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Diese
Erfindung betrifft einen Druckbehälter mit einem Gehäuse und
einem Deckel mit entsprechenden Schlitzen, die in Kombination einen
Ringraum zur Aufnahme eines Verriegelungsmechanismus bilden, welcher über eine
Verbindungsrohrleitung in den Ringraum einschiebbar ist, um beim
Unterdrucksetzen des Behälters
ein sich Lösen
des Deckels vom Gehäuse
zu verhindern. Diese schnell und leicht zu öffnenden und zu schließenden Druckbehälter werden
für diverse
Zwecke eingesetzt. Sie können
in Labors oder auch in der Industrie verwendet werden.
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Hintergrund
der Erfindung
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Das
U.S.-Patent Nr. 4,325,914 (Ruyak) wurde am 20. April 1982 auf einen
Druckbehälter
für Labors
(„Laboratory
Pressure Vessel")
erteilt. Der im Ruyak-Patent offenbarte Druckbehälter für Labors besteht aus einem
Gehäuse
und einem Deckel, welche von einer flexiblen Feder zusammengehalten werden.
Diese Feder hat jedoch nur begrenzte Scherfestigkeit.
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Ein ähnlicher
Druckbehälter
mit einem Verriegelungsmittel in Form einer Kunststoffschnur mit massivem
Querschnittsprofil, eines flexiblen rohrförmigen Elements mit ringförmigem Querschnittsprofil oder
einer Stahldrahtschnur ist im U.S.-Patent Nr. 5,014,871 dargestellt.
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Diese
Verriegelungsmittel sind ebenfalls hinsichtlich ihrer Scherfestigkeit
begrenzt. Da ferner die Verriegelungsmittel des Behälters in
ihrem Durchmesser bzw. ihrem Querschnittsmaß kleiner sind als die Summe
der Tiefe der in den Behälterteilen
vorgesehenen Nuten, besteht ein Längsspiel zwischen dem Gehäuse des
Druckbehälters
und seinem Deckelteil. Dieses ermöglicht ein leichtes Einsetzen
und Abnehmen des Behälterdeckels.
Andererseits jedoch können
durch dieses Spiel die Ränder
der Ringnuten in der Druckkammer und im Deckel wie Schneiden wirken,
wenn sich der Deckel unter dem in der Druckkammer herrschenden Druck
innerhalb dieses Spielraums gegen die Ränder der Ringnut in der Druckkammer
bewegt, so dass es zu einem Scheren am Verriegelungsmittel kommt.
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Daher
ist erfahrungsgemäß der Druck
des oben genannten Behälters
auf 10 bis 20 bar begrenzt.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine derartige Begrenzung
zu überwinden
und einen Druckbehälter
mit einem Betriebsdruck im Bereich zwischen 48 bar (700 psia) und
103 bar (1500 psia) und bis zu 138 bar (2000 psia) bereitzustellen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß der Erfindung
wird ein Druckbehälter der
oben definierten Art bereitgestellt, der einen Verriegelungs mechanismus
aufweist, welcher auf einem Kabel benachbart voneinander angeordnete
Rundklötzchen
umfasst, wobei das Kabel an jedem seiner Enden umgefalzt ist, bei
dem die Verbindungsrohrleitung in Form eines Führungsrohrs vorgesehen ist, das
zum Schlitz des Gehäuses
führt und
mit einer Kupplung versehen ist, die am Führungsrohr des Gehäuses angebracht
ist, um den Verriegelungsmechanismus im vollständig in das Führungsrohr
und in den Ringraum eingeführten
Zustand zu verriegeln.
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Bei
einer derartigen Reihe von im Ringraum voneinander beabstandeten
Rundklötzchen,
die das Gehäuse
und den Deckel zusammenhalten, ergibt sich eine höhere Scherfestigkeit
als bei einer Schnur, einer Feder oder dergleichen. Des weiteren
sieht die vorliegende Erfindung bei nicht vollständig in den Ringraum eingeführten Rundklötzchen eine
Druckentlastung im Behälterinneren
bzw. das Verhindern eines Auslassens des Drucks im Behälterinneren
vor. Eine Näherungssonde
gibt nur dann ein Zulassungs- oder Freigabesignal für das Unterdrucksetzen
des Druckbehälters
aus, wenn die Rundklötzchen
vollständig
in den Ringraum eingeführt
sind. Dies ist ein Schutz- oder Sicherheitsmechanismus.
