DE4214544A1

DE4214544A1 - Verschluß- und Füllventil

Info

Publication number: DE4214544A1
Application number: DE19924214544
Authority: DE
Inventors: Dieter Oelkers
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-04-29
Filing date: 1992-04-29
Publication date: 1993-11-11
Anticipated expiration: 2012-04-30
Also published as: DE4214544C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verschluß- und Füllventil für Behältnisse mit einem unter Druck stehenden Medium, ins besondere für Kältemittelflaschen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zu den sich ständig wiederholenden Arbeitsvorgängen bei der Wartung und/oder der Reparatur an Kälteanlagen gehört die Kontrolle des Kältemittelfüllstandes und das Nachfüllen des Kältemittels bzw. das Wiederbefüllen der Anlage mit einem Kältemittel im Falle einer Reparatur, die mit einem Ab lassen des Kältemittels verbunden war.

Das Kältemittel wird vom Hersteller bzw. von den Abfüllwer ken in Kältemittelflaschen mit einem Verschluß- und Füll ventil, das in die Kältemittelflasche eingeschraubt ist, geliefert. Zum Nach- oder Wiederbefüllen der Kälteanlage wird das mit einem Füllstutzen ausgestattete Verschluß- und Füllventil der Kältemittelflasche an einen entsprechenden Einlaß der Anlage angeschlossen. Nach Öffnen des Verschluß teiles des Ventiles mittels einer Verschlußspindel fließt das unter Vor- bzw. Fülldruck stehende Kältemittel bis zum Druckausgleich in die Kälteanlage, sofern das Ventil nicht wieder geschlossen wird.

Zur täglichen Praxis gehört aber auch, daß bei einer Über befüllung der Anlage oder dem Abfüllen eines in der Anlage befindlichen Restanteiles an Kältemittel vor Ort eine Rückbefüllung der Kältemittelflasche vorgenommen wird, oder aber die Kältemittelflasche von den Mechanikern an den Anlagen als sogenanntes Rückwärtspuffer benutzt werden. Auf diese Weise gelangt jedoch kein reines Kältemittel mehr in das Kältemittelbehältnis, sondern ein Gemisch aus Kältemit tel und Öl, da während des Betriebes der Kälteanlagen das Eindringen von Kompressorenöl in das Kältemittel nicht ausgeschlossen werden kann und sich dieses eingedrungene Öl dann mit dem Kältemittel vermischt. Darüber hinaus ist das Kältemittel-Öl-Gemisch zumeist noch mit Feuchtigkeitsan teilen, Säure und Schmutz aus den Anlagen kontaminiert.

Bevor eine solche Kältemittelflasche vom Kältemittelherstel ler wieder neu befüllt werden kann, muß sie mit einem relativ hohen Aufwand an Arbeitszeit und Kosten zunächst gasfrei gemacht und anschließend gereinigt werden. Das ver ursacht nicht nur unnötige Kosten, sondern ist auch mit zusätzliche Belastungen für die Umwelt verbunden.

Aus der DE-OS 35 17 364 ist eine zweiteilig ausgebildete Verschluß- und Füllvorrichtung für Druckmittelbehälter, bestehend aus einem Kolbenhahn und einer an den Hahn an schraubbaren Betätigungseinrichtung bekannt. Die Betäti gungseinrichtung weist ein verdreh- und verschließbares Organ und Anordnungen zur Ausnutzung des Druckes beim Füllen und Entleeren des Behälters auf, um das Betätigungs organ zur Betätigung des Verschlußkolbens des Hahnes ständig mit diesen in Eingriff zu bringen. Neben einer sicheren Handhabung ist mit dieser Lösung ein absolut dichter und sicherer Sitz des den Druckmittelbehälter verschließenden Gewindestopfens gegeben. Aber auch bei dieser verbesserten Verschluß- und Füllvorrichtung für Druckmittelbehälter kann eine Rückbefüllung aus der Anlage, wie sie vorstehend beschrieben wurde, nicht verhindert werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein ver bessertes Verschluß- und Füllventil der eingangs genannten Art zu schaffen, das ein Rückbefüllen von Kältemittel flaschen mit einem kontaminierten Kältemittel vor Ort aus den Kältemittelanlagen sicher ausschließt und einen ständig in dem Behältnis verbleibenden Restdruck gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das im Verschluß- und Füllventil vorhandene, mit dem Ventilsitz zusammenwirkende Verschlußteil ein zwischen einer Offen- und einer Schließstellung bewegbarer, im Ventilgehäuse druckdicht geführter und durch eine Feder auf einen Rest druck im Behältnis vorgespannter Kolben ist, und das Ventil gehäuse mit Mitteln ausgestattet ist, die unter Ausnutzung des höheren Kältemittelfülldruckes in der Kühlanlage im Falle einer unerwünschten Rückbefüllung des Kältemittelbe hälters mit dem kontaminierten Kältemittel aus der Anlage ein sicheres Schließen des Ventilkolbens bewirken.

Hierzu ist der Entleer- und Füllstutzen des Schließ- und Füllventils, der beispielsweise über eine Leitungsverbin dung an die Kälteanlage angeschlossen ist, über einen Bypasskanal mit einer über den bewegbaren Kolben vorge sehenen Kammer verbunden. In dieser Kammer ist ferner die Schließfeder angeordnet, die den Kolben auf einen wähl- und einstellbaren Restdruck des in dem Behältnis verbleibenden restlichen Kältemittels vorspannt. Durch die Kammer ist weiterhin eine Hubspindel, einer aus einer Spindel und der Hubspindel bestehenden Betätigungseinrichtung hindurch geführt, die mit dem Kolben zusammenwirkt und über ein Verschlußteil in das Ventilgehäuse eingesetzt ist. In dieser Anordnung ist die Hubspindel druckdicht in dem Verschlußteil geführt.

Nach vollständigem Füllen des Druckmittelbehälters mit einem Kältemittel, beim Kältemittelhersteller bzw. im Füllwerk, wird der Kolben zum Schließen des Schließ- und Füllventils durch Eindrehen der Betätigungseinrichtung fest auf den Ventilsitz gedrückt und so das Behältnis sicher ver schlossen.

Zum Befüllen einer Kälteanlage mit dem Kältemittel aus dem Behältnis wird der Entleerungs- und Füllstutzen des Ventils mit der betreffenden Anlage verbunden und die Betätigungs einrichtung bis zum Anschlag im Verschlußstück herausge dreht. Dadurch wird der Kolben freigegeben und das unter Fülldruck stehende Kältemittel fließt bis zum Erreichen des durch die Schließfeder vorgespannten Restdruckes in die Käl teanlage, sofern das Ventil nicht zwischenzeitlich, bei spielsweise auf Grund des Erreichens des Kältemittelfüll standes, durch Eindrehen der Betätigungseinrichtung wieder geschlossen wird.

Will der Mechaniker nun vor Ort eine nicht erwünschte Rückbefüllung mit kontaminiertem Kältemittel aus der Anlage vornehmen, was ohnehin nur bei einem höheren Rückfülldruck gegenüber dem Restdruck im Druckbehältnis möglich ist, fließt das unter höherem Druck stehende Kältemittel über den Bypasskanal in die Kammer über den Kolben und übt zu sätzlich zur Vorspannkraft der auf den Kolben einwirkenden Schließfeder einen höheren Schließdruck auf den Kolben aus, wodurch das Ventil sicher verschlossen und eine Rückbefül lung in jedem Falle verhindert wird.

Das Befüllen des Druckmittelbehälters in den Abfüllanlagen erfolgt mit Hilfe eines speziellen Fülladapters, der druck dicht in den Füll- und Entleerungsstutzen eingesetzt und mittels Überwurfmutter fixiert wird.

Der Fülladapter ist auf seinem Außenmantel mit Entlüftungs nuten versehen, die mit dem Bypasskanal im Ventilgehäuse kommunizieren. Auf diese Weise kann die in der Kammer über den druckdicht im Ventilgehäuse geführten Kolben befind liche Luft entweichen. Der Kolben wird durch den höheren Abfülldruck in seine Offenstellung bewegt und der Behälter kann ohne Schwierigkeit mit dem gewünschten Medium, bei spielsweise einem Kältemittel gefüllt werden.

