DE2410343A1

DE2410343A1 - SELF-CLOSING FILLING VALVE FOR INFLATING INFLATABLES, LIFEBOATS AND OTHER HOLLOW BODIES

Info

Publication number: DE2410343A1
Application number: DE19742410343
Authority: DE
Inventors: Werner Gemeinhardt; Alfred Hoffmann; Otto Muehling; Gerd-Siegfried Stehncken
Original assignee: Deutsche Schlauchbootfabrik Hans Scheibert GmbH and Co KG
Current assignee: Deutsche Schlauchbootfabrik Hans Scheibert GmbH and Co KG
Priority date: 1974-03-05
Filing date: 1974-03-05
Publication date: 1975-09-11
Also published as: FR2263437A1; FR2263437B3; DK625574A; GB1492859A

Description

2*103432 * 10343

DEUTSCHE SCHLAUGHBOOTi¹ABEIK:
HANS SCHEIBERTGERMAN INFLATABLES ¹ ABEIK:
HANS SCHEIBERT

34-57 Eschershausen34-57 Eschershausen

Selbstschließendes Füllventil 'zum Aufblasen von Schlauchbooten, Rettungsflößen und anderen HohlkörpernSelf-closing filling valve for inflating inflatable boats, life rafts and other hollow objects

Die Erfindung bezieht sich auf selbstschließende Füllventi-Ie zum Aufblasen von Schlauchbooten, Rettungsflößen und anderen Hohlkörpern mit Flüssiggas, mit einem entgegen der Wirkung einer Schließfeder von dem zugeführten Flüssiggas unmittelbar beaufschlagten, vorzugsweise ganz oder zum Teil aus einem Werkstoff von gegenüber dem Ventilgehäuse wesentlich niedrigerer Wärmeleitfähigkeit hergestellten Ventilkörper. The invention relates to self-closing filling valves for inflating rubber dinghies, life rafts and other hollow bodies with liquid gas, with one against the Effect of a closing spring acted on directly by the supplied liquid gas, preferably in whole or in part made of a material with a valve body that has a significantly lower thermal conductivity than the valve housing.

Ihrer Wirkungsweise nach sind solche Füllventile einfache federbelastete Rückschlagventile, die unter dem Druck des zugeführten Füllgases selbsttätig öffnen und nach Abschluß des Aufblasvorganges, d. h. also nach Einstellen ungefährer Druckgleichheit beiderseits des beweglichen Ventilkörpers wieder schließen. Der einmal erreichte Füllungszustand des Hohlkörpers bleibt daher auch nach Abkuppeln der Druckgasflasche bzw. nach Eintreten einer Undichtheit an der Zuführungsleitung erhalten. Da das unter hohem Druck gespeicherte Füllgas mit dem Einströmen in den Hohlkörper adiabatisch expandiert, übt es auf die Ventil- und Armaturteile eine beträchtliche Kühlwirkung aus, die bis zur Eisbildung mit daraus folgenden Funktionsstörungen führen kann. Diese Gefahr besteht in besonderem Maße beim Verdampfen der wegen ihrer guten Speicherungsfähigkeit allgemein verbreiteten Flüssiggase wie beispielsweise CO₂, die schon mit dem Wechsel des Aggregatzustandes ihrer UmgebungAccording to their mode of operation, such filling valves are simple spring-loaded check valves which open automatically under the pressure of the filling gas supplied and close again after the inflation process has been completed, ie after approximately equal pressure has been set on both sides of the movable valve body. Once the filling state of the hollow body has been reached, it is retained even after the pressurized gas cylinder has been uncoupled or after a leak has occurred in the supply line. Since the filling gas stored under high pressure expands adiabatically as it flows into the hollow body, it exerts a considerable cooling effect on the valve and fitting parts, which can lead to ice formation with consequent malfunctions. This danger exists in particular when the liquid gases, such as CO ₂ , which are generally widespread because of their good storage capacity, are evaporated and which occur with the change in the physical state of their surroundings

_. 2 509837/0116 _. 2 509837/0116

große Wärmemengen entziehen und durch Vorexpansion innerhalb des !Füllventils Vereisungserscheinungen oder auch, durch Strömungsturbulenzen an Umlenksteilen begünstigt, Ablagerungen von Flüssiggasschnee hervorrufen. Die Verhältnisse gestalten sich noch ungünstiger, wenn schon ohnehin niedrige Umgebungstemperaturen vorliegen, wie es bei Fahrten in arktischen Gewässern oder bei winterlichen Einsätzen in europäischen Breiten stets der Fall ist.withdraw large amounts of heat and through pre-expansion within of the! filling valve icing or also, favored by flow turbulence at deflection parts, Generate deposits of liquid gas snow. The conditions turn out to be even more unfavorable, if at all The ambient temperatures are already low, as is the case when driving in arctic waters or in winter Operations in European latitudes is always the case.

