EP1098132B1 - Gaszylinder und verfahren zu dessen beschickung - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to the field of manufacture and gas filling of gas cylinders used, for example, for gassing water in siphons, for shooting with compressed air guns, for gas weapons and for inflating bicycle tires.
- a cap U.S. Patent No. 2 425 448, Cl. 220-3, 1947, which is fitted on the neck of the gas cylinder from above and welded to the frontal part thereof; a stopper, U.S. Patent No. 2,630,936, col. 220-3, 1953, having a cylindrical tubular jacket disposed within the neck of the gas bottle, the stopper having a horizontal annular flange welded to the frontal portion of the neck is; a closure plate, GB Patent No. 2,045,353, Kl.
- F 16K 17/16, 1980 in the center of which at the top and the bottom surface thereof are opposite each other to recesses, which facilitate the puncture of the plate, with an on the frontal part of the neck of the gas cylinder consists of weldable fold of the plate of one or two folds; two closure plates, EP patent no. 0412 773, class F 17C 13/06, 1994, of which the first rolled inside the neck of the gas cylinder and the second welded on top of the neck; a closure plate, U.S. Patent No. 4,832,224, col. 220-89, 1989, with a regulator of gas flow rate as the pressure within the gas cylinder increases dramatically; a dome-shaped membrane, EP Patent No. 0 258 057, class F 17C 13/06, 1988, whose flange collars are rolled in the neck of the gas cylinder.
- the closest analogue solution is the construction of the gas cylinder, U.S. Patent No. 2,685,383, Kl. 220-3, 1954, which has a body with a neck in which the stem of a plug is housed, its flanges on the face of the neck are welded.
- the gas bottle which consists of a body with a neck, with a plug which is inserted into the neck of the bottle.
- the flanges of the plug are welded to the face of the neck of the bottle, while in the membrane of the plug a recess is present.
- a movable valve - a spherical ball - is housed whose diameter is larger than the diameter of the opening in the throat.
- the length of the plugging part inserted into the neck is dimensioned so that the ball can not completely close the opening of the neck after insertion of the plug.
- the stopper end accommodated in the neck is designed with a chamfer or, for example, rolled as a "star".
- the ratio of the average mass density of materials making up the sphere and the diameter of the sphere is such that after filling the gas bottle before closing with the stopper, the sphere will be under gas pressure which exceeds the ambient pressure by approximately 60 times , can not jump out of the neck.
- the ball can be made of an elastic, resilient material, made of an elastic, resilient material with metallic powdery filler, made entirely of metal in an elastic, resilient shell.
- a movable valve In the proposed method for filling the gas cylinder according to the invention is brought before the filling process into the interior of the body of the bottle, a movable valve, then turns the bottle with the neck down and fills it. Pressure with liquefied gas, then reduces the filling pressure, wherein the movable valve closes the opening in the neck by the effect of the gas pressure inside the bottle, so that the bottle can be stored for a long time without gas leakage, followed by closing the neck with the plug, pressing the plug and welding the plug flange to the face of the neck.
- the gas bottle contains a body 1 with a neck 2. Inside the body 1 is housed a ball 3 (FIG. 1). In the neck 2, a plug 4 is inserted, the flange 5 is welded to the end face 6 of the neck 2 (Fig. 3). In the membrane 7 of the plug 4, a recess 8 for facilitating the puncture of the membrane 7 is present.
- the plug end has a chamfer 9 ( Figure 5), or it is, for example, rolled as a "star" 10 ( Figure 6).
- the ball 3 may be made of a resilient, resilient material (Figure 7) made of a resilient, resilient material with metallic powdered filler made entirely of metal with a resilient, resilient sheath 11 ( Figure 8) for a flush fit to ensure the walls of the opening 12 of the neck 2.
- the filling of the gas cylinder is done as follows.
- the gas bottle with the ball 3 previously accommodated in the body 1 (FIG. 1) is turned down with the neck 2 and filled with liquefied gas via the neck 2 under a pressure of over 10000 hPa. Under the gas pressure in the bottle, the ball 3 sinks down and closes the opening 12 of the neck 2 completely tightly by preventing gas leakage from the bottle.
