DE69912716T2

DE69912716T2 - Hochdruckfüllstutz

Info

Publication number: DE69912716T2
Application number: DE69912716T
Authority: DE
Inventors: Victor Dubinsky
Original assignee: Delaware Capital Formation Inc
Current assignee: Delaware Capital Formation Inc
Priority date: 1998-05-22
Filing date: 1999-05-21
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2019-05-22
Also published as: WO1999061835A1; JP2003534499A; ATE254260T1; BR9906456A; DE69912716D1; EP0996840A1; CA2238590A1; EP0996840B1; AU4197299A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft eine Hochdruck-Abgabedüse. Genauer betrifft die Erfindung eine Abgabedüse, die eine dichte Verbindung mit dem Einlaß eines Aufnahmegefäßes bereitstellt, um das Aufnahmegefäß zu befüllen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist Gegenstand dieser Erfindung, eine Düse bereitzustellen, die schnell, leicht und sicher eine dichte Verbindung mit dem Einlaß eines Aufnahmegefäßes herstellen kann, um das Aufnahmegefäß mit Hochdruckfluid zu füllen.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Um die Erfindung besser verständlich zu machen, werden nun Details ihrer bevorzugten Ausführungsformen anhand von Beispielen mit Bezug auf die begleitenden Figuren beschrieben, wobei:
1 eine Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in Nichteingriffsstellung ist;
2 eine Schnittansicht der bevorzugten Ausführungsform in Teileingriffsstellung ist;
3 eine Schnittansicht der bevorzugten Ausführungsform ist, die mit einem Aufnahmegefäß verbunden ist;
4 eine Schnittansicht der bevorzugten Ausführungsform ist, die mit einem Aufnahmegefäß verbunden ist;
5 eine Schnittansicht der bevorzugten Ausführungsform ist, die mit einem Aufnahmegefäß verbunden ist, und zwar bei geöffnetem Ventil;
6 eine Schnittansicht der bevorzugten Ausführungsform ist, die mit einem Aufnahmegefäß verbunden ist, und zwar bei beginnender Lösung des Eingriffs;
7 eine Schnittansicht der bevorzugten Ausführungsform in Nichteingriffsstellung ist;
8 eine Schnittansicht der bevorzugten Ausführungsform in Eingriffsstellung ohne Aufnahmegefäß ist;
9 eine Schnittansicht der bevorzugten Ausführungsform senkrecht zur Schnittansicht der 1–8 ist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Fluiddüse gemäß einem der Ansprüche 1, 6 oder 7 bereitgestellt.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird das Ventil in einen Hohlraum des Einlasses eingebracht.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung erstrecken sich die Verbindungsbacken in Axialrichtung über den Düsenauslaß hinaus und sind radial nach innen beweglich, um den Düsenauslaß mit dem Einlaß eines Aufnahmegefäßes sicher zu verbinden und abzudichten. Weiter ist ein Steuer- bzw. Regulierring neben den Verbindungsbacken angeordnet und kann relativ dazu axial bewegt werden. Die axiale Bewegung des Steuerrings erlaubt eine radiale Bewegung der Verbindungsbacken.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Kolben in einem Kolbenhohlraum angeordnet. Dieser Kolbenhohlraum kann mit dem Einlaßhohlraum in Fluidverbindung stehen. Weiter wird das Ventil durch den Druck eines Hochdruckfluids im Einlaßhohlraum so vorgespannt, daß es den Fluidkanal durch das Innenrohr schließt. Der Bereich des Kolbenhohlraums, auf den das Hochdruckfluid einwirkt, ist größer als der Bereich, auf den das Hochdruckfluid einwirkt, um das Ventil zu schießen.
Weitere Merkmale der Erfindung bestehen in der Bereitstellung eines Düsengehäuses, das eine Bohrung aufweist, eines Bolzens, der mit der Außenhülse verbunden ist und in der Bohrung aufgenommen ist, und eines Kanals in dem Bolzen, der eine Fluidverbindung mit dem Kolbenhohlraum bildet. Das Gehäuse ist bezüglich der Außenhülse axial beweglich, um den Bolzenkanal in Fluidverbindung mit dem Einlaßhohlraum bringen zu können.
