DE2549060C3 - Elektrisch steuerbare Vorrichtung zur Betätigung eines Verschlußelements bei einem unter Druck stehenden System - Google Patents
Elektrisch steuerbare Vorrichtung zur Betätigung eines Verschlußelements bei einem unter Druck stehenden SystemInfo
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Description
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J«
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Die Erfindung betrifft eine elektrisch steuerbare Vorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs, w
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, die der Auslösung eines Blaskopfes an einem Gas in
komprimierter, verflüssigter oder gelösten Form enthaltenden Behälter dient, wobei die Auslösung aufgrund
eines elektrischen Steuersystems erfolgt. π
Eine solche elektrisch steuerbare Vorrichtung ist bekannt aus der US-PS 29 98 018. Diese bekannte, ein
elektrothermisches Ventil bildende Vorrichtung umfaßt
eine metallische Ventilscheibe oder einen Ventilkolben, der mit Hilfe eines schmelzbaren Verbindungselements fao
innerhalb eines Ventilkörpers von zylindrischer Form gehalten ist. Das Verbindungselement arbeitet als
Ringdichtung und ist auch so ausgebildet; es befinden sich Teile des Verbindungselementes jeweils in aufeinander
ausgerichtete Ringnuten am Ventilkörper und am M Ventilkolben. Zur Freigabe muß der Ventilkolben in
dem eine zylindrische Bohrung aufweisenden Ventilköroer eine erhebliche Gleitbewegung durchführen. Am
Ventilkolben ist eine Kolbenstange befestigt, die in einer verengten Bohrung des Ventilkörpers gleitet und sich
nach außen schiebt Die den Ventilkolben an seinem Sitz
zunächst festhaltende, das Verbindungselement bildende Dichtung ist als schmelzbarer Verbindungseinsatz
ausgebildet und besteht aus einem geeigneten Lot oder einer sonstigen, eine niedrige Schmelztemperatur
aufweisenden Legierung. In diesem Lot sind Widerstandsheizdrähte so angeordnet, daß die Legierung bei
Erhitzung schmilzt und nach dem Schmelzen die Gleitbewegung des Ventilkolbens in der zylindrischen
Bohrung ermöglichen soll. Der Widerstandsheizdraht ist innerhalb des als schmelzbarer Teil des Verschlußstopfens
ausgebildeten Verbindungselementes angeordnet, und zwar in Form einer zylindrischen Wicklung, die
am inneren Umfang des schmelzbaren Verbindungselements verläuft, wie der Fig. 2 dieser Veröffentlichung
entnommen werden kann.
Bei der bekannten Vorrichtung ist nachteilig, daß für die Auslösung eine relative Gleitbewegungen zueinander
durchführende mechanische Teile vorhanden sind, deren freie Beweglichkeit durch korrosive Einflüsse
infolge langer Lagerung und Nichtgebrauch beeinflußt sein kann. Nachteilig ist auch, daß die schmelzfähige
Legierung aäs Verbindungselement zwischen Ventilkörperbohrung und Ventilkolben nicht vorschwindet,
sondern lediglich flüssig wird, so daß die Möglichkeit besteht, daß nach anfänglicher Freigabe Teile der
schmelzfähigen Legierung mitgerissen werden, sofort wieder erhärten bzw. überhaupt die Gleitbewegung
hemmen, denn der Ventilkolben sitzt notwendigerweise in einer entsprechend bündigen Ventilkörperbohrung.
Bei der die Freigabe bewirkenden Gleitbewegung gleiten metallische Körper aufeinander, ohne daß
sichergestellt ist, daß eventuell vorhandene, eine solche Gleitbewegung erleichternde Schmiermittel nicht in der
Zwischenzeit verschwunden oder durch Verharzung eine Verklebung bewirkt haben.
Schließlich sind für die Auslösung drei unterschiedliche Teilelemente erforderlich, nämlich die schmelzbare
Dichtung/Verbindungselement, der Kolben in seiner Zylinderbohrung des Ventilgehäuses und die Kolbenstange
in der verengten Bohrung.
