DE60103896T2

DE60103896T2 - Vorrichtung zum regeln eines gasdurchflusses

Info

Publication number: DE60103896T2
Application number: DE60103896T
Authority: DE
Inventors: Erick Girouard
Original assignee: Teleflex GFI Control Systems LP
Current assignee: GFI Control Systems Inc
Priority date: 2000-06-23
Filing date: 2001-06-22
Publication date: 2005-05-19
Anticipated expiration: 2021-06-23
Also published as: KR20030034104A; US6901952B2; US20020014227A1; CA2312122A1; WO2002001306A1; AU2001267229A1; JP3857646B2; JP2004502229A; US20040020537A1; ES2223881T3; DE60103896D1; EP1295189A1; ATE269556T1; KR100725786B1; EP1295189B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Gas(durch)flussregelsysteme zum Steuern des Gasflusses und betrifft insbesondere an Behältern befestigte Module zur Steuerung des Flusses von unter hohem Druck stehenden gasförmigen Kraftstoffen, wie verdichtetes oder verflüssigtes Erdgas oder Wasserstoff, aus einem Speicherbehälter.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es wird immer üblicher, so genannte alternative Kraftstoffe, wie etwa Propangas oder Erdgas, in Verbrennungsmotoren oder Wasserstoff in Brennstoffzellen zu verwenden. Häufig werden derartige Motoren umgerüstet, um eine oder zwei oder mehr Kraftstoffquellen, wie etwa Benzin und Ergas, zu verwenden. Der Bediener hat die Möglichkeit, in Abhängigkeit von der Verfügbarkeit und dem Preis dieser Kraftstoffe, zwischen den Quellen hin- und herzuschalten.
Viele Fahrzeuge werden so produziert, dass sie nur mit Benzin arbeiten, und umgerüstet, um mit zwei oder mehr Kraftstoffen zu laufen. Die Fahrzeuge werden mit Speicherbehältern für Benzin, Pumpen zum Bewegen des Benzins vom Behälter zum Motor und Vergasern oder Kraftstoffeinspritzeinrichtungen zum Einbringen des Kraftstoffs und der erforderlichen Luftmenge zur Verbrennung in den Motor hergestellt.
Gasförmige Kraftstoffe, wie etwa Propangas, Erdgas und Wasserstoff, müssen in unter Druck stehenden Zylindern aufbewahrt werden, um das Gas auf ein bewältigbares Volumen zu verdichten. Ein Erhöhen des Druckes auf das höchste Niveau, das von dem unter Druck stehenden Speicherzylinder sicher bewältigt werden kann, erhöht die Kraftstoffmenge, die in diesem Zylinder gespeichert werden kann, und verlängert die Strecke, über die das Fahrzeug gefahren werden kann, auf ihr Maximum. Typische Speicherzylinderdrücke liegen zwischen ungefähr 14 MPa und 34 MPa (2000 bis 5000 psig).
Verbrennungsmotoren können nicht mit einem derart hohen Druck arbeiten und der Gasdruck muss auf ein Niveau reduziert werden, auf dem der Motor sicher betrieben werden kann.
Der Druck muss während er reduziert wird außerdem geregelt werden, um sicherzustellen, dass der Druck des in den Motor eintretenden Kraftstoffes sogar dann fast konstant ist, wenn der Druck im Speicherzylinder reduziert wird. Gleichzeitig muss es die Druckregelung ermöglichen, dem Speicherzylinder so viel Gas als möglich zu entnehmen, und es somit dem Druck im Speicherzylinder ermöglichen, so nahe als möglich auf den Betriebsdruck zu fallen. Ein hoher Druckunterschied innerhalb der Druckregeleinrichtung bedeutet, dass unbenutzter Kraftstoff im Speichertank zurückbleibt und dem Motor (Antrieb) nicht zur Verfügung steht.
Herkömmliche Druckregeleinrichtungen mit einer oder mehreren Stufen, über die der Druck verringert wird, sind wohlbekannt und werden seit langem verwendet, um den Druck zu vermindern und den Fluss verdichteter Gase zu regeln. Einige dieser Einrichtungen sind als druckausgeglichene Regeleinrichtungen bekannt und verwenden verschieden Anordnungen von Federn, Membranen und bearbeiteten Teilen, um Drücke und den Fluidfluss über die verschiedenen Stufen der Regeleinrichtung auszugleichen.
Eine Hauptsorge ist die Anfälligkeit der alternative Kraftstoffe transportierenden Durchflusskomponenten, einschließlich Druckregeleinrichtungen, für Unfallschäden. Wenn das Fahrzeug in einen Unfall verwickelt ist, dürfen derartige Komponenten nicht in nicht sicherer oder katastrophaler Weise ausfallen. Zu diesem Zweck werden eingebaute Druckregeleinrichtungen so ausgeführt, derartige nicht sichere oder katastrophale Bedingungen abzuschwächen. Ein Beispiel für solche Druckregeleinrichtungen ist in dem US-Patent 6,041,762 (Sirosh et al.) offenbart.
Obgleich die Druckregeleinrichtung gemäß Sirosh in eine einzelne Düse in einem Speicherzylinder eingebaut werden kann, verhindert der durch eine solche Regeleinrichtung eingenommene Raum in praktischer Hinsicht den weiteren Einbau eines Magnet-Absperrventils in derselben Düse, um den Zufluss zur Druckregeleinrichtung zuzulassen oder abzusperren, oder den weiteren Einbau einer zweiten Reglerstufe. Die Düse könnte vergrößert werden, um das Magnet-Absperrventil oder eine zweite Reglerstufe unterzubringen. Derartige Bauartabänderungen würden jedoch die Druckstufe des zugeordneten Speicherzylinders reduzieren und dadurch seine Verwendung zur Speicherung von unter hohem Druck stehenden Gasen verhindern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einer allgemeinen Betrachtung der vorliegenden Erfindung ist ein Gas(durch)flussregelmodul bereitgestellt, das ein Modulgehäuse, welches eine Längsachse sowie eine erste Öffnung (Port) und eine zweite Öffnung (Port), einen sich von der ersten Öffnung erstreckenden ersten Fluiddurchgang und einen sich von der zweiten Öffnung erstreckenden zweiten Fluiddurchgang umfasst; und eine Regeleinrichtung aufweist, die am Körper montiert und in Verbindung mit dem ersten und zweiten Fluiddurchgang steht, und ein bewegliches Druckbegrenzungselement umfasst, das durch eine Querachse gekennzeichnet ist, die quer zur Längsachse des Modulgehäuses verläuft.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Gasdurchflussregelmodul bereitgestellt, das ein Modulgehäuse, welches eine Längsachse, eine erste Öffnung und eine zweite Öffnung, einen sich von der ersten Öffnung erstreckenden ersten Fluiddurchgang und einen sich von der zweiten Öffnung erstreckenden zweiten Fluiddurchgang umfasst, und eine Regeleinrichtung aufweist, die am Körper montiert und in Verbindung mit dem ersten und zweiten Fluiddurchgang angeordnet ist und ein bewegliches Druckbegrenzungselement umfasst, das im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet ist, die im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Modulgehäuses verläuft.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Gas(durch)flussregelmodul bereitgestellt, das dafür ausgelegt ist, in einem Druckgefäß und über oder durch eine im Druckgefäß vorgesehene Düse montiert zu werden, wobei das Druckgefäß einen Innenraum aufweist, die Düse eine Längsachse hat und mit einem Modulgehäuse, welches eine erste Öffnung und eine zweite Öffnung, einen sich von der ersten Öffnung erstreckenden ersten Fluidweg und einen sich von der zweiten Öffnung erstreckenden zweiten Fluidweg umfasst, und mit einer Regeleinrichtung, die am Körper montiert und im Innenraum des Druckgefäßes und in Verbindung mit dem ersten und zweiten Fluiddurchgang angeordnet ist und mit einem beweglichen Druckbegrenzungselement, welches durch eine Querachse gekennzeichnet ist, die senkrecht zur Längsachse der Düse verläuft.