NO791795L - Ventilarrangement. - Google Patents

Description

Ventilarrangement.

Foreliggende oppfinnelse vedrører et ventilarrangement av den type som anordnes for å forhindre at et trykkmediumssystem tømmes til et nivå hvor trykket i systemet, er under et gitt forutbe-stemt residualtrykk, og for å gjøre det mulig å fylle eller vakuumpumpe systemet, hvilket arrangement omfatter en residualtrykkventilinnretning anordnet i en strømningspassasje i systemet, hvilken ventilinnretning er innstilt på nevnte residualtrykk og omfatter et fjærpåvirket ventillegeme som tetter mot et sete, idet fjærpåvirkningen tilsvarer det innstilte residualtrykk.

I visse, trykkmediumssystemer for gassformede eller væskeformede media er det ønskelig å forhindre at systemet tømmes fullstendig. Dersom et gass-system som eksempelvis brukes for rene edelgasser eller andre ukontaminerte gasser, tømmes fullstending, kan luft trenge inn i systemet, slik at når systemet senere fylles med edelgass, vil denne bli forurenset. For å forhindre dette er det på et egnet sted, f.eks. ved systemets utløp, anordnet en ventil som er innstilt på det laveste trykk som systemet kan tømmes til, dvs. residualgasstrykket. Ventilen kan også konstrueres slik at den tillater fylling av systemet med medium. Etter fylling av systemet lukkes ventilen og tjener da kun til

å sikre at systemet ikke tømmes under nevnte nivå. Selv om flere slike ventilkonstruksjoner tidligere har vært tilveiebragt, har alle visse ulemper. Videre er deres konstruksjon-ofte komplisert.

Et formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en ventil av relativt enkel konstruksjon hvor ulempene ved de kjente ventiler er eliminert.

jsåledes vedrører foreliggende oppfinnelse et ventilarrangement |

jav den innledningsvis nevnte, type, som hovedsakelig erkarakterisert vedat hele residualtrykkventilinnretningen er anordnet ' tettende forskyvbar i strømningspassasjen; ved at det i nevnte strømningspassasje er anordnet en første stoppinnretning som residulatrykkventilinnretningens ventilsete er anordnet til å støte an mot når ventilinnretningen forskyves ved hjelp av residualtrykket i systemet eller ved hjelp av residulatrykket i kombinasjon med en fjærinnretning anordnet mellom ventilsetet og veggen i strømningspassasjen, idet residualtrykkventilen kan åpnes ved hjelp av et trykk i systemet som overskrider residualtrykket; og ved at det i strømningspassasjen på motsatt side av res.idualtrykkventilinnretningen er anordnet en andre stoppinnretning som ventilinnretningens ventillegeme er anordnet til å støte mot etter forskyvning av ventilinnretningen ved hjelp av en ytre anordning eller et ytre trykkmedium, idet residualtrykkventilinnretningen tvinges åpen.

Oppfinnelsen skal nå beskrives under henvisning til et utførelses-eksempel på denne som illustrerer bruk av oppfinnelsen i forbindelse med gassbeholdere. Et spesielt problem man står ovenfor i forbindelse med beholdere for edelgasser, er at beholderne som returneres av konsumentene nesten alltid er praktisk talt tomme for gass og at beholderens ventil ikke er fullstendig lukket. Dette betyr at luft kan trenge inn i gassbeholderen, eksempelvis som et resultat av temperaturendringer, for således å kontaminere edelgassen etter ladning av systemet. Således vil en beholder som returneres i forannevnte tilstand måtte renses, noe som er en dyr operasjon. Vanligvis krever renseoperasjonen at flasken eller beholderen vakuumpumpes eller spyles med den gass som systemet skal fylles med. Videre er det ofte nødvendig først å varme flasken for å fjerne eventuell fuktighet som kan ha samlet seg eksempelvis på flaskeveggene.

En metode for å unngå disse vanskeligheter er å forsyne gass-flaskens ventil med en spesiell ventilinnretning, en såkalt residualtrykkventilinnretning, som forhindrer at flasken tømmes fullstendig for sitt innhold i en slik grad at trykket i flasken synker under omgivelsestrykket. Ventilinnretningen er således konstruert på en slik måte at den garanterer at gasstrykket i jf lasken til "enhver tid er på et så høyt nivå at omgivelsesluf ter| ikke er i stand til å trenge inn i flasken. Residualgasstrykke<t>i flasken bør ligge i området 0,1 - 0,2 megapaskal.

Visse typer av kjente residualgassventilinnretninger har bl.a.

den ulempe at tetningstrykket som skal sikre total tømming av flaskens gassinnhold, har vært utilfredsstillende. På grunn av dette har det vært' nødvendig å øke nivået til hvilket flasken kan tømmes, noe som konsumenten har funnet uakseptabelt fordi han derved mister en for høy andel av flaskens gassinnhold.

Andre typer av residualgassventilinnretninger krever at ventilinnretningen innstilles manuelt på ny når beholderen fylles,

noe som kompliserer fylleoperasjonen og stiller bestemte betingelser til det ansvarlige personell. Det er også kjent ventilarrange-menter hvor residualgassventilinnretningen automatisk innstilles når flaskefylleoperasjonen begynnes. Slike ventilinnretninger har imidlertid en konstruksjon som omfatter et stort antall elementer som kan være vanskelige og dyre å fremstille. Videre krever denne sistnevnte ventiltype stor plass i lengderetningen, noe som er en åpenbar ulempe. Ventilarrangementet ifølge oppfinnelsen eliminerer i stor grad disse ulemper.

Et utførelseseksempel på ventilarrangementet skal beskrives

i det følgende under henvisning til vedføyede skjematiske tegninger, hvor

fig. 1 er et snitt som viser en gassflaskeventil forsynt med én residualtrykkventilinnretning ifølge oppfinnelsen;

fig. 2 viser ventilinnretningen,delvis i snitt, i lukket fylle-posisjon; og

fig. 3 viser, delvis i snitt, ventilinnretningen i åpen fylle-posisjon.

Ventilen vist på fig. 1 omfatter et ventilhus 1 som kan skrus

fast på en gassbeholder eller -flaske ved hjelp av gjenger 6.

I ventilhuset er det anordnet en langsgående gasspassasje 7

som står i forbindelse med gassflasken. En ytterligere passasje 11 står i forbindelse med passasjen 7, hvilken ytterligere jpassasje strekker seg på tvers av passasjen 7 og er innrettet |

til å forbindes med eksempelvis en gasskonsument. Passasjen 7<!>er anordnet for lukking ved hjelp av et ventilstempel 2 som har en plugg, ved at pluggen beveges til anlegg mot et sete 8 i ventilhuset. Stempelet betjenes ved å dreie et ratt 4 forbundet

med ventilstempelet. Stempélet 2 er montert i en styrehylse og er tettet mot denne ved hjelp av en tetning 3. Når rattet dreies for å åpne ventilen, løftes stempelet og pluggen ved hjelp av en .ventilfjær 5 for således å gi forbindelse mellom passasjene 7 og 11.

En gassregulatorenhet, eller en slangekobling eller rørkobling, er eksempelvis forbundet med en tilkoblingsstuss 9 på ventilen ved hjelp av gjenger 10, idet passasjen 11 er anordnet i denne tilkoblingsstuss 9. I passasjen 11 er det anordnet en residualtrykkventilinnretning, som er vist nærmere på fig. 2 og 3. Residualgassventilinnretningen omfatter et aksialt bevegelig hus 12, av hvilket halvparten er vist på figurene. Huset er tettende anordnet mot veggen av koblingsstussen 9 ved hjelp av en tetningsring 22. Huset 12 har form av en hylse og er forsynt med en boring 27. Mellom en anslagsflate i boringen 27 og veggen 28

av hovedventilen er det anordnet en fjær 19. Veggen 28 er forsynt med gjennomgående hull 25 for å tillate gjennomstrømning av gass. Hull 13 for gjennomstrømning av gass .er også anordnet i det hylselignende legeme 12. Legemet 12 er forsynt-med et sete 14 som en ventilplugg 15 forsynt med en tetning 20, støter an mot. Pluggen 15 bæres på en spindel 16 som er anordnet for aksial bevegelse sentralt i det hylselignende legeme 12. Spindelen er i den ende som er motsatt den ende som bærer pluggen 15, forsynt med et element 17. Mellom elementet 17 og bunnen av boringen er det anordnet en ytterligere fjær 18. Fjærene 18 og 19 strekker seg koaksialt med spindelen 16. I et spor 26 i

stussen 9 er det anordnet en stopperplate 21 for å.begrense bevegelse av ventilhuset i ventilinnretningens åpningsretning.

