DE3103956A1

DE3103956A1 - Druckregulator sowie fluidausteilsystem mit einem solchen druckregulator

Info

Publication number: DE3103956A1
Application number: DE19813103956
Authority: DE
Inventors: Thomas William Ambler Pa. Clements; Merton Robert Thousand Oaks Calif. Fallon
Original assignee: Draft Systems Inc 19791 Northridge Calif; Draft Systems Inc
Current assignee: FALLON, MERTON ROBERT, WOODLAND HILLS, CALIF., US
Priority date: 1980-02-07
Filing date: 1981-02-05
Publication date: 1981-12-24
Also published as: CA1157737A; GB2073853B; JPS56132615A; US4349136A; JPS6244648B2; GB2073853A; NL8100597A

Description

Anmelder: DRAFT SYSTEMS, INC. , 3103956

19791 Bahama Street, Northridge, California, USA

Druckregulator sowie Fluidausteilsystem mit einem solchen Druckregulator

Die Erfindung betrifft einen druckreduzierenden Regulator zur Verwendung in Systemen, die mit Druckgas betrieben werden, und insbesondere Sicherheitseinrichtungen, die den Gasdruck reduzieren und regulieren, so daß ein gewünschter Betriebsdruck bzw. Arbeitsdruck in den Systemen aufrechterhalten wird, wobei Schutz gegen katastrophales Versagen gegeben ist.

Die vorliegende Erfindung sieht einen druckreduzierenden Sicherheitsregulator zur Verwendung in einer Getränkezapfausrüstung vor, bei der eine Druckgasquelle verwendet wird, wobei der Regulator den Gasdruck der Quelle auf einen gewünschten Pegel für die Zapftätigkeiten herabsetzt und einen Schutz gegen mögliche Verletzungen und Tod im Falle des Versagens des Druckregulators vorsieht. Die vorliegende Erfindung schafft einen gegen Versagen sicheren Druckminderungsregulator, der in Verbindung mit Druckquellen benutzt werden kann, die ein hochkomprimiertes Gas oder hochkomprimierte Flüssigkeiten enthalten, welch letztere zum Zeitpunkt der Druckreduzierung verdampfen.

Typischerweise wird in einem Zapfsystem zum Ziehen von Flüssigkeiten, z.B. Bier oder Sodawasser, aus Behältern, z.B. Bier-

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fässern oder Tonnen, eine Quelle von unter Druck stehendem Gas verwendet, um den flüssigen Inhalt des Behälters herauszudrücken Die Druckgasquelle ist gewöhnlich mit dem Behälter über einen Druckregulator gekuppelt, der dazu gedacht ist, den hohen Gasdruck der Quelle auf einen geeigneten Druckpegel zum Betrieb des Zapfsystems herabzusetzen. Z.B. offenbart das US-Patent 3 848 631 einen Druckregulator, der einen Schutz gegen zu hohe Druckbeaufschlagung des Behälters außerhalb der Sicherheitsgrenzen bietet. Andere Typen druckregulierender Einheiten sind in folgenden US-Patenten offenbart: 2 195 728, 2 642 701,

2 770 252, 2 816 561, 2 891 569 und 3 088 486. Das US-Patent

3 T90 496 zeigt ein Membranmeßventil.

Generell sind die vorbekannten Einrichtungen anfällig für Fehlfunktionen im Betrieb und bieten keinen vollständigen Schutz gegen Überdruckbeaufschlagung, der häufig in ernsthaften Verletzungen resultiert oder zum Tod von Personen führt, die sich in der unmittelbaren Nähe des Unglückes aufhalten, wenn eine Explosion vorkommt. Einige der derzeit verwendeten Einrichtungen ermöglichen die gewünschte Druckreduzierung und -regulierung in einer einzigen Stufe, was zu extrem gefährlichen Situationen führt, wenn die Einrichtungen versagen. Zusätzlich verwenden die derzeitigen Einrichtungen generell nicht angemessene Rückflußprüfventile oder -systeme, um Verunreinigungen des Regulatormechanismus durch Rückströmung des Gases oder der Flüssigkeit durch die Einrichtung zu einer Zeit zu verhindern, bei der die

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Einrichtung von der Druckquelle abgeschnitten ist. Darüber hinaus erlauben die Einrichtungen generell ein freies Auswechseln von verschiedenen Meßteilen, Abschaltventilen, Druckschläuchen und anderen Teilen bei verschiedenen öffnungen hohen und niedrigen Druckes der Einrichtungen. Es ist daher möglich, daß bei der Installation solcher Einrichtungen Fehler vorkommen, begleitet von Fehlfunktionen und Gefahren.

Sicherheit ist ein Hauptpunkt in der Installation und beim Betrieb bei Einrichtungen zum Reduzieren und Regulieren von Drücken. Die Vermeidung von katastrophalem Versagen ist absolut wichtig, weil derartiges Versagen zu ernsthaften Personenverletzungen und sogar zum Tod führen kann, wenn die betreffende Person sich in der unmittelbaren Nähe der fraglichen Ausrüstung aufhält, Die Erfahrung hat gezeigt, daß nahezu alle katastrophalen Fehlfunktionen von druckregulierenden Einrichtungen nach dem Stand der Technik das Ergebnis von Verunreinigungen, Fehlen oder Fehlfunktionen von Rückflußsicherungsventilen in der Ausrüstung sind. Ebenso sind die Einrichtungen anfällig für Fehlfunktionen, die aus dem Verfälschen der gedachten Betätigung der Einrichtungen durch unerfahrenes oder qualifiziertes Personal resultieren. Zusätzlich kann sich ein Versagen aufgrund normalen Verschleißes katastrophal auswirken, und zwar wegen der inadäquaten Sicherheitsüberlegungen bei der Konstruktion der Ausrüstung.

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Die vorliegende Erfindung schafft eine Druckregulierungseinrichtung, die sich durch erhöhte Sicherheitsmerkmale gegenüber dem Stand der Technik kennzeichnet. Die Einrichtung ist so konstruiert, um eine Druckreduzierung in zwei getrennten Stufen zu erzielen und um einen gewünschten Betriebsdruck an ihrem Auslaß genau aufrechtzuerhalten. Der Druckregulator ist auch so angepaßt, um einen wirksamen Schutz gegen überdruckbeiauf schlagung vorzusehen, um ein katastrophales Versagen auszuschließen. Dieser Schutz wird erreicht durch Verwendung einer in sich zusammenfallenden Membran, die normal als eine Dichtung für eine Druckkontrollkammer in der Regulatoreinrichtung dient und ausgebildet ist, um in Abhängigkeit von Überdruck zusammenzufallen und das Druckgas unschädlich durch Entlüftungsöffnungen abzulassen. Die zweistufige Druckreduktion wird bewerkstelligt durch eine primäre Regulatorstufe, die das Druckgas von der Quelle empfängt und den Gasdruck auf einen Zwischenpegel reduziert, und durch eine sekundäre Regulatorstufe, die angepaßt ist, um selektiv eine Kommunikation zwischen der primären Regulatorstufe und der Druckkontrollkammer vorzusehen, um einen gewünschten Gasdruck in der Kontrollkammer aufrechtzuerhalten, wobei der gewünschte Gasdruck einem Zapf- oder Austeilsystem zugeführt wird. Die sekundäre Regulatorstufe ist einstellbar, um den Auslaßdruck in der Druckkontrollkammer selektiv zu verändern. Die flexible Membran ist normal über der Druckkontrollkammer durch einen verschiebbaren Kolben eingespannt, der die Membran an ihrem Umfang einspannt. In Antwort auf einen Überdruck in der Druckkon-

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trollkammer wird der Kolben aus seinem Klemmeingriff mit der Membran herausbewegt, um dieser zu erlauben, zusammenzubrechen und das unter Druck stehende Gas durch die Entlüftungslöcher abzulassen. Der Kolben schließt einen zentralen Durchgang ein, durch den das Druckgas aus der Druckkontrollkammer über die Entlüftungslöcher austritt, welch letztere in dem Regulatorgehäuse vorgesehen sind.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Druckregulators ist prinzipiell konstruiert zur Verwendung bei einer Hochdruckgasquelle, die zum Zapfen von karbonisierten Getränken, z.B. Bier oder Sodawasser, verwendet wird. Die Gasdruckquelle enthält normalerweise flüssiges Kohlendioxyd, das einen Druck aufweist, der von seiner Lagertemperatur abhängt,aber normalerweise zwischen 560 N/cm² und 700 N/cm² liegt. Generell werden nichtkarbonisierte Getränke nicht bei Drücken oberhalb 70 N/cm² gezapft. Typischerweise wird Bier bei einem Druck von 10 N/cm² und karbonisiertes Sodawasser bei einem Druck zwischen 56 N/cm² und 63 N/cm² gezapft. Ein übliches Bierfaß ist normalerweise so konstruiert, . daß es einem inneren Druck von 98 N/cm² bis 105 N/cm² widerstehen kann.

