(57)【要約】      （修正有）【課題】供給側で圧力変動が生じても、所定の圧力に達するとガス状媒質のそれ以上の供給を阻止するシャットオフバルブを提供する。【解決手段】軸方向連続内腔１２．２を有するピストン１２と、出口開口１３．１を有する第１の端具１３と、入口開口１４．３を有する第２の端具１４とを備え、ピストン１２の第１の端面１２．５と第２の端具１４の第１の端面１４．７とが接触時に密封シートを形成し、流れ案内装置Ｓの孔１４．４が入口開口１４．３に流体接続され、チャンバＫがピストン１２と第２の端具１４との間に構成され、ガス状媒質が入口開口１４．３から第２の端具１４の少なくとも１つの半径方向外向きに配置された孔１４．４を経由してチャンバに流入することができ、チャンバＫ内のガス状媒質が外側から内側へ第２の端具１４の第１の端面１４．７の方向に導かれ、ガス状媒質の偏向がピストン１２の軸方向連続内腔の方向に行われる。【選択図】図１
2015178903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンクにガス状媒質を充填するためのシャットオフバルブ（１）であって、バルブハウジング（１１）と、軸方向に変位させることができるように前記バルブハウジング（１１）内に配置されたピストン（１２）であって、
軸方向連続内腔（１２．２）を有するピストン（１２）と、前記バルブハウジング（１１）の第１の端具（１３）であって、前記ピストン（１２）の前記軸方向連続内腔（１２．２）に流体接続されている出口開口（１３．１）を有する第１の端具（１３）と、
前記バルブハウジング（１１）の第２の端具（１４）であって、前記ピストン（１２）の前記軸方向連続内腔（１２．２）に流体接続されている入口開口（１４．３）を有する第２の端具（１４）とを備え、
前記ピストン（１２）の第１の端面（１２．５）と、前記バルブハウジング（１１）の前記第２の端具（１４）の第１の端面（１４．７）とが、接触時に密封シートを形成するシャットオフバルブ（１）において、
流れ案内装置（Ｓ）が、前記第２の端具（１４）の前記入口開口（１４．３）の下流に形成され、前記流れ案内装置（Ｓ）が、前記第２の端具（１４）の少なくとも１つの孔（１４．４）と、チャンバ（Ｋ）とを有し、
前記孔（１４．４）が、半径方向に外側まで通じ、また前記第２の端具（１４）の前記入口開口（１４．３）に流体接続され、前記チャンバ（Ｋ）が、前記ピストン（１２）と前記第２の端具（１４）との間に構成され、
その結果、前記ガス状媒質が、前記入口開口（１４．３）から前記第２の端具（１４）の前記少なくとも１つの半径方向外向きに配置された孔（１４．４）を経由して前記チャンバに流入することができ、前記チャンバ（Ｋ）内の前記ガス状媒質が、外側から内側へ、前記第２の端具（１４）の前記第１の端面（１４．７）の方向に導かれ、前記ガス状媒質の偏向が、前記ピストン（１２）の前記軸方向連続内腔の方向に行われることを特徴とするシャットオフバルブ（１）。
【請求項２】
突起（１４．５）が、前記第２の端具（１４）の第１の端面（１４．７）に構成されることを特徴とする、請求項１に記載のシャットオフバルブ（１）。
【請求項３】
前記第１の端具（１３）および／または前記第２の端具（１４）が、別々の構成要素であり、前記第１の端具（１３）および／または前記第２の端具（１４）が、前記バルブハウジング（１１）に固定されることを特徴とする、請求項１に記載のシャットオフバルブ（１）。
【請求項４】
前記第１の端具（１３）が、前記第２の端具（１４）に対向するように配置されることを特徴とする、請求項１に記載のシャットオフバルブ（１）。
【請求項５】
前記突起（１４．５）が、前記ピストン（１２）の前記軸方向連続内腔（１２．２）の中心軸と実質的に同軸になるように構成されることを特徴とする、請求項１に記載のシャットオフバルブ（１）。
【請求項６】
前記第２の端具（１４）の前記突起（１４．５）が尖頭を形成し、当該尖頭が、前記ピストン（１２）の前記軸方向連続内腔（１２．２）より小さな直径を有することを特徴とする、請求項１に記載のシャットオフバルブ（１）。
