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Aggregat aus einem mit verflüssigtem Gas zu füllenden Tank, insbesondere von Gas- feuerzeugen und einem Nachfüllbehälter
Die Erfindung betrifft ein Aggregat aus einem mit verflüssigtem Gas zu füllenden Tank, insbesondere von Gasfeuerzeugen, und aus einem Nachfüllbehälter, der ein Anschlussstück aufweist, welches mit einem mindestens einen Zufluss- und einen während des Füllvorganges eine Verbindung zwischen dem Tank und der Aussenluft herstellenden Abflusskanal steuernden Ventil des Tanks zusammenarbeitet, wobei das Anschlussstück einen Durchgang besitzt, um das Strömen des verflüssigten Gases aus dem Nachfüllbehälter zum Zuflusskanal zuzulassen.
Derartige Anordnungen sind bereits bekannt und in verschiedenen Patentschriften beschrieben, welche Nachfüllventile, insbesondere für Gasfeuerzeuge, betreffen ; sie genügen bezüglich ihrer Funktion durchaus, indessen ist dabei die Ventilkonstruktion relativ kompliziert und teuer.
Die brit. Patentschrift Nr. 353, 434 beschreibt ein Ventil für einen Flaschenverschluss, das zwei Durchgänge aufweist, von denen der eine das Abströmen der in der Flasche enthaltenen Flüssigkeit und der andere das Einströmen von Luft in die Flasche zulässt. Die Öffnung dieser beiden Durchgänge wird von einem einzigen Steuerorgan bewirkt, das auf eine oder auf zwei Ventilzellen einwirkt. Eine solche Anordnung kann aber zum Füllen eines Tanks mit verflüssigtem Gas nicht verwendet werden.
Eine einfachere Lösung bekannter Art sieht vor, den Nachfüllbehälter mit einer oder mit zwei Nadeln auszurüsten, die beim Füllen entsprechende Löcher in mindestens eine den Tank verschliessende Kappe aus elastischem Material bohren. Ein solcher Nachfüllbehälter ist jedoch infolge der Nadeln gefährlich, weil sich der Benutzer verletzen könnte. Ausserdem sind die Nadeln zerbrechlich und können durch ungeschickte Betätigung leicht abgeknickt werden. Auch haben Versuche ergeben, dass die aus elastischem Material bestehenden Kappen nach einer relativ kleinen Zahl, z. B. 50, von Durchbohrungen keinen einwandfreien Verschluss mehr gewährleisten.
Die Erfindung hat nun ein Aggregat der eingangs genannten Art zum Gegenstand, das sich durch eine sehr einfache Konstruktion auszeichnet und frei von den erwähnten Nachteilen ist. Dieses Aggregat ist gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil des Tanks mindestens zwei zu Ventilsitzen bewegbare Schliessorgane aufweist, von denen eines den Abschluss des Zuflusskanales und das andere den Abschluss des Abflusskanals bewirkt, wobei das Anschlussstück mindestens zwei Formstücke, wie Ansätze, Vorsprünge, Passflächen, aufweist, von denen jedes auf eines der Schliessorgane unmittelbar einwirkt, um die Öffnung dieser Kanäle beim Füllvorgang herbeizuführen.
Die Zeichnung veranschaulicht schematisch und beispielhaft drei Ausführungsformen des Aggregates nach der Erfindung. Fig. 1 zeigt im Schnitt ein Ventil des Tanks und das Anschlussstück des Nachfüllbehälters, Fig. 2 ist eine Ansicht des in Fig. 1 dargestellten Ventils von unten, und die Fig. 3 und 4 zeigen weitere Ausführungsformen.
Das in Fig. 1 dargestellte Ventil weist einen zylindrischen Körper 1 auf, der in eine Wand 2 des mit verflüssigtem Gas zu füllenden Tanks unter Zwischenschaltung einer Dichtung 3 eingeschraubt ist. Der Körper 1 ist hülsenförmig ausgebildet und besitzt einen Boden 4 mit zwei Öffnungen 5 und 6. Diese sind durch Verschlussorgane abgedeckt, die je einen Teil einer biegsamen Membran 7 darstellen. Die Membran ist im Innern des Tanks angeordnet und wird durch den Druck des im Tank vorhandenen Gases gegen den Boden 4 gedrückt. Die Halterung der Membran 7 erfolgt durch zwei umgebogene Laschen 8 und 9 (Fig. 2).
Das beschriebene Ventil arbeitet mit einem Anschlussstück 10 zusammen, welches den Hals eines Nachfüllbehälters bildet. Dieser Hals 10 weist zwei Vorsprünge 11 und 12 auf, welche in die beiden Öffnungen 5 und 6 eindringen können und dabei das Ventil öffnen, indem sie die Membran 7 von den Öffnungen abheben. Der Vorsprung 11 besitzt eine Längsbohrung 13, die den Zufluss des verflüssigten Gases in den Tank gestattet, während der Vorsprung 12 Bohrungen aufweist, die eine Abströmleitung 14 für das in dem Tank vorhandene Gas bilden.
Um den Tank zu füllen, der z. B. zu einem Feuerzeug gehört, hält man ihn derart, dass das Ventil oben liegt und führt dann den Hals 10 des Nachfüllbehälters nach unten in das Ventil ein. Sobald die
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Teile 11 und 12 in die Öffnungen 5 und 6 des Ventils eindringen, öffnen sie den Zufluss- und den Ab- flusskanal.
Der Nachfüllbehälter weist naturgemäss eine Schliesseinrichtung auf, die nicht dargestellt ist und das
Strömen des im Behälter gespeicherten Gases nur dann zulässt, wenn der Tank, insbesondere eines Gas- feuerzeugs, gefüllt werden soll. Zu diesem Zweck kann der Hals 10 auf dem Behälter verschiebbar gela- gert sein, so dass die Relativbewegung zwischen dem Hals und dem Behälter zur Öffnung eines Schliess- ventils des Behälters dient.
Wenn die Schliessorgane des Nachfüllbehälters geöffnet sind, kann das verflüssigte Gas durch die
Bohrung 13 in den Tank eindringen. Um dabei zu vermeiden, dass die Mündung der Bohrung 13 durch die Membran 7 verschlossen wird, mündet diese Bohrung in einer Querleitung 16, so dass das Gas seitlich entweicht. Ein Teil des in dem Tank enthaltenen Gases kann während des Füllvorganges durch die Ab- flussleitung 14 und das Spiel zwischen dem Hals 10 und der oberen zylindrischen Ausnehmung des Kör- pers 1 gasförmig abtrömen. Ist aber der Tank etwa bis zur Höhe der unteren Öffnung der Leitung 14 gefüllt, so entweicht verflüssigtes Gas nach aussen, wodurch dem Benutzer angezeigt wird, dass der Füll- vorgang beendet ist. Indem man dann den Feuerzeugtank und den Nachfüllbehälter trennt, wird das
Ventil automatisch verschlossen.
Der Ausflusskanal 14 dient dazu, den zu füllenden Tank druckmässig zu entlasten, so dass man bei normalen Temperaturunterschieden zwischen den Behältern in dem zu füllenden Tank einen Druckabfall erhält und somit dieser Druck in jedem Fall unterhalb des Druckes des verflüssigten Gases in dem Nach- füllbehälter liegt.
Wenn der zu füllende Tank eine kleine Menge verflüssigten Gases enthält, so herrscht bekanntlich in seinem Inneren ein Druck, der der Dampfspannung bei der gegebenen Temperatur entspricht. Ist dagegen der zu füllende Tank wärmer als der Nachfüllbehälter, so ist der Druck in dem Tank grösser als in dem Nachfüllbehälter, und der Füllvorgang kann nicht stattfinden.
Um grössere Gasverluste zu vermeiden, ist es zweckmässig, das Verhältnis zwischen dem Querschnitt des Zuflusskanals und demjenigen des Abflusskanals so zu wählen, dass man nur eine kleine Druckverminde- rung im Inneren des zu füllenden Behälters bekommt, z. B. 1/10 des Anfangsdruckes.
Wenn der Querschnitt des Abflusskanals sehr viel grösser als derjenige des Zuflusskanals wäre, erhielte man einen sehr erheblichen Druckabfall, welcher bis zu einem Gleichgewicht mit dem äusseren Luftdruck führen kann. Dabei würde der Gasverlust ein Vielfaches des Inhaltes des zu füllenden Behälters betragen.
Ausserdem erhält man, wenn der Abflusskanal im Verhältnis zum Zuflusskanal zu gross ist, erhebliche Wirbel- und Blasenbildung im Inneren des zu füllenden Behälters, so dass Flüssigkeitsteilchen mit durch den Abflusskanal gerissen werden. Durch ein vernünftiges Verhältnis der beiden Querschnitte hingegen erreicht man, dass der Tank mit geringem Gasverlust und ohne übertriebene Wirbelbildungen gefüllt werden kann.
Fig. 3 zeigt eine Konstruktion, die derjenigen nach Fig. 1 und 2 sehr ähnlich ist. Die einzigen Unterschiede bestehen darin, dass einerseits zwei Gummikugeln 16 und 17 zum Verschliessen der Öffnungen 5 und 6 im Boden 4 des Ventilkörpers verwendet werden und dass anderseits die Bohrung im Ansatz 12 wegfällt. Letzterer hat in der Durchbrechung 6 hinreichendes Spiel, um einen Durchlass zum Entweichen des Gases zu bilden. Die Dichtung des Zuflusskanals zwischen dem Hals 10 und dem Ventil wird durch eine Schulter 18 geschaffen, die sich gegen den Boden des Ventils legen kann. Der Durchmesser der Öffnungen 5 und 6 ist in der Nähe ihrer Enden etwas kleiner als derjenige ihrer zentralen Bereiche, wodurch verhindert wird, dass die Kugeln 16 und 17 herausfallen können.
Radiale Bohrungen 19 bzw. 20 münden in die Durchbrechungen 5 und 6 und gestatten den Durchgang des Gases selbst dann, wenn die Kugeln 16 und 17 auf der unteren Kante ihrer Bohrung aufliegen.
Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform ist in allen Punkten ähnlich derjenigen des bereits beschriebenen Ausführungsbeispiels. Die Gummikugeln 16 und 17 werden durch den im Inneren des Tanks herrschenden Druck wieder in ihre obere Lage gedrückt, sobald der Hals 10 entfernt wird.
Bei den beschriebenen Ausführungsformen lässt sich eine Phasenverschiebung zwischen dem Öffnen und dem Schliessen des Zufluss- bzw. Abflusskanals erzielen, indem man die Ansätze 11 und 12 verschieden lang ausbildet. Ist Ansatz 12 länger als Ansatz 11, so wird der Abflusskanal nach dem Zuflusskanal geschlossen, wenn man den Nachfüllbehälter von dem Feuerzeug entfernt. Hiedurch vermeidet man ein Überfüllen des Feuerzeuges.
Fig. 4 zeigt eine Variante zur Ausführungsform nach Fig. 3. Sie unterscheidet sich von letzterer dadurch, dass die Ausströmöffnung durch einen Ventilteller 21 verschliessbar ist. An diesem ist ein sich nach aussen erstreckender Stiel 22 vorgesehen, der beim Füllvorgang durch die als Passfläche wirkende Stirnseite 12 a des Halses 10 niedergedrückt werden kann. Der Teller 21 bildet mit dem Stiel 22 ein Stück und ist durch eine Schraube 23 in die Bohrung 6 eingeschlossen.
Man kann natürlich an den Ausführungsformen Veränderungen vorsehen. Insbesondere könnte man die Querrille 15 des Vorsprungs, der den Zuflusskanal aufweist, weglassen, indem man das Ende dieses Teiles so ausbildet, dass das verflüssigte Gas trotzdem seitlich austreten kann. Zum Beispiel kann die Fläche des. Endteiles eine Abschrägung od. dgl. aufweisen, oder es kann ein seitlicher Kanal in diesem Teil vorgesehen sein.