DE2948588A1

DE2948588A1 - Druckspeicher mit extrusionssicherer gasfuellventilanordnung

Info

Publication number: DE2948588A1
Application number: DE19792948588
Authority: DE
Inventors: Abduz Zahid
Original assignee: LIQUIDONICS Inc
Current assignee: LIQUIDONICS Inc
Priority date: 1978-12-04
Filing date: 1979-12-03
Publication date: 1980-06-19
Also published as: CH632825A5; JPS5576202A; US4181156A; FR2443639A1; GB2042639A; GB2042639B; DD147654A5; FR2443639B1; PL220119A1

Description

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LIQUIDONIGS INDUSTRIES INC. Chatsworth, California (V.St.A.)

Druckspeicher mit extrusionssicherer Gasfüllventilanordnung

Die Erfindung betrifft einen Druckspeicher mit einem starren Gefäß, das an seinen Enden mit Kanälen versehen ist, die im wesentlichen miteinander fluchten, und das eine verformbare Blase enthält, die eine offene Mündung besitzt, die das Gefäß in einen Flüssigkeitsraum und einen Gasraum teilt, die mit je einem der Kanäle in Verbindung stehen, wobei dem mit dem Gasraum in Verbindung stehenden Kanal ein starres Fitting zugeordnet ist, durch das sich ein in den Gasraum führender Gasdurchlaß erstreckt.

Um das Verständnis des ErfindungsgegenStandes zu erleichtern, sei zunächst ein Druckspeicher beschrieben, dessen zylindrisches Gefäß aus zwei napfförmigen Teilen besteht, deren Mündungen einander zugekehrt und aneinander befestigt und deren Böden mit je einem Kanal ausgebildet sind. Eine aus elastisch verformbarem Material bestehende BDaBe, die eine große Mündung besitzt, ist mit Hilfe eines sparren Tragringes in dem Gefäß derart montiert, dass sich die

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Blase zwischen den beiden Kanälen erstreckt und einen Flüssigkeitsraum und einen Gasraum begrenzt, die mit je einem der Kanäle in Verbindung stehen. Wenn der Druckspeicher mit unter D_ruck stehender Flüssigkeit beschickt wird, kann sich die Seitenwand der gasgefüllten Blase verformen und über die Mündung eines Durchlasses falten, der in einem starren Gaseinlaßfitting ausgebildet ist, das in einem der Kanäle befestigt ist. Infolgedessen wird die Blase in den genannten Durchlaß gepreßt, so dass sie gelocht wird und Gas aus dem Druckspeicher austreten kann, der dadurch unbrauchbar wird.

Es kann auch vorkommen, das Gas durch das übliche Gaseinlaßventil hindurch austritt, das beispielsweise ein in dem starren Gasfitting montiertes Schraderventil sein kann. Infolge des Heraussickerns von Gas aus der Blase ist der Druckspeicher für seinen eigentlichen Zweck nicht mehr geeignet·

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher in der Schaffung eines Druckspeichers, in dem eine Blase, die eine relativ große Mündung besitzt, beispielsweise am Mantel des Druckspeichers befestigt ist, und in dem im Längsabstand von der Mündung der Blase eine Extrusionsschutzkappe vorgesehen ist, die mittels des Fittings des Gaseinlaßventils festgelegt ist und die einerseits einen freien Eintritt von Gas unter Druck in die Blase gestattet, so dass diese mit Gas gefüllt wird, und die andererseits automatisch schließt, um Herauspressen der Blase durch den Durchlaß in dem Gasfitting zu verhindern.

Diese erfindungsgemäß vorgesehene Extrusionsschutz-

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kappe wird in einem Druckspeicher verwendet, der ein zylindrisches Gefäß besitzt, das aus zwei napfförmigen Teilen besteht, deren Mündungen einander zugekehrt und aneinander befestigt und in ihren Böden mit je einem Kanal ausgebildet sind. Mit Hilfe eines starren Tragringes ist in dem Gefäß eine aus elastisch verformbarem Material bestehende Blase montiert, die eine große offene Mündung besitzt. Beispielsweise ist der eine Rand des Tragringes zwischen den einander zugekehrten Mündungen der napfförmigen Gefäßteile befestigt und der andere Rand des Tragringes mit dem Mündungsteil der Blase umpreßt. Die zwischen den genannten Kanälen angeordnete Blase begrenzt einen Flüssigkeitsraum und einen Gasraum, die mit je einem der Kanäle in Verbindung stehen. In einer der Kanäle ist ein Gaseinlaßfitting befestigt, das von einem zentralen Strömungsweg durchsetzt ist, in dessen äußerem Teil beispielsweise ein übliches Schraderventil montiert ist und der an seinem inneren Ende eine Mündung besitzt, die in den von der Blase begrenzten Gasraum führt. Das Gaseinlaßfitting hat einen inneren Teil, der sich in den Gasraum erstreckt und auf dem eine Kappe montiert ist, die aus einem elastomeren Material besteht, das vorzugsweise eine niedrigere Rückprallhärte hat als das Material der Blase, so dass durch den Angriff der Blase an der Kappe diese leicht verformt werden kann. Die Kappe ist im wesentlichen kegelstumpfförmig, und ihr kleinerer Grundkreis erstreckt sich über dem inneren Ende der Mündung des Strömungskanals in dem starren Gaseinlaßfitting. Die Kappe ist mit einem axialen Durchlaß ausgebildet, der mit der Mündung des Strömungskanals in dem Fitting fluchtet und normalerweise mit ihm in Verbindung steht. Die

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Die Kappe ist derart ausgebildet, dass bei einer Druckbeaufschlagung der Kappe an ihrem kleineren Grundkreis durch die Blase die Kappe verformt und ihr axialer Durchlaß geschlossen wird, so dass die Blase nicht in die Mündung des Fittings gepreßt und gelocht werden und daher nicht ausfallen kann.

Erfindungsgemäß ist daher dem Gaseinlaßfitting ein verformbares Verschlußelement zugeordnet, das bei einem Gasaustritt aus dem Gasraum den in den Gasraum führenden Durchlaß an seinem dem Gasraum zugekehrten Ende automatisch schließt, so dass die Blase nicht in die Mündung des starren Fittings gepreßt werden kann, was zum Ausfall des Druckspeichers führen könnte.

Ein Ausführungsbeipiel der Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt

Fig. 1 im Längsschnitt einen Druckspeicher gemäß der Erfindung md

Fig. 2 stark vergrößert ebenfalls im Längsschnitt einen Teil der Fig. 1 mit der Extrusionsschutzkappe und der dagegengepreßten Blase.

Der in Fig. 1 gezeigte Druckspeicher besitzt ein aus starrem Material, wie Stahl, bestehendes Gefäß 10, das einem relativ hohen Druck gewachsen ist.

Das Gefäß 10 besteht aus zwei einander ergänzenden napfförmigen Teilen 11 und 12. Der Gefäßteil 11 stellt einen Deckel für den Unterteil 12 des Gefäßes 10 dar.

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ORIGINAL INSPECTED

Die Gefäßteile 11 und 12 haben an ihren Mündungen abgeschrägte Randflächen 13 und 14, deren Innenränder 15, 16 so aneinanderliegen, dass die Randflächen 13, 14 eine V-förmige Ringnut begrenzen.

Die napfförmigen Gefäßteile 11 und 12 besitzen je einen gewölbten Boden 17 bzw. 18. Daher bildet das Gefäß 10 einen im weaaitlbhen zylindrischen Körper mit halbkugeligen Enden, in denen je ein Kanal 19, 20 ausgebildet ist. Diese Kanäle fluchten axial miteinander.

In dem Kanal 20 sitzt ein Fitting 21, das gemäß Fig. 1 aus einer zylindrischen Hülse besteht, die an dem Boden 18 des Unterteils 12 des Gefäßes 10 beispielsweise durch Schweißen bei 22 befestigt ist und mit dem Umfang des Kanals 20 axial fluchtet. Das innere Ende des Fittings 21 bildet einen Ventilsitz 23.

