DE1165363B

DE1165363B - Druckbehaelter mit einem Ventil

Info

Publication number: DE1165363B
Application number: DEM43984A
Authority: DE
Inventors: Jean Mercier
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1960-01-14
Filing date: 1960-01-14
Publication date: 1964-03-12

Description

Druckbehälter mit einem Ventil Die Erfindung betrifft einen Druckbehälter mit einem starren Gehäuse und einer nachgiebigen Trennwand, die den Behälter in zwei Druckräume unterteilt, von denen mindestens einer eine Druckmittelöffnung mit einem Ventil aufweist, das mit einem elastischen Schließglied versehen ist und bei nahezu entleertem Druckraum von der Trennwand geschlossen wird.
Bei einem solchen Druckbehälter soll Druckmittel rasch in einen der Druckräume einströmen und auch zügig wieder aus ihm ausströmen können. Beim Ausströmen soll aber die Öffnung dann verschlossen sein, wenn die Trennwand in die Nähe der Öffnung kommt, damit sie nicht vom Druck des noch im gefüllten Druckraum befindlichen Mediums in die Öffnung gepreßt und dadurch beschädigt wird.
Um das zu erreichen, ist ein Ventil in der Öffnung des Druckraumes, der beim Betrieb des Behälters geleert werden kann, vorgesehen. Es ist bekannt, ein solches Ventil mit einem Ventilteller oder einer ähnlichenVerbreiterung zuversehen, der mit seinem. Schaft gleitend geführt und von einer Feder in Offenstellung gehalten wird. Die sich ausdehnende Trennwand legt sich auf den Ventilteller und drückt ihn in Schließstellung. Dabei ist nicht ganz ausgeschlossen, daß die Trennwand auf die Dauer an den Kanten des Ventiltellers beschädigt wird oder daß, z. B. weil die Schaftführung zu stark reibt, das Ventil nicht rasch genug schließt und Teile der Trennwand in einen noch offenen Spalt kommen.
Weiter ist bekannt, die Öffnung durch eine elastische Scheibe zu überdecken, die sich unter dem Druck der Trennwand dichtend auf den Rand der Behälteröffnung legt. Eine dafür brauchbare Scheibe muß aus dünnem Stahl bestehen, wenn sie genügend elastisch, beweglich und haltbar sein soll. Sie weist daher scharfe Kanten auf, die unter besonderen Umständen, z. B. bei sich ungleich ausdehnender oder anlegender Trennwand ebenfalls der Trennwand gefährlich werden können.
Es ist auch bekannt, die Auslaßöffnung eines Behälters mit einer gelochten Metallscheibe abzudekken und auf die Innenseite der Metallscheibe eine in gleicher Weise gelochte Platte aus Gummi oder einem entsprechend elastischen, zusammendrückbaren Werkstoff anzubringen. Die Löcher sollen den Durchtritt von Druckmittel erlauben. Wenn sich die Trennwand auf die elastische Platte legt, soll sie von dieser so zusammengedrückt werden, daß sich die Löcher schließen und so ebenfalls das Einquetschen von Teilen der Trennwand in Auslaßöffnungen verhindert wird. Die Brauchbarkeit dieser Anordnung hängt aber sehr von den Eigenschaften der elastischen Platte ab, die zudem auch auf sehr lange Zeit beständig gegen das Druckmittel und etwa in diesem enthaltene Verunreinigungen sein muß: Einen solchen Werkstoff zu finden ist nicht leicht; Ermüdung und Änderungen in den Stoffeigenschaften können in unkontrollierbarer Weise dazu führen, daß die Trennwand doch nicht im erhofften Maß geschont wird und daß sich die Durchlaßöffunngen bleibend verengen. Beim Zusammenpressen der Platte kommen Teile von ihr auf die Löcher der Stützscheibe, werden also nicht mehr abgestützt und können so bei starken Druckunterschieden in kleinen Bereichen abgeschert werden oder einreißen.
Diese Nachteile werden nach der Erfindung dadurch beseitigt, daß das Ventil ein an sich bekanntes, aus einem die Öffnung überdeckenden, porösen Stützglied und einem biegsamen Schließglied bestehendes selbsttätiges Lappenventil ist, dessen elastisches Schließglied Durchbrechungen aufweist, die auch bei Auflage des Schließgliedes auf dem Stützglied einen Durchgang von Druckmittel durch das Ventil erlauben.
Es ist zwar bekannt, in Leitungen Ventile einzubauen, welche einen porösen oder durchbrochenen Stützkörper und einen als Lappen ausgebildeten Schließkörper haben. Auch ist bekannt, den Flüssigkeitsstrom durch eine Leitung in eine Richtung mehr oder weniger frei, in der Gegenrichtung nur gedrosselt fließen zu lassen. Derartige Ventile werden aber ausschließlich vom Druck der Leitung beeinflußt, in welcher sie untergebracht sind und verwenden zum Teil verhältnismäßig harte Schließglieder, welche scharfe Kanten haben und sich insbesondere in Offenstellung diese Kanten vorschiebend vorwölben. Sie sind daher nicht dazu geeignet und auch nicht dazu bestimmt, die schützende Abdeckung einer Behälteröffnung zu bilden, auf der sich eine Trennwand, ohne Gefahr beschädigt zu werden, stützen kann.