- the bottle is turned over to the normal position (Fig. 2). In this condition, the gas cylinder can be stored for a long time. In this case, a gas leakage from the gas cylinder is practically impossible. Then the closing takes place with the stopper 4 (FIG. 3), wherein the end of the stopper 4 is the ball 3 out of the opening 12 of the neck 2 pushes.
- the product according to the invention can be easily manufactured from modern materials based on the existing technology and can be used most effectively for gasizing water in siphons, for shooting with compressed air guns and for inflating the bicycle preparation.
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Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Herstellung und Gasfüllung von Gasflaschen, die beispielsweise zum Gasieren von Wasser in Siphons, zum Schießen mit Luftdruckwaffen, für Gaswaffen und zum Aufpumpen der Fahrradbereifung verwendet werden.
- Bekannt sind technische Lösungen der Konstruktion von Gasflaschen, die mit einem Gas, z.B. mit Kohlendioxidgas CO2, gefüllt werden, mit einem Deckel, welcher den Hals der Flasche gegen Gasentweichung hermetisch verschließt.
- Als Deckel werden verwendet: eine Kappe, US-Patent Nr. 2 425 448, Kl. 220-3, 1947, die auf den Hals der Gasflasche von oben aufgesetzt und an deren stirnseitigem Teil angeschweißt ist; ein Stopfen, US-Patent Nr. 2 630 936, Kl. 220-3, 1953, mit einem zylindrischen röhrenförmigen Mantel, der innerhalb des Halses der Gasflasche angeordnet wird, wobei der Stopfen einen horizontalen Ringflansch aufweist, welcher am stirnseitigen Teil des Halses angeschweißt ist; eine Verschlußplatte, GB-Patent Nr. 2 045 353, Kl. F 16K 17/16, 1980, in deren Mitte an der oberen und der unteren Fläche derselben einander gegenüber Ausnehmungen vorhanden sind, die den Durchstich der Platte, erleichtern, wobei ein an den stirnseitigen Teil des Halses der Gasflasche anschweißbarer Falz der Platte aus einer oder zwei Falten besteht; zwei Verschlußplatten, EP-Patent Nr. 0412 773, Kl. F 17C 13/06, 1994, von denen die erste im Inneren des Halses der Gasflasche eingewalzt und die zweite oben am Hals angeschweißt ist; eine Verschlußplatte, US-Patent Nr. 4 832 224, Kl. 220-89, 1989, mit einem Regler der durchströmenden Gasmenge, wenn sich der Druck innerhalb der Gasflasche drastisch erhöht; eine kuppelförmige Membran, EP-Patent Nr. 0 258 057, Kl. F 17C 13/06, 1988, deren Flanschbünde im Hals der Gasflasche eingewalzt sind.
- Die am nächsten kommende Analogielösung ist die Konstruktion der Gasflasche, US-Patent Nr. 2 685 383, Kl. 220-3, 1954, die einen Körper mit einem Hals besitzt, in welchem der Schaft eines Stopfens untergebracht wird, dessen Flansche an der Stirnfläche des Halses angeschweißt sind.
- Nächstliegende Analogielösung des Verfahrens zum Füllen einer Gasflasche mit Gas ist ein Verfahren, US-Patent Nr. 2 685 383, Kl. 220-3, 1954, das die Unterbringung des Kohlendioxidgases in Form von "Trockeneis" im Inneren des Körpers der Gasflasche, das Verschließen des Flaschenhalses mit einem Stopfen, das Einpressen des Stopfens und das Anschweißen des Stopfenflansches an die Stirnfläche des Halses umfaßt.
- US 2685383 wird als nächstliegender Stand der Technich augesehen und entspricht dem einleitenden Teil des Anspruches 1.