In dem Gefäß 10 ist eine verformbare Trennwand angeordnet, die beispielsweise aus einer Blase 24 aus Gummi oder einem ähnlichen Material mit gleichen Eigenschaften besteht. Die Blase ist an ihrem einen Ende 25 geschlossen. Dort ist ein an der Blase befestigtes und vorzugsweise an ihr angeformtes starres knopfförmiges Ventilelement 26 vorgesehen, das mit der Blase koaxial ist und sich bei einer Druckbeaufschlagung der Blase über den Kanal 19 gegen den Ventilsitz 23 legt, um den Kanal 20 zu schließen und dadurch ein Extrudieren der Blase zu verhindern.

Die Blase 24 besitzt an ihrer Mündung 27 einen verdickten Randteil, mit dem ein Tragring 29 verbunden, beispielsweise umpreßt ist. Der Tragring 29 besteht aus relativ dünnem,

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elastischem Blech und hat an seinem in dem verdickten Randteil der Blase 24 eingebetteten, unteren Ende einen einwärtsgeneigten Befestigungsteil 31 und an seinem oberen Ende einen auswärtsgeneigten Halteteil 32. Gemäß Fig. 1 liegt der Tragring 29 mit dem Übergang 33 zwischen dem Halteteil 32 und dem zylindrischen mittleren Teil 34- des Tragringes 29 auf dem Innenrand 16 der Randfläche 14 des Unterteils 12 des Gefäßes 10 und liegt die Randfläche 13 des Gefäßdeckels 11 auf der oberen Fläche des H_aiteteils 32. Die Randflächen 13, 14 und der Halteteil 32 sind durch Schweißen bei 35 aneinander befestigt.

Gemäß der Erfindung ist ein Gaseinlaßfitting 36 vorgesehen, das einen zylindrischen unteren Teil 37 und einen sich von dort auswärts erstreckenden, axialen Schaftteil 38 besitzt. Dieser durchsetzt den Gaskanal 19 und ist so angeordnet, dass die obere Fläche des unteren Teils 37 im Bereich des Umfanges des Gaskanals 19 an der Innenwandung des Gefäßdeckels 11 anliegt. Das Fitting ist in dem Gaskanal 19 beispielsweise durch Schweißen bei 41 befestigt. Das Gaseinlaßfitting 36 ist von einer Längsbohrung 42 durchsetzt, die an ihrem unteren Ende bei 43 im Durchmesser kleiner ist und einen Gasdurchlaß bildet, dessen Mündung 44 in den von der Innenwandung der Blase 24 begrenzten Gasraum 45 des Druckspeichers führt.

In den mit einem Innengewinde versehenen, weiteren Bohrungsteil 42 des Gaseinlaßfittings wird ein übliches Ventil, beispielsweise ein Schraderventil 46, geschraubt.

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Daöfch kann auf die gewindetragende Außenfläche des Ventilschafts 38 eine Verschlußkappe 47 geschraubt werden.

Auf dem unteren Teil 37 des Gaseinlaßfittings ist eine Extrusions schutzkappe 48 aufgeschraubt. Diese besitzt im Innern einen Hohlraum 49 und in diesem eine einstückig mit der Kappe einstückige Ringrippe 51· Die Ringrippe 51 wirkt mit einer Ringnut 52 in dem unteren Teil 37 des Gaseinlaßfittings 36 derart zusammen, dass die Kappe 48 zuverlässig, aber abnehmbar auf dem Teil 37 gehalten wird. In der Zeichnung erkennt man, dass die Kappe 48 die Form eines umgekehrten Kegelstumpfes hat und in ihrem kleineren Grundkreis 53 einen Durchlaß ^A-besitzt, der mit der Mündung 44 am unteren Ende des Durchlasses 43 axial fluchtet. An ihrem kleineren Grundkreis 53 hat die Kappe 48 bei 55 vorzugsweise eine relativ große Wandstärke. Der axiale Durchlaß 54 hat vorzugsweise ebenfalls die Formeines Kegelstumpfes, dessen größerer Grundkreis 56 im Durchmesser größer ist als der Durchmesser D der Mündung 44 des Durchlasses 43 und dessen kleinerer Grundkreis im Durchmesser d kleiner ist als der Durchmesser des größeren Grundkreises des Durchlasses 54- und etwas kleiner als der Durchmesser der Mündung des Durchlasses 43.

Die Kappe 48 besteht aus elastomerem Material, das vorzugsweise eine geringere Rückprallhärte besitzt und daher weicher ist als das Material der Blase 24.

Im Gebrauch des Druckspeichers wird die Blase 24 mit unter Druck stehendem Gas durch das Gaseinlaßventil 46 hindurch gefüllt, das in dem Fitting 36 montiert ist,

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das sich in dem Gaskairi. 19 befindet. Dabei tritt das unter Druck siehende Gas durch den Durchlaß 43 und durch den normalerweise offenen Axialdurchlaß 54 in der Kappe 48 in den Gasraum 45, der von der Blase 24 begrenzt ist, so dass diese mit Gas gefüllt wird und sich ausdehnt und mit ihrer Wand an die Innenwandung des Gefäßes 10 anlegt. Dabei legt sich das Ventilelement 26 an den Ventilsitz 23 an, so dass die Blase 24 dort nicht herausgepreßt werden kann.

Dann wird ein unter D_ruck stehendes Druckmittel, beispielsweise öl, durch das Fitting 21 gedrückt und dadurch der Flüssigkeitsraum 57 mit unter Druck stehendem öl gefüllt. Das in den Druckspeicher einströmende, unter Druck stehende öl bewirkt, dass sich die Blase verformt und möglicherweise nach innen umklappt, so dass ihre Seitenwand gemäß Fig. 2 gegen die innere Fläche der Kappe 48 gedruckt wird.

Da das Material der Kappe 48 eine geringere Rückprallhärte hat als das Material der Blase 24, bewirkt die von der Blase 24 gegen die Kappe 48 ausgeübte Kraft, dass das Material der Kappe 48 derart verformt wird, dass der axiale Durchlaß 54- gemäß Fig. 2 geschlossen wird» Dadurch wird ein Pressen der Blase 24 in die Mündung 44 des Durchlasses 43 in dem starren Gaseinlaßfitting 36 verhindert, was sonst zu einem Lochen und daher zum Ausfall der Blase führen könnte.

Im normalen Betrieb kann der Druckspeicher mit unter Druck stehendem Gas auf einen vorherbestimmten Vordruck gefüllt werden und kann er ouch in seinem Flüsisigkeitsraum unter Druck stehende Flüssigkeit enthalten. In zahl-

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reichen Fällen kann sich der Druckspeicher längere Zeit hindurch im Bereitschaftszustand befinden, so dass Gas durch das Schraderventil 46 hindurch : entweichen kann, beispielsweise weil dieses Ventil defekt ist oder weil ein vollständiges Schließen des Bchraderventils durch dort vorhandenen Schmutz verhindert wird. Ein derartiges Entweichen von Gas kann dazu führen, dass nach einem längeren Zeitraum kein Gas mehr in der Blase vorhanden ist, so dass die Blase dann gegen das innere Ende 53 der Kappe 48 gedrückt wird. Dadurch wird dann der axiale Durchlaß 54- der Kappe 48 in der vorstehend beschriebenen Weise geschlossen, so dass die Blase 24 nicht beschädigt werden und der Druckspeicher nicht aus diesem Grund ausfallen kann. Wenn keine derartige lei cht verformbare läppe 48 vorhanden ist und die Blase gegen eine starre Mündung gepreßt wird, beispielsweise die Mündung 44 des Durchlasses in dem GaseinÜf it ting, könnte die Blase gelocht werden.