Der Druckregulator nach der vorliegenden Erfindung verwendet vorteilhaft eine primäre Regulierungsstufe, die nicht einstellbar ist und eine Begrenzung des Einlaßdruckes von 77 N/cm² vorsieht. Dieses nichteinstellbare Merkmal verhindert eine falsche

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Einstellung des Druckregulators und schließt die Anwendung eines höheren Eingangsdruckes zu dem Ausschanksystem aus. Der Druckregulator weist ferner eine sekundäre Regulierungsstufe auf, die den Gasdruck weiter in einen Bereich reduziert, der tatsächlich für den Ausschank der Getränke erforderlich ist. Der gewünschte Bereich liegt zwischen 8,5 bis 14 N/cm² für Bier und zwischen 8,5 bis 70 N/cm² für nichtalkoholische Getränke und karbonisiertes Sodawasser. Die sekundäre Regulierungsstufe ist im Aufbau dem Druckkontrollmechanismus ähnlich,der in dem US-Patent 3 848 631 offenbartist. Dieses Druckkontrollsystem hat den Vorteil,, daß es normal durch den Druck im Getränkebehälter geschlossen ist. Somit würde sich ein Versagen, das möglicherweise vorkommen kann, gewöhnlich in der geschlossenen zweiten Regulierungsstufe ereignen. Jedoch für den Fall, in dem ein Versagen in der sekundären Regulierungsstufe in ihrer offenen Stellung vorkommt, ist der Druckkontrollmechanismus so konstruiert, daß er selbst einfriert, wodurch er augenblicklich geschlossen wird. Eine weitere Sicherheit ist durch die in sich zusammenfallende Membran in der Druckkontrollkammer gegeben, die in Abhängigkeit von überhöhtem Druck in sich zusammenfällt und das Druckgas aus der Druckkontrollkammer durch die Entlüftungsöffnungen schnell abläßt.

Der Druckregulator enthält ein weiteres, extrem wichtiges Sicherheitsmerkmal im Einstellmechanismus, das in der sekundären Regulierungsstufe angewendet wird. Der Einstellmechanismus erfordert,

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daß die Gasdruckquelle abgeschaltet werden muß, und daß der Druckregulator teilweise demontiert werden muß, um Zugang zu dem Einstellmechanismus zu gewinnen. Dieses Erfordernis schließt die Gefahr aus, die bei Systemen nach dem Stand der Technik entsteht, wenn sich der Druck von der Druckquelle abschwächt, indem das Druckgas in der Quelle sich seinem Ende neigt. Typischerweise wird bei den vorbekannten Systemen die schnell verfügbare Druckeinstellung an der Gasdruckquelle abgedreht, bis der gesamte zur Verfügung stehende Gasdruck vollständig erschöpft bzw. abgelassen ist. Somit ergibt sich bei unerfahrenem Personal, daß diese Betätigungsart beim Druckregulator in seinem voll geöffnetem Zustand oder maximalen Druck gegeben ist, wenn die Gasdruckquelle aufgebracht ist. Zu dieser Zeit entdeckt das unerfahrene Personal gewöhnlich, daß das Druckgas geleert bzw. aufgebraucht ist und entfernt den voll geöffneten Druckregulator von der geleerten Gasquelle und montiert den Regulator mit seiner Maximaldruckeinstellung auf einer Ersatzquelle, die voll unter Druck steht. Wenn die unter vollem Druck stehende Gasquelle geöffnet wird, ohne daß die Maximaldruckeinstellung des Regulators geändert wird, entsteht eine katastrophale Gefahrensituation, wenn der Maximaldruck auf den Getränkebehälter gelangt. Häufige tödliche Unfälle resultieren aus Situationen, wo diese genaue Folge von Schritten gegeben war. Diese Gefahr ist durch den erfindungsgemäßen Druckregulator vollständig ausgeschlossen, weil die Einstellung des Druckregulators nur von trainiertem Personal vorgenommen werden kann, das mit speziellem Werkzeug aus-

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nachgsrsg:-~;t

gerüstet ist, um die notwendige Einstellung vornehmen zu können.

Die vorliegende Erfindung schafft einen neuen und verbesserten Druckregulator zur Verwendung in Getränkeausschanksystemen, der die Probleme überwindet oder minimiert, die den vorbekannten Einrichtungen innewohnen, wie es vorstehend ausgeführt ist, und schafft einen Druckregulator, der (1) eine Überdruckbeaufschlagung des Getränkebehälters oder -gefäßes ausschließt, (2) ein zweistufiges Druckreduzierungssystem enthält, um den hohen Gasdruck der Gasquelle auf den gewünschten Betriebsdruck für den Behälter sicher zu reduzieren, (3) den Druck in dem Behälter automatisch reguliert, um den darin gewünschten Druck automatisch aufrechtzuerhalten, und zwar unabhängig von dem dem Regulator zugeführten Druckpegel, (4) unerwünschten Rückfluß von unter Druck stehenden Fluidinhalten, ob gasförmig oder flüssig, vom Getränkebehälter durch den Druckregulator ausschließt und (5) überhöhten Druck verhindert, der in dem Getränkebehälter aufgebaut wurde, indem es dem überhöhten Druck erlaubt wird, durch Entlüftungsöffnungen schnell zu entweichen.

Gemäß der Erfindung umfaßt ein Druckregulator zur Einordnung zwischen einer Gasdruckquelle und einem Druckgefäß ein Gehäuse mit einer Druckkammer und einer oder mehreren Entlüftungsöffnungen, um überhöhten Druck aus der Druckkammer abzulassen, Einlaßmittel zum Zuführen von Druckgas von der Gasdruckquelle zu der Druckkammer, Auslaßmittel, die mit der Druckkammer kommu-

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nizieren, zum Zuführen von Druckgas zu dem Druckgefäß, einer flexiblen Membran, die in dem Gehäuse angeordnet ist, um normalerweise die Druckkammer von der Kommuni ζ ierung mit den Entlüftungslöchern abzudichten, und Kiemmitteln, die in dem Gehäuse angeordnet und angepaßt sind, um die Membran normalerweise über der Druckkammer einzuklemmen, um die Kommunizierung mit den Entlüftungslöchern zu unterbinden, wobei die Kiemmittel in Abhängigkeit vom überhöhten Druck in der Druckkammer betätigbar sind, um die Membran aus ihrem Klemmzustand zu befreien und ihr zu erlauben, zusammenzubrechen und dem Gas die Möglichkeit zu geben, aus der Druckkammer durch die Entlüftungslöcher zu entweichen. Vorzugsweise verkörpern sich die Klemmittel in einem Klemmkolben, der verschiebbar in dem Gehäuse angeordnet und mit einem zentralen Durchgang versehen ist, der mit den Entlüftungslöchern kommuniziert, wobei der Kolben angepaßt ist, die Membran an ihrem Umfang zu klemmen und sie in ihrer Stellung über dem zentralen Durchgang zu halten, um die Gasströmung dadurch auszuschließen. Ferner sind Vorspannmittel vorgesehen, um den Kolben normal in Klemmeingriff mit der Membran zu drücken, wobei der Kolben gegen die Wirkung der Vorspannmittel bewegbar ist, und zwar aufgrund einer Zunahme des Gasdruckes in der Druckkammer über den vorbestimmten Pegel hinaus, um die Membran freizugeben und ihr zu erlauben, in sich zusammenzufallen, d.h. in den zentralen Durchgang zu gelangen, um dem Gas in der Druckkammer ein Entweichen durch die Entlüftungsöffnungen zu gestatten.

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Eine bevorzugte Ausführungsform des Druckregulators schließt eine primäre Regulierungsstufe zum Empfang von Druckgas von der Gasdruckquelle und Reduzieren des Gasdruckes auf einen Zwischenpegel ein, und ferner eine sekundäre Regulierungsstufe, die zum selektiven Vorsehen der Kommunizierung zwischen der ersten Regulierungsstufe und der Druckkammer zum Aufrechterhalten eines gewünschten Gasdruckes darin. Die primäre und die sekundäre Reg'ilierungsstufe schließen entsprechend primäre und sekundäre Kammern ein, die durch einen in dem Gehäuse ausgebildeten Gang miteinander verbunden sind. Das Druckgas von der Gasdruckquelle wird» der primären Kammer zugeführt, die mit einem membranbetätigten Ventilkörper versehen ist, um den Eintritt des Druckgases in die Kammer zu steuern. Zusätzlich ist ein membrangesteuertes Druckbegrenzungsventil vorgesehen, um überhöhten Druck zu vermeiden, der sich in der primären Kammer aufgebaut hat.

Die sekundäre Regulierungsstufe schließt ein Einlaßteil ein, das in dem Gehäuse verschiebbar montiert ist und sich von der sekundären Kammer durch den zentralen Durchgang im Klemmkolben zu der Druckkontrollkammer erstreckt. Diese Stufe schließt auch Dichtungsmittel ein, die in der sekundären Kammer in einer Position angeordnet sind, um am Einlaßteil anzugreifen, um die Gasströmung in die Druckkontrollkammer zu blockieren. Das Einlaßteil ist abhängig von dem Gasdruck in der Druckkontroilkammer, um von dem Dichtungsmittel außer Eingriff zu gelangen, wenn der Druck in der Druckkontrollkammer unterhalb des vorbestimmten Pegels

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abfällt, um Druckgas in diese Kammer zu liefern, und um mit dem Dichtungsmittel in Eingriff zu gelangen, wenn der Gasdruck in der Druckkontrollkammer über den vorbestimmten Pegel zunimmt, um den Gasfluß in die Druckkontrollkammer zu blockieren.

Vorzugsweise ist die sekundäre Regulierungsstufe mit einstellbaren Vorspannmitteln versehen, um den in der Druckkontrollkammer erforderlichen Druck zu variieren, um das Einlaßteil in Eingriff mit dem Dichtungsmittel gelangen zu lassen. Zusätzlich ist ein Druckregulierkolben an dem Einlaßteil montiert und mit einer zentralen öffnung für den Gasstrom vom Einlaßteil in die Druckkontrollkammer versehen. Die Membran ist über der zentralen öffnung in dem Druckregulierkolben angeordnet und so gestaltet, um als ein Prüfventil zu wirken, um eine Vorwärtsströmung von Druckgas vom Einlaßteil in die Druckkontrollkammer zu erlauben und um eine Rückströmung zu blockieren. Der Druckregulierkolben ist in dem zentralen Durchgang des Klemmkolbens angeordnet, und beide Kolben weisen einen Abstand voneinander auf, um einen Ringspalt dazwischen vorzusehen, in den die Membran zusammenfallen kann, um überschüssigen Druck aus der Druckkontroilkammer abzulassen.

Demgemäß besteht eine primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Schaffung eines druckreduzierenden Regulators zur Verwendung in Systemen, die mit Druckgas arbeiten, wobei der Regulator sicher und wirksam eine Druckreduktion und eine Druckregulierung erzielt.

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Eine weitere Aufgabe besteht in der Schaffung eines verbesserten Sicherheitsdruckregulators, der das Entweichen überschüssigen Druckes automatisch erlaubt, um ein katastrophales Versagen eines Ausschankssystems zu vermeiden.

Eine andere Aufgabe besteht in der Schaffung eines verbesserten Druckregulators, der eine Druckreduktion in zwei Stufen bewirkt und einen gewünschten Auslaßdruck in dem Ausschanksystem automatisch aufrechterhält.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen druckreduzierenden Regulator mit vergrößerten Sicherheitsmerkmalen zu schaffen, wodurch die Möglichkeit von Fehlfunktionen minimiert ist, die aus katastrophalem Versagen des Systems resultieren.

Eine noch weitere Aufgabe besteht darin, einen druckreduzierenden Sxcherheitsregulator vorzusehen, der zweckmäßig so gebaut ist, um die Beachtung durch erfahrenes Personal zu erfordern, um die Möglichkeit der Beschädigung der Ausrüstung und der Verletzung von unerfahrenem Personal zu minimieren bzw. auszuschalten.

Die Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung klarer, in der ein Ausführungsbeispiel in Zusammenhang mit den anliegenden Zeichnungen näher erläutert ist. Es zeigen:

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Figur 1 in schematischer Darstellung ein Getränkeausschanksystem, bei dem ein druckreduzierender Regulator nach der Erfindung in der Gaszuleitung zwischen einer Gasdruckquelle und einem Getränkebehälter verwendet ist,

Figur 2 im Längsschnitt einen druckreduzierenden Regulator in vergrößertem Maßstab,

Figur 3 einen Querschnitt gemäß der Linie 3-3 in Figur 2, Figur 4 einen teilweise dargestellten Längsschnitt des druckreduzierenden Regulators, worin die Wirkung der flexiblen Membran dargestellt ist, die in ihrer Druckkontrollkammer angeordnet ist und als ein Prüfventil dient und einen Schutz gegen Überdruckbeaufschlagung vorsieht.

In Figur 1 ist ein Getränkebehälter 10, z.B. ein übliches Bierfaß ,schematisch dargestellt, das mit einer öffnung in seiner Oberwandung 12 zur Aufnahme eines Adapters 14 vorgesehen ist, der in den meisten Fällen an dem Faß angebracht wird. Eine normalerweise geschlossene öffnung 16 ist in der Faßseitenwandung ausgebildet. Eine Kupplung 20 ist mit dem Adapter 14 verbunden und bildet eine Faßzapfeinrichtung. Z.B. kann hierfür die in dem US-Patent 3 422 488 beschriebene Faßzapfeinrichtung verwendet werden. Die Kupplung 20 weist einen Gaseinlaßschlitz 22 auf, die mit einem Fitting versehen ist, um das Ende einer Gaszuleitung 24 aufzunehmen, die andererseits mit einer Gasdruck-

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quelle 26 verbunden ist, z.B. einer mit Kohlendioxyd gefüllten Flasche. Die Kupplung 20 weist ein weiteres Fitting 28 auf, um das Ende eines flexiblen Schlauches 30 aufzunehmen, durch den das Getränk vom Faß 10 zu einem üblichen Absperrhahn 32 gefördert wird.

Ein allgemein mit 40 bezeichneter, druckreduzierender Regulator ist in der Gaszuleitung 24 vorgesehen, der Druckgas von der Quelle 26 empfängt und ein im Druck reduziertes Gas dem Inneren des Fasses 10 zuführt. Das Druckgas in dem Faß 10 treibt das Getränk nach außen durch die Zapfeinrichtung und die Getränkezuleitung 30, so daß das Getränk mit dem Absperrhahn 32 ausgeschenkt werden kann.

Der in Figur 2 näher dargestellte Druckregulator 40 umfaßt ein Gehäuse, das einen Druckeinlaßbereich 42 und einen Druckauslaßbereich 44 aufweist. Der Auslaßbereich des Gehäuses ist im allgemeinen zylindrisch und hohl ausgebildet und mit einem Satz Entlüftungslöcher 46 versehen. Ein Auslaßfitting 48, der eine nach auswärts gerichtete Tülle 50 mit einem axialen Durchgang 52 einschließt, ist in dem zylindrischen Gehäuseabschnitt 44 eingesetzt und durch einen Haltering 54 in Stellung gehalten, der mit Schnappsitz in einerentsprechenden Ringnut des Gehäuses sitzt. Eine O-Ring-Dichtung 56 befindet sich in einer ümfangsnut, die in dem Auslaßfitting 48 vorgesehen ist, um eine gasdichte Dichtung zwischen dem Auslaßfitting und der Innenwandung

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des Gehäuses vorzusehen. Ein sich einwärts erstreckender Ringflansch 58 ist am Auslaßfitting 48 vorgesehen und definiert eine Kontrollkammer 60, die mit dem Auslaßkanal 52 kommuniziert.

Eine flexible Membran 62, die vorzugsweise aus einem weichen, elastomerischen Material besteht, ist querverlaufend in dem Gehäuseabschnitt 44 angrenzend an den Ringflansch 58 des Auslaßfittings angeordnet. Die Membran ist kreisförmig und normal quer über der Druckkontroilkammer 60 angeordnet, um diese Kammer hinsichtlich der Kommunizierung mit den Entlüftungslöchern 46 abzudichten. Ein zylindrisch geformter Klemmkolben 64 ist verschiebbar in dem Gehäuseabschnitt 44 angeordnet und normal durch eine Druckfeder 66 in Eingriff mit dem Umfang der flexiblen Membran 62 vorgespannt, um die Membran gegen den Ringflansch 58 in ihrer Normalstellung quer über der Druckkontrollkammer 60 einzuklemmen. Ein vorstehender, ringförmiger Wulst 68 ist auf der Innenfläche des Ringflansches 58 ausgebildet, um den Klemmkolben 64 beim festen Instellunghalten der flexiblen Membran zu unterstützen. Der ringförmige Wulst 68 dient als eine Hochdruckdichtung und greift fest an der Membran 62 an, und zwar in Abhängigkeit von der Kraft, die durch die Druckfeder 66 ausgeübt wird. Eine O-Ring-Dichtung 70 ist in einer Umfangsnut vorgesehen, die im Klemmkolben 64 eingearbeitet ist, um eine gasdichte Dichtung zwischen dem Kolben und dem Regulatorgehäuse vorzusehen. Der Klemmkolben 64 ist hohl ausgebildet und mit einem zentralen Durchgang 72 versehen, der mit den

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Entlüftungslöchern 46 kommuniziert.

Normalerweise klemmt der Klemmkolben 64 unter der Wirkung der Druckfeder 66 die flexible Membran 62 quer über der Druckkontrollkammer 60 ein, um die Kommuniζierung mit den Entlüftungslöchern 46 zu unterbinden, jedoch im Fall einer Fehlfunktion, die aus einem überschüssigen Druck resultiert, der in der Druckkontrollkammer 60 aufgebaut worden ist, wird eine Kraft auf die Membran 62 ausgeübt und auf den Kolben 64 übertragen, wobei die Kraft ausreicht, die Kraft der Druckfeder 46 zu überwinden und den Klemmkolben nach rückwärts zu bewegen, um die Membran freizugeben. Der überschüssige Druck wirkt zuerst auf einen Ringteil der Membran 62 und des Kolbens 64, der durch den Wulst 68 begrenzt ist. Wenn sich jedoch einmal der Kolben 64 geringfügig bewegt hat, dringt der überschüssige Druck über den Wulst hinweg und wirkt auf die gesamte Kolbenfläche, um den Kolben schnell von der Membran außer Eingriff zu bringen. Demzufolge ist gemäß Figur 2 ein umfangsmäßiger Teil 74 der Membran 62 in der Lage, in den zentralen Durchgang 72 zusammenzufallen, um dem überschüssigen Druck das Entweichen aus der Druckkontrollkammer 60 durch die Entlüftungslöcher 46 zu ermöglichen. Im Fall giftiger oder entflammbarer Gase können entsprechende Leitungen (nicht gezeigt) an die Entlüftungslöcher 46 angeschlossen sein, um das Gas in einen sicheren Absonderungsbereich zu leiten. Ein Druckeinsteller 76 ist in einen Flansch 78 des Gehäusebereiches 44 eingeschraubt und kommuniziert mit der Druckkontrollkammer 60,

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um einer Bedienungsperson das überwachen des Auslaßdruckes zu gestatten.

Der Druckregulator 40 schließt ein zweistufiges Druckreduzierungssystem zum Reduzieren des von der Gasdruckquelle 26 gelieferten Einlaßdruckes auf einen gewünschten Druck in der Druckkontrollkammer 60 ein. Wie es in Figur 2 gezeigt ist, weist der Einlaßbereich 42 des Regulatorgehäuses eine Gewindeöffnung auf, die einen Gewindeventilfitting 80 aufnimmt, der wiederum über eine Gewindeverbindung einen Fitting 82 zum Anschluß des den Einlaßdruck führenden Schlauches des Regulators aufnimmt. Der Einlaßbereich 42 des Regulatorgehäuses und der Ventilfitting 80 besitzen innere, hohle Teile, die eine primäre Einlaßkammer 84 zum Empfang von Druckgas von der Gasquelle bilden. Eine flexible Membran 86 ist zwischen dem Einlaßgehäuse bereich 42 und dem Adapterfitting 80 eingeklemmt und erstreckt sich quer über die primäre Einlaßkammer 84. Die Membran 86 umfaßt einen vergrößerten Umfangsrand 88, der in einer entsprechenden Nut verankert ist, die in der Vorderfläche des Fittings 80 vorgesehen ist. Ein Ventilkörper 90 ist an der flexiblen Membran 86 befestigt und erstreckt sich durch eine zentrale öffnung, die in der Membran vorgesehen ist. Der Ventilkörper weist eine zentrale Bohrung 92 auf, die eine Kommunizierung zwischen den Teilen der primären Einlaßkammer 84 vorsieht, die durch die Membran 86 getrennt ist. Eine Druckfeder 94 ist in einer Ausnehmung montiert, die in dem Einlaßgehäusebereich

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42 vorgesehen ist, und zwar zum Vorspannen des Ventilkörpers 90 in Eingriff mit einem Schaft 96 an einem tellerförmigen Ven tilkörper 98, der in einer Ventilkammer 100 angeordnet ist, die durch entsprechende Aussparungen in dem Ventilfitting 80 und dem Einlaßfitting 82 gebildet ist. In dieser Kammer 100 befindet sich auch eine Druckfeder 102, um den tellerförmigen Ventilkörper 98 in Richtung auf seinen Schaft 96 vorzuspannen, der mit einem Ventilkörper 90 in Eingriff steht, um die Ventilöffnung 92 zu schließen. Der Ventilschaft 96 erstreckt sich durch eine eingeschränkte zentrale öffnung 104, die in dem Ventilfitting 80 gebildet ist und eine Kommunizierung zwischen den Kammern 84 und 100 vorsieht. Die öffnung 104 umfaßt einen nach auswärts erweiterten Bereich 105, um die Gasströmung in die Kammer 84 zu erleichtern.

Der Ventilkörper 98 ist so gestaltet, um mit einem konischen Ventilsitz 106 zusammenzuarbeiten, der am Ventilfitting 80 am Unterende der Ventilkammer 100 ausgebildet ist, um den Eintritt von Druckgas in die primäre Einlaßkammer 84 zu steuern. Der Einlaßfitting 82 schließt einen axialen Durchgang 108 ein, durch den das Druckgas zur Ventilkammer 100 geführt wird. Ein Filter 110 ist in den axialen Durchgang 108 montiert, und zwar zum Ausschalten unerwünschter Partikel oder anderer Ver«· unreinigungen des Druckgases, das von der Gasdruckquelle kommt.

