DE602004002560T2

DE602004002560T2 - Nicht wiederauffüllbare ventilvorrichtung

Info

Publication number: DE602004002560T2
Application number: DE602004002560T
Authority: DE
Inventors: E. George Cambridge BAKER
Original assignee: Air Liquide SA; LAir Liquide SA a Directoire et Conseil de Surveillance pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Current assignee: Air Liquide SA; LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Priority date: 2003-01-28
Filing date: 2004-01-16
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2024-01-17
Also published as: WO2004068027A1; ATE340962T1; EP1588091A1; DE602004002560D1; US6932238B2; US20040144803A1; EP1588091B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft Ventilvorrichtungen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Ventilvorrichtungen, die ein Wiederauffüllen von Fluiden in Behältern verhindern.
Besprechung der verwandten Technik
Viele Zylinder oder Behälter, in denen abgebbare Fluide gelagert werden, sind zur Verwendung mit einmaliger Füllung ausgeführt. Insbesondere kann es durch staatliche Verordnungen erforderlich sein, dass solche Behälter ein ein Wiederauffüllen verhinderndes Ventil enthalten, um die Verwendung mit einmaliger Füllung zu gewährleisten.
Derzeit sind verschiedene Ventilvorrichtungen bekannt, die ein Wiederauffüllen eines Behälters mit einem Fluid verhindern. Viele dieser ein Wiederauffüllen verhindernden Ventilvorrichtungen sind anfangs dazu betätigbar, ein Füllen des Behälters zu gestatten, und dann wird ein Rückschlagventilmechanismus in der Ventilvorrichtung aktiviert, der eine Abgabe von Fluid im Behälter gestattet, aber ein Wiederauffüllen des Behälters verhindert. Beispielhafte Ventilvorrichtungen mit ein Wiederauffüllen verhindernden Rückschlagventilmechanismen werden in den US-PS 5,018,552, 5,295,502, 5,383,487, 5,467,798 und 5,657,790 beschrieben, auf deren Offenbarungen hiermit in ihrer Gesamtheit Bezug genommen wird.
Herkömmliche ein Wiederauffüllen verhindernde Ventile sind in der Regel komplexe mechanische Vorrichtungen, die mehrere Komponenten erfordern, um den Einsatz eines Rückschlagventilmechanismus nach dem anfänglichen Füllen des Behälters an dem die Ventilvorrichtung befestigt ist, zu bewirken.
Es ist eine ein Wiederauffüllen verhindernde Ventilvorrichtung wünschenswert, deren Ausführung einfach ist und die wenige Betriebskomponenten erfordert, um einen Einsatz eines Rückschlagventilmechanismus der Ventilvorrichtung zu bewirken.
AUFGABEN UND KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Demgemäß besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer Ventilvorrichtung, die ein einmaliges Füllen eines Behälters gestattet und ein anschließendes Wiederauffüllen des Behälters verhindert.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer nicht wiederauffüllbaren Ventilvorrichtung, die einfach ist und nur eine minimale Anzahl von Betriebskomponenten erfordert, um einen Einsatz eines Rückschlagventilmechanismus in der Vorrichtung und somit eine Nichtwiederauffüllventilfunktion zu bewirken.
Die oben genannten Aufgaben werden einzeln und/oder in Kombination erreicht, und die vorliegende Erfindung soll nicht so ausgelegt werden, dass sie die Kombination von zwei oder mehr der Aufgaben erfordert, es sei denn dies wird durch die hier angehängten Ansprüche ausdrücklich erfordert.
Die Schrift US 5,018,552 A offenbart eine nicht wiederauffüllbare Ventilvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, die ein Gehäuse mit einem sich axial erstreckenden inneren Hohlraum umfasst, wobei der innere Hohlraum eine sich zu einem Ende des Gehäuses erstreckende Kammer enthält. Das Gehäuse kann an einem Behälter befestigt werden, um eine Fluidverbindung zwischen dem Behälter und der Gehäusekammer zu erleichtern. Ein Stopfenglied ist in der Gehäusekammer befestigt, um einen Fluidströmungskanal zwischen dem Behälter und der Gehäusekammer bereitzustellen, wenn das Gehäuse an dem Behälter befestigt ist, und des Weiteren ist ein elastisches Dichtungsglied in der Kammer angeordnet. Das Dichtungsglied kann aus einer ersten Position in eine zweite Position in der Kammer verschoben werden, wobei das Dichtungsglied in der ersten Position einem in die Ventilvorrichtung strömenden Fluid gestattet, durch den Fluidströmungskanal und in den Behälter zu strömen, und das Dichtungsglied in der zweiten Position eine Fluidströmung durch den Fluidströmungskanal und in den Behälter im Wesentlichen verhindert, wobei das Dichtungsglied in der zweiten Position aus dem Behälter strömendem Fluid gestattet, durch den Fluidströmungskanal und in die Gehäusekammer zu strömen. Gemäß der Erfindung sind die Elastizität und die Federwirkung des Dichtungsglieds so ausgewählt, dass bei Ausübung eines bestimmten Fluiddrucks von dem Kanal auf das Dichtungsglied in der zweiten Position sich das Dichtungsglied ausdehnt, um eine Fluidströmung durch den Fluidkanal aus dem Behälter zur Gehäusekammer zu gestatten. Vorzugsweise ist ein Ventilschaft in dem inneren Hohlraum des Gehäuses befestigt und axial verschiebbar, um eine Bewegung des Dichtungsglieds aus der ersten Position in die zweite Position zu bewirken.
Weiterhin stellt die Erfindung ein Verfahren zum Füllen und Abgeben von Fluid aus einem Behälter nach Anspruch 8 bereit.
Somit wird ein Rückschlagventilmechanismus effektiv erreicht, indem das Dichtungsglied nach dem Füllen des Behälters mit dem Stopfenglied verbunden wird, um eine Fluidströmung aus dem Behälter durch das Ventil zu gestatten, während eine Fluidströmung aus der Gehäusekammer in den Behälter und somit ein Wiederauffüllen des Ventils verhindert wird. Das Dichtungsglied dehnt sich vorzugsweise radial aus, um eine Fluidströmung aus dem Behälter zur Gehäusekammer und durch das Ventil zu gestatten, wenn sich die Dichtungsvorrichtung in der zweiten Position befindet.
Die obigen und noch weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei Betrachtung der folgenden ausführlichen Beschreibung der besonderen Ausführungsformen davon, insbesondere in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, offensichtlich, gleiche Bezugszahlen in den verschiedenen Figuren zur Bezeichnung gleicher Komponenten verwendet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Querschnittsansicht einer nicht wiederauffüllbaren Ventilvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
1a ist eine Querschnittsansicht der Ventilvorrichtung von 1, die einen Drehgriff enthält, um eine Axialbewegung eines Ventilschafts der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zu bewirken.
2 ist eine Querschnittsansicht der Ventilvorrichtung von 1, bei der der Ventilschaft axial in eine Position verschoben ist, die ein Füllen eines Fluids in einen mit der Ventilvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verbundenen Behälter gestattet.
