DE1126436B

DE1126436B - Automatic switching device for controlling the supply of compressed gas from two parallel-connected compressed gas storage containers

Info

Publication number: DE1126436B
Application number: DED28564A
Authority: DE
Original assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 1958-07-22
Filing date: 1958-07-22
Publication date: 1962-03-29

Description

Selbsttätige Umschaltvorrichtung zur Steuerung der Druckgaszufuhr aus zwei parallel geschalteten Druckgasvorratsbehältern Es sind Gasversorgungsanlagen bekannt, die im allgemeinen aus mehreren Hochdruckflaschen be- stehen und aus denen Gas kontinuierlich entnommen werden soll. Solche Gasversorgungsanlagen werden z.B. für die Versorgung mit Sauerstoff für medizinische Zwecke oder für die Versorgung mit technischen Gasen, wie Propan und Methan, aufgestellt. Um einen ununterbrochenen Betrieb zu ermöglichen, wird die Versorgungsanlage in zwei Batteriehälften unterteilt. Jede Batterie ist über einen Drucknünderer an die gemeinsame Entnahmeleitung angeschlossen, wo-.bei der eine Druckminderer in seinem Hinterdruck um einen geringen Betrag höher eingestellt wird als der andere Druckminderer. Bei der Entnahme entleert sich dann zunächst die Batteriehälfte, deren Druckminderer auf einen höheren Hinterdruck einstellt ist, bis dieser Hinterdruck auf den Hinterdruck des Druckminderers der anderen Batteriehälfte absinkt. Wenn der Druck so weit abgesunken ist, wird Gas auch aus der anderen Batteriehälfte entnommen. Nunmehr ist es nötig, die erste Batteriehälfte wieder aufzufüllen. Dabei stellt man die beiden Druckminderer in der Weise um, daß nunmehr der Druck-minderer der aufzuladenden und schließlich aufgeladenen Batteriehälfte auf einen niedrigeren Druck eingestellt ist. Die neu aufgeladene Batteriehälfte bleibt nunmehr gleichsam in der Reserve. Diese Handhabung der Anlage hat den Nachteil, daß bei jeder Auffüllung einer der leeren Batteriehälften die Umschaltung vorgenommen werden muß. Dieses erfordert eine besondere Bedienungsanweisung und die Aufmerksamkeit des Bedienungspersonals. Wenn die Umschaltung vergessen wird, kann es vorkommen, daß die gesamte Gasversorgungsanlage schließlich leer ist, so daß ein kontinuierlicher Betrieb nicht möglich ist. Der Druck in der Entnahmeleitung schwankt außerdem um die für das Einschalten des jeweiligen zweiten Druckminderers erforderliche Druckdifferenz.Automatic switching device for controlling the supply of pressurized gas from two parallel-connected compressed gas storage vessels are, are known, the gas supply in general from several high-pressure cylinders loaded and from which gas is to be removed continuously. Such gas supply systems are set up, for example, for the supply of oxygen for medical purposes or for the supply of technical gases such as propane and methane. To enable uninterrupted operation, the supply system is divided into two battery halves. Each battery is connected to the common extraction line via a pressure reducer, whereby the downstream pressure of one pressure reducer is set slightly higher than the other pressure reducer. When removing the battery half, the pressure reducer is set to a higher back pressure until this back pressure drops to the back pressure of the pressure reducer of the other battery half. When the pressure has dropped that far, gas is also withdrawn from the other half of the battery. It is now necessary to refill the first half of the battery. The two pressure reducers are adjusted in such a way that the pressure reducer of the battery half to be charged and finally charged is now set to a lower pressure. The newly charged half of the battery now remains in reserve, as it were. This handling of the system has the disadvantage that the switch must be made each time one of the empty battery halves is filled. This requires special operating instructions and the attentiveness of the operating personnel. If the switchover is forgotten, it can happen that the entire gas supply system is finally empty, so that continuous operation is not possible. The pressure in the extraction line also fluctuates by the pressure difference required to switch on the respective second pressure reducer.