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In der primären Regulatorstufe sind Druckfedern 94 und 102 angeordnet, um ein Kraftausgleichssystem vorzusehen, bei dem die kombinierte Wirkung der Federn dazu dient, den Ventilschaft 96 mit dem Ventilkörper 90 normal in Eingriff zu halten, um die Ventilöffnung 92 zu schließen und den Ventilkörper 98 vom Ventilsitz 106 abzuheben, um dem Druckgas zu erlauben, aus der Ventilkammer 100 durch den eingeschränkten Durchgang 104 hindurch in die primäre Einlaßkammer 84 zu strömen.

Wenn der Gasdruck in der Kammer 84 einen vorbestimmten Pegel erreicht, z.B. etwa 77 N/cm², werden die Membran 86 und der Ventilkörper 90 gegen die Vorspannung der Feder 94 bewegt, um dem Ventilkörper 98 zu erlauben, mit dem Ventilsitz 106 in Einyriff zu gelangen, um den Eintritt von Druckgas in die Kammer zu blockieren. Wenn der Gasdruck unter den vorbestimmten Pegel abfällt, wird der Ventilkörper 98 normalerweise angehoben, um die Strömung von Druckgas in die Kammer 84 wieder aufzunehmen. Jedoch werden im Fall von überschüssigem Druck bzw. zu hohem Druck, der sich im äußeren Bereich der primären Einlaßkammer 84 aufgebaut hat, die Membran 86 und der Ventilkörper 90 gegen die Vorspannung der Druckfeder 94 bewegt, um den Ventilkörper vom Ventilschaft 96 zu trennen, wobei der Ventilkörper 98 mit dem Ventilsitz 106 in Eingriff gelangt. Als Folge davon ist die öffnung 92 unbedeckt, um dem Druckgas aus dem äußeren Bereich der primären Einlaßkammer 85 das Entweichen durch das oder die Auslaßlöcher 114 zu erlauben. Gleichzeitig schließt

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der Ventilkörper 98 den Durchgang 104, um weiteren Zufluß von Druckgas aus der Ventilkammer 100 in die primäre Einlaßkammer 84 auszuschließen. Wenn der Druck in der primären Einlaßkammer unter den gewünschten Pegel abfällt, bringt die Druckfeder 94 den Ventilkörper 90 wieder in Eingriff mit dem Ventilschaft 96 und hebt den Ventilkörper 98 von seiner Ventilsitzfläche 106 ab, um die Wiederaufnahme der Strömung von Druckgas in die primäre Einlaßkammer zu ermöglichen.

Der Druckregulator 40 schließt ebenfalls eine sekundäre Regulierstufe ein, die in einer sekundären Einlaßkammer 120 vorgesehen ist, welche wiederum durch eine im Einlaßgehäusebereich 42 angeordnete längliche Bohrung gebildet ist. Druckgas wird der sekundären Einlaßkammer 120 über einen Weg 122 zugeführt, der in dem Gehäusebereich 42 ausgebildet ist und mit der primären Einlaßkammer 84 über einen Weg 124 und eine Ringnut 126 kommuniziert, welch letztere in dem Fitting 80 ausgebildet ist.

Ein rohrförmiges Einlaßteil 130 ist verschiebbar in einem hohlen, zylindrischen Stützteil 132 gelagert, das über ein Gewinde in einer Gewindeöffnung des Regulatorgehäuses montiert ist, die sich zwischen der sekundären Einlaßkammer 120 und dem hohlen inneren des Auslaßgehäusebereiches 44 erstreckt. Eine O-Ring-Dichtung 134 ist in einer Umfangsnut angeordnet, die in dem zylindrischen Stützteil 132 ausgebildet ist, um eine gasdichte Dichtung zwischen dem Stützteil und dem Regulatorgehäuse zu

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schaffen. Zusätzlich ist eine O-Ring-Dichtung 136 in einer Ringausnehmung angeordnet, die in dem Stützteil 132 ausgebildet ist, und durch einen Schnappring 138 in Stellung gehalten wird, um eine gasdichte Dichtung zwischen dem zylindrischen Stützteil und dem rohrförmigen Einlaßteil 130 vorzusehen.

Vorzugsweise schließt das zylindrische Stützteil 132 eine abgestufte öffnung 140 ein, die zur Aufnahme eines speziell ausgebildeten Einstellwerkzeuges (nicht gezeigt) eingerichtet ist, um die axiale Positionseinstellung des Stützgliedes zu erlauben. Ein entfernbarer Stöpsel 142 ist mittels Gewinde im Einlaßgehäusebereich 42 eingesetzt, um die sekundäre Einlaßkammer 120 abzudichten. Der Stöpsel 142 schließt eine Vertiefung 144 ein, in die ein üblicher Sechskantschlüssel eingreifen kann, um die Entfernung des Stöpsels zu ermöglichen, wenn die Einstellung des rohrförmigen Stützteiles 132 gewünscht wird. Ein elastomerisches Ventilelement 146 ist auf der Innenfläche des Stöpsels 142 montiert und kommt mit dem rohrfömigen Einlaßteil 130 in Eingriff, um den Gasfluß aus der sekundären Einlaßkammer 120 in das Einlaßteil zu blockieren.

An dem gegenüberliegenden Ende des Einlaßteiles 130 ist ein Regulierkolben 150 montiert und mit einer zentralen öffnung 152 versehen, wodurch das Einlaßteil mit der Druckkontrollkammer 60 kommuniziert. Eine Druckfeder 154 ist zwischen dem Regulierkolben 150 und einer Federeinstellscheibe 156 angeordnet, die dreh-

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bar auf dem zylindrischen Teil 132 abgestützt ist. Durch Einstellung der Position des Stützteiles 132 in dem Regulatorgehäuse kann die Einstellung der Federeinstellscheibe 156 verändert werden, um die durch die Druckfeder 154 auf den Regulierkolben 150 ausgeübte Vorspannung einzustellen. Der Regulierkolben ist mit einem Satz von drei nach vorne ragenden Zapfen versehen, die auf einem Kreis auf der Kolbenfläche angeordnet sind und die mit der inneren Fläche des Auslaßfittings 48 in Eingriff bringbar sind, um das Maß der Bewegung zu begrenzen, die dem Regulierkolben 150 und dem Einlaßteil 130 zur Verfügung stehen.

Gemäß Figur 2 erstreckt sich die flexible Membran 62 normal quer über die zentrale Öffnung 152 in dem Regulierkolben 150, um den Druckgasstrom vom Einlaßteil 130 in die Druckkontrollkammer 160 zu unterbinden . Vorzugsweise ist die flexible Membran so gestaltet, um als ein Prüfventil zu funktionieren, um die Vorwärtsströmung von Druckgas aus dem Einlaßteil in die Druckkontrollkamraer zu erlauben und um die Rückströmung zu blockieren. Figur 3 zeigt, daß die Membran 62 einen Satz aus sechs Löchern 160 umfaßt, die auf einem Kreis angeordnet sind und die sich durch die Membran erstrecken. Drei dieser Löcher nehmen die Zapfen 158 auf und dienen dazu, die Membran in einer gewünschten Stellung quer auf der Fläche des Regulierkolbens 150 zu halten. Die übrigen Löcher wirken als Ventilöffnungen, die es dem Druckgas selektiv erlauben, in die Druckkontrollkammer

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zu strömen.

