DE622332C - Ventilschaltautomat - Google Patents

Description

Zur Füllung· von Druckbehältern, Stahlflaschen usw. mit Gasen von einem bestimmten Druck aus einem Vorratsdruckbehälter oder Windkessel eines Kompressors ist es S üblich, folgende Apparate in der angegebenen Reihenfolge zu verwenden: Ein Hauptventil, das meistens gleichzeitig auch als Füllventil dient, ein Druckminderventil mit Druckanzeiger zur Einstellung des verlangten Entnahmedruckes und ein oder mehrere Entnahmeventile.

Zur Inbetriebnahme einer solchen Anlage, gewöhnlich nach größeren Betriebspausen, muß der Schraubverschluß des Hauptventils geöffnet und das Druckminderventil mit Hilfe des Druckanzeigers auf den verlangten Entnahmedruck eingestellt werden. Weiterhin ist zur Füllung mehrerer Druckbehälter nacheinander nach Herstellung der notwendigen Verbindungsleitungen jeweilig der Schraubverschluß des hinter dem Druckminderventil befindlichen Entnahmeventils zu öffnen und, nachdem der Druck im Entnahmebehälter die verlangte Höhe erreicht hat, was am Druckanzeiger des Druckminderventils ersichtlich ist, wieder zu schließen.

Zur Vereinfachung solcher Anlagen und ihrer Bedienung dient der Ventilschaltautomat, bei dem gemäß der Erfindung die an sich bekannte federbelastete Steuermembran durch Umlegen eines. Kipphebels zweckmäßig mittels eines Druckknopfes in Arbeitsstellung gebracht wird und bei Überschreiten eines bestimmten auf sie einwirkenden Druckes den Kipphebel wieder umlegt, so daß das Ventil geschlossen wird und so lange geschlossen bleibt, bis der Kipphebel wieder durch den Druckknopf umgelegt wird, und wobei das Ventil, solange die Steuermembran in Arbeitsstellung ist, als Regler arbeitet.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht noch darin, daß das Haupt- und Reduzierventil sowie der Druckanzeiger und das Entnahmeventil in einem Ventil vereinigt sind.

Die Bedienung der Anlage gemäß der Erfindung besteht, abgesehen von der Herstellung der Verbindungsleitungen, lediglich in der Betätigung eines Schalthebels bzw. Druckknopfes, der nach Erreichung des im Entnahmedruckbehälter verlangten Druckes selbsttätig in die Anfangsstellung zurückspringt,, wobei das Ventil sich selbsttätig schließt.

Besonders bei Kleinsfanlagen dieser Art, die mit hochgespannten Gasen arbeiten und von ungeschulten Kräften bedient werden, ist der Ventilschaltautomat gemäß der Erfindung vorteilhaft, wie z. B. bei der Füllung von Autoreifen aus Drucklufterzeugern oder mit Kohlensäure aus Stahlflaschen sowie bei der Füllung von Siphons mit Druckgasen usw.

Ein nach dem Prinzip des Ventilschaltautomaten gemäß der Erfindung gebautes Ventil kann auch vorteilhaft in einer Druckleitung als Überdruckventil verwendet werden. Bei Erreichung des zulässigen Höchstdruckes schließt sich das Ventil und schaltet

dadurch das gefährdete Rohrnetz oder Druckbehälter von der Zuleitung ab. Nach Behebung des_ Schadens wird durch einen einfachen Hebeldruck oder" Betätigung eines Druckknopfes das Ventil wieder.geöffnet. Die Wirkungsweise des Ventilschaltautomaten ist in diesem Falle mit der eines Elektromaximalautomaten zu vergleichen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schnitt dargestellt. Die Figur zeigt ein Ventil mit dem Ventilschaltautomaten in geöffneter Stellung. Die geschlossene Stellung des Ventils ist durch strichpunktierte Linien angegeben. Durch die Bohrung 1 des, Anschlußstutzens 2 gelangt das Hochdruckgas in die Ventilbohrung 3, die dem Ventilverschlußstück 4 mit dem Drosselstift 6 und der Dichtungsscheibe 5 aus Hartgummi oder ähnlichem Material als Führung dient. Das in der Bohrung 3 befindliche Hochdruckgas übt auf das Ventilverschlußstück 4 eine nach oben gerichtete Kraft A und die. Schließfeder 7 auf dasselbe eine gleichgerichtete Kraft B aus. Beide -Kräfte drücken bei geschlossenem Ventil die Dichtungsscheibe 5 des Ventilverschlußstückes 4 gegen die Dichtungsfläche 9 des Ventilkörpers 10. Die· Größe der Kraft- ist abhängig von dem Druckunterschied zwischen dem" Hochdruckgas in der Bohrung 3 und dem gedrosselten Gas im Druckraum 14 unter der Membran 15. Um das Ventil zu öffnen, wird mittels des einen Anschlag 19 besitzenden Druckknopfes 25 der um die Achse 21 drehbare Kipphebel 2a und somit der Membranstift 11 und die Membran 15 nach unten gedrückt. Der Membranstiff 11 entfernt hierdurch wiederum mittels des Drosselstiftes 6 das .Ventilverschlußstück 4 von der Dichtungsfläche 9, womit das Ventil geöffnet ist. Das Hochdruckgas kann jetzt durch die Bohrungen 12 und 13 in den unter der Membran 15 .befindlichen Druckraum 14 und von hier aus durch "die Bohrun- +5 gen 16 und 17 des Entnahmestutzens 18 in die '· Anschlußleitung des Entnahmedruckbehälters strömen.

