DE652191C

DE652191C - Selbstschlussventil fuer Gasfuellanlagen

Info

Publication number: DE652191C
Application number: DEP73638D
Authority: DE
Inventors: Reinhard Wussow
Original assignee: JULIUS PINTSCH KOMM GES
Current assignee: JULIUS PINTSCH KOMM GES
Priority date: 1936-08-06
Filing date: 1936-08-06
Publication date: 1937-10-27

Description

Es ist bekannt, beim Füllen von Gasdruckbehältern Füllventile zu verwenden, die unter dem Einfluß des Druckes des zu füllenden Behälters stehen und automatisch abschließen, sobald der eingestellte Fülldruck erreicht bzw. überschritten wird. Bei diesen Füllventilen »wird der Gegendruck in der Regel durch Gewichts- oder Federbelastung hergestellt. Dies hat zur Folge, daß die Absperrung nicht plötzlich und ruckartig bei Erreichung des Druckes erfolgt, daß vielmehr dem Abschluß ein zeitraubender, stetig wachsender Drosselzustand wegen der Formänderung der Feder vorausgeht, wodurch Verzögerungen und Zeitverluste entstehen. Bei der Füllung von Behältern mit Druckgas, z. B. insbesondere bei der Speisung von Stahlflaschen mit hochkomprimiertem Treibgas für Kraftfahrzeuge, ist aber' eine schnelle Füllung der angeschlossenen Behälter von großer Wichtigkeit.

Nach der Erfindung wird nun ein plötzlicher und ruckartiger Abschluß ohne ein Drosselzwischenstadium dadurch erreicht, daß auf der dem steuernden Druck entgegengesetzten Arbeitsseite des Arbeitsorgans (Kolben, Federungskörper o. dgl,) ein Gas- bzw. Luftdruck von der Höhe des angestrebten Fülldruckes konstant wirkt. Dies wird dadurch erreicht, daß diese Seite des Arbeitsorgans mit einem im Verhältnis zum Arbeitshub des Arbeitsorgans großen Speicherraum verbunden wird, in dem sich Gas oder Luft unter einem dem Druck nach erfolgter Füllung entsprechenden Druck befindet, während die andere Seite unter dem wechselnden Druck des zu füllenden Gasbehälters (Stahlflaschen o. dgl.) steht.

Die Erfindung sei an Hand der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung bedeutet α das Selbstschlußventil, b ist der Ventilteller, c ein Kolben als Arbeitsorgan, auf dessen Unterseite durch den Kanal d der Druck am Ausgang des Ventils geleitet wird. Der obere Arbeitsraum des Kolbens steht durch die Leitung/ mit einem Speicherraum, z.B. einer Stahlflascheg·, in Verbindung. In diesem Speicher wird ein Druck erzeugt, der dem Füllungsdruck der Flaschenbatterie entspricht. Auf der Flasche ist ein Manometer h zur Kontrolle dieses Druckes angeordnet. Der Druck selbst kann mit Hilfe der beiden Ventile i und k leicht eingestellt werden, wobei mittels des Ventils i eine Verbindung des Flaschenraumes mit dem höheren Vordruck des Hochdruckspeichers hergestellt werden kann und durch Ventil k

*J Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Reinhard Wussow in Berlin-Charlottenburg.

mit einem Raum niedrigeren Druckes, z. B. mit dem Ausgangsraum des Schaltventils, mit der Saugleitung des Kompressors o..cfgß^: Je nachdem man nun zwecks Einstellung des Speicherdruckes das Ventil i oder das Ventil k (bei noch nicht gefüllten Flaschen) etwas öffnet, kann mithin der Druck nach Belieben vergrößert oder verkleinert werden, bis die eingestellte Druckhöhe erreicht wird. ίο Der Vorgang ist nun folgender:

Ist eine Stahlflasche zwecks Füllung aus einem Hochdruckspeieher an das Ventil angeschlossen, so wird infolge des überwiegenden Druckes im Speicher g. das Ventil ofFengehalten, und die Füllung kann ungehindert erfolgen. Das Ventil bleibt voll geöffnet, bis der Druck am Ausgang des Ventils, also der Druck in den Flaschen, den Speicherdruck erreicht. Sofort nach Überschreiten dieses Druckes schließt das Ventil ruckartig ab. Um dies zahlenmäßig zu erhärten, sei folgendes Zahlenbeispiel angeführt.

Es betrage der Inhalt des Speichers ι 1 = 1000 cm³. Der Arbeitskolben habe einen Durchmesser von 1 cm und einenHub von 2 mm. Damit errechnet sich das Arbeitsvolumen des Kolbens zu 0,157 cm³. Es sei der steuernde Füllungsdruck 200 Atm. Damit würde sich infolge der Verdrängung durch den Arbeitshub des Kolbens der Druck im Kraftspeicher nur um 200 χ 0,157 ^{: io}o° = 0,0314 Atm. ändern, also rein zahlenmäßig von 200 auf 200,0314, was also gleichbedeutend ist mit einem konstant bleibenden Speicherdruck und mit einem plötzlichen und ruckartigen Schalten des Ventils bei Überschreiten des Steuerdruckes der Flaschenbatterie.

