DE1551574A1

DE1551574A1 - Fuellvorrichtung zum Fuellen von Druckgasflaschen,insbesondere fuer Atemschutzgeraete

Info

Publication number: DE1551574A1
Application number: DE19671551574
Authority: DE
Original assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 1967-05-24
Filing date: 1967-05-24
Publication date: 1970-03-05
Also published as: DE1551574B2; CS153012B2; DE1551574C3; FR1560771A; GB1183563A

Description

Drägerwerk, Heinr. I Bernh. Präger, Lübeck , M oisllnger Allee 53/55

Füllvorrichtung zum Füllen von Druckgasflaschen. Insbesondere für Atemschutzgeräte

Insbesondere zum Füllen der in den Atemschutzgeräten verwendeten Druckgasflaschen 1st es bekannt, die zu füllenden Flaschen an Druckgasvorratsflaschen anzuschließen, die ein wesentlich größeres Volumen haben. Nach-dem Offnen der Absperrventile strömt das Druckgas aus der Vorratsflasche aber, wobei der Fülldruck der zu füllenden Druckgasflaschen am Ende des Füllvorgangs jeweils kleiner ist als der sinkende Vorratsdruck der Vorratsflasche. Mit nachlassendes Vorratsdruck der Vorratsflasche werden naturgemäß auch die Flaschen der Atemschutzgeräte nur bis zu einem geringeren Druck aufgefüllt. Zur Vermeidung dieses Machteile ist auch die sogenannte laskadenumfüllung bekannt, bei der mehrere Vorratsflaschen nebeneinander geschaltet sind, und die Auf füllung der zu füllenden Druckgasflaschen zunächst mit einer Vorratsflasche beginnt. Wenn der Umfüllvorgang beendet ist,

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wird die erste Vorratsflasche abgeschlossen und die nächste Vorratsflasche angeschlossen, usw. Auf diese Weise kann man den Fülldruck annähernd bis zu dem höchsten Druck der letzten Vorratsflasche bringen.

Um die geschildetten Nachteile zu vermeiden,sind weiterhin Umfüllpumpen bekannt, die entweder von Hand oder von einem Elektromotor angetrieben werden. Mit diesen Pumpen können die Vorratsflaschen dann auf den Jeweils gewünschten Enddruck unabhängig vom Druck der Vorratsflasche gebracht werden. Diese Umfüllpumpen sind kostspielig. Die Handunfüllung ist anstrengend. Die Umfüllung mit einer elektrischen Pumpe setzt elektrische Energie voraus.

Die Erfindung erstrebt eine Umfülleinrichtung, die von einer elektrischen Stromquelle unabhängig und die einfach la Aufbau und deren Betätigung nicht anstrengend ist. Die Erfindung betrifft ein· Falleinrichtung sub überfallen eines Druckgases alt niederes Druck auf Druckgasflaschen mit eines höheren Druck, insbesondere für Druckgas-Atemsehutigerite. Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe da durch, da· ein axial verschiebbarer Kolben mit abgestuftem Durehmesser mit dem Kolbenteil des kleineren Durchmesser» In eine mit Ein- und Auslaßventilen versehene Kammer für den höheren Druck hineinragt und daA der Kolbenteil mit gröAerem Durchmesser mit dem niedrigeren Vordruck beaufschlagt wird, wobei der Kolben in Richtung zum Kolbenteil eines

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größeren Durchmessers durch eine Feder beiastet wird und daß in der den Kolbenteil--eines größeren Durchmessers umgebenden Gehäusewand eine Druckentlastungsbohrung und in der den' Kolbenteil umgebenden Zylinderwand und/oder in dem Kolbenteil Verbindungsleitungen derart angeordnet sind, daß in <ier einen Endlage des Kolbens ein die Übergangsstelle der beiden Kolbenteile umgebenden Zwischenkammer mit der DruckentlastungsbOhrung verbunden ist, während in der anderen Endlage des Kolbens der Kolbenraum des Kolbenteils mit einem größeren Durchmesser mit der Zwischenkammer verbunden ist. Die erfindungsgemäße Bauform hat den Vorteil, daß ein Teil der Energie des Vordrucks der Vorratsflaschen für die Füllung der Druckgasflasche verwendet wird und daß auch bei sinkendem Druck in der Vorratsflasche dennoch die zu füllende Flasche auf den gewünschten Druck gebracht werden kann. Die Vorrichtung ist einfach im Aufbau. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung gelängt das Gas des Vorratsdrüeks durch das Einlaßventil in den Pumpenraum und wird durch die Kolbenbewegung auf einen höheren Druck komprimiert und zum Auslaßventil hinausgedrückt. Hinter dem Auslaßventil wird die "aufzufüllende" Flasche des Atemgeräts* angesenlösseh. '·'- ^; ' ~