- Für alle diese Vorrichtungen und das Füllverfahren sind folgende gemeinsame Nachteile charakteristisch. Beim Einfüllen beispielsweise von CO2 wird allerorts Trockeneis - Kohlendioxidgas in festem Zustand - verwendet. Das Trockeneis erhält man aus dem Flüssiggas. Dabei betragen die Verluste bei der Umwandlung des Kohlendioxidgases aus dem flüssigen Zustand in den festen Zustand~30%. Die Arbeitsgänge des Füllens der Gasflasche, des Verschließens der Flasche mit einem Stopfen und des Anschweißens des Stopfens an den Flaschenhals sollen nacheinander mit einem minimalen Zeitintervall zwischen ihnen durchgeführt werden, um das Entweichen von Gas zu verringern. Die Gewährleistung eines solchen technologischen Prozesses erfordert die Schaffung von komplizierten und teuren Ausrüstungen.
- Der beanspruchten technischen Lösung liegt die Idee zugrunde, eine Gasflasche mit einem konstruktiv einfachen, fertigungsgerechten und leicht bedienbaren beweglichen Ventil in Form einer sphärischen Kugel zu schaffen. Dadurch kann die Gasflasche unmittelbar mit CO2 in flüssigem Zustand ausgefüllt werden, was die Voroperation der Umwandlung von CO2 aus dem flüssigen Zustand in den festen Zustand - in Trockeneis - überflüssig macht, d.h., beim Füllen der Gasflasche verringern sich die Verluste des Kohlendioxidgases mindestens um 30%. Der Einsatz eines derartigen beweglichen Ventils gestattet es, den Herstellungsprozeß einer gefüllten Gasflasche in zwei selbständige, in der Zeit gedehnte technologische Arbeitsgänge aufzuteilen:
- Füllen der Flasche mit verflüssigtem Gas mit Möglichkeit einer langzeitigen Lagerang;
- Verschließen mit einem Stopfen und dessen Anschweißen an die Flasche.
- Dadurch wird es möglich, die Anforderungen an die technologische Ausrüstung zu vereinfachen und als Folge davon die Kosten der Herstellung von Gasflaschen zu reduzieren.
- Dies wird dadurch erreicht, daß die Gasflasche, welche aus einem Körper mit Hals besteht, über einen Stopfen verfügt, der in den Hals der Flasche eingesetzt wird. Die Flansche des Stopfens sind an der Stirnfläche des Flaschenhalses angeschweißt, während in der Membran des Stopfens eine Ausnehmung vorhanden ist. Innerhalb des Körpers der Gasflasche ist vor dem Füllen derselben mit verflüssigtem Gas ein bewegliches Ventil - eine sphärische Kugel - untergebracht, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Öffnung im Hals. Die Länge des in den Hals eingesetzten Stopfenteils ist so bemessen, daß die Kugel nach dem Einsetzen des Stopfens die Öffnung des Halses nicht vollständig schließen kann.
- Damit die Kugel nach dem Durchstich der Membran des Stopfens den Gaszutritt aus der Gasflasche ins Innere des Stopfens nicht sperren kann, ist das im Hals untergebrachte Stopfenende mit einer Abschrägung ausgeführt oder beispielsweise als "Stern" eingewalzt.
- Das Verhältnis der gemittelten Massedichte von Werkstoffen, aus denen die Kugel gefertigt ist, und des Kugeldurchmessers wird derart gewählt, daß nach dem Füllen der Gasflasche vor dem Verschließen mit dem Stopfen die Kugel unter dem Gasdruck, der den Umgebungsdruck etwa um das 60-fache übersteigt, nicht durch den Hals hinausspringen kann.
- Die Kugel kann aus einem elastischen, federnden Material, aus einem elastischen, federnden Material mit metallischem pulverförmigem Füllstoff, ganz aus Metall in einer elastischen, federnden Hülle hergestellt sein.