Nun wird im Einzelnen auf die Figuren eingegangen, wobei ähnliche Bezugszahlen durchwegs ähnliche Elemente bezeichnen. 1 zeigt eine Einfülldüse 1 in Nichteingriffsstellung und einen entsprechenden Aufnahmegefäßeinlaß 2, der mit einem beliebigen (nicht gezeigten) Aufnahmegefäß abgedichtet verbunden werden kann, beispielsweise mit dem Kraftstofftank eines mit gasförmigem Brennstoff betriebenen Fahrzeugs. Die Einfülldüse wird mit einer (nicht gezeigten) Zuführeinrichtung für Hochdruckfluid verbunden. Die Düse weist einen Düseneinlaß 3 für das Hochdruckfluid und einen Auslaß 4 auf, der mit dem Einlaß 2 des Aufnahmegefäßes abdichtend zusammenwirkt, um das Aufnahmegefäß zu befüllen. Eine Vielzahl von Verbindungsbacken 5 sind mit einem Kolben 6 verbunden. Die Backen sind rings um den Auslaß 4 angeordnet und können radial bewegt werden. Hochdruckfluid füllt den Einlaßhohlraum 7.
Wie in 2 dargestellt, wird die Einfülldüse 2 mit dem Einlaß 2 des Aufnahmegefäßes verbunden, indem der Einlaß des Aufnahmebehälters gegen den Steuerring 11 gedrückt wird, und ein Haltering 12, der in Axialrichtung über das Auslaßende der Außenhülse 10 ragt, zum Aufnahmebehälter geschoben wird.
Wie in 3 dargestellt, wird der Einlaß 2 des Aufnahmegefäßes auf den Steuerring 11 geschoben, wodurch der Steuerring gegen eine Steuerfeder 20 gedrückt wird. Die Bewegung der Außenhülse in Richtung auf das Aufnahmegefäß bewirkt, daß der Haltering 12 die Backen 5 radial nach innen schiebt, um die Düse sicher am Einlaß des Aufnahmegefäßes zu befestigen und abzudichten. Eine Dichtung 21 sorgt für eine gasdichte Verbindung zwischen dem Düsenauslaß 4 und dem Aufnahmegefäßeinlaß.
4 zeigt die Außenhülse 10, die an dem Düsengehäuse 30 anliegt. Die Hülse wird an einer wie auch immer gearteten Bewegung relativ zum Gehäuse gehindert. Ein erster Bolzen 31 und ein zweiter Bolzen 32 erstrecken sich axial vom Ende der Außenhülse. Der erste und der zweite Bolzen sind in einer entsprechenden ersten Bohrung 33 bzw. einer zweiten Bohrung 34 aufgenommen. Eine erste Nut 35 ist im ersten Bolzen 31 definiert. In der Eingriffsstellung, die in 4 dargestellt ist, steht die erste Nut in Fluidverbindung mit einem radial verlaufenden Kanal 36, der seinerseits in Fluidverbindungen mit dem Einlaßhohlraum 7 steht. Die erste Nut 35 ermöglicht es dem Hochdruckfluid, mit einer ersten Bohrung 37 zu kommunizieren (nur die Zugangsstelle ist dargestellt). Die Bohrung steht in Fluidverbindung mit einem Kolbenhohlraum 38. Demgemäß strömt das Hochdruckfluid durch die erste Bohrung 37 und füllt den Kolbenhohlraum 38.
Der Bereich des Kohlbenhohlraums 38, der mit Hochdruck beaufschlagt wird, bewirkt eine größere Kraft als die kombinierten Kräfte des Hochdrucks, der auf das Ventil 39, die Ventilfeder 40 und die Kolbenfeder 41 wirkt Demgemäß bewegt die Kraft, die von dem Hochdruckfluid im Kolbenhohlraum erzeugt wird, den Kolben 42, die Backen 5 und das Hauptrohr 43 relativ zum Rest der Düse nach rechts zum Düseneinlaß 3. Dies bewirkt wiederum, daß das Ventil 39 sich öffnet, und das Hochdruckfluid durch das Hauptrohr 43 zum Einlaß 2 des Aufnahmegefäßes strömt, wie in 5 dargestellt.
