DE2308642B2

DE2308642B2 - Absperreinrichtung für die Abgabe eines unter Druck stehenden Gases

Info

Publication number: DE2308642B2
Application number: DE2308642A
Authority: DE
Inventors: Jean-Claude Athis Mons Coureau
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-02-22
Filing date: 1973-02-21
Publication date: 1981-03-19
Also published as: FR2173378A5; GB1423312A; DE2308642C3; DE2308642A1; US3950959A

Description

Die Erfindung betrifft eine Absperreinrichtung für die Abgabe eines unter Druck stehenden Gases aus einem Vorratsbehälter an einen Gasverbraucher, mit einem zwischen Vorratsbehälter und Gasverbraucher angeordnetem Gasabsperrventil, mit einer Vorrichtung zur Erzeugung einer das Absperrventil betätigenden Kraft in Öffnungsrichtung, wenn sich das Absperrventil in Schließstellung befindet, und einer Kraft in Schließrichtung, wenn sich das Absperrventil in Offenstellung befindet, mit einer Einrichtung zur Verriegelung des Absperrventils in der Offenstellung und in der Schließstellung sowie einer Einrichtung zur Entriegelung.

Die nach der DE-AS 10 16 730 bekannte vorbeschriebene Absperreinrichtung weist für das öffnen und Verriegeln eine von außen einwirkende Betätigungsvorrichtung auf, zu der zwei voneinander getrennte Stellhebel zum öffnen und Verriegeln in der Offenstellung und zum Entriegeln und Verriegeln in der Schließstellung gehören. Die Betätigung einer solchen Einrichtung ist verhältnismäßig umständlich.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Absperrtinrichtung

ίο zu schaffen, die bei von außen erfolgender Betätigung der Verriegelungsvorrichtung durch ein einziges Stellorgan das Absperrventil öffnet, wenn es im geschlossenen Zustand ist, und schließt, wenn es im geöffneten Zustand ist, wobei die Betätigung der Verriegelungsvor-

!■> richtung auch durch das strömende Medium selbst übernommen werden kann.

Eine Lösung dieser Aufgabe wurde darin gefunden, daß die Vorrichtung zur Erzeugung der Kraft in Öffnungsrichtung und der Kraft in Schließrichtung des Ventils einen einerseits mit dem Ventil und andererseits mit einem ortsfesten Widerlager verbundenen, mit Steuergas gefüllten Steuerbalg aufweist, dessen Gasraum mit einem im Strömungsweg des abzugebenden Gases liegenden Gasabsorber verbunden ist, wobei bei steigendem Gasdruck im Steuerbalg die erzeugte Kraft in Öffnungsrichtung des Ventils wirkt

Der Steuerbalg kann mit irgendeinem Gas gefüllt sein, sofern sichergestellt ist, daß beim Ausströmen dieses Gases aus der Vorratsflasche eine solche Abkühlung eintritt, daß durch die Druckverminderung das Ventil durch eine Schließkraft beaufschlagt wird, und wenn weiterhin sichergestellt ist, daß bei geschlossenem Absperrventil der Gasdruck in der Betätigungseinrichtung so ansteigt, daß eine Öffnungskraft auf das

Ventil ausgeübt wird.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und sind nachstehend zusammen mit den sich aus ihnen ergebenden Vorteilen erläutert anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf eine Zeichnung. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Absperreinrichtung,

F i g. 2 und 3 zwei weitere Ausführungsformen.
In der F i g. 1 ist eine Absperreinrichtung für die

■)5 Abgabe eines unter Druck stehenden Gases gezeigt, das sich in einem Vorratsbehälter 1 befindet, der nur ausschnittsweise wiedergegeben ist und einer Vorrichtung la für den Gebrauch gegenüberliegt, die ebenfalis nur schematisch teilweise wiedergegeben ist. Die Absperreinrichtung besitzt ein Gehäuse 3, in dem eine Übertragungsleitung 2a vorgesehen ist, die stromaufwärts an den Vorratsbehälter 1 und stromabwärts an die Vorrichtung la zum Gebrauch angeschlossen ist
In dem Gehäuse 3 liegt eine erste Gruppe von