Vorteilhafterweise ist das Verschluß- und Füllventil mit einem weiteren Adapter für den Anschluß eines Schrader ventils versehen, um eine leichte Evakuierung des Behält nisses bei Bedarf vornehmen zu können.

Das erfindungsgemäße Verschluß- und Füllventil schließt auf relativ einfache und unkomplizierte Weise eine Rückbe füllung des Behältnisses mit kontaminierten Medien aus und gewährleistet unter Verwendung des Fülladapters eine pro blemlose Wiederbefüllung. Dabei wir durch das druckdichte Schließen des Ventils sichergestellt, daß ständig ein Rest druck im Behältnis verbleibt, so daß keinerlei Feuchtigkeit oder Schmutzpartikel in das Behältnis eindringen und zu einer Verschmutzung des Innenraums oder Rosten des Behält nisses führen können.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 das Verschluß- und Füllventil nach der Erfindung im Schnitt;

Fig. 2 den Entleerungs- und Füllstutzen des Ventils mit eingesetzten Fülladapter.

Das Verschluß- und Füllventil besteht aus einem Gehäuse 1 mit einem Ventilsitz 17, der durch einen zwischen einer Offen- und Schließstellung bewegbaren und mittels einer Dichtung 19 im Ventilgehäuse 1 druckdicht geführten Kol ben 2 verschließbar ist. Das Verschluß- und Füllventil besitzt ferner einen Entleerungs- und Füllstutzen 12 und einen Adapter 6 für den Anschluß eines Schraderventils zur Evakuation des Druckbehältnisses, beispielsweise einer Käl temittelflasche, in den das Ventil mittels eines Gewin des 15 eingeschraubt ist.

Über dem Kolben 2 befindet sich eine Kammer 11, die durch einen Bypasskanal 5 mit dem Entleerungs- und Füllstutzen 12 verbunden ist. Die Kammer 11 nimmt gleichzeitig eine auf den Kolben 2 wirkende Schließfeder 10 auf, mit der der im Druckbehälter (nicht dargestellt) verbleibende Restdruck ausgewählt und eingestellt werden kann. Durch die Feder 10 ist gleichzeitig gesichert, daß nach Erreichen des verblei benden Restdruckes das Ventil stets geschlossen ist. Das andere Ende der Schließfeder 10 liegt an der Stirnfläche eines Verschlußteiles 13 an, das von oben in das Ventilge häuse 1 eingeschraubt ist und mit dem die aus Hubspindel 3 und Spindel 4 bestehende Betätigungseinrichtung für den Verschlußkolben 2 in das Verschluß- und Füllventil einge setzt wird. Die unmittelbar am Kolben 2 anliegende Hub spindel 3 ist mittels Dichtungen 20; 21 druckdicht im Ver schlußteil 13 geführt.

Um den mit dem erfindungsgemäßen Verschluß- und Füllventil ausgestatteten Druckbehälter mit einem Druckmedium, bei spielsweise mit einem Kältemittel, zu befüllen, ist - wie in Fig. 2 dargestellt - ein Fülladapter 7 vorgesehen, der mittels Dichtungen 3 und 14 druckdicht in den Entleerungs- und Füllstutzen 12 eingesetzt und mit Hilfe einer Überwurf mutter 8 am Verschluß- und Füllventil befestigt wird.

Vor Beginn der Befüllung wird die Betätigungseinrich tung 3; 4 für den Kolben 2 bis zum Anschlag 18 im Ver schlußteil 13 herausgedreht. Mit Druckbeaufschlagung durch den Fülldruck der Abfüllanlage wird der durch die Schließ feder 10 auf den Ventilsitz 17 gehaltene Kolben 2 in seine Offenstellung bewegt, wobei die in der Kammer 11 befind liche Luft über den Bypasskanal 5 und den im Außenmantel des Fülladapters 7 vorhandenen Entlüftungsnuten 16 entweichen kann. Das Druckmedium kann nun ungehindert bis zur Errei chung des gewünschten Füllvolumens abgefüllt werden.

Nach Abschluß des Abfüllvorganges wird die Betätigungs einrichtung 3; 4 wieder eingedreht und der Kolben 2 über die Hubspindel 3 druckdicht auf den Ventilsitz 17 gepreßt. Der gefüllte Druckbehälter ist somit sicher verschlossen.

