SE541200C2 - Ventilanordning för en icke återfyllbar tryckbehållare samt en tryckbehållare med en sådan ventilanordning - Google Patents

Abstract

Ventilanordning (12, 52) för att förhindra återfyllning av en tryckbehållare (10) vilken ventilanordning (12, 52) innefattar ett ventilhus (40) med en med två portar (41, 42) försedd ventilkammare (43), en ventilkropp (44) placerad i ventilkammaren (43) och försedd med en axiellt rörlig och fjäderbelastad ventilkägla (45) med ett ventilsäte (46) vilket tätar mot ventilkroppen (44) då ventilkäglan (45) är obelastad varvid ventilkroppen (44) begränsar ventilkammaren (43) vid dess ena port (41) och varvid ventilkammaren (43) är försedd med en backventil (47) vid dess andra port (42) vilken backventil (47) är anordnad att tätande anligga mot ventilhuset (40) vid ett övertryck i ventilkammaren (43). Ventilhuset (40) är försett med en fyllningskanal (480, 880) som sträcker sig från ett läge mellan ventilkammarens (43) två portar (41, 42) genom ventilhuset (40) och ut genom dess ytteryta (481, 881) samt att ett åtminstone initialt rörligt avbrottsorgan (482, 882) är anslutet till fyllningskanalen (480, 880) för att stänga fyllningskanalen (480, 880) efter att tryckbehållaren (10) fyllts med tryckmedium. Uppfinningen avser även en tryckbehållare försedd med en sådan ventilanordning.

Description

VENTILANORDNING FÖR EN ICKE ÅTERFYLLBAR TRYCKBEHÅLLARE SAMT ENTRYCKBEHÅLLARE MED EN SÅDAN VENTILANORDNING Tekniskt område Föreliggande uppfinning hänför sig till icke återfyllbara tryckkärl med ett maximalt arbetstryck på ungefär 10-25 bar, företrädesvis för anslutning av värmeverktyg.

Uppfinningens bakgrund De tryckkärl som används inom detta tryckintervall innehåller företrädesvis gasol som levereras på tryckflaskor av engångstyp för allmänt bruk. Användningsområdet i sådana gasolflaskor är för att anslutas till brukaranordningar i form av värmeverktyg såsom exempelvis brännare som används vid olika former av lödarbeten.

Tidigare kända gasolflaskor med förhållandevis högt tryck för engångsbruk visas i den amerikanska patentskriften US 6,595,230 vilken visar en ventil vilken är försedd med en backventil i form av en kula vilken vid fyllning av flaskan är belägen på ena sidan av en ansats i ventilen varvid gasen vid fyllning strömmar förbi kulan och ansatsen via öppningar däremellan och vidare in i flaskan. När fyllningen är klar pressas kulan förbi ansatsen och lägger sig mot ett säte i ventilen så att kulan tätar mot sätet och därvid förhindrar ytterligare fyllning eller återfyllning. Denna princip med en kula som tätar mot ett säte för att eliminera återfyllning är enkel och funktionssäker, men skapar ett långsamt fyllningsförfarande genom att ansatsen medför en strypning mot kulan av gasflödet vid fyllningen. Dessutom åstadkoms strypningen genom att slå ihop ventilens väggar vilket utgör ett okontrollerat förfarande för att skapa nämnda strypning och för medieströmningen förbi strypningen vid fyllning.

Uppfinningens syfte Syftet med uppfinningen är att lösa dessa problem genom att åstadkomma en icke återfyllbar tryckbehållare, exempelvis en gasolflaska, till brukaranordningar vilka är försedda med en befintlig standardgänga och vilken tryckbehållare kan fyllas snabbare än vad som tidigare varit möjligt.

Syftet är även att åstadkomma en sådan icke återfyllbar tryckbehållare för gaserna propån eller butan eller gasblandningarna propan/butan eller propan/butan/propen/aceton till brukaranordningar vilka är försedda med en befintlig standardgänga.

Syftet med uppfinningen är även att åstadkomma en ventilanordning som möjliggör fyllning av en tryckbehållare till ett tryck av 10-20 bar utan möjlighet till upprepad fyllning.