Bauteilen, die dazu bestimmt ist, das öffnen und Schließen des Absperrventils zu steuern. Die zweite Gruppe von Bauteilen 4· ist dazu bestimmt, die Bewegung eines beweglichen Absperrventils 41 hervorzurufen, mit dem die Übertragungsleitung 2a abzuschließen ist. Weiterhin gehören zu der Gruppe dieser Bauteile folgende Bestandteile;

Eine Druckfeder 42, mit der ein Anteil des Gasdruckes auszugleichen ist, der im Vorratsbehälter 1 vorhanden ist. Diese Feder stützt sich auf der stromabwärts gelegenen Seite des Ventiles 41 ab und auf der anderen Seite auf dem Boden eines Kolbens 42a, der axial gleitbar gelagert ist in einem feststehenden Führungskörper 44, der seinerseits zylinderförmig

ausgebildet ist; weiterhin sind eine oder mehrere Verriegelungskugeln 45 vorhanden, die beweglich in radialen Bohrungen des Führungskörpers 44 liegen und deren Lage vom Kolben 42a beeinflußt wird, so daß sie entweder in die Ausnehmungen 43a oder in die Ausnehmungen 436 einrasten. Die Ausnehmungen 43a und 436 liegen auf der Innenseite des Stößels 426 des Ventils 41. Der StöBel 42t umschließt die Außenseite des Führungslrörpers 44, so daß das Ventil 41 bei axialer Verschiebung in Richtung der Mittelachse in beiden Stellungen verriegelt werden kann, und zwar entweder in der öffnungs- oder in der Schließstellung. Weiterhin gehört zu dieser Baugruppe ein axial verschiebbarer Stößel 46, der auf die Verriegeiungskugeln 45 einwirkt, um sie aus den Rasten 436 herauszudrücken. Weiterhin ein Hilfsstößel 46a zur Betätigung des axial beweglichen Stößels 46 unter Verwendung einer Kugel 466.

Die Betätigung des Stößels bzw. Hilfsstößels 46a erfolgt durch einen Impuls, der durch ein Steuerungsorgan ausgelöst wird, das durch den ersten Bauteilkomplex dargestellt ist, welcher in seiner Gesamtheit durch die Bauteile mit der Bezugsnummer 5 gebilr'_:st wird, auf die noch nachstehend eingegangen wird.

Der elastisch verformbare Steuerbalg 48 stützt sich einerseits auf dem Führungskörper 44 und andererseits auf dem StöBel 426 des Ventils ab. Dieser Steuerbalg 48 ist mit einem sich im Druck verändernden Gas für die Steuerung gefüllt Der Steuerbalg 48 beeinflußt den Ventilkörper 41 im Sinne eines öffnens oder eines SchlieSens, je nachdem, ob sich das Ventil in der Schließstellung oder der Öffnungsstellung befindet.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 ist ein erster Steuer-Vorratsbehälter bzw. Gasabsorber 47 vorgesehen, der stromabwärts vom Ventil 41 neben der Steuerleitung 2a liegt. Dieser Behälter ist aufgefüllt mit einem absorbierenden Körper und steht mit dem Steuerbalg 48 in Verbindung.

Die Bauteile des ersten Bauteilsatzes 5 lassen sich durch einen Druckknopf 51 betätigen, mit dem der axial bewegbare Stößel 46 durch einen einfachen von außen aufgebrachten Druck zu verschieben ist

Im Ausgangsstadium liegen folgende Verhältnisse vor: Bei geschlossenem Ventil 41 steht das Steuergas, das sich in dem Gasabsorber 47 und in dem Steuerbalg 48 befindet, unter einem verhältnismäßig hohen Druck, da die Temperatur des absorbierenden Körpers hoch ist Daraus ergibt sich, daß der elastische Steuerbalg 48 dazu neigt das Ventil 41 im Sinne einer öffnung zu betätigen.