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Gasflussregelmodul bereitgestellt, angepasst in einem Druckgefäß und über oder durch eine im Druckgefäß vorgesehene Düse montiert zu werden, wobei das Druckgefäß einen Innenraum aufweist, die Düse eine Längsachse umfasst und mit einem Modulgehäuse, welches eine erste Öffnung und eine zweite Öffnung (Port), einen sich von der ersten Öffnung erstreckenden ersten Fluiddurchgang und einen sich von der zweiten Öffnung erstreckenden zweiten Fluiddurchgang umfasst, und mit einer Regeleinrichtung, die am Körper montiert und im Innenraum des Druckgefäßes und in Verbindung mit dem ersten und zweiten Fluiddurchgang angeordnet ist, wobei die Regeleinrichtung ein bewegliches Druckbegrenzungselementumfasst, das im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet ist, die im Wesentlichen parallel zur Längsachse der Düse verläuft.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Gasdurchflussregelmodul bereitgestellt, das einen lang gestreckten Körper aufweist, der eine Längsachse, einen im Körper angeordneten Fluiddurchgang, einen im Fluiddurchgang angeordneten Ventilsitz, eine im Ventilsitz angeordnete Öffnung, ein zum Abdichten der Öffnung ausgelegtes Ventil und ein bewegliches Druckbegrenzungselementumfasst, das mit dem Ventil verbunden und durch eine Querachse gekennzeichnet ist, die quer zur Längsachse des Körpers verläuft.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Gasflussregelmodul bereitgestellt, das dafür ausgelegt ist, in einem Druckgefäß und über oder durch eine im Druckgefäß vorgesehene Düse montiert zu werden, wobei die Düse eine Längsachse aufweist und mit einem lang gestreckten Körper, einem im Körper angeordneten Fluiddurchgang, einem im Fluiddurchgang angeordneten Ventilsitz, einer im Ventilsitz ausgeformte Öffnung, einem zum Abdichten der Öffnung ausgelegten Ventil und einem beweglichen Druckgrenzelement, das mit dem Ventil verbunden und durch eine Querachse gekennzeichnet ist, die quer zur Längsachse der Düse verläuft.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Gasdurchflussregelmodul bereitgestellt, das dafür ausgelegt ist, in einem Druckgefäß und über oder durch eine im Druckgefäß vorgesehene Düse montiert zu werden, wobei die Düse einen ersten Durchmesser aufweist, mit einem Fluiddurchgang, einem im Fluiddurchgang angeordneten Ventilsitz, einer im Ventilsitz ausgeformten Öffnung, einem zum Abdichten der Öffnung ausgelegtes Ventil und ein bewegliches Druckbegrenzungselement umfasst, das mit dem Ventil verbunden und einen zweiten Durchmesser aufweist, der größer als der erste Durchmesser ist.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Gasdurchflussregelmodul bereitgestellt, das dafür ausgelegt ist, in einem Druckgefäß und über oder durch eine im Druckgefäß vorgesehene Düse montiert zu werden, wobei die Düse eine Längsachse aufweist und beinhaltend einen Fluiddurchgang, einen im Fluiddurchgang angeordneten Ventilsitz, eine im Ventilsitz ausgeformte Öffnung, ein zum Abdichten der Öffnung ausgelegtes Ventil und ein bewegliches Druckbegrenzungselementumfasst, das mit dem Ventil verbunden und im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet ist, die im Wesentlichen parallel zur Längsachse der Düse verläuft, wobei das bewegliche Druckbegrenzungselement dafür konfiguriert ist, über oder durch die Düse eingesetzt zu werden.
Durch Ausrichten des beweglichen Druckbegrenzungselements der Regeleinrichtung in dieser Weise, kann das Modul ferner ein Magnet-Absperrventil oder eine zweite Reglerstufe umfassen, ohne dass große Düsen benötigt würden, um eine derartige Anordnung in den Innenraum eines Druckgefäßes einzupassen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung lässt sich anhand der folgenden detaillierten Beschreibung derselben besser verstehen und Ziele, die sich von den vorstehend ausgeführten unterscheiden, gehen daraus hervor. Diese Beschreibung bezieht sich auf die beigefügten Zeichnungen. Es zeigt:
1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
2 eine Draufsicht der in 1 gezeigten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
3 eine Schnittansicht einer Regeleinrichtung gemäß der in 1 gezeigten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
4 ein Aufriss der in 3 dargestellten Druckregeleinrichtung, der in der Nähe der Windung der Membran befindliche Komponenten zeigt,
5 eine Schnittansicht der in 1 gezeigten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
6 ein Aufriss der in 5 dargestellten Regeleinrichtung, der jede der einzelnen Stufen der Regeleinrichtung zeigt,
7 eine zweite Schnittansicht der in 1 gezeigten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
8 eine Schnittansicht des Magnet-Absperrventils gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die das Magnet-Absperrventil in einer geschlossenen Stellung zeigt,
9 eine Schnittansicht des Magnet-Absperrventils gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die das Absperrventil in einer Übergangsstellung zeigt,
10 eine Schnittansicht des Magnet-Absperrventils gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die das Absperrventil in einer offenen Stellung zeigt,
11 eine schematische Darstellung, die den Durchflussweg durch ein Absperrventil gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung während des Befüllens eines Druckgefäßes mit einem gasförmigen Gemisch zeigt,
12 eine schematische Darstellung, die ein manuelles Absperrventil zeigt, das den "Fluss" (floor) zwischen einem Magnet-Absperrventil und einer Regeleinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung blockiert,
13 eine Schnittansicht der in 1 gezeigten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und
14 eine schematische Darstellung des Verlaufs der Durchflusswege, die in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen sind.
GENAUE BESCHREIBUNG
N.B.: Die Bezugszeichen stehen alle in Klammern.
1 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gasdurchflussregelmoduls 2. Das Modul 2 weist einen Körper 3 auf, der einen Kopf 4 und einen sich von diesem erstreckenden lang gestreckten Hals 6 umfasst. Druckregler 10 und 110 und ein Magnet-Absperrventil 210 sind im Hals 6 ausgeformt, um den Gasfluss von einem Druckgefäß 216 zu steuern. In dieser Hinsicht dient das Modul 2 als Gehäuse für die Druckregler 10 und 110 und das Magnet-Absperrventil 210.