Eine weitere, ein Verschlußventil bildende Vorrichtung ist bekannt aus der US-PS 17 34 186. Diese
bekannte Vorrichtung findet Verwendung bei einer Feuerlöschanordnung und ist dadurch gebildet, daß im
Verlauf einer Wasser unter Druck enthaltenden Leitung ein Verschlußelement aus schmelzbarem Material
angeordnet ist. Dieses Verschlußelement ist scheibenförmig ausgebildet und kann bespielsweise aus Zelluloid
bestehen; es wird in der Leitung mittels eines ringförmigen Flansches gehalten. Außerdem ist ein
elektrischer Heizdraht vorgesehen, der eine einzige, aber nicht vollständig geschlossene Ringbindung aufweist,
die den schmelzbaren Teil der Scheibe so umgibt, daß bei Einleiten eines elektrischen Stroms ein größerer
Ringbereich des Zelluloidplättchens zum Schmelzen gebracht wird. Dadurch klappt das Zelluloidplättchen,
welches an einer verbleibenden, nicht geschmolzenen Zunge hängen bleibt, unter dem Druck des Wassers
hoch und gibt die Leitung frei. Nachteilig ist, daß das Verschlußelement im wesentlichen an seiner ursprünglichen
Position verbleibt, so daß sich unter Umständen Störungen ergeben können. Außerdem liegt der zu
einem unvollständigen Ring gebogene Heizdraht dem Verschlußplättchen zwar an, ist mit diesem aber nicht
innig verbunden, so daß nicht sichergestellt ist, daß bei
Erhitzung eine Auslösung überhaupt erzielt werden kann. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der Heizdraht
von einem vorstoßenden Ringflansch der metallischen Leitung gehalten ist und an diesem Ringflansch
offensichtlich auch anliegt; da der Ringflansch aber schon nach kurzem Abstand in einen größeren
Leitungsbereich mit entsprechend großem Wärmeaufnahmevermögen Obergeht, kann unter Umständen nicht
die zur Auslösung benötigte Temperatur erreicht werden. De- Heizdraht ist im übrigen auch nicht isoliert
und daher beliebigen Einflüssen, auch korrosiven sowie dem Einfluß des unter Druck stehenden Mediums frei
ausgesetzt
Schließlich ist es bekannt, Verschlußventile oder Blasköpfe, die der Freigabe eines komprimierten Gases
dienen, so auszubilden, daß die Auslösung, also die Ventilöffnung, üblicherweise mit Hilfe einer mechanischen,
beispielsweise über ein Seil oder Kabel betätigten Auslöseanordnung erfolgt; es sind auch Auslösungen
durch pyrotechnische Einsätze oder Kartuschen bekannt.
Die Nachteile dieser bekannten Systeme sind darin zu sehen, daß auch hier wieder bewegliche Teile vorhanden
sind, die mit der möglicherweise korrosiven äußeren Umgebung in Kontakt stehen; dies trifft insbesondere
auf solche Druckbehälter ode Druckflaschen zu, die dafür bestimmt sind, pneumatische Systeme bei Rettung
auf See aufzublasen. Nach einer längeren Lagerzeit ergibt sich bei solchen, beweglichen Teile enthaltenden
Verschlußventilen die Gefahr, daß die beweglichen Teile durch Korrosion und sonstige Beeinflussungen
angegriffen und geschädigt sind und daher nicht mehr in geeigneter Weise auf einen Steuerbefehl reagieren, der
im Falle von Not und Gefahr gegeben wird. Andererseits können diese beweglichen Teile aber auch
aufgrund des Verklebens der Dichtungen nach einer langen Lagerzeit zum Blockieren neigen. Schließlich ist
bei solchen Systemen, die durch das Entzünden von pyrotechnischen Anordnungen ausgelöst werden, die
Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit an die Zündsicherheit gebunden, die bei den bekannten pyrotechnischen
Anordnungen nicht immer sichergestellt ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte bekannte Vorrichtung
so auszubilden, daß ein einfacher Aufbau und eine 4r>
absolut sichere Auslösung erzielt werden kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1.