Nach der Erfindung wird dagegen ein sicherer Abschluß erreicht, der auch großen Druckunterschieden standhält. Das Schließglied ist auf der porösen Unterlage gut abgestützt und kann so dem Druck der Trennwand ohne weiteres standhalten. Schließen sich dabei die Durchbrechungen, weil das Schließglied stark elastisch zusammendrückbar ist, so bleiben alle seine Teile abgestützt und können nicht abgeschert werden. Das Ventil arbeitet leise und sicher, hat eine lange Lebensdauer und gibt der Trennwand eine sichere Stütze ohne Spalte oder Kanten, so daß auch diese eine lange Lebensdauer hat.
In der Zeichnung ist die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Druckspeicher mit einem Ventil nach seinem ersten Ausführungsbeispiel, F i g. 2 einen vergrößerten Ausschnitt des Ventils nach F i g. 1, F i g. 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Längsschnitt durch einen Druckspeicher mit einer zweiten Ausführungsform eines Ventils.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den F i g. 1 und 2 weist der Druckspeicher ein starres Gehäuse 61 mit einer biegsamen Trennwand 62 auf, welche eine einem Gaseinlaß 63 zugeordnete Kammer von einer anderen, einem öleinlaß 64 zugeordneten Kammer trennt.
Das Gehäuse des Druckspeichers besteht aus zwei becherartigen Schalen 66, 67,, die einen im wesentlichen zylindrischen Mittelteil und daran anschließende kugelige Stirnwände bilden. Sie haben denselben Außendurchmesser; die Schale 67 ist länger als die Schale 66. Im Rand 68 jeder Schale ist eine Hohlkehle 69 ausgespart; zwischen den Hohlkehlen ist der verdickte Rand 71 der Trennwand 62 eingespannt.
Die Trennwand 62 besteht aus natürlichem oder künstlichem Gummi und hat in ungedehntem Zustand die Form einer Kreisscheibe, deren Außendurchmesser beträchtlich größer, als der Innendurchmesser der Schalen 66 und 67 ist. Sie hat eine Mittelöffnung 72. Die Ränder 68 der Schalen werden mit Hilfe einer in der Achse des Druckspeichers angebrachten Stange 73 gegeneinandergepreßt, welche die Mittelöffnung 72 der Trennwand 62 durchsetzt und durch Mittelöffnungen 74 und 75 die Stirnwände ; der Schalen durchdringt. Das obere, über die Stirnwand der Schale 66 vorstehende Ende 76 der Stange 73 trägt ein Gewinde; auf dieses ist eine Mutter 77 geschraubt. Auf das entgegengesetzte, ebenfalls mit einem Gewinde versehene Ende der Stange ist ein Verschlußstück 78 geschraubt. Dessen Gewindebohrung 79 (F i g. 2) stellt zugleich den öleinlaß 64 dar und paßt auf ein Gewinde 81 am Ende der Stange 73. Wenn die Mutter 77 und das Verschlußstück 78 fest eingedreht sind, werden die Schalen 66 und 67 so gegeneinandergepreßt, daß ihre Ränder 68 den Rand 71 der Trennwand sicher in der dargestellten Lage festhalten und eine zuverlässige Abdichtung zwischen den beiden Schalen an der Trennstelle bewirken.
Der Rand der Mittelöffnung 72 der Trennwand 62 ist fest und dicht an der Stange 73 befestigt mit Hilfe eines Klemmringes 84. Die Trennwand ist so bemessen und der Rand der Mittelöffnung ist an einer solchen Stelle auf die Stange 73 geklemmt, daß die Trennwand in ungespanntem Zustand, wie es in F i g. 1 dargestellt ist, von den Befestigungsstellen nach unten in die Schale 67 hinein durchhängt und so eine im wesentlichen kegelige Blase darstellt. Die Entfernung ihrer Außenfläche 85 von der Innenwand der Schale 67 nimmt vom Rand 71 ab ständig zu bis zu dem einwärts gekrümmten Boden 87 der Trennwand.
Zum Laden der oberhalb der Trennwand liegenden Kammer 88 des Druckspeichers mit Gas ist der Gaseinlaß 63 als Bohrung 89 in die Stange 73 eingearbeitet. Er ist durch ein an sich bekanntes und nicht dargestelltes Ventil abgeschlossen.
Das Verschlußstück 78 (F i g. 2) hat eine ringförmige Aussparung 91 auf seiner Innenseite, an deren Wand ein elastischer Dichtring 93 liegt. Er besteht z. B. aus Gummi und stellt eine flüssigkeitsdichte Verbindung her, wenn er beim Befestigen des Verschlußstücks 78 gegen die Außenfläche der Schale 67 in der Nähe des Randes der Mittelöffnung 75 gedrückt wird. Die Gewindebohrung 79 des Verschlußstücks 78 ist so lang, daß das Gewinde 81 der Stange nur einen Teil davon ausfüllt; Kanäle 95 verbinden die Oberfläche 96 im Mittelteil der Aussparung 91 mit dem unterhalb der Stange 73 noch freien Teil der Gewindebohrung 79.
