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Aggregat aus einem mit verflüssigtem Gas zu füllenden Tank, insbesondere von Gas- feuerzeugen und einem Nachfüllbehälter
Die Erfindung betrifft ein Aggregat aus einem mit verflüssigtem Gas zu füllenden Tank, insbesondere von Gasfeuerzeugen, und aus einem Nachfüllbehälter, der ein Anschlussstück aufweist, welches mit einem mindestens einen Zufluss- und einen während des Füllvorganges eine Verbindung zwischen dem Tank und der Aussenluft herstellenden Abflusskanal steuernden Ventil des Tanks zusammenarbeitet, wobei das Anschlussstück einen Durchgang besitzt, um das Strömen des verflüssigten Gases aus dem Nachfüllbehälter zum Zuflusskanal zuzulassen.
Derartige Anordnungen sind bereits bekannt und in verschiedenen Patentschriften beschrieben, welche Nachfüllventile, insbesondere für Gasfeuerzeuge, betreffen ; sie genügen bezüglich ihrer Funktion durchaus, indessen ist dabei die Ventilkonstruktion relativ kompliziert und teuer.
Die brit. Patentschrift Nr. 353, 434 beschreibt ein Ventil für einen Flaschenverschluss, das zwei Durchgänge aufweist, von denen der eine das Abströmen der in der Flasche enthaltenen Flüssigkeit und der andere das Einströmen von Luft in die Flasche zulässt. Die Öffnung dieser beiden Durchgänge wird von einem einzigen Steuerorgan bewirkt, das auf eine oder auf zwei Ventilzellen einwirkt. Eine solche Anordnung kann aber zum Füllen eines Tanks mit verflüssigtem Gas nicht verwendet werden.
Eine einfachere Lösung bekannter Art sieht vor, den Nachfüllbehälter mit einer oder mit zwei Nadeln auszurüsten, die beim Füllen entsprechende Löcher in mindestens eine den Tank verschliessende Kappe aus elastischem Material bohren. Ein solcher Nachfüllbehälter ist jedoch infolge der Nadeln gefährlich, weil sich der Benutzer verletzen könnte. Ausserdem sind die Nadeln zerbrechlich und können durch ungeschickte Betätigung leicht abgeknickt werden. Auch haben Versuche ergeben, dass die aus elastischem Material bestehenden Kappen nach einer relativ kleinen Zahl, z. B. 50, von Durchbohrungen keinen einwandfreien Verschluss mehr gewährleisten.
Die Erfindung hat nun ein Aggregat der eingangs genannten Art zum Gegenstand, das sich durch eine sehr einfache Konstruktion auszeichnet und frei von den erwähnten Nachteilen ist. Dieses Aggregat ist gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil des Tanks mindestens zwei zu Ventilsitzen bewegbare Schliessorgane aufweist, von denen eines den Abschluss des Zuflusskanales und das andere den Abschluss des Abflusskanals bewirkt, wobei das Anschlussstück mindestens zwei Formstücke, wie Ansätze, Vorsprünge, Passflächen, aufweist, von denen jedes auf eines der Schliessorgane unmittelbar einwirkt, um die Öffnung dieser Kanäle beim Füllvorgang herbeizuführen.
Die Zeichnung veranschaulicht schematisch und beispielhaft drei Ausführungsformen des Aggregates nach der Erfindung. Fig. 1 zeigt im Schnitt ein Ventil des Tanks und das Anschlussstück des Nachfüllbehälters, Fig. 2 ist eine Ansicht des in Fig. 1 dargestellten Ventils von unten, und die Fig. 3 und 4 zeigen weitere Ausführungsformen.