Für die Umwandlung eines Teils der Energie des unter Druck stehenden Vörrätsgases in die hin- und hergehenden Pumpbewegüngen des Kolbens sind Steiierböhrungen erforderlich, die entweder"in dem Kölbenteil eines größeren Durchmesserteils

oder in der dem Kolben umgebenden Wandung des Kolbengehäüses - . Q09810/0825 -

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angeordnet sind. Gemäß der Erfindung wird nach einer gewissen, durch den Vordruck ausgelösten Bewegung des Kolbens in Richtung zum Pumpteil eine Verbindung vom Vordruckraum in

die Zwischenkammer hergestellt, so daß sich dann in dieser der gleiche Druck aufbaut, wie in der Vordruckkammer. Durch die zusätzliche Federkraft und auch durch die jetzt mit einem höheren Druck belastete Fläche des Kolbenteils eines kleineren Durchmesserteiles wird nun der Kolben in Richtung zum Vordruckraum bewegt. Nach Abschluß dieser Bewegung wird ebenfalls durch die Kolbenverschiebung eine Druckentlastungsbohrung zwischen der Zwischenkammer und der Umgebung freigegeben, so daß diese entlüftet wird, worauf der Vordruck den Kolben wieder in die entgegengesetzte Richtung zum nächsten Pumphub scliebt. Dieser SteuerungsVorgang kann durch die in den Bohrungen bzw. Entlüftungskanälen angeordneten Düsen so gedrosselt werden, daß der durch die Energieumwandlung erforderliche Druckgasverlust in möglichst engen Grenzen gehalten wird.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann auf den Kolben einwirkende Feder in der Zwischenkammer angeordnet sein. Es ist jedoch auch möglich, die Feder an einer anderen Stelle bei entsprechender Gestaltung des Kolbens anzordnen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und sind an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert, und zwar zeigen Abb. 1 bis 3 drei unterschiedliche Ausführungsformen iai Querahnitt. 009610/0826

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Bei dem in Abb. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel gelangt das Druckgas von einer nicht dargestellten Druckgasbatterie über eine Rohrleitung A einerseits zum Kolbenraum 1 und andererseits über eine Leitung 2 und ein Rückschlagventil 3 zum Pumpenraum 4. An dem Abgang B des Pumpraums, in dem ein weiteres Rückschlagventil 5 eingesetzt ist, wird die zu füllende kleinere Druckgasflasche angeschlossen. Zunächst setzt also mit dem von A kommenden Druckgas ein einfacher Überströmvorgang ein, weil über die Rückschlagventile 3 und 5 das Druckgas ohne weiteres in die bei B angeschlossene Flasche strömen kann.

Sobald das Druckgas aus der Vorratsflasche in den Raum 1 strömt, wird der Kolben 6 gegen die Wirkung der Feder 7 nach links bewegt, so daß sich in dem Raum 4 eine Kompression durch den Kolbenteil 8 mit kleinerem Durchmesser ergibt. Die Kammer H 1st gegenüber der Zwischenkammer 9 durch eine Dichtungspackung oder ein Dichtungsmanschetten-System 10 abgedichtet. Der Kolbenteil 6 ist beim Ausführungsbeispiel in einer dreifachen Dichtung 11 gelagert, kann aber auch in anderer Heise gelagert sein. In den Kolbenteil 6 1st ausgehend von dem Kolbenraum 1 eine Bohrung 12 eingelassen, die in einer Qutrbohrung 15 endet, die ihrerseits in der Kolbenmantelfläche mündet. Wenn der Kolben 6, 8 unter dem Druck in der Kammer 1 sich nach links verschiebt, stellt schließlich die Bohrung 13 die Verbindung zwischen dem Vordruckraum 1 und der Zwlschenkammer 9 her. Unter diesem Druck in der Zwischenkammer 9 in Verbindung mit der zusätzlichen.Kraft