3 ist eine Querschnittsansicht der Ventilvorrichtung von 1, bei der der Ventilschaft axial in eine Position verschoben ist, die einen Rückschlagventilmechanismus der Ventilvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung aktiviert.
4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Teils der Ventilvorrichtung von 1, bei der das Rückschlagventil aktiviert und der Ventilschaft in eine Position verschoben ist, die eine Fluidströmung in einer Richtung aus dem Behälter durch die Ventilvorrichtung gestattet.
5 ist eine Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform einer nicht wiederauffüllbaren Ventilvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine Querschnittsansicht der Ventilvorrichtung von 5, bei der ein Ventilschaft der Vorrichtung axial in eine Position verschoben ist, die ein Füllen eines Fluids in einen mit der Ventilvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verbundenen Behälter gestattet.
7 ist eine Querschnittsansicht der Ventilvorrichtung von 5, bei der der Ventilschaft axial in eine Position verschoben ist, die einen Rückschlagventilmechanismus der Ventilvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung aktiviert.
8 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Teils der Ventilvorrichtung von 5, bei der der Rückschlagventilmechanismus aktiviert und der Ventilschaft in eine Position verschoben ist, die eine Fluidströmung in einer Richtung aus dem Behälter durch die Ventilvorrichtung gestattet.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es wird eine nicht wiederauffüllbare Ventilvorrichtung bereitgestellt, die ein einziges elastisches Dichtungsglied enthält, das als Rückschlagventilmechanismus für die Ventilvorrichtung dient. Wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff Rückschlagventilmechanismus auf einen Ventilmechanismus der Ventilvorrichtung, der eine Fluidströmung durch die Ventilvorrichtung nur in einer einzigen Richtung gestattet. Insbesondere gestattet die Ventilvorrichtung, wenn der Rückschlagventilmechanismus für die Ventilvorrichtung der vorliegenden Erfindung aktiviert ist, eine Fluidströmung aus einem Behälter, mit dem die Ventilvorrichtung verbunden ist, und durch die Ventilvorrichtung zu einem gewünschten Ziel, verhindert aber eine Fluidströmung aus der Ventilvorrichtung in den Behälter. Die Aktivierung des Rückschlagventilmechanismus wird durch Bewegen des Dichtungsglieds aus einer ersten Position in eine zweite Position im Ventil erreicht, um einen abdichtenden Verschluss um eine Ventilöffnung und/oder einen Ventildurchgang herum, der mit der Behälteröffnung in Verbindung steht, zu bewirken. Das Dichtungsglied wird vorzugsweise radial ausgedehnt oder komprimiert, um zumindest ein teilweises Öffnen der Ventilöffnung und/oder des Ventildurchgangs zu bewirken und zu gestatten, dass Fluid während des Ventilbetriebs aus dem Behälter ausströmt, wie unten beschrieben.
Auf 1 Bezug nehmend, enthält eine Ventilvorrichtung 1 ein Gehäuse 2 mit einer allgemein T-förmigen Längsquerschnittsgeometrie, die durch einen oberen Gehäuseteil und einen unteren Gehäuseteil definiert wird. Ein mittlerer Hohlraum 6 erstreckt sich axial in dem Gehäuse zwischen seinen Längsenden und nimmt Ventilkomponenten auf und hält diese fest, wie unten beschrieben. Das Ventilgehäuse und andere Ventilkomponenten können aus irgendwelchen beliebigen herkömmlichen oder anderen Materialien (zum Beispiel Metall, Kunststoffen und/oder Polymeren) hergestellt werden, die Ventilanforderungen für eine bestimmte Anwendung erfüllen. Darüber hinaus können beliebige Fluidarten (zum Beispiel Gase und/oder Flüssigkeiten) mit der Ventilvorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Der untere Gehäuseteil enthält ein Außengewinde, um einen fluiddichten Gewinde-Dichtungseingriff in einer Gewindeöffnung des Behälters 3 zu erleichtern. Es sei angemerkt, dass als Alternative dazu ein beliebiger anderer geeigneter fluiddichter Dichtungseingriff (zum Beispiel Schweißen, Bonden usw.) vorgesehen werden kann, um die Ventilvorrichtung an der Öffnung des Behälters zu befestigen. Flache Senken 4 erstrecken sich in Längsrichtung in eine Oberseite des Gehäuses 2 zwischen dem mittleren Hohlraum und dem Außenumfang des Gehäuses. Mindestens eine Senke 4 enthält einen Kanal 5, der sich weiter von der Senke zu einer Bodenfläche des Ventilgehäuses erstreckt, wodurch zwischen den Längsenden des Gehäuses ein Durchgang definiert wird. Jeder am Ventilgehäuse vorgesehene Kanal 5 ist mit einer niedrigschmelzenden Legierung oder einem anderen geeigneten Material gefüllt, um einen Sicherheitsentlastungsstopfen für die Ventilvorrichtung im Falle eines (zum Beispiel durch Erwärmen verursachten) Überdrucks im Behälter, an dem die Ventilvorrichtung befestigt ist, herzustellen.
Der mittlere Hohlraum 6 des Ventilgehäuses enthält einen oberen Hohlraumabschnitt 8, der sich von der Oberseite des Ventilgehäuses zu einem mittleren Hohlraumabschnitt erstreckt. Die Abmessung des Zwischenhohlraumabschnitts wird durch drei sich radial erstreckende innere Schultern 9, 10, 11 reduziert. Die Radialabmessung der inneren Schultern vergrößert sich stufenweise zu dem unteren Teil des Ventilgehäuses, wobei die Schulter 11 an ihrem unteren Ende die kleinste Radialabmessung oder den kleinsten Spalt des Zwischenhohlraumabschnitts definiert. Der untere Hohlraumabschnitt bildet eine Kammer 12, die sich zwischen der inneren Schulter 11 des Zwischenhohlraumabschnitts und einer Öffnung an der Unterseite des Ventilgehäuses erstreckt.
Im mittleren Hohlraum 6 ist ein Ventilschaft 14 angeordnet, der einen allgemein zylindrischen oberen Teil, der sich durch den Zwischenhohlraumabschnitt und in den oberen Hohlraumabschnitt 8 erstreckt, und einen sich in die Kammer 12 erstreckenden unteren Teil enthält. Der radiale Spalt oder der radiale Hohlraum an der Schulter 11 ist etwas größer als der Durchmesser des oberen Teils des Ventilschafts, um eine begrenzte Axialbewegung des Ventilschafts im Hohlraum 6 zu gestatten, wie unten beschrieben. Der untere Teil des Ventilschafts enthält einen sich radial erstreckenden Flansch 15, dessen Radialabmessung größer ist als der Hohlraum an der inneren Schulter 11, jedoch etwas kleiner ist als die in Querrichtung verlaufende Querschnittsabmessung der Kammer 12, um im Betrieb der Ventilvorrichtung die Fluidströmung in der Kammer und um den Flansch herum zu gestatten.
Ein mittlerer Durchgang 16 erstreckt sich axial im oberen Teil des Ventilschafts von einer Öffnung an der Oberseite des Ventilschafts 14 zu einem Endpunkt im Ventilschaft in der Nähe der Position des Flansches 15. Eine Öffnung 17 verläuft in Querrichtung von dem Durchgang 16 in der Nähe seines Endpunkts durch einen Außenumfangswandabschnitt des Ventilschafts, um ein Leiten des Fluids zwischen dem Durchgang 16 und der Kammer 12 zu erleichtern, wenn der Ventilschaft axial wie unten beschrieben verschoben wird. Der untere Teil des Ventilschafts unter dem Flansch 15 weist eine in Querrichtung verlaufende Querschnittsabmessung auf, die größer ist als der Durchmesser des oberen Teils des Ventilschafts, und enthält einen mittleren, hohlen Teil 18, der sich in Axialrichtung von der Unterseite des Ventilschafts zu einer Endstelle im Ventilschaft erstreckt, die sich in der Nähe des Endpunkts des mittleren Durchgangs 16 befindet, diesen aber nicht erreicht. Somit stehen der hohle Teil 18 und der mittlere Durchgang 16 nicht miteinander in Verbindung.
Zwischen dem Ventilschaft 14 und Teilen des Hohlraums 6 wird eine fluiddichte Dichtung hergestellt, indem elastische Dichtungsglieder, wie zum Beispiel O-Ringe, die Außenumfangsteile des Ventilschafts umgeben, vorgesehen werden. Insbesondere ist ein erstes Dichtungsglied 19 um den Umfang des oberen Teils des Ventilschafts im Zwischenhohlraumabschnitt am radialen Spalt oder am radialen Hohlraum, der durch die Schulter 10 gebildet wird, befestigt. Weiterhin wird das erste Dichtungsglied durch einen Haltering 21 und einen Sicherungsring 22, die ebenfalls im Zwischenhohlraumabschnitt an den Schultern 9 und 10 befestigt sind, gegen eine Oberseite der Schulter 11 gedrückt. Der Haltering 21 enthält eine mittlere Öffnung, die eine ähnliche Abmessung aufweist wie der an der Schulter 11 gebildete radiale Spalt und einen etwas größeren Durchmesser aufweist als der Durchmesser des oberen Teils des Ventilschafts, um eine begrenzte Axialbewegung des Ventilschafts im Hohlraum 6 zu gestatten. Das Dichtungsglied 19 ist geeignet dimensioniert, um die Außenumfangsfläche des oberen Teils des Ventilschafts in Reibeingriff zu nehmen und so eine fluiddichte Dichtung bereitzustellen, während eine Axialbewegung des Ventilschafts gewährleistet wird. Ein zweites Dichtungsglied 20 ist um eine um den Außenumfang des Ventilschafts 14 herum verlaufende Nut, die sich zwischen dem Flansch 15 und der Öffnung 17 befindet, befestigt. Das zweite Dichtungsglied ist weiterhin in der Kammer 12 angeordnet und weist einen Außendurchmesser auf, der größer ist als der radiale Spalt an der ringförmigen Schulter 11, um zu verhindern, dass das Dichtungsglied 20 aus der Kammer 12 in den Zwischenhohlraumabschnitt gelangt. Wenn der Ventilschaft im Hohlraum 6 axial in eine Position verschoben wird, in der das zweite Dichtungsglied 20 an eine Unterseite des Schulterteils 11 anstößt, wie in 1 dargestellt, wird eine Fluidverbindung zwischen der Kammer 12 und der Öffnung 17 des Ventilschafts effektiv verhindert, da sich die Öffnung 17 im Zwischenteil des Hohlraums 6 befindet und da durch das zweite Dichtungsglied, wenn es die Schulter 11 in Eingriff nimmt, eine fluiddichte Dichtung bereitgestellt wird.
Der Rückschlagventilmechanismus für die Ventilvorrichtung 1 enthält ein Stopfenglied 24, das am unteren Teil des Ventilgehäuses in der Kammer 12 befestigt ist und eine sich innen erstreckende ringförmige Wulst oder Lippe 25, die an der an der Unterseite des Ventilgehäuses definierten Öffnung vorgesehen ist, in Eingriff nimmt. Der untere Teil des Stopfenglieds 24 (das heißt der die ringförmige Lippe 25 in Eingriff nehmende Teil) ist ausreichend dimensioniert, um die die Kammer 12 definierenden inneren Gehäusewände in Reibeingriff zu nehmen, um eine Axialbewegung des Stopfenglieds in der Kammer 12 zu verhindern sowie eine fluiddichte Dichtung zwischen den Umfangswänden des unteren Teils des Stopfenglieds und den Eingriffswandteilen der Kammer 12 bereitzustellen. Wahlweise kann das Stopfenglied in der Kammer gebonded, geschweißt oder auf beliebige andere geeignete Weise darin befestigt sein, um seine Bewegung zu verhindern und im Betrieb der Ventilvorrichtung eine effektive Dichtung aufrechtzuerhalten. In einer um einen Außenumfangsabschnitt des unteren Teils des Stopfenglieds verlaufende Nut ist ein elastisches und federndes Dichtungsglied 26 (zum Beispiel ein O-Ring) vorgesehen, um eine fluiddichte Dichtung an der Grenzfläche zwischen dem unteren Teil des Stopfenglieds und der Kammer 12 zu gewährleisten.
Das Stopfenglied verjüngt sich von dem unteren Teil zu einem Zwischenteil, wodurch zwischen dem unteren und dem Zwischenteil eine Schulter 27 gebildet wird, und verjüngt sich weiter von dem Zwischenteil zu einem oberen Teil, wodurch zwischen dem Zwischenteil und dem oberen Teil eine Schulter 28 gebildet wird. Um eine um den Außenumfang des oberen Teils des Stopfenglieds herum in der Nähe seiner Oberseite verlaufende flache Nut ist ein federndes und elastisches Dichtungsglied 30 (zum Beispiel ein O-Ring) angeordnet. Weiterhin enthält der obere Teil des Stopfenglieds eine um den Außenumfang des oberen Teils des Stopfenglieds herum und zwischen der flachen Nut und der Schulter 28 angeordnete Haltenut 31. Die Haltenut 31 ist tiefer als die flache Nut, in der das Dichtungsglied 30 angeordnet ist, und ist so konfiguriert, dass sie das Dichtungsglied 30 aufnehmen und festhalten kann, nachdem der Rückschlagventilmechanismus wie unten beschrieben aktiviert worden ist.
Der obere Teil des Stopfenglieds ist ausreichend dimensioniert, um zumindest teilweise im hohlen Teil 18 des Ventilschafts 14 aufgenommen zu werden, wenn der Ventilschaft zum Stopfenglied 24 verschoben wird, wie unten beschrieben (siehe zum Beispiel 3). Das Dichtungsglied 30 ist zu groß, um in den hohlen Teil 18 zu passen, und wird stattdessen durch einen ringförmigen Wandabschnitt 29 des Ventilschafts geschoben, wenn der Ventilschaft während seiner Abwärtsbewegung mit dem Dichtungsglied 30 in Kontakt gebracht wird. Insbesondere wird das Dichtungsglied 30 durch den ringförmigen Wandabschnitt 29 aus seiner flachen Nut gedrückt, um sich entlang dem Außenumfang des oberen Teils des Stopfenglieds und in die Haltenut 31 zu bewegen. Der Zwischenteil des Stopfenglieds 24 ist ausreichend dimensioniert, um einen Anschlag sowohl für das Dichtungsglied 30 als auch für den ringförmigen Wandabschnitt 29 an der Schulter 28 zu bilden, wodurch eine weitere Axialverschiebung des Ventilschafts zum Stopfenglied verhindert wird. An dieser Anschlagstelle wird das Dichtungsglied 30 in der Haltenut 31 befestigt.
