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Kennwort: Flaschenventil für Reinstgase Vakuumdichtes Ventil für hohe
DrUcke, insbesondere an Behältern für Reinstgase Die Erfindung betrifft ein vakuumdichtes
Ventil rUr hohe DrUcke, insbesondere an Behältern für Reinstgase, mit einem durch
eine Gewindespindel betätigten Ventilschließkörper.
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Die in Gasflaschen herrschenden Drücke, die in ihrer volle Starke
auf die Dichtungsmembran des Ventlls wirken, betragen maximal bia zu 200 atU. Die
Folge ist, daß Uber die Dichtungsmembran erhebliche Kräfte auf die Gewindespindel
des Ventils ausgeübt werden. Diese Kräfte bewirken Uber die Reibung an den Gewindegängen
eine beträchtliche Erschwerung der Betätigung der Gewindespindel. Da die Haftreibung
im allgemeinen größer als die Gleitreibung ist, kann es vorkommen, daß das zum Einleiten
des ffnungs- bzw. Schließvorganges des Ventils erforderliche Anfangsdrehmoment von
Hand nicht mehr aufgebracht werden kann.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der eingangs
genannten Art zu schaffen, welches für hohe Drücke geeignet ist, dessen Betätigung
aber dennoch nur ein vorgleichsweise geringes Drehmoment erfordert. Zur Lösung des
Problems wird vorgeschlagen, daß die Gewindespindel in axialer Richtung entgegen
dem auf sie wirkenden Gasdruck vorgespannt ist.
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Durch die erfindungsgemäße Vorspannung der Gewindespindel kann der
Gasdruck aur diese zu eine Teil oder vollständig kompenofert werden. Die Fole-ist
ein entsprechend geringes Dreht moment ur Betätigung der Gewindespindel. Der Vorteil
der Erfindung
besteht ferner darin, daß durch Wahl einer genügend
großen Membran ein großer Ventilhub erreicht werden kann.
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Die erfindungsgemäße Federvorspannung kann grundsätzlich auf beliebige
Weise erzeugt werden, beispielsweise ebenralls durch Gasdruck. Dazu ist Jedoch zumindest
eine weitere Druckleitung mit entsprechendem Anschluß, wenn nicht gar eine separate
Druckanlage, erforderlich. Erfindungsgemäß wird deshalb bevorzugt, daß die Gewindespindel
federbeaufschlagt ist. Eine wegen ihres geringen Raumbedarfs besonders zweckmäßige
AufUhrungsform der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine oder mehrere Tellerfedern
zur Vorspannung der Gewindespindel, welche sich einerseits an einem Bund der Gewindespindel,
andererseits an dem das Gewinde für die Gowindespindel tragenden Kopfteil abstützen.
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Ein elnraches Montieren der die Gewindespindel konzentrisch umgebenden
Tellerfedern ist dadurch gewährleistet, daß die Gewindespindel zweiteilig ausgebildet
ist.
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Die Erfindung ist nun anhand eines Aus führungsbeispie ls in der Zeichnung
und der nachstehenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt: Fig.
1 ein vakuumdichtes Ventil im Längsschnitt, Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie
TI-II in Fig. 1 und Fig. 3 die Abhflngigkeit des Drehmoments zur Betätigung des
Ventils von dem Druck im Gasbehiter.
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nach Pigo 1 und 2 ist das Ventilgehäuse mit 10 bezeichnet. Es ist
mit einem Gewinde 11 zur Befestigung an einer nicht dargestellten Gasflasche versehen.
