DE20200906U1

DE20200906U1 - Druckbehälter

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Publication number: DE20200906U1
Application number: DE20200906U
Authority: DE
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2002-01-23
Filing date: 2002-01-23
Publication date: 2002-06-06
Anticipated expiration: 2012-01-24

Description

'-* Ventiladapter

Hilti Aktiengesellschaft in Schaan
Fürstentum Liechtenstein

Druckbehälter

Die vorliegende Patentanmeldung betrifft einen Druckbehälter der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art. Derartige Behälter kommen z.B. bei gasbetriebenen Setzgeräten zum Einsatz, wo sie den Brennstoff enthalten.

Als Antrieb der vorerwähnten Setzgeräte werden in Druckbehältern gespeicherte flüssige Kohlenwasserstoffe verwendet. Die auswechselbaren Druckbehälter oder Gasdosen werden mit einem Dosierkopf bestückt, der mittels einer Schnappverbindung an der Gasdose befestigt wird. Das System Druckbehälter/Gasdose und Dosierkopf wird dann in das Setzgerät eingeführt. Das System hat die Aufgabe, das Brenngas stets in der flüssigen Phase zur Dosierung durch den Dosierkopf bereitzustellen. Aehnliche Ansprüche werden auch bei weiteren Anwendungen an die Druckbehälter gestellt, da die Abgabe von Gas in der flüssigen Phase bei Geräten mit Flüssiggasdosierung stets wünschenswert ist.

Bei Druckbehältern gibt es zwei gängige Systeme:

Das bag-on-valve-System, bei dem flüssiges Brenngas in einem Beutel im Behälter gespeichert ist. Der Beutel besteht aus flexibler Verbundfolie und wird durch den Druck eines in einer Aussenkammer befindlichen Gases so zusammengedrückt dass das Innengas stets im komprimierten Zustand und in der flüssigen Phase bleibt. Der Beutel im Bag-on-valve-System ist zwar sehr flexibel, hat aber den Nachteil, dass der Beutel zum einen durch undichte Schweissnähte, und zum anderen durch eine stattfindende Diffusion von Gasen durch den Beutel hindurch zu einer verkürzten Lebensdauer des Behälters führen.

- Das can-in-can system, bei dem ein innerer, dünnwandiger Behälter, insbesondere aus Aluminium, in einem äusseren, dickwandigeren Behälter (z.B. ebenfalls aus Aluminium) angeordnet ist. An der Oeffnung des Druckbehälters sind die beiden Behälter aufeinander gerollt, wobei die Oeffnung mit einem Deckelteil verschlossen ist, in dem ein Ventil

angeordnet ist. Ein derartiger Druckbehälter ist z.B. aus der US 50 69 590 A bekannt, von dem die vorliegende Erfindung ausgeht.

Von Nachteil bei den Can-in-can Behältern gemäss der US 50 69590 A ist, dass der Entleerungsgrad des Beutels dadurch, dass der Innenbehälter nicht flexibel genug ist, eingeschränkt ist. In derartigen Behältern oder Dosen verbleibt, je nach dem Durchmesser des Behälters in der Regel ca. 5 bis 10 % des Innengases zurück, das nicht mehr in einer flüssigen, sondern nur noch in einer gasförmigen Phase nach aussen befördert werden kann.
In einem Setzgerät mit Flüssiggasdosierung kann dieses z.B. zur Folge haben, dass das Gerät nicht mehr zuverlässig funktioniert, und dass es unter Umständen zu Fehlständen des Setzkolbens kommen kann.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt daher darin, einen Druckbehälter der vorgenannten Art zu entwickeln, der die vorgenannten Nachteile vermeidet. Dieses wird erfindungsgemäss durch die in Anspruch 1 genannten Massnahmen erreicht, denen folgende besondere Bedeutung zukommt.