Durch einen einfachen ausgeübten Druck vom Benutzer auf das Steuerorgan 5 wird die Verriegelung des Ventils entriegelt, wobei die Verriegelungskugeln 45 aus den Ausnehmungen 43a entfernt werden. Durch den Einfluß des elastischen Steuerbalgs 48 wird das Ventil 41 im Sinne einer CH'fnung verschoben. Sobald sich die Ausnehmungen 436 den Kugeln gegenüber befinden, dringen die Verriegeiungskugeln 45 in die Ausnehmungen 436 ein, um dsis Ventil 41 in seiner Öffnungsstellung zu verriegeln. Sellzt der Durchfluß des Gases ein, so sinkt die Temperatur des absorbierenden Körpers durch die Strömung des Gases, so daß der Druck des Steuergases abfällt un<l das Ventil 41 im Sinne eines Schließens beeinflußt Wird.

Durch einen einfachen auf das Steuerorgan 5 ausgeübten Druck; lassen sich die Verriegelungskugeln 45 aus ihren Rasten 436 herausdrücken, so daß das Ventil 41 in seine ursprüngliche Ausgangslage zurückkehrt. Dabei wird der Slrömungsmitteldurchfluß verhindert und das Ventil 4J wird wieder durch das Eindringen der Verriegeiungskugeln 45 in die Rasten 43a in seiner Schließstellung verriegelt

Die Veränderung des Druckes zum Steuern des

Ventilkörpers im Sinne einer Öffnung oder eines Schließens oraucht nicht notwendigerweise auf der Anordnung eines absorbierenden Körpers zu beruhen, sondern kann auch beispielsweise durch das Obergehen eines Strömungsmittels vom Zustand des trockenen

ίο Dampfes in den Zustand des gesättigten Dampfes herbeigeführt werden. Allgemeiner ausgedrückt kann der elastische Steuerbalg 48 mit einer Druckgasquelle in Verbindung stehen, deren Druck sich in dem vorstehenden Sinne zu ändern vermag.

In den Fig.2 und 3 sind Ausführungsbeispiele von verschiedenen möglichen Steuerungen dargestellt Um die Beschreibung zu vereinfachen, sind diese verschiedenen Arten der Steuerung für den Fall der Anordnung am Auslaß eines Vorratsbehälters beschrieben und dargestellt Es versteht sich jedoch daß diese verschiedenen Steuerungen auch anwendbar sind für eine Absperreinrichtung für flüssiges Gas unter Verwendung einer zeitweise benutzte;· Lagerkammer. In der F i g. 2 ist eine Ausführungsform gezeigt bei

der das Schließen des Ventils automatisch erfolgt und die im übrigen nach dem Arbeitsprinzip »Alles oder Nichts« wirksam ist

Die Einrichtung besitzt ein Gehäuse 203, das angeschlossen ist zwischen einem Vorratsbehälter 201 für ein flüssiges Gas, das zu übertragen ist auf eine dem Gehäuse nachgeschaltete Vorrichtung 201a für den Gebrauch des flüssigen Gases, die ebenfalls nur ausschnittsweise dargestellt ist Der Vorratsbehälter 201 und das Gerät für den Gebrauch 201a sind miteinander verbunden durch eine Übertragungsleitung 202a innerhalb des Gehäuses 203, die durch ein bewegliches Ventil 241 gesperrt werden kann, das zu einer Steuereinrichtung gehört, die insgesamt mit 204 bezeichner ist und einen Steuerstößel 249 aufweist Die Steuereinrichtung 204 liegt stromabwärts vom Ventil 241 und weist einen elastischen Steuerbalg 242 auf, der das Ventil 241 im

Sinne seiner Öffnung oder seines Schließens beeinflußt Das automatisch öffnende Ventil 222 besitzt eine Kugel 223, die in Richtung ihrer Schließlage durch eine

Feder 224 gedruckt wird, deren Spannung einstellbar ist durch einfache Drehung einer Spannschraube 225, die mit der Stellschraube 225a zusammenwirkt Das automatisch öffnende Ventil liegt zwischen den Desorptionsleitungen 208a, welche die Kammer 206

so durch die Leitung 210 mit dem Steuerbalg 205 verbindet der außerdem über die Absorptionsleitung 2086 mit dem Absorptionsventii 21 Ib verbunden ist