Eine höhere Sicherung gegen Vereisungen des Füllventils und darauf zurückgehende Funktionsstörungen konnte zwar schon durch den aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1 938 bekannten Vorschlag erzielt werden, die gasführenden Ventilteile, vor allem die Ausströmdüsen und den Ventilkörper selbst aus Werkstoffen besonders niedriger Wärmeleitfähigkeit herzustellen. Die damit möglichen Verbesserungen waren aber nur begrenzt und ließen noch weitergehende Wünsche offen. Es ist dabei zu berücksichtigen, daß die geeigneten hochfesten Werkstoffe mit zunehmender Unterkühlung verspröden und zu Kaltbrüchigkeit neigen, während andererseits die Armaturen im Seerettungswesen beispielsweise durch Abwerfen der aufblasbaren Rettungsflöße aus größerer Höhe auf die Wasseroberfläche und in anderer Weise sehr hohen mechanischen Beanspruchungen unterliegen. In dieser Hinsicht erwiesen sich die unvermeidlich lang hervorstehenden Ausströmdüsen der bekannten Füllventile als Nachteil, wobei noch hinzukam, daß diese sich durch zur Ventilkörperachse rechtwinklig oder nahezu rechtwinklig angeordnete Ausströmdüsen selbst anbliesen,und die dabei gleichfalls direkt angeblasenen benachbarten Wandungen der Hohlkörper, noch bevor diese sich durch Aufbau einer genügend großen Gasdrucksäule entfalteten, bis zur Kaltbruchgrenze verhärten konnten.A higher level of protection against icing of the filling valve and the resulting malfunctions could indeed already through the one from the German utility model 1 938 known proposal can be achieved, the gas-carrying valve parts, especially the discharge nozzles and the valve body even from materials with particularly low thermal conductivity. The improvements possible with it but were only limited and left something to be desired. It must be taken into account that the suitable high-strength materials become brittle with increasing undercooling and tend to be cold brittle, while on the other hand, the fittings in sea rescue, for example by dropping the inflatable life rafts greater height on the water surface and in other ways are subject to very high mechanical loads. The inevitably long protruding outflow nozzles of the known filling valves proved to be in this regard as a disadvantage, whereby there was also the fact that this is perpendicular or almost perpendicular to the valve body axis blown air on the outflow nozzles, and on the neighboring walls that are also blown directly on the hollow body, even before these unfolded by building up a sufficiently large gas pressure column, up to Could harden the cold break limit.

