DE2358428C2 - Ventil für einen Gasdruckbehälter, insbesondere eine Gasdruckflasche - Google Patents

Ventil für einen Gasdruckbehälter, insbesondere eine Gasdruckflasche

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Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil für einen Gasdruckbehälter, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei verschiedenen Anlagen und Einrichtungen mit einem Druckbehälter besteht beim Auftreten von Feuer die Gefahr, daß der Druckbehälter birst Wenn beispielsweise ein Druckbehälter mit einer darin befindlichen Gasblase mit Stickstoff gefüllt ist, dann wird dessen Volumen bei 300° C doppelt so groß wie bei Raumtemperatur, während die mechanische Festigkeit des Druckbehälters bei 300° C niedriger ist als bei Raumtemperatur.
Es ist daher unbedingt notwendig, einen solchen Druckbehälter mit einem Sicherheitsventil zu versehen, um das Bersten bei einem durch Feuer hervorgerufenen Temperaturanstieg zu verhindern. Der Druckbehälter ist nun jedoch so aufgebaut daß die Gasblase in seinem Innern beweglich angeordnet ist während das Sicherheitsventil fest angeordnet ist, wodurch eine erhebliche Behinderung in der Expansion und Kontraktion der Gasblase hervorgerufen wird.
Ein Ventil der vorausgesetzten Art ist aus der FR-PS 9 73 928 bekannt In diesem Falle ist jedoch ein Verschlußstück aus mehreren äußerst aufwendig ^erzustel- !enden Teilen (Zwischenstück, Ventilträger, Stößel) vorgesehen, wobei im Ventilträger eine gesonderte Ringnut zur Aufnahme einer separaten Ringdichtung erforderlich ist die mit dem Ventilsitz dichtend zusammenwirkt Der Stößel ist dabei auf seiner Außenseite mehr- fach abgestuft und in einen komplementär ausgebildeten Hohlraum des Ventilkörpers axial gleitbeweglich eingesetzt wobei sein unteres, mit fensterartigen öffnungen versehenes Ende mit dem oberen Ende des Ventilträgers in Berührung steht Allein der Aufbau im In- nern des Ventilkörpers bzw. -gehäuses bedeutet einen erheblichen Konstruktions- und Herstellungsaufwand. Darüber hinaus ist bei diesem bekannten Ventil das Ventilsicherungsglied außer mit einem Schmelzstopfen noch mit einer Berstfolie ausgebildet
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der im Oberbegriff des Anspruches 1 vorausgesetzten Art zu schaffen, d^s bei zuverlässiger Funktion gleichzeitig als Gaseinfüll- und als Sicherheitsventil ausgebildet ist und sich gegenüber dem bekannten Stand der Technik durch einen deutlich vereinfachten Aufbau auszeichnet wobei dieses Sicherheitsventil vor allem auch für solche Gasdruckbehälter geeignet sein soll, in denen eine Gasblase vorhanden ist Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst
Da bei diesem erfindungsgemäßen Ventil der Verschlußkörper nicht nur den Verbindungskanal zwischen Außenseite und Innenseite, sondern auch noch einen Hohlraum für die Aufnahme des scmnelzbaren Ventilsicherungsgliedes aufweist ergibt «ich zunächst ein äußerst einfacher und leicht herzustellender Aufbau des Verschlußkörpers. Dieser Verschlußkörper mit dem in ihm vorgesehenen Hohlraum und dem darin aufgenom menen Ventilsicherungsglied sorgt dann in äußerst zu verlässiger Weise für die Abdichtung des als Gaseinfüllventil verwendeten Ventiles, wobei es gleichzeitig die Funktion eines Sicherheitsventiles erfüllt indem nämlich das aus Kunsttarzmaterial hergestellte Ventilsicheso rungsglied bei einer vorbestimmten Temperatur schmilzt Letzteres ist beispielsweise dann von Bedeutung, wenn die den zugehörigen Druckbehälter umgebende Atmosphäre infolge von Feuer oder dergleichen auf eine überhöhte Temperatur angestiegen ist; auf die se Weise kann ein Bersten des Druckbehälters mit dem selben Ventil verhindert werden, das auch zum Füllen des Druckbehälters verwendet wird.