Bezug nehmend auf die 3 und 4 umfasst der Druckregler 10 ein an einer Basis 14 befestigtes Federgehäuse 12, um ein Reglergehäuse 16 zu bilden. Das Gehäuse 16 umfasst eine Einlassöffnung 18, die mit einer Zapfenkammer 20 in Verbindung steht. Die Zapfenkammer 20 steht mit einer Auslasskammer 22 in Verbindung und umfasst einen Ventilsitz 23 mit einer Öffnung 24. Ein Ventilzapfen 26 ist in der Zapfenkammer 20 angeordnet und umfasst eine Dichtungsfläche 28, um gegen den Ventilsitz 23 zu drücken und dadurch die Öffnung 24 zu verschließen. Die Auslasskammer 22 steht mit der im Gehäuse 16 ausgeformten Auslassöffnung 25 in Verbindung (siehe 5).
Der Ventilzapfen 26 ist beweglich, um die Öffnung 24 als Reaktion auf die kombinierte Tätigkeit einer Feder 30 und eines beweglichen Druckbegrenzungselements 31 zu öffnen und zu schließen. Die Feder 30 ist im Gehäuse 16 vorgesehen, um eine Kraft auszuüben, die darauf abzielt, den Ventilzapfen 26 zu einer Offenstellung zu bewegen, wobei die Dichtungsfläche 28 vom Ventilsitz 23 abgehoben wird, um dadurch die Öffnung 24 freizugeben und die Verbindung mit der Auslasskammer 22 herzustellen. Der Gasdruck in der Zapfenkammer 20 und der Auslasskammer 22 wirkt dem beweglichen Druckbegrenzungselement 31 und dem Ventilzapfen 26 entgegen, wodurch den durch die Feder 30 ausgeübten Kräften entgegengewirkt und bewirkt wird, dass der Ventilzapfen 26 zu einer Schließstellung bewegt wird, wobei die Dichtungsfläche 28 gegen den Ventilsitz 23 gedrückt wird, um dadurch die Öffnung 24 zu verschließen. Ein Zapfenschaft 34 erstreckt sich vom Ventilzapfen 26 und endet in einer Zapfenmutter 36. Die Zapfenmutter 36 ist in einem mittigen Vorsprung 38 befestigt. Der mittige Vorsprung 38 erstreckt sich durch die Mitte des beweglichen Druckbegrenzungselements 31. Ein Sperrring 44 ist über dem mittigen Vorsprung 38 angebracht und liegt auf dem beweglichen Druckbegrenzungselement 31 auf.
Die Feder 30 ist über dem Sperrring 44 angebracht und auf dem beweglichen Druckbegrenzungselement 42 abgestützt. Die Feder 30 wird in einer im Gehäuse 16 ausgeformten Federkammer 46 gehalten. Die Feder 30 kann Schraubenfedern, Federscheiben oder Elastomerfedern umfassen.
Bei einer Ausführungsform ist das bewegliche Druckbegrenzungselement eine Membrananordnung, die eine Membran 32, eine erste Membranplatte 40 und eine Membranhalteplatte 42 umfasst. Die Membran 32 ist auf einer ersten Membranplatte 40 befestigt, die auf einer Seite der Membran 32 angeordnet ist und sich von dem mittigen Vorsprung 38 erstreckt. Die Membran 32 wird mittels einer Membranhalteplatte 42 und einem Sperrring 44 an der ersten Membranplatte 40 gehalten. Die Membran 32 als solche ist zwischen der ersten Membranplatte 40 und der Membranhalteplatte 42 angeordnet und eingeklemmt. Eine Nut 48 ist im Gehäuse 16 ausgeformt, um die Membran 32 aufzunehmen und dadurch die Membran 32 am Gehäuse 16 zu befestigen. In dieser Hinsicht dichtet die Membran 32 die Auslasskammer 22 von der Federkammer 46 ab, wodurch die Auslasskammer 22 von der Federkammer 46 isoliert wird. Die Membran 32 ist allgemein durch ein flaches Profil gekennzeichnet. Die Membran 32 umfasst eine erste Seitenfläche 56 und eine zweite Seitenfläche 58 (siehe 4). Die erste Seitenfläche 56 ist dem Gas in der Auslasskammer 22 ausgesetzt. Die Membran 32 umfasst zudem eine Durchgangsbohrung 60, die den mittigen Vorsprung 38 aufnimmt. Bei einer Ausführungsform umfasst die Membran 32 eine eingerollte Windung 50, die sich von einem Abschnitt 52 erstreckt, welcher durch ein flaches Profil gekennzeichnet ist, um eine Verhaltensmodifikation der Membran 32 vorzusehen. Diese Bauart versucht insbesondere sicherzustellen, dass die Membran 32 immer unter Zugspannung steht (d.h. niemals Schub- oder Druckkräften ausgesetzt ist). Daher wird, wenn sich die Windung einrollt, die Membran 32 niemals gedehnt oder geknickt (d.h. Hysterese wird größtenteils beseitigt).
Der Druckregler 10 ist durch eine Ausrichtung gekennzeichnet, bei der die Quer- oder Hauptachse 61 des beweglichen Druckbegrenzungselements 31 quer zur Längsachse 62 des Halses 6 verläuft (siehe 1). Bei einer Ausführungsform verläuft die Querachse 61 senkrecht zur Längsachse 62 des Halses 6. Es kommt ferner vor, dass das bewegliche Druckbegrenzungselement 31 in einer Ebene liegt oder im Wesentlichen in dieser angeordnet ist, die im Wesentlichen parallel zur Längsachse 62 des Halses 6 verläuft. Eine derartige Ausrichtung ermöglicht die Einführung des Moduls 2, einschließlich eines Reglers, mit einem beweglichen Druckbegrenzungselement 31, das einen relativ größeren Durchmesser hat, in eine Düse 217 eines Druckgefäßes 216, die einen kleinen Durchmesser hat (siehe 1, 5 und 7).
Bei einer anderen Ausführungsform ist der bewegliche Druckbegrenzer 31 durch einen Durchmesser gekennzeichnet, der größer als der Durchmesser der Düse 217 ist. Des Weiteren ist der bewegliche Druckbegrenzer 31 bei einer weiteren Ausführungsform durch einen maximalen Durchmesser gekennzeichnet, der größer als der Durchmesser der Düse 217 ist. In jedem Fall ist aufgrund der Ausrichtung des beweglichen Druckbegrenzers 31 relativ zur Düse 217, das Modul 2 dafür konfiguriert, in die Düse 217 eingeführt zu werden. Insbesondere ist der bewegliche Druckbegrenzer 31 aufgrund seiner Ausrichtung dafür konfiguriert, durch die Düse aufgrund der Ausrichtung eingeführt zu werden, und ungeachtet seiner Abmessungen in Bezug auf die Düse 217.
Die Verwendung von beweglichen Druckbegrenzungselementen 31 mit größerem Durchmesser in Druckreglern ist erwünscht, so dass das Druckbegrenzungselementempfindlicher auf Druckänderungen in der Auslasskammer 22 reagiert, wodurch eine genauere Reaktion auf diese Druckänderungen bereitgestellt und ein Durchhängen abgeschwächt wird. Da das bewegliche Druckbegrenzungselement 31 in dieser Weise ausgerichtet ist, steht im Modul 2 mehr Platz zur Ausbildung verschiedener Durchflussdurchgänge zur Verfügung, die erforderlich sind, um den Einbau eines Magnet-Absperrventils 210 in Verbindung mit einem Regler zu ermöglichen.
Die Auslassöffnung 25 kann dafür ausgelegt sein, mit einer Einlassöffnung 118 eines Druckreglers 110 der zweiten Stufe in Verbindung zu stehen, wie in den 5 und 6 gezeigt. Bei einer Ausführungsform ist der Druckregler 110 eine ausgeglichene Druckregeleinrichtung. Der Druckregler 110 umfasst ein an einer Basis 114 montiertes Federgehäuse 112, um ein Reglergehäuse 116 zu bilden. Das Gehäuse 116 umfasst eine Einlassöffnung 118, die mit einer Zapfenkammer 120 in Verbindung steht. Die Zapfenkammer 120 steht mit einer Auslasskammer 122 in Verbindung und umfasst einen Ventilsitz 123 mit einer Öffnung 124. Ein Ventilzapfen 126 ist in der Zapfenkammer 120 angeordnet und umfasst ein Dichtungselement 127 mit einer Dichtungsfläche 128, um gegen den Ventilsitz 123 zu drücken und dadurch die Öffnung 124 zu verschließen. Die Auslasskammer 122 steht mit der im Gehäuse 116 ausgeformten Auslassöftnung 123 in Verbindung.
Der Ventilzapfen 126 ist beweglich, um die Öffnung 124 als Reaktion auf die kombinierte Tätigkeit einer Feder 130 und einer Membran 132 zu öffnen und zu schließen. Die Feder 130 ist im Gehäuse 116 vorgesehen, um eine Kraft auszuüben, die darauf abzielt, den Ventilzapfen 126 zu einer Offenstellung zu bewegen, wobei die Dichtungsfläche 128 vom Ventilsitz 123 abgehoben wird, um dadurch die Öffnung 124 freizugeben und die Verbindung mit der Auslasskammer 122 herzustellen. Der Gasdruck in der Zapfenkammer 120 und der Auslasskammer 122 wirkt dem beweglichen Druckbegrenzungselement 131 und dem Ventilzapfen 126 entgegen, wodurch den durch die Feder 130 ausgeübten Kräften entgegengewirkt und bewirkt wird, dass der Ventilzapfen 126 zu einer Schließstellung bewegt wird, wobei die Dichtungsfläche 128 gegen den Ventilsitz 123 gedrückt wird, um dadurch die Öffnung 124 zu verschließen. Ein Zapfenschaft 134 erstreckt sich vom Ventilzapfen 126 und endet in einer Zapfenmutter 136. Die Zapfenmutter 136 ist in einem mittigen Vorsprung 138 befestigt. Der mittige Vorsprung 138 erstreckt sich durch die Mitte des beweglichen Druckbegrenzungselements 131. Ein Sperrring 144 ist über dem mittigen Vorsprung 138 angebracht und liegt auf dem beweglichen Druckbegrenzungselement 131 auf.
Der Druckregler 110 ist eine ausgeglichene Regeleinrichtung, die mit Merkmalen ausgestattet ist, die dazu dienen, Druckungleichheiten abzuschwächen, die instabilen Zustandsbedingungen zuzuschreiben sind, wie etwa Quellendruckschwankungen in der Zapfenkammer 120. In dieser Hinsicht ist der Regler 110 zudem mit einer Ausgleichskammer 170 ausgestattet, die sich von der Zapfenkammer 120 erstreckt und von dieser abgedichtet ist. Der Ventilzapfen 126 umfasst einen Ausgleichsschaft 172, der sich vom Dichtungselement 127 erstreckt und in der Ausgleichskammer 170 angeordnet ist. Der Ventilzapfen 126 umfasst zudem eine Durchgangsbohrung 174, die sich zwischen den Öffnungen 176 und 178 erstreckt, welche in der Oberfläche des Ventilzapfens 126 bereitgestellt sind. Die Öffnung 176 stellt die Verbindung mit der Auslasskammer 122 her. Die Öffnung 178 stellt die Verbindung mit der Ausgleichskammer 170 her. Die Ausgleichskammer 170 ist von der Zapfenkammer 120 durch ein Dichtungselement 180 abgedichtet, wie etwa einen O-Ring, der in einer Nut 182 gehalten wird, die in der Innenfläche 184 der Ausgleichskammer 170 bereitgestellt ist. Aufgrund dieser Anordnung steht die Ausgleichskammer 170 in direkter Verbindung mit der Auslasskammer 122. Zur Abschwächung der Auswirkungen der Druckschwankungen in der Zapfenkammer 120 beim Regeln des Druckes durch die kombinierte Tätigkeit der Membrananordnung 131 und des Ventilzapfens 126, ist die Querschnittsfläche des Ausgleichsschaftes im Wesentlichen gleich mit der Auflagefläche der Dichtungsfläche 128 ausgeführt. Dies reduziert die Bedeutung des Druckes in der Zapfenkammer 120 hinsichtlich der Regelfunktion der Membrananordnung 131 und des Ventilszapfens 126 erheblich.
Die Feder 130 ist über dem Sperrring 144 angebracht und auf der Membranhalteplatte 142 abgestützt. Die Feder 130 wird in einer im Gehäuse 116 ausgeformten Federkammer 146 gehalten. Die Feder 130 kann Schraubenfedern, Federscheiben oder Elastomerfedern umfassen.
Bei einer Ausführungsform ist das bewegliche Druckbegrenzungselement 131 eine Membrananordnung, die eine Membran 132, eine erste Membranplatte 140 und eine Membranhalteplatte 142 umfasst. Die Membran 132 ist auf einer ersten Membranplatte 40 befestigt, die auf einer Seite der Membran 132 angeordnet ist und sich von dem mittigen Vorsprung 138 erstreckt. Die Membran 132 wird mittels einer Membranhalteplatte 142 und einem Sperrring 144 an der ersten Membranplatte 140 gehalten. Die Membran 132 als solche ist zwischen der ersten Membranplatte 140 und der Membranhalteplatte 142 angeordnet und eingeklemmt. Eine Nut 148 ist im Gehäuse 116 ausgeformt, um die Membran 132 aufzunehmen und dadurch die Membran 132 am Gehäuse 116 zu befestigen. In dieser Hinsicht dichtet die Membran 132 die Auslasskammer 122 von der Federkammer 146 ab, wodurch die Auslasskammer 122 von der Federkammer 146 isoliert wird. Die Membran 132 ist allgemein durch ein flaches Profil gekennzeichnet. Die Membran 132 umfasst eine erste Seitenfläche 156 und eine zweite Seitenfläche 158. Die erste Seitenfläche 156 ist dem Gas in der Auslasskammer 122 ausgesetzt. Die Membran 132 umfasst zudem eine Durchgangsbohrung 160, die den mittigen Vorsprung 138 aufnimmt. Bei einer Ausführungsform umfasst die Membran 132 eine eingerollte Windung 150, die sich von einem Abschnitt 152 erstreckt, welcher durch ein flaches Profil gekennzeichnet ist, um eine Verhaltensmodifikation der Membran 132 vorzusehen. Diese Bauart versucht insbesondere sicherzustellen, dass die Membran 132 immer unter Zugspannung steht (d.h. niemals Schub- oder Druckkräften ausgesetzt ist). Daher wird, wenn sich die Windung einrollt, die Membran 132 niemals gedehnt oder geknickt (d.h. Hysterese wird größtenteils beseitigt).