Bei der Erfindung ist vorteilhaft, daß als Verschlußelement lediglich ein einziger, zylindrischer, aus einem
schmelzbaren Material bestehender Verschlußstopfen verwendet wird, der sich bei Auslösung in einen inneren
zylindrischen Teil und in einen äußeren Ringteil trennt, wobei der innere zylindrische Teil unter allen Umständen
durch die Einwirkung des Druckmittels gelöst und >■:>
ausgetrieben werden kann. Infolge der Anordnung der Heizwicklung im Inneren des Verschlußstopfens ist
diese gegen Umgebungseinflüsse geschützt und wärmetechnisch iso'iert. Die gesamte Wärmeentwicklung des
mindestens einen Heizdrahts wird daher ausschließlich dem zu schmelzenden Element zugeführt. Der Schmelzvorgang
kann sich dann so lange fortsetzen, bis der innere zylindrische Teil einwandfrei abgetrennt und
herausgelöst worden ist. Es besteht keine Gefahr, daß auch bei noch nicht vollständigem Schmelzen schon eine
anfängliche Bewegung des Ventilkolbens, wie beispielsweise bei der gattungsgemäßen Vorrichtung, möglich
ist, wodurch es zu einer Verschiebung insbesondere auch der Heizd.-ähte und möglicherweise zu einem
Abreißen derselben kommen kann, so daß dann das ganze Ventilsystem nicht mehr vollständig geöffnet
werden kann.
Vorteilhaft ist außerdem, daß neben der erheblichen Robustheit und Betriebssicherheit bei der elektrischen
Auslösung keine mechanisch bewegten Teile vorgesehen sind, denn durch die Auslösung werden überhaupt
erst die beiden Teilelemente geschaffen, die durch eine durch die Erfindung voraussetzungsgemäß bewirkte
Trennung voneinander das Ventil öffnen.
Zur weiteren Erhöhung der Betriebssicherheit und der Funktionsfähigkeit können unter geringen Kosten
die elektrischen Steuerkreise verdoppelt werden, so daß mit Sicherheit im Bedarfsfall die das unter Druck
stehende Gas führende Leitung geöffnet werden kann.
Die Erfindung benötigt nur eine ganz geringe Anzahl von Bauelementen und ist völlig unempfindlich gegenüber
schwingungsmäßigen Einflüssen, Vibrationen, klimatischen Veränderungen und Umgebungseinflüssen,
auch wenn diese außerordentlich schwerwiegend sind.
Bei einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung ist das elektrische Steuerungssystem
einem Blaskopf zugeordnet, der sich in einem Druckungleichgewicht befindet und bei dem das
Ventilauslösesystem so eingesetzt ist, daß eine Gegendruckkammer des Blaskopfes mit der Außenatmosphäre
verbunden wird.
Die elektrische Ventilfreigabe erfolgt durch Schließen eines Schalters, der einen schraubenförmigen oder
spiralige Windungen aufweisenden Heizwiderstand mit einer elektrischen Versorgungsquelle verbindet. Der
Heizwiderstand befindet sich innerhalb des schmelzbaren, aus elektrisch nicht leitendem Material bestehenden
Einsatzes oder Verschlußstopfens. Bei Schließen des elektrischen Stromkreises bewirkt die Erhitzung des in
Windungen angeordneten Heizwiderstandes ein Schmelzen des den Verschlußeinsatz bildendes Materials
im Bereich der Widerstandswindungen, wodurch sich der zentrale Teil des Verschlußstopfens von diesem
löst und die Auslaßleitung für das eingeschlossene Gas freigibt.
Der Verschlußstopfen kann in dem Gesamtsystem mit Hilfe einer Büchse oder eines sonstigen Halteripges
festgehalten sein; die die Büchse über einen Hohlraum oder über radiale öffnungen. Bei Schließen des
elektrischen Stromkreises wird der abgeschmolzene zentrale Teil des Verschlußstopfens gegen den oberen
Teil des Hohlraums verschoben bzw. in diesen hineingepreßt. Dadurch öffnet sich der Leitungsdurchlaß
und es ergibt sich eine Verbindung des Behälterauslaßbereichs mit der Auslaßöffnung des Verschlußsystems.