Der mittels des in dem Gehäuse 26 befindlichen Druckknopfes 25 zu betätigende Schaltmechanismus besteht aus dem um die Achse 21 drehbaren Kipphebel 20 und der Feder 22. Mit Hilfe der in einer Aussparung des Kipphebels 20 geführten Federspitze 23 wird auf denselben ein durch die Schraube24 einstellbarer Druck der Feder 22 ausgeübt.

Die Wirkung des Schaltmechanismus ist

ähnlich der eines Elektrokippschalters. Im * geöffneten Zustand des Ventils drückt die Feder 22 mit der Kraft E auf den Kipphebel 20 und übt dadurch ein um die Achse 21 linksdrehendes Moment aus. Die geringe Änderung der Federkraft E während des Schaltvorganges ist unwesentlich, so daß die Kraft R als konstant angesehen werden kann. Der Ventilhüb wird durch den Membranstift ir begrenzt, der sich gegen den Boden der Bohrung 13 legt.

Das im Druckraum 14 befindliche Gas drückt die Membran 1S mit einer Kraft C nach oben, die von der Höhe des Gasdruckes im Druckraum 14 bzw. im Entnahmedruckbehälter abhängig ist und von dem Werte Null auf einen verlangten Höchstwert steigt. Die Summe der drei Kräfte A₁B₁ C wird durch den Membranstift 11 auf den " Kipphebel 20 übertragen. Dadurch wird um die Achse 21 ein rechts drehendes Moment ausgeübt, das bei Erreichung des Höchstwertes der Kraft C größer wird als das entgegengesetzte Moment der Federkraft E. Hierdurch wird der Kipphebel 20 in eine beschleunigte Drehung versetzt, da das der Drehung widerstehende Moment der Federkraft E mit ■ zunehmender Drehung infolge Verringerung des Hebelarmes kleiner wird,' 8g bis die verlängerte Mittelachse der Feder 22 durch die Achse 21 geht, womit der Hebelarm der Federkraft E und somit das Drehmoment den Wert Null erreicht hat. In diesem Augenblick kippt der Hebel, d. h. bei weiterer Drehung des Hebels 20 übt die Federkraft E um die Achse 21 ein rechtsdrehendes, im Sinne der Bewegung wirkendes Moment aus, das bei weiterer Drehung infolge des größer werdenden Hebelarmes wächst. Die Drehung des Hebels 20 wird durch einen Bund 19 des Druckknopf es 25 begrenzt.. Kurz vor Beendigung des Schaltvorganges ist der Hub des Ventilverschluß Stückes 4 beendet, da die Kräfte^ und B dasselbe gegen die Dichtungsfläche 9 des Ventilkörpers 10 drücken, womit ein weiteres Steigen des Gasdruckes im Druckraum 14 bzw. im Entnahmedrudebehälter verhindert wird.

Bei Beendigung des Schließvorganges wirken somit auf den Hebel 20 nur noch die Kräfte C und E. Durch Trennung der Verbindungsleitung des Ventils zum Entnahmedruckbehälter entweicht das Gas aus dem Druckraum 14 durch die Bohrung 17 des Stutzens 18 ins Freie, womit die Kraft C gleich Null wird. Bei dem Schließvorgang wird gleichzeitig der Druckknopf 25 wieder in die Anfangsstellung gehoben.