Es ist bereits eine Umschaltvorrichtung zur Entleerung zweier oder mehrerer voneinander unabhängiger Behälter in eine gemeinsame Verbrauchsleitung bekannt, wobei je zwei Druckgasbehälter mit ihren getrennten Zuleitungen in die eine oder die andere Hälfte eines festen, durch eine Membran geteilten Gehäuses münden, und die Membran sowohl das Ventil zum Umschalten des Gaszuflusses in die Verbrauchsleitung steuert als auch zwei weitere Ventile, welche vorübergehend die eine oder die andere Hälfte des Gehäuses mit der Außenluft verbinden. Bei dieser bekannten Vorrichtung besteht das in die Verbrauchsleitung eingeschaltete Umschaltventil aus einer Ventilscheibe, die durch eine Feder gegen ihren Sitz gepreßt ist, wobei in die Ventilscheibe ein Umgangskanal eingelassen ist. In den Ventilsitz münden drei Bohrungen, von denen die eine in der einen Gehäusekammer endet, während die andere über eine Umgehungsleitung mit der anderen Gehäusekammer verbunden ist und wobei schließlich die dritte Bohrung zur Verbrauchsleitung führt. Die Ventilscheibe ist mit einer nierenfö#rmigen Aussparung versehen und schleift gasdicht auf ihrem Sitz. Je nach der Stellung der Membran wird einmal das eine Membrangehäuse mit der Verbrauchsleitung in Verbindung gebracht, während in der anderen Stellung der Membran die andere Membrankammer durch die Umgehungsleitung mit der Verbrauchsleitung in Verbindung gebracht wird. Diese bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, daß die Umschaltung des Ventils nicht schlagartig erfolgt und daß im übrigen die Ventilkonstruktion nicht einwandfrei gasdicht ist. Außerdem ist die Ventilkonstruktion einem hohen Verschleiß unterworfen. Schließlich weist die bekannte Vorrichtung insgesamt vier Ventile auf.It is already a switching two or emptying of several independent container in a common consumption line known wherein two pressurized gas containers open with their separate feed lines in one or the other half of a solid, divided by a membrane housing, and the membrane both the valve to switch the gas flow into the consumption line controls as well as two other valves, which temporarily connect one or the other half of the housing with the outside air. In this known device, the switching valve connected to the consumption line consists of a valve disk which is pressed against its seat by a spring, a bypass channel being let into the valve disk. Three bores open into the valve seat, one of which ends in one housing chamber, while the other is connected to the other housing chamber via a bypass line and the third bore finally leads to the consumption line. The valve disc is provided with a kidney-shaped recess and slides gas-tight on its seat Consumption line is associated. This known device has the disadvantage that the switching of the valve does not take place suddenly and that, moreover, the valve construction is not perfectly gas-tight. In addition, the valve construction is subject to high wear. Finally, the known device has a total of four valves.

Es ist weiterhin eine Umschaltvorrichtung zur Entleerung zweier voneinander unabhängiger Behälter bekannt, bei der die Zuführungsleitungen von den Behältern beidseitig in das Gehäuse der Urnschaltvorrichtung münden. Innerhalb dieser ist eine Doppelmembran angeordnet, die den Raum der Umschaltvorrichtung in drei Abteilungen unterteilt. Die beiden außenliegenden Abteilungen stehen mit den beiden Gasbehältern, die mittlere Abteilung mit der Verbraucherleitung in Verbindung. Die Doppelmembranen sind an einem längsdurchbohrten hin- und herbewegbaren Ventilstück befestigt, das auf beiden Seiten mit Ventilflächen versehen ist. Diese gleiten in entsprechenden Aussparungen der Gehäusekappen, die durch Rohrstutzen abgeschlossen sind. Die innenliegenden Stimflächen der Rohrstutzen bilden Ventilsitze. Die durchbohrte, die Ventile tragende Stange wird durch eine Kippschaltersteuerung entweder in der einen oder in der anderen Endlage gehalten, wobei dann jeweils eine der Ventilflächen sich gegen den Ventilsitz des Rohrstutzens legt und damit das so gebildete Ventil schließt. Die durchbohrte Ventilstange ist im Bereich zwischen den Membranen mit einer Austrittsbohrung versehen. Wenn der Druck in der einen Zuführungsleitung den Druck in der anderen Zuführungsleitung überwiegt, wird die Ventilstange in der Richtung auf deren zugehörigen Druckraum verschoben. Die bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß zwei Steuermembranen erforderlich sind.It is also a switching device for emptying two of each other independent container known in which the supply lines from the containers Open into the housing of the switching device on both sides. Inside this is a double membrane is arranged, dividing the space of the switching device into three compartments divided. The two outer departments stand with the two gas tanks, the middle department in connection with the consumer management. The double membranes are movable to and fro on a longitudinally pierced Valve piece attached, which is provided with valve surfaces on both sides. These slide in corresponding recesses in the housing caps, which are closed by pipe sockets are. The inner end faces of the pipe socket form valve seats. The pierced the valve-bearing rod is controlled by a toggle switch in either the one or held in the other end position, then one of the valve surfaces lies against the valve seat of the pipe socket and thus the valve formed in this way closes. The pierced valve rod is in the area between the membranes provided with an outlet hole. When the pressure in one of the supply lines decreases Pressure in the other supply line predominates, the valve rod is in the direction moved to their associated pressure chamber. The known arrangement has the disadvantage that two control diaphragms are required.