Ein mittlerer Durchgang 32 erstreckt sich axial in das Stopfenglied von seiner Unterseite bis zu einer Endstelle im oberen Teil des Stopfenglieds, die von der Oberseite des Stopfenglieds weg liegt (das heißt, der Durchgang 32 erstreckt sich nicht bis zur Oberseite des Stopfenglieds). Eine Öffnung 33 verläuft von dem mittleren Durchgang 32 in Querrichtung und mündet am Außenumfang des Stopfenglieds in der Haltenut 31. Wie in 1 zu sehen, befindet sich der Durchgang 32 in Fluidverbindung mit dem Inneren des Behälters 3 und erleichtert die Fluidströmung über die Öffnung 33 zwischen der Kammer 12 des Ventilholraums 6 und dem Behälter.
Ein federndes Vorspannungsglied ist in der Kammer 12 vorgesehen, um in einer Ruheposition für die Ventilvorrichtung den Ventilschaft zur Hohlraumschulter 11 vorzuspannen (1). Insbesondere ist ein Vorspannungsglied 34 in Form einer Schraubenfeder vorgesehen, wobei der Wendeldurchmesser des Vorspannungsglieds ausreichend dimensioniert ist, sich um den Zwischenteil und den oberen Teil des Stopfenglieds 24 sowie den ringförmigen Wandabschnitt 29 des Ventilschafts 14 herum zu erstrecken und so an seinen einander gegenüberliegenden Enden mit dem Ventilschaftflansch 15 und der Stopfengliedschulter 27 in Eingriff zu gelangen.
Im Betrieb der Ventilvorrichtung können mehrere herkömmliche oder andere Arten von Ventilbetätigungsvorrichtungen eingesetzt werden, um den Ventilschaft 14 axial aus seiner Ruheposition (1) in eine Position zu verschieben, in der der Ventilschaft dichter zum Stopfenglied gebracht wird. Es erstreckt sich ein ausreichendes Ausmaß des oberen Teils des Ventilschafts in den oberen Hohlraumabschnitt 8, um eine Verbindung des Ventilschafts mit einer Ventilbetätigungsvorrichtung zu gestatten und so eine Axialbewegung des Ventilschafts durch die Betätigungsvorrichtung zu bewirken. Bei einer beispielhaften Ausführungsform, die in 1a dargestellt wird, ist ein Drehgriff 40 auf herkömmliche Weise mit dem Ventilschaft 14 und dem Gehäuse 2 verbunden, wobei ein Außengewinde des Griffs 40 mit einem Innengewinde im oberen Hohlraumabschnitt in Eingriff steht, um eine Axialbewegung des Ventilschafts in einer gewünschten Richtung mit entsprechenden Drehungen des Griffs zu erleichtern. Ein mittlerer Durchgang 41 ist im Griff 40 vorgesehen und steht mit dem Ventilschaftdurchgang 16 in Verbindung, und ein elastisches Glied 42 (zum Beispiel ein O-Ring) ist dazu vorgesehen, an der Grenzfläche zwischen dem Griff und dem Ventil eine fluiddichte Dichtung bereitzustellen. Es versteht sich, dass die Ventilvorrichtung der vorliegenden Erfindung auch leicht zur Verwendung mit verschiedenen anderen Ventilbetätigungsvorrichtungen (zum Beispiel der Pumpenart, der Aerosol- oder anderen Sprayart, der Reifenventilart usw.) angepasst werden kann, wenn die Betätigungsvorrichtung einen Fluiddurchgang enthält, der mit dem Ventilschaftdurchgang in Verbindung steht.
Die Funktionsweise der Ventilvorrichtung 1 wird unter Bezugnahme auf die 1-4 beschrieben. Vor der Ventilbetätigung wird der Ventilschaft 14 in die in 1 dargestellte Ruheposition vorgespannt. Insbesondere wird der Ventilschaft durch das elastische Vorspannungsglied 34 in eine vom Stopfenglied 24 entfernte Position vorgespannt, so dass die Öffnung 17 im Zwischenteil des Ventilhohlraums 6 angeordnet ist und nicht mit der Kammer 12 in Fluidverbindung steht. Das Dichtungsglied 20 steht mit der Unterseite der Hohlraumschulter 11 in Eingriff und gewährleistet eine fluiddichte Dichtung zwischen der Öffnung 17 und der Kammer 12. Darüber hinaus wird das Dichtungsglied 30 vor einem anfänglichen Füllen des Behälters 3 entlang der flachen Nut des oberen Teils des Stopfenglieds angeordnet, und die Öffnung 33 des Stopfenglieds wird leicht freigelegt und steht mit der Kammer 12 in Fluidverbindung.
Um den Behälter zu füllen, wird der Ventilschaft 14 durch Anlegen einer Kraft an die Oberseite des Ventilschafts durch eine Ventilbetätigungsvorrichtung (zum Beispiel die in 1a dargestellte Betätigungsvorrichtung) verschoben, um die Vorspannungskraft des Vorspannungsglieds 34 zu überwinden. Die Betätigungsvorrichtung verschiebt den Ventilschaft um eine gewählte Strecke zum Stopfenglied 24, wie in 2 dargestellt, so dass die Öffnung 17 in der Kammer 12 freiliegt und mit dieser in Fluidverbindung steht. In dieser Position kann der Behälter 3 mit Fluid gefüllt werden, indem Fluid durch einen Durchgang in der Betätigungsvorrichtung zum Ventilschaftdurchgang 16, durch den Ventilschaftdurchgang und die Öffnung 17 und in die Kammer 12 geleitet wird. Das Fluid strömt in der Kammer 12 zur freigelegten Öffnung 33 am Stopfenglied, in den Durchgang 32 und dann in den Behälter 3. Wie in 2 gezeigt, wird das Vorspannungsglied 34 während der Axialverschiebung des Ventilschafts komprimiert, und eine Verringerung der durch die Betätigungsvorrichtung an den Ventilschaft angelegten Kraft führt dazu, dass der Ventilschaft seine in 1 dargestellte vorgespannte Position wieder einnimmt.
