DE9117002U1 - Sicherheitseinrichtung für Strömungsmittelleitungen - Google Patents

Description

Sicherheitseinrichtung für Strömungsmittelleitungen

Die Neuerung bezieht sich auf Hochdruck-Strömungsmittel-Zufuhrsysteme und insbesondere auf eine Sicherheitseinrichtung für eine Leitung, die einen Teil des Hochdruck-Strömungsmittel-Zufuhrsystems bildet.

Ein häufiges Problem bei Hochdruck-Strömungsmittel-Zufuhrsystemen, wie sie beispielsweise zum Füllen von Behältern mit komprimierten Gasen, wie Sauerstoff, Stickstoff, Kohlendioxid und dergleichen verwendet werden, besteht in der Gefahr, daß eine Leitung, die einen Teil des Strömungsmittel-Zufuhrsystems bildet, ausfällt.

Typischerweise sind diese Leitungen aus widerstandsfähigem, flexiblem Material hergestellt, wie zum Beispiel aus behandeltem und verstärktem Gummi, Neopren, Nylon, Teflon, Edelstahl und dergleichen.

Gelegentlich fallen diese Leitungen durch Reißen oder Aufplatzen aus. Wenn ein Schlauch reißt, so ergeben sich zwei Gefahren. Einerseits können die beiden Enden der Leitung, die sich bei dem Reißen ergeben, unter der Kraft der komprimierten Gase, die aus der gerissenen Leitung sowohl von dem zu füllenden Behälter als auch von dem Verteilerkrümmer der Strömungsmittel-Versorgung ausströmen, wild herumschlagen. Bis die Leitung festgehalten werden kann, besteht eine erhebliche Verletzungsgefahr für Personen und Schäden an Geräten.

Weiterhin kann das Ausströmen von Gs von dem Verteilerkrümmer und dem Behälter durch die gerissene Schlauchleitung zu einem kostspieligen Verlust an Gas führen, oder es kann im noch schlimmeren Fall eine Umgebung mit gefährlichen Dämpfen gefüllt werden.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitseinrichtung zu schaffen, die eine gerissene Hochdruckleitung daran hindert, herumzuschlagen, und das gleichzeitig in der Lage ist, Gase am Auslecken aus der Leitung durch die Bruchstelle zu hindern.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Neuerung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Neuerung betrifft eine Strömungsmittelleitungs-Sicherheitseinrichtung, die eine flexible Leitung umfaßt. Ein Ventil befindet sich an jedem Ende der Leitung. Jedes Ventil schließt einen Ventilsitz und einen Ventilkörper ein. Die Ventilkörper werden in einem festen vorgegebenen Abstand voneinander gehalten, wobei dieser Abstand etwas größer ist, als der Abstand zwischen den Ventilsitzen, so daß im Normalbetrieb das komprimierte Strömungsmittel durch das Ventil und den Ventilsitz an jedem Ende der Leitung strömen kann.

Wenn die Leitung reißt oder aufplatzt, ruft eine Relativbewegung zwischen den Ventilen und den Ventilsitzen unter der Kraft des komprimierten Strömungsmittel ein Schließen der Ventile an jedem Ende der Leitung hervor, wodurch die Strömung des Strömungsmittels gesperrt wird.

Gemäß einem weiteren Grundgedanken der Neuerung werden die Ventilkörper auf ihrem vorgegebenen Abstand voneinander durch ein langgestrecktes Kabel gehalten, das sich zwischen diesen Ventilkörpern und durch die Leitung hindurch erstreckt. Wenn daher die Leitung reißen würde, würde das Kabel verhindern, daß die Enden des Schlauches herumschlagen.

Die Neuerung wird bei einer Betrachtung im Hinblick auf die folgende ausführliche Beschreibung einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten--Zeichnungen besser verständlich und weitere Vorteile und Anwendungen werden ohne weiteres ersichtlich.

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In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 eine schematische Zeichnung einer Vorrichtung zum Füllen von Druckgaszylindern mit einem komprimierten Strömungsmittel unter hohem Druck,

Figur 2 eine Ansicht einer Leitung, die gemäß der derzeit bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist, wobei die Ventile sich in einer Stellung befinden, in der eine Gasströmung ermöglicht wird,

Figur 3 eine Schnittansicht entlang der Linien 4-4 nach Figur 2,
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Figur 4 eine der Figur ähnliche Ansicht, die jedoch die Ventile in einer Stellung zeigt, in der die Strömungsmittelströmung gesperrt ist.