Wie der Druckregler 10 ist der Druckregler 110 durch eine Ausrichtung gekennzeichnet, bei der die Quer- oder Hauptachse 161 des beweglichen Druckbegrenzungselements 131 quer zur Längsachse 62 des Halses 6 verläuft. Es kommt ferner vor, dass das bewegliche Druckbegrenzungselement 131 in einer Ebene liegt oder im Wesentlichen in dieser angeordnet ist, die parallel zur Längsachse 62 des Halses 6 verläuft. Eine derartige Ausrichtung ermöglicht die Verwendung eines relativ größeren beweglichen Druckbegrenzungselements 132 in einem Modul 2, bei dem es erwünscht ist, den Durchmesser oder die Breite des Halses 6 zu minimieren. Die Verwendung von beweglichen Druckbegrenzungselementen 131 mit größerem Durchmesser in Druckreglern ist erwünscht, so dass das Druckbegrenzungselement empfindlicher auf Druckänderungen in der Auslasskammer 122 reagiert, wodurch eine genauere Reaktion auf diese Druckänderungen bereitgestellt und ein Durchhängen verändert und abgeschwächt wird. Da das bewegliche Druckbegrenzungselement 131 in dieser Weise ausgerichtet ist, steht im Modul 2 mehr Platz zur Ausbildung verschiedener Durchflussdurchgänge zur Verfügung, die erforderlich sind, um den Einbau eines Magnet-Absperrventils in Verbindung mit einem Regler zu ermöglichen.
Bei einer Ausführungsform ist ein verstellbares Element, wie etwa eine Schraube 164, vorgesehen und erstreckt sich durch das Gehäuse 116, um die Kompression der zugeordneten Feder 130 zu regeln, um dadurch die Flusssteuercharakteristika des Ventilzapfens 126 zu variieren.
Ein Entlüftungsdurchgang 84 ist ebenfalls im Gehäuse 16 ausgeformt, um mit der Federkammer 46 in Verbindung zu stehen. Jegliches über die Membran 3 aus der Auslasskammer 22 und in die Federkammer 46 entweichende Gas wird dadurch ausgeblasen, um eine Gasansammlung in der Federkammer 46 zu verhindern. Wenn die Druckregelung durch die in Reihe angeordneten Regler 10 und 100 der ersten und zweiten Stufe durchgeführt wird, wird die Federkammer 46 des Reglers 10 der ersten Stufe in die Auslasskammer 122 des Reglers 110 der zweiten Stufe ausgeblasen, während die Federkammer 146 des Reglers 110 der zweiten Stufe über den Durchgang 184 und über die im Kopf 4 ausgeformte Öffnung 316 in die Atmosphäre ausgeblasen wird.
Bei einer Ausführungsform ist das Gas im Gefäß 216 durch einen Druck von ungefähr 5000 psig gekennzeichnet. Wenn Gas durch den Regler 10 der ersten Stufe strömt, wird der Druck auf ungefähr 300 bis 500 psig vermindert. Der Druck wird durch den Regler 110 der zweiten Stufe weiter reduziert, so dass der Druck in der Auslasskammer 122 ungefähr 115 psig beträgt.
Bezug nehmend auf die 5, 13 und 14 ist von einem Regler 110 der zweiten Stufe durch die Auslassöffnung 125 strömendes Gas mit dem Auslassdurchgang 300 verbunden, der mit der im Kopf 4 ausgeformten Auslassöffnung 310 in Verbindung steht. Wahlweise mit dem Auslassdurchgang 300 verbunden ist eine Druckentlastungseinrichtung 312, die in der im Kopf 4 ausgebildeten Öffnung 314 installiert ist. Die Druckentlastungseinrichtung 312 wird in eine Entlastungsauslassverbindung 313 ausgeblasen.
Sensoröffnungen 318 und 320 können ebenfalls im Kopf 4 ausgeformt sein, um den Einbau von Hochdruck- und Niederdrucksensoren 322 bzw. 324 zu ermöglichen. Der Hochdrucksensor 322 erfasst den Druck im Fluiddurchgang 64, der die Einlassöffnung 18 des Reglers 10 mit der Auslassöffnung 218 des Magnet-Absperrventils 210 verbindet (siehe 13 und 14). Der Hochdrucksensor 322 misst daher den in den Regler 10 eintretenden Gasdruck. In dieser Hinsicht verbindet die Durchgangsbohrung 326 den Sensor 318 mit der Durchgangsbohrung 329. Andererseits erfasst der Niederdrucksensor 324 den Druck im Auslassdurchgang 300 und misst daher den die Regleranordnung 10 und 110 verlassenden Gasdruck. In dieser Hinsicht verbindet die Durchgangsbohrung 328 die Sensoröffnung 320 mit dem Auslassdurchgang 300.
Wie in 5 gezeigt, steht die Einlassöffnung 18 mit dem im Druckgefäß 216 gespeicherten, unter hohem Druck stehenden Gas über das Magnet-Absperrventil 210 in Verbindung. Das Magnet-Absperrventil 210 steuert den Gasfluss aus dem Druckgefäß 216. Das Magnet-Absperrventil 210 umfasst eine Einlassöffnung 220 und eine Auslassöffnung 218. Die Auslassöftnung 218 steht über einen Fluiddurchgang 64 mit der Einlassöffnung 18 des Reglers 10 in Verbindung. Ein manuelles Absperrventil 330 (siehe 5 und 7) ist vorgesehen, um den Fluss zwischen dem Magnet-Absperrventil 210 und der Einlassöffnung 18 zu unterbrechen.
Bei einer Ausführungsform ist das Magnet-Absperrventil 210 ein Momentanventil (instant-on, Schnell-ein-Ventil). Bezug nehmend auf 8 umfasst das Momentanventil 210 (instant-on) einen Ventilkörper 212, der dafür ausgelegt ist, in einer Düse 217 eines Druckgefäßes 216 montiert zu werden. Das Druckgefäß 216 umfasst ein Speichervolumen 216. Der Ventilkörper 212 umfasst eine Auslassöffnung 218 und eine Einlassöffnung 220. Ein Durchflussdurchgang 224 erstreckt sich von der Auslassöffnung 218 und durch den Ventilkörper 212 und steht mit der Einlassöffnung 220 in Verbindung. Ein Ventilsitz 226 ist in dem Durchflussdurchgang 224 vorgesehen. Der Ventilsitz 226 definiert eine Öffnung 228. Eine Bohrung 229 erstreckt sich zwischen der Auslassöffnung 218 und der Öffnung 228 und bildet einen Teil des Durchflussdurchgangs 224.
Der Ventilkörper 210 umfasst einen Kanal 211. Der Kanal 211 umfasst eine erste Kanalöffnung 254, eine zweite Kanalöffnung 221 und eine dritte Kanalöffnung 228. Die zweite Kanalöffnung 221 wirkt als Einlassöffnung 220.
Der Kanal 211 umfasst eine Hülse 222. Ein Primärkolben 232 und ein Sekundärkolben 231 sind in der Hülse 222 des Kanals 211 angeordnet und verschieblich gehalten sowie darin bewegbar. Der Sekundärkolben 231 ist zwischen dem Primärkolben 232 und der ersten Kanalöffnung 254 angeordnet. Die Hülse 222 umfasst ein erstes Ende 248 und ein zweites Ende 250. Das erste Ende 248 ist offen, um mit dem Durchflussdurchgang 224 in Verbindung zu stehen. Das zweite Ende 250 umfasst einen Ventilsitz 252, worin die Öffnung 254 ausgeformt ist. Seitenwände 251 erstrecken sich vom Ventilsitz 252 und enden an einem distalen Ende 253, wodurch das zweite Ende 250 definiert wird. Die Hülse 222 steht über die Öffnung 254 mit dem Druckgefäß 216 in Verbindung.
