfesten Vorratsbehältern größerer
Abmessungen mit Flüssiggas einen an einer Gleitführung zwischen Anschlägen verschiebbar
gelagerten Zylinder zu verwenden, der einen gleichfalls an der verlängerten Gleitführung
verschiebbar gelagerten Kolben enthält, wobei der Kolben eine in mittlerer Höhe
seitlich in den Zylinder einmündende, mit einem Rückschlagventil versehene Zuführungsleitung
steuert und der Zylinder an seinem der Kolbenstange abgekehrten Ende ein am Zylinderboden
verschiebbar gelagertes Auslaßventil aufweist, das auf ein Einlaßventil des zu füllenden
Behälters paßt und beim Vorschieben des Zylinders gegen den Behälter geöffnet wird.
Der Kolben dient dazu, die zunächst in den Zylinder eingefüllte Flüssiggasmenge
mit erhöhtem Druck in den Aufnahmebehälter überzuschieben, damit beim späteren Entleeren
des gefüllten Behälters zum Speisen beispielsweise von Brennern trotz zunehmender
Entleerung ein so hoher Druck im Behälter aufrechterhalten bleibt, daß eine vorzeitige
Verdampfung des flüssigen Gases im Druckbehälter vermieden wird. Eine derartige
Abfüllvorrichtung stellt eine größere Anlage dar, die zur Abgabe von Flüssiggas
in kleinen abgemessenen Teilmengen nicht geeignet ist.
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Abweichend hiervon bezieht sich die Erfindung auf eine zur Betätigung
von Hand bestimmte Umfüllvorrichtung, die zum Füllen von Kleinbehältern mit Flüssiggas
aus einer den Gasvorrat enthaltenden Druckflasche bestimmt ist. Die Vorrichtung
weist gleichfalls einen Abfüllzylinder und einen darin verschiebbaren Kolben auf,
der die Gaszuführungsleitung des Zylinders steuert und mit Ein- und Auslaßventilen
des Zylinders derart zusammenwirkt, daß beim Verschieben des Kolbens im Zylinder
zur Vergrößerung seines Gasaufnahmeraumes das Einlaßventil geöffnet und das Auslaßventil
geschlossen, bei entgegengesetzter Bewegung das Einlaßventil geschlossen und das
Auslaßventil geöffnet wird.
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Um nach diesem bekannten Prinzip ein kleines, handlich zu bedienendes
Gerät zu erzielen, das ohne Lagerung an äußeren Gleitführungen unmittelbar an einer
Vorratsflasche angebracht und von Hand durch Andrücken der zu füllenden Kleinbehälter
bedient werden kann, weist der Kolben eine als Zuführungsleitung zu dem Zylinder
dienende hohle Kolbenstange auf, die an ihrem in den Zylinder ausmündenden Ende
einen vor dem Kolbenkopf beweglich angeordneten Hilfskörper trägt, der bei einer
Relativbewegung zwischen dem Kolben und dem Zylinder eine begrenzte Axialbewegung
ausführt und dadurch einen Auslaß für das Flüssiggas öffnet und schließt. Mit der
hohlen Kolbenstange kann die Vorrichtung unmittelbar am Vorratsbehälter befestigt
werden, wobei die Kolbenstange als Gleitführung für den von Hand zu verschiebenden
Zylinder dient.
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In bevorzugter Ausführung kann ein Hilfskolben auf einem im Kolbenkopf
sitzenden Ventilkörper verschiebbar gelagert sein, wobei er eine mit Öffnungen versehene
Hohlkammer und einen Verschlußansatz aufweist, der beim Sperren der Zuführungsleitung
auf dem Ventilkörper zur Anlage kommt. In abweichenden Ausführungen kann jedoch
auch der Ventilkörper an seinem Austrittsende eine Kammer aufweisen, in der als
Verschlußansatz eine Ventilplatte angeordnet ist, oder der Kolben kann als begrenzt
verschiebbarer Hilfskörper auf der Kolbenstange sitzen, deren Bohrung über radiale
Bohrungen hinter dem Kolben in den Zylinder ausmündet, wobei der Kolben an seiner
Hinterfläche einen Dichtungsring aufweist, mit dem er sich an die Stirnfläche der
Kolbenstange abdichtend anlegt.
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Die Zeichnung zeigt Beispiele für die Ausführung der zum Umfüllen
von Flüssiggas in Kleinbehälter
dienenden Ausgabevorrichtung nach
der Erfindung und für unterschiedliche Ausbildungen ihrer Ein- und Auslaßventile,
und zwar zeigt Fig. 1 einen lotrechten Schnitt durch eine Ausführungsform einer
Ausgabevorrichtung für Flüssiggas, beispielsweise zum Füllen von Feuerzeugen, Fig.2
einen entsprechenden Schnitt durch eine etwas abgeänderte Ausgabevorrichtung, Fig.