Dank des Vorhandenseins der verformbaren Extrusionsschutzkappe 48, die zusätzlich zu der an dem Mantel des Gefäßes 10 befestigten und eine weite Mündung besitzenden Blase 24 vorhanden und von ihr getrennt ist, kann man die Blase aus einem Material herstellen, das eine höhere Rückprallhärte hat als die Extrusionsschutzkappe, so dass beim Pressen der Blase 24 gegen die &appe 48 diese leichter derart verformt werden kann, dass der axiale Durchlaß 54 der Kappe zuverlässig geschlossen und daher ein Herauspressen der Blase 24 verhindert wird·

Man erkennt, dass die Erfindung zu dem Vorteil führt, dass bei einem Heraussickern von Gas durch das Ventil

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noch eine Mindestgasmenge in dem Gasraum zurückgehalten wird, so dass der Druckspeicher auch dann noch zum
Dämpfen von Stoßen imstande ist und einen direkten Schlag auf die Schweißverbindungen, beispielsweise die Schweißnaht 35» und einer dadurch verursachten Zerstörung der
Schweißverbindungen, verhindern kann.

Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel eingeschränkt, das im Rahmen des Erfindungsgedankens verschiedentlich abgeändert und durch zahlreiche andere Ausführungsformen
ersetzt werden kann.

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Claims

Patentansprüche:

Druckgefäß, gekennzeichnet durch ein aus starrem Material bestehendes Gefäß, das am einen Ende einen Flüssigkeitskanal und am entgegengesetzten Ende einen mit dem Flüssigkeitskanal axial fluchtenden Gaskanal besitzt, durch eine in dem Gefäß angeordnete, verformbare Blase, die aus elastischem Material besteht und am einen Ende eine Mündung besitzt und am anderen Ende geschlossen ist, durch einen Tragring, der an seinem einen Rand einen ringförmigen Befestigungsteil besitzt, der in dem Mündungsteil der Blase befestigt ist, während der Tragring an seinem anderen Rand einen ringförmigen Befestigungsteil besitzt, der im Abstand von dem Gaskanal an dem Mantel des Gefäßes befestigt ist, durch ein Gaseinlaßfitting, das den Gaskanal durchsetzt und in ihm befestigt ist und einen in dem Gefäß angeordneten, axial inneren Teil und einen von dem Gefäß vorstehenden, axialen Schaftteil besitzt und von einer axialen Bohrung durchsetzt ist, die in der Nähe ihres äußeren Endes mit einem Innengewinde ausgebildet ist, während der innere Endteil der Bohrung einen Gasdurchlaß bildet, durch ein in dem äußeren Endteil der Bohrung montiertes Gaseinlaßventil und durch eine auf dem axial inneren Teil des Gaseinlaßfittings montierte, verformbare Kappe, die einen Teil besitzt, der sich quer über das Ende des Gasdurchlasses erstreckt, der von dem inneren Endteil der Bohrung gebildet wird, wobei in dem genannten Teil der Kappe ein Durchlaß ausgebildet ist, der axial mit dem in dem Gaseinlaßfitting vorhandenen Durchlaß fluchtet.

2e Druckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die verformbare Kappe federnd auf dem axial inneren Teil des Gaseinlaßfittings sitzt.

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3« Druckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die verformbare Kappe eine Vertiefung besitzt, welche zur zuverlässigen Halterung der Kappe auf dem axial inneren Teil des Gaseinlaßfittings dessen unteren Teil aufnehmen kann. ^L

4·. Druckspeicher nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe in der Vertiefung mit einer Ringrippe ausgebildet ist, die herausnehmbar eine Singnut in dem axial inneren Teil des Gaseinlaßfittings eingreift.

5. Druckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der verformbaren Kappe eine geringere Rückprallhärte hat als das Material der Blase.

6. Druckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Durchlaß der Kappe kegelstumpfförmig ist und ijein größerer Grundkreis dem der Mündung des Gasdurchlasses des Gaseinlaßfittings zugekehrt und im Durchmesser größer ist als diese, während der kleinere Grundkreis des axialen Durchlasses der Kappe im Durchmesser kleiner ist als die Mündung des Gasdun&lasses des Gaseinlaßfittings.

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