LU87607A1 - Ventilanordnung mit restdruckventil zum fuellen und entleeren eines gasbehaelters - Google Patents

Description

VENTILANORDNONG MIT RESTDRÜCKVENTIL ZÜM FUELLEN OND ENTLEEREN EINES GASBEHAËLTERS.

Die Erfindung betrifft eine Venti1anordnung mit Restdruckventi1 zum Füllen und Entleeren eines Gas-behälters, insbesondere eines solchen für hochreine Gase.

Es ist bekannt, Gasbehälter für hochreine Gase, welche zum Beispiel bei der Herstellung von optischen Fasern oder bei der Herstellung von Halbleitern, insbesondere zum Dotieren letzterer, verwandt werden, mit einem sogenannten Restdruckventi1 auszurüsten, welches die Aufgabe hat, beim Entleeren des Behälters automatisch zu schllessen, wenn der Behälterdruck einen vorbestimmten Minimalwert, den Restdruck, erreicht hat, welcher über dem Umgebungsdruck liegt. Auf diese Weise wird das Eindringen von Verunreinigungen aus der Umgebungsatmosphäre in den Behälter verunmöglicht.

Zum Wiederauftanken des Gasbehälters muss das genannte Restdruckventi1 natürlich geöffnet werden, was entweder manuel1 oder auch automatisch durch den Druck des Frischgases realisiert werden kann.

Bekannte manuelle Betätigungen des RestdruckventiIs haben den Nachteil, dass sie nach Beendigung des Füll-vorganges versehentlich aufgelassen werden können, so dass sich der Behälter bei einer anschliessenden Gasentnahme bis zum Umgebungsdruck mit den sich daraus ergebenden, oben genannten Risiken des Eindringens von Verunreinigungen aus der Umgebungsatmosphäre, entleeren kann. Vorteilhaft sind deshalb automatisch arbeitende Restdruckvent i1e.

Die bekannten, mit automatisch arbeitenden Restdruckvent ilen arbeitenden Ventilanordnungen nach dem Stand der Technik weisen jedoch den Nachteil auf, dass sie einen komplizierten, das heisst aufwendigen Aufbau und/oder einen storend grossen Platzbedarf haben; desweiteren ist das Umstellen vom normalen Gasent nahmebetri eb auf den Auftankvorgang, beziehungsweise die Restent leerung des Gasgehâlters bis nahe an Vakuum, im folgenden kurz mit Vakuumentleerung bezeichnet, oftmals mit umständlichen Manipulât ionen verbunden. Eine weitere unangenehme und schädliche Erscheinung beim Auftanken ist ein Flattern des Restdruckventils.

Zur Vermeidung dieser Nachteile des Standes der Technik ist es deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Ventilanordnung der eingangs erwähnten Gattung vorzu-schlagen, welche einen äusserst einfachen Aufbau und einen geringen Platzbedarf hat und deren Urnstellung vom Gasentnahmebetrieb auf Auftanken, beziehungsweise Vakuumentleerung, sehr einfach zu bewerkstelligen ist.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Ventilanordnung der eingangs genannten Gattung, durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs angeführten Merkmale gelost.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen, in welchen gleiche Teile mit den gleichen Referenzzahlen versehen sind, dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1, die erfindungsgemässe Ventilanordnung mit einer ersten Anschlussgarnitur zum Füllen, beziehungsweise zur Vakuumentleerung des Gasbehälters;

Figur 2, die Ventilanordnung nach Figur 1, jedoch mit einer zweiten Anschlussgarnitur für den normalen Gasentnahmebetrieb und in geschlossener Stellung des Restdruckvent ils.

Figur 1 zeigt die erfindungsgemässe Ventilanordnung 4, im wesentlichen bestehend aus einem Ventilkörper 6, einem Restdruckventi1 8, einem Absperrschraubkörper 10, sowie, im Falie dieser Figur 1, eine Anschlussgarnitur 12 zum Auftanken, beziehungsweise zur Vakuumentleerung eines nicht gezeigten Gasbehälters, wie beispielsweise einer Gasflasche.