_ 3 —_ 3 -

509837/0116509837/0116

Der Erfindung liegt demgegenüber als Aufgabe zugrunde, eine mit größerer Sicherheit gegen Vereisung und/oder die Ablagerung von Flüssiggasschnee geschützte, mechanisch unempfindliche Ventilkonstruktion zu schaffen und den ordnungsgemäßen Ablauf des Aufblasvorganges auch unter extremen Umgebungsbedingungen bei optimaler Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Flüssiggasmenge zu gewährleisten. Zur Lösung dieser Aufgabe ist, ausgehend von lullventilen der eingangs erwähnten Art, erfindungsgemäß vorgesehen, daß der spindelförmige, mit einem über einen wesentlichen Teil seiner Länge durchlaufenden und in der seinem Ventilsitz abgekehrten Stirnfläche nach dem Hohlkörper innenraum hin mündenden Durchströmkanal versehene Ventilkörper in Längsrichtung verschiebbar in eine Bohrung des Ventilgehäuses eingesetzt und in seiner Öffnungsstellung in druckdichte Anlage an einen die Gehäusebohrung umfassenden Anschlag bewegbar ist. Zweckmäßig steht der Durchströmkanal in dem Ventilkörper über eine oder mehrere im spitzen Winkel zu seiner Längsachse geneigte Querbohrungen im Bereich des Ventilsitzes mit dem Innenraum des Ventilgehäuses in ständiger Verbindung. Nach weiteren wichtigen Teilmerkmalen der Erfindung weist der in der Gehäusebohrung verschiebbare Teil des Ventilkörpers eine mindestens der Bohrungslänge entsprechende Länge auf, wobei der Ventilkörper mit einem in seiner Öffnungsstellung an dem Anschlag anliegenden, schulterartig umlaufenden Ansatz versehen und zwischen dem Anschlag und dem Ansatz ein elastisch verformbarer Dichtring angeordnet ist. An seinem der Mündung des Durchströmkanals abgekehrten Stirnende kann der Ventilkörper kegelförmig ausgebildet und mit einem in seiner Schließstellung an dem Ventilsitz anliegenden elastisch verformbaren Dichtring versehen sein.In contrast, the invention is based on the object one that is mechanically protected with greater security against icing and / or the deposition of liquefied gas snow to create insensitive valve construction and the proper flow of the inflation process also under to ensure extreme environmental conditions with optimal utilization of the available amount of liquid gas. To solve this problem, starting from lull valves of the type mentioned, according to the invention provided that the spindle-shaped, with a continuous over a substantial part of its length and in the its valve seat facing away from the end face provided after the hollow body opening towards the interior through flow channel Valve body inserted into a bore of the valve housing so as to be displaceable in the longitudinal direction and, in its open position, in pressure-tight contact with one of the housing bore comprehensive stop is movable. The through-flow channel expediently stands above one or more in the valve body Cross bores inclined at an acute angle to its longitudinal axis in the area of the valve seat with the interior of the Valve housing in constant connection. According to further important partial features of the invention, the has in the housing bore displaceable part of the valve body has a length corresponding at least to the length of the bore, wherein the valve body with a shoulder-like, encircling shoulder that rests against the stop in its open position provided and an elastically deformable sealing ring is arranged between the stop and the shoulder. On his the end facing away from the mouth of the throughflow channel, the valve body can be conical and with be provided with an elastically deformable sealing ring resting against the valve seat in its closed position.

Das erfindungsgemäße !Füllventil ermöglicht das Aufblasen von Schlauchbooten oder Rettungsinseln u. dgl. ohneThe filling valve according to the invention enables inflation from inflatable boats or life rafts and the like without

— 4- — 5 09837/011$ - 4- - $ 5 09837/011

Rücksicht auf den Kühleffekt der Flüssiggasverdampfung und der adiabatischen Gasexpansion sowie unbeeinflußt von der Umgebungstemperatur, der Zeitdauer des Aufblasvorganges als auch anderen Gegebenheiten. Da der Ventilkörper selbst mit dem über die Querbohrungen dem Füllgas zugänglichen Drehströmkanal gleichzeitig die sonst eigens vorgesehene Ausströmdüse bildet, ist die Entstehung von Wirbelkammern innerhalb des Ventilgehäuses mit aus Strömungsumlenkungen und Randturbulenzen begünstigter Ausfällung von Flüssiggasschnee vermieden. Aus dem gleichen Grunde ist auch unerwünschtes Vorexpandieren ausgeschlossen, und die Stabilität der Ausgangsverhältnisse bleibt bis in die letzten Phasen des Aufblasvorganges mit stark absinkendem Gasdruck auf der Anschlußseite erhalten, ohne daß es zu nachteiligen Flatterbewegungen des Ventilkörpers kommt. Der praktisch gleichachsig zum Ventilgehäuse ausgerichtete Gasstrom hat aus der üblichen Montage der Füllventile auf der Seitenwand der aufzublasenden Schlauchkörper zur Folge, daß sich die Gegenwandung sofort mit dem Einsetzen der Gasströmung von dem Füllventil abhebt, entfaltet und ausformt und daher der Gefahr unzulässiger Verhärtung entzogen ist. Der Querschnitt des Durchströmkanals im Ventilkörper, der innerhalb des gesamten Strömungsweges den engsten Abschnitt bildet, läßt sich mit größter Genauigkeit auf die Einhaltung der jeweils gewünschten Durchflußleistung als Kompromiß zwischen der Forderung nach einer gleichsam "gebremsten" Expansion und einer aus Erfordernisgründen nicht zu überschreitenden Höchstzeitdauer für das vollständige Entfalten des Hohlkörpers einstellen.Consideration of the cooling effect of liquefied gas evaporation and the adiabatic gas expansion as well as unaffected by the ambient temperature, the duration of the inflation process as well as other circumstances. Since the valve body itself is accessible to the filling gas via the cross bores The rotary flow channel forms the otherwise specially provided discharge nozzle at the same time, creating vortex chambers inside the valve housing with the precipitation of liquefied gas snow, favored by flow deflections and edge turbulences avoided. For the same reason, unwanted pre-expansion is also excluded, and the stability the initial conditions remain until the last phases of the inflation process with the gas pressure dropping sharply obtained on the connection side, without there being any disadvantageous fluttering movements of the valve body. The practical one Gas flow aligned coaxially to the valve housing has from the usual mounting of the filling valves on the side wall the inflatable hose body has the consequence that the opposite wall is immediately with the onset of the gas flow lifts off from the filling valve, unfolds and forms and is therefore removed from the risk of impermissible hardening. Of the Cross-section of the through-flow channel in the valve body, which is the narrowest section within the entire flow path forms, can be made with the greatest accuracy on compliance with the respectively desired flow rate as a compromise between the demand for a quasi "braked" expansion and one for reasons of necessity not Set the maximum time to be exceeded for the complete unfolding of the hollow body.

