DE1937256A1 - Stroemungsmittelsteuerventil - Google Patents

Description

FATHNIAITWAIiT

ing. B. HOIiZEÄ 80 AUGSBURG

-WElSEn-STBAgSH 14

K. 297 ■

Augsburg, den 22. Juli 19β9

The British Oxygen Company Limited, Hammersmith House, -,

London, ¥.6, England

. Strömungsmittelsteuerventil

Die Erfindung betrifft ein Strömungsmittelsteuerventil.

Derartige Ventile sind beispielsweise in Belüftungsrohren von Behältern eingebaut, in welchen flüssiger Sauerstoff gelagert wird. Derartige Systeme werden

iiiiiinüi

in Flugzeuge eingebaut, v/ob ei jeweils nach Bedarf flüssiger· Sauerstoff in gasförmigen Sauerstoff umgewandelt und dann der gasförmige Sauerstoff der Mannschaft des Flugzeuges unter Druck zugeleitet wird.

Derartige bekannte Systeme arbeiten normalerwei-

se bei einem Sauerstoffdruck von 4,921 kp/cm . Bei diesem Druck verdampft gasförmiger Sauerstoff aus dem flüssigen Sauerstoff bei einer Temperatur von ungefähr -1 62° C. Wenn ein teilweise .-gefülltes-bzw. vollständig leeres Gefäß mit flüssigem Sauerstoff gefüllt ': werden soll, so geschieht dies normalerweise von Gefäßen aus, in weichen der flüssige Sauerstoff Atmosphärendruck ausgesetzt 1st und sich deshalb auf einer Temperatur von etwa-l83° C befindet. Dadurch ist der flüssige Sauerstoff beträchtlich kälter als der betreffende aufzutankende Behälter samt angeschlossenen Röhren. Das hat zur Folge, daß der flüssige' Sauerstoff beim Eintreten in den Behälter in einem hohen Maße verdampft. Dies führt jedoch zu einer starken Sauerstoffströmung durch das Behälterentlüftungsrohr. Dieser Vorgang dauert so lange, bis der Behälter sich so stark abgekühlt hat, daß der eintreffende flüssige Sauerstoff flüssig bleibt und sich viel weniger gasförmiger Sauerstoff bildet.

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SADORlGtNAl.

Am Anfang der Abkühlungszeit des Behälters Ist es wichtig, daß das Einströmen des flüssigen Sauerstoffes in den Behälter gänzlich unbehindert erfolgt, damit das Gas, das sich entwickelt hat, in der Lage ist, den Behälter ungestört zu verlassen. Am Ende des Befüllungsvorganges ist es Jedoch notwendig, daß der Druck des gasförmigen Sauerstoffes im Behälter angehoben Wird. Deshalb muß das Durchströmen von Sauerstoff durch das Belüftungsrohr zu diesem Zeltpunkt unterbunden werden.

Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, daß . die Dichte des gebildeten Gases beträchtlich anwächst', da seine Temperatur bis auf -l8j° C abfällt.

Um die Zeit abzukürzen, die man braucht, um einen Behälter wiederzufUlien, ist es vorteilhaft^ die BeIUftungsvorrichtung des Behälters mit einem Ventil zu versehen, welches dem hindurchströmenden gasförmigen Sauerstoff einen kleinen "Widerstand während der anfänglichen Kühlungsphase im Verlauf des Befüllungsvorganges entgegensetzt und welches dem durchströmenden Gas einen beträchtlich höheren Widerstand, entgegensetzt, wenn eine Anhebung des Druckes des gasförmigen Sauerstoffes im Behälter-über Atmosphärendruck verlangt

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wird. Das erfindungsgemäße Ventil ist ein Gerät, das diese beiden Kriterien erfüllt. _ ■

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, bei einem Strömungsmittelsteuerventil der eingangs genannten Art den beiden vorstehend genannten Kriterien entsprechend je nach Erfordernis einmal eine große Durchströmung, je Zeiteinheit und ein ander Mal eine wesentlich geringere Durchströmung je Zeiteinheit zu erzielen.

Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe ist ein Strömungsmittels teuerventil gemäß der Erfindung durch eine_ EJiiaßkammer gekennzeichnet, die durch einen Ventilsitz mit. mindestens einer Durchlaßbohrung von einer Auslaßkammer getrennt ist, in der ein temperaturabhängiges Element so angeordnet ist, daß es sich zwischen einer Ruhestellung, in welcher das Strömungsmittel im wesentlichen ungehindert durch die Durchlaßbohrung bzw. Durchlaßbohrungen im Ventilsitz strömen kann, und einer Betriebsstellung bewegt/ in welch.letzterer die Durchströmung eingeschränkt, aber nicht unterbrochen ist, wobei das temperaturabhängige Element so ausgelegt ist, daß es sich in seine Betriebsstellung bewegt,

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wenn die Strömungsmitteltemperatur beispielsweise eines durchströmenden Gases auf oder unterhalb eine bestimmte Temperatur abfällt. -

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen, Strömungsmittelsteuerventils ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben:

Das in der Zeichnung schematisch im Axialschnitt dargestellte Stromungsmittelsteue'rventil nach der Erfindung weist beispielsweise einen L-förmigen Rohrkörper 2 auf, welcher vom Strömungsmittel, beispielsweise Gas, vorzugsweise in Richtung des Pfeiles h durchströmt wird. Das Innere des Rohrkörpers 2 ist durch einen Ventilsitz 10 in eine Einlaßkammer 6 und eine Ausiaßkammer 8 unterteilt. Der Ventilsitz 10 ist mit einer Haupt-Durchlaßbohrung 12 und mit einer Hils-DurChlaßbohrung 14- versehen» ■ _.

In der Einlaßkammer 6 ist ein Ventilkopf l6 unter-•gebracht, welcher am einen Schenkelende eines U-förmigen Bimetallstreifens 18 befestigt ist, dessen anderes Schenkelende mit einer Halterung 20 verbunden ist, welche mit einer Schraube 22 in Eingriff steht, die drehbar in eine Bohrung des Rohrkörpers 2 eingesetzt ist.

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Der Schraubenschaft ist von einer als Druckfeder wirkenden Schraubenfeder 24 umgeben, welche die Halterung 20 von der angrenzenden Wandung des Rohrkörpers 2 wegdrängt .

Die Schraube 22 ist in die Halterung 20 eingeschraubt, wobei in der Zeichnung nicht dargestellte Mittel verhindern, daß sich die Halterung 20 beim w Drehen der Schraube 22 mitdreht. Dadurch wird die Halterung 20 durch ein Drehen der Schraube 22 je nach Drehrichtung entweder zu der angrenzenden Wandung des Rohrkörpers 2 hinbewegt oder von dieser wegbewegt, so daß auf diese Weise eine Einstellung des Ventilkopfes 16 mit Bezug auf das ihm gegenüberliegende Mündungsende der Haupt-Durchlaßbohrung 12 möglich ist.

In Anwendung des erfindungsgemaßen Strömungsmittelsteuerventiles ist das Einlaßende 28 des Rohrkörpers 2 beispielsweise an eine Leitung angeschlossen, die von einem in der Zeichnung nicht dargestellten, beispielsweise mit flüssigem Sauerstoff gefüllten Behälter wegführt, während das Auslaßende 26 des Rohrkörpers 2 an ein in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestelltes Entlüftungsrohr angeschlossen ist. Die Charakteristiken

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am bad original

des Bimetallstreifens l8 und der Abstand des Ventilkopfes l6 von dem ihm gegenüberliegenden Ende der Haupt-Durchlaßbohrung 12 sind so gewählt, daß die Haupt-Durchlaßbohrung 12 stets dann unversperrt, d.h. offen ist, wenn die Temperatur des das Ventil durchströmenden Gases oberhalb eines bestimmten Wertes liegt. In Verbindung mit Sauerstoffsystemen der eingangs erwähnten Art steht also der vom Behälter herkommenden Gasströmung während des ersten Zeitabschnittes eines Wieder füll vor ganges durch die beiden Durchlaßbohrungen 12 und l4 ein verhältnismäßig großer Strömungsdurchtrittsquerschnitt zur Verfügung.

Diese anfängliche Gasströmung hat im wesentlichen Umgebungstemperatur. Während des vorstehend genannten Wiederfüllvorganges sinkt die Temperatur des durch das Ventil hindurchströmenden Gases bis zu der niedrigsten Temperatur ab, welche das Gas beim Betriebsdruck des Systems ereicht, d.h. also auf eine Temperatur von etwa -I62⁰ C bei einem Druck von 4,921 kp/cm .