Der Primärkolben 232 umfasst einen Körper 233 mit einem ersten Ende 234 und einem zweiten Ende 236. Der Primärkolben 232 besteht aus nicht-magnetischem Material. Eine Bohrung, die als Ablassdurchgang 244 dient, ist im Körper 233 angeordnet und erstreckt sich zwischen einer ersten Öffnung 246 am ersten Ende 234 und einer zweiten Öffnung 242 am zweiten Ende 236 durch diesen hindurch. Die zweite Öffnung 242 definiert eine Öffnung 243. Die Öffnung 246 mündet in den Durchflussdurchgang 224 und insbesondere in die Bohrung 229. Die Öffnung 242, wie auch die Öffnung 243, steht über den Ablassdurchgang 244 mit dem Durchflussdurchgang 224 in Verbindung. Ein Dichtungselement 256, wie etwa ein O-Ring, wird an der Peripherie des Körpers 233 zwischen dem Körper 233 und der Hülse 222 des Kanals 211 gehalten, wodurch eine Abdichtung erzeugt wird, um zu verhindern, dass Gas zwischen der Öffnung 254 und dem ersten Ende 248 der Hülse 222 strömt. In dieser Hinsicht steht der Sekundärkolben 232 dicht mit dem Kanal 211 in Eingriff.
Das erste Ende 234 des Primärkolbens 232 umfasst ein Ventil mit einer Dichtungsfläche 238 zum Verschließen der Öffnung 228. Das erste Ende 234 ist ferner durch eine Oberfläche 235 gekennzeichnet, die dem Gasdruck im Druckgefäß 216 ausgesetzt ist. Das zweite Ende 236 umfasst einen Ventilsitz 240. Die Öffnung 243 ist im Ventilsitz 240 angeordnet.
Wie in 1 gezeigt, ist jede der Öffnungen 243 und 254 durch eine Querschnittsfläche gekennzeichnet, die kleiner als die der Öffnung 228 ist. Dies erleichtert ein schnelleres Abheben des Primärkolbens 231 vom Ventilsitz 226 und das Öffnen der dritten Kanalöffnung 228, wie nachfolgend beschrieben.
Bei einer Ausführungsform ist die Öffnung 243 durch eine Querschnittsfläche gekennzeichnet, die kleiner als die der Öffnung 254 ist. Dies erleichtert das Ablassen von Gas aus der Hülse 222 durch den Ablassdurchgang 244, wie nachfolgend beschrieben.
Der Sekundärkolben 231 ist zwischen dem Primärkolben 232 und der ersten Kanalöffnung 254 angeordnet. Der Sekundärkolben 231 umfasst ein erstes Ende 258 und ein zweites Ende 260. Der Sekundärkolben 231 besteht aus magnetischem Material. Das erste Ende 258 umfasst ein Ventil mit einer Dichtungsfläche 262 zum Verschließen der Öffnung 243. Das zweite Ende 262 umfasst ein Ventil mit einer zweiten Dichtungsfläche 264 zum Ineingriffbringen des Ventilsitzes 252, wodurch die Öffnung 254 verschlossen wird. Ein federndes Element oder eine Feder 266 liegt am Sekundärkolben 231 an, um den Sekundärkolben 231 zum Primärkolben 232 vorzuspannen, um die erste Dichtungsfläche 262 gegen den Ventilsitz 240 zu drücken und dadurch die Öffnung 243 zu verschließen. Bei einer Ausführungsform ist die Feder 266 am zweiten Ende 250 der Hülse 222 untergebracht und drückt gegen das zweite Ende 260 des Sekundärkolbens 231.
Die Hülse 222 ist von einer Magnetspule 268 umgeben. Die Magnetspule 268 ist vorgesehen, um durch externe Betätigung elektromagnetische Kräfte auf den Sekundärkolben 231 auszuüben, wodurch eine Bewegung des Sekundärkolbens 231 gegen die Kraft der Feder 266 und die Fluiddruckkräfte in der Hülse 222 bewirkt wird.
Die 8, 9 und 10 zeigen eine Ausführungsform eines Momentanventils 210 (instant-on, Sofort-ein-Ventil) der vorliegenden Erfindung in verschiedenen Betriebszuständen. 8 zeigt das Momentanventil 210 in einer geschlossenen Stellung. In diesem Zustand wird die Magnetspule 268 nicht mit Energie versorgt. Unter diesen Umständen spannt die Feder 266 den Sekundärkolben 231 zum Primärkolben 232 vor. In dieser Hinsicht befindet sich die zweite Dichtungsfläche 264 unter Abstand von der Öffnung 254 des Ventilsitzes 252 in der Hülse 222, wodurch die Öffnung 254 zum Fluiddruck im Druckgefäß 216 geöffnet wird. Gleichzeitig wird die erste Dichtungsfläche 262 am Sekundärkolben 231 gegen den Ventilsitz 240 am Primärkolben 232 gedrückt, wodurch die Öffnung 243 verschlossen wird. Da die Öffnung 254 in der Hülse 222 zum Fluiddruck im Druckgefäß 216 offen ist, sind die Räume zwischen dem Dichtungselement 256 und der Öffnung 254 ebenfalls dem Fluiddruck des Druckgefäßes 216 ausgesetzt. Bezug nehmend auf den Primärkolben 232 ist das erste Ende 234 des Primärkolbens 232 über die Einlassöffnung 220 dem Fluiddruck im Druckgefäß 216 ausgesetzt. Diese auf den Primärkolben 232 wirkenden Fluidkräfte werden durch die kombinierte Tätigkeit der Feder 266 und des Fluiddrucks in der Hülse 222 überwunden, wobei letztere Kräfte vom Sekundärkolben 231 auf den Primärkolben 231 übertragen werden. Die am Primärkolben 232 befindliche Dichtungsfläche 238 als solche wird gegen den Ventilsitz 226 gedrückt, wodurch die Öffnung 228 verschlossen wird.
9 zeigt das "Momentanventil" 210 in einer Übergangsstellung. Das Momentanventil 210 befindet sich Momente nachdem die Magnetspule 268 mit Energie versorgt wurde in einer Übergangsstellung. Momente nachdem die Magnetspule 268 mit Energie versorgt wurde, wirken die dadurch erzeugten elektromagnetischen Kräfte auf den Sekundärkolben 231 ein und überwinden die durch die Feder 266 und den Gasdruck in der Hülse 222 ausgeübten Kräfte, wodurch bewirkt wird, dass die zweite Dichtungsfläche 264 im Sekundärkolben 231 am Ventilsitz 252 anliegt, der an der Hülse 222 bereitgestellt ist, wodurch die Öffnung 254 verschlossen wird. Gleichzeitig zieht sich die erste Dichtungsfläche 262 am Sekundärkolben 231 vom Ventilsitz 240 des Primärkolbens 32 zurück, wodurch die Öffnung 43 geöffnet wird. Durch das Freigeben der Öffnung 243 im Primärkolben 232 beginnt in der Hülse 222 enthaltenes Gas durch den Ablassdurchgang 244 im Primärkolben 232 durch die Öffnung 243 zu entweichen und strömt durch die Auslassöffnung 218 aus dem Momentanventil 210 aus. Wenn dies geschieht, beginnt der Gasdruck in der Hülse 222 zu fallen. Unter diesen Umständen ist der Fluiddruck in diesem Bereich jedoch noch nicht ausreichend gefallen, um den Primärkolben 232 vom Ventilsitz 226 abzuheben. Dies ist der Fall, da die auf die Oberfläche des ersten Endes 234 des Primärkolbens 232 wirkenden Fluidkräfte, einschließlich der Fluidkräfte in der Bohrung 229, noch immer nicht ausreichend sind, um die Fluidkräfte in der Hülse 222 zu überwinden, die auf die Oberfläche des zweiten Endes 236 des Primärkolbens 232 wirken.