Zur Entnahme des Druckmediums aus dem Behälter, um bei spielsweise eine Kühlanlage mit einem Kältemittel zu ver sorgen, wird eine Leitungsverbindung zwischen der Kühl anlage und dem Entleerungs- und Füllstutzen 12 hergestellt. Anschließend wird die Betätigungseinrichtung 3; 4 - wie beschrieben - herausgedreht.

Der im Druckbehälter vorhandene, über dem durch die Schließ feder 10 bestimmten Restdruck liegende höhere Fülldruck, hebt den Kolben 2 an, und das Druckmedium kann bis zur Erreichung des vorbestimmten Restdrucks in die Kühlanlage abfließen. Bei Erreichen des durch die Feder 10 eingestell ten Schließdrucks wird der Kolben 2 auf den Ventilsitz 17 zurückgeführt und das Ventil selbsttätig geschlossen.

Wird nun das Verschluß- und Füllventil von außen mit einem höheren Rückfülldruck beaufschlagt, gelangt dieser über den Bypasskanal 5 in die Kammer 11 und übt einen zusätzlichen Schließdruck zur Schließfeder 10 auf den Kolben 2 aus. Eine Rückbefüllung des Druckbehälters ist somit nicht möglich.

Bezugszeichenaufstellung

1 Gehäuse
2 Kolben/Verschlußstück
3 Hubspindel
4 Spindel
5 Bypasskanal
6 Adapter
7 Fülladapter
8 Überwurfmutter
9 Dichtung
10 Schließfeder
11 Kammer
12 Entleerungs- und Füllstutzen
13 Verschlußteil
14 Dichtung
15 Gewinde
16 Entlüftungsnuten
17 Ventilsitz
18 Anschlag
19 Dichtung
20 Dichtung
21 Dichtung

Claims

1. Verschluß- und Füllventil für Behältnisse mit einem unter Druck stehenden Medium, insbesondere für Kältemittel flaschen, bestehend aus einem in das Behältnis einschraub baren Gehäuse, das mit einem Füll- und Entleerungsstutzen, einem zwischen einer Offen- und einer Schließstellung bewegbaren Verschlußkörper, der mit einem Ventilsitz im Gehäuse zusammenwirkt, und mit einer Betätigungseinrichtung für den Verschlußkörper ausgestattet ist, dadurch gekenn zeichnet, daß der Verschlußkörper ein zwischen den Endstel lungen bewegbarer Kolben (2) ist, und daß das Gehäuse (1) mit Mitteln, die unter Ausnutzung des Rückfülldruckes ein sicheres Schließen des Ventils durch den Kolben (2) gewähr leisten, ausgestattet ist.

2. Verschluß- und Füllventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über dem Kolben (2) eine Kammer (11) ausgebildet ist, die durch einen Bypasskanal (5) mit dem Füll- und Entleerungsstutzen (12) verbunden und in die eine den Kolben (2) vorspannende Feder (10) eingesetzt und eine mit dem Kolben (2) zusammenwirkende Hubspindel (3), einer aus einer Spindel (4) und der Hubspindel (3) bestehende Be tätigungseinrichtung hindurch geführt ist, wobei die Betätigungseinrichtung über ein Verschlußteil (13) in das Gehäuse (1) eingesetzt und die Hubspindel (3) druckdicht im Verschlußteil (13) geführt ist.

3. Verschluß- und Füllventil nach Anspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß für die Befüllung der Druckbehält nisse ein Fülladapter (7) vorgesehen ist.

4. Verschluß- und Füllventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fülladapter (7) druckdicht in den Füll- und Entleerungsstutzen (12) einsetzbar ist und Mittel zur Ableitung der in der Kammer (11) vorhandenen Luft aufweist.

5. Verschluß- und Füllventil nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der druckdicht eingesetzte Fülladap ter (7) mittels einer Überwurfmutter (8) befestigt ist und Entlüftungsnuten (16) besitzt, die mit dem Bypasskanal (5) kommunizieren.

6. Verschluß- und Füllventil nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Adapter (6) zur Aufnahme eines Schraderventils vorgesehen ist.