Eine Beeinflussung des Ventilabschlusses könnte durch die Veränderung des Druckes des zu entleerenden Hochdruckspeichers erfolgen, da dieser auf den wirksamen Ventilquerschnitt drückt und dem Speicherdruck auf das Arbeitsorgan entgegenwirkt. Um diesen Einfluß auszuschalten, müßte der Ventilquerschnitt klein gehalten' werden im Vergleich zum Querschnitt des Arbeitskolbens, oder es wird zweckmäßiger an Stelle des Ventils ein Steuerkolben verwendet, auf dessen Gegenseite gleichfalls der Druck am Ausgang des Ventils wirkt, während der Hochdruck nach Art der Kolbenschiebersteuerung zu- oder abgeschaltet wird. In diesem Falle bleibt der Einfluß des Vordruckes auf den Ventilabschluß wirkungslos.

Eine andere Maßnahme, den Einfluß eines veränderlichen Hochdruckspeicherdruckes (infolge der verschiedenen Entlee'rungszustände) auf den Ventilabschluß auszuschalten, kann darin bestehen, daß durch ein besonderes, diesem Abschlußventil vorgeschaltetes Druckreduzierventil der Druck an der Eingangs

seite zu diesem Ventil auf eine konstante Höhe gehalten wird, z. B. im vorliegenden Fall auf -,etwa 201 Atm.

',- Infolge von etwaigen Undichtigkeiten der Ventile i und k sowie der Kolbenführung c können im Laufe der Zeit leicht Druckänderungen im Speicher entstehen. An sich können diese Abweichungen in der vorhin beschriebenen Weise durch Bedienung der beiden Ventile i und k leicht berichtigt werden. Um aber im vorliegenden Fall von der Aufmerksamkeit des Bedienungspersonals unabhängig zu sein, kann man auch so vorgehen, daß das in der Hochdruckleitung befindliche Ventil i als Druckreduzierventil ausgebildet wird, das auf eine konstante, dem Fülldruck entsprechende Höhe reguliert und somit den Speicher stets mit dem gleichen Gasdruck füllt. Dabei ist darauf zu achten, daß dieses Reduzierventil i genügend dicht abschließt, so daß die Zuflußmengen stets kleiner gehalten werden können, als den Undichtigkeitsverlusten durch Kolben c oder Ventil k entspricht.

Eine- weiter ergänzende Maßnahme zur automatischen Konstanthaltung des Druckes im Speicher kann noch darin bestehen, daß auch das Ventil k als automatisches Ventil, und zwar als ein Überdruckventil, ausgebildet wird, wobei natürlich der Steuerdruck des Ventils k etwas höher gelegen sein muß als der des Reduzierventils/, um ein etwaiges Abströmen von Gas über diese beiden Ventile zu verhüten und nur evtl. nicht vermeidbare geringe Undichtigkeitsverluste abfließen zu lassen. Beispielsweise könnte man also im vorliegenden Falle das Reduzierventil i auf einen reduzierten Druck von 199,5 ^atü, das Ventil k auf einen steuernden Druck von 200,5 atü. einstellen.

Claims

Patentansprüche:

i. Selbstschlußventil für Gasfüllanlagen, bei denen Druckgas in Stahlflaschen oder sonstige Behälter übergefüllt wird und wobei mittels eines Abschlußorgans die Speiseleitung bei Erreichung des zulässigen Flaschendruckes selbsttätig abgesperrt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein das Abschlußventil steuerndes Ar- . beitsorgan (Kolben, Federungskörper, Membrane 0. dgl.) auf der einen Arbeitsseite mit einem im Verhältnis zum Ar- beitshubvolumen großen Speicherraum verbunden ist, in dem sich Gas oder Luft unter einem dem Steuerdruck nach erfolgter Füllung entsprechenden Druck befindet, während die andere Seite unter dem Druck der zu füllenden Gasbehälter (Stahlflaschen) steht.

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2. Selbstschlußventil nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (g) über ein Ventil (i) mit der Zuflußseite und über ein weiteres - Ventil (k) mit einem Raum niedrigeren Druckes in Verbindung gebracht werden kann.
3. Selbstschlußventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Verbindung der Zuflußseite mit dem Speicher herstellende Ventil (i) als Druckreduzierventil ausgeführt wird.
4. Selbstschlußventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das die Verbindung des Speicherraumes mit dem Raum niedrigeren Druckes herstellende Ventil (k) als Überdruckventil ausgeführt wird.
5. Anordnung des Selbstschlußventils nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Ausschaltung des Einflusses der infolge der Entleerung veränderlichen Hochdruckspeicherdrücke auf den Abschlußvorgang zwischen dem Hochdruckspeicher und dem Selbstschlußventil ein ' Druckreduzierventil eingebaut wird.

Hierzu 1 Blatt Zeicnnungen