Die vorliegende Erfindung ist in besonderer Weise dazu geeignet, zur Entleerung von komprimiertem Gas
enthaltenden Behältern oder Flaschen in pneumatischen Kammern verwendet zu werden, nämlich bei einer
Rettung auf See unter Verwendung von aufblasbaren, elastomeren Schwimmkörpern.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung in Aufbau und Wirkungsweise anhand der
Zeichnungen im einzelnen näher erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 einen Schnitt entlang der Linie 1-1 der Darstellung der Fig. 3 eines ersten Ausführungsbeispiels
vorliegender Erfindung,
F i g. 2 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie
2-2 der Darstellung der F i g. 1,
Fig.3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 3-3 der
Fig. 1,
Fig.4 zeigt eine Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels vorliegender Erfindung, die über
einen ein Druckungleichgewicht aufweisenden Verschlußkopf verfügt und
F i g. 5 zeigt eine Schnittdarstellung entsprechend der Fig.4, wobei nach Auslösung eine Verlagerung eines
Verschlußelementes aufgrund einer Verbindung mit der Umgebungsatmosphäre stattgefunden hat.
Bei der folgenden Erläuterung wird Bezug genommen auf die Darstellung der Fig. 1 bis 3; die dort gezeigte
Vorrichtung zum Aufblasen, also der Verschluß- oder Blaskopf besteht aus einem Körper oder Gehäuse 1 mit
einer öffnung 2, die so ausgebildet ist, daß sie mit dem Behälter oder der Flasche in Verbindung treten kann,
die das komprimierte, verflüssigte oder gelöste Gas, in diesem letzteren Fall das sog. Dissous-Gas, enthält. In
einer mit der Öffnung 2 des Gehäuses 1 in Verbindung stehenden Bohrung ist ein Stopfen oder Stöpsel 3 aus
schmelzbarem Material angeordnet, der an dieser Stelle von einer Büchse oder eine Muffe 4 gehalten ist, die
ihrerseits selbst wieder im Inneren der Bohrung von einem Abschlußelement oder Sperrglied 5 gehalten ist.
Das Abschlußelement 5 dient gleichzeitig zur Sicherung eines Anschlußelementes allgemein, beim speziellen
Ausführungsbeispiel eines ringförmigen Rohranschlußstücks 6, welches um das Gehäuse 1 angeordnet ist und
der Freigabe des Gases dient, wie dies weiter unten noch genauer erläutert wird. Die Büchse 4 weist einen
Längshohlraum 7 auf, welcher über radiale Öffnungen 8 verfügt, die, wie die Darstellung der F i g. 2 zeigt, mit
entsprechenden radialen öffnungen im Gehäuse 1 übereinstimmen und die dazu bestimmt sind, eine
Verbindung zwischen dem Hohlraum 7 und der ringförmigen inneren Ausnehmung im Rohranschlußstück
6 in der Weise herzustellen, daß das aus dem Hohlraum 7 entweichende Gas durch die Austrittsöffnung
9 des Rohranschlußstückes entströmen kann.
Der Stopfen oder der Stöpsel 3 verfügt über ein schraubenförmiges oder spiraliges Widerstandselement
10, dessen Enden mit Anschlußklemmen 11 verbunden sind, die wiederum eine Verbindung mit Zuleitungsdrähten
12 eingehen, die einen Strom führen können und in der Büchse 4 angeordnet sind. Die Büchse 4 umfaßt
dann an ihrem oberen Bereich weitere Anschlußklemmen 13. die mit den Anschlußdrähten 12 verbunden sind,
so daß eine Verbindung zwischen der elektrischen Steuervorrichtung und einer nicht dargestellten äußeren
Spannungsquelle vorgenommen werden kann. Ein solches Verschlußventil oder ein solcher Blaskopf, wie
er im folgenden lediglich noch genannt werden soll, verfügt darüber hinaus über eine Einlaß- bzw.