10 zeigt das "Momentanventil" 210 in einer offenen Stellung. In diesem Zustand ist das Fluid in der Hülse 222 zwischen dem Dichtungselement 256 und der Öffnung 254 weiter durch den Ablassdurchgang 244 im Primärkolben 232 entwichen. Zu diesem Zeitpunkt haben die hinter der Oberfläche des zweiten Endes 236 wirkenden Gaskräfte ausreichend nachgelassen, um durch die auf die Oberfläche des ersten Endes 234 des Primärkolbens 232 wirkenden Fluidkräfte überwunden zu werden. Als Reaktion darauf, ist die Dichtungsfläche 238 des Primärkolbens 232 vom Ventilsitz 226 abgehoben worden, wodurch über den Durchflussdurchgang 224 ein ununterbrochener Durchflussweg zwischen dem Innenraum des Druckgefäßes 216 und der Auslassöffnung 218 hergestellt wird.
Bezug nehmend auf die 5, 7, 11 und 13 wird das Druckgefäß 216 unter Verwendung des Moduls 2 durch die sich durch das Momentanventil 210 erstreckenden Durchflussdurchgänge mit einem gasförmigen Gemisch gefüllt. Gas tritt über die Einlassöffnung 331 in das Modul 2 ein, passiert den Filter 334 (die Strömungsrichtung ist durch die Pfeile 333 in 13 angezeigt) und bewegt sich durch den Durchgang 329, um über die Öffnung 228 mit dem Innenraum des Druckgefäßes 216 in Verbindung zu stehen. Durch die Öffnung 228 strömendes Gas drückt auf den Sekundärkolben 232, was bewirkt, dass der Sekundärkolben 232 vom Ventilsitz 226 des Durchflussdurchgangs 224 abgehoben wird. Infolgedessen wird ein ununterbrochener Durchflussweg zwischen der Einlassöffnung 331 und dem Innenraum des Druckgefäßes 216 hergestellt. Wenn der Füllbetrieb abgeschlossen ist, übt die Feder 266 ausreichend Kraft auf den Primärkolben 231 aus, welche dadurch auf den Sekundärkolben 232 übertragen wird, um zu bewirken, dass der Sekundärkolben 232 die Öffnung 228 verschließt.
Die 5, 7 und 12 zeigen die Anordnung des manuellen Absperrventils 330 im Durchgang 329 zwischen der Auslassöffnung 218 und der Öffnung 228, wodurch der Fluiddurchgang 224 manuell abgesperrt werden kann. In dieser Hinsicht ist ein Durchgang 329 im Hals 6 vorgesehen, der sich von der im Kopf 4 vorgesehenen Öffnung 342 erstreckt. Der Durchgang 329 umfasst einen zweiten Ventilsitz 334, wobei zwischen der Einlassöffnung 18 des Reglers 10 und der Öffnung 228 eine Öffnung 336 angeordnet ist. Das manuelle Absperrventil 330 umfasst eine Dichtungsfläche 338 zur Anlage am Ventilsitz 334, wodurch die Öffnung 336 verschlossen und der Durchflussdurchgang 224 blockiert wird, so dass die Verbindung zwischen dem Regler 10 und dem Momentanventil 210 unterbrochen wird. Das manuelle Absperrventil 330 als solches ist koaxial mit dem Fluiddurchgang angeordnet, der dazu verwendet wird, das Druckgefäß 216 zu befüllen. Der Schaft 340 erstreckt sich über den Durchgang 329 von der Dichtungsfläche 338 und durch die Öffnung 342. Ein manuelles Stellglied 344 ist am distalen Ende 346 des Schaftes 340 vorgesehen, um das Verschließen des Durchflussdurchgangs 224 durch manuelles Eingreifen zu erleichtern.
Andere Öffnungen sind im Kopf 4 vorgesehen, um den Betrieb der vorstehend beschriebenen Komponenten des Moduls 2 zu erleichtern (siehe 13). Eine thermisch betätigte Entlastungseinrichtung 348 kann in der Durchgangsbohrung 352 bereitgestellt werden, um im Falle eines Feuers Tankgase auszublasen, um Explosionen zu verhindern. Die Durchgangsbohrung 352 wird in die Auslassverbindung 313 ausgeblasen (siehe 13 und 14). Die Öffnung 354 ist ebenfalls mit einem sich von ihr erstreckenden Durchgang 356 versehen, wodurch sie als Drahtdurchführung dient und die elektrische Verbindung des Momentanventils 210 außerhalb des Druckgefäßes 216 ermöglicht.
Wie in den 1, 5 und 7 gezeigt, ist das Modul 2 dafür ausgelegt, in der Düse 217 des Druckgefäßes 216 montiert zu werden. Die Düse 217 umfasst eine Öffnung 227 und ist durch eine Längsachse 221 gekennzeichnet. Der Kopf 4 erstreckt sich aus der Düse 217 heraus und wirkt daher als Abdeckung. Der Hals 6 hängt vom Kopf 4 herab und erstreckt sich in den Innenraum 219 des Druckgefäßes 216. In dieser Hinsicht sind, wenn das Modul 2 in dieser Weise in der Düse 217 befestigt ist, jeder der Regler 10 und 110 sowie das Magnet-Absperrventil 210 im Innenraum 219 des Druckgefäßes 216 angeordnet. Außerdem ist jedes der beweglichen Druckbegrenzungselemente 31 und 131 so ausgerichtet, dass jede ihrer jeweiligen Quer- oder Hauptachsen 61 und 161 quer zur Längsachse 62 des Halses 6 oder zur Längsachse 221 der Düse 217 verläuft. Bei einer Ausführungsform verläuft die Queroder Hauptachse 61 oder 161 senkrecht zur Längsachse 62 des Halses 61. Es kommt ferner vor, dass jedes der beweglichen Druckbegrenzungselemente 31 und 131 im Wesentlichen in einer Ebene liegt oder in dieser angeordnet ist, die parallel zur Längsachse 62 des Halses 6 oder zur Längsachse 221 der Düse 217 verläuft.
Obgleich die Offenbarung bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschreibt und darstellt, versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf diese speziellen Ausführungsformen beschränkt ist. Viele Variationen und Modifikationen sind nun für Fachleute auf dem Gebiet ersichtlich. Zur Definition der Erfindung wird auf die angefügten Ansprüche verwiesen.