I nevnte plate er det anordnet et hull for å tillate aksial bevegelse av pluggen.

Som det vil ses av fig. 2, bærer gjengene 20 på 'stussen 9 et element 2 3 som tetter mot stussen ved hjelp av en tetningsring 24. I så måte kan elementet 23 være en anordning for kobling jav ventilarrangementet til en regulator eller til en slangefor-| foindelse. Fig. 2 viser således tilstanden ved tømming av gassbeholderen. Når hovedventilen er åpnet, strømmer gass gjennom hullene 25 inn i boringen 27 og gjennom hullene 13. Gasstrykket vil løfte pluggen 15 og tetningen 20 fra setet 14

for å la gass strømme ut gjennom stussen 9. Når trykket

av gassen i flasken har falt til en verdi som tilsvarer det trykk som utøves av fjærene 18, hvilket trykk representerer det

forønskede residualgasstrykk, er gasstrykket i flasken ikke d stand til å holde pluggen borte fra setet, og det er derfor ingen risiko for at luft skal lekke inn i flasken.

Når gassflasken skal fylles, føres gass gjennom residualtrykkventilinnretningen i motsatt retning, ventilinnretningens lukke-retning. Siden residualtrykkventilinnretningen kun omfatter et sete 14 og en plugg 15, betyr dette at setet og pluggen må adskilles fra hverandre under flaskefylleoperasjonen. Dette gjøres mulig ved å forskyve huset 12 sammen med pluggen 15 og spindelen 16 i lukkeretningen mot veggen 28 av hovedventilen. Når elementet 17 når veggen 28, er spindelen og pluggen ute av stand til å fortsette deres aksiale bevegelse, som vist på. fig. 3. Huset 12, det hylselignende legeme, fortsetter imidlertid å bevege seg aksialt ogj forårsaker at setet 14 forlater tetningen 20 og pluggen 15. Gass vil så passere gjennom hullet 13,

boringen 27, hullene 25 og inn i gassflasken via hovedventilen. For å gjøre det mulig for huset 12 å bevege seg aksialt på

den beskrevne måte, er gassfylletilkoblingsanordningen 2 9 som skrus inn på stussen 9, forsynt med en trykkinnretning 31 som via platen 21 forskyver det hylselignende legeme 12 i aksial retning mot hovedventilen, som vist på fig. 3. Platen 21 forskyves i sporet 26. Koblingsanordnihgen tetter mot stussen 9 ved hjelp av tetningen 30. For å forskyve residualtrykkventilinnretningen mot hovedventilén er det nødvendig å overvinne kraften som utøves av fjæren 19. Når flasken er fylt med den forønskede mengde gass, fjernes koblingsanordningen 29. Fjæren 19 vil da returnere residualtrykkventilinnretningen til dens

utgangsposisjon. Hovedformålet med fjæren 19 er å sikre positivt at friksjonskraften mellom tetningen 22 og veggen av stussen 9 kan overvinnes. Det er imidlertid mulig å utelate fjæren 19 når et tilstrekkelig høyt gasstrykk foreligger i'flasken. Etter fylling av flasken vil trykket i denne bevege j

ventilhuset til residualtrykkventilinnretningens tømmestilling. Isteden for den mekaniske virkning av innretningen 31 på residualtrykkventilinnretningen er det også mulig å tillate trykket av gassen under en fylleoperasjon, når dette trykk er

■ tilstrekkelig høyt, å virke direkte på ventilhuset 12 og bevege huset i nevnte aksiale retning til innretningens åpningsstilling.

De mekaniske krefter som åpner residualtrykkventilen ved hjelp av koblingsanordningen 31, er nødvendig når gassflasken skal vakuumpumpes før fylling. Videre er det i denne forbindelse også nødvendig å benytte returfjæren 19.