Sammanfattning av uppfinningen Genom föreliggande uppfinning, såsom denna framstår i de självständiga patentkraven, uppfylls ovan angivna syften varvid nämnda nackdelar har eliminerats. Lämpliga utföringsformer av uppfinningen anges i de osjälvständiga patentkraven.

Uppfinningen avser en ventilanordning för att förhindra återfyllning av en tryckbehållare vilken ventilanordning innefattar ett ventilhus med en med två portar försedd ventilkammare. En ventilkropp är placerad i ventilkammaren och försedd med en axiellt rörlig och fjäderbelastad ventilkägla med ett ventilsäte vilket tätar mot ventilkroppen då ventilkäglan är obelastad. Ventilkroppen begränsar ventilkammaren vid dess ena port och vidare är ventilkammaren försedd med en backventil vid dess andra port vilken backventil är anordnad att tätande anligga mot ventilhuset vid ett övertryck i ventil kammaren. Ventilhuset är försett med en fyllningskanal som sträcker sig från ett läge mellan ventilkammarens två portar genom ventilhuset och ut genom dess ytteryta. Vidare är ett åtminstone initialt rörligt avbrottsorgan är anslutet till fyllningskanalen för att stänga fyllningskanalen efter att tryckbehållaren fyllts med tryckmedium.

Genom att anordna ventilanordningen med en fyllningskanal som är dels avstängbar dels separerad från ventilkammaren erhålls en kontrollerad fyllningsprocess som tillåter snabbare fyllning av tryckbehållaren än vad som tidigare kunnat erhållas.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är avbrottsorganet utformat som en kolv rörlig i en cylinder vilken cylinder bildar vinkeln ? med fyllningskanalen varvid kolven är förskjutbar för att helt täcka fyllningskanalens öppning mot cylindern. Denna utföringsform gör det möjligt att leda mediet från ventilanordningen till lämpligt utströmningsställe i tryckkärlet.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är vinkeln ? = 90°.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är cylindern belägen i ventilhuset på avstånd från ventilkammaren. Denna utföringsform gör det möjligt att manövrera avstängningsorganet oberoende av övriga i ventilanordningen ingående delar.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är ventilkammaren åtminstone delvis cylindrisk och nämnda cylinder utgör en cylindrisk del av ventilkammaren. Denna utföringsform möjliggör en kompaktare utformning av ventilhuset och är således materialbesparande.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är kolven utformad som en hylsa. Detta innebär att tryckmedium kan strömma igenom kolven och innebär att kolven kan anordnas i den befintliga ventilkammaren.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är ventilhuset försett med en anslutningsgänga för anslutning av en brukaranordning. En sådan gänga kan vara endera en utvändig gänga eller en invändig gänga. Företrädesvis är gängan en utvändig gänga av standardtyp, exempelvis en så kallad Linde-gänga. En sådan anslutningsgänga för brukaranordningar har dimensionen 7/16” UNEF Special med en diameter 10.6 mm och med en gängprofil enligt standard EN 521. Denna speciella typ av anslutningsgänga är mycket vanlig vid nämnda typer av brukaranordningar och kan därför utgöra fördelaktiga utföringsformer i samband med icke återfyllbara tryckbehållare enligt föreliggande uppfinning.

Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar den en rotationssymmetrisk anslutningskrage. Denna anslutningskrage är företrädesvis av standard typ för att tillsammans med nämnda standardgänga passa redan befintliga brukaranordningar som skall anslutas till tryckbehållaren.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är det rörliga avbrottsorganet irreversibelt rörligt efter stängning av fyllningskanalen. Detta kan åstadkommas genom att pressa avbrottsorganet till dess avbrottsläge. Ett alternativ är att förskjuta avbrottsorganet till sitt avbrottsläge genom att skruva det med specialverktyg som omöjliggör reverserad förskjutning av en användare. Med ett specialverktyg skulle det vara möjligt för en auktoriserad fyllare att återfylla tryckbehållaren även om detta inte är syftet med uppfinningen. Ett ytterligare alternativ är att låta avbrottsorganet bli fastlimmat i sin cylinder i sitt avbrottsläge.

Uppfinningen avser vidare en tryckbehållare innefattande ett tryckkärl vilket kan fyllas med ett gasformigt medium och som är försett med en ventilanordning enligt någon av de ovan angivna utföringsformerna.

Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar tryckbehållaren en säkerhetsventil.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är säkerhetsventilen placerad i tryckkärlet vid sidan av ventilanordningen.

Kort beskrivning av ritningarna Uppfinningen kommer nu med hänvisningar i anslutning till bifogade ritningsfigurer att närmare beskrivas.

Figur 1 visar en tryckbehållare enligt en första utföringsform av uppfinningen.

Figur 2 visar en toppvy av tryckbehållaren enligt figur 1.

Figur 3 visar en del av en snittvy A - A enligt figur 2.

Figur 4 visar i en förstoring ett snitt genom en ventilanordning enligt figur 3.

Figur 5 visar en tryckbehållare enligt en andra utföringsform av uppfinningen.

Figur 6 visar en toppvy av tryckbehållaren enligt figur 5.

Figur 7 visar en del av en snittvy A - A enligt figur 6.

Figur 8 visar i en förstoring ett snitt genom en ventilanordning enligt figur 7.

Beskrivning av uppfinningen Figur 1 visar en tryckbehållare 10 innefattande ett tryckkärl 11 försett med en ventilanordning 12 enligt en första utföringsform av uppfinningen med en första ventilkrage 131. Ventilanordningen är ansluten till tryckkärlet vilket även innefattar en övertrycksventil 14 monterad i en andra ventilkrage 15. Ventilanordningen 12 är försedd med en standardgänga av s.k. Linde-typ, dvs. en 7/16” UNEF Specialgänga applicerad på en anslutningstapp där gängan har en diameter på 10.6 mm. Gängprofilen är enligt standard EN 521. Uppfinningen är således tillämplig på varje gasdriven brukarutrustning som kan anslutas till en sådan gänga.

Figur 2 visar utföringsformen i figur 1 där tryckbehållarens 10 ventilanordning 12 är ansluten med den första ventilkragen 131 centralt till toppen av tryckbehållaren. Figuren visar även att ventilanordningen 12 är försedd med en kolvkanal 21 vilken sträcker in i ventilanordningen 12 vid sidan av och parallellt med en centralt belägen ventilkammare 22.

Figur 3 visar ett axiellt snitt A - A enligt figur 2 genom övre delen av tryckbehållaren 10. Ventilanordningen 12 visas här monterad i tryckbehållaren tillsammans med övertrycksventilen 14.

Figur 4 visar i förstoring ventilanordningen 12 permanent fäst vid tryckbehållaren 10. Ventilanordningen innefattar ett ventilhus 40 med en med två portar, en första port 41, och en andra port 42, försedd ventilkammare 43. I ventilkammaren 43 är en ventilkropp 44 med en axiellt rörlig och för stängning fjäderbelastad ventilkägla 45 monterad. Ventilkäglan 45 är försedd med ett ventilsäte 46 vilket tätar mot ventilkroppen 44 då ventilkäglan 45 är obelastad från utvändigt anslutna förbrukare. Ventilkroppen 44 begränsar ventilkammaren 43 vid dess första port 41, men möjliggör medieströmning genom ventilkroppen då ventilkäglan 45 har tryckts ner mot verkan av en, ej visad, fjäder. Ventilkammaren 43 är försedd med en backventil 47, i form av en sfäriskt formad gummikula, vid dess andra port 42 vilken backventil 47 är anordnad att tätande anligga mot ventilhuset 40 vid ett övertryck i ventilkammaren 43, det vill säga vid ett tryck som överskrider det statiska tryck som för tillfället råder i tryckbehållaren 10. Ventilhuset 40 är försett med en fyllningskanal 480 som sträcker sig från ventilkammaren 43 därfyllningskanalens 480 ena öppning är belägen i ventilkammaren 43 mellan de två portarna 41, 42 genom ventilhuset 40 och ut genom dess ytteryta 481. Fyllningskanalen 480 samverkar med ett, åtminstone initialt, rörligt avbrottsorgan, i form av en kolv 482, som är anordnad att stänga fyllningskanalen 480. Den i figur 2 visade kolvkanalen 21 bildar en cylinder 483 i vilken kolven 482 är rörlig, åtminstone initialt. Cylindern 483 löper parallellt med ventilkammaren 43 i ventilhuset 40 vilken ventilkammare i dess nedre del också är cylindrisk. Med cylindrisk avses här allmänt cirkulärcylindrisk.