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Der
Hauptgegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Druckbehälter mit
einem Gehäuse
und einem Deckel. Dabei weist das Gehäuse einen Schlitz und ein Führungsrohr
auf. Der Deckel ist mit einem Schlitz versehen, welcher in Kombination mit
dem Schlitz des Gehäuses
einen Ringraum bildet. Mehrere Rundklötzchen, von denen jedes eine durch
es hindurch verlaufende Öffnung
aufweist, sind durch ein Kabel miteinander verbunden. Zwischen benachbarten
Rundklötzchen
sind Abstands halter eingesetzt. Das Kabel, die Rundklötzchen und
die Abstandshalter sind mit einer Kupplung verbunden. Diese Anordnung,
d.h. aus Kupplung, Kabel, Rundklötzchen
und Abstandshaltern bestehend, wird durch das Führungsrohr hindurch und in
den von den Schlitzen im Gehäuse
und im Deckel gebildeten Rundraum hinein geführt. Die Steckerhälfte der Kupplung
ist dabei an der aus Kabel, Rundklötzchen und Abstandshaltern
bestehenden Anordnung befestigt und wird an einem Buchsenteil der
Kupplung befestigt, welcher am Führungsrohr
des Gehäuses
angebracht ist. Der Druckbehälter
weist einen Aufbau zur Druckentlastung im Behälterinneren auf, wenn der Steckerteil
der Kupplung, die Rundklötzchen
und die Abstandshalter nicht vollständig im Führungsrohr und im Ringraum
eingesetzt sind. Die Näherungssonde
erfasst, wenn die Rundklötzchen
vollständig im
Ringraum eingesetzt sind.
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In
den jeweils im Deckel und im Gehäuse des
Druckbehälters
vorgesehenen Schlitzen sind Nuten zur Druckentlastung ausgebildet.
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Ein
besseres Verständnis
der Erfindung ergibt sich im folgenden anhand der kurzen Beschreibung
der Zeichnungen, der ausführlichen
Beschreibung der Erfindung sowie der Ansprüche.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnung
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Es
zeigen:
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1 eine
Aufsicht auf den Druckbehälter;
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1A eine
Vorderansicht des Druckbehälters;
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2 eine
Ansicht der Druckbehälteranordnung
im Querschnitt entlang Linie 2-2' von 1A; dabei
zeigt 2 das Gehäuse,
den Deckel, die aus Kabel, Rundklötzchen und Abstandshaltern
bestehende Anordnung, das Führungsrohr
sowie die Kupplung in Querschnittsdarstellung;
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2a die
aus Kabel, Rundklötzchen
und Abstandshaltern bestehende Anordnung im teilweise eingeführten Zustand;
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3 eine
der Darstellung von 2 ähnliche Querschnittsansicht,
mit dem Unterschied, dass darin zusätzliche Rundklötzchen gezeigt
sind und die Kupplung sowie die Griffanordnung nicht dargestellt sind;
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4 eine
der Darstellung von 2 ähnliche Querschnittsansicht,
jedoch mit dem Unterschied, dass die aus Kabel, Rundklötzchen und
Abstandshaltern bestehende Anordnung darin nicht gezeigt ist;
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4A eine
vergrößerte Vorderansicht
des Deckels, die den Schlitz und die Nut im Deckel zeigt;
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5 das
durch mehrere Rundklötzchen und
Abstandshalter hindurch verlaufende Kabel;
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5a eine
Vorderansicht eines der zylindrischen Rundklötzchen;
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6 eine
Ansicht des Druckbehälters
im Teilquerschnitt entlang den Linien 6'-6' von 1;
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7 eine
Ansicht des Druckbehälters
im Querschnitt entlang den Linien 7'-7' von 1;
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7A eine 7 ähnliche
Querschnittsansicht, jedoch mit dem Unterschied, dass darin der
Deckel und die Rundklötzchen
nicht dargestellt sind;
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8 eine
vergrößerte Querschnittsansicht eines
Abschnitts von Führungsrohr,
Kupplung und Griff der aus Kabel, Rundklötzchen und Abstandshaltern
bestehenden Anordnung;
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8A eine
Endansicht der Steckerhälfte der
Kupplung;
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9 eine
Querschnittsdarstellung einer Ausschnittvergrößerung von 6,
die den Druckentlastungsmechanismus und die Näherungssonde zeigt.
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Ein
besseres Verständnis
der Zeichnungsfiguren ergibt sich in Verbindung mit der ausführlichen Beschreibung
der Zeichnungen und den Ansprüchen wie
folgt.