Der beispielsweise aus einem Polyamid oder einem anderen Werkstoff vergleichbarer niedriger Wärmeleitfähigkeit bei gleichzeitig hoher mechanischer Festigkeit hergestellte Ventilkörper ist infolge seiner verdeckten UnterbringungThe, for example, made of a polyamide or another material with comparable low thermal conductivity valve body produced at the same time with high mechanical strength is due to its concealed accommodation

509837/0116509837/0116

innerhalb des Ventilgehäuses gegen äußere Einwirkungen und Beschädigungen wirksam geschützt. Andererseits vermeidet die besondere LängenabStimmung auf den führenden Gehäuseteil in der Öffnungsstellung des Ventils jedes direkte Anblasen metallischer Gehäuseteile. Vielmehr tritt der Gasstrom aus der Mündung des Durchströmkanals unmittelbar in den Innenraum des angeschlossenen Hohlkörpers über, so daß der Einfluß der Expansionskälte praktisch auf den ohnehin leitungsträgen Ventilkörper beschränkt bleibt.inside the valve housing against external influences and damage effectively protected. On the other hand, the special length adjustment to the leading housing part avoids in the open position of the valve any direct blowing on metallic housing parts. Rather occurs the gas flow from the mouth of the flow channel directly into the interior of the connected hollow body, so that the influence of the expansion cold is practically limited to the valve body, which is sluggish anyway.

Zur Verdeutlichung der Erfindung ist ein Ausführungsbeispiel in der Zeichnung schematisch dargestellt. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Füllventil für aufblasbare Rettungsflöße od. dgl.To illustrate the invention is an exemplary embodiment shown schematically in the drawing. The only figure in the drawing shows a longitudinal section through a according to the invention filling valve for inflatable life rafts od. Like.

Das gezeichnete Füllventil besteht aus einem metallischen Ventilgehäuse 1 mit unter Beifügen eines Weichmetalldichtringes 10 eingeschraubtem Mundstück 5? das zum Anschließen des mit einer Flüssiggasflasche verbundenen, nicht weiter dargestellten FüllSchlauches dient und mit seinem dem Gehäuseinnern zugekehrten Stirnende einen Ventilsitz 15 für den relativ dazu beweglichen Ventilkörper 11 bildet. Der Ventiikörper 11 ist aus einem gegebenenfalls glasfaserverstärkten Polyamid hergestellt und trägt an seinem in das Mundstück 5 eintauchenden kegelig verjüngten Stirnende einen zum Abdichten auf dem Ventilsitz 15 bestimmten Gummidichtring 8, während er mit einem im Durchmesser abgesetzten Düsenteil 12 in einer Bohrung des Ventilgehäuses 1 gleitend beweglich geführt ist. Der zwischen den Teilen 11, 12 gebildeten schulterartigen Eingfläche 13 ist ein in das Gehäuse eingesetzter Gummidichtring 2 in gleichachsiger Gegenüberstellung so zugeordnet, daß der Ventilkörper in seiner nicht gezeichneten Öffnungsendstellung durch Anlaufen der Eingfläche 13 an den Gummidichtring 2 einenThe fill valve shown consists of a metallic valve housing 1 with a soft metal sealing ring attached 10 screwed-in mouthpiece 5? that to connect of the filling hose connected to a liquid gas bottle, not shown, and with its inside the housing facing end forms a valve seat 15 for the valve body 11 movable relative thereto. Of the Valve body 11 is made of an optionally glass fiber reinforced polyamide and carries on its into the Mouthpiece 5 immersed conically tapered front end intended for sealing on the valve seat 15 Rubber sealing ring 8, while having a nozzle part 12 with a reduced diameter in a bore of the valve housing 1 is slidably guided. The shoulder-like engaging surface 13 formed between the parts 11, 12 is an in the housing inserted rubber sealing ring 2 in the same axis Comparison assigned so that the valve body in its open end position, not shown Approach of the engaging surface 13 on the rubber sealing ring 2 a

- 6 509837/01 16- 6 509837/01 16

Anschlag findet. Neben seiner !funktion als Dicht element dient der Gummiring 2 dabei gleichzeitig auch zum Abfedern und Dämpfen des Anlaufstoßes. Eine zwischen dem Ventilkörper 11 und dem Ventilgehäuse 1 sich abstützende vergleichsweise schwache Schließfeder 7 sucht den Ventilkörper ständig in der gezeichneten Schließstellung mit an dem Ventilsitz 15 anliegendem Gummi dicht ring 8 zu halten. Der Düsenteil 12 des Ventilkörpers enthält einen bis in den Bereich des kegeligen Stirnendes geführten Durchströmkanal 6, der über zwei im spitzen Winkel dazu eingebrachte Querbohrungen 16 mit dem Gehäuseinnern unmittelbar im Bereich des Ventilsitzes 15 in Verbindung steht.Stop finds. In addition to its function as a sealing element the rubber ring 2 is also used for cushioning and dampening the start-up shock. One between the valve body 11 and the valve housing 1 is supported comparatively weak closing spring 7 constantly searches for the valve body in the closed position shown to hold the valve seat 15 sealing ring 8 adjacent rubber. The nozzle part 12 of the valve body contains a through-flow channel extending into the area of the conical front end 6, the two transverse bores 16 introduced at an acute angle to the inside of the housing directly in the area of the valve seat 15 is in communication.

Das Ventilgehäuse 1 trägt auf seiner Außenseite eine fest angebrachte !flanschscheibe 4, die zusammen mit einer gleichartigen losen Flanschscheibe 3 "uncl einem Gewindering 9 zum Befestigen des Füllventils an der nicht gezeichneten Wandung des aufzublasenden Schlauchkörpers dient. Die Flanschscheibe 4 kann selbstverständlich auch alternativ, zum Ankleben an die Wandung des aufzublasenden Schlauchkörpers durch einen in Gummimetallverbindung am Ventilgehäuse 1 anvulkanisierten Gummiflansch gebildet sein. Die Wirkungsweise des Füllventils im Gebrauch ist wie folgt:The valve housing 1 has a fixed flange washer 4 on its outside, which together with a Similar loose flange washer 3 "and a threaded ring 9 is used to attach the filling valve to the wall (not shown) of the hose body to be inflated. the Flange washer 4 can of course also alternatively for sticking to the wall of the hose body to be inflated by means of a rubber-metal connection on the valve housing 1 vulcanized rubber flange. the The mode of operation of the filling valve in use is as follows:

CO2 oder ein anderes Flüssiggas wird über das Mundstück 5 im Sinne des Pfeiles I zugeführt und beaufschlagt die freiliegende Kegelspitze des Ventilkörpers 11. Der hohe Anfangsdruck überwindet die Spannung der Schließfeder 7 und verschiebt den Ventilkörper in seine Öffnungsstellung bis zum dichten Anliegen der Eingflache 13 auf dem Gummidichtring 2. Mit dem Abheben des Gummidichtringes 8 von dem Ventilsitz 15 tritt das Gas über die Querbohrungen 16 in den Durchströmkanal 6 des Düsenteils 12 über, um von dort aus unmittelbar in das Innere des Schlauchkörpers in Richtung des Pfeiles II auszuströmen. Aufgrund der voran-CO2 or another liquid gas is injected through the mouthpiece 5 in the direction of arrow I supplied and applied to the exposed cone tip of the valve body 11. The high The initial pressure overcomes the tension of the closing spring 7 and moves the valve body into its open position until the surface 13 rests tightly on the rubber sealing ring 2. With the lifting of the rubber sealing ring 8 from The gas enters the valve seat 15 via the transverse bores 16 into the through-flow channel 6 of the nozzle part 12, from there directly into the interior of the hose body in Flow in the direction of arrow II. Due to the

— 7 — 509837/01 16- 7 - 509837/01 16

_ 7 —_ 7 -

gegangenen Längsverschiebung der Teile 11, 12 befindet sich die Mündung des Durchströmkanals 6 dabei etwa auf dem Niveau des Gehäuseaußenmantels, so daß das Ventilgehäuse selbst von dem Sprühstrahl nicht betroffen wird.gone longitudinal displacement of the parts 11, 12, the mouth of the flow channel 6 is approximately on the Level of the housing outer jacket so that the valve housing itself is not affected by the spray jet.

Das Füllventil verharrt solange in seiner Öffnungsstellung, bis nach Erschöpfen des Flüssiggas-Druckflaseheninhalts die Spannung der Schließfeder 7 den entgegenstehenden Druck überwiegt und den Ventilkörper 11 in die gezeichnete Schließstellung zurückbewegt. Der unter der vereinigten Wirkung der Schließfeder und des Innendruckes auf den Ventilsitz 15 gepreßte Gummidichtring 8 sperrt das Zurückströmen von Füllgas und dichtet den aufgeblasenen Schlauchkörper nach außen ab.The filling valve remains in its open position until after the contents of the LPG pressure bottle have been exhausted Tension of the closing spring 7 outweighs the opposing pressure and the valve body 11 in the drawn Closed position moved back. The under the combined action of the closing spring and the internal pressure on the valve seat 15 pressed rubber sealing ring 8 blocks the backflow of filling gas and seals the inflated tube body from the outside.

- 8 509837/0116 - 8 509837/0116

Claims

- 8 protection claims:

ι 1. (Self-closing filling valve for inflating Inflatable boats, life rafts or other hollow bodies with liquefied gas, with one counteracting effect a closing spring acted upon directly by the supplied liquid gas, preferably completely or partly made of a material with a significantly lower thermal conductivity than the valve housing manufactured valve body, characterized in that the spindle-shaped, with one over a substantial Part of its length continuous and in the face facing away from its valve seat (15) the valve body (11, 12) provided in the longitudinal direction and opening out towards the hollow body interior slidably inserted into a bore of the valve housing (1) and in its open position in pressure-tight system can be moved against a stop encompassing the housing bore.

2. Filling valve according to claim 1, characterized in that the flow channel (6) in the valve body over one or more (^ bores (16) in the area of the Contact surface on the valve seat (15) with the interior of the valve housing (1) is in constant communication.

5. Filling valve according to claim 2, characterized in that the transverse bores (16) at an acute angle are directed against the longitudinal axis of the throughflow channel (6).

4. Filling valve according to one of claims 1 to 3? .through this characterized in that the displaceable in the housing bore Part (12) of the valve body has a length at least equal to the Bohnings length.

509837/0116

5. JPüllventil according to one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the valve body (11, 12) with a resting against the stop in its open position, shoulder-like circumferential approach (13) is provided.

6. Filling valve according to claim 5, characterized in that an elastically deformable sealing ring (2) between the stop of the valve housing (1) and the shoulder (13) of the valve body is arranged.

7.! Filling valve according to claims 1 to 6, characterized in that that the valve body (11, 12) facing away from the mouth of the throughflow channel (6) at its Front end is conical and with one in its closed position resting on the valve seat (15) elastically deformable sealing ring (8) is provided.

Eschershausen, February 28, 1974
74-15 G / s

509837/0116

toto

Blank page