Der Ventilschließkörper ist mit 12 beziffert. Er weist einen Kunststoffring 13 auf,
der mit einem Ventilsitz 14 in Eingriff steht. Der Schließkörper 12 ist in einem
Hohlraum 15 beweglich angeordnet. An seiner oberen Stirnfläche 1@ ist der Schließkörper
kugelig ausgebildet. Er
steht dort mit der ebenfalls kugelig ausgebildeten
Stirnfläche 17 einer Gewindespindel 18 in Eingriff. Zwischen den beiden Stirn flächen
14, 17 ist eine Membran 19 angeordnet, welche die Aufgabe hat, den Hohlraum 15 gegenüber
der Außenatmosphäre abzudichten. Die Membran ist durch ein Kopfstück 20 festgeklemmt,
das im Ventilgehäuse lo eingebracht ist. Das Kopfteil weist ferner ein Innengewinde
21 auf, welches zur Lagerung der Gewindespindel 18 dient. Die Gewindespindel 18
wird durch ein auf einem Kreislauf 22 angeordneten Rad 23 von Hand betätigt, Bei
abgehobenem Schließkörper gelangt das Gas von der nicht dargestellten Flasche her
durch einen Kanal 24 in den Hohlraum 15 und von dort über Bohrungen 25, 26 (s. such
Fig. 2) in einen mit 27 bezeichneten Anschluß für eine Abnahmeleitung.
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In der Fig. 1 und 2 ist der Anschluß 27 mittels Dichtung 28 und Mutter
29 verschlossen dargestellt. Um bei Wegnahme des Spindeldruckes ein Abheben des
Schließkörpers - beispielsweise zu Zwecken einer Evakuierung der Gas flasche - mit
Sicherheit zu gewährleisten, ist im Kanal 24 ein Stift 30 angeordnet, der von unten
her durch eine Druckfeder 31 über ein Zwischenstück 32 gegen den Schließkörper 12
gedrückt wird. Die Feder 31 stUtzt sich dabei in einem Gehäuse 33 ab, welches Bohrungen
34, 35 zum Gasdurchtritt aufweist und von unten her in das Ventile häuse lo eingeschraubt
ist. Um eine exzentrische Belastung des Schließkörpers 12 durch den Stift 3o zu
vermeiden, ist dieser beidseitig spitzengelagert (Bezugszeichen 36, 37>.
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Das von der Gas flasche her durch den Kanal 24 in den Hohlraum 15
strömende Gas übt nun eine dem Flaschendruok, multipliziert mit der Fläche der Membran
19, entsprechende Kraft auf die Membran 19 und die anschließende Gewindespindel
18 aus. Die Folge wEre ein Festklemmen derselben im Gewinde 21, sodaß das Handrad
23 nurmehr sehr schwer oder garnicht betätigt werden kann. Um dies zu vermeiden,
sind - die Gewindespindel konzentrisoh umgebend - Teilfedern 38 angeordnet, die
sich einerseits an KopfatUck 20, andererseits an einem Bund 39 der Gewindespindel
abstUtzen. Die Gewindespindel wird dadurch entgegen dem Druck des Gases vorgespannt
und das Gewinde 21 somit entlastet. Um
eine einfache Montage der
Tellerfedern 38 zu ermöglichen, ist die Gewindespindel geteilt ausGebildet. Das
mit 40 bezeichnete obere Teil weist einen Schlitz 41 auf, in den das untera Teil
42 mit seinem Bund 43 eingeführt wird.
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In Fig. 3 ist nun die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorspannung
der Gewindespindel veranschaulicht. Die Abhängigkeit des Drehmoments zur Betätigung
des Handrads 23 vom Flaschen.
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drucic ißt dabei in Diagrammform aufskizziert. Die Linie 44 veranschaulicht
den Drehmomentenverlauf ohne Vorspannung der Gewindespindel 18, während die ausgezogene
Linie 45 den Drehmomentenverlauf bei erfindungsgemäß vorgespannter Gewindespindel
zeigt. Es ist klar zu erkennen, daß das erforderliche Drehmoment bei vorgespannter
Gewindespindel in etwa zwei Drittel des Druckbereiches niedriger liegt als das Drehmoment
bei nicht vorgespannter Oewindespindel. Bei einem Flaschendruck von oo atU beispielsweise
beträgt mdv etwa nur die Hälfte von md0.