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Ausführliche
Beschreibung der Erfindung
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1 zeigt
eine Aufsicht auf den Druckbehälter.
Dabei bezeichnet die Bezugsziffer 10 den Druckbehälter. Der
Druckbehälter
besteht aus einem Gehäuse 1 und
einem Deckel 2. Ebenfalls in 1 dargestellt
ist ein Führungsrohr 11,
eine Kupplung 15 sowie ein Griff 9. Am Deckel 2 ist
ein Entlastungsschlitz 6 zu sehen. Es ist ferner zu sehen,
dass der obere Teil des Näherungssensors 13 elektrisch
an eine programmierbare Logiksteuerung 14 angeschlossen
ist.
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1A zeigt
eine Vorderansicht des Druckbehälters 10.
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2 zeigt
eine Ansicht der Druckbehälteranordnung
im Querschnitt entlang der Linie 2'-2' von 1A.
In 2 ist das Gehäuse,
der Deckel 2, das Kabel 5, die Rundklötzchen 3 sowie
die Abstandshalter 4 zu erkennen. Darüber hinaus zeigt 2 das Führungsrohr 11 und
die Kupplung 15 im Querschnitt.
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2 zeigt
ferner den durch den Anschlag 23 hindurch verlaufenden
Durchgang 43. Der Durchgang 43 und der Anschlag 23 sind
am deutlichsten in 9 dargestellt. 2 zeigt
die Fläche
eines durch die Mitte der Rundklötzchen 3 verlaufenden
Querschnitts. Das in 2 gezeigte Kabel 5 ist
ebenfalls im Schnitt dargestellt.
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Des
weiteren zeigt 2 das als erstes in das Führungsrohr 11 eingesetzte
Rundklötzchen 34. Das
Rundklötzchen 34 wird
vom umgefalzten Endabschnitt 16 des Kabels an einer weiteren
Bewegung auf dem Kabel gehindert. Dieses Rundklötzchen 34 wäre zunächst in
das Führungsrohr
an ungefähr
der Stelle eingetreten, auf die der Pfeil für die Bezugsziffer 15 deutet.
Es hätte
sich dann weiter zu dem in 4 gezeigten
Ringraum 44 hin bewegt, der vom Schlitz 33 im
Deckel 2 (siehe 4A) und
vom Schlitz 42 im Gehäuse
(siehe 7A) gebildet wird. Das Rundklötzchen 34 verläuft dann
weiter entgegen den Uhrzeigersinn. 2A zeigt
die aus Kabel, Rundklötzchen
und Abstandshaltern bestehende Anordnung im teilweise eingefügten Zustand.
In 2A hat sich das Rundklötzchen 34 nicht weit
genug fortbewegt, um das in den 6 und 9 dargestellte Sicherheitsgerät zu aktivieren.
Diese Zeichnungen sind nachstehend ausführlicher erläutert. Zur
Aktivierung des Sicherheitsgeräts
muss das Rundklötzchen 34,
das hierin bisweilen auch als das erste oder das als erstes eintretende
Rundklötzchen
bezeichnet wird, vollständig
bis an die in 2 gezeigte Stelle verlaufen.
Die Bezugsziffer 19 in 2 bezeichnet die
Schnittstelle zwischen dem Deckel 1 und dem Behälter 2 am
Boden ihrer jeweiligen Schlitze.
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3 ist
eine Querschnittsdarstellung ähnlich 2,
jedoch mit dem Unterschied, dass darin zusätzliche Rundklötzchen 3 dargestellt
sind und die Kupplung und die Griffanordnung nicht zu sehen sind. 3 zeigt
den Gewindeanschluss 12 für die Schnelltrennkupplung 15.
Die zusätzlichen
Rundklötzchen
in 3 dienen zur Veranschaulichung dessen, dass in
Abhängigkeit
von der Geometrie, die ein Fachmann auf dem Gebiet für die Länge des
Führungsrohrs 11 verwendet,
mehr oder weniger Rundklötzchen
verwendet werden können.
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In 2 bezeichnet
die Bezugsziffer 36 ein umgefalztes Ende des Kabels 5.
Die Bezugsziffer 37 in 2 bezeichnet
die Steckerhälfte
der Kupplung 15. Dabei verläuft das Kabel 5 durch
eine Bohrung 45 in der Steckerhälfte der Kupplung 37 hindurch.
