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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Pistole zum Einspritzen von
Fluid in einen Behälter
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Sie
betrifft insbesondere Pistolen zum Einspritzen von CO2 unter
Druck in einen Behälter,
um durch Volumenänderung
Kohlensäureschnee
auszubilden.
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Bei
dieser Anwendung wird das CO2 in flüssiger Form
aus einem Behälter
entnommen, in dem es sich unter einem hohen Druck befindet, beispielsweise
unter einem Druck in der Größenordnung
von 15 bar.
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Das
Dokument FR-2 726 353 veranschaulicht ein Anwendungsbeispiel von
solchen Pistolen zum Einspritzen von CO2 in
einen Behälter
für die
Lagerung von Lebensmittelprodukten.
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Im
allgemeinen, um jedes Unfallrisiko für das Personal zu vermeiden,
das sich in der Nähe
der Pistole befindet, werden die Pistole und der Behälter jeweils
mit zusätzlichen
mechanischen Befestigungsmitteln ausgestattet, die ihre einstückige Befestigung im
Lauf der Einspritzphase sicherstellen.
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In
dem Fall, in dem die Pistole und der Behälter sich während der Einspritzphase voneinander
lösen,
wird, um jedes Peitschen der Pistole, das durch den Druck des CO2 in dieser verursacht wird, zu vermeiden
und damit die Sicherheit zu erhöhen,
die Stromzufuhr zu der Pistole automatisch abgeschaltet.
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Zu
diesem Zweck wird eine Sicherheitsvorrichtung des Typs verwendet,
der Mittel zum Erfassen der mechanischen Verbindung von Pistole
und Behälter
umfaßt,
die in einer Steuerschaltung zum Öffnen eines Elektroventils
angeordnet sind, das in die Pistole eingebaut ist, um das Einspritzen
von Fluid im Falle eines Anschlußfehlers der Pistole an den Behälter zu
unterbrechen.
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In
herkömmlicher
Weise sind die Mittel zum Erfassen in der Form eines Unterbrechers
angeordnet, der zwischen der Pistole und dem Behälter positioniert ist. Im Falle
einer Entkupplung wird das Elektroventil deaktiviert und die Stromzufuhr
wird abgeschaltet.
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Diese
Art von Technik ist unvorteilhaft insofern, als sie eine zu lange
Reaktionszeit aufweist und außerdem
eine Modifizierung der Betriebsbedingungen verlangt.
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Eine
andere Lösung
besteht darin, das freie Ende der Pistole mit einem Rückschlagventil
auszustatten, das die Verteilung des Fluids automatisch ab der Entkupplung
der Pistole und des Behälters
abstellt.
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Diese
Lösung
weist ebenfalls eine gewisse Anzahl von Nachteilen auf, insbesondere
aufgrund der Tatsache, daß sie
relativ kostspielig ist insofern, als dafür eine spezifische Pistole
zum Einspritzen vorgesehen werden muß.
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Ein
bedeutender Nachteil der herkömmlichen
Lösungen
besteht darin, daß für sie mechanische
Teile erforderlich sind, die mit einer bedeutenden Häufigkeit
beansprucht werden, (mehrere hundert mal pro Tag, gleichgültig, ob
die Pistole normal funktioniert oder nicht). Dies führt zu einer
bedeutenden Abnutzung und einem Risiko des Nicht-Funktionierens
der Sicherheitsvorrichtung, wenn sie beansprucht wird.
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Das
Ziel der Erfindung ist es, den Nachteilen der Sicherheitsvorrichtungen
des bisherigen Stands der Technik abzuhelfen.
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Sie
hat daher eine Pistole zum Einspritzen von Fluid in einen Behälter gemäß dem folgenden Anspruch
1 zur Aufgabe.
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Diese
Pistole nach der Erfindung kann auch eines oder mehrere der folgenden
Merkmale aufweisen, einzeln oder in allen technisch möglichen
Kombinationen;
- – der Bewegungsaufnehmer ist
ein Beschleunigungsaufnehmer;
- – der
Bewegungsaufnehmer umfaßt
eine Kugel aus elektrisch leitendem Material, die in einem elektrisch
leitenden Zylinder angeordnet ist, der an einem seiner Enden mit
einer elektrisch leitenden Spitze versehen ist, die vom Rest des
Zylinders isoliert ist;
- – die
Neigung der Achse des Zylinders ist einstellbar;
- – der
Bewegungsaufnehmer bildet einen Unterbrecher zur Steuerung der Versorgung
des Relais und umfaßt
außerdem
einen zweiten Schalter parallel zum Bewegungsaufnehmer, der beim Schließen durch
das Relais angesteuert wird, um die Versorgung des letzteren aufrechtzuerhalten;
- – die
Steuerschaltung, die an das Elektroventil eine Wechselspannung zur
Speisung des letzteren liefert, umfaßt eine Gleichrichterschaltung, eine
Filterschaltung, die an die Gleichrichterschaltung angeschlossen
ist, und einen Spannungsteiler, an den der Bewegungsaufnehmer angeschlossen
ist;
- – der
Spannungsteiler umfaßt
einen Widerstand und eine Zenerdiode in Reihe;
- – der
Kontakt zwischen der Kugel und der Spitze ruft den Anschluß des Relais
an den Spannungsteiler hervor.