I det foran beskrevne ventilarrangement er det tilveiebragt en konstruksjon som omfatter et enkelt ventilsete og en enkelt ventilplugg som er felles for ventilarrangementets fylle- og tømmefunksjon. Når gassbeholderen fylles med et trykkmedium, kan ventilarrangementet påvirkes både mekanisk og ved hjelp av et overtrykk som utøves av trykkmediet. Retur av residualtrykkventilinnretningen til sin utgangsposisjon etter en fylleoperasjon kan enten utføres av trykket i trykkmediet i ventilinnretningens

.åpningsretning eller ved å benytte fjærkraft. Fjæren som bevirker nevnte retur av ventilinnretningen, er anordnet koaksialt i forhold til ventilspindelen og residualtrykkfjæren, og således krever residualtrykkventilinnretningen kun liten plass.i sin

lengderetning. Den beskrevne residualtrykkinnretning omfatter således kun få elementer som lett kan settes sammen og som funksjonerer fullstendig tilfredsstillende.

Ventilarrangementet er ikke begrenset til den beskrevne og illustrerte utførelse, men kan modifiseres innen rammen av de følgende krav. Eksempelvis kan ventilens funksjoner reverseres, hvilket betyr at residualtrykkventilinnretningen kan monteres i omvendt stilling i strømningspassasjen.

Claims (5)

1. Ventilarrangement anordnet til å forhindre at et trykk-mediumsystem tømmes til et nivå hvor trykket i systemet er under et gitt innstilt residualtrykk, og for å tillate fylling eller vakuumpumping av systemet, hvilket arrangement omfatter en residualtrykkventilinnretning anordnet i en strømningspassasje (11) i systemet, hvilken ventilinnretning er innstilt på nevnte -residualtrykk og omfatter et fjærpåvirket ventillegeme (15, 16) som tetter mot et sete (12, 14), hvilken fjærpåvirkning tilsvarer det innstilte residualtrykk, karakterisert ved at hele residualtrykkventilinnretningen er anordnet tettende forskyvbar i strømningspassasjen (11); at det i strømnings-passas jen er anordnet en første stoppinnretning (21, 32) mot hvilken residualtrykkventilinnretningens ventilsete (12, 14) er anordnet til å støte an når ventilinnretningene forskyves ved hjelp av residualtrykket i systemet eller ved hjelp av residualtrykket i kombinasjon med en fjærinnretning (19) anordnet mellom ventilsetet (12, 14) og veggen av nevnte passasje, idet residual-trykkventilinnretnihgen kan åpnes ved hjelp av et trykk i systemet som overskrider residualtrykket; og at det i strømningspassasjene, på motsatt side av residualtrykkventilinnretningen, ér anordnet en andre stoppinnretning (33) som ventilinnretningens ventillegeme (15, 16, 17) er anordnet til å støte an mot etter forskyvning av ventilinnretningen ved hjelp av en ekstern anordning (31) eller et eksternt trykkmedium, hvorved residualtrykkventilinnretningen tvinges åpen.

2. Ventilarrangement ifølge krav 1, karakterisert ved at forskyvningen av residualtrykkventilinnretningen mot den andre stoppinnretning (33) bevirkes av et mekanisk element (31) som innsettes i nevnte passasje og virker på ventilsetet.

3. Ventilinnretning ifølge krav 1, karakterisert ved at forskyvningen av residualtrykkventilinnretningen mot den andre stoppinnretning (33) bevirkes, ved hjelp av et overtrykk i trykkmediet som systemet fylles med.

4. Ventilarrangement ifølge krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at residualtrykkventilinnretningen, etter fjerning av nevnte mekaniske element (31) eller nevnte overtrykk, er anordnet til å forskyves mot den første stoppinnretning (21, 32) ved hjelp av residualtrykket eller ved hjelp av residualtrykket i kombinasjon med nevnte fjærinnretning. .

5. Ventilarrangement ifølge krav 1, 2,3 og 4, karakterisert ved at fjæren i nevnte residualtrykkventilinnretning omfatter to fjærer (18, 19) anordnet koaksialt om en spindel (16) for ventilens stempel, idet en av fjærene (18) har en fjærkraft som tilsvarer nevnte residualtrykk og den andre fjær (19) har en fjærkraft som tilsvarer det trykk som kreves for å forskyve ventilinnretningen mot den første stoppinnretningen (21, 32).