- In dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren zum Füllen der Gasflasche bringt man vor dem Füllvorgang ins Innere des Körpers der Flasche ein bewegliches Ventil ein, dreht dann die Flasche mit dem Hals nach unten um und füllt sie unter . Druck mit verflüssigtem Gas, vermindert danach den Fülldruck, wobei das bewegliche Ventil durch die Wirkung des Gasdrucks im Inneren der Flasche die Öffnung in dem Hals abschließt, so, daß die Flasche eine lange Zeit ohne Gasentweichung aus ihr aufbewahrt werden kann, worauf man das Verschließen des Halses mit dem Stopfen, das Einpressen des Stopfens und das Anschweissen des Stopfenflansches an die Stirnfläche des Halses vornimmt.
- Es zeigen:
- Fig. 1 einen Schnitt der Gasflasche mit in ihrem Körper untergebrachter Kugel vor der Gasfüllung;
- Fig. 2 einen Schnitt der gasgefüllten Gasflasche, wo die bewegliche Kugel die Öffnung des Halses abgeschlossen hat und eine Gasentweichung aus der Flasche verhindert;
- Fig. 3 einen Schnitt der gasgefüllten Gasflasche, wo die bewegliche Kugel die Öffnung des Halses abgeschlossen hat und eine Gasentweichung aus der Flasche verhindert,.mit einem im Flaschenhals einsetzbaren Stopfen;
- Fig. 4 einen Schnitt der gasgefüllten Gasflasche nach dem Verschließen mit dem Stopfen und dem Anschweißen des Stoprenflansches an die Stirnfläche des Flaschenhalses;
- Fig. 5 einen Schnitt eines Stopfens mit Abschrägung, Seitenansicht;
- Fig. 6 einen Schnitt eines Stopfens mit eingewalztem Unterteil, Seitenansicht;
- Fig. 7 einen Schnitt einer Kugel aus elastischem, federndem Material und
- Fig. 8 einen Schnitt einer ganzmetallischen Kugel in elastischer, federnder Hülle.
- Die Gasflasche enthält einen Körper 1 mit einem Hals 2. Innerhalb des Körpers 1 ist eine Kugel 3 untergebracht (Fig. 1). Im Hals 2 ist ein Stopfen 4 eingesetzt, dessen Flansch 5 an der Stirnfläche 6 des Halses 2 angeschweißt ist (Fig. 3). In der Membran 7 des Stopfens 4 ist eine Ausnehmung 8 zur Erleichterung des Durchstichs der Membran 7 vorhanden. Das Stopfenende weist eine Abschrägung 9 auf (Fig. 5), oder es ist beispielsweise als "Stern" 10 eingewalzt (Fig. 6). Die Kugel 3 kann aus einem elastischen, federnden Material (Fig. 7), aus einem elastischen, federnden Material mit metallischem pulverförmigem Füllstoff, ganz aus Metall mit einer elastischen, federnden Hülle 11 hergestellt sein (Fig. 8), um ein bündiges Anliegen an den Wänden der Öffnung 12 des Halses 2 sicherzustellen.
- Das Füllen der Gasflasche geschieht folgendermaßen.
- Die Gasflasche mit der im Körper 1 (Fig. 1) vorher untergebrachten Kugel 3 wird mit dem Hals 2 nach unten umgedreht und unter einem Druck von über 10000 hPa über den Hals 2 mit verflüssigtem Gas gefüllt. Unter dem Gasdruck in der Flasche sinkt die Kugel 3 nach unten und schließt die Öffnung 12 des Halses 2 vollständig dicht ab, indem sie eine Gasentweichung aus der Flasche verhindert. Die Flasche wird in die Normallage umgedreht (Fig. 2). In diesem Zustand kann die Gasflasche eine lange Zeit aufbewahrt werden. Dabei ist eine Gasentweichung aus der Gasflasche praktisch ausgeschlossen. Dann findet das Verschließen mit dem Stopfen 4 statt (Fig. 3), wobei das Ende des Stopfens 4 die Kugel 3 aus der Öffnung 12 des Halses 2 hinausstößt. Danach erfolgt das Einpressen des Stopfens 4 und das Anschweißen seines Flansches 5 an die Stirnfläche 6 des Halses 2. Des weiteren sinkt die Kugel 3 auf den Boden der Gasflasche, weil ihre Massedichte größer ist als die Massedichte des Gases und der Druck im Inneren der Gasflasche nach dem Anschweißen des Stopfens 4 an den Hals 2 konstant ist (Fig. 4).