Der untere Endabschnitt der Stange 73 hat einen kleineren Durchmesser als der darüberliegende Stangenteil, so daß eine Ringschulter 97 entsteht. An diese schließt sich nach unten ein nicht mit Gewinde versehener Teil 98. Das untere Ende der Stange ragt durch eine Mittelöffnung 99 einer porösen Stützplatte 101 aus gesinterter Bronze, deren äußere Randzone 102 auf ihrer Unterseite so gekrümmt ist, daß sie sich der Krümmung der Innenfläche der Schale 67 anschließend an deren Mittelöffnung 75 anschmiegt.
Zwischen der Stützplatte 101 und der Ringschulter 97 sitzt eine Hülse 103, an der eine Scheibe 104 aus biegsamem, elastischem Werkstoff, wie natürlichem oder künstlichem Gummi, befestigt ist. Die Scheibe weist mehrere kleine Durchbrüche 105 auf. Ihr Durchmesser ist so groß, daß sie die Innenfläche der Stützplatte 101 völlig überdeckt, wenn sie sich in ihrer Schließlage befindet.
Wenn der in F i g. 1 dargestellte Druckspeicher arbeiten soll, wird zuerst die Kammer 88 durch den Gaseinlaß 63 mit Druckgas gefüllt; der Einlaß wird dann mit Hilfe des Ventils dicht verschlossen gehalten.
Dringt durch den öleinlaß 64, das heißt die Gewindebohrung 79 des Verschlußstücks 7$, Öl ein, dessen Druck größer als der Gasdruck in der Kammer 88 ist, so fließt das Öl durch die Kanäle 95 und die durchlässige Stützplatte 101; hebt die Scheibe 104 im wesentlichen von der Innenfläche der Stützplatte ab und dringt in großer Menge in die unten liegende Ölkammer 106 des Druckspeichers ein. Die Zwischenwand 62 wird daher verformt, und das Gas in der Kammer 88 wird zusammengedrückt.
Fällt der Druck in der mit der Bohrung 79 verbundenen Leitung unter den Druck des in der Kammer 88 befindlichen Gases, so dehnt sich die Trennwand wieder nach unten aus und drückt Öl aus der Kammer 106 heraus. Sobald dieses auszuströmen beginnt, legt sich die Scheibe 104 gegen die Innenfläche 107 der Stützmatte 101: das C51 kann also nur noch durch die Durchbrechungen 105 der Scheibe 104, die Stützplatte 101 und die Kanäle 95 zu der Bohrung 79 abfließen.
Hat sich die Zwischenwand 62 so weit ausgedehnt, daß nahezu alles Öl aus dem Druckspeicher entfernt ist, so wird der Boden 87 der Trennwand unter Druck gegen die Scheibe 104 gelegt. Die Scheibe wird dadurch so verformt, daß sich die Durchbrechungen 105 schließen. Die Trennwand kann daher nicht beschädigt werden, wie es der Fall sein könnte, wenn sie unmittelbar gegen die Stützplatte 101 gedrückt würde.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 ist das Ventil in die COlkammeröffnung 111 des Gehäuses 110 eines an sich bekannten Druckbehälters eingesetzt. Das Ventil ist an einem Rohrstück 112 angebracht, das an der Ölkammeröffnung mit Hilfe einer Schweißnaht 113 befestigt ist und eine Bohrung 114 aufweist. Der innere Teil der Bohrung hat einen größeren Durchmesser, so daß eine Ringschulter 115 entsteht. Auf dieser liegt eine durchlässige Stützscheibe 116, deren innere Endfläche 117 eine Ebene mit dem inneren Ende 118 des Rohrstücks 112 bildet. Dieses Ende ist flanschartig verbreitert und legt sich gegen die Innenwand des Gehäuses 110. Auf dem Endteil des Rohrstücks ist mit Hilfe einer Schraube 119 eine Scheibe 121 aus nachgiebigem, elastischem Werkstoff befestigt, die sich über die Innenfläche der Stützscheibe 116 erstreckt und ein Klappenventil darstellt. Sie ist von kleinen Ausnehmungen 122 durchbrochen.
Der Druckbehälter nach F i g. 3 arbeitet im wesentlichen auf dieselbe Weise wie der Druckspeicher nach F i g. 1. Wenn Öl in das Gehäuse 10 gedrückt wird, klappt die Scheibe 121 von der inneren Endfläche der Stützscheibe 116 ab; wenn sich die Trennwand 124 ausdehnt und Öl aus dem Gehäuse herausdrückt, legt sich die Trennwand gegen die Scheibe 121 und preßt sie so zusammen, daß sich die Ausnehmungen 122 schließen und eine Beschädigung der Trennwand verhindert wird.
Ein Ventil ähnlich diesen Ausführungsbeispielen kann auch dazu verwendet werden, die Gaseinlaßöffnung eines Druckspeichers zu steuern.
Der Werkstoff des Schließglieds wird etwas härter gewählt als der der Trennwand, da das Schließglied vorwiegend dem Abrieb an der porösen Stützscheibe standzuhalten hat, während die Trennwand in erster Linie leicht biegsam und elastisch sein muß.