Funktionen av ventilanordningen 12 vid fyllning av tryckbehållaren 10 är att en, ej visad, fyllningsanordning ansluts till ventilanordningen 12 varvid ventilkäglan förskjuts nedåt i figuren varvid ventilsätet 46 öppnar för mediepassage från ett ventilinlopp 49 till ventilkammaren 43. När medium pressas in i ventilkammaren 43 kommer trycket i ventilkammaren att vara högre än i tryckbehållaren varvid backventilen 47 stänger och mediepassage genom den andra porten 42 blockeras. Medietillförseln till tryckbehållaren kommer i stället att ske genom fyllningskanalen 480 vilken är helt öppen enligt det visade läget i figuren. När fyllningen är klar och önskat medietryck uppnåtts i tryckbehållaren 10 kommer kolven 482 att föras till ett läge där den helt täcker fyllningskanalen 480 varvid fyllningskanalen stängs av. Manövreringen av kolven 482 kan göras endera före eller efter det att fyllningsanordningen avlägsnats från ventilanordningen 12. Närfyllningsanordningen avlägsnas från ventilanordningen 12 kommer ventilsätet 46 att stänga mediepassagen genom ventilkroppen 44. I detta skede är tryckbehållaren klar att användas varvid en brukaranordning, ej visad, ansluts till ventilanordningen 12 varvid mediepassagen genom ventilkroppen 44 öppnas. Trycket i tryckbehållaren 10 är nu större än omgivningstrycket varvid backventilen 47 öppnar och medium når den anslutna brukaranordningen. När tryckbehållaren tömts på medium kan nytt medium inte fyllas på så länge som kolven 482 stänger fyllningskanalen 480. Således kan tryckbehållaren inte återfyllas.

Manövreringen av kolven 482 kan vara anordnad på flera sätt, men enligt utföringsformen i den visade figuren skruvas kolven in i sitt spärrande läge. I detta spärrande läge kan slutanvändare inte återfylla tryckbehållaren. Det skulle dock kunna vara möjligt att auktoriserade fyllare med specialverktyg kan förflytta kolven och därvid öppna fyllningskanalen så att återfyllning kan ske.

Figur 5 visar en likadan tryckbehållare 10 som visats i figur 1 men med den skillnaden att tryckbehållaren 10 är försedd med en ventilanordning 52 enligt en andra utföringsform av uppfinningen. Således är även denna tryckbehållare försedd med en övertrycksventil 14 som är placerad vid sidan om ventilanordningen 52.

Figur 6 visar en toppvy av tryckbehållaren 10 i figur 1 där ventilanordningen 52 är centralt placerad och försedd med en centralt belägen ventilkammare 22 samt där övertrycksventilen 14 är placerad vid sidan av ventilanordningen 52 i tryckbehållaren.

Figur 7 visar ett axiellt snitt B - B enligt figur 6 genom övre delen av tryckbehållaren 10. Ventilanordningen 52 visas här monterad i tryckbehållaren tillsammans med övertrycksventilen 14. Figuren indikerar även ventilkammaren 22 i ventilanordningen 52.