Die sekundäre Regulierstufe arbeitet wie folgt. Mit einem Gasdruck in der Druckkontrollkammer 60 bei dem oder oberhalb des gewünschten Pegelsist die auf den Regulierkolben 150 ausgeübte Kraft ausreichend, um die Vorspannung der Druckfeder 154 zu überwinden, um das Einlaßteil 130 gegen das elastomerische Dichtungselement 146 zu drücken, um den Eintritt von Druckgas aus der sekundären Einlaßkammer 120 in das Einlaßteil auszuschließen. Zusätzlich wird die flexible Membran 62 gegen die Vorderfläche des Regulierkolbens 150 gedrückt, um jede Bewegung von Gas oder Flüssigkeit durch die Ventilöffnungen 160 in der Membran zu verhindern. Wenn der Gasdruck in der Druckkontrollkammer 60 unterhalb des gewünschten Pegels abfällt, bewegen sich der Regulierkolben 150 und das rohrförmige Einlaßteil 130 unter der Wirkung der Druckfeder 154 nach vorne, um das Einlaßteil von seinem elastomerischen Dichtungselement 146 zu lösen, um dadurch dem Druckgas in der sekundären Einlaßkammer 120 das Einströmen in das Einlaßteil zu ermöglichen. Wie es in Figur 4 gezeigt ist, drückt das Druckgas gegen den zentralen Bereich der Membran 62 und baucht diese von der Fläche des Regulierkolbens 150 ab, um dem Druckgas das Einströmen durch die Ventilöffnungen 160 in die Druckkontrollkammer zu erlauben. Wenn der Druck in der Kammer 60 sich auf den gewünschten Pegel erhöht, wird der Rögulierkolben 150 gegen die Wirkung der Druckfeder 154 nach hinten bewegt, um das Einlaßteil 130 wieder zurückzu-

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bewegen und mit dem elastomerischen Dichtungselement 146 in Eingriff zu bringen, um den Eintritt von Druckgas in das Einlaßteil zu verhindern. Zusätzlich wird die Membran 62 in Eingriff mit der Fläche des Regulierkolbens 150 gedrückt, um die Ventilöffnungen 160 zu schließen.

Zusammengefaßt funktioniert die primäre Regulierstufe so, um den Einlaßdruck von der Gasdruckquelle auf einen Zwischenpegel in der primären Einlaßkammer 84 zu reduzieren, welches Druckniveau der sekundären Einlaßkammer 120 zugeführt wird. Die
sekundäre Regulierstufe bewirkt eine automatische Zuführung
des Druckgases von der sekundären Einlaßkammer 120 zur Druckkontrollkammer 60, um einen gewünschten Ausgangsdruck in der
Druckkontrollkammer aufrechtzuerhalten. Im Fall eines überhöhten Druckes, der sich in der Druckkontrollkammer 60 aufgebaut hat, und zwar in bezug auf einen vorbestimmten Pegel, fällt
die flexible Membran 62 zusammen, um dem Druckgas das Entweichen durch die Entlüftungslöcher 46 zu erlauben. Wenn einmal die
Membran 62 zusammengefallen ist, ist es für erfahrenes Bedienungspersonal notwendig, am Regulator eine Demontage vorzunehmen,
um die Membran in ihre ursprüngliche Lage zurückzubringen oder zu ersetzen. Dieses Erfordernis schafft einen bedeutenden
Schutz, weil es die Möglichkeit jedes katastrophalen Versagens als Ergebnis von Versuchen unerfahrenen Personals ausschließt, den Druckregulator zurückzustellen.

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Weiterhin sind die primäre und sekundäre Regulierstufe vorteilhaft so ausgebildet, um die Möglichkeit katastrophalen Versagens zu minimieren oder auszuschalten. Das vollständige Versagen jeder Regulierstufe kann nicht zu einer unsicheren Situation führen, es sei denn, dieses doppelte Versagen geschieht gleichzeitig, wobei auch die sekundäre Regulierstufe in ihrer voll geöffneten Stellung versagt. Dieser Umstand ist extrem unwahrscheinlich, und zwar einfach aufgrund der Wahrscheinlichkeitsgesetze. Da jede Regulierstufe eine theoretische Lebensdauer von Billionen Zyklen und Jahren aufweist, liegt die Möglichkeit des gleichzeitigen Versagens extrem entfernt.

Zusätzlich ist der Druckregulator so ausgebildet, um das Ausschanksystem im Falle eines Folgeversagens der Regulierstufen automatisch abzuschalten. Wenn z.B. die primäre Regulierstufe versagt, wobei die sekundäre Regulierstufe einem hohen Druck ausgesetzt ist, wird die sekundäre Regulierstufe automatisch schließen, wenn das Druckgas in der Druckkontrollkammer 60 sich bei dem oder oberhalb des gewünschten Pegels befindet. Wenn andererseits die sekundäre Regulierstufe in ihrer offenen Stellung versagt, so daß der hohe Gasdruck von der primären.. Regulierstufe fortlaufend der Druckkontrollkammer 60 zugeführt wird, wird die flexible Membran 62 freigegeben, um den verbleibenden Gasdruck von der Gasdruckquelle in die Atmosphäre abzulassen. Weiterhin bewirkt das Aussetzen der sekundären Regulier-

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stufe einem hohen Druck ein Einfrieren des geschlossenen, rohrförmigen Einlaßteiles 130, um einen weiteren Druckaufbau zu verhindern. Weiterhin wird, wenn die primäre Regulierstufe in ihrer geschlossenen Stellung versagt, z.B. bei geschlossenem Ventilkörper 98, dieses Tellerventil den Druck der Druckgasquelle abschalten, der dem Druckregulator zugeführt wird. Wenn die primäre Regulierstufe in ihrer offenen Stellung versagt, ist dem Druckgas das Entweichen durch die Entlüftungsöffnungen 114 erlaubt, um den Aufbau von überhöhtem Druck auszuschließen.

Aus den vorstehenden Ausführungen folgt der Schluß, daß die vorliegende Erfindung einen druckreduzierenden Regulator schafft, der sicher und effektiv arbeitet, um den Eingangsdruck von einer Druckgasquelle auf einen Ausgangsdruck von gewünschtem Pegel zu reduzieren und um den gewünschten Ausgangsdruck in einem Ausschanksystem automatisch aufrechtzuerhalten. Der Druckregulator ist vorteilhaft so konstruiert, um die Druckreduzierung in zwei Stufen zu erreichen, was den Einschluß mehrfacher Sicherheitsmerkmale bedeutet, um die Möglichkeit des Versagens auf ein Minimum herabzusetzen. Zusätzlich ist der Druckregulator konstruiert, um das Druckgas im Fall eines überschreitenden bzw. überhöhten Druckaufbaues in die Atmosphäre automatisch abzulassen, um katastrophale Auswirkungen zu vermeiden.

Die Erfindung kann auch in anderen spezifischen Formen verkörpert sein, ohne daß vom Gedanken oder wichtigen Eigenschaften

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NACHGEREICHT

der Erfindung abgewichen wird. Die vorliegend erläuterte Ausführungsform ist daher in allen Aspekten im Sinne einer Erläuterung der Erfindung zu verstehen und nicht in einschränkender Weise. Das Wesen der Erfindung ist vielmehr in den anliegenden Ansprüchen niedergelegt und weniger durch die vorstehende Be·?· Schreibung, wobei alle Änderungen, die in ihrer Bedeutung in den Äquivalenzbereich der Ansprüchen fallen, daher von den Ansprüchen miterfaßt sein sollen.

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Leerseite

Claims

Patentanwälte T

Dr. Hugo Wilcken · UjUJW^

Dipl.-lng. Thomas Wilcken \ '

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3103356

Anmelder: DRAFT SYSTEMS, INC.,

19791 Bahama Street, Northridge, California, USA

Patentansprüche

1y Druckregulator zur Anordnung zwischen einer Gasdruckquelle und einem Druckbehälter, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Ein Gehäuse (42, 44), das eine Druckkammer (60) und ein oder mehrere Entlüftungslöcher (46) aufweist, um überhöhten Druck aus der Druckkammer abzulassen,

b) Einlaßmittel (82, 84, 98, 122, 130) zum Zuführen von Druckgas von der Pruckquelle zu der Druckkammer,

c) Auslaßmittel (48, 50), die mit der Druckkammer kommunizieren, zum Zuführen von Druckgas zu dem Druckbehälter (10),

d) eine flexible Membran (62), die in dem Gehäuse angeordnet ist und normal die Druckkammer von der Kommunizierung mit den Entlüftungslöchern (46) absperrt, und

e) Kiemmittel (64, 66), die in dem Gehäuse angeordnet und eingerichtet sind, normal die Membran (62) quer über die Druckkammer verlaufend einzuklemmen, um die Kommunizierung mit den Entlüftungslöchern zu blockieren, wobei die Kleinmittel in Abhängigkeit von dem überhöhten Druck in der Druckkammer betätigbar sind, um die Membran freizugeben und ihr zu erlauben, zusammenzufallen und das Entweichen von Gas aus der Druckkammer durch die Entlüftungslöcher zu ermöglichen.