Es können ein oder mehrere Druck- und/oder andere geeignete Sensoren an geeigneten Stellen vorgesehen sein (zum Beispiel im Behälter und/oder in der Fluidversorgungsquelle usw.), um anzuzeigen, dass das Füllen des Behälters beendet ist. Nachdem der Behälter vollständig gefüllt worden ist, wird der Rückschlagventilmechanismus durch weiteres Verschieben des Ventilschafts 14 zum Stopfenglied 24 aktiviert, wie in 3 dargestellt, um das Dichtungsglied 30 aus der flachen Nut entlang der Umfangsfläche des oberen Teils des Stopfenglieds und in die Haltenut 31 zu schieben. Das Füllen des Behälters sowie die Aktivierung des Rückschlagventilmechanismus können manuell erfolgen oder automatisiert sein. Bei einer automatisierten Ausführungsform wird der Ventilschaft durch die Ventilbetätigungsvorrichtung automatisch zum Stopfenglied verschoben (zum Beispiel in eine Position gemäß der Darstellung in 2), wobei geeignete Prozessoren oder Steuerungen verwendet werden, um ein Füllen des Behälters zu bewirken. wenn ein Schwelldruck und/oder ein anderer erfasster Zustand erreicht wird, wird der Ventilschaft durch die Ventilbetätigungsvorrichtung weiter verschoben, um das Dichtungsglied in Eingriff zu nehmen und es weiter zur Bewegung entlang dem Stopfenglied und in die Haltenut zu zwingen. Dann wird die an den Ventilschaft angelegte Kraft verringert, was dazu führt, dass der Ventilschaft durch das Vorspannungsglied wieder in seine ursprüngliche Ruheposition zurück verschoben wird ( 1).
Nach der Aktivierung des Rückschlagventilmechanismus und nach Zurückführen des Ventilschafts in seine Ruheposition verhindert die Ventilvorrichtung 1, dass Fluid im Behälter durch den Ventilschaft abgegeben wird, weil die Öffnung 17 in dem Zwischenhohlraumabschnitt des Gehäuses 2 angeordnet ist und weil das Dichtungsglied 20 eine effektive Dichtung an der Hohlraumschulter 11 (das heißt der Untergrenze des Zwischenhohlraumabschnitts) bereitstellt. Des Weiteren bewirkt das Verschieben des Dichtungsglieds 30 zur Haltenut 31 am Stopfenglied 24 einen abdichtenden Verschluss der Öffnung 33, der jegliches Wiederauffüllen des Behälters 3 verhindert. Wenn der Ventilschaft 14 zum Beispiel in eine Position verschoben wird, in der die Ventilschaftöffnung 17 mit der Kammer 12 in Fluidverbindung steht (2), wird jegliches durch den Ventilschaftdurchgang 16 und in die Kammer 12 injizierte Fluid dadurch, dass das Dichtungsglied 30 die Öffnung 33 bedeckt und eine effektive Dichtung daran bereitstellt, daran gehindert, in die Stopfengliedöffnung 33 und somit in den Behälter 3 einzudringen. Versuche, Fluid aus der Kammer 12 in den Behälter 3 zu zwängen sind unwirksam, weil solch eine Fluidkraft eine fluiddichte Dichtung durch das Dichtungsglied 30 gegen die Öffnung 30 aufrechterhält, um das Fluid an einem Eindringen in diese Öffnung zu hindern.
Fluid kann jedoch leicht aus dem Behälter 3 an die umliegende Umgebung oder an einen anderen gewünschten Ort außerhalb des Behälters, der sich auf einem niedrigeren Druck als der Druck im Behälter befindet, abgegeben werden, indem der Ventilschaft 14 in die Position verschoben wird, in der die Ventilschaftöffnung 17 mit der Kammer 12 in Fluidverbindung steht (siehe 4). Insbesondere wenn der Behälter 3 eine ausreichende Fluidmenge enthält, bewirkt der Fluiddruck im Behälter 3 eine leichte Radialausdehnung des Dichtungsglieds 30 von der Haltenut 31 weg, wodurch die fluiddichte Dichtung gelockert und ein kleiner Durchgang, durch den Fluid aus dem Behälter 3 in den Durchgang 32, durch die Stopfengliedöffnung 33 und in die Kammer 12 strömen kann, geschaffen wird (in 4 allgemein durch die Pfeile 36 gezeigt). Fluid in der Kammer 12 strömt dann in die Ventilschaftöffnung 17 und durch den Ventilschaftdurchgang 16 und den entsprechenden Durchgang in der Ventilbetätigungsvorrichtung zum gewünschten Abgabeort für das Fluid. Bei Verschieben des Ventilschafts zurück in seine Ruheposition (1) wird verhindert, dass Fluid die Kammer 12 verlässt, da die Ventilschaftöffnung 17 nicht länger mit der Kammer 12 in Fluidverbindung steht. Somit kann Fluid in Abhängigkeit davon, wann und wie oft der Ventilschaft in eine Position verschoben wird, die eine Fluidverbindung zwischen der Ventilschaftöffnung 17 und der Kammer 12 erleichtert, in einer beliebigen gewählten Menge (zum Beispiel kontinuierlich in einzelnen Stopfenvolumen, usw.) aus dem Behälter entfernt werden.
Die Elastizität und Federwirkung des Dichtungsglieds für den Rückschlagventilmechanismus kann (zum Beispiel durch die Ausführung des Dichtungsglieds, die Wahl von Elastomeren und/oder von Herstellungsmaterialien für das Dichtungsglied usw.) auf Grundlage mehrerer Faktoren gewählt werden, zu denen, ohne Einschränkung, die Ventilausführung und -abmessungen, die Behälterausführung und -abmessungen, gewählte Schwelldrücke, die zum Erreichen einer gewünschten Radialausdehnung und/oder -komprimierung des Dichtungsglieds erforderlich sind, usw. gehören. Vorzugsweise ist das Dichtungsglied auf geeignete Weise hergestellt, um zu gestatten, dass ein gewählter Hauptteil des Fluids im Behälter abgegeben wird, bevor der Behälterdruck unwirksam wird, um ein Ausdehnen (oder Komprimieren) des Dichtungsglieds aus einem Dichtungskontakt mit dem Stopfenglied zu erzwingen, um eine Fluidverbindung zwischen dem Behälter und der Ventilkammer zu erreichen.
Eine alternative Ausführungsform einer Ventilvorrichtung ist in den 5-8 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform erleichtert der Rückschlagventilmechanismus durch Radialkomprimierung anstatt Ausdehnung eines federnden, elastischen Dichtungsglieds eine Fluidströmung in einer Richtung aus dem Behälter durch die Ventilvorrichtung, wie unten beschrieben. Auf 5 Bezug nehmend, enthält die Ventilvorrichtung 100 ein Gehäuse 102, das dem oben beschriebenen Gehäuse für die in 1 gezeigte vorherige Ausführungsform im Wesentlichen ähnelt. Das Gehäuse 102 enthält einen mittleren Hohlraum 106, der sich zwischen den Längsenden des Gehäuses axial erstreckt und einen oberen Hohlraumabschnitt 108, einen Zwischenhohlraumabschnitt und einen eine Kammer 112 bildenden Zwischenhohlraumabschnitt aufweist. Der obere und der Zwischenhohlraumabschnitt ähneln im Wesentlichen den gleichen Hohlraumabschnitten für die vorherige Ausführungsform, wobei ein Dichtungsglied 119 durch einen Haltering 121 und einen Sicherungsring 122 im Zwischenabschnitt befestigt ist. Das Ventilgehäuse 102 ist in einer Öffnung im Behälter 103 auf im Wesentlichen ähnliche Weise wie bei der vorherigen Ausführungsform beschrieben befestigt, wobei ein am unteren Abschnitt des Gehäuses angeordnetes Außengewinde ein Innengewinde an der Behälteröffnung in Eingriff nimmt.
