DK165068B

DK165068B - To-trins-reduktionsventil, fortrinsvis til gasflasker

Info

Publication number: DK165068B
Application number: DK159590A
Authority: DK
Inventors: Frits Palle Ulrich Hansen
Original assignee: Kosan Teknova As
Priority date: 1990-07-03
Filing date: 1990-07-03
Publication date: 1992-10-05
Also published as: PT98182B; EP0465397B1; IE912136A1; IE62549B1; US5186208A; EP0465397A3; ES2060337T3; DK159590D0; DK159590A; CA2046038A1; DE69103982D1; HK25495A; EP0465397A2; PT98182A; DE69103982T2; DK165068C

Description

i

DK 165068B

Opfindelsen angår en to-trins-reduktionsventil til luftformige medier, bestående af et højtryksaggregat med en højtryksmembran, der påvirker et fortrinsvis i en gasflaskehals anbragt ventillegeme, og af et lav-5 tryksaggregat bestående af et ligeledes membranstyret ventillegeme, som er beliggende i en fra højtryksaggregatet udgående gaskanal, og hvilken membran påvirkes af trykket i kanalen efter lavtryksventilens ventilsæde, og ved hvilken reduktionsventil en med et betjenings-10 håndtag forbundet lukkestang er begrænset forskydeligt forbundet med en med højtryksmembranen fast forbundet membranspindel, som i åbnestillingen med sin nederste ende påvirker det i gasflaskehalsen anbragte ventillegeme og i sin øverste ende har en i hovedsagen cylin-15 drisk boring til forskydelig optagelse af lukkestangens nederste ende, således at høj tryksventilen ved en stilling af betjeningshåndtaget og dermed af lukkestangen tvangsmæssigt holdes lukket uafhængigt af højtryksmembranen, medens den ved en anden stilling af betjenings-20 håndtaget kan bevæges af højtryksmembranen, hvorhos lukkestangen er fast forbundet med lavtryksaggregatets ventilstyremekanisme og yderligere er således forbundet med lavtryksventillegemet, at dette tvinges til lukkestilling, når lukkestangen står i lukkestilling, at den 25 opadvendende cirkulære munding af nævnte boring i membranspindelen har reduceret diameter, og at lukkestangen i sin nederste ende har et hoved med større bredde end nævnte reducerede diameter.

Ved en fra DK fremlæggelsesskrift nr. 150026 30 kendt reduktionsventil af denne art bevirker den nævnte forbindelse mellem lukkestangen og lavtryksventillegemet en forbedret sikkerhed mod udsivning af gas i ventilens lukkede stilling, idet gas, der eventuelt siver ud gennem utætheder i den lukkede højtryksventil, spær-35 res inde i højtryksmembranrummet, dvs. rummet mellem højtryksventilen og højtryksmembranen.

2

DK 165068 B

Lukkestangens begrænset forskydelige forbindelse med høj tryks aggregatets ventilstyremekanisme og faste forbindelse med lavtryksaggregatets ventilstyremekanisme medfører ikke blot fri bevægelighed af de to ventil-5 styremekanismer i ventilens åbne stilling, men tager også sigte på at gøre konstruktionen enkel.

Ved den fra nævnte DK-fremlæggelsesskrift kendte ventiludførelse er lukkestangens begrænset forskydelige forbindelse med membranspindelen tilvejebragt ved hjælp 10 af en art bajonetkobling mellem lukkestangens nederste ende og membranspindelens boring, idet lukkestangens nederste ende er udformet som en flad bajonetindstiks-del til indførelse i en nøglehullignende udskæring ved udmundingen af membranspindelens boring.

15 Ved denne udførelse kræves ved monteringen en bestemt vinkelorientering af lukkestangen og membranspindelen til indføring af lukkestangen, og en efterfølgende drejning af de to elementer for at sikre bajonetindgrebet, således at montagearbejdet vanskeligt la-20 der sig automatisere.

Yderligere er der risiko for, at lukkestang og membranspindel kan komme ud af bajonetindgrebet ved blot en ringe drejning i forhold til hinanden under ventilens brug.

25 Ifølge den foreliggende opfindelse opnås en væ sentlig forenkling af montagearbejdet således, at det uden væsentlige komplikationer lader sig automatisere med henblik på robotstyring samt en forbedret sikkerhed mod fejlfunktion som følge af manglende indgreb mellem 30 lukkestang og membranspindel ved, at lukkestangens hoved har en sådan form, at det med lukkestangen skråt-stillet i forhold til membranspindelens akse kan indføres i boringen gennem dennes munding, men i indført stilling med lukkestangen koaksial i forhold til borin-35 gen er forhindret i udtrækning fra denne.