Das in Fig. 1 dargestellte Ventil weist einen zylindrischen Körper 1 auf, der in eine Wand 2 des mit verflüssigtem Gas zu füllenden Tanks unter Zwischenschaltung einer Dichtung 3 eingeschraubt ist. Der Körper 1 ist hülsenförmig ausgebildet und besitzt einen Boden 4 mit zwei Öffnungen 5 und 6. Diese sind durch Verschlussorgane abgedeckt, die je einen Teil einer biegsamen Membran 7 darstellen. Die Membran ist im Innern des Tanks angeordnet und wird durch den Druck des im Tank vorhandenen Gases gegen den Boden 4 gedrückt. Die Halterung der Membran 7 erfolgt durch zwei umgebogene Laschen 8 und 9 (Fig. 2).
Das beschriebene Ventil arbeitet mit einem Anschlussstück 10 zusammen, welches den Hals eines Nachfüllbehälters bildet. Dieser Hals 10 weist zwei Vorsprünge 11 und 12 auf, welche in die beiden Öffnungen 5 und 6 eindringen können und dabei das Ventil öffnen, indem sie die Membran 7 von den Öffnungen abheben. Der Vorsprung 11 besitzt eine Längsbohrung 13, die den Zufluss des verflüssigten Gases in den Tank gestattet, während der Vorsprung 12 Bohrungen aufweist, die eine Abströmleitung 14 für das in dem Tank vorhandene Gas bilden.
Um den Tank zu füllen, der z. B. zu einem Feuerzeug gehört, hält man ihn derart, dass das Ventil oben liegt und führt dann den Hals 10 des Nachfüllbehälters nach unten in das Ventil ein. Sobald die
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Teile 11 und 12 in die Öffnungen 5 und 6 des Ventils eindringen, öffnen sie den Zufluss- und den Ab- flusskanal.
Der Nachfüllbehälter weist naturgemäss eine Schliesseinrichtung auf, die nicht dargestellt ist und das
Strömen des im Behälter gespeicherten Gases nur dann zulässt, wenn der Tank, insbesondere eines Gas- feuerzeugs, gefüllt werden soll. Zu diesem Zweck kann der Hals 10 auf dem Behälter verschiebbar gela- gert sein, so dass die Relativbewegung zwischen dem Hals und dem Behälter zur Öffnung eines Schliess- ventils des Behälters dient.
Wenn die Schliessorgane des Nachfüllbehälters geöffnet sind, kann das verflüssigte Gas durch die
Bohrung 13 in den Tank eindringen. Um dabei zu vermeiden, dass die Mündung der Bohrung 13 durch die Membran 7 verschlossen wird, mündet diese Bohrung in einer Querleitung 16, so dass das Gas seitlich entweicht. Ein Teil des in dem Tank enthaltenen Gases kann während des Füllvorganges durch die Ab- flussleitung 14 und das Spiel zwischen dem Hals 10 und der oberen zylindrischen Ausnehmung des Kör- pers 1 gasförmig abtrömen. Ist aber der Tank etwa bis zur Höhe der unteren Öffnung der Leitung 14 gefüllt, so entweicht verflüssigtes Gas nach aussen, wodurch dem Benutzer angezeigt wird, dass der Füll- vorgang beendet ist. Indem man dann den Feuerzeugtank und den Nachfüllbehälter trennt, wird das
Ventil automatisch verschlossen.
Der Ausflusskanal 14 dient dazu, den zu füllenden Tank druckmässig zu entlasten, so dass man bei normalen Temperaturunterschieden zwischen den Behältern in dem zu füllenden Tank einen Druckabfall erhält und somit dieser Druck in jedem Fall unterhalb des Druckes des verflüssigten Gases in dem Nach- füllbehälter liegt.
Wenn der zu füllende Tank eine kleine Menge verflüssigten Gases enthält, so herrscht bekanntlich in seinem Inneren ein Druck, der der Dampfspannung bei der gegebenen Temperatur entspricht. Ist dagegen der zu füllende Tank wärmer als der Nachfüllbehälter, so ist der Druck in dem Tank grösser als in dem Nachfüllbehälter, und der Füllvorgang kann nicht stattfinden.