Die Erfindung sei nachstehend anhand einiger in der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsbeispiele nä her erläutert In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungs· form des Gasdruckbehälters mit Ventil;
F i g. 2 eine Schnittansicht (im vergrößerten Maßstab) durch das in einen Behälter gemäß F i g. 1 eingesetzte Ventil;
F i g. 3 eins gleichartige Schnittansicht wie F i g. 1, jedoch in einem anderen Zustand des Ventiles; F i g. 4 einen Querschnitt entlang der Linie IV-IV in
Fig. 3;
Fig.5 einen Querschnitt entlang der Linie V-V in Fig. 2;
Fig.6 eine Aufsicht auf eine Ausführungsform eines Teiles der Ventileinrichtung gemäß F i g. 3;
F i g. 7 einen Querschnitt entlang der Linie VII-VlI in Fig. 6;
Fig.8 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform des in F i g. 7 gezeigten Teiles;
Fig.9 einen Querschnitt entlang der Linie tX-IX in Fig. 10;
Fig. 10 einen Längsschnitt durch eine Gasdruckflasche mit Ventil;
Fig. 11 eine im vergrößerten Maßstab dargestellte Schnittansicht durch ein Ventil an einer Gasdruckflasche gemäß F i g. 10.
Gemäß F i g. 1 ist im Innern eines Gasdruckbehälters 1 eine Gasblase 2 vorgesehen, und am oberen Ende dieses Gasdruckbehälters 1 ist ein Ventilgehäuse 3 eines Ventiles befestigt, das die Außenseite des Druckbehälters mit dessen Innenseite bzw. mit dem Innern der Gasblase 2 verbindet. Das Ventil dient daher zum Einfüllen des Gasdruckbehälters mit Gas.
Wie die F i g. 2 und 3 im einzelnen zeigen, ist in dem Ventilgehäuse 3 eine Gasdurchlaßbohrung 16 vorgesehen, und neben diesem Ventilgehäuse 3 enthält das Ventil eins zum Öffnen und Schließen der Gasdurchlaßbohrung 16 vorgesehene Ventileinrichtung. Diese Ventileinrichtung weist einen innerhalb des Ventilgehäuses 3 ausgebildeten Ventilsitz 4, einen zylindrischen (siößelartigen) Verschlußkörper 5 sowie eine als Schraubenfeder ausgebildete Druckfeder 6 auf, die im Ventilgehäuse 3 vorgesehen ist und den Verschlußkörper 5 in Richtung auf den Ventilsitz 4 drückt.
Im Innern des Verschlußkörpers 5 befindet sich ein Hohlraum, in dem ein schmelzbares Ventilsicherungsglied 7 aufgenommen ist, dessen obere Stirnfläche am Ventilsitz 4 anliegt und damit gleichzeitig eine Ventilsitzdichtung zur Gasdurchlaßbohrung 16 bildet. Das Ventilsicherungsglied 7 ist — wie später noch näher erläutert wird — aus einem Kunstharzmaterial hergestellt, das bei einer erhöhten, vorbestimmten Temperatur schmilzt
Außerdem besitzt der Verschlußkörper 5 in diesem ersten Ausführungsbeispiel einen die Außenseite mit der Innenseite des Druckbehälters 1 verbindenden Verbindungskanal 8, der in diesem Falle durch eine im Boden des Verschlußkörpers 5 vorgesehene Bohrung gebildet ist.