Die Kammer 112 enthält einen oberen Kammerabschnitt, der sich von der Unterseite der ringförmigen Schulter 111 zu einem unteren Kammerabschnitt erstreckt. Der untere Kammerabschnitt weist eine größere Abmessung auf als der obere Kammerabschnitt und erstreckt sich zur Unterseite des Gehäuses 102, wobei die in Querrichtung verlaufende Querabmessung (zum Beispiel der Durchmesser) des unteren Kammerabschnitts an der Gehäuseunterseite größer ist als an der Grenzfläche mit dem oberen Kammerabschnitt. Insbesondere bleibt die in Querrichtung verlaufende Querschnittsabmessung des unteren Kammerabschnitts relativ konstant, während sich der untere Kammerabschnitt in Längsrichtung von dem oberen Kammerabschnitt zu einer Wulststelle 140 im unteren Kammerabschnitt erstreckt. An der Wulststelle beginnt sich die in Querrichtung verlaufende Querschnittsabmessung des unteren Kammerabschnitts zur Gehäuseunterseite allmählich zu vergrößern, wodurch eine geneigte Umfangswand für den unteren Kammerabschnitt gebildet wird, die sich in einem spitzen Winkel von einer von der Wulststelle projizierten gedachten vertikalen Linie, die mit der über der Wulststelle angeordneten Umfangswand der unteren Kammer kollinear ist, erstreckt.
Der Ventilschaft 114 ähnelt im Wesentlichen dem oben für die vorherige Ausführungsform beschriebenen Ventilschaft und enthält einen zylindrischen oberen Teil, der sich durch den Zwischenhohlraumabschnitt und in den oberen Hohlraumabschnitt 108 erstreckt, wobei ein mittlerer Durchgang 116 und eine Ventilschaftöffnung 117 im Ventilschaft 114 angeordnet sind, um eine Fluidströmung in die Kammer 112 und aus dieser heraus zu gestatten.
Der untere Teil des Ventilschafts 114 ist in seiner in Querrichtung verlaufenden Querschnittsabmessung größer als der obere Teil sowie der radiale Spalt oder der radiale Hohlraum, der durch die ringförmige Schulter 111 definiert wird. Darüber hinaus ist ein elastisches Dichtungsglied 120 in der Kammer 112 angeordnet und um eine Außenumfangsnut des Ventilschafts, die sich zwischen der Ventilschaftöffnung 117 und dem unteren Teil des Ventilschafts befindet, befestigt. Das Dichtungsglied 120 gewährleistet eine fluiddichte Dichtung an der Grenzfläche zwischen der Kammer 112 und dem Zwischenhohlraumabschnitt und der Ventilschaftöffnung 117 (das heißt auf im Wesentlichen ähnliche Weise wie oben für die vorherige Ausführungsform beschrieben), wenn der Ventilschaft axial in einer Ruheposition vorgespannt wird, wie in 5 gezeigt. Der untere Teil des Ventilschafts enthält weiterhin einen mittleren hohlen Teil 118, der sich von der Unterseite des Ventilschafts axial in den Ventilschaft erstreckt und endet, bevor er den mittleren Durchgang 116 erreicht.
Der Rückschlagventilmechanismus der Ventilvorrichtung 100 enthält ein Stopfenglied 124, das im unteren Abschnitt der Kammer 112 befestigt ist. Das Stopfenglied 124 wird im unteren Kammerabschnitt durch Befestigen der unteren Teile des Stopfenglieds an gewählten Umfangswandabschnitten des unteren Kammerabschnitts (zum Beispiel durch Schweißen) befestigt. Andere untere Teile des Stopfenglieds bleiben jedoch unbefestigt und sind von anderen Umfangswandabschnitten des unteren Abschnitts der Kammer entfernt, um einen oder mehrere Fluidverbindungswege 141 zu schaffen, die sich zwischen der Kammer 112 und der Öffnung an der Gehäuseunterseite erstrecken. Ein hohler Teil 142 erstreckt sich axial von einer Oberseite des Stopfenglieds 124 zu einer gewählten Endstelle im Stopfenglied. Der hohle Teil des Stopfenglieds ist in der Kammer 112 axial auf den hohlen Teil 118 des Ventilschafts 114 ausgerichtet, und ein elastisches Vorspannungsglied 134 erstreckt sich in jeden dieser hohlen Teile, um den Ventilschaft und das Stopfenglied zu berühren um so den Ventilschaft gemäß der Darstellung in 5 zu dem Zwischenhohlraumabschnitt vorzuspannen. In dieser vorgespannten Position wird das Dichtungsglied 120 gegen die Unterseite der ringförmigen Schulter 111 gezwängt, um eine fluiddichte Dichtung zwischen der Kammer 112 und der Ventilschaftöffnung 117 zu bewirken. Der untere Teil des Ventilschafts und der obere Teil des Stopfenglieds sind weiterhin geeignet so bemessen, dass bei Axialverschiebung des Ventilschafts zum Stopfenglied die ringförmige Wand 129 des Ventilschafts (die den hohlen Teil 118 des Ventilschafts definiert) die ringförmige wand 145 des Stopfenglieds (die den hohlen Teil 142 des Stopfenglieds definiert) in Eingriff nimmt, um eine weitere Bewegung des Ventilschafts über das Stopfenglied hinaus zu verhindern.
Die in Querrichtung verlaufende Querschnittsaußenabmessung (zum Beispiel der Außendurchmesser) des Stopfenglieds 124 vergrößert sich allmählich in einer Richtung von der Oberseite des Stopfenglieds zu einer gewählten Stelle in der Nähe der Unterseite des Stopfenglieds. Diese sich vergrößernde in Querrichtung verlaufende Querschnittsabmessung definiert eine geneigte Außenumfangswand für das Stopfenglied, die in Kombination mit der geneigten Wand des unteren Kammerabschnitts zwischen dem oberen Teil des Stopfenglieds und dem unteren Kammerabschnitt einen ringförmigen Raum oder Spalt 146 herstellt, der sich in in Querrichtung verlaufender Querschnittsabmessung von der Oberseite des Stopfenglieds zur Unterseite des Stopfenglieds verschmälert.
Ein elastisches, federndes Dichtungsglied 130 wird in Form eines O-Rings in der Kammer 112 vorgesehen und wird vor Aktivierung des Rückschlagventilmechanismus an der Wulststelle 140 oder darüber im unteren Kammerabschnitt angeordnet. Das Dichtungsglied 130 ist ausreichend dimensioniert, so dass das Dichtungsglied an oder über der Wulststelle 140 radial in der Kammer 112 komprimiert wird. Wenn der Ventilschaft 114 axial zum Stopfenglied 124 verschoben wird und das Dichtungsglied 130 erreicht, berührt die ringförmige Wand 129 des Ventilschafts das Dichtungsglied 130 und drückt es entlang der geneigten Umfangswand des unteren Kammerabschnitts, wobei sie letztendlich das Dichtungsglied in den ringförmigen Spalt 146 drückt, wie unten beschrieben.