Die Erfindung erstrebt, diesen Nachteil der bekannten Vorrichtung zu vermeiden. Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Umschaltvorrichtung zur Steuerung der Druckgaszufuhr aus zwei parallel geschalteten Druckgasvorratsbehältern mit einem druckempfindlichen Bauteil, der vom Druck der Druckgasvorratsbehälter belastet ist und in der einen Stellung die Zuführungsleitung von dem einen Druckgasvorratsbehälter offenhält, während er die Zuführungsleitung des anderen Druckgasvorratsbehälters sperrt, und umgekehrt, wobei in die Zuführungsleitungen bewegungsschlüssig miteinander verbundene Absperrventile eingeschaltet sind, von denen durch eine Art Kippschalter jeweils eines geöffnet und das andere geschlossen gehalten ist. Die Erfindung besteht darin, daß die Ab- sperrventile über eine Schleppverbindung mit dem druckempfindlichen Bauteil verbunden sind, der in an sich bekannter Weise auf der einen Seite vom Druck des einen Druckgasvorratsbehälters und auf der aüderen Seite vom Druck des anderen Druckgasvorratsbehälters belastet ist. Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil einer im Aufbau sehr einfachen und stets einwandfrei arbeitenden Umschaltvorrichtung.The invention seeks to avoid this disadvantage of the known device. The invention relates to an automatic switching device for controlling the compressed gas supply from two compressed gas storage containers connected in parallel with a pressure-sensitive component which is loaded by the pressure of the compressed gas storage container and in one position keeps the supply line from one compressed gas supply container open while it blocks the supply line of the other compressed gas supply container, and vice versa, with shut-off valves connected to one another in a motion-locked manner being switched on in the supply lines, of which one is opened and the other is kept closed by a type of toggle switch. The invention consists in that the shut-off valves are connected via a drag connection to the pressure-sensitive component, which is loaded in a manner known per se on the one hand by the pressure of one compressed gas reservoir and on the other side by the pressure of the other compressed gas reservoir. The invention has the advantage of a switchover device which is very simple in structure and always works properly.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung können die beiden Schließbolzen der Absperrventile auf einer Stange derart angeordnet sein, daß sich zwischen ihnen die Ventilsitze befinden, wobei der Ab- leitungskanal zwischen den Ventilsitzen mit dem Anschluß verbunden ist.According to a further embodiment of the invention, the two locking bolts of the shut-off valves can be arranged on a rod in such a way that the valve seats are located between them, the drainage channel between the valve seats being connected to the connector.

Dabei kann weiterhin der druckempfindliche Bauteil aus einem Membrankolben bestehen, der mittels einer Membran in dem Gehäuse gelagert ist. Weiterhin ist es zweckmäßig, die den Druckminderventilen nachgeschalteten Absperrventile mit einem Mikroschalter zu verbinden, der Signallampen zur Anzeige der Stellung der Ventile ein- bzw. ausschaltet. Damit wird deutlich angezeigt, in welcher Stellung sich die Umschaltvorrichtung befindet, d. h. welche Batterie entleert wird und welche Batterie gefüllt werden muß.The pressure-sensitive component can also consist of a membrane piston which is mounted in the housing by means of a membrane. It is also useful to connect the shut-off valves downstream of the pressure reducing valves to a microswitch that switches the signal lamps on and off to indicate the position of the valves. This clearly indicates the position in which the switching device is located, i.e. H. which battery is drained and which battery needs to be filled.

In der Zeichnung ist eine Vorrichtung gemäß der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt Abb. 1 das Schnittschema der Batterie und Abb. 2 eine Umschaltvorrichtung im Schnitt.In the drawing, a device according to the invention is shown schematically, namely Fig. 1 shows the sectional diagram of the battery and Fig. 2 shows a switching device in section.