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2. Druckregulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinrichtung (64, 66) eingerichtet ist, an der flexiblen Membran (62) an ihrem Umfang anzugreifen, um sie quer
über die Druckkammer verlaufend einzuklemmen.
3. Druckregulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinrichtung einen Kolben (64) umfaßt, der verschiebbar in dem Gehäuse angeordnet und eingerichtet ist, um am
Umfang der flexiblen Membran (62) anzugreifen.
4. Druckregulator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinrichtung Vorspannmittel (66) einschließen, um den Kolben (64) normal mit dem Umfang der Membran (62) in Eingriff zu bringen, daß der Kolben (64) in Abhängigkeit von überhöhtem Druck in der Druckkammer (60) von der Membran wegbewegbar ist, um diese an ihrem Umfang freizugeben und ihr ein Zusammenfallen zu erlauben.
5. Druckregulator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (64) einen zentralen Durchgang aufweist, um eine Kommunizierung zwischen der Druckkammer (60) und den Entlüftungen löchern (46) zu erlauben.
6. Druckregulator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Membran (62) sich normal über den zentralen

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Durchgang erstreckend angeordnet ist, um die Kommunizierung zwischen der Druckkammer und den Entlüftungslöchern zu blockieren.
7. Druckregulator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang der flexiblen Membran (62) in den zentralen Durchgang zusammenfällt, wenn die Membran durch den Kolben (64) freigegeben ist.
8. Druckregulator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßmittel ein hohles Einlaßteil (130) umfassen, das sich durch den zentralen Durchgang des Kolbens (64) erstreckt und mit der Druckkammer (60) kommuniziert.
9. Druckregulator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Membran (62) sich normal über dem Einlaßteil (130) erstreckt und als ein Prüfventil funktioniert, um die Einströmung von Druckgas aus dem Einlaßteil in die Druckkammer zu erlauben und die Rückströmung zu verhindern.
10. Druckregulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßmittel eine primäre Regulierstufe zum Empfang von Druckgas von der Druckgasquelle und zum Reduzieren des Gasdruckes auf einen Zwischenpegel sowie eine sekundäre Regulierstufe einschließen, die mit der primären Regulierstufe

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3103356^! —

und der Druckkammer (60) zur Aufrechterhaltung eines gewünschten Druckes in der Druckkammer kommuniziert.
11. Druckregulator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundäre Regulierstufe einstellbar ist, um den Auslaßdruck in der Druckkammer wahlweise zu verändern.
12. Druckregulator zur Anordnung zwischen einer Druckgasquelle und einem Druckbehälter, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Ein Gehäuse (42, 44), das eine Druckkammer (6Q) und ein oder mehrere Entlüftungslöcher (46) aufweist, um überhöhten Druck aus der Druckkammer abzulassen,

b) Einlaßmittel (82, 84, 98, 122, 130) zum Zuführen von Druckgas von der Druckquelle zu der Druckkammer,

c) Auslaßmittel (48, 50), die mit der Druckkammer kommunizieren, zum Zuführen von Druckgas zu dem Druckbehälter (10),

d) eine flexible Membran (62), die in dem Gehäuse angeordnet ist und normal die Druckkammer von der Kommuniζierung mit den Entlüftungslöchern (46) absperrt,

e) einen Klemmkolben (64), der in dem Gehäuse verschiebbar angeordnet und über einen zentralen Durchgang mit den Entlüftung slöchern (46) kommuniziert, wobei der Kolben die Membran (62) an ihrem Umfang einklemmt und sie über den genannten Durchgang in Stellung hält, um die Gasströmung da-

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~ 5 - " ' I NACHGEREICHT

durch auszuschließen, und

f) Vorspannmittel (66), die den Kolben (64) normal mit der Membran (62) in Eingriff klemmen, wobei der Kolben gegen die Wirkung der Vorspannmittel aufgrund einer Zunahme des Gasdruckes in der Druckkontroilkammer (60) über einen vorbestimmten Pegel hinaus bewegbar ist, um die Membran freizugeben und ihr zu erlauben, in den zentralen Durchgang zusammenzufallen, um dem Gas in der Druckkontrollkammer ein Entweichen durch die Entlüftungsoffnungen (46) zu erlauben.
13. Druckregulator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßmittel eine primäre Regulierstufe zum Empfang von Druckgas von der Druckgasquelle und zum Reduzieren des Gasdruckes auf einen Zwischenpegel sowie eine sekundäre Regulierstufe einschließen, um wahlweise die Kommunizierung zwischen der primären Regulierstufe und der Druckkontrollkammer zur Aufrechterhaltung eines gewünschten Gasdruckes darin vorzusehen.
14. Druckregulator nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnt, daß die sekundäre Regulierstufe einstellbar ist, um den Auslaßdruck in der Druckkontroilkammer wahlweise zu verändern.
15. Druckregülator nach. Aispruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die primäre Regulierstufe folgende Merkmale umfaßt:

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NACHGEREIOHT

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a) Eine primäre Einlaßkammer (82) , die in dem Gehäuse zum Empfang von Druckgas von der Druckgasquelle ausgebildet ist,

b) Einlaßventilmittel zum Steuern des Eintrittes von Druckgas in die primäre Einlaßkammer und

c) Membranmittel, die quer durch die primäre Einlaßkammer (82) verlaufend angeordnet und abhängig vom Gasdruck dieser Kammer zum Steuern des öffnens und Schließens der Einlaßmittel sind, um einen gewünschten Druck in der primären Einlaßkammer aufrechtzuerhalten.
16. Druckregulator nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die primäre Regulierstufe ein Druckbegrenzungsventil umfaßt, das mit dem Membranmittel zusammenarbeitet und vom Druck in der primären Einlaßkammer abhängig ist, um darin einen überhöhten Druckaufbau zu verhindern.
17. Druckregulator nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,

daß die Einlaßventilmittel ein tellerförmiges Ventil umfassen, das durch das Membranmittel betätigbar ist, um die Strömung von Druckgas in die primäre Einlaßkammer zu steuern.
18. Druckregulator nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckbegrenzungsventil folgende Merkmale aufweist:

a) Ein Ventilsitzglied, das an dem Membranmittel montiert und mit einer Ventilöffnung versehen ist,

b) einen Ventilschaft (96), der sich vom Tellerventil er-

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streckt und mit dem Ventilsitzglied in Eingriff ist, um normal die Ventilöffnung zu blockieren, wobei das Ventilsitzglied in Abhängigkeit von überhöhtem Druck in der primären Einlaßkammer auf dem Membranmittel vom Ventilschaft außer Eingriff bewegbar ist, um die genannte Ventilöffnung freizugeben, und

c) Entlüftungsmittel (114), die in dem Gehäuse (4 2) vorgesehen sind, um dem Druckgas das Entweichen aus der primären Einlaßkammer zu erlauben, wenn die genannte Ventilöffnung fre igegeben ist.
19. Druckregulator nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundäre Regulierstufe folgende Merkmale umfaßt:

a) Eine sekundäre Einlaßkammer, die in dem Regulatorgehäuse zum Empfang von Druckgas von der primären Regulierstufe ausgebildet ist,

b) ein rohrförmiges Einlaßteil (130), das verschiebbar in dem Gehäuse angeordnet ist und sich von der zweiten Einlaßkammer durch den zentralen Durchgang in dem Klemmkolben . (64)hindurch zu der Druckkontrollkammer (60) erstreckt,

c) Dichtungsmittel, die in der sekundären Kammer in einer Position vorgesehen sind, um an dem Einlaßteil anzugreifen, um den Gasfluß in die Druckkontroilkammer zu blockieren, und

d) daß das Einlaßteil vom Gasdruck in der Druckkontrollkammer abhängig ist, um sich von dem Dichtungsmittel außer Ein-