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der Feder 7 und dem In der Kammer l\ und der bei B angeschlossenen Flasche vorhandenen höheren Druck wird der Kolben 6, 8 wieder nach rechts geschoben. Der KoIbenteil 6 ist weiterhin ausgehend von der Zwischenkammer 7 mit einer. Bohrung 14 versehen, die in einer Querbohrung 15 endet, die Ihrerseits in der Mantelfläche mündet. In der Kolbengehäusewand 16 1st weiterhin eine Entlastungsbohrung 17 zwischen zwei Dichtungen 11 eingelassen. Wann nun der Kolben in die in der Abb. 1 dargestellte Lage zurückgelcehrt ist, kann das Druckgas der Zwisehenkammer 9 über die Düse 17 abströmen. Andererseits würde bei dieser Bewegung des Kolbens wiederum die Bohrung 13 abgesperrt, so daß der beschriebene Vorgang sich nunmehr wiederholen kann. Bei dieser Arbeit des Kolbens wird über die Rückschlagventile 3 und 5 Druckgas in die: nicht dargestellte, zu füllende Flasche gepumpt.

Das in Abb. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem vorhergehenden im wesentlichen dadurch, daß einmal die Steuervorrichtung 18 nicht im Kolbenteil 6, sondern in der Gehäusewand l6 untergebracht ist und In zwei Querbohrungen 19 und 20 einmal in die Zwiechenkamraer 9 und einmal in die Zylinderfläche des Gehäuses 16 mündet. Xn der dargestellten einen Endlage wird die Bohrung 20 vom Kolben 6 verschlossen. Wenn der Kolbenteil dagegeö die andere nicht dargestellte Endlage erreicht, wird die Bohrung 20 freigegeben, so daß Druckgas in die Zwischenkammer, 9 überströmen kann.

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Andererseits 1st die Druckentlastungsbohrung 17 so angeordnet, daß sie in der in der Abb. 2 dargestellten Ausführungsform freigegeben ist, während sie in der anderen Endlage verschlossen ist.

Außerdem unterscheidet sich dieses Ausführungsbeispiel dadurch, daß die Pumpseite mit den beiden Rückschlagventilen 2 und 4 auch unabhängig von der Arbeitsseite des Kolbensystems gestaltet sein kann. Bei dieser Anordnung kannerst der Überströmvorgang vorgenommen und danach Druck zum Anschluß A gegeben werden, so daß erst nach Erreichung des Druckausgleichs bei A und B das weitere Auffüllen der kleineren Flasche einsetzt. Ferner kann man unabhängig von der Füllseite B die Kolbenhübe auch durch ein anderes Treibgas herbeiführen. Das dürfte dann zweckmäßig sein, wenn das umzufüllende Druckgas verhältnismäßig teuer ist. In diesem Fall könnte zumAntrleb des Kolbens beispielsweise Preßluft gewählt werden, so daß der durch die laufende Entlüftung eintretende Verlust kaum Bedeutung erhält.

Die Ausführungshorn nach Abb. 3 unterscheidet sich von der nach Abb. 1 im wesentlichen dadurch, daß der Kolbenteil 6 mit Bohrungen 21 versehen ist, die einmal in der zur Zwischenkammer 9 gerichteten Stirnwand und zum anderen in einem Ventilsitz 22 auf der gegenüberliegenden Kolbenseite enden. Dieser Ventilsitz ist durch einen Schließbolzen 23 abgeschlossen, der unter der Wirkung einer Feder 24 steht. Der Schließbolzen 23 ist weiterhin mit einem Anschlag 25 versehen, der sich nach einer bestimmten Bewegung des Kolbens

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6, 8 nach links gegen einen Absatz 26 In der Gehäusewand

unter/
legt. Wenn der Kolben 6, S/dem Druck in der Kammer 1 sich nach links bewegt, setzt sich der Anschlagteller 25 des Schließbolzens 23 auf den Absatz 26 im Gehäuse auf. Dadurch wird das Ventil 22/23 geöffnet, so daß über die Bohrungen 21 ein Druckausgleich mit der Zwischenkammer 9 erfolgen kann.

In diesem Ausführungsbeispiel ist die Zwischenkammer 9 über eine Entlüftungsbohrung Ik entlüftet, in die eine Drosseldüse 27 eingesetzt ist. In der Zwischenkammer 9 baut sich demzufolge kurzzeitig ein Druck auf, der genügt, urüen Kolben 6, 8 wieder nach rechts zu verschieben, wenn die Düse 27 den Gasabfluß so stark drosselt, daß die Zufuhr von Druckgas über die Bohrung 21 schneller erfolgt.