Vom nicht gezeigten Gasbehälter führt eine Gas-leitung in Form einer Bohrung 14 im Ventilkörper 6 in das Innere des Ventilkörpers. Die Eintrittsöffnung 16 zum Innern des Ventilkörpers 6 kann mit Hilfe des Rest-druckventils 8 verschlossen oder geöffnet werden.

Hierzu ist das erfindungsgemässe Restdruckventi1 8 im wesentlichen als Kolben ausgebildet, welcher axial in einer Bohrung 18 des Ventilkörpers 6 verschieblich ist; eine gasdichte Abdichtung zwischen Ventil 8 und Bohrung 18 geschieht hier mittels eines O-Ringer 20.

Zwischen dem Absperrschraubkörper 10 und dem Vent il 8 ist eine Druckfeder 22 vorgesehen, welche so bemessen ist, dass, bei Oeffnungsstellung des Absperrschraub-körpers 10, das Restdruckventi1 8 gegen die Eintritts-öffnung 16 gedrückt wird, wenn der Restdruck im nicht gezeigten Gasbehälter einen vorgegebenen Minimalwert erreicht. Bei diesem, dem Hauptzweck des Restdruckvent ils entsprechendem Vorgang wird eine Dichtung 24 am Ventilunterteil gegen den Sitz 26 an der Gas-eintrittsöffnung 16 gedrückt.

Erfindungsgemäss wird das kolbenförmige Restdruckvent il 8 ebenfalls zum Beenden einer normalen Gasentnahme aus dem nicht gezeigten Gasbehälter benutzt und zwar dadurch, dass der Absperrschraubkörper 10 axial nach unten verlagert wird , beispielsweise mit Hilfe eines Innenvierkantes 28, bis er den Kolben des Restdruckventils 8 mechanisch beaufschlagt und anschllessend dasselbe gegen den Druck des aus der Oeffnung 16 austretenden Gases dicht gegen den Sitz 2& an der Gaseintrittsöffnung 16 drückt.

Ein Aspekt der Erfindung besteht im Aufbau der Anschlussgarnitur 12, welche sowohl zum Auftanken des Gasbehälters dient als auch zu dessen Vakuumentleerung. Wesentliche Elemente dieser Anschlussgarnitur 12 sind eine Abdichtung 34, zum Beispiel mittels Ο-Ring, an einer ersten Stelle innerhalb des Ventilkörpers 6, zwischen letzterem und der Anschlussgarnitur 12, sowie ein axial federbeaufschlagter 42 Stift oder Bolzen 36 mit einer kegelförmigen Spitze 36a. Dieser Bolzen ist im Innern der Anschlussgarnitur mittels vier Stegen 38 geführt und gehalten, wobei die Zwischenräume zwischen diesen Stegen Gasdurchtrittsöffnungen bilden.

Bei einer Vakuumentleerung spielt sich folgender Vorgang ab:

Der Absperrschraubkörper 10 ist geöffnet, das Rest-druckventil 8 unter der Wirkung der Feder 22 geschlossen (nicht gezeigt). Wird nun die Anschluss-garnitur 12 auf den Ventilkörper 6 aufgeschraubt, dann kommt die Spitze 36a des Bolzens 36 in Berührung mit einer entsprechend kegelförmigen Verjüngung 8a des unteren Randes des Restdruckventils 8. Bei weiterem Einschrauben der Garnitur 12 wird unter der Wirkung der starkeren Feder 42 das Restdruckventi1 8 gegen die schwächere Feder 22 vom Sitz 26 aufgehoben und die Oeffnung der Bohrung 14 freigegeben. Wird jetzt am Gasanschluss 40 der Anschlussgarnitur 12 ein Vakuum angelegt, zum Beispiel mit Hilfe einer Vakuumpumpe, so kann der Behä1ter bis zu einem beliebigen Vakuum ent leert werden.

Dies ist besonders wichtig beim Fü11vorgang, welcher mittels der gleichen Anschlussgarnitur 12 durchgeführt wird. Auch hierbei kommt es durch Druckbeaufschlagung der Oeffnung 40 zu der gegenseitigen Stellung von Bolzen 36 und Restdruckventi1 8 nach Figur 1. Der

Bolzen 36 erfüllt nun die eigentliche ihm zugedachte Aufgabe, nämlich das Verhindern eines Flatterns des Restdruckventils 8 beim Füllvorgang, was mit lästigen Geräuchen und vor allem mit einem vorzeitigen Verschleiss desselben verbunden ist.