Die linke Batteriehälfte 1 und die rechte Batteriehälfte 2 sind über die Druckniinderventile 3 bzw. 4 mit dem selbsttätigen pneumatischen Umschalter 5 verbunden. Der Umschalter 5 steht entweder unmittelbar oder über einen weiteren Druckminderer 6 mit der Entnahmeleitung 7 in Verbindung. In der Entnahmeleitung7 wird ein konstanter Gasdruck gehalten. Die Druckschalter 8 und 9 stehen über eine elektrische Spannungsquelle mit den Signallampen 10 und 11 in Verbindung. Diese sind so eingerichtet, daß bei einem unteren Druck in der Batterie die Signallampen 10 bzw. 11 z. B. rot aufleuchten. An Stelle des optischen oder auch zusätzlich dazu kann ein akustischer Signalgeber angeschaltet sein.The left battery half 1 and the right battery half 2 are connected to the automatic pneumatic switch 5 via the pressure reducing valves 3 and 4, respectively. The changeover switch 5 is connected to the extraction line 7 either directly or via a further pressure reducer 6 . A constant gas pressure is maintained in the extraction line 7. The pressure switches 8 and 9 are connected to the signal lamps 10 and 11 via an electrical voltage source. These are set up so that at a lower pressure in the battery, the signal lamps 10 and 11 z. B. light up red. Instead of the optical signal or in addition to it, an acoustic signal generator can be switched on.

An den Unischalter 5 (vgl. Abb. 2) ist bei 12 der Ausgangsdruck des Druckminderers 3 und bei 13 der Ausgangsdruck des Druckminderers4 angeschlossen. 14 ist der direkt oder über den Druckminderer 6 in die Leitung 7 führende Anschluß. Die Leitung 12 führt in die Ventilkammer 15, die durch den Ventilsitz 16 und den Schließbolzen 17 von dem Ableitungskanal 18 absperrbar ist. Die Leitung 13 führt in die Ventilkammer 19, die durch den Ventilsitz 20 und den Schließbolzen 21 abgesperrt werden kann. Die Schließbolzen 17 und 21 sind durch die Stange 22 verbunden derart, daß das eine Ventil offen ist, wenn das andere geschlossen ist. über die Druckstücke 23 und 23 a sowie die Druckfedern24 und 24a wird das Schließbolzenpaar ständig in Richtung der einen oder anderen Endlage gedrückt. Eine Zwischenstellung, in der beide Ventile offen sind, ist nur während einer außerordentlich kurzen Zeitspanne, nämlich im Schaltmoment, möglich. The output pressure of the pressure reducer 3 is connected to the uniswitch 5 (see Fig. 2) at 12 and the output pressure of the pressure reducer 4 at 13. 14 is the connection leading directly or via the pressure reducer 6 into the line 7. The line 12 leads into the valve chamber 15, which can be shut off from the discharge channel 18 by the valve seat 16 and the locking bolt 17. The line 13 leads into the valve chamber 19, which can be shut off by the valve seat 20 and the locking bolt 21. The locking bolts 17 and 21 are connected by the rod 22 such that one valve is open when the other is closed. Via the pressure pieces 23 and 23 a and the compression springs 24 and 24 a, the pair of locking bolts is constantly pressed in the direction of one or the other end position. An intermediate position in which both valves are open is only possible for an extremely short period of time, namely at the moment of switching.

Das Schheßbolzenpaar 17, 21 ist über die Stange 25 und die Schleppverbindung 30, 31 mit dem Meinbrankolben 26 verbunden, der mit Hilfe der Membran 27 zwischen den Gehäusehälften28, 29 beweg glich eingespannt ist. Die Schleppverbindung wird aus dem Anschlag 31, der Stange 25 und dem Anschlag 30 des Meinbrankolbens 26 gebildet. Der Membrankolben 26 ist durch die Druckstücke 32 und 32 a sowie die Federn 33 und 33 a in den Endlagen gehalten. Eine Verbindungsleitung 34 zwischen der Ventilkammer 15 und dem Raum 35 hält in diesen beiden Räumen den gleichen Druck aufrecht. Der Stößel 36 am Schließbolzen 17 wirkt auf den Mikroschalter 37 ein, von dem die beiden Signallampen 38 und 39 geschaltet werden. Die Lampen zeigen an, aus welcher Batterieseite jeweils das Gas entnommen wird.The pair of shooting bolts 17, 21 is connected via the rod 25 and the towing connection 30, 31 to the Meinbran piston 26 , which is clamped movably between the housing halves 28, 29 with the aid of the membrane 27 . The towing connection is formed from the stop 31, the rod 25 and the stop 30 of the piston 26 . The diaphragm piston 26 is held in the end positions by the pressure pieces 32 and 32 a and the springs 33 and 33 a. A connecting line 34 between the valve chamber 15 and the space 35 maintains the same pressure in these two spaces. The plunger 36 on the locking bolt 17 acts on the microswitch 37 , by which the two signal lamps 38 and 39 are switched. The lamps indicate from which battery side in each case, the gas is removed.