Um grössere Gasverluste zu vermeiden, ist es zweckmässig, das Verhältnis zwischen dem Querschnitt des Zuflusskanals und demjenigen des Abflusskanals so zu wählen, dass man nur eine kleine Druckverminde- rung im Inneren des zu füllenden Behälters bekommt, z. B. 1/10 des Anfangsdruckes.
Wenn der Querschnitt des Abflusskanals sehr viel grösser als derjenige des Zuflusskanals wäre, erhielte man einen sehr erheblichen Druckabfall, welcher bis zu einem Gleichgewicht mit dem äusseren Luftdruck führen kann. Dabei würde der Gasverlust ein Vielfaches des Inhaltes des zu füllenden Behälters betragen.
Ausserdem erhält man, wenn der Abflusskanal im Verhältnis zum Zuflusskanal zu gross ist, erhebliche Wirbel- und Blasenbildung im Inneren des zu füllenden Behälters, so dass Flüssigkeitsteilchen mit durch den Abflusskanal gerissen werden. Durch ein vernünftiges Verhältnis der beiden Querschnitte hingegen erreicht man, dass der Tank mit geringem Gasverlust und ohne übertriebene Wirbelbildungen gefüllt werden kann.
Fig. 3 zeigt eine Konstruktion, die derjenigen nach Fig. 1 und 2 sehr ähnlich ist. Die einzigen Unterschiede bestehen darin, dass einerseits zwei Gummikugeln 16 und 17 zum Verschliessen der Öffnungen 5 und 6 im Boden 4 des Ventilkörpers verwendet werden und dass anderseits die Bohrung im Ansatz 12 wegfällt. Letzterer hat in der Durchbrechung 6 hinreichendes Spiel, um einen Durchlass zum Entweichen des Gases zu bilden. Die Dichtung des Zuflusskanals zwischen dem Hals 10 und dem Ventil wird durch eine Schulter 18 geschaffen, die sich gegen den Boden des Ventils legen kann. Der Durchmesser der Öffnungen 5 und 6 ist in der Nähe ihrer Enden etwas kleiner als derjenige ihrer zentralen Bereiche, wodurch verhindert wird, dass die Kugeln 16 und 17 herausfallen können.
Radiale Bohrungen 19 bzw. 20 münden in die Durchbrechungen 5 und 6 und gestatten den Durchgang des Gases selbst dann, wenn die Kugeln 16 und 17 auf der unteren Kante ihrer Bohrung aufliegen.
Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform ist in allen Punkten ähnlich derjenigen des bereits beschriebenen Ausführungsbeispiels. Die Gummikugeln 16 und 17 werden durch den im Inneren des Tanks herrschenden Druck wieder in ihre obere Lage gedrückt, sobald der Hals 10 entfernt wird.
Bei den beschriebenen Ausführungsformen lässt sich eine Phasenverschiebung zwischen dem Öffnen und dem Schliessen des Zufluss- bzw. Abflusskanals erzielen, indem man die Ansätze 11 und 12 verschieden lang ausbildet. Ist Ansatz 12 länger als Ansatz 11, so wird der Abflusskanal nach dem Zuflusskanal geschlossen, wenn man den Nachfüllbehälter von dem Feuerzeug entfernt. Hiedurch vermeidet man ein Überfüllen des Feuerzeuges.
Fig. 4 zeigt eine Variante zur Ausführungsform nach Fig. 3. Sie unterscheidet sich von letzterer dadurch, dass die Ausströmöffnung durch einen Ventilteller 21 verschliessbar ist. An diesem ist ein sich nach aussen erstreckender Stiel 22 vorgesehen, der beim Füllvorgang durch die als Passfläche wirkende Stirnseite 12 a des Halses 10 niedergedrückt werden kann. Der Teller 21 bildet mit dem Stiel 22 ein Stück und ist durch eine Schraube 23 in die Bohrung 6 eingeschlossen.