Funktionsweise der unter Bezugnahme auf die 5-8 beschriebenen Ventilvorrichtung 100. Vor der Betätigung wird der Ventilschaft 114 durch das Vorspannungsglied 134 in die Ruheposition vorgespannt, die in 5 dargestellt ist, wobei das Dichtungsglied 120 die Unterseite der Hohlraumschulter 111 in Eingriff nimmt, um jegliche Fluidverbindung zwischen der Ventilschaftöffnung 117 und der Kammer 112 zu verhindern. Um den Behälter zu füllen, wird der Ventilschaft 114 durch eine geeignete Ventilbetätigungsvorrichtung um eine gewählte Strecke axial in die Kammer 112 verschoben, wodurch das Vorspannungsglied 134 komprimiert wird, um eine Fluidverbindung zwischen der Ventilschaftöffnung 117 und der Kammer 112 herzustellen (6). Es sei angemerkt, dass in dieser axial verschobenen Position die ringförmige Wand 129 des Ventilschafts entweder das Dichtungsglied 130 nicht berührt oder als Alternative das Dichtungsglied berührt und über eine kurze Strecke zum und/oder in den ringförmigen Spalt 146 drückt, während eine Fluidverbindung mit dem Inneren des Behälters 103 aufrechterhalten wird. Der Behälter wird gefüllt, indem Fluid durch einen Durchgang in der Betätigungsvorrichtung und in den Ventilschaftdurchgang 116, durch die Ventilschaftöffnung 117 und in die Kammer 112 geleitet wird. Aus der Kammer 112 strömt Fluid am Dichtungsglied 130 vorbei, durch den ringförmigen Spalt 146 und die Fluidverbindungswege 141 und in den Behälter 103.
Nachdem der Behälter gefüllt worden ist, wird der Ventilschaft 114 weiter in Axialrichtung zum Stopfenglied 124 verschoben, um den Rückschlagventilmechanismus durch Drücken des Dichtungsglieds 130 von der Wulststelle 140 nach unten entlang der geneigten Umfangswand des unteren Kammerabschnitts und in den ringförmigen Spalt 146 zu aktivieren. Das Dichtungsglied 130 dehnt sich radial in der sich vergrößernden in Querrichtung verlaufenden Querschnittsabmessung des unteren Kammerabschnitts aus, während es sich entlang der geneigten Umfangskammerwand nach unten bewegt, wobei der Kontakt mit der Kammerwand im Wesentlichen aufrechterhalten wird. Der Ventilschaft schiebt das Dichtungsglied 130 weiter in den ringförmigen Spalt 146, bis die ringförmige Wand 129 des Ventilschafts die ringförmige Wand 145 des Stopfenglieds berührt (7). An dieser Stelle ist das Dichtungsglied 130 zwischen der unteren Kammerabschnittswand und dem Stopfenglied ausreichend verkeilt, um eine effektive fluiddichte Dichtung bereitzustellen, die eine Fluidströmung aus der Kammer 112 in den Behälter 3 verhindert. Wenn die Ventilbetätigungsvorrichtung die angelegte Kraft an den Ventilschaft verringert und das Vorspannungsglied den Ventilschaft von dem Stopfenglied weg vorspannt, wird der Ventilschaft axial in seine Ausgangsposition zurück vorgespannt (5), und es wird wieder eine fluiddichte Dichtung zwischen der Kammer 112 und der Ventilschaftöffnung 117 hergestellt, um zu verhindern, dass Fluid den Behälter verlässt.
Eine Fluidabgabe aus dem Behälter 103 und durch die Ventilvorrichtung 100 wird bewerkstelligt, wenn der Ventilschaft 114 durch die Ventilbetätigungsvorrichtung axial in eine Position verschoben wird, in der die Ventilschaftöffnung 117 mit der Kammer 112 in Fluidverbindung steht (8). In dieser Position drückt der Druck des Fluids im Behälter das Dichtungsglied 130 im ringförmigen Spalt 146 entlang der geneigten Umfangswand des unteren Kammerabschnitts leicht nach oben, wodurch bewirkt wird, dass das Dichtungsglied leicht radial komprimiert wird und sich von der geneigten Außenumfangswand des Stopfenglieds 124 weg bewegt und seinen fluiddichten Dichtungskontakt mit der geneigten Außenumfangswand des Stopfenglieds 124 verliert. Fluid tritt aus dem Behälter aus, strömt durch die Fluidverbindungswege 141 und in den ringförmigen Spalt 146, wo das Fluid dann zwischen dem Dichtungsglied 130 und dem Stopfenglied 124 passiert (wie durch die Pfeile 150 in 8 allgemein gezeigt) und weiter durch die Kammer 112 zur Ventilschaftöffnung 117 strömt. In die Ventilschaftöffnung eintretendes Fluid strömt durch den Ventilschaftdurchgang 116 und den entsprechenden Durchgang der Ventilbetätigungsvorrichtung zum gewünschten Abgabeort für das Fluid.
Nachdem das Dichtungsglied 130 im ringförmigen Spalt 146 angeordnet ist, wird hingegen ein Wiederauffüllen des Behälters 103 effektiv verhindert. Jegliches in die Kammer 112 gedrängte Fluid drückt gegen das Dichtungsglied 130, um das Dichtungsglied weiter in den ringförmigen Spalt zu verkeilen, was dazu führt, dass sich das Dichtungsglied radial ausdehnt und dicht sowohl gegen die geneigte Umfangswand des unteren Kammerabschnitts als auch die geneigte Umfangswand des Stopfenglieds gepresst wird.
Somit stellen die oben beschriebenen Ventilvorrichtungen einen einfachen Rückschlagventilmechanismus bereit, um ein Wiederauffüllen eines Behälters zu verhindern, der weniger Ventilkomponenten benötigt, um die Funktionsfähigkeit der Ventilvorrichtung zu bewerkstelligen. Der Rückschlagventilmechanismus setzt ein elastisches Dichtungsglied ein, das entweder radial komprimiert oder ausgedehnt wird, um eine Fluidströmung in einer Richtung aus dem Behälter durch das Ventil zu bewirken. Wie zuvor erwähnt, können beliebige geeignete Fluidarten (zum Beispiel Gas oder Flüssigkeit) unter Verwendung der Ventilvorrichtung der vorliegenden Erfindung einem Behälter zugeführt oder davon abgeführt werden. Des Weiteren kann eine beliebige herkömmliche oder andere geeignete Ventilbetätigungsvorrichtung eingesetzt werden, um eine Betätigung der Ventilvorrichtung zur Abgabe von Fluid aus dem Behälter auf beliebige geeignete Weise zu bewirken.