Die Besonderheit der vorliegenden Erfindung liegt darin, das Ventilteil bzw. das Einlassteil des Ventilteils radial zu verbreitern, so dass die Mantelfläche des verbreiterten Einlassteils als Anlagefläche für die Wand des Innenbehälters im Bereich des Einlassteiles fungiert. Dabei ist es günstig, wenn die Verbreiterung von ihren Abmassungen derart ausgestaltet ist, dass sie relativ nah an die Wandung des Innenbehälters heranreicht, wenn dieser noch vollständig mit Füllgut befüllt ist. Wird der Druckbehälter entleert, so dass der Innenbehälter unter dem Druck des Treibmittels zusammengedrückt wird, so legt sich die Wandung des Innenbehälters im Bereich des Einlassteiles an die als Anlagefläche ausgeführte Mantelfläche des verbreiterten Einlassteils an. Zwischen dem Innenbehälter und dem Ventilgehäuse ist dann kein Totvolumen mehr vorhanden. Durch diese Massnahme kann es zum einen verhindert werden, dass sich in den ansonsten vorhandenen Zwickelräumen bzw. dem sonst vorhandenen Totvolumen eine Gasphase bildet, so dass bei einer weiteren Entleerung des Druckbehälters eine Gasphase am Ventilauslass nach aussen abgegeben wird, anstelle der wünschenswerten Flüssigphase des Füllgutes.

Bei Druckbehältern werden Innen- und Aussenbehälter im Bereich der Oeffnung in Form eines Rollrandes gegeneinander abgedichtet und miteinander verbunden. Der Innenbehälter wird an diesem oberen Rollrand ständig durch das Treibmittel zusammengedrückt. In diesem Bereich steht das Behältermaterial unter grosser Zugbelastung. In den Druckbehältern mit grossem Durchmesser kann diese Belastung Risse und Undichtigkeiten verursachen. Bei

dem erfindungsgemässen Druckbehälter kann sich der Innenbehälter nur noch auf der Oberfläche der Verbreiterung des Ventilteils anlegen, so dass eine starke Druckbelastung durch das Treibmittel an dieser Stelle nicht mehr entstehen kann.

Von Vorteil gemäss Anspruch 2 kann es ebenfalls sein, wenn die radiale Verbreiterung des Einlassteils sich zumindest entlang der Längsachse des Einlassteiles und gegebenenfalls noch darüber hinaus erstreckt. Durch diese Massnahme wird die Anlagefläche derart vergrössert, dass sie sich über das gesamte Einlassteil erstreckt und das mögliche Totvolumen noch weiter minimiert wird.

Ebenfalls kann gemäss den Ansprüchen 3 und 4 die Verbreiterung in ihrem Endbereich kugelförmig oder kegelförmig oder eine Kombination aus Kugel und Kegelform aufweisen. Durch diese Ausbildung kann sich die Wandung des entleerten Innenbehälters optimal an die Anlagefläche der Verbreiterung anlegen.

Ferner kann es von Vorteil sein, wenn, wie in Anspruch 5 beschrieben, die Verbreiterung einen zylindrischen Habitus aufweist. Dieses kann insbesondere dann günstig sein, wenn die Verbreiterung des Einlassteils eine längliche Form aufweist.

Auf der Oberfläche der Verbreiterung können Durchlassöffnungen vorgesehen sein, die mit dem Einlass bzw. dem Einlassteil kommunizieren, so dass Füllgut bzw. Flüssigas über das Einlassteil durch das Ventil hindurch nach aussen gelangen kann. Diese Durchlassöffnungen können z.B. als Durchlasskanäle, Durchlassbohrungen oder aber auch als eine netzartige oder perforierte Oberfläche der Verbreiterung ausgeführt sein.

Durch die vorteilhafte Ausführung der Verbreiterung als Adapter oder Aufsteckteil auf den Ventilkörper bzw. dessen Einlassteil können existierende Standardventile in einfachster Weise mit der erfindungsgemässen Verbreiterung versehen werden.