In Figur 1 ist ein Zufuhrsystem zum Füllen von Behältern mit komprimierten StrömungsmitteIm dargestellt und dieses System umfaßt eine Strömungsmittelversorgung 10, wie zum Beispiel einen Behälter oder Strömungsmittelkomprimierungseinrichtungen oder dergleichen. Die Versorgung 10 kann über einen Verteilerkrümmer 12 mit einer Vielzahl von Behältern 14 verbunden werden, in die das Strömungsmittel überführt werden soll. Typischerweise können die Behälter 14 Gasflaschen sein, wie sie in der Technik gut bekannt sind. Leitungen 20, die langgestreckte flexible Bauteile sein können, sind zwischen dem Verteilerkrümmer 12 und den Behältern 14 angeschlossen.

Typischerweise sind die Leitungen 20 Schläuche, die aus verstärktem Neopren, Gummi, Neopren, Nylon, Teflon, Edelstahl und dergleichen hergestellt sind, so daß sie ein hohes Ausmaß an Flexibilität aufweisen und den hohen Drücken wiederstehen können, die auf sie durch-die komprimierten Strömungsmittel ausgeübt werden, die sich durch die Leitungen bewegen.

In Figur 2 ist eine der Leitungen 20 ausführlich gezeigt. Die Leitung 20 schließt ein Gehäuse 22 an einem Ende und ein identisches Gehäuse 24 an ihrem anderen Ende ein. Die Gehäuse und 24 sind Anschlußteile, die den Anschluß der Leitung 20 an andere Elemente in dem Strömungsmittel-Handhabungssystem ermöglichen. Weil diese beiden Gehäuse identisch sind, reicht die folgende ausführliche Beschreibung des Gehäuses 22 auch als Beschreibung des Gehäuses 24 aus. Das Gehäuse 22 ist mit der Leitung 20 über eine Schlauchklemme 26 verbunden, die mit einem komplementären langgestreckten zylindrischen hohlen Bauteil 30 zusammenwirkt, das sich von der Endwand 32 des Gehäuses 22 aus in den Kanal 34 erstreckt, der durch die Leitung 20 umgrenzt ist.

Wie dies am besten aus Figur 2 zu erkennen ist, ist das Gehäuse 22 ein langgestrecktes hohles zylindrisches Bauteil, das über die Endwand 32 und das Bauteil 30 mit der Leitung 20 verbunden ist und am anderen Ende ein Gewinde 36 zum Anschluß an ein anderes Element des Strömungsmittel-Handhabungssystems aufweist.

Das Gehäuse 22 weist eine Innenwand auf, die eine Ventilkammer 38 umschließt, die durch eine von der Endwand 32 fort gerichtete Schulter 40 und einen sich verjüngenden Ventilsitz 42 begrenzt ist, der benachbart zur Endwand 32 liegt. Der sich verjüngende Ventilsitz 42 liegt zwischen der Schulter 40 und der Endwand 32 und ist auf die Schulter 40 gerichtet.

Wie dies weiter oben erwähnt wurde, wirkt das Bauteil 30 mit der Schlauchklemme 26 zusammen, um die Leitung 20 zwischen diesen Teilen einzuklemmen, so daß das Gehäuse 22 sicher mit der Leitung 20 verbunden ist, um unter hohem Druck stehendes Strömungsmittel aufzunehmen und weiterzuleiten. Die Leitung 20 dient weiterhin als Kabelführung, wie dies noch erläutert wird.

Ein Ventilkörper 44 ist in der Ventilkammer 38 angeordnet. Der Ventilkörper 44 schließt vorzugsweise einen langgestreckten zylindrischen Teil 46 mit einem sich verjüngenden Ende 48 und

einer Endwand 50 ein. Die Verjüngung am Ende 48 entspricht der Verjüngung des Ventilsitzes 42, so daß sie zusammenwirken können, um das Ausströmen von Strömungsmittel zu verhindern, wenn sie in Eingriff miteinander stehen. 5

Ein hintenliegendes Ende 52 erstreckt sich von der Rückwand des Ventilkörpers 40 und umfaßt einen langgestreckten stempeiförmigen Teil 54 mit relativ kleinem Durchmesser verglichen mit dem langgestreckten zylindrischen Teil 46. Der stempelförmige Teil 54 erstreckt sich von dem Ventilsitz 40 fort.

Sowohl der Ventilkörper 44 als auch der stempeiförmigen Teil 54 schließen einen sich in Längsrichtung erstreckenden axialen Kanal 56 mit relativ kleinem Durchmesser ein, der ein relativ steifes Kabel 58 oder irgendein anderes geeignetes flexibles und biegbares Teil mit vorgegebener Länge aufnehmen kann. Der Ventilkörper 44 kann mit dem Kabel 58 durch Verpressen oder andere geeignete Maßnahmen verbunden werden, so daß das Kabel 58 von dem Ventilkörper 44 selbst unter den großen Kräften, die bei einem Reißen der Leitung 20 auftreten, nicht getrennt werden kann.