Die Arbeitsweise ist folgende: Bei der dargestellten Stellung der Ventile fließt nur aus der linken Batteriehälfte das Gas zu dem Anschluß 14. Ist nun die linke Batterie so weit verbraucht, daß der Druck in der Ventilkammer 15 und damit auch im Raum 35 geringer wurde als in der Ventilkammer 19, so überwiegt die nach rechts gerichtete Kraft auf den Membrankolben 26 die Stellkraft der Federn 33 und 33 a und drückt die Membran nach rechts. Die Anschläge 30 und 31 ziehen das Schließbolzenpaar 17, 21 ebenfalls nach rechts. Damit ist dann die rechte und noch volle Batteriehälfte auf die Versorgungsleitung geschaltet. Der Schalter 37 hat dabei die Lampe 38 aus-, die Lampe 39 dagegen eingeschaltet. Durch den Abfall des Druckes in der linken Batteriehälfte hat der Schalter 8 (Abb. 1) die Lampe 10 eingeschaltet, deren rotes Licht an das Wiederauffüllen der leeren Batteriehälfte erinnert. Die Lampe erlischt erst wieder, wenn die Batteriehälfte wieder aufgeladen worden ist. Wenn die rechte Batteriehälfte bis auf den zulässigen unteren Druck verbraucht ist, schaltet die Einrichtung selbsttätig in entgegengesetzter Richtung um, so daß nunmehr wiederum die inzwischen aufgefüllte linke Batteriehälfte mit dem Anschluß 14 verbunden ist.The mode of operation is as follows: In the illustrated position of the valves, the gas only flows from the left half of the battery to the connection 14. If the left battery is now used up so far that the pressure in the valve chamber 15 and thus also in space 35 is lower than in the valve chamber 19, then the rightward force on the diaphragm piston 26 outweighs the actuating force of the springs 33 and 33 a and pushes the diaphragm to the right. The stops 30 and 31 also pull the pair of locking bolts 17, 21 to the right. The right and still full battery half is then connected to the supply line. The switch 37 has the lamp 38 off, while the lamp 39 is on. As a result of the drop in pressure in the left half of the battery, the switch 8 (Fig. 1) has switched on the lamp 10 , the red light of which reminds you to refill the empty half of the battery. The lamp only goes out when the battery half has been recharged. When the right half of the battery is used up to the permissible lower pressure, the device automatically switches over in the opposite direction, so that the left half of the battery, which has now been filled, is again connected to the terminal 14.

Die Batteriehälften sind so bemessen, daß sie mit Sicherheit die Gasversorgung innerhalb der Zeiträume, in denen sie aufgefüllt werden, übernehmen können, CD d. h., die Auffüllung der Batterie geht schneller vor sich als das Entleeren.The battery halves are dimensioned so that they can safely take over the gas supply within the time periods in which they are filled, CD i. That is, the battery is recharged faster than it is drained.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß irgendwelche Schaltvorgänge von Hand nicht erforderlich sind.The invention has the advantage that any switching operations of Hand are not required.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Automatic switching device for controlling the compressed gas supply from two compressed gas storage containers connected in parallel with a pressure-sensitive one. Component which is loaded by the pressure of the pressurized gas storage container and in one position holds the supply line of one pressurized gas supply container open while it blocks the supply line of the other pressurized gas supply container, and vice versa, with shut-off valves connected to one another in a motion-locked manner in the supply lines, one of which is through a type of toggle switch, one open and the other kept closed, characterized in that the shut-off valves (16, 17; 20, 21) are connected to the pressure-sensitive component (26) via a drag connection (30, 31) , which in itself is known to be loaded on the one hand by the pressure of a compressed gas reservoir and on the other hand by the pressure of the other compressed gas reservoir, rs.

2. Device according to claim 1, characterized in that the two locking bolts (17, 21) of the shut-off valves are arranged on a rod (22) in such a way that the valve seats (16, 20) are located between them, the discharge channel (18) is connected between the valve seats with the connection (14). 3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the pressure-sensitive component consists of a membrane piston (26 ) which is mounted in the housing (28, 29) by means of a membrane (27). 4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that the shut-off valves (16, 17; 20, 21) connected downstream of the pressure trigger valves (3, 4) are connected to a microswitch (37) , the signal lamps (38, 39) for display the position of the valves switches on or off. 5. Apparatus according to claim 1 to 4, characterized in that the changeover switch (5) is connected to the extraction line (7) via a pressure reducer (6) . Documents considered: German Patent Specifications No. 72 439, 275 007 USA.-Patent No. 2,318,261.