Figur 8 visar i förstoring ventilanordningen 52 permanent fäst vid tryckbehållaren 10. Ventilanordningen innefattar ett ventilhus 40 med en med två portar, en första port 41, och en andra port 42, försedd ventilkammare 43. I ventilkammaren 43 är en ventilkropp 44 med en axiellt rörlig och för stängning fjäderbelastad ventilkägla 45 monterad. Ventilkäglan 45 är försedd med ett ventilsäte 46 vilket tätar mot ventilkroppen 44 då ventilkäglan 45 är obelastad från utvändigt anslutna förbrukare. Ventilkroppen 44 begränsar ventilkammaren 43 vid dess första port 41, men möjliggör medieströmning genom ventilkroppen då ventilkäglan 45 har tryckts ner mot verkan av en, ej visad, fjäder. Ventilkammaren 43 är försedd med en backventil 47, i form av en sfäriskt formad gummikula, vid dess andra port 42 vilken backventil 47 är anordnad att tätande anligga mot ventilhuset 40 vid ett övertryck i ventilkammaren 43, det vill säga vid ett tryck som överskrider det statiska tryck som för tillfället råder i tryckbehållaren 10. Ventilhuset 40 är försett med en fyllningskanal 880 som sträcker sig från ventilkammaren 43, därfyllningskanalens 880 ena öppning är belägen i ventilkammaren 43 mellan de två portarna 41, 42, genom ventilhuset 40 och ut genom dess ytteryta 881. Fyllningskanalen 880 samverkar med ett, åtminstone initialt, rörligt avbrottsorgan, i form av en kolv 882, som är anordnad att stänga fyllningskanalen 880. I denna andra utföringsform är kolven utformad som en hylsa som centralt släpper igenom medium för fyllning av tryckbehållaren. Även i denna utföringsform löper kolven 882 i en cylinder 883 men denna cylinder sammanfaller med ventilkammaren 43 som då är cylindriskt utformad. Vid denna utföringsform är vanligtvis cylindern 883 cirkulärcylindriskt utformad. Kolven 882 är vid fyllning av tryckbehållaren 10 belägen ovanför mynningen av fyllningskanalen 880 i ventilkammaren 43. Kolven 882 är försedd med axiellt riktade utskott vilka syftar till att erhålla en distans dels mellan ventilsätet 46 och kolven 882 vid fyllning och dels mellan backventilen 47 och kolven 882 vid användning av en förbrukare ansluten till tryckbehållaren.

Funktionen av ventilanordningen 52 vid fyllning av tryckbehållaren 10 är att en, ej visad, fyllningsanordning ansluts till ventilanordningen 52 varvid ventilkäglan förskjuts nedåt i figuren varvid ventilsätet 46 öppnar för mediepassage från ett ventilinlopp 49 via ventilsätet 46 och genom kolven 882 till ventilkammaren 43. När medium pressas in i ventilkammaren 43 kommer trycket i ventilkammaren att vara högre är i tryckbehållaren varvid backventilen 47 stänger och mediepassage genom den andra porten 42 blockeras. Medietillförseln till tryckbehållaren kommer i stället att ske genom fyllningskanalen 880 vilken är helt öppen enligt det visade läget i figuren. När fyllningen är klar och önskat medietryck uppnåtts i tryckbehållaren 10 kommer kolven 882 att föras till ett läge där den helt täcker fyllningskanalen 880 varvid fyllningskanalen stängs. Manövreringen av kolven 882 kan även vid denna utföringsform göras endera före eller efter det att fyllningsanordningen avlägsnats från ventilanordningen 52, dock är det att föredra att förskjutningen av kolven 882 görs innan avlägsnandet av fyllningsanordningen eftersom förskjutningen görs med hjälp av att ventilsätet pressar kolven nedåt i cylindern 883 vilket innebär att mediepassage öppnas genom ventilkroppen 44 och ut genom ventilinloppet 49. När fyllningsanordningen avlägsnas från ventilanordningen 52 kommer ventilsätet 46 att stänga mediepassagen genom ventilkroppen 44. I detta skede är tryckbehållaren klar att användas varvid en brukaranordning, ej visad, ansluts till ventilanordningen 52 varvid mediepassagen genom ventilkroppen 44 öppnas. Trycket i tryckbehållaren 10 är nu större än omgivningstrycket varvid backventilen 47 öppnar och medium når den anslutna brukaranordningen. När tryckbehållaren tömts på medium kan nytt medium inte fyllas på så länge som kolven 882 stänger fyllningskanalen 880. Således kan tryckbehållaren inte återfyllas.

Manövreringen av kolven 882 i denna utföringsform sker genom en axialförskjutning av kolven genom att ventilsätet trycker kolven in i sitt spärrande läge. I detta spärrande läge kan slutanvändare inte återfylla tryckbehållaren. Det skulle dock kunna vara möjligt att auktoriserade fyllare med specialverktyg kan förflytta kolven till ett icke spärrande läge och därvid öppna fyllningskanalen så att återfyllning kan ske.