Der in F i g. 1 dargestellte Druckbehälter 1 besitzt ferner eine Ein- und Auslaßöffnung 11 für ein Druckströmungsmittel. Das Ventil enthält außerdem einen Federsitz 12 (F i g. 2) und einen am unteren Ende des Ventilgehäuses 3 ausgebildeten Flansch 13. Die Gasblase 2 besitzt einen Befestigungsteil 14. wobei eine Befestigungsmutter 15 für den Ventilkörper am oberen Ende des Druckbehälters 1 vorgesehen ist. Eine weitere Bohrung 17 dient zur Verbindung des Innenraumes vom Ventilgehäuse 3 mit dem Innern der Ga.'blase 2; außerdem sind ein O-Ring 18, eine temperaturempfindliche Abschmelzsicherung 19, ein Sicherungshalter 20 und eine Sicherungsmutter 21 für das Ventil vorgesehen.
Während im Beispiel der F i g. 2 bis 4 der Verbindungskanal 8 am unteren Ende des Verschlußkörpers 5 ausgebildet ist, können gemäß F i g. 6 und 7 auch mehrere Verbindungskan?!e in Form einer Nut 9 am oberen Ende des Verschlußkö^pers 5 eingearbeitet sein.
Alternativ ist es auch möglich, wenigstens einen radialen Verbindungskanal 10 (vorzugsweise mehrere solcher Kanäle 10) in die Umfangswand des Verschlußkörpers 5 einzuarbeiten. Außerdem können — sowohl nicht veranschaulicht — zwei oder alle Arten von Verbindungskanälen 8,9 bzw. 10 am unteren Ende, am oberen Ende und in der Seitenwand des Verschlußkörpers 5 in einem einzigen Verschlußkörpers vorgesehen sein.
Wie bereits weiter oben erwähnt, ist das schmelzbare Ventilsicherungsglied 7 aus einem Kunstharzmaterial
ίο hergestellt Hierbei kann es sich um Fluorharz, Nylon oder dergleichen handeln, deren mechanische Festigkeit bei einer Temperatur von 1200C bis 1800C herabgesetzt ist
Im Beispiel der F i g. 10 und 11 ist der Gasdruckbehälter als Gasdruckflasche ausgebildet Im Unterschied zu der Ausführung gemäß den F i g. 1 bis 9 ist anstelle der Gasblase 2 im Druckbehälter 1 eine Dichtung 22 zwischen dem Flansch 13 am unteren linde des Ventilgehäuses 3 und der Innenseite des Druckbehälters 1 vor^ gesehen. Das Innere des Druckbehälters 1 wird mit Druckgas gefüllt
Bei dem in der oben beschriebenen Weise aufgebauten Druckbehälter 1 ist es zum Einfüllen von Gas nur erforderlich, die Schutzmutter 21 vom oberen Ende des Ventilgehäuses 3 zu entfernen und eine — nicht gezeigte — Gaseinfülldüse mit der Gasdurchlaßbohrung 16 in Verbindung zu bringen, durch die Gas unter Druck eingeführt werden kann. Dann wird das schmelzbare Ventilsicherungsglied 7 entgegen der Federkraft der Schraubenfeder 6 nach unten verschoben, um einen Zwischenraum zwischen dem Ventilsitz 4 und dem Ventilsicherungsglied 7 zu schaffen. Das in diesen Zwischenraum eingeführte Gas gelangt durch den Zwischenraum zwischen der Außenumfangsfläche des Verschlußkörpers 5 und der Innenumfangsfläche des Ventilgehäuses 3 sowie außerdem durch die Verbindungsbohrung 17 in das Innere der Gasblase 2 (gemäß Fig.2) bzw. des Druckbehälters 1 (F i g. 11).