- Das Erzeugnis nach der Erfindung läßt sich aus modernen Werkstoffen auf Basis der existierenden Technologie leicht herstellen und kann zum Gasieren von Wasser in Siphons, zum Schießen mit Luftdruckwaffen und zum Aufpumpen der Fahrradbereitung am effektivsten eingesetzt werden.
Claims (9)
- Gasflasche, die einen Körper (1) mit einem Hals (2) enthält, in dessen Öffnung (12) ein Stopfen (4) mit einer Membran (7) eingesetzt ist, dessen Flansch (5) an der Stirnfläche (6) des Halses (2) angeschweißt ist, während in der Membran (7) eine Ausnehmung (8) vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Körpers (1) eine bewegliche Kugel (3) untergebracht ist, deren Durchmesser größer ist als die öffnung (12) im Hals (2), die Länge des Stopfens (4) aber so bemessen ist, daß die Kugel (3) bei eingesetztem Stopfen (4) die Öffnung (12) des Halses (2) nicht vollständig schließen kann.
- Gasflasche nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, daß das im Hals (2) untergebrachte Ende des Stopfens (4) so eingewalzt ist, daB die Kugel (3) nach dem Durchstich der Membran (7) des Stopfens (4) den Gaszutritt ins Innere des Stopfens (4) nicht absperren kann.
- Gasflasche nach Anspruch 1 , dadurch gekenn- zeichnet, daß das im Hals (2) untergebrachte Ende des Stopfens (4) eine solche Abschrägung (9) aufweist, daB die Kugel (3) nach dem Durchstich der Membran (7) des Stopfens (4) den Gaszutritt ins Innere des Stopfens (4) nicht absperren kann.
- Gasfläsche nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, daß das Verhältnis der gemittelten Massedichte von Werkstoffen, aus denen die Kugel (3) gefertigt ist, und des Durchmessers der Kugel (3) ein solches ist, daß nach dem Füllen der Flasche mit verflüssigtem Gas die Kugel (3) unter dem Gasdruck im Hals (2) steckenbleibt und eine Gasentweichmig aus der Flasche vollständig verhindert.
- Gasflasche nach Anspruch 4, dadurch gekenn- zeichet, daß die Kugel (3) aus einem elastischen, federnden Material ausgeführt ist.
- Gasflasche nach Anspruch 4, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Kugel (3) aus einem elastischen, federnden Material mit metallischem pulverförmigem Püllstoff ausgeführt ist.
- Gasflasche nach Anspruch 4, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Kugel (3) ganzmetallisch in einer elastischen, federnden Hülle ausgeführt ist.
- Verfahren zum Füllen einer Gasflasche, umfassend das Verschließen des Halses (2) der Gasflasche mit einem Stopfen (4), das Einpressen des Stopfens (4) und das Anschweißen des Flansches (5) des Stopfens (4) an die Stirnfläche (6) des Halses (2), dadurch gekennzeichnet, daß man vor dem Füllvorgang ein bewegliches Ventil ins Innere des Körpers (1) der Flasche einbringt, die Flasche mit dem Hals (2) nach unten umdreht und unter Druck mit verflüssigtem Gas füllt, den Fülldruck bei gleichzeitiger Schließung der Öffnung (12) des Halses (2) mit dem beweglichen Ventil unter dem Gasdruck im Inneren der Flasche vermindert, wobei eine Langzeitlagerung der gefüllten Flasche bis zu deren Verschließen mit dem Stopfen (4) möglich ist.
- Füllverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekenn- zeichnet, daß man ins Innere des Körpers (1) der Flasche eine Kugel (3) als bewegliches Ventil einbringt.
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