Ved den angivne udformning af membranspindelens boring med en forsnævret cirkulær udmunding og udform-

DK 165068 B

3 ning af hovedet ved lukkestangens nederste ende opnås, at de to dele kan samles i en vilkårlig indbyrdes vinkelstilling, og den til samleoperationen krævede skråstilling af lukkestangen lader sig nemt udføre med ro-5 botstyring.

I den færdigtsamlede ventil er der, som følge af membranspindelens tvangsstyring, i praksis ikke mulighed for, at lukkestangen kan bringes ud af en koaksial-beliggenhed i forhold til membranspindelen og dermed 10 ingen risiko for, at den kommer ud af indgreb med denne.

Ved en foretrukken udførelsesform har lukkestangens hoved form som et hexagonalt legeme, i hvilket en diagonal forløber vinkelret på lukkestangens akse og 15 har større længde end boringens mundingsdiameter, medens den mindste lineære aftand mellem to over for hinanden liggende sider, som ikke er parallelle med nævnte diagonal, er mindre end nævnte mundingsdiameter.

En yderligere forenkling af montagearbejdet kan 20 opnås ved, at et membransæde for lavtryksmembranen er udformet i ét stykke med lukkestangen. Herved undgås den ved kendte udførelser af reduktionsventilen normalt benyttede lodning af membransædet til lukkestangen, og der opnås sikkerhed for en permanent fast forbindelse 25 mellem lukkestangen og lavtryksmembranen.

Ved i en yderligere hensigtsmæssig udførelses-form at udforme lukkestangen, så den under membransædet har en indsnævring til modtagelse af en gaffelformet ende af et vinkelbøjet bladfjederelement, over hvilket 30 lukkestangen er forbundet med lavtryksventillegemet, lettest tilvejebringelsen af lukkestangens tvangsmæssige forbindelse med lavtryksventillegemet.

En sikker fiksering og fastholdelse af lavtryksmembranen i forhold lukkestangen og dermed også en for-35 bedret sikkerhed mod udslip, der ellers kan forårsages af, at den elastiske lavtryksmembran forskubber sig i

DK 165068B

4 forhold til lukkestangen, kan opnås ved, at lavtryksmembranen holdes fastspændt mod ventilsædet af en mod membranens overside liggende membranskive, i hvis underside der er udformet spor til optagelse af opragende 5 vulster fra membranens overside.

Opfindelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 i et lodret snitbillede viser en udførel-sesform for en to-trins-reduktionsventil ifølge opfin-10 delsen, og fig. 2 i forstørret målestok viser sammenkoblingen mellem en lukkestang og en membranspindel.

Ventilhuset 1 er udformet til aftagelig anbringelse over en ikke-vist ventilbøsning, der er permanent 15 fastgjort i en gasflaskes åbning, idet et nedadvendende rundtgående skørt 2 af ventilhuset omslutter den øverste del af ventilbøsningen og fastholdes til denne ved hjælp af et antal kugler 3, som presses til indgreb med en rundtgående rille udvendigt på ventilbøs-20 ningen ved hjælp af en skydering 4, som presses nedefter af en fjeder 5.

I opadgående forlængelse af skørtet 2 omgiver en væg 6 et højtryksmembrankammer 7 som mod ventilen er lukket ved hjælp af en med gennemstrømningsåb-25 ninger 8 udformet væg 9 og opadtil af en højtryksmembran 10, som langs sin udvendige omkreds er fastklemt til væggen 6 ved hjælp af et fjederhus 11, som optager en membranfjeder 12, der er indskudt mellem huset 11's øverste del og en mod højtryksmembranen 10's 30 overside liggende membranskive 13.

Højtryksmembranen 10 er fastgjort koaksialt på en membranspindel 1- som under membranen 10 til understøtning af denne har et membransæde 15, og hvis nedadragende ende 16 i reduktionsventilens funktions-35 stilling påvirker en ikke-vist ventilspindel i ventilbøsningen til åbning imod kraften fra en fjederforspæn- 5

DK 165068 B

ding til lukning af ventilspindelen. Herved kan den ikke-viste ventilspindel, som udgør et højtryksventillegeme, i funktionsstillingen styres af højtryksmembranen 10 med fjederen 12 i samvirke med den på ven-5 tilspindelen virkende fjederforspænding.