Bei dieser Ausführungsform ist die Kammer 221 in /.wei Unterkammern aufgeteilt, und zwar in eine äußere Unterkammer 221 a und eine innere Unterkammer 2216, die voneinander durch eine durchgehende Wand 226 getrennt sind. Eine weitere Wand 227 mit Unterbrechungen begrenzt das Volumen der Kammer 206, die den absorbierenden Körper enthält Die Kammer 206 steht durch eine Leitung 207 in Verbindung mit dem SteUefbalg 242. Das von dem absorbierenden Körper zu desorbierende Steuergas kann das Volumen der inneren Unterkammer 2216 ausfüllen, die mit der Kammer 206 verbunden ist Umgekehrt, d. h. bei einer notwendigen thermischen Isolie/ung, wenn die Temperatur des absorbierenden Körpers gesenkt ist oder während des Durchflusses des flüssigen Gases, erzeugt die Absorption des SteuerEases nur eine Teilfüllune in der inneren

Unterkarnmer 2216, die zur thermischen Isolierung beiträgt.

Durch eine Betätigung der Einstellschraube 225 durch den Benutzer läßt sich der durch die Feder 224 auf die Kugel 223 ausgeübte Druck senken. In Abhängigkeit vom Druck des Steuergaues, das sich in dem Vorratsbehälter 206 befindet, entfernt sich die Kugel 223 aus ihrer Lage und öffnet das Ventil 222. Dadurch erhöht sich der Druck des Steuergases in dem elastischen Steuerbalg 205, was die öffnung des Ventils 241 bewirkt.

Die Funktion ist zyklisch mit Phasen der Bewegung (öffnung des Ventils 222) und Phasen des Stillstandes (Öffnung des Absorptionsventiils 2Hb), wobei die Dauer eines solchen Zyklus regelbar ist durch die Einstellung der Spannschrauben 225 und 220 mit den Stellschrauben 225a und 220a für die automatische öffnung und die Absorption.

Die Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung für Hip Übertragung, deren Funktion nach dem »Alles-oder-Nichts-Prinzip« aufgebaut ist und bei der öffnen und Schließen in Abhängigkeit von einem Temperatur-Steuerwert erfolgen, wie beispielsweise dem des Gerätes. Die Inbetriebnahme dieses Gerätes erfolgt durch einen Druck auf einen Handknopf gemäß der Zeichnung oder durch elektrische Inbetriebnahme.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3, bei dem in der Zeichnung zur Kennzeichnung funktionsgleicher Teile gleiche Bezugszeichen gewählt wurden, steht der Steuerbalg 205 nicht in Verbindung mit der Kammer 206, sondern mit einem Temperaturfühler 228 unter Zwischenschaltung eines Steuerventils 229. Vorzugsweise besteht dieser Temperaturfühler 228 aus einer mit einem absorbierenden Körper gefüllten Ampulle, die in der Zone liegt, deren Temperatur als Steuermittel ausgenutzt wird für das Auslaßventil oder die Übertragungsvorrichtung. Wenn die Gastemperatur im Benutzungsgerät über einen bestimmten Wert ansteigt, so entsteht in diesem Gerät ein Defizit an Gas, was die Übertragung von weiterem flüssigen Gas notwendig macht, während umgekehrt die Übertragung unterbrochen werden kann, wenn die Temperatur im Gerät unter einen vorgegebenen Wert sinkt.

Allgemein gesagt ist der Temperaturfühler 228 so beschaffen, daß alle genügend großen Temperaturschwankungen eine Veränderung des Druckes eines Hilfs-Steuergases bewirken, welches den Steuerbalg 205 ausfüllt.
Das Steuerventil 229 besitzt eine Kugel 230, die normalerweise durch den Druck einer Feder 231 in der Schließlage gehalten wird, die sich aber aus dieser Schließlage herausdrücken läßt durch die Verlagerung eines Stößels 232, der durch einen Druckknopf 233 zu betätigen ist.

ίο In der Ausgangsstellung sind die gleichen Betriebsverhältnisse gegeben wie bei der vorbeschriebenen Ausführungsform. Dabei ist das Steuerventil 229 geschlossen und das Hilfssteuergas, das sich in dem Temperaturfühler 228 befindet, steht unter einem

Druck, der die Notwendigkeit einer Übertragung anzeigt.