Weitere Vorteile und Massnahmen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen. In den Zeichnungen ist die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt.
Es zeigen:

Fig. 1 schematisch, einen erfindungsgemässen Druckbehälter im Längsschnitt,

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Fig. 2 schematisch das Aufsteckteil aus Fig. 1 in Ansicht von hinten auf die Einsteckaufnahme,

Fig. 3 schematisch, das Aufsteckteil aus Fig. 2 in einem Längsschnitt gemäss der Schnittlinie Ill-Ill aus Fig. 2,

Fig. 4 schematisch, das Aufsteckteil aus Fig. 2 in einem Längsschnitt entlang der Schnittlinien IV-IV aus Fig. 2,

Fig. 5 schematisch, eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemässen Druckbehälters,

Fig. 6 schematisch, in einer Ansicht von hinten auf die Einsteckaufnahme das Aufsteckteil aus Fig. 5,

Fig. 7 schematisch, das Aufsteckteil aus Fig. 6 im Längsschnitt, gemäss der Schnittlinie VII-VII aus Fig. 6,

Fig. 8 schematisch, das Aufsteckteil aus Fig. 6 im Längsschnitt, gemäss der Schnittlinie VIII-VIII aus Fig. 6,

Fig. 9 schematisch, einen Druckbehälter nach dem Stand der Technik im Längsschnitt im nahezu entleerten Zustand;

Fig. 10 schematisch, den Druckbehälter aus Fig. 1 in nahezu entleertem Zustand,
Fig. 11 schematisch, den Druckbehälter aus Fig. 5 in nahezu entleertem Zustand.

In den Fig.1 bis 4 und 10 ist die Erfindung in einem ersten Ausführungsbeispiel dargestellt. Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemässen Druckbehälter, der einen Aussenbehälter 20 und einen Innenbehälter 10 umfasst. Der Aussenbehälter 20 ist in diesem Ausführungsbeispiel aus einem relativ dickerwandigen metallischen Material wie z.B. Aluminium hergestellt, während der Innenbehälter 10 aus einem relativ dünnerwandigen, deformier- und/oder verknautschbaren Material wie z.B. dünnwandigem Aluminium besteht. Im Bereich der Oeffnung 24 sind beide Behälter durch Einrollung miteinander verbunden und gegeneinander abgedichtet. Die Oeffnung 24 ist über ein Deckelteil 25 mediendicht gegen die Aussenwelt verschlossen. Der Innenbehälter 10 umschliesst mit seiner Wandung 12 eine Füllgutkammer 11, in der sich hier

nicht dargestelltes Füllgut, wie z.B. ein brennbares Flüssiggas befindet. Dieses Füllgut bzw. das Flüssiggas steht unter dem Druck eines, in der Treibmittelkammer 21 des Aussenbehälters 20 befindlichen Treibmittels, welches hier ebenfalls nicht zeichnerisch dargestellt worden ist. In einem Durchbruch des Deckelteils 25 ist ein Ventilteil 30 angeordnet, welches gegen das Deckelteil 25 abgedichtet ist. Das Ventilteil 30 besitzt ein Einlassteil 31, über welches Füllgut bzw. Flüssiggas aus der Füllgutkammer 11 in das Ventilteil 30 gelangen kann. Ueber ein am Ventilteil 30 ebenfalls angeordnetes Auslassteil 32 kann das Füllgut bzw. das Flüssiggas dann in den Aussenraum oder in eine an das Auslassteil 32 angeschlossene weitere Einrichtung bzw. einen Dosierkörper, eine Dosiereinrichtung etc. gelangen.