Fra højtryksmembrankammeret 7 udgår en i væggen 6 udformet afgangskanal 17, der udmunder i en gaskanal 18 med stor diameter, hvori der i tæt forbindelse er indskruet en slangestuds 19. Afgangskana-10 len 17's udmunding i gaskanalen 18 er udformet som et ventilsæde 20 og kan lukkes ved hjælp af et i gas-kanalen 18 længdeforskydeligt lavtryksventillegeme 21.

Ud for lavtryksventillegemet 21 har gaskanalen 15 18 en åbning 22 med et inden for et vægafsnit 23 af ventilhuset 1 liggende lavtryksmembrankammer 24, som er lukket nedadtil af væggen 6 og højtryksmembranen 10 med fjederhuset 11 og opadtil af en lavtryksmembran 25. Denne er langs sin omkreds fastklemt mellem 20 den øverste kant af vægafsnittet 23 og et fjederhus 26, mellem hvis øverste del og en mod membranen 25's øverste liggende membranskive 27, der er indskudt en lavtryksmembranfjeder 28.

Gennem lavtryksmembranen 25 der ved midten har 25 en fortykkelse 26, er forskydeligt ført en lukkestang 30, der til tilvejebringelse af en understøtning for membranen 25 er formet i ét stykke med et membransæde 31. ved hjælp af en mellem membranskiven 27 og en fjederskive 32 indskruet sikkerhedsfjeder 33 holdes 30 membranen 25 normalt trykket i tæt anlæg mod membransædet 31, men hvis trykket i lavtryksmembrankammeret 24 overstiger en vis grænse, vil det være i stand til at løfte membranen 25 fra sædet 31 ikke blot mod virkningen . af membranfjederen 28, men også mod virk-35 ningen af sikkerhedsfjederen 33, så gassen kan undslippe gennem membranen 25's åbning omkring lukkestangen 30.

DK 165068B

6

For at undgå at membranen 25's herved forskubbes sideværts fra sin normale koaksiale placering i forhold til lukkestangen 30, kan membranen 25 ved sin overside have en eller flere rundtgående vulster 5 34 til indgreb med spor 35 i undersiden af membran skiven 27.

Under membransædet 31 har lukkestangen 30 en indsnævring 36 til monteringsvenlig modtagelse af en gaffelformet ende af et vinkelbøjet bladfjederele-10 ment 37, over hvilket lukkestangen 30 er forbundet med lavtryksventillegemet 21. Fjederelementet 37 er drejeligt omkring en fastliggende tap eller aksel 38 og udført med en sådan stivhed, at den først kan give efter for påvirkninger, der overstiger de af membranen 15 23 med tilhørende membranfjeder 28 udøvede styre kræfter på lavtryksventillegemet 21.

Lukkestangen 30 har i sin øverste ende et aflangt hul 39, hvorigennem der er ført en tap 40, som er excentrisk fastgjort i et betjeningshåndtag 41, som 20 er svingbart forbundet med et topstykke 42 på fjederhuset 26's øverste ende og kan drejes 180° mod uret fra den i fig. 1 viste funktionsstilling til en lukkestilling, i hvilken den ved løftning af lukkestangen 30, som er .sammenkoblet med membramspindelen 14 på den 25 i det følgende forklarede måde, fører membranspindelen opefter, så dens påvirkning af den ikke-viste ventilspindel ophører, hvorefter ventilspindelen lukkes i kraft af sin fjederforspænding.

Samtidigt tilvejebringer lukkestangens forbin-30 delse med lavtryksventillegemet 21 over fjederelementet 37 en lukning af ventillegemet 21 mod sædet 20.

Den nederste ende af lukkestangen 30 er ført ned i en hovedsageligt cylindrisk boring 43 i den øveste ende af membranspindelen 14. Ifølge opfindelsen 35 er den opadvendende udmunding 44 af boringen 4 3 udført som en forsnævring med reduceret diameter, og luk-

DK 165068B

7 kestangen 30 har ved sin nederste ende et hoved 45 med større bredde end mundingen 44's diameter men med en sådan form, at det med lukkestangen 30 skråtstillet i forhold til membranspindelens 14's akse kan indføres 5 i boringen 43 gennem den forsnævrede munding 44, medens det i kraft af sin større bredde i den indførte montagestilling, hvor lukkestangen 30 er koaksial med boringen 43 er forhindret i udtrækning fra denne.

Som det tydeligst ses i den forstørrede afbild-10 ning i fig. 2 kan hovedet 45 være udformet som et he-xagonalt legeme, der vinkelret på figurens plan har mindre udstrækning end mundingen 44's diameter, men i figurens plan har en på lukkestangens akse vinkelret diagonal 46 med større længde end munden 44's 15 diameter. For at kunne passere mundingen 44 under nævnte skråtstillede orientering som vist punkteret i fig. 2 er den mindste lineære afstand a mellem to over for hinanden liggende skråsider 47, 48, der ikke er parallelle med diagonalen 46 mindre end mundingen 44's 20 diameter.

Hvis afstanden a kun er en smule mindre end mundingerne 44's diameter, vil den nødvendige skråstilling af lukkestangen under indføring i det væsentlige svare til den vinkel, som hver af skråsiderne 47, 48 danner 25 lukkestangens akse, i den viste udførelsesform 45°.

Reduktionsventilen ifølge opfindelsen virker på samme måde som forklaret i fornævnte DK-fremlæggelses-skrift nr. 150026, men i forhold til den derfra kendte udførelse medfører den beskrevne sammenkobling mellem 30 lukkestange.n og membranspindelen en væsentligt enklere montage, som nemt lader sig automatisere under anvendelse af robotstyring og tillige en forbedret sikkerhed mod at lukkestangen og membranspindelen kommer ud af indgreb under ventilens brug.

Claims

8 DK 165068 B

1. To-trins-reduktionsventil til luftformige medier, bestående af et højtryksaggregat med en højt ryks -membran (10), der påvirker et fortrinsvis i en gasflaskehals anbragt ventillegeme, og af et la'vtryksaggregat 5 bestående af et ligeledes membranstyret ventillegeme (21), som er beliggende i en fra højtryksaggregatet udgående gaskanal (18), og hvilken membran (25) påvirkes af trykket i kanalen (18) efter lavtryksventilens (21) ventilsæde (20), og ved hvilken reduktionsventil en med 10 et betjeningshåndtag (41) forbundet lukkestang (30) er begrænset forskydeligt forbundet med en med højtryksmembranen (10) fast forbundet membranspindel (14), som i åbnestillingen med sin nederste ende påvirker det i gasflaskehalsen anbragte ventillegeme og i sin øverste 15 ende har en i hovedsagen cylindrisk boring (43) til forskydelig optagelse af lukkestangens (30) nederste ende, således at højtryksventilen ved en stilling af betjeningshåndtaget (41) og dermed af lukkestangen (30) tvangsmæssigt holdes lukket uafhængigt af højtryksmem-20 branen, medens den ved en anden stilling af betjeningshåndtaget (41) kan bevæges af højtryksmembranen (10), hvorhos lukkestangen (30) er fast forbundet med lavtryksaggregatets ventilstyremekanisme (25) og yderligere er således forbundet med lavtryksventillegemet (21), 25 at dette tvinges til lukkestilling, når lukkestangen (30) står i lukkestilling, at den opadvendende cirkulære munding (44) af nævnte boring (43) i membranspindelen (14) har reduceret diameter, og at lukkestangen (30) i sin nederste ende har et hoved (45) med større 30 bredde end nævnte reducerede diameter, kendetegnet ved, at lukkestangens (30) hoved (45) har en sådan form, at det med lukkestangen (30) skråtstil-let i forhold til membranspindelens (14) akse kan indføres i boringen (43) gennem dennes munding (44), men i 35 indført stilling med lukkestangen (30) koaksial i for- 9 DK 165068 B hold til boringen (43) er forhindret i udtrækning fra denne.

2. To-trins-reduktionsventil ifølge krav 1, kendetegnet ved, at lukkestangens (30) hoved 5 (45) har form som et hexagonalt legeme, i hvilket en diagonal (46) forløber vinkelret på lukkestangens (30) akse og har større længde end boringens (43) mundingsdiameter, medens den mindste lineære aftand mellem to over for hinanden liggende sider (47, 48), som ikke er 10 parallelle med nævnte diagonal (46), er mindre end nævnte mundingsdiameter.

3. To-trins-reduktionsventil ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at et membransæde (31) for lavtryksmembranen (25) er udformet i ét stykke med 15 lukkestangen (30).

4. To-trins-reduktionsventil ifølge krav 1, 2 eller 3 kendetegnet ved, at lukkestangen (30) under nævnte membransæde (31) har en indsnævring (35) til modtagelse af en gaffelformet ende (36) af et 20 vinkelbøjet bladfjederelement (37), over hvilket lukkestangen (30) er forbundet med lavtryksventillegemet (21).

5. To-trins-reduktionsventil ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved, at lavtryks- 25 membranen (25) holdes fastspændt mod ventilsædet (31) af en mod membranens overside liggende membranskive (27), i hvis underside der er udformet spor (35) til optagelse af mindst en opragende vulst (34) fra membranens overside.