3 einen Teilschnitt durch den unteren Teil dieser Vorrichtung mit der Auslaßdüse
in größerem Maßstab, Fig. 4 bis 7 Schnitte durch verschiedene Ausführungsformen
des in solchen Vorrichtungen vorzusehenden Einlaßventils und Fig. 8 einen Teilschnitt
entsprechend Fig. 3 durch einen anders gestalteten Auslaßdüsenteil.
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Wie Fig. 1 erkennen läßt, weist die Ausgabevorrichtung eine Kolbenstange
1 mit einer Längsbohrung 2 auf, die an ihrem oberen Ende mit einem
Außengewinde 3 versehen ist. In das untere Ende der Bohrung 2 ist ein Ventilkörper
4 eingeschraubt, der eine axiale Bohrung 5 und am unteren Ende einen Kopf
aufweist, auf dem ein mit einem Dichtungsring 8 A versehener Hilfskolben
6 begrenzt axial verschiebbar angeordnet ist. Der Hilfskolben ist mit einer
Stirnplatte 7 versehen, die Öffnungen 8 sowie eine Ventilplatte 9
aufweist, welche die Bohrung 5 verschließen kann. Zwischen dem unteren Ende der
Kolbenstange 1 und dem Kopf des Ventilkörpers 4 ist ein weiterer, als Hauptkolben
bezeichneter Kolben 12 fest auf dem Ventilkörper angeordnet und trägt ebenfalls
einen Dichtungsring 8 A .
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Das untere Ende der Kolbenstange 1 zusammen mit den beiden
Kolben ragt in einen vorzugsweise transparenten Zylinder 13 hinein, der zwischen
zwei Abschlußflanschen 14 und 15 eingespannt ist, die durch Schrauben
16 und Abstandsrohre 16A miteinander verbunden sind. Zwischen den Flanschen
und dem transparenten Zylinder sind zur Abdichtung Scheiben 17, 17A aus elastischem
Werkstoff vorgesehen. Der Flansch 14 ist verschiebbar auf der Kolbenstange
1 angeordnet.
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In einer zentralen Bohrung des unteren Flansches 15 ist eine
Auslaßdüse 18 mit axialer Bohrung 19
mittels einer Mutter
20 an dem inneren Rand der elastischen Scheibe 17A befestigt. Mittels
einer weiteren auf die Düse 18 aufgeschraubten Mutter 20A ist auf der Düse
eine Unterlegscheibe 20B befestigt, die sich von unten gegen einen auf der
Unterseite des Flansches 15 angeordneten elastischen Ring 20 C anlegt. Das obere,
in den Zylinder 13 hineinragende Ende der Auslaßdüse 18 ist fest mit einer
Haube 24 versehen, deren nach unten gerichteter Rand sich normalerweise auf
die elastische Scheibe 17A auflegt und dadurch einen Abschluß des Zylinders nach
unten bewirkt. Die Bohrung 19 der Düse ist durch einen Kanal 25 mit
einem innerhalb des Randes der Haube vorgesehenen Ringraum verbunden.
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In dem oberen Teil der Kolbenstange 1 ist ein Filter 1 A angeordnet,
das den Zutritt von Fremdstoffen in den Zylinder 13 verhindert. Es kann von
beliebiger Bauart sein; Bei der Verwendung der Ausgabevorrichtung wird an dem oberen
Ende- der Kolbenstange 1 ein Druckbehälter befestigt. Der Behälter kann beispielsweise
Flüssiggas, wie Butan, unter seinem eigenen Druck enthalten, das aus dem Behälter
durch das Filter 1 A in die axiale Bohrung- 2 -der Kolbenstange fließen kann.
Der Zylinder 13 befindet sich zunächst in der obersten Stellung.
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Durch Herabziehen des Zylinders wird der Hilfskolben 6 leicht
abwärts bewegt, so daß die Ventilplatte 9 von dem Ventilkörper
4 abgezogen wird und die Bohrung 5 freigibt. Das Flüssiggas kann daher durch
die Bohrung 5 und die Öffnungen 8 der Stirnplatte 7 in dem Maße in den Zylinder
13 einströmen, wie dieser abwärts gezogen wird.
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Um ein Feuerzeug oder einen ähnlichen Gegenstand zu füllen, wird die
Einfüllöffnung dieses Gegenstandes an die Auslaßöffnung der Düse 18 angesetzt
und ein Druck nach oben ausgeübt, wodurch der Zylinder 13 etwas aufwärts bewegt
wird. Hierbei ergibt sich eine leichte, unabhängige Aufwärtsbewegung der Auslaßdüse
18 gegenüber dem Flansch 15, die genügt, um den Rand der Haube 24
etwas von der nachgiebigen Scheibe 17A abzuheben, so daß Flüssiggas durch den Kanal
25 und die Bohrung 19 in das Feuerzeug gelangt. Währenddessen bewegt sich der Hilfskolben
6 ebenfalls etwas nach oben und schließt mit der Ventilplatte 9 die Bohrung
5 des Ventilkörpers 4 ab.
