DE1911327U

DE1911327U - Ventil fuer mittels durchstossbarer verschlusskappen verschlossene druckgasbehaelter.

Info

Publication number: DE1911327U
Application number: DEB59742U
Authority: DE
Original assignee: British Oxigen Ltd
Current assignee: BOC Group Ltd
Priority date: 1963-11-21
Filing date: 1964-11-20
Publication date: 1965-03-04
Also published as: US3326231A; GB1069917A

Description

PATE NTANAVAI-T

Dipl. ing. K. H O IjZ E B _

89 AUGSBUBG

ΓΗΙΙιΙΡΙΊΝΒ-WEIiSEK-STRASSB 14

Augsburg, den 19. November 1964

The British Oxygen Company Limited, Hammersmith House,

London, W. 6, England

Ventil für mittels durchstoßbarer Verschlußkappen verschlossene Druckgasbehälter

Die Neuerung betrifft Ventile zur Regelung der Ausströmgeschwindigkeit von Gasen oder Dämpfen aus mittels durchstoßbarer Verschlußkappen verschlossenen Druckgasbehältern und ist insbesondere dort anwendbar, wo auf der Auslaßseite ein geregelter Druck erforderlich ist.

'¹^ ~£ Derartige Ventile haben ein weites Anwendungsgebiet.

.'■'i Ϊ, Beispielsweise können sie in Einrichtungen verwendet werden,

in, denen das Druckmittel zur Erzielung einer mechanischen

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Wirkung, wie zum Antrieb von Spielzeugen oder Modellen, zum Zerstäuben von Flüssigkeiten oder zum Austreiben von Korken aus Flaschen herangezogen wird. Auch können diese Ventile in Geräten Verwendung finden, bei denen das Druckmittel mit einer gewünschten Ausströmgeschwindigkeit beispielsweise an ein Atemgerät abgegeben wird. Eine einfache Eaumform eines solchen Atemgerätes besteht im wesentlichen aus einer Gesichtsmaske, einer Haltehülse für einen, beispielsweise Sauerstoff enthaltenden Druckgasbehälter mit durchstoßbarer Verschlußkappe und einer, mit einer Betätigungseinrichtung verbundenen Ventilnadel, welche sowohl zum Durchstoßen des Behälterverschlusses als auch als Teil eines Nadelventils zur Beeinflussung des Gasstromes von dem Druckgasbehälter zur Gesichtsmaske dient.

Die Neuerung geht demgemäß von einem Ventil für mittels durchstoßbarer Verschlußkappen verschlossene Druckgasbehälter mit einer sowohl zum Durchstoßen der Verschlußkappe dienenden als auch mit der durchstoßenen Verschlußkappe als Ventilverschlußstück zusammenwirkenden Nadel aus und ein solches Ventil ist nach der Neuerung dadurch gekennzeichnet, daß die Nadel mit einer, von dem Druck auf der Auslaßseite des Ventiles beaufschlagten, bei Anstieg dieses Druckes die Öffnung des Ventiles verringernden Betätigungseinrichtung verbunden ist.

Durch, die Neuerung wird also eine Betätigungseinrichtung für derartige Ventile geschaffen, durch welche die Ventilnadel des Nadelventils so gesteuert wird, daß eine über einen weiten Druckbereich im wesentlichen unveränderliche Ausströmgeschwindigkeit erzielt wird.

Die Betätigungseinrichtung kann neuerungsgemäß ein Schietierelement enthalten, an dessen einem Ende die Nadel befestigt ist und dessen anderes Ende mit dem auf der Auslaßseite des Ventiles herrschenden Druck beaufschlagt ist, so daß das Schieberelement durch diesen Druck in Schließrichtung des Ventiles gedrängt wird. Gegen die von diesem Druck erzeugte Kraft wirkt eine Feder, welche an dem Schieberelement angreift und bei Druckgasabgäbe dem auf der anderen Seite des Schieberelementes anstehenden Druck das Gleichgewicht hält. Weiter kann eine von Hand betätigbare Einrichtung vorgesehen sein, mittels welcher das Schieberelement im Sinne einer Schließung des Ventiles willkürlich aus der Gleichgewichtsstellung heraus verschiebbar ist.

Im folgenden wird die Neuerung durch die beispielsweise Beschreibung einer bevorzugten Eaumform unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung im einzelnen erläutert, in welcher ein Längsschnitt durch ein tragbares Atemgerät ge-

zeigt ist, welches ein neuerungsgemäßes Ventil enthält.

Das Atemgas ist unter Druck in einem Druckgasbehälter gespeichert, dessen Verschlußkappe 2 mittels einer harten Nadel 5 durchstoßbar ist, welche in der im folgenden beschriebenen Weise als Ventilnadel in einem Ventil zum Ablassen des Gases dient, welches hierauf über einen Kanal 4 durch einen verengten Auslaß 6 in eine Gesichtsmaske 5 strömt. Die Maske kann zum Gebrauch gegen Mund und Nase gedrückt werden. Das gesamte .Gerät ist sehr handlich und leicht mitzuführen.

Das neuerungsgemäße Atemgerät weist ein im wesentlichen zylindrisches Ventilgehäuse 10 auf, an dessen einander gegenüberliegenden Enden Schraubansätze 11 und 12 gebildet sind und welches mit einer axialen Bohrung 13 versehen ist, welche sich an ihrem unteren Ende in einer Bohrung 14- mit geringerem. Durchmesser fortsetzt. Über das Gewinde des Schraubansätzes kann eine mit einem entsprechenden Innengewinde versehene Haltehülse 15 geschraubt werden. Die Haltehülse 15 umfaßt den Druckgasbehälter 1 und wenn die Nadel 3 in vorgeschobener Stellung gehalten wird, so wird beim Aufschrauben der Haltehülse die Verschlußkappe 2 von der Nadel 3 durchbohrt. Ist die Haltehülse aufgeschraubt, so wird der Druckgasbehälter gegen eine Scheibe 16 gedrückt, welche einen Radialschlitz

aufweist, der Verbindung zu einem Ringkanal 17 herstellt. Von diesem Ringkanal kann das Gas, welches aus der Verschlußkappe 2 ausströmt, in den Kanal 4- gelangen. Bin Ausströmen des Gases, welches von dem durch die Nadel 3 und die Verschlußkappe 2 gebildeten Nadelventil abgelassen wird, auf einem anderen Wege als über den Kanal 4- wird durch einen Dichtungsring 18 verhindert, welcher den Hals des Behälters 1 umschließt.

Auf dem Schraubansatz 12 auf der anderen Seite des Ventilgehäuses 10 ist ein Aufsatz 20 fest aufgeschraubt, in welchem ein von Hand betätigbarer, um eine Lagerungsachse 22 schwenkbarer Betätigungsgriff 21 gelagert ist. Mit dem Betätigungsgriff 21 ist ein Nocken 23 verbunden, welcher mit dem im folgenden beschriebenen Ventil derart zusammenwirkt, daß Atemgas dann in die Gesichtsmaske 5 abgelassen wird, wenn der Betätigungshebel 21 gegen die Kraft einer auf ihn wirkenden Feder 24- aus der in der Zeichnung gezeigten Stellung herabgedrückt wird. Der aus dem Ventilgehäuse 10, der Haltehülse 15) dem Aufsatz 20 und dem Betätigungsgriff 21 gebildete Körper hat stromlinienförmige Gestalt und liegt angenehm in der Hand, wobei der Betätigungsgriff leicht mit dem Daumen betätigt werden kann.

* In der Seitenwand des Ventilgehäuses 10 ist eine Gewindebohrung 8 vorgesehen, welche mit dem Kanal 4 Verbindung hat und in welche ein Nippel 25 eingeschraubt ist. Auf diesen Nippel, in welchem der verengte Auslaß 6 gebildet ist, kann die Gesichtsmaske 5 aufgesetzt werden. Hn Dichtungsring 19 ist zwischen den Nippel und das Ventilgehäuse eingesetzt und verhindert ein seitliches Ausströmen von Gas. In den Boden der Gewindebohrung 8 ist ein Drahtmaschenfilter 9 eingesetzt und außerdem ist ein kleiner Hohlraum 26 gebildet, in welchen der Kanal 4 mündet.

In der axialen Bohrung 13 des Ventilgehäuses 10 ist die Ventilbetätigungseinrichtung untergebracht, welche bei Niederdrücken des Betätigungsgriffes 21 den Gasstrom von dem Behälter 1 zur Gesichtsmaske durch Eegelung der Öffnungsweite des von der Nadel 3 gebildeten Nadelventiles abhängig von der Ausströmgeschwindigkeit regelt.

Die Nadel 3 ist an einem Schieberelement 30 befestigt, welches einen sich in der Bohrung 13 bewegenden Abschnitt mit größerem Durchmesser und einen in der Bohrung 14 geführten

* Abschnitt mit geringerem Durchmesser aufweist. An dem Abschnitt des Schieberelementes 30 mit dem größeren Durchmesser ist ein

" Federring 35 angeordnet, von welchem eine Scheibe 7 iⁿ ihrer

Lage festgehalten wird und das gesamte Schieberelement wird

mittels einer Feder 31 in Öffnungsrichtung des Yentiles gedrängt .

In der Bohrung 13 ist außerdem ein Kolbenelement 32 geführt, welches das obere Ende des Schieberelementes 30 umfaßt. Das Kolbenelement 32 kann durch Bewegung des Nockens 23 verschoben werden, welch letzterer auf eine gehärtete Stahlkugel 33 wirkt. Die gehärtete Stahlkugel 33 stützt sich gegen einen Pfropfen 34- aus hartem, künstlichem Kautschuk ab, welcher in eine Ansenkung des Kolbenelementes 32 eingesetzt ist. Die Bewegung des Kolbenelementes wird durch die Zusammendrückbarkeit des Pfropfens 34- begrenzt. Die Feder 31 hält das Schieberelement 30 in Berührung mit dem Kolbenelement 32 und dieses wird seinerseits durch die Wirkung des Pfropfens 34-über die Stahlkugel 33 in Berührung mit dem Nocken 23 gehalten.

Das Kolbenelement 32 ist von einem Dichtungsring 36 umgeben und ein ähnlicher Dichtungsring 37 liegt an dem durch die Scheibe 7 gebildeten Anschlag an und umgibt das Schieberelement 30 an dem, den großen Durchmesser aufweisenden Abschnitt. Die beiden Dichtungsringe bilden zwischen sich eine Druckkammer 4-0. Schließlich ist noch ein weiterer Dichtungsring 38 vorgesehen, welcher den Schaft der Nadel 3 an der Stelle umgibt, wo dieser sich durch die Bohrung 14 erstreckt, wo-

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durch ein üiintreten von Druckgas in eine unterhalb der Scheibe 7 befindliche Kammer 41 verhindert wird.

Die Strömungsregulierung des neuerungsgemäßen Ventiles wird nun durch zwei weitere Kanäle erreicht, welche zusätzlich zu dem genannten Kanal 4 durch Bohrungen in dem Ventilgehäuse 10 gebildet sind. Es sind dies ein den Hohlraum 26 am Fuße des Hippeis 25 mit der Kammer 40 verbindender Kanal und ein die Kammer 41 mit der freien Umgebung verbindender Kanal 44.

Um das neuerungsgemäße Gerät gebrauchsfertig zu machen, wird ein voller Druckgasbehälter in die Haltehülse 15 gesetzt und diese auf den Schraubansatz 11 aufgeschraubt, wobei der Betätigungsgriff 21 in der aus der Zeichnung ersichtlichen Stellung belassen wird. In dieser Stellung verhindert der Nocken 23 eine Bewegung der Stahlkugel 33 und die Aufwärtsverschiebung des Schieberelementes 30 wird durch die Zusammendrückbarkeit des Pfropfens 34 begrenzt. Die Nadel 3 bleibt daher soweit vorgeschoben, daß sie, wenn die Haltehülse 15 fest aufgeschraubt wird die Verschlußkappe 2 des Behälters 1 durchstößt. Die Federkraft des Pfropfens 34 drückt hierauf die Nadel 3 weiter gegen die Kappe 2 und verhindert dadurch ein Ausströmen von Gas.

Wird nun der Betätigungsgriff 21 gegen die Kraft der ihm zugeordneten Feder 24 niedergedrückt, so wird der Nokken 23 gedreht und ein vertiefter Abschnitt des Nockens gestattet ein Hochsteigen des Eolbenelementes 32 und des Schieberelementes 30 unter der Kraftwirkung der Feder 31. Da nun die Nadel J von der Verschlußkappe 2 zurückgezogen wird, kann das Gas von dem Behälter 1 ausströmen und strömt entlang des Kanales 4 durch den verengten Auslaß 6 aus dem Nippel 25. Die Verengung 6 bewirkt, daß der Druck in dem Raum 26 am Fuße des ' Nippels 25 höher als der Außendruck ist und von der Strömungsgeschwindigkeit durch die Verengung 6 abhängt. Dieser Druck wird über den Kanal 43 auf die Kammer 40 übertragen. Vorausgesetzt, daß der Betätigungsgriff 21 genügend weit niedergedrückt ist, so daß die über die Stahlkugel 33 auf den Pfropfen 34 wirkende Kraft geringer als die Kraftwirkung der Feder 31 ist, hängt nun die' Stellung des Schieberelementes 30 einerseits von dem Gleichgewicht zwischen dem Auslaßdruck in der Kammer 40, welcher auf die Oberseite des Schieberelementes 30 (hauptsächlich auf die nach oben weisende Fläche des Dichtungsringes 37) wirkt, und andererseits von dem Druck auf der anderen Seite des Schieberelementes 30 (welcher sich aus dem auf die verhältnismäßig -kleinere Fläche der Nadel 3 wirkenden Druckgasdruck und dem über den Kanal 44 wirkenden Umgebungsdruck zusammensetzt) und der sich dazu addierenden Kraftwirkung der Feder 31 ab.

Dieser Gleichgewichtszustand kann von dem Benutzer des Gerätes durch Loslassen des Betätigungsgriffes 21 willkürlich beendet werden, wobei der Nocken 23 verdreht und das Kolbenelement 32 und das Schieberelement 30 in Schließrichtung des Ventiles verschoben werden.

Da nun die Kegelbewegungen verhältnismäßig klein sind, bleiben die von dem Druck und der Feder erzeugten, auf der Unterseite des Schieberelementes 30 wirkenden Kräfte verhältnismäßig konstant und dadurch wird ein im wesentlichen unveränderlicher Druck in der Kammer 40 und folglich auch eine verhältnismäßig konstante Ausströmgeschwindigkeit aus dem Nippel 25 erzielt.

Claims

ll,St? SSA

Schut zansprüche

Λ. Ventil für mittels durchstoßbarer Verschlußkappen verschlossene Druckgasbehälter mit einer sowohl zum Durchstoßen der Verschlußkappe dienenden als auch mit der durchstoßenen Verschlußkappe als Ventilverschlußstück zusammenwirkenden Nadel, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadel (3) mit einer, von dem Druck auf der Auslaßseite (26) des Ventiles (2, 3) "beaufschlagten, bei Anstieg dieses Druckes die Öffnung des Ventiles verringernden Betätigungseinrichtung (30, 37, 40, 43, 44) verbunden ist.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (30, 37, 40, 43, 44) ein Schie-"berelement (30) enthält, an dessen einem Ende die Nadel (3) "befestigt ist und dessen anderes Ende über einen Druckkanal (43) mit dem auf der Auslaßseite (26) des Ventiles (2, 3) herrschenden Druck "beaufschlagt ist.
3· Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Schieberelement (30) eine Feder (31) verbunden ist, welche so bemessen ist, daß sie bei Betätigung des Ventiles (2, 3) in Öffnungsstellung zusammen mit dem auf die Ven-

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tilnadel (3) wirkenden Druckgasdruck dem auf das andere Ende des Schie"berelementes (30) wirkenden Druck das Gleichgewicht hält.
4. Ventil nach. Anspruch 3? gekennzeichnet durch eine von Hand betätigbare Einrichtung (21, 22, 23, 32, 33, 34), mittels welcher das Schieberelement (30) aus der Gleichgewicht sstellung im Sinne einer Schließung des Ventiles (2, 3) verschiebbar ist.

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