Claims

Gas(durch)fluss-Regelmodul (2), ausgebildet an einem Druckgefäß (216) befestigt und über oder durch eine in dem Druckgefäß anwesende Düse (217) eingeführt zu werden, wobei die Düse eine Längsachse (221) aufweist und das Gasflussregelmodulumfasst (i) ein Modulgehäuse (6), das eine erste Öffnung oder Port (336) und eine zweite Öffnung oder Port (310), einen sich von der ersten Öffnung erstreckenden ersten Fluiddurchgang (329) und einen sich von der zweiten Öffnung erstreckenden zweiten Fluidweg (300) umfasst; (ii) wenigstens einen Regler (10, 110), im Modulgehäuse (6) angeordnet und in Verbindung mit dem ersten und zweiten Fluiddurchgang angeordnet ist, wobei der wenigstens eine Regler (10, 110) ein bewegliches Grenzdruck- oder Druckbegrenzungselement (31, 131) aufweist, gekennzeichnet durch eine Querachse (61, 161), die quer zur Längsachse (221) der Düse (217) verläuft.
Gasdurchflussregelmodul nach Anspruch 1, wobei die wenigstens eine Regeleinrichtung ferner umfasst: einen Reguliereinrichtungs-Fluiddurchgang (20, 120 und 22, 122), der in Verbindung mit jedem der ersten und zweiten Fluiddurchgänge angeordnet ist, eine Öffnung (24, 124), die in dem Reguliereinrichtungs-Fluiddurchgang angeordnet ist, ein Ventil (26, 126), das mit dem beweglichen Druckbegrenzungselement (31, 131) verbunden und dafür ausgelegt ist, die Öffnung (24, 124) zu verschließen, wodurch sich das Ventil (26, 126) in Antwort auf Bewegungen des beweglichen Druckbegrenzungselements (31, 131) bewegen lässt.
Gasdurchflussregelmodul nach Anspruch 2, wobei die wenigstens eine Reguliereinrichtung ferner umfasst: einen Hohlraum (46, 146), der vom Reguliereinrichtungs-Fluiddurchgang durch das bewegliche Druckbegrenzungselement (31, 131) getrennt ist, und ein federndes Element (30, 130), das im Hohlraum angeordnet und dafür ausgelegt ist, das bewegliche Druckbegrenzungselement (31, 131) in eine Richtung vorzuspannen, um die Öffnung (24, 124) durch das Ventil (26, 126) zu verschließen.
Gasdurchflussregelmodul nach Anspruch 3, wobei das bewegliche Druckbegrenzungselement (31, 131) zwischen dem Hohlraum (46, 146) und dem Reguliereinrichtungs-Fluiddurchgang eine Druckgrenze definiert.
Gasdurchflussregelmodul nach Anspruch 4, wobei der Reguliereinrichtungs-Fluiddurchgang umfasst: eine Einlasskammer (20, 120), die mit dem ersten Fluiddurchgang (329) in Verbindung steht, und eine Auslasskammer (22, 122), die mit dem zweiten Fluiddurchgang (300) in Verbindung steht, wodurch die Einlasskammer (20, 120) über die Öffnung (24, 124) mit der Auslasskammer (22, 122) in Verbindung steht.
Gasdurchflussregelmodul nach Anspruch 5, wobei das bewegliche Druckbegrenzungselement (31, 131) auf den Fluiddruck in der Auslasskammer (22, 122) anspricht.
Gasdurchflussregelmodul nach Anspruch 6, wobei die wenigstens eine Reguliereinrichtung (10, 110) dafür ausgelegt ist, im Druckgefäß (216) angeordnet zu werden.
Gasdurchflussregelmodul nach Anspruch 6, wobei die wenigstens eine Reguliereinrichtung dafür ausgelegt ist, über die Düse (217) des Druckgefäßes (216) eingeführt zu werden.
Gasdurchflussregelmodul nach Anspruch 8, wobei das bewegliche Druckbegrenzungselement im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet ist, die im Wesentlichen parallel zur Längsachse (221) der Düse (217) verläuft.
Verfahren zum Betreiben eines Gasfluss-Regelmoduls, wenn dieses über eine in einem Druckgefäß (216) vorgesehene Düse (217) eingeführt ist, wobei die Düse (217) eine Längsachse (221) aufweist, welches Gasdurchfluss-Regelmodul aufweist (i) ein Modulgehäuse (6), das eine erste Öffnung (336) und eine zweite Öffnung (310), einen sich von der ersten Öffnung (336) erstreckenden ersten Fluiddurchgang (329) und einen sich von der zweiten Öffnung (310) erstreckenden zweiten Fluiddurchgang (300) umfasst, und Anordnen (ii) wenigstens einer Regeleinrichtung (10, 110) im Modulgehäuse (6) in Verbindung mit den Fluidwegen, wobei die wenigstens eine Regeleinrichtung (10, 110) ein bewegliches Grenzdruck- oder Druckbegrenzungselement (31, 131) aufweist, und Anordnen desselben in einer Ebene, die im Wesentlichen parallel zur Längsachse (221) der Düse (217) verläuft.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die wenigstens eine Regeleinrichtung (10,110) ferner umfasst: einen Reguliereinrichtungsfluiddurchgang (20, 120 und 22, 122), der in Verbindung mit jedem der ersten und zweiten Fluiddurchgänge angeordnet ist, eine Öffnung (24, 124), die in dem Reguliereinrichtungsfluiddurchgang angeordnet ist, ein Zapfenventil (26, 126), das mit dem beweglichen Druckbegrenzungselement (31, 131) verbunden und dafür ausgelegt ist, die Öffnung (24, 124) zu verschließen, wodurch sich das Zapfenventil in Antwort auf Bewegungen des beweglichen Druckbegrenzungselements (31, 131) bewegen lässt.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die wenigstens eine Regeleinrichtung (10,110) ferner umfasst: einen Hohlraum (46, 146), der vom Reguliereinrichtungsfluiddurchgang durch das bewegliche Druckbegrenzungselement (31, 131) getrennt ist, und ein nachgiebiges Element (30, 130), das im Hohlraum (46, 146) angeordnet und dafür ausgelegt ist, das bewegliche Druckbegrenzungselement (31, 131) in eine Richtung vorzuspannen, um die Öffnung (24, 124) durch das Ventil zu verschließen.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das bewegliche Druckbegrenzungselement (31, 131) zwischen dem Hohlraum (46, 146) und dem Reguliereinrichtungs-Fluiddurchgang eine Druckgrenze definiert.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Reguliereinrichtungs-Fluiddurchgang umfasst: eine Einlasskammer (20, 120), die mit dem ersten Fluiddurchgang (329) in Verbindung steht, und eine Auslasskammer (22, 122), die mit dem zweiten Fluiddurchgang (300) in Verbindung steht, wodurch die Einlasskammer (20, 120) über die Öffnung (24, 124) mit der Auslasskammer (22, 122) in Verbindung steht.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das bewegliche Druckbegrenzungselement (31, 131) auf den Fluiddruck in der Auslasskammer (22, 122) anspricht.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die wenigstens eine Reguliereinrichtung (10, 110) dafür ausgelegt ist, im Druckgefäß (216) angeordnet zu werden.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die wenigstens eine Reguliereinrichtung (10, 110) dafür ausgelegt ist, über die Düse (217) des Druckgefäßes (216) eingeführt zu werden.