Nach der erfolgten Beschreibung neuer, nicht wiederauffüllbarer Ventilvorrichtungen und Verfahren zur Verwendung solcher Ventilvorrichtungen wird angenommen, dass auch andere Modifikationen, Variationen und Änderungen angesichts der hier angeführten Lehren für den Fachmann offensichtlich sind. Deshalb versteht sich, dass alle solchen Variationen, Modifikationen und Änderungen in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung, wie er durch die angehängten Ansprüche definiert wird, fallen.

Claims

Nicht wiederauffüllbare Ventilvorrichtung, die Folgendes umfasst: ein Gehäuse (2) mit einem sich axial erstreckenden inneren Hohlraum (6), wobei der innere Hohlraum eine sich zu einem Ende des Gehäuses (2) erstreckende Kammer (12) enthält, wobei das Gehäuse an einem Behälter (3) befestigt werden kann, um eine Fluidverbindung zwischen dem Behälter (3) und der Gehäusekammer (12) zu erleichtern, ein in der Gehäusekammer (12) befestigtes Stopfenglied (24) zur Bereitstellung eines Fluidströmungskanals (32) zwischen dem Behälter (3) und der Gehäusekammer (12), wenn das Gehäuse an dem Behälter befestigt ist, und ein in der Kammer (12) angeordnetes elastisches Dichtungsglied (30, 20, 120, 130), wobei das Dichtungsglied (30, 20, 120, 130) aus einer ersten Position in eine zweite Position in der Kammer verschiebbar ist, wobei das Dichtungsglied in der ersten Position einem in die Ventilvorrichtung strömenden Fluid gestattet, durch den Fluidströmungskanal und in den Behälter (3) zu strömen, und das Dichtungsglied in der zweiten Position eine Fluidströmung durch den Fluidströmungskanal und in den Behälter (3) im Wesentlichen verhindert, wobei das Dichtungsglied (30, 20, 120, 130) in der zweiten Position aus dem Behälter (3) strömendem Fluid gestattet, durch den Fluidströmungskanal und in die Gehäusekammer (12) zu strömen, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastizität und die Federwirkung des Dichtungsglieds (30, 20, 120, 130) so ausgewählt ist, dass bei Ausübung eines bestimmten Fluiddrucks von dem Kanal (32) auf das Dichtungsglied in der zweiten Position sich das Dichtungsglied ausdehnt, um Fluidströmung durch den Fluidkanal aus dem Behälter zur Gehäusekammer zu gestatten.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 1, bei dem das Dichtungsglied (30, 20, 120, 130) einen O-Ring umfasst.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 1, bei dem das Dichtungsglied (30, 20, 120, 130) ein O-Ring ist.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin mit: einem Ventilschaft (14), der in dem inneren Hohlraum des Gehäuses befestigt und axial verschiebbar ist, wobei der Ventilschaft (14) das Dichtungsglied (30, 20, 120, 130) aus der ersten Position in die zweite Position bewegt.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 4, weiterhin mit: einem Vorspannungsglied zur Vorspannung des Ventilschafts (14) in dem inneren Hohlraum in einer von dem Stopfenglied weg weisenden Richtung.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 4, bei der sich das Dichtungsglied (30, 20, 120, 130) um einen Außenumfangsabschnitt des Stopfenglieds (24) erstreckt und entlang dem Stopfenglied (24) zwischen der ersten und der zweiten Position verschiebbar ist, der Fluidströmungskanal eine am Außenumfangsabschnitt des Stopfenglieds (24) angeordnete Öffnung (33) enthält, die sich in einen im Stopfenglied (24) definierten Kanal (32) erstreckt, und das Dichtungsglied (30, 20, 120, 130) die Öffnung (33) in der zweiten Position bedeckt.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 4, bei der der Fluidströmungskanal einen ringförmigen Spalt (146) enthält, der zwischen dem Stopfenglied (24) und einem das Stopfenglied umgebenden Umfangswandabschnitt der Gehäusekammer definiert ist, und das Dichtungsglied (30, 20, 120, 130) durch den Ventilschaft (24) in den ringförmigen Spalt (146) bewegbar ist, um die zweite Position zu erreichen.
Verfahren zum Füllen und Abgeben von Fluid aus einem Behälter unter Verwendung einer nicht wiederauffüllbaren Ventilvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilvorrichtung aus einer Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 besteht, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: (a) derartiges Befestigen der Ventilvorrichtung am Behälter (3), dass der Behälter (3) über den Fluidströmungsweg mit der Gehäusekammer (12) in Fluidverbindung steht; (b) Füllen des Behälters (3) durch Zuführen von Fluid durch den inneren Hohlraum des Gehäuses zur Gehäusekammer am Dichtungsglied (30, 20, 120, 130) vorbei und durch den Fluidströmungsweg; und (c) Verhindern eines Wiederauffüllens des Behälters (3) durch Bewegen des Dichtungsglieds (30, 20, 120, 130) aus einer ersten Position in der Gehäusekammer in eine zweite Position, die Fluidströmung durch den Fluidströmungskanal und in den Behälter (3) im Wesentlichen verhindert.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das Dichtungsglied (30, 20, 120, 130) einen O-Ring umfasst oder ein O-Ring ist.
Verfahren nach Anspruch 8, das weiterhin: (d) das Abgeben von Fluid aus dem Behälter und durch den Fluidströmungskanal in die Gehäusekammer, wenn sich das Dichtungsglied in der zweiten Position befindet, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem (d): (d.1) das Ausdehnen des Dichtungsglieds (30, 20, 120, 130) zum Gestatten von Fluidströmung durch den Fluidströmungskanal aus dem Behälter (3) zur Gehäusekammer (12) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Ventilvorrichtung weiterhin einen im inneren Hohlraum des Gehäuses befestigten Ventilschaft (14) enthält, und (c) (c.1) axiales Verschieben des Ventilschafts (14) im inneren Hohlraum zum Bewegen des Dichtungsglieds (30, 20, 120, 130) aus der ersten Position in die zweite Position umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, das weiterhin: (d) Vorspannen des Ventilschafts (14) im inneren Hohlraum in einer von dem Stopfenglied weg verlaufenden Richtung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem sich das Dichtungsglied (30, 20, 120, 130) um einen Außenumfangsabschnitt des Stopfenglieds (24) herum erstreckt, der Fluidströmungskanal eine am Außenumfangsabschnitt des Stopfenglieds (24) angeordnete Öffnung (33) enthält, die sich in einen im Stopfenglied definierten Kanal erstreckt, und (c.1) (c.1.1.) Bewegen des Dichtungsglieds über den Ventilschaft entlang dem Stopfenglied (24) aus der ersten Position in die zweite Position umfasst, wobei das Dichtungsglied (30, 20, 120, 130) die Öffnung (33) in der zweiten Position bedeckt, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem der Fluidströmungskanal einen ringförmigen Spalt enthält, der zwischen dem Stopfenglied (24) und dem das Stopfenglied umgebenden Kammerumfang definiert ist, und (c.1): (c.1.1) Bewegen des Dichtungsglieds (30, 20, 120, 130) über den Ventilschaft in den ringförmigen Spalt, um die zweite Position zu erreichen, umfasst.