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Weitere
Merkmale oder Vorteile gehen aus der folgenden Beschreibung hervor,
die nur als Beispiel dient und unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen
im Anhang angefertigt wurde:
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1 ist
eine allgemeine Ansicht einer Installation zum Einspritzen von Fluid
in einen Behälter;
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2 ist
eine Detailansicht der Installation von 1, welche
die Konstruktion einer Pistole zum Einspritzen zeigt, die mit einer
Sicherheitsvorrichtung gemäß der Erfindung
ausgestattet ist;
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3 zeigt
die elektronische Schaltung der Sicherheitsvorrichtung gemäß der Erfindung;
und
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4 ist
eine Detailansicht des Bewegungsaufnehmers der Sicherheitsvorrichtung
der 3.
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In
einem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die Installation zum Einspritzen von Fluid dazu bestimmt, CO2 in einen Behälter 10 zum Transport
von Lebensmitteln einzuspritzen, um dort durch Volumenänderung
Kohlensäureschnee
auszubilden, um einen Transport von Lebensmitteln unter kontrollierter
Temperatur zu gestatten.
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Die
Installation umfaßt
einen CO2-Behälter 12, in dem das
CO2 unter einem hohen Druck in flüssigem Zustand
gehalten wird, beispielsweise unter einem Druck in der Größenordnung
von 15 bar. Dieser Behälter 12 steht über eine
wärmeisolierte Schlauchleitung 14,
die mit Ventilen ausgestattet ist, wie beispielsweise 16,
mit einer Pistole zum Einspritzen 18 in Verbindung, die
von einem Arm 20 getragen wird.
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Ebenfalls
unter Bezugnahme auf 2 begrenzt der Behälter 10 innen
einen Kohlensäureschnee-Behälter 22,
der mit einem Ansatzstück 24 ausgestattet
ist, das mit mechanischen Befestigungsmitteln der Pistole auf dem
Behälter 10 versehen
ist, wobei eine einstückige
Verbindung des Behälters 22 und
der Pistole 18 während
des Einspritzens von CO2 sichergestellt
wird.
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Die
Pistole 18 selbst ist mit einem Griff 26 zum Steuern
der Einspritzung ausgestattet, der das Steuern eines Elektroventils 28 sicherstellt,
um das Einspritzen des CO2 in den Behälter 22 zu
veranlassen.
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Im übrigen wird
das Elektroventil 28 durch einen Steuerschrank 30 gesteuert,
der von der Pistole 18 beabstandet positioniert ist und
insbesondere die Versorgung des Elektroventils mit elektrischer
Wechselstrom-Energie sicherstellt.
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Um
die Einspritzung von CO2 in den Behälter 22 im
Fall eines Anschlußfehlers
der Pistole 18 an den Behälter 10 abzuschalten,
ist die Installation mit einer Sicherheitsvorrichtung 32 ausgestattet,
die in die Pistole zum Einspritzen 18 eingebaut und so
ausgelegt ist, daß die
Versorgung des Elektroventils 28 im Fall der Erfassung
eines Anschlußfehlers
des Behälters 10 und
der Pistole 18 abgeschaltet wird.
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Ebenfalls
unter Bezugnahme auf die 3 und 4 umfaßt die Sicherheitsvorrichtung
einen Bewegungsaufnehmer 34 der Pistole, der einen Unterbrecher
ausbildet, der in den Versorgungsschaltkreis des Elektroventils
eingesetzt ist.
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Insbesondere,
unter Bezugnahme auf 4, ist der Bewegungsaufnehmer 34 in
der Form eines zylindrischen "Gehäuses 36 aus
einem elektrisch leitenden Material angeordnet, in dem eine ebenfalls elektrisch
leitende Kugel 38 positioniert ist.
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Eines
der Enden des Gehäuses 36 ist
mit einer Spitze 40 ausgestattet, die elektrisch leitend
und vom Rest des Gehäuses 36 isoliert
ist.
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Das
Gehäuse 36 und
die Spitze 40 sind jeweils an Anschlußklemmen der Bewegungsaufnehmer-Vorrichtung 34 an
den Versorgungsschaltkreis des Elektroventils 28 der Pistole
angeschlossen.
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Im übrigen ist
das Gehäuse 36 in
der Pistole 18 in einer leicht geneigten Position befestigt,
so daß die
von der Spitze 40 beabstandete Kugel 38 angezogen
wird.
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Folglich
wird in dieser Position der Unterbrecher, der aus der Wand des Gehäuses 36 ausgebildet
wird, durch die Kugel 38 und die Spitze 40 in
den geöffneten
Zustand versetzt.
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Insbesondere
unter Bezugnahme auf die 3 ist zu sehen, daß die Steuervorrichtung 32 hauptsächlich einen
Gleichrichter 42 herkömmlicher Art
umfaßt,
an dessen Ausgang eine Filterstufe 44 positioniert ist,
die durch die parallele Verbindung von zwei Kondensatoren C1 und
C2 ausgebildet wird.
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Ein
Spannungsteiler 46, der durch die Verbindung eines Widerstands
R und einer Zenerdiode D in Reihe ausgebildet wird, ist parallel
zur Filterstufe 44 positioniert.
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Der
Bewegungsaufnehmer 34 ist einesteils an den mittleren Punkt
des Spannungsteilers 46 und anderenteils in Reihe an ein
Relais 48 angeschlossen, das selbst an einen Knoten der
mit dem Gleichrichter 42, der Filter stufe 44 und
dem Spannungsteiler 46 gemeinsamen Schaltung angeschlossen
ist.
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Das
Relais 48 steuert einerseits beim Öffnen einen ersten Schalter 50,
der in Reihe in den Versorgungsschaltkreis des Elektroventils 28 eingesetzt
ist, und andererseits beim Schließen einen zweiten Schalter 52,
der parallel an den Bewegungsaufnehmer 34 angeschlossen
ist.
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Im
Fall eines mechanischen Anschlußfehlers der
Pistole 18 an den Behälter 10 während der
Einspritzung des CO2 verursacht die Bewegung
der Pistole 18, die von dem Bewegungsaufnehmer 34 erfaßt wird,
wenn die Kugel mit der Spitze 40 in Kontakt tritt, damit
die Versorgung des Relais 48, die anschließende Öffnung des
ersten Schaltern 50 und damit das Abschalten der Versorgung
des Elektroventils.
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Die
Bewegung der Pistole wird folglich gestoppt.
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Im übrigen verursacht
die Versorgung des Relais 48 das Schließen des zweiten Schalters 52 und
das Aufrechterhalten der Versorgung dieses Relais 48, unabhängig vom
Zustand des Aufnehmers 34.
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Diese
Selbstversorgung des Relais 48 verursacht das Aufrechterhalten
des geöffneten
Zustands des ersten Schalters 50 und damit das Aufrechterhalten
der Versorgungsabschaltung des Elektroventils 28. Folglich
wird das Einspritzen von CO2 während der
gesamten Einspritzphase verhindert, die von dem Steuerschrank 30 programmiert
wurde.
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Man
bemerkt, daß die
Sicherheitsvorrichtung 32, die beschrieben wurde, sich
in der Form eines Gehäuses
darstellt, das auf ein Elektroventil 28 in der Versorgungsschaltung
des letzteren aufgeschaltet ist, und die Pistole zum Einspritzen 18 daher
nicht modifiziert werden muß.
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Mit
ihr können
daher alle Arten von Pistolen zum Einspritzen ausgestattet werden,
ohne die Notwendigkeit einer erwähnenswerten
Modifizierung ihrer inneren Struktur.
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Im übrigen ist
die Einstellung der Empfindlichkeit der Vorrichtung sehr einfach:
sie erfolgt über die
Einstellung der horizontalen Neigung des Gehäuses 36 während der
ersten Montage oder während Veränderungen
der Betriebsbedingungen.
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Daher
kann das Gehäuse
an verschiedene Fluide, an verschiedene Anschlußpositionen, an unterschiedliche
Einspritzdrücke,
an Pistolen mit schwacher oder bedeutender Masse angepaßt werden.
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Man
bemerkt, daß die
Bewegungserfassung auf der Beschleunigungskraft der Pistole bei
einem eventuellen Losreißen
basiert, wobei alle oben genannten Faktoren berücksichtigt werden, und die
des weiteren direkt mit Schäden
in Zusammenhang steht, die während
eines Aufpralls der Pistole auf eine menschliche Bedienperson oder
auf ein Hindernis verursacht werden.