Die Entlüftung kann jedoch auch bei dieser Ausführungsart in gleicher Weise erfolgen, wie bei den Ausführungen nach Abb. 1 und 2.

Es 1st auch möglich, die Entlüftung durch Einschaltung eines Ventils von Hand zu betätigen.

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Claims

Patentansprüche

l/. Fülleinrichtung zum überfüllen eines Druckgases mit niederem Druck auf Druckgasflaschen mit einem höheren Druck, insbesondere für Druckgas-Atemschutzgeräte, dadurch gekennzeichnet, daß ein axial verschiebbarer Kolben (6, 8) mit abgestuftem Durchmesser mit dem Kolbenteil (8) des kleineren Durchmessers in eine mit Ein- (3) und Auslaßventilen (5) versehene Kammer (H) für den höheren Druck hineinragt und daß der Kolbenteil (6) mit größerem Durchmesser mit dem niedrigeren Vordruck beaufschlagt wird, wobei der Kolben in Richtung zum Kolbenteil (6) eines größeren Durchmessers durch eine Feder belastet wird und daß in der den Kolbenteil (6) eines größeren Durchmessers umgebenden Qehäusewand (16) eine Druckentlastungsbohrung (17) und in der den Kolbenteil (6) umgebenden Zylinderwand (16) und/oder in dem Kolbenteil (6) Verbindungsleitungen (12 - 15) derart angeordnet sind, daß in der einen Endlage des Kolbens (6, 8) ein die Übergangsstelle deubeiden Kolbenteile (6, 8) umgebenden Zwischenkaamer (9) »it der Druckentlastungsbohrung (17) verbunden ist, während in der anderen Endlage des Kolbens (6, 8) der Kolbenraum (1) des Kolbenteils (6) mit einem größeren Durchmesser mit der Zwlscheiikammer (9) verbunden ist.

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2. Fülleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zweigleitung (2) vom Vordruckraum (1) bzw. von der Vordruckleitung A zum Einlaßventil (3) der Kammer für den höheren Druck führt.
3. Fülleinrichtung nach Anspeuch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenteil (6) eines größeren Durchmessers mit einer vom Vordruckraum (1) ausgehenden Bohrung versehen ist, die in einer Austrittsöffnung (13) in der Kolbenmantelfläche endet, wobei diese Bohrung (13) in der einen Endlage des Kolbens (6, 8) durch die Kolbenabdichtungen (11) abgeschlossen ist und in der anderen Endlage des KLbens (6, 8) in der Zwischenkammer (9) endet.
4. Fülleinrichtung nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenteil (6) eines größeren Durchmesser s alt einer von der Zwischenkammer (9) ausgehenden Bohrung (14) durchsetzt 1st, die in der anderen Endlage des Kolbens (6, 8) die Zwischenkammer (9) mit der Druckentlastungsbohrung (17) verbindet.
5. Füllelntlchtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckentlastungsbohrung (17) in der Gehäusewand (16) de3 KoIbenteils (6) derart angeordnet 1st, daß diese Entlastungsbohrung in der einen Endlage des Kolbens (6, 8) freigegeben ist.

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6. Fülleinrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (18, 19, 20) an Stelle in dem Kolbenteil (6) in der Kolbengehäusewand (16) angeordnet sind.
7. Fülleinrichtung nach Anspruch 1, 2 und 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenteil (6) eines größeren Durchmessers von einer Bohrung (21) durchsetzt ist, die zur Zwischenkammer (9) führt und die auf der Seite des Kolbenraums (1) durch einen federbelasteten (24) Schließbolzen (23) abgedeckt ist, dessen Bewegung in Richtung zum Kolbenteil (8) eines kleineren Durchmessers so begrenzt ist, daß die Bohrung (21) in der anderen Endlage des Kolbens (6, 8) freigegeben wird.
8. Fülleinrichtung nach Anspnuch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Kolbenteil (6) und/oder in der Kolbengehäusewand (16) angeordneten Bohrungen mit Düsen (27) versehen sind.
9. Fülleinrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (7) in der Zwischenkammer (9) angeordnet ist.
10. Fülleinrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckentlastungsbohrung (17) mit einem von Hand zu betätigenden Ventil versehen 1st.

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