Ladeöffnung 14, die, wie Fig.3 zeigt, mit einem
Rückschlagventil 15 ausgestattet ist, welches mit Hilfe einer Feder 16 in geschlossenem Zustand aufrecht
erhalten wird. Darüber hinaus kann noch ein Manometer 17 vorgesehen sein, sowie ein Sicherheitsventil 18,
welches über eine Öffnung 19 mit der Gas- oder Druckflasche in Verbindung steht Zwischen dem
Stopfen 3 und der Bohrung des Gehäuses 1, zwischen der Büchse 4 und der Bohrung des Gehäuses und
zwischen dem Rohranschlußstück und dem äußeren Wandbereich des Gehäuses 1 sind Dichtungen angeordnet,
die so ausgebildet sind, daß jedes mögliche Entweichen von komprimiertem Gas nach außen
während einer Lagerung oder während der Entleerung der Druckflasche verhindert wird.
Der Stopfen 3 und die Büchse 4 sind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in der Form von zwei
getrennten Teilen dargestellt; es versteht sich jedoch, daß sie auch aus einem Stück hergestellt sein können,
vorausgesetzt, daß in dem Hohlraum 7 die öffnungen 8 vorhanden sind. Bei der Montage muß man sich
vergewissern, daß die öffnungen 8 mit den entsprechenden Öffnungen im Gehäuse 1 übereinstimmen; zu
ίο diesem Zweck kann man an der Büchse 4 auch einen
Anschlagteil oder einen Vorsprung 27 anbringen (siehe Fig. 1), der bei richtiger Winkelstellung in eine
Ausnehmung des Gehäuses 1 zu liegen kommt
Die Wirkungsweise eines solchen Biaskopfes ist dann folgende: Sobald die Flasche über die Einlaßöffnung 14
in entsprechender Weise beschickt worden ist, werden die Anschlußklemmen 13 mit einer elektrischen
Versorgungsspannung verbunden, wobei der Schaltkreis über einen Schalter zunächst offengehalten wird.
Bei Schließen des Schalters erhitzt der dann fließende elektrische Strom den Widerstand 10, der das
schmelzbare Material in der Nähe bzw. im Bereich seiner Drahtwindungen zum Schmelzen bringt Auf
diese Weise erfolgt eine Loslösung bzw. Abtrennung des zentralen Stopfenbereiches von dem Rest des
Stopfens oder Einsatzes; dieser zentrale Bereich wird dann aufgrund des Gasdrucks in der Flasche in Richtung
auf den oberen Teil des Hohlraums 7 herausgedrückt bzw. herausgesprengt. Man kann in diesem Zusammenhang
dem Hohlraum 7 eine Form verleihen, wie dies auch bei der Darstellung der Fig. 1 vorgenommen
worden ist, dahingehend, daß sich der Zentralbereich des Stopfens in dem oberen Teil des Hohlraums verkeilt.
Die Flasche entleert sich dann über die radialen öffnungen 8 und über das Rohranschlußstück 6.
Es läßt sich feststellen, daß in diesem beschriebenen Fall die gesamte Arbeitsweise der Flasche und die
Gasentleerung ohne Verwendung eines beweglichen mechanischen Teils vor sich geht, wobei die Funktionssicherheit
und die Zuverlässigkeit des Systems noch dadurch gesteigert werden kann, daß man zwei
Widerstandselemente in Schraubenwindungsform verwendet sowie zwei Anschlußklemmenpaare, die an
unterschiedliche elektrische Spannungsquellen gelegt werden, so daß man eine zusätzliche Sicherheit auch für
den Fall erhält, bei welchem eine der Spannungsquellen ausfallen könnte.
Die F i g. 4 und 5 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel
vorliegender Erfindung, bei dem die Entleerung
der Flasche sich nicht direki mii Hilfe der öffnung in
dem schmelzbaren Einsatz oder Stopfen vollzieht, sondern unter Verwendung eines Differentialschließkolbens.