Wenn die Gaseinfülldüse von der Gasdurchbßbohrung 16 entfernt wird, dann wird das schmelzbare Ventilsicherungsglied 7 durch die Kraft uer Schraubenfeder 6 g.-gen den Ventilsitz 4 gedrückt, so daß die Gasdurch- !aßbohrung 16 und damit das Ventil geschlossen wird und kein Gas austreten kann. >
Sollte die Umgebungstemperatur des Druckbehälters 1 infolge eines Feuers oder dergleichen auf über !000C ansteigen, dann würde die temperaturempfindliche Abschmelzsicherung 19 schmelzen und die Gasdurchlaßbohrung 16 mit der Atmosphäre verbunden werden, worauf dann, wenn die Umgebungstemperatur weiter auf etwa 120° C bis 18O0C erhöht werden sollte, das schmelzbare Ventilsicherungsglied 7 im Verschlußkörper 5 nahezu geschmolzen werden und daher seine mechanic-he Festigkeit verlieren würde.
Zu diesem Zeitpunkt wird das im Druckbehälter 1 enthaltene Gas, dst infolge des Temperaturanstiegs im Druck stark erhöht worden ist, durch die Verbindungsbohrung 17 und den Verbindungskanal 8 im Verschlußkörper 5 auf das nahezu geschmolzene Ventilsicherungsglied 7, so daß dieses Ventilsicherungsglied 7 durchgeschmolzen und durch die Gasdurchlaßbohrung 16 ausgestoßen wird. Demzufolge wird auch das im Druckbehälter 1 vorhandene Gas an die Außenatmosphäre abgegeben. Ein mit dem oben beschriebenen Ventil ausgestatteter Gasdruckbehälter 1 könnte daher selbst dann nicht bersten, wenn er infolge eines Feuers oder dergleichen stark erhitzt werden sollte·
Da dieses Ventil durch sein Ventilgehäuse 3 in der
beschriebenen Weise am oberen Ende des Gasdruckbehälters 1 befestigt wird, entsteht keinerlei Behinderung bei einer Expansion und Kontraktion der im Druckbehälter vorgesehenen Gasblase 2 bei normaler Betriebsweise, s
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
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Claims (6)

Patentansprüche:
1. Ventil für einen Gasdruckbehälter, insbesondere eine Gasdruckflasche, zur Herstellung einer Verbindung zwischen der Außenseite und der Innenseite des Druckbehälters, enthaltend ein am oberen Ende des Druckbehälters (1) befestigbares Ventilgehäuse (3), in dem eine Gasdurchlaßbohrung (16) vorgesehen ist, und eine zum öffnen und Schließen der Gasdurchlaßbohrung (16) vorgesehene Ventileinrichtung, die einen Ventilsitz (4), einen zylindrischen Verschlußkörper (5) sowie eine den Verschlußkörper in Richtung auf den Ventilsitz drückende Druckfeder (6) aufweist, wobei der Verschlußkörper (5) wenigstens einen die Außenseite mit der Innenseite verbindenden Verbindungskanal (8,9,10) sowie ein bei erhöhten Temperaturen schmelzbares Ventilsicherungsglied (7) besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der VerschluBkörper (5) außer dem Ve&äidungskanal (8, 9, 10) einen Hohlraum aufweist, in dem das schmelzbare Ventilsicherungsglied (7) derart aufgenommen ist, daß es mit seiner oberen Stirnfläche am Ventilsitz (4) anliegt und damit gleichzeitig die Ventilsitzdichtung bildet, wobei das Ventilsicherungsglied (7) aus einem Kunstharzmaterial hergestellt ist, das bsi einer vorbestimmten Temperatur schmelzbar ist
2. Gasdruckbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal durch eine im Boden des Verschlußkörpers (5) vorgesehene Bohrung (&) gebildet wird.
3. Gasdruckbehälter nae. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens sin Verbindungskanal in Form einer Nut (9) am beren Ende des Verschlußkörpers (5) eingearbeitet ist
4. Gasdruckbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß wenigstens ein radialer Verbindungskanal (10) in die Umfangswand des Verschlußkörpers (5) eingearbeitet ist
5. Gasdruckbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das schmelzbare Ventilsicherungsglied (7) aus Fluorharz besteht
6. Gasdruckbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das schmelzbare Ventilsicherungsglied (7) aus Nylon hergestellt ist
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