Nachdem das Aufnahmegefäß fertig gefüllt wurde, kann die Düse durch Wegschieben der Hülse 10 vom Einlaß 2 des Aufnahmegefäßes getrennt werden, wie in 6 dargestellt. Der Druckausgleich zwischen dem Einlaßhohlraum 7 und dem Kolbenhohlraum 38 erlaubt ein leichtes Herausnehmen der Düse. Das Verschieben der Hülse bewirkt ein Herausgehen des ersten Bolzens 31 und des zweiten Bolzens 32 aus der ersten Bohrung 33 bzw. der zweiten Bohrung 34. Eine zweite Nut 60 ist im zweiten Bolzen 32 definiert. Die zweite Nut 60 wird in Fluidverbindung mit einer zweiten Bohrung 61 gebracht (nur die Austrittsstelle ist gezeigt), die in Fluidverbindung mit dem Kolbenhohlraum 38 steht. Das Hochdruckfluid aus dem Kolbenhohlraum 38 entströmt durch die zweite Bohrung 61 und die zweite Nut 60 durch einen Ablaufkanal 90 (in 9 dargestellt) in die Atmosphäre. Das Hochdruckfluid in dem Einlaßhohlraum 7 bewirkt durch die Umkehrung der Bewegungen der in 5 beschriebenen Teile, daß das Ventil 39 sich schließt.
7 (identisch mit 1) zeigt die Düse, wenn sie nicht in den Einlaß 2 des Aufnahmegefäßes eingreift. Das Wegschieben der Hülse 10 vom Aufnahmegefäß bewirkt, daß der Haltering 12 die Backen 5 freigibt. Die Düse kann dann aus dem Aufnahmegefäßauslaß herausgenommen werden.
8 zeigt ein Sicherheitsmerkmal der Düse 1 für den Fall, daß ein Benutzer versucht, das Hochdruckfluid abzulassen, ohne die Düse mit dem Einlaß 2 des Aufnahmegefäßes zu verbinden. In dieser Position füllt das Hochdruckfluid den Kolbenhohlraum 38, wie oben beschrieben. Obwohl der Kolben 32 und die Backen 5 sich relativ zum Rest der Düse bewegen, wie oben beschrieben, bewegt sich das Hauptrohr 43 nicht, da die Backen nicht in den Einlaß 2 des Aufnahmegefäßes eingreifen. Demgemäß kann das Ventil nicht geöffnet werden, um das Hindurchströmen des Hochdruckfluids durch die Düse zuzulassen.
Selbstverständlich bezieht sich die obige Beschreibung lediglich auf eine als Beispiel dienende bevorzugte Ausführungsform. Für einen Fachmann liegen zahlreiche Abwandlungen dieser Erfindung nahe, und diese offensichtlichen Abwandlungen liegen im Bereich der Erfindung, wie er durch die Ansprüche definiert ist.

Claims

Fluidausgabedüse (1) die folgendes umfaßt: eine Außenhülse (10), einen Düseneinlaß (3) zur Aufnahme eines Hochdruckfluids und einen Düsenauslaß (4) zur Ausgabe des Hochdruckfluids; ein Innenrohr (43) in Fluidverbindung mit dem Düseneinlaß und dem Düsenauslaß; ein Ventil (39), das so vorgespannt ist, daß es den Strömungskanal durch das Innenrohr verschließt; und einen Kolben (42); wobei die Düse dadurch gekennzeichnet ist, daß sie ferner folgendes umfaßt: eine Mehrzahl von radial beweglichen Verbindungsbacken (5), die um den Umfang des Auslasses positioniert sind, wobei die Verbindungsbacken erste Enden, die in den Kolben eingreifen, und zweite Enden aufweisen, die in einen Einlaß (2) eines Gefäßes eingreifen, in das Fluid ausgegeben werden soll; und wenigstens einen Regulierring (11), der neben den Verbindungsbacken angeordnet und axial relativ dazu beweglich ist, wobei eine axiale Bewegung des Regulierrings eine radiale Bewegung der Verbindungsbacken zuläßt, und wobei die Verbindungsbacken, der Kolben und das Innenrohr axial relativ zur Außenhülse und zum Rest der Düse beweglich sind, und wobei der Kolben betätigt werden kann, um das Ventil zu öffnen und die Passage von Hochdruckfluid durch die Düse zuzulassen.
Fluidausgabedüse nach Anspruch 1, bei der das Ventil in einem Einlaßhohlraum angeordnet ist.