Bei einem solchen Temperaturabfall streckt sich der Bimetallstreifen 1δ und bewegt hierbei den Ventilkopf 16 so lange in Richtung zu der Haupt-Durchlaßboh-

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BAD

rung 12 hin,, bis er letztere vollständig verschließt. Jedoch auch gegen Ende des Wiederfüllvorganges liefert der zu füllende Behälter noch abzuführendes Gas, welches dann lediglich über die Hilfs-Durchlaßbohrung 14 entweicht. Die Wärmekapazitäten und die Wärmeisolation des Ventils und andere Parameter sind so gewählt, daß diese bei niedriger Temperatur geringere Gasströmung dazu ausreicht, den Bimetallstreifen l8 in seiner Betriebsstellung, d.h. in seiner gestreckten Stellung zu halten.

Nachdem der Wiederfüllvorgang beendet ist, wird das Strömungsmittelsteuerventil von dem nunmehr gefüllten Behälter isoliert. Hierdurch wird auch die über die Hilfs-Durchlaßbohrung lh aufrechterhaltene Gasströmung unterbrochen und das Ventil beginnt sich aufgrund der Wärmeübertragung von der umgebenden Atrnosphäre her aufzuwärmen. Dies hat zur Folge, daß der Bimetallstreifen 18 wieder in seine unausgelenkte Stellung zurückkehrt, womit das Ventil wieder seine Ruhestellung einnimmt und für den nächsten Wiederfüllvorgang bereit ist.

Obwohl vorstehend mit Bezug auf die Zeichnung ein

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Bimetallelement beschrieben wurde, welches die zur Funktion des erfindungsgemäßen Strömungsmittelsteuerventiles erforderliche Temperaturansprechbarkeit liefert, sind technisch selbstverständlich auch andere Konstruktionen möglich. Beispielsweise kann an Stelle eines Bimetallelementes der vorstehend erwähnten Art auch eine mit Gas oder mit Flüssigkeit gefüllte Kapsel verwendet werden, welche ein ausreichend großes Ausdehnungsvermögen bzw. ein entsprechendes Ansprechvermögen aufweist, aufgrund welchem die Haupt-.Durchlaßbohrung 12 jeweils bei einer bestimmten Temperatur des das erfindungsgemäße Strömungsmittelsteuerventil durchströmenden Mediums geschlossen wird.

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Claims (1)

1. Patentansprüche:

   Strömungsmittelsteuerventil, gekennzeichnet durch eine'Einlaßkammer (6), die durch einen Ventilsitz (10) mit mindestens einer Durchlaßbohrung (12, 14) von einer Auslaßkammer (8) getrennt ist, in der ein temperaturabhängiges Element (l8) so angeordnet ist, daß es zwischen einer Ruhestellung, in welcher das Strömungsmittel im wesentlichen ungehindert durch die Durchlaßbohrung baw. Durchlaßbohrungen im Ventilsitz strömen kann, und einer Betriebsstellung bewegt, in welch letzterer die Durchströmung eingeschränkt, aber nicht unterbrochen ist, wobei das temperaturabhängige Element so ausgelegt ist, daß es sich in Betriebsstellung bewegt, wenn die Strömungsmitteltemperatur beispielsweise eines durchströmenden Gases auf oder unterhalb eine bestimmte Temperatur abfällt,

   2« Ventil nach Anspruch 1/ dadurch gekennzeichnet, daß das temperaturabhängige Element (18) sich zwischen einem Ventilkopf (16), der so ausgebildet ist* daß er in der Betriebsstellung mindestens eine Bohrung im Ventilsitz (10) verschließt, und einer Halterung 20 erstreckt, deren Lage derart einstellbar ist., daß

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   der Abstand zwischen"Ventilkopf (l6) und Ventilsitz bei in Ruhestellung befindlichem temperaturabhängigen Element einstellbar ist.

   J5. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das temperaturabhängige Element einen Bimetallstreifen enthält.

   4. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das temperaturabhängige Element eine temperaturabhängige Dehnkapsel enthält oder ist.

   5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper röhrenförmig ist und daß seine Enden so ausgebildet sind, daß sie flüssigkeitsdicht an ein Gefäß oder Rohr angeschlossen werden können.

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