Durch einen Druck auf den Druckknopf 232 wird das Ventil 229 geöffnet, wobei die Kugel 230 aus ihrer ^hÜAftcfplllino hf*railtit*r*riri\n\tt u/irrt Kf\ AaH Aac iintpr

Druck stehende Hilfssteuergas, das sich in dem Temperaturfühler 228 befindet, unmittelbar in den Steuerbalg 205 strömt über die Leitungen 234 und 210. Die Ausdehnung des Balges 205 bewirkt die öffnung des Ventils 241 und den Beginn der Übertragung, die gleichzeitige Auffüllung des angeschlossenen Arbeitsgerätes mit flüssigem Gas und dabei auch die progressive Abkühlung des Temperaturfühlers 228. Diese Abkühlung bewirkt die Absorption des Hilfssteuergases durch den absorbierenden Körper in dem Temperaturfühler

jo und damit eine Verminderung des Gasdruckes. Der

Druck des Hilfssteuergases in der Steuereinheit 205

vermindert sich und dadurch erfo.'gt eine Schließung des

Ventils 241, wie es bereits vorher beschrieben ist. Aufgrund der Temperaturunterschiede im Arbeitsge-

H rät, die auf die Übertragung und die Unterbrechung der Übertragung zurückzuführen sind, entstehen aufeinanderfolgende Zyklen der Bewegung und des Stillstandes des Auslaßventils.
Die Außerbetriebsetzung des Gerätes erfolgt durch Betätigung des Druckknopfes 233, um die Kugel 230 in ihre Schließstellung zurückzuversetzen und damit den Temperaturfühler 228 von dem Steuerbalg 205 abzutrennen, so daß etwaige weitere Druckveränderungen des Hilfsgases fortan ohne Einfluß bleiben.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

l. Absperreinricbtung für die Abgabe eines unter Druck stehenden Gases aus einem Vorratsbehälter an einen Gasverbraucher, mit einem zwischen Vorratsbehälter und Gasverbraucher angeordnetem Gasabsperrventil, mit einer Vorrichtung zur Erzeugung einer das Absperrventil betätigenden Kraft in Öffnungsrichtung, wenn sich das Absperrventil in Schließstellung befindet, und einer Kraft in Schließrichtung, wenn sich das Absperrventil in Offenstellung befindet, mit einer Einrichtung zur Verriegelung des Absperrventils in der Offenstellung und in der Schließstellung sowie einer Einrichtung zur Entriegelung, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erzeugung der Kraft in Öffnungsrichtung und der Kraft in Schließrichtung des Ventils (41) einen einerseits mit dem Ventil (41) und andererseits mit einem ortsfesten Widerlager verbundenen, mit Steuergas gefüllten Steuerbalg (48) atheist, dessen Gasraum mit einem im Strömungsweg des abzugebenden Gases liegenden Gasabsorber (47) verbunden ist, wobei bei steigendem Gasdruck im Steuerbalg die erzeugte Kraft in Öffnungsrichtung des Ventils wirkt(F i g. 1).

Z Absperreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sieuerbalg (48) und der Gasabsorber (47) auf der Abströmseite des Absperrventils (41) angeordnet sind (F i g. 1).

3. Absperreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Steuerbalg (205) vorhanden ist, der sowohl bei Überschreiten eines ersten höheren Druckes als <uch bei Unterschreiten eines zweiten niedrigeren Druckes eine Entriegelung des Absperrventils (24f bewirkt, wobei der zweite Steuerbalg (205) mit dem Absorber (206) über ein bei einem hohen Druck im Absorber (206) öffnendes Ventil (222) und ein bei einem niedrigen Druck im Absorber öffnendes Ventil (211 b) verbunden ist (F ig. 2).

4. Absperreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Steuerbalg (205) vorhanden ist, der sowohl bei Überschreiten eiues ersten höheren Druckes als auch bei Unterschreiten eines zweiten niedrigeren Druckes eine Entriegelung des Absperrventiles bewirkt, wobei der zweite Steuerbalg (205) über ein bei einer vorgegebenen hohen Temperatur öffnendes und bei Unterschreiten einer vorgegebenen niedrigen Temperatur schließendes Ventil (230) mit einem Temperaturfühler (228) verbunden ist (F i g. 3).