Das Einlassteil 31 des Ventilteils 30 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einer kegelförmigen Verbreiterung versehen, die in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als Aufsteckteil 40 ausgeführt ist. Dieses Aufsteckteil weist eine maximale radiale Ausdehnung wenigstens an der Basis 34 des Einlassteils 31 auf. Von der Basis 34 ausgehend läuft dann die konische bzw. die kegelförmige Mantelfläche 38 auf den Endbereich 43 des Aufsteckteils 40 zu. Dieser kegelförmige Bereich erstreckt sich über den gesamten zentralen Bereich 42 des Aufsteckteils 40. Im Endbereich 43 weist das Aufsteckteil dann eine kugelförmige Endfläche auf. Wie insbesondere aus den Fig. 2 bis 3 ersichtlich ist, wird das Aufsteckteil 40 von Durchlasskanälen durchsetzt, die auf die Ventil- bzw. Einlassteilaufnahme 41 zulaufen. Ueber diese Durchlasskanäle 36 kann Füllgut bzw. Flüssiggas aus der Füllgutkammer 11 über das Aufsteckteil 40 in das Einlassteil 31 und damit das Ventilteil 30 gelangen und derart in den Aussenraum strömen.

In den Fig. 5 bis 8 und 11 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen Druckbehälters dargestellt. Der prinzipielle Aufbau dieses Druckbehälters ist identisch mit dem vorhergehend beschriebenen Druckbehälter.

Der Druckbehälter unterscheidet sich lediglich darin, von dem vorhergehend beschriebenen Druckbehälter, dass das Aufsteckteil 40 bzw. die radiale Verbreiterung 35 im zentralen Bereich 42 eine eher zylindrische Form aufweist. Ferner ist bei diesem Aufsteckteil 40 bzw. dieser radialen Verbreiterung 35 die Anzahl der Durchlasskanäle 36 auf vier Durchlasskanäle 36 reduziert. Im Endbereich 43 des Aufsteckteils 40 ist das Aufsteckteil 40 wiederum kugelförmig ausgebildet.

In Fig. 9 ist ein Druckbehälter nach dem Stand der Technik wiedergegeben. Auch dieser Druckbehälter weist einen Innenbehälter 10' auf, dessen Wandung 12' eine Füllgutkammer 11' umfasst auf. Der Innenbehälter 10' befindet sich dabei in einem Aussenbehälter 20', in

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dem sich eine Treibmittelkammer 21' befindet. Die Oeffnung 24' ist über ein Deckelteil 25" verschlossen, in dem sich wiederum ein Ventilteil 30', dessen Einlassteil 31' und dessen Auslassteil 32' befindet. Bei dem mit Fig. 9 wiedergegebenen Druckbehälter ist die Füllgutkammer 11' des Innenbehälters 10' nahezu vollständig entleert. Wie aus der Fig. 9 ersichtlich ist, bleibt zwischen der Wandung 12' und dem Einlassteil 31' des Ventilteils 30' noch ein erhebliches Totvolumen 13' bestehen, in dem sich bei einem Flüssiggas-Füllgut des Innenbehälters Blasen einer Gasphase bilden können. Wird diese gasförmige Phase über das Ventilteil 30' und das Auslassteil 32' in die Dosierkammer z.B. eines gasbetriebenen Setzgerätes eingeleitet, so kann es dort zu Fehldosierungen, zu Fehlbetätigungen des Setzgerätes kommen.

Wie in den Fig. 10 und 11 dargestellt, kann sich bei den erfindungsgemässen Druckbehältern, welche mit einer radialen Verbreiterung 35 bzw. einem Aufsteckteil 40 versehen sind, die Wandung 12 des Innenbehälters 10 nahezu lückenlos an die Anlagefläche 39 bzw. die Mantelfläche 38 des Aufsteckteils bzw. Adapters 40 anlegen. Das verblbeibende Totvolumen 13 ist bei beiden dargestellten Ausführungsformen der Erfindung sehr gering und liegt bei deutlich unter 1 %.