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Das Feuerzeug kann von der Düse 18 abgenommen werden, bevor
oder nachdem der Zylinder 13 in seine unterste Stellung bewegt worden ist,
wodurch er sich wieder mit Flüssiggas füllt. Danach kann der Vorgang mit dem gleichen
oder einem anderen Feuerzeug wiederholt werden.
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Das untere Ende der Auslaßdüse 18 ist den Einfüllöffnungen
einer bestimmten Sorte von Feuerzeugen angepaßt, und die Düse kann gegen solche
mit anderer Gestalt ausgewechselt werden, damit die Vorrichtung jeweils für das
Feuerzeug, für dessen Füllung sie bestimmt ist, verwendet werden kann. Es ist auch
möglich, die Düse zweiteilig zu machen und jeweils nur das untere Ende austauschbar
zu machen.
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Bei der in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsform stimmen die
Kolbenstange 1, der Ventilkörper 4 und die beiden Kolben 12, 6 im wesentlichen mit
denen des zuerst beschriebenen Beispiels überein. Der Dichtungsring 8A des
Hilfskolbens befindet sich hierbei zwischen der Stirnplatte 7 und dem topfförmigen
Hilfskolben 6. Der Kolben 12 besteht aus einer Man-
schette
aus nachgiebigem Werkstoff, die zwischen zwei Scheiben 10 und 11 eingespannt
ist. Die den
Zylinder 13 zwischen den beiden Flanschen 14 und 15 haltenden
Schrauben sind als Schraubbolzen 16 ausgebildet, die durch Muttern angezogen werden.
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Die Befestigung der Auslaßdüse 18 an der Scheibe 17A erfolgt in der
gleichen Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel mittels einer Mutter 20. Zwischen
der weiteren auf die Düse aufgeschraubten Mutter 20A und dem Flansch 15 ist hier
aber statt eines nachgiebigen Ringes eine Schraubenfeder 21 vorgesehen.
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An ihrem oberen Ende ist die Düse 18 mit einem Flansch versehen,
der auf seiner Unterseite eine Ringnut 23 aufweist, von der durch den Flansch hindurchgehende
Öffnungen 22 ausgehen. Auf den Flansch ist eine Haube 24 so aufgepreßt
oder in anderer Weise befestigt, daß zwischen ihr und dem Flansch ein flacher
Kanal 25 verbleibt. Der Flansch und die Haube 24 werden mit ihrem gemeinsamen
Rand durch die Feder 21 von oben gegen die Scheibe 17 A gedrückt.
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Die Vorrichtung kann mittels einer auf das obere Ende der Kolbenstange
1 aufgeschraubten Mutter 26
an einem ringförmigen Teil eines Halters
27 befestigt
werden. In diese Mutter hinein kann ein Anschlußstutzen
eines nicht dargestellten Druckbehälters für Flüssiggas eingeschraubt werden.
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Das Abzapfen von Flüssiggas findet bei dieser Vorrichtung in genau
der gleichen Weise wie bei der zuerst beschriebenen statt.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig.4 ist die Stirnplatte 7 des Hilfskolbens
6 auf ihrer Oberseite mit einem konischen Ansatz 7A versehen, der die zentrale Bohrung
5 des Ventilkörpers 4 abschließen kann. Er ist außerdem mit einer sich durch
die Bohrung 5 erstreckenden stabförmigen Verlängerung 7B versehen, die am oberen
Ende eine Erweiterung aufweist, welche die Abwärtsbewegung des Hilfskolbens 6 und
des konischen Ansatzes 7A von dem Ventilkörper 4 begrenzt.
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Bei der Bauart nach Fig. S ist statt des Hilfskolbens eine fest mit
dem Ventilkörper 4 verbundene Kammer 26 vorgesehen, deren konische
Stirnplatte 7 mit einer mittleren Öffnung 8 versehen ist. Innerhalb der Kammer
26 befindet sich eine Ventilplatte 9, die sich wechselweise gegen
das untere Ende des Ventilkörpers 4 oder auf die (Öffnung 8 der konischen
Stirnplatte 7 aufsetzen kann.