Der Blaskopf besteht in diesem Fall ebenfalls aus einem Hauptkörper 101, der mit einer Bohrung
versehen ist, die den Durchtritt eines Hohlzylinders 20 ermöglicht, der den Hauptkörper oder das Gehäuse 101
in Querrichtung durchsetzt Das Hauptgehäuse 101 umfaßt eine Reihe von Öffnungen 139, 141, die jeweils
dazu dienen, mit der Gasflasche in Verbindung gesetzt zu werden sowie ein Sicherheitsventil 127. Des weiteren
weist das Hauptgehäuse 101 eine nicht dargestellte öffnung auf, die der Beschickung oder dem Laden der
Flasche dient und die in der gleichen Ebene angeordnet ist wie die Öffnungen 139 und 141. Darüber hinaus
verfügt der Hohlzylinder 20 über eine Reihe radialer öffnungen, die in der Ebene der öffnungen 139 und 141
des Hauptgehäuses angeordnet sind und die eine Verbindung zwischen den verschiedenen öffnungen des
Hauptgehäuses und der inneren Bohrung des Zylinders 20 ermöglichen. Die innere Bohrung des Zylinders 20 ist
eine Axialbohrung, die über einen Teil 145 mit reduziertem Durchmesser verfügt; dieser Teil liegt
zwischen zwei einen größeren Durchmesser aufweisenden Teilen 144 und 146. Ein Abschlußglied bzw. ein
Deckelteil 108 verschließt den Endbereich des Bohrungsteils 144 mit großem Durchmesser; die Dichtigkeit
dieses Verschlusses wird durch eine torusförmige Dichtung 109 sichergestellt, die in einer geeigneten
Ausnehmung im Kopf des Abschlußteils 108 angeordnet ist. Am gegenüberliegenden Ende ist der Teil 146, der
den großen Durchmesserbereich der inneren Bohrung umfaßt, so ausgebildet, daß er einen Verschlußteil bzw.
ein Übergangsrohrstück 123 aufnimmt, weiches in die Bohrung 146 eingeschraubt und axial und radial in einer
solchen Weise mit Bohrungen versehen ist, daß eine Verbindung zwischen dem Inneren des Zylinders 20 und
einem ringförmigen Anschlußrohrstück 125 hergestellt ist, welches für sich gesehen einerseits am äußeren
Teilbereich des Zylinders 20 und andererseits an der äußeren Wandung des Übergangsrohrstücks 123 montiert
und gelagert ist. Auch hier sind in üblicher Weise torische Dichtungen 126 vorgesehen, um eine Dichtigkeit
zwischen dem ringförmigen Anschlußrohrstück und seinen Lagerteilen zu ermöglichen. Der von dem
Rohranschlußstück 125 gebildete äußere Teilbereich ist der weiter vorn schon erwähnte Auslaßbereich es
versteht sich, daß dieser Auslaßbereich bzw. die Auslaßöffnung aufgrund der freien Beweglichkeit des
Rohranschlußstückes 125 in jeder Winkelstellung um seine Achse orientiert werden kann.
Im Inneren des Zylinders 20 ist ein Anschlagschultern aufweisender Kolben bzw. ein abgetreppter Kolben 21
angeordnet; der Kolbenteil mit geringem Durchmesser erstreckt sich in die weiter vorn schon erwähnte
Bohrung 145, während die anschlagmäßige Verbreiterung über einen Durchmesser verfügt, der dem
Durchmesser des Bohrungsteils 144 entspricht und daher auch im Inneren dieses Bohrungsteils angeordnet
ist Der Kolben 21 befindet sich normalerweise in einer Position, die ein Austreten des in der Flasche
befindlichen Gases in Richtung auf den Auslaßbereich des Rohranschlußstückes verhindert; der Kolben ist
dazu bestimmt und so ausgebildet, daß er sich bei einem Entleerungsbefehl verschieben kann und dann eine
Entleerung des Gases ermöglicht. Zu diesem Zweck befindet sich der äußere Kolbenbereich, der der
Schulter oder der Erweiterung gegenüberliegt, normalerweise, also im verschlossenen Zustand des
Systems, in Eingriffsiellung mit der Bohrung 145 noch
jenseits der radialen öffnungen, die in diese eingearbeitet sind, und ist mit einer Dichtung 105 versehen. Man
sieht, daß im Fall der Kolbenposition der F i g. 4 das in der Flasche enthaltene Gas nicht in Richtung auf das
ringförmige Rohranschlußstück 125 entweichen kann. Der Teil des Kolbens 21, der sich zwischen den radialen
Öffnungen und der Kolbenschulter befindet, verfügt über einen geringfügig kleineren Durchmesser, bezogen
auf den Bohrungsdurchmesser des Bohrungsteils 145, so daß das in der Flasche enthaltene Gas in der Lage ist, in
dem Raum 137, der von einer ringförmigen Ausnehmung in der Kolbenschulter gebildet ist, einen Druck
auszuüben.
Darüber hinaus sind ringförmige Ausnehmungen oder Nuten 160 und 161 um den Hohlzylinder 20 und
den Kolben 21 herum in der Weise angeordnet, daß sämtliche radialen, in der gleichen Ebene liegenden
öffnungen miteinander in Verbindung stehen. Der Kolben 21 verfügt weiterhin noch über eine Verlängerung
104, die sich ausgehend von der Kolbenschulter in Richtung auf den Abschlußteil 108 erstreckt und die
dazu bestimmt ist, einer Feder 107 als Führung zu dienen, die zwischen der äußeren Fläche der Kolbenschulter
und der inneren Fläche des Abschlußteils 108 angeordnet ist. Schließlich verfügt der Kolben 21 noch
über eine Reihe von öffnungen 139 und 141, wobei dann, wenn sich dieser Kolben am Anschlag in seiner
Schließposition befindet, eine Axialbohrung 148, die sich bis in die Verlängerung 104 fortsetzt, dazu bestimmt ist,
die radialen öffnungen 147 mit einem kalibrierten Loch oder einer kalibrierten radialen Durchlaßöffnung 149 zu
verbinden, die in die Verlängerung 104 eingearbeitet ist.
Auf diese Weise gewinnt man eine Verbindung zwischen dem Inneren der Flasche und einer Gegendruckkammer
138, die gebildet und begrenzt ist von dem Bohrungsteil 144, der Schulter des Kolbens 21 und
dem Abschlußteil 108. Die Steuerungsvorrichtung, die dann in der Lage ist, die weiter oben soeben erwähnte
Gegendruckkammer mit der freien Außenatmosphäre zu verbinden, ist entsprechend und analog der weiter
vorn schon mit Bezug auf die F i g. 1 bis 3 beschriebene Vorrichtung ausgebildet und verfügt über einen Einsatz
oder Stopfen 22, der, wie F i g. 4 zeigt, von einer Büchse 23 in der öffnung festgehalten ist, die die Verbindung
mit der Atmosphäre schließlich vornimmt; die Büchse 23 ist dabei in einen Vorsprung des Zylinders 20
eingeschraubt. Auch hier verfügt der Stopfen 22 über einen schraubenförmigen Widerstand 24, der über zwei
Drähte, die am oberen Teil der Büchse 23 austreten, mit einer elektrischen Versorgungsspannungsquelle verbunden
werden kann. Die Büchse 23 ist mit radialen öffnungen 25 versehen, die es ermöglichen, die
Gegendruckkammer dem Einfluß der freien Atmosphäre auszusetzen; genaueres hierüber läßt sich der
nachfolgenden Funktionsbeschreibung entnehmen. Es versteht sich, daß auch bei diesem beschriebenen
System mehrere schraubenförmige Widerstandselemente aus Sicherheitsgründen vorhanden sein können.
Der Darstellung der F i g. 5 läßt sich nun das System der Fig.4 in einer Positior des Kolbens entnehmen,
nachdem ein Entleerungsbefehl für die Flasche ergangen ist. Bei Schließen des den schraubenförmigen oder
spiraligen Widerstand 24 umfassenden elektrischen Stromkreises erwärmt sich dieser Widerstand und
bewirkt schließlich das Schmelzen oder Herausschmelzen des Zentralbereiches des Stopfens 22 im Bereich der
Widerstandswindungen. Der zylindrische Zentralbereich 25 wird dann aufgrund des herrschenden Dracks in
diesem Bereich in Richtung auf den oberen Teil der Büchse 23 gedruckt oder geschleudert, wie dies der
Darstellung der F i g. 5 entnommen werden kann und über die öffnung oder Bohrung der Büchse 22 und
mindestens eine der radialen Öffnungen 25 ergibt sich eine Verbindung der Gegendruckkammer mit der
Außenatmosphäre. Dies führt zu einer Verschiebung des Kolbens 21, auf den sich weiterhin noch der
Gasinnendruck auswirkt, in die in Fig.5 dargestellte
Position, so daß das Gas der Flasche mit den Austrittsöffnungen des Rohranschlußstückes in Verbindung
tritt Die weitere Funktion ist dann im übrigen identisch zu den Verschlußventilen, die in der oben
65- beschriebenen Patentanmeldung der Anmelderin enthalten
sind.
Es läßt sich feststellen, daß trotz der Verwendung eines Differentialkolbens bei dem zweiten erfindungs-
gemäßen Ausführungsbeispiel auch diese Anordnung besonders vorteilhaft ist und ihre Vorteile beibehält,
denn dieser Differentialkolben kommt mit der Außenatmosphäre, wie beschrieben, nicht in Kontakt; andererseits
ist das Steuersystem, welches seinerseits dann schließlich die Verbindung mit der korrosiven Außenatmosphäre
herstellt, so ausgebildet, daß es, wie schon erwähnt, keine beweglichen mechanischen Teile enthält.
Es versteht sich, daß der Einsatz oder der Stopfen 3 oder 22 durch jedes geeignete Mittel gehalten werden
10
kann, welches die Freigabe des zentralen Bereichs des Stopfens und die sich daran anschließende Verbindung
des Flascheninneren mit den Auslaßöffnungen bzw. die Verbindung der Gegendruckkammer mit der Atmosphäre
ermöglicht. In besonders einfacher Weise kann die Büchse daher auch als einfacher Schraubring
ausgebildet werden, der in die jeweilige Bohrung eingeschraubt ist und sich an der Peripherie bzw. dem
Umfangsbereich des Stopfens oder Einsatzes abstützt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Elektrisch steuerbare Vorrichtung zur Betätigung eines Verschlußelements bei einem unter
Druck stehenden System, insbesondere zur Auslösung eines Füllventils an einem ein unter Druck
stehendes Druckmittel enthaltenden Behälter, wobei das in einer zylindrischen Leitung angeordnete
Verschlußelement mindestens einen schmelzbaren Teil sowie einen elektrischen, mit mindestens einer iu
elektischen Energiequelle verbindbaren Heizdraht aufweist und der Heizdraht innerhalb des schmelzbaren
Teils angeordnet und in Form eines Zylinders gewickelt ist, dadurch gekennzeichnet,
daß das Verschlußelement als zylindrischer Verschlußstopfen (3, 22) aus schmelzbarem Material
ausgebildet ist, und daß die Höhe der Heizdrahtwicklung im wesentlichen der Höhe des Verschlußstopfens
entspricht, derart, daß bei Erhitzung des Heizdrahts das schmelzbare Material des Verschluß-Stopfens
in der Ebene der Widerstandswicklung lokalisiert erhitzbar ist und schmilzt und der
abgetrennte, dem Wicklungszylinder entsprechende Verschlußstopfenteil unter dem Druck des Druckmittels
ausgetrieben wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zylindrischen Verschlußstopfen
(3,22) zwei Widerstandsheizdrähte angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der schmelzbare Verschlußstopfen
(3, 22) im Bereich einer eine Gegendruckkammer (138) mit der Außenatmosphäre verbindenden
öffnung (25) angeordnet ist, wobei die Gegendruckkammer Teil eines im geschlossenen
Zustand ein Druckungleichgewicht aufweisenden Verschlußkopfes (101,207) ist, derart, daß normalerweise
ein dichter Verschluß und bei Auslösung infolge Fließens eines elektrischen Stroms in dem
Widerstand (22) eine Verbindung zur Atmosphäre sichergestellt ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußstopfen
(3, 22) von einer Büchse (4) mit radialen öffnungen (8) gehalten ist.
2u
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