I båda utföringsformerna bildar fyllningskanalen vinkeln ? med cylindern och i de visade figurerna är a=90°. Samtidigt är vinkeln ? mellan fyllningskanalen och ventilkammaren 43 också 90° i de visade utföringsformerna. Detta innebär att cylindern och ventilkammaren är parallella med varandra. Dessa vinklar, ? och ? kan dock anta andra värden inom ramen för uppfinningen.

Tryckbehållaren enligt de båda visade utföringsformerna är försedda med en säkerhetsventil 14 belägen i tryckbehållaren 10 vid sidan av fyllnings/bru karventilen 12, 52.

Claims (11)

PATENTKRAV

1. Ventilanordning (12, 52) för att förhindra återfyllning av en tryckbehållare (10) vilken ventilanordning (12, 52) innefattar ett ventilhus (40) med en med två portar (41, 42) försedd ventilkammare (43), en ventilkropp (44) placerad i ventilkammaren (43) och försedd med en axiellt rörlig och fjäderbelastad ventilkägla (45) med ett ventilsäte (46) vilket tätar mot ventilkroppen (44) då ventilkäglan (45) är obelastad varvid ventilkroppen (44) begränsar ventilkammaren (43) vid dess ena port (41) och varvid ventilkammaren (43) är försedd med en backventil (47) vid dess andra port (42) vilken backventil (47) är anordnad att tätande anligga mot ventilhuset (40) vid ett övertryck i ventilkammaren (43) och att ett ventilinlopp (49) är anordnat i ventilhuset (40) varvid ventilhuset (40) är försett med en fyllningskanal (480, 880) som sträcker sig från ett läge mellan ventilkammarens (43) två portar (41, 42) genom ventilhuset (40) och ut genom dess ytteryta (481, 881) inne i tryckbehållaren (10) då ventilanordningen (12, 52) är monterad på tryckbehållaren (10) samt att ett åtminstone initialt rörligt avbrottsorgan (482, 882) är anslutet till fyllningskanalen (480, 880) för att stänga fyllningskanalen (480, 880) efter att tryckbehållaren (10) fyllts med tryckmedium, kännetecknad av att avbrottsorganet (482, 882) är utformat som en kolv rörlig i en cylinder (483, 883) vilken cylinder bildar vinkeln ? med fyllningskanalen (480, 880) varvid kolven är förskjutbar för att helt täcka fyllningskanalens (480, 880) öppning mot cylindern (483, 883) efter fyllning av tryckbehållaren samt vid efterföljande avtappning från tryckbehållaren varvid såväl fyllning av tryckbehållaren (10) som avtappning från tryckbehållaren (10) är anordnad att ske genom ventilinloppet (49).

2. Ventilanordning enligt patentkravet 1 , kännetecknad av att vinkeln ? är 90°.

3. Ventilanordning enligt något av patentkraven 1-2, kännetecknad av att cylindern (483) är belägen i ventilhuset (40) på avstånd från ventilkammaren (43).

4. Ventilanordning enligt något av patentkraven 1-2, kännetecknad av att ventilkammaren (43) åtminstone delvis är cylindrisk och att nämnda cylinder (883) utgör en cylindrisk del av ventilkammaren (43).

5. Ventilanordning enligt patentkravet 4, kännetecknad av att kolven är utformad som en hylsa.

6. Ventilanordning enligt något av patentkraven 1-5, kännetecknad av att ventilhuset (40) är försett med en anslutningsgänga för anslutning av en brukaranordning.

7. Ventilanordning enligt patentkravet 6, kännetecknad av att den innefattar en rotationssymmetrisk anslutningskrage (131).

8. Ventilanordning enligt något av patentkraven 1-7, kännetecknad av att det rörliga avbrottsorganet (482, 882) är irreversibelt rörligt i cylindern (483, 883) efter stängning av fyllningskanalen (480, 880).

9. Tryckbehållare (10) innefattande ett tryckkärl (11) vilket kan fyllas med ett gasformigt medium och som är försett med en ventilanordning (12, 52) enligt något av patentkraven 1-8.

10. Tryckbehållare (10) enligt patentkravet 9, kännetecknad av att tryckbehållaren (10) innefattar en säkerhetsventil (14).

11. Tryckbehållare (10) enligt patentkravet 9, kännetecknad av att säkerhetsventilen (14) är placerad i tryckkärlet (11) vid sidan av ventilanordningen (12, 52).