Zur öffnung, des Ventils wird der Druckknopf 25 herabgedrückt; hierdurch wird ein um die Achse 21 linksdrehendes Moment erzeugt, das größer sein muß als das entgegenwirkende Moment der Federkraft E. Nach kurzer Drehung drückt der Hebel 21 den Membranstift 11 nach unten und öffnet damit das Ventil. Es sind jetzt durch den Druck-

knopf 25 die durch die Kräfte^, B und C zusätzlich entstehenden linksdrehenden Momente zu überwinden, wobei aber das im gleichen Sinne wirkende Moment der Federkraft E infolge Verringerung des Hebelarmes kleiner wird, bis es in der Mittelstellung den Wert Null erreicht hat und der Hebel 20 kippt. ·

Bei weiterer Drehung des Hebels 20 übt die Federkraft £ mit wachsendem Hebelarm ein im Sinnet der Drehung wirkendes Moment aus, so daß jetzt ein weiteres Herabdrücken des Druckknopfes 25 nicht mehr erforderlich ist. Der Öffnungshub wird durch den" Membranstift ΐϊ .in seiner Bohrung 13 begrenzt.

Um ein zu plötzliches Ansteigen des Gasdruckes im Druckraum 14 bzw. im Entnahmedruckbehälter zu vermeiden, wird das Hochdruckgas in der Bohrung 12 durch den Stift 6 gedrosselt. Die Stärke der Drosselung richtet sich nach der Zeit, in der das Entnahmegefäß gefüllt werden soll.

Der Gasdruck im Entnahmebehälter bzw. Druckraum 14 wird durch die Feder 22 mit Hilfe der Schraube 24 eingestellt. Der Gasdruck im Entnahmedruckbehälter steigt mit wachsendem Federdruck B der Feder 22' und umgekehrt. Da in vielen Fällen nur mit einem bestimmten Entnahmedruck gearbeitet wird, genügt eine einmalige Einstellung der Feder 22 mit Hilfe eines Druckanzeigers. Nur in längeren Zeitabständen ist wegen Nachlassens der Feder 22 und Verschleiß des Mechanismus eine Kontrolle erforderlich. Soll jedoch das Ventil auch für verschiedene Drücke verwendet werden,. so kann die Schraube 24 vorteilhaft mit einer entsprechenden Skala versehen werden.

Bei Verwendung eines mit einem Ventilschaltautomaten versehenen Ventils als Füllventil drückt das durch die Bohrung 17 des Anschlußstutzens 18 eintretende Hochdruckgas das Ventilverschlußstück 4 entgegen dem Federdruck der Feder 7 so weit zurück, bis der Zapfen8 gegen die Kappe 28 stößt.. In dieser Stellung befindet sich der Drosselstift 6 außerhalb der Bohrung 12, so daß beim Füllen des Hochhdruckbehälters das Ventil nicht erheblich drosselt. Der eigentliche Schaltmechanismus wird hierbei nicht in Tätigkeit gesetzt, da das Hochdruckgas das Ventil .selbst öffnet. Es muß aus diesem Grunde gegenüber dem Gas in der Bohrung 1 bzw. im Hochdruckbehälter einen entsprechenden Überdruck besitzen. Außerdem wird beim Füllen die Membran 15 gegen den Ventildeckel 27 gepreßt und hierdurch vom Hochdruck entlastet.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Ventilschaltautomat, der nur mechanisch · geöffnet werden kann und bei unzulässig hohem Druck selbsttätig schließt, dadurch gekennzeichnet, daß die an sich bekannte federbelastete Steuermembran (15) durch Umlegen eines Kipphebels (20) zweckmäßig mittels eines Druckknopfes (25) in; Arbeitsstellung gebracht wird und bei Überschreiten eines bestimmten auf sie einwirkenden Druckes den Kipphebel wieder umlegt, so daß das Ventil (4) geschlossen wird und so lange geschlossen bleibt, bis der Kipphebel wieder durch den Druckknopf umgelegt wird, und wo- · bei das Ventil, solange die Steuermembran in Arbeitsstellung ist, als Regler arbeitet.

2. Ventilschaltautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kipphebel (20) eine Aussparung besitzt, in der die Federspitze (23) der Membranfeder (22) geführt ist.

3. Ventilschaltautomat nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Membranfeder (22) auf den Kipphebel (20) ausgeübte Druck zweckmäßig vermittels einer Schraube (24) einstellbar ist, die außerdem mit einer Skala versehen sein kann.

4. Ventilschaltautomat nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch Vergrößerung der vom Druck im Druckraum (14) abhängigen Kraft (C) dem von der Membranfeder (22) auf den Kipphebel (20) ausgeübten Druck entgegengewirkt wird.

5. Die Verwendung des Ventilschaltautomaten nach den Ansprüchen 1 bis 4 als Füllventil.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen