DE10045120B4

DE10045120B4 - Flaschenverschlussvorrichtung

Info

Publication number: DE10045120B4
Application number: DE10045120A
Authority: DE
Inventors: Hermann Dipl.-Ing. Mair (FH); Helmut Dipl.-Ing. Meinaß
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 2000-06-21
Filing date: 2000-09-13
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2020-09-14
Also published as: DE10045120A1

Abstract

Verschlussvorrichtung mit einem anströmseitigen Anschluss (1) für eine Gasflasche, einem abströmseitigen Anschluss (2) und einem Schließelement (4) sowie einem Regelventilstift (9), wobei in die Verschlussvorrichtung ein Druckminderer integriert ist, welcher bei Überschreiten eines vorgegebenen Druckes am abströmseitigen Anschluss (2) das Schließen der Verschlussvorrichtung bewirkt, wobei der Regelventilstift (9) mittels eines Bolzens (22) in axialer Richtung verschiebbar ist, wobei der Bolzen (22) in einen in einem mit dem abströmseitigen Anschluss (2) in Verbindung stehenden Hubraum (12) in axialer Richtung verschiebbaren und mit Federkraft beaufschlagten Kolben (11) derart eingeschraubt ist, dass im geschlossenen Zustand der Verschlussvorrichtung der Bolzen (22) durch ein Betätigungselement (18, 19, 20) soweit aus dem Kolben (11) herausgeschraubt ist, dass durch den Regelventilstift (9) kein Druck auf das Schließelement (4) ausgeübt ist und zum Öffnen der Verschlussvorrichtung (18, 19, 20) der Bolzen (22) durch das Betätigungselement soweit in den Kolben (11) hineingedreht ist, dass das Schließelement (4) öffnet, wobei...