Gemäß den Figuren 2 und 3 sind Ventilkörperhalter 60 und 62 in den Gehäusen 22 bzw. 24 angeordnet. Weil die beiden Halter 60 und 62 identisch sind, reicht die folgende ausführliche Beschreibung des Halters 60 auch als Beschreibung auch als Beschreibung des Halters 62 aus.

Wie dies aus Figur 3 zu erkennen ist, ist der Halter 60 eine Scheibe, die ein allgemein kreisringförmiges Mittelteil 64 mit einer Vielzahl von Armen 66 einschließt, die sich in Radialrichtung von dem Mittelteil nach außen erstrecken. Die Mitte des kreisringförmigen Mittelteils 64 weist eine Öffnung 68 auf.

Die Halter 60 und 62 sind an den Schultern 40 in jedem Gehäuse 22 und 24 angeordnet. Jeder Halter ist an der Schulter dadurch befestigt, daß er mit Preßsitz eingesetzt, festgeklemmt, verschweißt oder durch andere geeignete Einrichtungen befestigt

ist, die den Halter aus einem noch zu erläuternden Grund an seinem Platz halten. Der Abstand zwischen den Haltern 60 und 62 ist ungegfähr gleich dem Abstand zwischen den Rückwänden der Ventilkörper 44.
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Wie dies am besten aus Figur 2 zu erkennen ist, bewirken das Bauteil 30 und die Steifigkeit des Kabels 58, daß die Ventilkörper 44 mit ihren Rückwänden 50 gegen ihre jeweiligen Halter 60 und 62 anliegen, wobei sich die jeweiligen Stempel 54 durch die Öffnungen 68 erstrecken.

Unter normalen Betriebsbedingungen strömen komprimierte Strömungsmittel durch die Leitung 20, durch die Strömungsmittelkanäle 70, die durch den Abstand zwischen den Armen 66 jedes Halters 60 und 62 und der Innenwand der Gehäuse 22 und 24 gebildet sind, und durch die Öffnung zwischen jedem Ventilsitz 42 und dem jeweiligen Ventilkörper 44.

Weil das Kabel 58 durch die Wand der Leitung 20 festgelegt ist und lang genug und ausreichend steif ist, um die Ventilkörper in Eingriff mit den Haltern 60 und 62 zu halten, ist es aus Figur 2 zu erkennen, daß kein Ventilkörper sich in seiner Kammer bewegen kann, weil diese Bewegung durch den Halter am anderen Ende der Leitung blockiert ist.

Wenn die Leitung 20 entweder durch Platzen oder durch Reißen ausfällt, so bewegen sich die Ventilkörper 44 und die Ventilsitze 42 in Eingriff miteinander, wodurch die Strömung durch die Leitung an jedem ihrer Enden gestoppt wird, wie dies aus Figur 4 zu erkennen ist. Daher wird nicht nur das Ausströmen aus dem Verteilerkrümmer gestoppt, sondern auch das Austreten von Strömungsmittel aus dem zu füllenden Behälter.

Wenn die Versorgung 10 oder einer der Behälter 14 während des Füllens umfallen würde, so kann die Leitung 20 reißen. In diesem Fall bewegen sich die Enden der Leitung mit dem Teil, mit dem sie verbunden sind. Daher werden die Ventilsitze 42 voneinander

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fort und in Eingriff mit ihren jeweiligen Ventilkörpern 44 gezogen, weil das Kabel 58 durch die Bewegung der Leitungsenden voneinander fort strammgezogen wird.

Wenn die Versorgung 10 und die Behälter 14 festgelegt sind, werden sie nicht bewegt, wenn die Leitung ausfällt. In diesem Fall werden die Ventilkörper 40 in Eingriff mit ihren jeweiligen Ventilsitzen 42 gedrückt, und zwar aufgrund des Druckunterschiedes längs der Ventilkörper 44, weil sich noch ein unter hohem Druck stehendes Strömungsmittel in dem Vorrat 10 und dem Behälter 14 befindet, das gegen die Ventilkörper 44 drückt. Wenn die Leitung 20 ausfällt, so wird das Kabel 58 aus seiner Umschließung innerhalb der Leitung freigegeben, so daß es sich biegen kann und eine Bewegung der Ventilkörper 44 in Richtung auf die Ventilsitze 42 ermöglicht.

Weil sich weiterhin das Kabel 58 durch die Leitung 20 erstreckt, dient es als Führung für eine gerissene Leitung, wodurch verhindert wird, daß die Enden der Leitung unter der Wirkung des austretenden Strömngsmittels herumschlagen. Weiterhin wird selbst dann, wenn das Kabel als Ergebnis des Reißens des Schlauches unterbrochen würde, die Strömungsmittelströmung immer noch an jedem Ende der Leitung gestoppt, weil das Kabel 58 die Ventilkörper 44 nicht mehr in Abstand voneinander hält.