Siehe 8A, die die Bohrung in der Steckerhälfte 37 der Kupplung 15 zeigt. 4 ist
eine Querschnittsdarstellung ähnlich 2,
jedoch mit dem Unterschied, dass die aus Kabel, Rundklötzchen und
Abstandshaltern bestehende Anordnung darin nicht gezeigt ist. 4 zeigt
einen Teil des Ringraums, welcher vom Schlitz 33 im Deckel 2 und
vom Schlitz 42 im Gehäuse
gebildet wird. Der Boden 17 des Schlitzes 42 im
Behälter
ist ebenso in 4 gezeigt wie der Boden 18 des
Schlitzes 33 im Deckel. Dabei greift der Boden 18 des
Schlitzes 33 im Deckel am Bodenabschnitt der Rundklötzchen 5 an.
Siehe 9. Hinsichtlich des Unterdrucksetzens von Deckel
und Behälter
wird auf 9 verwiesen, in der dargestellt
ist, dass dabei die Schulter 18 oder der Boden 18 von Schlitz 33 am
Bodenteil 32 des Rundklötzchens 34 angreifen.
Beim Unterdrucksetzen des Behälters hebt
sich der Deckel 2 leicht nach oben ab und die Schulter 18 von
Schlitz 33 greift am Bodenteil von Rundklötzchen 34 an
und drängt
dieses zusammen mit den anderen Rundklötzchen 5 in Eingriff
mit dem Behälter.
Siehe 9, die zeigt, dass der obere Abschnitt 35 des
Rundklötzchens 34 an
der oberen Schulter 46 des Behälters 1 angreift.
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Für den Fachmann
auf dem Gebiet versteht es sich, dass die in 9 gezeigten
Zwischenräume nur
als Beispiele dienen und in Wirklichkeit äußerst kleine Zwischenräume oder
Lücken
sind.
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Die
Rundklötzchen
bestehen vorzugsweise aus rostfreiem Stahl 316. Sie habe eine Höhe von ungefähr 19 mm
(0,75 Inch) und einen Durchmesser von 12,7 mm (0,50 Inch). Die im
vorliegenden bisweilen als Abstandshalter bezeichneten Beilagscheiben sind
vorzugsweise 7,6 mm (0,03 Inch) dick und haben einen Durchmesser
von 6,3 mm (0,25 Inch). 4A zeigt
eine Vorderansicht des Deckels, in der der Schlitz 33 und
die Nut 20 dargestellt sind. Die Nut baut Spannungen ab.
Eine ähnliche
Nut 29 kommt beim Gehäuse 1 zum
Einsatz. Siehe 9.
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In 5 sind
die Rundklötzchen
in Kombination mit den Abstandshaltern 4 und dem Kabel 5 gezeigt.
Die Rundklötzchen
haben jeweils eine durch sie hindurch verlaufende Öffnung.
In 5A ist die Öffnung 21 in
den Rundklötzchen 3 gezeigt.
Ebenfalls in 5A zu sehen sind die abgerundeten
Endabschnitte der Rundklötzchen 3.
Dabei bezeichnet die Bezugsziffer 32 das Unterteil der
Rundklötzchen 3 und
die Bezugsziffer 35 das Oberteil der Rundklötzchen 3.
Vorzugsweise besteht das Kabel aus rostfreiem Stahl 304 und sein
Durchmesser liegt bei ungefähr
4,2 mm (5/32 Inch). Flugzeugkabel wird als zu diesem Zweck geeignet
betrachtet.
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6 zeigt
eine Ansicht des Druckbehälters im
Teilquerschnitt entlang der Linien 6'-6' von 1. In 6 ist
gezeigt, wie sich ein mit dem Buchstaben P bezeichneter Druck im
Inneren des Druckbehälters aufbaut
und dieser Druck P auf den Deckel einwirkt. In dieser Situation
werden die Rundklötzchen
durch den Deckel in Eingriff mit dem Gehäuse gedrängt. In 6 ist das
Rundklötzchen 34,
das im vorliegenden Text bisweilen auch als das erste Rundklötzchen oder
das eintretende Rundklötzchen
bezeichnet wird, in der Nähe
des Näherungssensors
und am Kolben 24 angreifend dargestellt. In den 6 und 9 ist dargestellt,
wie der Näherungssensor 13 am
Gehäuse 1 angreift.
Mit der Bezugsziffer 30 ist eine Schraubverbindung zwischen
dem Näherungssensor und
dem Gehäuse 1 bezeichnet.
Der bevorzugte Näherungssensor
ist ein induktiver Näherungssensor, welcher
ohne Weiteres im Handel erhältlich
ist.