Es bleibt noch zu bemerken, dass die radiale Verbreiterung 35 bzw. das Aufsteckteil 40 auch einstückig mit dem Ventilteil 30 ausgeführt sein kann. Ferner kann die radiale Verbreiterung bzw. das Aufsteckteil 40 aus jeglichem geeigneten Material gefertigt sein. Diese Materialien können z.B. jegliche Kunststoffe, Keramiken, Metalle etc. umfassen.

Bezugszeichenliste	Innenbehälter
10	Innenbehälter (Stand der Technik)
10'	Füllgutkammer
11	Füllgutkammer (Stand der Technik)
11'	Wandung von 10
12	Wandung von 10 (Stand der Technik)
12'	Totvolumen
13	Totvolumen (Stand der Technik)
13"	Aussenbehälter
20	Aussenbehälter (Stand der Technik)
20'	Treibmittelkammer
21	Treibmittelkammer (Stand der Technik)
21'	Oeffnung
24	Oeffnung (Stand der Technik)
24"	Deckelteil
25	Deckelteil (Stand der Technik)
25'	Ventilteil
30	Ventilteil (Stand der Technik)
30'	Einlassteil / Einlass
31	Einlassteil / Einlass (Stand der Technik)
31'	Auslassteil / Auslass
32	Auslassteil / Auslass (Stand der Technik)
32'	Längsachse von 31
33	Basis von 31 /35
34	radiale Verbreiterung
35	Durchlassöffnungen /Durchlasskanäle
36	Mantelfläche von 35/40
38	Anlagefläche
39	Aufsteckteil/Adapter
40	Ventilaufnahme / Einlassteilaufnahme in 40 / 35 für 31
41	Zentraler Bereich von 35 / 40
42	Endbereich von 35 / 40
43

Claims

1. Druckbehälter,
mit einem Aussenbehälter (20) und einem, in dem Aussenbehälter (20) befindlichen, bleibend deformier- oder verknautschbaren Innenbehälter (10),
wobei im Innenbehälter (10) eine Füllgutkammer (11) für Füllgut und im Aussenbehälter (20), eine Treibmittelkammer (21) für Treibmittel angeordnet ist, die fluid- und/oder gasdicht von einander getrennt sind,
und mit einem Deckelteil (25) zum Verschliessen der Behälter (10, 20) an dem ein Ventilteil (30) zur Abgabe von Füllgut aus der Füllgutkammer (11) nach aussen angeordnet ist,
wobei das Ventilteil (30) einen in der Füllkammer liegenden Einlass (31) und einen aussen am Deckelteil (25) angeordneten Auslass (32) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Einlassteil (31) zumindest im Bereich seiner, dem Deckelteil (25) nahen und/oder an dem Deckelteil (25) anliegenden Basis (34) in Richtung auf die Behälterwände (12, 22) hin eine radial umlaufende Verbreiterung (35) aufweist, und dass die Mantelfläche (38) der Verbreiterung (35) als Anlagefläche (39) für die Wandung (12) des Innenbehälters (10) ausgeführt ist.

2. Druckbehälter, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die radiale Verbreiterung (35) wenigstens entlang der Längsachse (33) des Einlassteils (31) erstreckt.

3. Druckbehälter, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbreiterung (35) an ihrem, der Füllgutkammer (11) zugewandten Endbereich kugelförmig (43) ausgebildet ist.

4. Druckbehälter, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbreiterung (35) wenigstens an ihrem, der Füllgutkammer (11) zugewandten Endbereich (43) kegelförmig ausgebildet ist.

5. Druckbehälter, nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Bereich (42) der Verbreiterung (35) zylindrisch ausgebildet ist.

6. Druckbehälter, nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Verbreiterung (35) Durchlassöffnungen (36) angeordnet sind die mit Einlassteil (31) kommunizieren.

7. Druckbehälter, nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlassöffnungen als Durchlasskanäle (36) ausgeführt sind.

8. Druckbehälter, nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Verbreiterung (35) des Einlassteils (39) als Adapter (40) ausgeführt ist, der auf das Einlassteil (31) aufsteckbar ist.