Man kann natürlich an den Ausführungsformen Veränderungen vorsehen. Insbesondere könnte man die Querrille 15 des Vorsprungs, der den Zuflusskanal aufweist, weglassen, indem man das Ende dieses Teiles so ausbildet, dass das verflüssigte Gas trotzdem seitlich austreten kann. Zum Beispiel kann die Fläche des. Endteiles eine Abschrägung od. dgl. aufweisen, oder es kann ein seitlicher Kanal in diesem Teil vorgesehen sein.
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Unit consisting of a tank to be filled with liquefied gas, in particular of gas lighters and a refill container
The invention relates to an assembly consisting of a tank to be filled with liquefied gas, in particular gas lighters, and a refill container which has a connection piece which connects the tank and the outside air to at least one inflow and outflow channel during the filling process cooperating controlling valve of the tank, wherein the connector has a passage to allow the flow of the liquefied gas from the refill container to the inflow channel.
Such arrangements are already known and are described in various patents relating to refill valves, in particular for gas lighters; they are quite adequate in terms of their function, but the valve construction is relatively complicated and expensive.
British Patent No. 353, 434 describes a valve for a bottle closure which has two passages, one of which allows the liquid contained in the bottle to flow out and the other of which allows air to flow into the bottle. The opening of these two passages is effected by a single control element which acts on one or two valve cells. However, such an arrangement cannot be used for filling a tank with liquefied gas.
A simpler known type of solution provides for the refill container to be equipped with one or two needles which, during filling, drill corresponding holes in at least one cap made of elastic material that closes the tank. Such a refill container is dangerous because of the needles because the user could injure himself. In addition, the needles are fragile and can easily be kinked if handled inappropriately. Tests have also shown that the caps made of elastic material after a relatively small number, e.g. B. 50, no longer guarantee proper closure of perforations.
The subject of the invention is an assembly of the type mentioned at the beginning, which is characterized by a very simple construction and is free from the disadvantages mentioned. According to the invention, this unit is characterized in that the valve of the tank has at least two closing elements which can be moved to form valve seats, one of which closes the inflow channel and the other closes the outflow channel, the connecting piece having at least two shaped pieces such as lugs, projections Mating surfaces, each of which acts directly on one of the closing members in order to bring about the opening of these channels during the filling process.
The drawing illustrates schematically and by way of example three embodiments of the unit according to the invention. Fig. 1 shows in section a valve of the tank and the connector of the refill container, Fig. 2 is a view of the valve shown in Fig. 1 from below, and Figs. 3 and 4 show further embodiments.
The valve shown in FIG. 1 has a cylindrical body 1 which is screwed into a wall 2 of the tank to be filled with liquefied gas with a seal 3 interposed. The body 1 is designed in the form of a sleeve and has a base 4 with two openings 5 and 6. These are covered by closure members, each of which represents a part of a flexible membrane 7. The membrane is arranged inside the tank and is pressed against the bottom 4 by the pressure of the gas in the tank. The membrane 7 is held by two bent tabs 8 and 9 (FIG. 2).
The valve described cooperates with a connection piece 10 which forms the neck of a refill container. This neck 10 has two projections 11 and 12 which can penetrate into the two openings 5 and 6 and thereby open the valve by lifting the membrane 7 from the openings. The projection 11 has a longitudinal bore 13 which allows the liquefied gas to flow into the tank, while the projection 12 has bores which form an outflow line 14 for the gas present in the tank.
To fill the tank, the z. B. belongs to a lighter, hold it so that the valve is on top and then insert the neck 10 of the refill container down into the valve. As soon as the
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Parts 11 and 12 penetrate into the openings 5 and 6 of the valve, they open the inflow and the outflow channel.
The refill container naturally has a closing device which is not shown and which
The gas stored in the container is only allowed to flow when the tank, in particular a gas lighter, is to be filled. For this purpose, the neck 10 can be mounted displaceably on the container, so that the relative movement between the neck and the container serves to open a closing valve of the container.