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In 6 bezeichnet
die Bezugsziffer 20 die Nut im Schlitz im Deckel und die
Bezugsziffer 29 bezeichnet den Schlitz im Gehäuse 1.
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7 zeigt
eine Querschnittsansicht des Druckbehälters entlang der Linien 7'-7' von 1. Darin
bezeichnet die Bezugsziffer 7 einen Einlasskanal zum Behälter und
die Bezugsziffer 8 bezeichnet einen Auslasskanal aus dem
Behälter.
Diese Schlitze ermöglichen
ein Unterdrucksetzen zu jedem beliebigen Einsatzzweck des Behälters. 7A zeigt
eine Querschnittsansicht ähnlich
derjenigen von 7, jedoch mit dem Unterschied,
dass der Deckel und die Rundklötzchen
darin nicht erscheinen.
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In 7A ist
der Schlitz 42 im Gehäuse 1 dargestellt.
Die Bezugsziffer 29 bezeichnet eine Nut im Schlitz 42.
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8 zeigt
eine vergrößerte Querschnittsansicht
eines Abschnitts des Führungsrohrs,
der Kupplung sowie des Griffs der aus Kabel, Rundklötzchen und
Abstandshaltern bestehenden Anordnung. Darin bezeichnet die Bezugsziffer 41 einen
Sprengring, der am Buchsenkörper
der Kupplung 15 angebracht ist. Durch diesen Sprengring 41 wird
verhindert, dass die Hülse 38 über den
Körper
der Kupplung hinaus entweicht. Die Feder 39 drängt die
Hülse 38 nach
außen
hoch gegen den Sprengring 41. Feststellelemente 40 greifen
in eine entsprechende Nut an der Steckerhälfte 37 der Kupplung 15 ein.
Der Griff 9 kann auf beliebige, dem Fachmann auf dem Gebiet
bekannte Art und Weise am Ende der Steckerhälfte der Kupplung angebracht
sein, beispielsweise mittels einer Stellschraube.
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8A zeigt
eine Endansicht der Steckerhälfte
der Kupplung, in der eine durch diese hindurch verlaufende Bohrung
dargestellt ist.
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9 zeigt
eine Ausschnittvergrößerung von 6 im
Querschnitt, in der der Entspannungsmechanismus und die Näherungssonde
zu sehen sind. 9 zeigt, wie die Näherungssonde 13,
eine induktive Näherungssonde,
durch das erste eintretende Rundklötzchen 34 aktiviert
wird. Wie der Darstellung von 2 zu entnehmen
ist, verläuft
das Rundklötzchen 34 vollständig entgegen
den Uhrzeigersinn im Ringraum herum und wird unterhalb der Näherungssonde 13 positioniert
und aktiviert diese. Die in 1 gezeigte
Näherungssonde 13 ist
elektrisch an eine programmierbare Logiksteuerung angeschlossen.
Die programmierbare Logiksteuerung lässt das Anlegen von Druck an
den Behälter
zu, wenn sich das Rundklötzchen 34 unterhalb
der Näherungssonde 13 befindet. Ähnlich betätigt das Rundklötzchen 34 den
Kolben 24, wodurch dieser in der Darstellung von 9 nach
rechts verschoben wird. Bei der Bewegung des Kolbens 24 nach
rechts dichten Dichtungen 25 gegen den Druck ab, welcher sich
gerade im Behälterinneren
aufbaut und auch im Durchgang 43 herrscht, welcher auf
die Druckauflagefläche 27 des
Kolbens 24 wirkt. Der Kolben 24 kann sich jedoch
nicht nach links bewegen, da er vom Rundklötzchen 34 blockiert
wird. Somit ist der Druck von den Dichtungen 25 gefangen.
Der Kolben 24 ruht in der Kolbenbohrung 26. Der
Anschlag 23 wird in den Deckel 2 eingeschraubt
und weist einen Endabschnitt 28 auf, der ein Entweichen
des Kolbens 24 nach links beim Abnehmen des Deckels nach
Entfernen der aus Kabel, Rundklötzchen und
Abstandshaltern bestehenden Anordnung vom Druckbehälter verhindert.
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Die
in 9 gezeigten Dichtungen 31 dichten zwischen
dem Deckel 2 und dem Gehäuse 1 ab.
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Für den Fachmann
auf dem Gebiet versteht sich, dass in der oben stehenden Beschreibung
einschließlich
der Zeichnungen die Erfindung lediglich beispielhaft dargestellt
ist und die Erfindung, wie sie in den nachstehenden Ansprüchen definiert
ist, dadurch keineswegs eingeschränkt wird.