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, r—

j NAOHeERITlOH

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griff zu bewegen, wenn der Druck in der Druckkontrollkammer unter einen vorbestimmten Pegel abfällt, um Druckgas in die Kammer zu liefern und um das Einlaßteil wieder in Eingriff mit dem Dichtungsmittel zu bringen, wenn der Gasdruck in der Druckkontrollkammer auf den vorbestimmten Pegel zunimmt, um die Gasströmung in die Druckkontrollkammer zu blockieren.
20. Druckregulator nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein Regulierkolben (150) vorgesehen ist, der an dem Einlaßteil (130) montiert und mit einer zentralen öffnung für den Gasfluß von dem Einlaßteil in die Druckkontroilkammer (60) versehen ist, und daß die Membran (62) sich über die zentrale öffnung in dem Regulierkolben erstreckt und als ein Prüfventil funktioniert, um das Einströmen von Druckgas in die Druckkontrollkammer (60) aus dem Einlaßteil (130) zu erlauben und die Rückströmung zu verhindern.
21. Druckregulator nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Regulierkolben (150) in dem zentralen Durchgang des Klemmkolbens (64) angeordnet ist, daß die beiden Kolben einen Abstand voneinander besitzen, um einen Ringspalt dazwischen vorzusehen, in den die Membran (62) zusammenfallen kann, um überhöhten Druck aus der Druckkontroilkammer (60) abzulassen.

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[NACHQEREICHTI
22. Druckregulator nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucksteuerkolben bzw. Regulierkolben (150) einen oder mehrere Zapfen (158) einschließt, die von diesem senkrecht vorstehen und in die Druckkontrollkammer (60) hineinragen, und daß die Membran (62) eine oder mehrere öffnungen (160) zur Aufnahme der Zapfen aufweist, um die Membran daran zu befestigen, und daß die Membran eine oder mehrere Ventilöffnungen aufweist, um den Gasfluß in die Druckkontrollkammer aus dem Einlaßteil (130) zu steuern.
23. Druckregulator nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (158) des Kolbens (150) als Anschläge dienen, um die dem Einlaßteil zur Verfügung stehende Bewegung in ihrem Ausmaß zu begrenzen.
24. Druckregulator zum Regulieren der Gasströmung zwischen einer Gasdruckquelle und einem Druckbehälter, um eine Uberdruckbeaufschlagung des Behälters zu vermeiden, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Eine zweistufige Druckmindereinrichtung zum sicheren Reduzieren des hohen Gasdruckes von der Gasdruckquelle auf einen gewünschten Arbeitsdruck für den Behälter einschließlich Mittel zum Regulieren des Druckes in dem Behälter, um darin den gewünschten Druck unabhängig von dem dem Regulator zugeführten Druckpegel aufrechtzuerhalten,

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b) Mittel zum Ausschließen unerwünschter Rückströmung des Druckfluids aus dem Behälter durch den Regulator und

c) Auslaßmittel, die es jedem überhöhten Druck in dem Regulator erlauben, schnell in die Atmosphäre zu entweichen, um so einen überhöhten Druckaufbau in dem Behälter auszuschließen.
25. Druckregulator nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum automatischen Beenden der Gasströmung zu dem Behälter vorgesehen sind, wenn eine Fehlfunktion in jeder Stufe der zweistufigen Druckmindereinrichtung vorkommt.
26. Druckregulator nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß die zweistufige Druckmindereinrichtung ein primäres Reguliermittel einschließt, das eine primäre Einlaßkammer aufweist und zum Reduzieren des Einlaßdruckes von der Gasdruckquelle auf einen Zwischenpegel in der primären Einlaßkammer dient, und weiter ein sekundäres Reguliermittel einschließt, die eine sekundäre Einlaßkammer und eine Druckkontrollkammer aufweist und zum Zuführen von Druckgas von der sekundären Einlaßkammer in die Druckkontrollkammer und zum Aufrechterhalten eines gewünschten Ausgangsdruckes in der Druckkontrollkammer dient.
27. Druckregulator nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßmittel wenigstens eine Entlüftungsöffnung

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und eine flexible Membran einschließen, die in sich zusammenfällt, wenn der Druck in der Druckkontroilkammer über einen vorbestimmten Pegel ansteigt, und die das Entweichen von Druckgas durch die Entlüftungsöffnung ermöglicht.
28. Fluidausteilsystem, bestehend aus einem Druckbehälter mit dem auszuteilenden Fluid, einer Gasdruckquelle zur Versorgung des Druckbehälters mit Gas und aus einem Druckregulator zur Anordnung zwischen der Druckgasquelle und dem Druckbehälter, wobei der Regulator die Gasströmung von der Druckgasquelle zu dem Druckbehälter reguliert, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckregulator folgende Merkmale einschließt:

a) Ein Gehäuse, das mit einer Druckkammer und wenigstens einer Auslaßöf-fnung versehen ist, um überschüssigen Druck aus der Druckkammer abzulassen,

b) Einlaßmittel zum Versorgen der Druckkammer mit Druckgas von der Druckgasquelle,

c) Auslaßmittel, die mit der Druckkammer kommunizieren . zwecks Versorgung des Druckbehälters mit Druckgas,

d) eine flexible Membran, die in dem Gehäuse angeordnet ist und normal die Druckkammer von ihrer Kommunizierung mit der Entlüftungsöffnung abdichtet, und

e) Klemmittel, die in dem Gehäuse angeordnet und eingerichtet sind, um die Membran quer über der Druckkammer normal

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einzuklemmen, um die Kommunizierung mit der Entlüftungsöffnung zu blockieren, wobei die Klemmittel in Abhängigkeit von überhöhtem Druck in der Druckkammer betätigbar sind, um die Membran freizugeben und das Zusammenfallen der Membran zu erlauben und um das Entweichen von Gas aus der Druckkammer durch die Entlüftungsöffnung zu gestatten.
29. System nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmittel eingerichtet sind, um am Umfang der flexiblen Membran anzugreifen, um die Membran quer über der Druckkammer einzuklemmen.
30. System nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmittel einen Kolben einschließen, der in dem Gehäuse verschiebbar angeordnet und eingerichtet ist, um an dem Umfang der flexiblen Membran anzugreifen.
31. System nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmittel Vorspannmittel einschließen, um den Kolben normal in Eingriff mit dem Umfang der Membran zu drücken, und daß der Kolben in Abhängigkeit von überhöhtem Druck in der Druckkammer von der Membran wegbewegbar ist , um den Membranumfang freizugeben und das Zusammenfallen der Membran zu erlauben.

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32. System nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben einen zentralen Durchgang einschließt, um eine Kommunizierung zwischen der Druckkammer und der Entlüftungs öffnung vorzusehen.
33. System nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Membran normal quer über dem zentralen Durchgang vorgesehen ist, um die Kommunizierung zwischen der Druckkammer und der Entlüftungsöffnung zu blockieren.
34. System nach Anspruch 33", dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang der flexiblen Membran in den zentralen Durchgang zusammenfällt, wenn er durch den Kolben freigegeben ist.
35. System nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßmittel ein hohles Einlaßteil einschließen, das sich durch den zentralen Durchgang des Kolbens erstreckt und mit der Druckkammer kommuniziert.
36. System nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Membran normal quer über dem Einlaßteil angeordnet ist und als ein Prüfventil funktioniert, um die Einströmung von Druckgas aus dem Einlaßteil in die Druckkammer zu erlauben und um die Rückströmung zu blockieren.

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¹ ~ " NACH6ER~!OHT|
37. System nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßmittel eine primäre Regulierstufe zum Empfang von Druckgas aus der Druckgasquelle und zum Reduzieren des Gasdruckes auf einen Zwischenpegel sowie eine sekundäre Regulierstufe einschließen, die mit der primären Regulierstufe und der Druckkammer kommuniziert, um den gewünschten Druck in der Druckkammer aufrechtzuerhalten.
38. System nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundäre Regulierstufe einstellbar ist, um den Auslaßdruck in der Druckkammer wahlweise zu verändern.

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