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Bei einer Aufwärtsbewegung des Zylinders 13
durch das zu füllende
Feuerzeug drückt das durch die Öffnung 8 in die Kammer 26 eintretende Flüssiggas
die Ventilplatte 9 gegen den Ventilkörper 4 und schließt dessen Bohrung 5 ab. Beim
Nachlassen des Drucks, z. B. durch Herabziehen des Zylinders 13, fällt die Ventilplatte
9 auf den Boden der Kammer 26 und ermöglicht es dem Flüssiggas, durch die Bohrung
5 in die Kammer 26 und aus dieser um die Ventilplatte 9 herum durch die Öffnung
8 in den Zylinder 13 zu gelangen.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 befindet sich in dem Ventilkörper
4 keine Bohrung. Statt dessen ist eine besondere Art von Gewinde zwischen dem Ventilkörper
und der Kolbenstange 1 vorgesehen, an dessen oberem und unterem Ende ein
größerer Zwischenraum als üblich vorhanden ist. Dieser Zwischenraum ermöglicht es
dem Flüssiggas, durch die Gewindegänge und durch eine oder mehrere (Öffnungen des
Kolbens 12 in einen Raum zwischen diesem Kolben und dem darunter angeordneten,
mit der als Dichtungsring ausgebildeten Ventilplatte 9 versehenen Hilfskolben 6
und schließlich durch eine Öffnung des Hilfskolbens und den Zwischenraum zwischen
diesem Hilfskolben und einer Abstandsschraube 30 hindurch in den Zylinder 13 zu
gelangen. Bei der durch das Andrücken des zu füllenden Feuerzeuges gegen die Auslaßdüse
erfolgenden Aufwärtsbewegung des Zylinders 13 wird der Hilfskolben
6 nach oben mitgenommen, bis er sich mit dem Dichtungsring gegen den Ventilkörper
4 anlegt und dadurch den Zylinder von der Flüssiggaszufuhr absperrt.
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Bei der in Fig. 7 dargestellten Bauart sitzt der Kolben
12 derart auf dem unteren Ende der Kolbenstange 1, daß er sich nach
Maßgabe einer auf eine Verlängerung der Kolbenstange aufgeschraubten Mutter 1A axial
etwas hin- und herbewegen kann. Die obere Stirnfläche des Kolbens trägt die als
Dichtungsring ausgebildete Ventilplatte 9, während die untere Stimfläche konkav
ist oder Nuten 12B aufweist. Als Austritt für das Flüssiggas aus der Bohrung 2 der
Kolbenstange 1 sind radiale Bohrungen 32 vorgesehen, die oberhalb des Kolbens
12 in den Zylinder 13 ausmünden, dessen oberer Abschlußflansch
14 durch einen Dichtungsring 35 gegen die Kolbenstange 1 abgedichtet
ist. Bei einer Aufwärtsbewegung des Zylinders 13 wird der Kolben
12 mitgenommen. Er legt sich mit dem Dichtungsring gegen die untere Stirnfläche
der Kolbenstange 1 an und unterbricht dadurch die Verbindung zwischen dem
unteren Teil des Zylinders und der Bohrung 2 der Kolbenstange 1.
Bei
einer weiteren Aufwärtsbewegung des Zylinders durch Andrücken eines Feuerzeuges
gegen die unten vorgesehene Auslaßdüse gelangt Flüssiggas in das Feuerzeug. Gleichzeitig
strömt Flüssiggas aus der Bohrung 2 durch die Bohrungen 32 in den sich vergrößernden
oberen Teil des Zylinders 13. Bei einer darauffolgenden Abwärtsbewegung des
Zylinders wird der Kolben 12 mitgenommen und öffnet dadurch einen Ringspalt
zwischen sich und der unteren Stirnfläche der Kolbenstange 1, so daß Flüssiggas
aus der Bohrung 2 in den unteren Teil des Zylinders gelangen kann.
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Die in Fig. 8 dargestellte Auslaßdüse 18 unterscheidet sich, von der
in Fig. 1 gezeigten abgesehen, von ihrem unteren Ende dadurch, daß der elastische
Ring 36 völlig in einer Ausnehmung des Flansches 15 angeordnet ist und die Unterlegscheibe
38 den gleichen Außendurchmesser wie der Ring hat.
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Die Vorrichtung kann derart ausgebildet sein, daß die Aufundabbewegung
des Zylinders nicht von Hand, sondern mechanisch geschieht. Auch ist es möglich,
daß der Zylinder 13 feststehend und die Kolbenteile beweglich sind, wobei
deren Bewegung wiederum von Hand oder mechanisch erfolgen kann. Im letzteren Fall
kann dann das Feuerzeug unbeweglich gehalten werden. Eine solche Anordnung wird
aber etwas komplizierter und ergibt auch bezüglich der Herstellung einige Schwierigkeiten.
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Sollte es vorteilhafter erscheinen, den Druckbehälter für das Flüssiggas
in einigem Abstand von der Vorrichtung vorzusehen, so kann beispielsweise ein biegsamer
Schlauch für die Weiterleitung vorgesehen werden.