Nach dem das Auftanken des Behälters abgeschlossen ist, wird das Ventil durch Drehung am Absperrschraub-körper wieder geschlossen. Während diesem Schliess-vorgang wird der Bolzen 36 durch die senkrechte Bewegung des Restdruckventils 8 nach rechts aus der in Figur 1 gezeigten Stellung verschoben. Wenn das Ventil geschlossen ist kann die Anschlussgarnitur 12 aus dem Ventilkörper 6 herausgeschraubt werden.

Für den normalen Gasentnahmebetrieb wird die Anschlussgarnitur 12 nach Figur 1 ersetzt durch die Anschlussgarnitur 50 nach Figur 2. Bei dieser (zweiten) Anschlussgarnitur 50 befindet sich die Abdichtung zwischen letzterer und dem Ventilkörper 6 an einer Stelle 52 , welche sich stromabwärts von der Stelle 34 bei der Garnitur 12 befindet. Durch diese Verlagerung der AbdichtstelIe wird ein By-pass-Kanal 54 zwischen dem Raum zwischen dem Absperrschraubkörper 10 und dem Restdruckventi1 8 mit dem gasführenden Innern des Ventilkörpers 6 operativ. Zweck dieser Massnahme ist , Gasdruckschwankungen zwischen dem Körper 10 und dem Restdruckventi1kolben 8 zu verhindern. Durch solche Druckschwankungen zwischen Körper 10 und Rest-druckventil 8, wie sie beim gegenseitigen axialen Verschieben dieser Teile auftreten würden, würde die Wirkung der Restdruckfeder 22 in unkontrol1ierbarer Weise verfälscht.

Claims (2)

1. Ventilanordnung mit Restdruckventi1 zum Füllen und Entleeren eines Gasbehälters, insbesondere eines solchen für hochreine Gase, wobei das Restdruckventi1 (8) kolbenförmig ausgebildet ist und axial mit einem Absperrschraubkörper (10) der Ventilanordnung (4) fluchtet, mit einer den Restdruck bestimmenden Druck-feder (22) welche axial zwischen dem kolbenförmigen Restdruckvent il (8) und dem Absperrschraubkörper (10) angeordnet ist, so dass zum Schliessen einer Gas-eintrittsöffnung (16) vom Gasbehälter in den Ventil-körper (6) das Restdruckventi1 (8) durch die Feder (22) beim Erreichen des Restdrucks gegen einen Sitz (26) an der Eintrittsöffnung (16) gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet dass zum Füllen, und zur Vakuum-entleerung des Gasbehälters eine erste, in den Ventil-körper (6) der Ventilanordnung (4) einschraubbare Ansch1ussgarn i tur (12) vorgesehen ist mit Abdicht-stellen an einer ersten Stelle (34) des Ventilkörpers (6) der Ventilanordnung (4), dass für den normalen Gasentnahmebetrieb eine zweite, in den Ventilkörper (6) einschraubbare Ansch1ussgarnitur (50) vorgesehen ist, mit Abdichtstellen an einer zweiten Stelle (52) des Ventilkörpers (6) der Ventilanordnung (4), wobei diese zweite Stelle (52) sich stromabwärts von der genannten ersten Stelle (34) befindet und dass der Innenraum des Ventilkörpers (6) zwischen den genannten ersten (34) und zweiten Stellen (52) durch einen By-pass-Kanal (54) mit dem Raum zwischen dem ünterteil des Absperr-schraubkörpers (10) und dem Oberteil des Restdruckvent ils (8) verbunden ist.

2. Ventilanordnung nach Anspuch 1, dadurch gekenn-zeiehnet, dass die erste Garnitur (12) einen feder-beaufschlagten Bolzen (36) aufweist, welcher mit seiner kegelförmigen Spitze (36a) und einer entsprechend schragen Unterkante des Restdruckventils (8) zusammen-wirkt, wobei der Bolzen (36) das Restdruckventi1 offen häl t.