Description

Die Erfindung betrifft eine Verschlussvorrichtung mit einem anströmseitigen Anschluss für eine Gasflasche, einem abströmseitigen Anschluss und einem Schließelement sowie einem Regelventilstift, wobei in die Verschlussvorrichtung ein Druckminderer integriert ist
Bei den üblichen Gasflaschenarmaturen ist in den Flaschenkopf eine Flaschenverschlussvorrichtung zum Öffnen und Schließen der Flasche eingeschraubt. Mit der Flaschenverschlussvorrichtung wird ein Druckminderer verbunden, an den sich ein Gasentnahmestutzen anschließt. Der Druck des an dem Gasentnahmestutzen entnommenen Gases, der Verbrauchsdruck, ist in bestimmten Grenzen vom momentanen Flaschendruck abhängig. Diese Abhängigkeit stellt, insbesondere bei Gasanwendungen, bei denen ein sehr stabiler Druck sichergestellt werden muss, einen Nachteil dar.
Zum Stand der Technik ist insbesondere die US 40 43 357 A zu nennen. Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, eine Verschlussvorrichtung für eine Gasflasche, insbesondere Druckgasflasche, bereitzustellen, die einen stabilen Druck am Gasentnahmestutzen gewährleistet und leicht betätigbar ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Verschlussvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt. Erfindungsgemäß ist in die Verschlussvorrichtung für die Druckgasflasche ein Druckminderer integriert, der den Gasdruck von beispielsweise 200 bar Flaschendruck auf 10–40 bar reduziert. Am abströmseitigen Anschluss der Verschlussvorrichtung steht somit nicht der gesamte Flaschendruck von zum Beispiel 200 oder 300 bar an, sondern ein durch die Einstellung des Druckminderers vorgegebener, reduzierter Wert.
Das Betätigungselement, mit dem der Regelventilstift in die den Strömungsweg öffnende oder schließende Position gebracht wird, ist erfindungsgemäß von dem Druckminderer entkoppelt. Bei Betätigung des Betätigungselementes muss damit lediglich das Regelventilstift in die entsprechende Position gebracht werden, ohne dass die Feder des Druckminderers vorgespannt wird. Der Kraftaufwand beziehungsweise das Drehmoment zum Öffnen und Schließen der Verschlussvorrichtung wird dadurch minimiert.
Vorzugsweise wirkt das Betätigungselement über einen parallel, insbesondere koaxial, zur Bewegungsrichtung des Kolbens angeordneten Bolzen auf den Regelventilstift ein. Besonders bevorzugt weist der Kolben hierfür eine entsprechende, zentral angeordnete Bohrung auf, durch die der Bolzen hindurchgeführt ist. Die Führung des Bolzens in dem Kolben wird dabei mittels einer Rundschnurdichtung gasdicht abgedichtet.
Der Bolzen ist so angeordnet, dass er relativ zum Kolben des Druckminderers bewegbar ist. Wird das Betätigungselement aktiviert, das heißt soll ein Wechsel zwischen der geöffneten und geschlossenen Position des Regelventilstiftes hervorgerufen werden, so wirkt der Bolzen auf den Regelventilstift ein, ohne die Position des Kolbens zu verändern. Die an dem Kolben angreifenden Kräfte bleiben zunächst unverändert, so dass keine Rückwirkung der Federkraft des Druckminderers auf das an dem Betätigungselement aufzubringende Drehmoment vorhanden ist.
Der Bolzen ist in dem Kolben eingeschraubt, so dass durch eine Drehbewegung des Betätigungselementes der Regelventilstift aktiviert werden kann.
Die Abdichtung zwischen dem Kolben und dem Hubraum, in dem der Kolben bewegbar ist, erfolgt vorzugsweise mittels einer Rundschnurdichtung.
Es hat sich ebenfalls als günstig erwiesen, den Kolben mittels einer Membran in dem Hubraum zu befestigen, wobei die Membran zum einen eine gewisse Bewegbarkeit des Kolbens in axialer Richtung im Hubraum gewährleistet, zum anderen den Spalt zwischen dem Kolben und der Wandung des Hubraums abdichtet.
Bevorzugt weist das Betätigungselement eine Welle auf, welche mit dem Bolzen in Wirkverbindung steht, wobei die Welle und der Bolzen axial gegeneinander bewegbar sind. Die Welle und der Bolzen stehen jedoch so miteinander in Verbindung, dass eine Drehbewegung der Welle auf den Bolzen übertragen wird. Die axiale Bewegbarkeit der Welle und des Bolzen gegeneinander kann durch zwei ineinandergreifende Profile, wie zum Beispiel Nut, Kerbzahn, Schlitz, Keil oder Keilwelle, erreicht werden. Auch ein Metallbalg oder eine Feder, die in axialer Richtung verformbar sind, sich aber gegenüber Drehbewegungen relativ starr verhalten, sind als Übertragungsmittel zwischen der Welle und dem Bolzen geeignet.
Es hat sich als günstig herausgestellt, die Feder des Druckminderers mittels eines mit dem Körper der Verschlussvorrichtung verbundenen Federdeckels vorzuspannen. Durch geeignete Positionierung des Federdeckels, beispielsweise durch entsprechend weites Einschrauben des Federdeckels in die Verschlussvorrichtung, wird der Druck am abströmseitigen Anschluss der Verschlussvorrichtung fest eingestellt.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand von den in den schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigt
1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verschlussvorrichtung
und 2 eine alternative Ausgestaltung, bei der der Kolben mittels einer Membran im Hubraum befestigt ist.
Die in 1 gezeigte Verschlussvorrichtung für eine Druckgasflasche weist einen an die Druckgasflasche anzuschließenden, anströmseitigen Anschluss 1 und einen abströmseitigen Anschluss 2 auf, an den weitere, in der Figur nicht gezeigte Elemente, wie beispielsweise ein weiterer Druckminderer, ein Manometer oder ein Gasentnahmestutzen angeschlossen werden können. Der anströmseitige Anschluss 1 und der abströmseitige Anschluss 2 stehen über eine Bohrung 3 miteinander in Verbindung, in der ein Schließelement 4 verschiebbar angeordnet ist.
Der Schließelement 4 wird über eine Schließfeder 5 und den am Anschluss 1 anstehenden Flaschendruck dichtend auf den Ventilsitz 6 gepresst, so dass der Strömungsweg zwischen den beiden Anschlüssen 1 und 2 verschlossen ist. Der Ventilsitz 6 besitzt an seinem dem Schließelement 4 zugewandten Ende eine Bohrung 7, an die sich eine zylindrische Bohrung 8 grösseren Querschnitts anschließt. In der zylindrischen Bohrung 8 befindet sich ein rechteckiger Regelventilstift 9, welcher einen Stößel 10 aufweist, der in die Öffnung geringeren Querschnitts 7 greift.
Der Regelventilstift 9 ist mittels eines Bolzens 22 in axialer Richtung verschiebbar. Der Bolzen 22 ist hierzu in einen Kolben 11 eingeschraubt, der sich in einem mit dem abströmseitigen Anschluss 2 in Verbindung stehenden Hubraum 12 befindet. Der Kolben 11 ist in dem Hubraum 12 ebenfalls in axialer Richtung verschiebbar und mittels einer Rundschnurdichtung 13, einem O-Ring, abgedichtet. Durch den Kolben 11 verläuft eine zentrale Bohrung, durch die der Bolzen 22 gesteckt ist. Der Bolzen 22 und der Kolben 11 sind durch eine Rundschnurdichtung 14 abgedichtet.
An die dem Regelventilstift 9 abgewandte Seite des Kolbens 11 schließt sich eine Feder 15 an, die durch einen Federdeckel 16 vorgespannt wird. Hierzu wird der Federdeckel 16 entsprechend der gewünschten Vorspannung in den Körper 17 der Verschlussvorrichtung eingeschraubt.
Eine Welle 18, an der ein Handrad 19 angebracht ist, durchgreift den Federdeckel 16. Die Welle 18 besitzt an dem dem Handrad 19 abgewandten Ende ein Vierkantprofil 20. Der Bolzen 22 hat an seinem Ende eine entsprechende rechteckförmige Aussparung 21, in die das Vierkantprofil 20 der Welle 18 eingepaßt ist. Der Bolzen 22 und die Welle 18 sind dadurch unabhängig voneinander in axialer Richtung verschiebbar, wogegen eine Drehbewegung am Handrad 19, die eine entsprechende Drehbewegung der Welle 18 zur Folge hat, auch auf den Bolzen 22 übertragen wird.
Im geschlossenen Zustand der Verschlussvorrichtung ist der Bolzen 22 soweit aus dem Kolben 11 herausgeschraubt, dass der Stößel 10 des Regelventilstiftes 9 keinen Druck auf das Schließelement 4 ausübt. Dadurch wird das Schließelement 4 durch den am anströmseitigen Anschluss 1 anliegenden Flaschendruck und die Feder 5 auf den Ventilsitz 6 gepresst, so dass der Strömungsweg zum abströmseitigen Ende 2 unterbrochen wird.
Zum Öffnen des Strömungsweges wird das Handrad 19 mit der Welle 18 gedreht, wodurch der Bolzen 22 soweit in den Kolben 11 hineingedreht wird, dass über den Stößel 10 das Schließelement 4 verschoben wird und den Weg für das Gas freigibt. Der Kolben 11 mit dem eingeschraubten Bolzen 22 ist eine Einheit und regelt den Druck auf der abströmenden Seite 2. Bei Überschreiten eines durch die Federvorspannung vorgegebenen Druckes auf der abströmseitigen Seite 2 wird der Kolben 11 mit dem Regelventilstift 9 in axialer Richtung verschoben, so dass das Schließelement 4 den Strömungsweg unterbricht. Sobald der Druck am abströmseitigen Anschluss 2 den vorgegebenen Wert wieder unterschreitet, öffnet das Schließelement 4 den Strömungsweg wieder.
Der Kraftaufwand um das Schließelement 4 zu öffnen, ist relativ gering. Es muss lediglich die Kraft der Schließfeder 5 und die Kraft des Flaschendruckes, bezogen auf den kleinen Querschnitt der Öffnung 7 aufgebracht werden. Dadurch reduziert sich das Drehmoment am Handrad 19 erheblich und die Verschlussvorrichtung kann einfach und sicher bedient werden.
Die Vorrichtung gemäß 2 unterscheidet sich von der gemäß 1 darin, dass anstelle der O-Ringdichtung 13 zwischen dem Kolben 11 und der Wand des Hubraums 12 eine Membran 31 vorgesehen ist, durch die der Kolben 11 im Hubraum 12 befestigt ist und der als Gasabdichtung dient. Ferner ist als Verbindung zwischen dem Bolzen 22 und der Welle 18 ein Metallbalg 32 vorgesehen, der in axialer Richtung ausdehnbar ist, aber Drehbewegungen des Handrads 19 und der Welle 18 auf den Bolzen 22 überträgt.