Es ist wichtig, festzustellen, daß die Vorteile der Neuerung durch eine Konstruktion erzielt werden, die sich vollständig im Innneren der Leitung befindet. Es gibt keine äußeren Bauteile, die versehentlich angestoßen, beschädigt oder zerstört werden könnten, wodurch die Merkmale der Erfindung nicht mehr zur Verfügung stehen würden, wenn sie benötigt würden.

Es ist weiterhin zu erkennen, daß die beschriebene Vorrichtung und das Verfahren mit Leitungen von unterschiedlichen Größen und aus unterschiedlichen Materialien verwendet werden können.

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Damit ist es verständlich, daß obwohl die Neuerung bezüglich einer speziellen Ausführungsform beschrieben wurde, auch andere Ausführungsformen verwendet werden können, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Der Einsatzbereich der Neuerung sollte daher nicht durch die vorstehende Beschreibung sondern lediglich durch den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche beschränkt sein.

Claims (7)

Schutzansprüche

1. Sicherheitseinrichtung für eine Strömungsmittelleitung mit einer flexiblen Leitung mit ersten und zweiten Enden, mit einen Ventilitz bildenden Ventileinrichtungen an jedem Ende der Leitung, wobei sich die Ventilsitze im Betrieb in einem ersten vorgegebenen Abstand voneinander befinden und voneinander fort bewegbar sind, wenn die Strömungsmittelleitung ausfällt, mit an den jeweiligen Enden angeordneten Ventilkörpern, die mit einem jeweiligen der am Ende angeordneten Ventilsitze zusammenwirken, wobei die Ventilsitze zwischen den Ventilkörpern angeordnet sind, mit einer Verbindungseinrichtung, die die beiden Ventilkörper mit einem zweiten Abstand voneinander verbindet, der größer als der erste Abstand der Ventilsitze voneinander ist, mit Halteeinrichtungen, die an jedem der Enden angeordnet sind, um die Ventilkörper gegen eine Bewegung derart festzuhalten, daß ein Strömungsmittel durch die Leitung strömen kann, bis die Leitung ausfällt, wobei die Verbindungseinrichtung bei einem Reißen der Leitung und einer Bewegung der Ventilsitze voneinander fort die Ventilkörper in dem zweiten Abstand hält, so daß sich die Ventilsitze in Richtung auf die Ventilkörper bewegen und die Ventile schließen,

dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtungen Halter (60, 62) umfassen, daß die Ventilkörper (44) zwischen den Haltern derart angeordnet sind, daß eine Bewegung der Ventilkörper von den Ventilsitzen fort beschränkt wird, und daß die Verbindungseinrichtung ein langgestrecktes, steifes, jedoch biegsames Bauteil (48) umfaßt, das sich durch die Leitung (20) hindurch erstreckt und es bei einem Aufplatzen der Leitung ohne Änderung des Abstandes zwischen den Ventilsitzen ermöglicht, daß sich die Ventilkörper in Richtung aufeinander zu bewegen, so daß sich die Ventilkörper in Richtung auf die Ventilsitze bewegen und diese Ventile schließen, während sich die Verbindungseinrichtung biegt, um diese Bewegung der Ventilkörper zu ermöglichen.

2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ventilelement ein Gehäuse (22, 24) umfaßt, daß das Gehäuse (22, 24) Einrichtungen (30) zu seiner Verbindung mit der Leitung (20) und mit einer Ventilkammer (38) einschließt, und daß Lagefestlegungseinrichtungen (40) durch das Gehäuse in der Ventilkammer gebildet sind, um die Lage der Halter (60, 62) in dem Gehäuse festzulegen.

3. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halter (60, 62) ein allgemein kreisringförmiges Bauteil umfassen, das eine Vielzahl von Strömungsmittelkanälen aufweist, die den Durchfluß des Strömungsmittels ermöglichen, und daß ein Teil (64) der Halter (60, 62) mit den Ventilkörpern (44) in Eingriff bringbar ist, um die Ventilkörper (44) zu haltern und zu führen.

4. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß der Teil (64) der Halter eine Öffnung (68) einschließt.

5. Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine Innenwand einschließt, daß die Lagefestlegungseinrichtungen eine durch die Innenwand gebildete Schulter (40) fassen, und daß die Halter (60, 62) an diesen Schultern (40) angeordnet sind.

6. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 4 oder 5,

dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (44) einen Ventilkörperschaft (54) einschließt, der verschiebbar von der Öffnung (68) aufgenommen wird.

7. Sicherheitseinrichtung nach einem der Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung (58) ein Kabel umfaßt, das sich durch die Leitung (20) erstreckt.