Claims

Patentansprüche: schlossenwird,dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil ein an sich bekanntes; aus einem die Öffnung überdeckenden, porösen Stützglied (101, 116) und einem biegsamen Schließglied (104, 121) bestehendes selbsttätiges Lappenventil ist, dessen biegsames Schließglied mindestens eine Durchbrechung (105, 122) aufweist, die auch bei Auflage des Schließgliedes auf dem Stützglied einen Durchgang von Druckmittel durch das Ventil erlaubt.
2. Druckbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen (105, 122) in einem Bereich liegen, der bei mindestens nahezu leerem Druckraum von der Trennwand (62, 124) überdeckt wird.
3. Druckbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff des Schließglieds (104, 121) härter ist als der Werkstoff der Trennwand (62, 124).
4. Druckbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließglied (104) mit seinem Mittelteil an das Stützglied (101) anliegend befestigt ist (F i g. 1 und 2).
5. Druckbehälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Gehäuseteile (66, 67, 78) des Behälters zusammenhaltende Stange (73) das Stützglied (101) und das Schließglied (104) des Ventils durchdringt und im Gehäuse (61) festlegt.
6. Druckbehälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließglied (104) mit einer Hülse (103) fest verbunden ist, welche von der Stange (73) durchdrungen und zwischen einer Ringschulter (9) dieser Stange und dem Stützglied (101) eingespannt ist, wodurch gleichzeitig das Stützglied gegen die Innenseite des Gehäuses (61) festgehalten ist.
7. Druckbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließglied (121) im Bereich seines Randes an das Stützglied (116) anliegend befestigt ist (F i g. 3). B. Druckbehälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Stätzglied (116) in eine Bohrung (114) eines den Behälterauslaß bildenden Rohrstückes (112) eingesetzt ist und mit seiner Innenfläche in einer Ebene mit der inneren Stirnfläche des Rohrstückes liegt, an welcher das Schließglied (121) befestigt ist. 1. Druckbehälter mit einem starren Gehäuse und einer nachgiebigen Trennwand, die den Behälter in zwei Druckräume unterteilt, von denen mindestens einer eine Druckmittelöffnung mit einem Ventil aufweist, das mit einem biegsamen Schließglied versahen ist und bei nahezu entleertem Druckraum von der Trennwand ge-In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 672 575, 921843, 941334, 951. 402, 1014 401; Patentschrift Nr. 11802 des Amtes für Erfindungs-und Patentwesen in der sowjetisch besetzten Zone Deutschlands; französische Patentschrift Nr. 942 447; britische Patentschrift Nr. 783 323; USA.-Patentschrift Nr. 2 909192.