Claims

Verschlussvorrichtung mit einem anströmseitigen Anschluss (1) für eine Gasflasche, einem abströmseitigen Anschluss (2) und einem Schließelement (4) sowie einem Regelventilstift (9), wobei in die Verschlussvorrichtung ein Druckminderer integriert ist, welcher bei Überschreiten eines vorgegebenen Druckes am abströmseitigen Anschluss (2) das Schließen der Verschlussvorrichtung bewirkt, wobei der Regelventilstift (9) mittels eines Bolzens (22) in axialer Richtung verschiebbar ist, wobei der Bolzen (22) in einen in einem mit dem abströmseitigen Anschluss (2) in Verbindung stehenden Hubraum (12) in axialer Richtung verschiebbaren und mit Federkraft beaufschlagten Kolben (11) derart eingeschraubt ist, dass im geschlossenen Zustand der Verschlussvorrichtung der Bolzen (22) durch ein Betätigungselement (18, 19, 20) soweit aus dem Kolben (11) herausgeschraubt ist, dass durch den Regelventilstift (9) kein Druck auf das Schließelement (4) ausgeübt ist und zum Öffnen der Verschlussvorrichtung (18, 19, 20) der Bolzen (22) durch das Betätigungselement soweit in den Kolben (11) hineingedreht ist, dass das Schließelement (4) öffnet, wobei der Bolzen (22) ein Aussparung (21) hat, in die das Betätigungselement (18, 19, 20) eingepasst ist und das Betätigungselement (18, 19, 20) und der Bolzen (22) unabhängig voneinander in axialer Richtung verschiebbar sind, wogegen eine Drehbewegung am Betätigungselement (18, 19, 20) auf eine Drehbewegung des Bolzens (22) übertragen ist.
Verschlussvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (11) und der Hubraum (12) mit einer Rundschnurdichtung (13) abgedichtet sind.
Verschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (11) mittels einer Membran (31) in dem Hubraum (12) befestigt ist.
Verschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (19) eine Welle (18) aufweist, welche mit dem Bolzen (22) in Wirkverbindung steht, wobei die Welle (18) und der Bolzen (22) axial gegeneinander bewegbar sind.
Verschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (15) mittels eines mit dem Körper (17) der Verschlussvorrichtung verbundenen Federdeckels (16) vorspannbar ist.
Verschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckminderer fest eingestellt ist.