Fluidausgabedüse nach Anspruch 1, bei der die Verbindungsbacken axial über den Düsenauslaß hinaus verlaufen und radial nach innen beweglich sind, um den Düsenauslaß fest und dicht an einem Gefäßeinlaß anzubringen.
Fluidausgabedüse nach Anspruch 1, bei der der Kolben in einem Kolbenhohlraum angeordnet ist, wobei der Kolbenhohlraum in Fluidverbindung mit dem Einlaßhohlraum sein kann.
Fluidausgabedüse nach Anspruch 4, bei der das Ventil so vorgespannt ist, daß es den Strömungskanal durch das Innenrohr durch den Druck eines Hochdruckfluids im Einlaßhohlraum verschließen kann, und wobei ferner dann, wenn der Kolbenhohlraum in Fluidverbindung mit dem Einlaßhohlraum ist, der Bereich des Kolbenhohlraums, auf den Hochdruckfluid wirkt, größer ist als der Bereich, auf dem Hochdruckfluid das Ventil in die Schließstellung vorspannt.
Fluidausgabedüse (1), die folgendes umfaßt: eine Außenhülse (10), einen Düseneinlaß (3) zur Aufnahme eines Hochdruckfluids und einen Düsenauslaß (4) zum Ablassen des Hochdruckfluids; ein Innenrohr (43) in Fluidverbindung mit dem Düseneinlaß und dem Düsenauslaß; ein Ventil (39), das so vorgespannt ist, daß es den Strömungskanal durch das Innenrohr verschließt; und einen Kolben (42); wobei die Düse dadurch gekennzeichnet ist, daß sie ferner folgendes umfaßt: eine Mehrzahl von radial beweglichen Verbindungsbacken (5), die um die Peripherie des Auslasses positioniert sind, wobei die Verbindungsbacken erste Enden haben, die in den Kolben eingreifen, und zweite Enden zum Eingreifen in den Einlaß (2) eines Gefäßes, in das Fluid ausgegeben werden soll, wobei die Verbindungsbacken axial über den Düsenauslaß hinaus verlaufen und radial nach innen beweglich sind, um den Düsenauslaß an einem Gefäßeinlaß fest und dicht anzubringen; und wenigstens einen Regulierring (11), der neben den Verbindungsbacken angeordnet ist und axial relativ dazu beweglich ist, wobei die axiale Bewegung des Regulierrings die Aufgabe hat, eine radiale Bewegung der Verbindungsbacken zuzulassen, wobei die Verbindungsbacken, der Kolben und das Innenrohr axial relativ zur Außenhülse und zum Rest der Düse beweglich sind, und wobei der Kolben betätigt werden kann, um das Ventil zu öffnen und die Passage von Hochdruckfluid durch die Düse zuzulassen.
Fluidausgabedüse (1), die folgendes umfaßt: eine Außenhülse (10), einen Düseneinlaß (3) zur Aufnahme eines Hochdruckfluids und einen Düsenauslaß (4) zum Ablassen des Hochdruckfluids; ein Innenrohr (43) in Fluidverbindung mit dem Düseneinlaß und dem Düsenauslaß; ein Ventil (39), das so vorgespannt ist, daß es den Strömungskanal durch das Innenrohr verschließt; und einen Kolben (42); wobei die Düse dadurch gekennzeichnet ist, daß sie ferner folgendes umfaßt: eine Mehrzahl von radial beweglichen Verbindungsbacken (5), die um die Peripherie des Auslasses positioniert sind, wobei die Verbindungsbacken erste Enden haben, die in den Kolben eingreifen, und zweite Enden zum Eingreifen in den Einlaß (2) eines Gefäßes, in das Fluid ausgegeben werden soll; und ein Düsengehäuse (30) mit wenigstens einer Bohrung (33, 34) darin, wenigstens einem Bolzen (31, 32), der mit der Außenhülse verbunden ist und in der Bohrung aufgenommen wird, und wenigstens einem Kanal (35, 37) in dem Bolzen, der in Fluidverbindung mit einem Kolbenhohlraum ist, in dem der Kolben angeordnet ist, wobei die Verbindungsbacken, der Kolben und das Innenrohr axial relativ zur Außenhülse beweglich sind, und wobei der Kolben betätigt werden kann, um das Ventil zu öffnen und die Passage von Hochdruckfluid durch die Düse zuzulassen.