When the closing elements of the refill container are open, the liquefied gas can through the
Enter hole 13 in the tank. In order to avoid that the opening of the bore 13 is closed by the membrane 7, this bore opens into a cross line 16 so that the gas escapes laterally. Some of the gas contained in the tank can flow out in gaseous form through the drain line 14 and the clearance between the neck 10 and the upper cylindrical recess of the body 1 during the filling process. If, however, the tank is filled approximately up to the level of the lower opening of the line 14, liquefied gas escapes to the outside, which indicates to the user that the filling process has ended. By then separating the lighter tank and refill container, that becomes
Valve closed automatically.
The outflow channel 14 is used to relieve the tank to be filled in terms of pressure, so that with normal temperature differences between the containers in the tank to be filled, a pressure drop is obtained and thus this pressure is always below the pressure of the liquefied gas in the refill container .
If the tank to be filled contains a small amount of liquefied gas, it is known that the pressure inside it corresponds to the vapor tension at the given temperature. If, on the other hand, the tank to be filled is warmer than the refill container, the pressure in the tank is greater than in the refill container and the filling process cannot take place.
In order to avoid major gas losses, it is advisable to choose the ratio between the cross-section of the inflow channel and that of the outflow channel so that only a small pressure reduction inside the container to be filled is obtained, e.g. B. 1/10 of the initial pressure.
If the cross section of the outflow channel were much larger than that of the inflow channel, a very considerable pressure drop would be obtained, which can lead to equilibrium with the external air pressure. The gas loss would be a multiple of the contents of the container to be filled.
In addition, if the outflow channel is too large in relation to the inflow channel, considerable vortex and bubble formation is obtained in the interior of the container to be filled, so that liquid particles are torn through the outflow channel. A reasonable ratio of the two cross-sections, however, ensures that the tank can be filled with little gas loss and without excessive vortex formation.
FIG. 3 shows a construction which is very similar to that of FIGS. 1 and 2. The only differences are that, on the one hand, two rubber balls 16 and 17 are used to close the openings 5 and 6 in the bottom 4 of the valve body and, on the other hand, the hole in the extension 12 is omitted. The latter has sufficient play in the opening 6 to form a passage for the gas to escape. The seal of the inflow channel between the neck 10 and the valve is created by a shoulder 18 which can rest against the bottom of the valve. The diameter of the openings 5 and 6 near their ends is somewhat smaller than that of their central areas, which prevents the balls 16 and 17 from falling out.
Radial bores 19 and 20 open into the openings 5 and 6 and allow the passage of the gas even when the balls 16 and 17 rest on the lower edge of their bore.
The mode of operation of this embodiment is similar in all respects to that of the embodiment already described. The rubber balls 16 and 17 are pushed back into their upper position by the pressure prevailing inside the tank as soon as the neck 10 is removed.
In the embodiments described, a phase shift between the opening and closing of the inflow and outflow channel can be achieved by making the extensions 11 and 12 of different lengths. If extension 12 is longer than extension 11, the drainage channel is closed after the inflow channel when the refill container is removed from the lighter. This avoids overfilling the lighter.
FIG. 4 shows a variant of the embodiment according to FIG. 3. It differs from the latter in that the outflow opening can be closed by a valve disk 21. Provided on this is an outwardly extending handle 22 which can be pressed down during the filling process by the end face 12 a of the neck 10 acting as a fitting surface. The plate 21 forms one piece with the stem 22 and is enclosed in the bore 6 by a screw 23.
Of course, changes can be made to the embodiments. In particular, the transverse groove 15 of the projection which has the inflow channel could be omitted by designing the end of this part in such a way that the liquefied gas can nevertheless emerge laterally. For example, the surface of the end part can have a bevel or the like, or a lateral channel can be provided in this part.