【請求項７】
前記第２の端具（１４）の前記第１の端面（１４．７）が、円周陥凹形態（１４．６）を有することを特徴とする、請求項１に記載のシャットオフバルブ（１）。
【請求項８】
前記円周陥凹形態（１４．６）が、前記尖頭と共に、流れ移行部を形成することを特徴とする、請求項１に記載のシャットオフバルブ（１）。
【請求項９】
前記第２の端具（１４）の前記半径方向外向きに通じる孔（１４．４）が合わさって、少なくとも前記第２の端具（１４）の前記入口開口（１４．３）の断面積に対応する断面積を有することを特徴とする、請求項１に記載のシャットオフバルブ（１）。
【請求項１０】
前記バルブハウジング（１１）が、円周陥凹形態（１１．１）を有する第１の端面（１１．４）を有し、その結果、前記ガス状媒質が、外側から内側に向かって、前記第２の端具（１４）の前記突起（１４．５）の方向に偏向されることを特徴とする、請求項１に記載のシャットオフバルブ（１）。
【請求項１１】
前記第２の端具（１４）の前記少なくとも１つの半径方向外向きに通じる孔（１４．４）が、前記第２の端具（１４）の前記入口開口（１４．３）の中心軸に対して接線方向に、偏位して配置され、その結果、前記少なくとも１つの半径方向外向きに通じる孔（１４．４）が、充填中の前記ガス状媒質に回転運動をもたらすことを特徴とする、請求項１に記載のシャットオフバルブ（１）。
【請求項１２】
弾性要素（１８）が、前記ピストン（１２）の第２の側面（１２．６）と前記バルブハウジング（１１）の第２の側面（１１．５）との間に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のシャットオフバルブ（１）。
【請求項１３】
前記弾性要素（１８）が少なくとも１つの円板ばねであることを特徴とする、請求項１２に記載のシャットオフバルブ（１）。
【請求項１４】
前記弾性要素（１８）が、前記ピストン（１２）を前記第１の端具（１３）に軸方向に予め圧縮応力を加えることを特徴とする、請求項１２に記載のシャットオフバルブ。
【請求項１５】
少なくとも１つの第３のシール要素（１７）が、前記ピストン（１２）の第２の摺動面（１２．３）と前記バルブハウジング（１１）との間に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のシャットオフバルブ（１）。
【請求項１６】
少なくとも１つの第１のシール要素（１５）が、前記ピストン（１２）の第１の摺動面（１２．１）と前記第１の端具（１３）との間に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のシャットオフバルブ（１）。
【請求項１７】
少なくとも１つの第２のシール要素（１６）が、前記第２の端具（１４）と前記バルブハウジング（１１）との間に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のシャットオフバルブ（１）。
【請求項１８】
前記第１の端具（１３）の前記出口開口（１３．１）の中心軸が、前記ピストン（１２）の前記軸方向連続内腔（１２．２）の中心軸と同軸であることを特徴とする、請求項１に記載のシャットオフバルブ（１）。
【請求項１９】
前記第１の端具（１３）および／または前記第２の端具（１４）が、ネジによって前記バルブハウジング（１１）に連結されることを特徴とする、請求項１に記載のシャットオフバルブ（１）。
【請求項２０】
前記ピストン（１２）の前記軸方向連続内腔（１２．２）が、前記第１の端具（１３）の前記出口開口（１３．１）より小さい直径を有することを特徴とする、請求項１に記載のシャットオフバルブ（１）。
【請求項２１】
前記ピストン（１２）の前記軸方向連続内腔（１２．２）の直径と、前記第１の端具（１３）の前記出口開口（１３．１）の直径とによって、前記ピストン（１２）の前記第１の端面（１２．５）に形成される環状面（１３．３）が、前記弾性要素（１８）のばね力に応じて設計され、それによって、前記第１の端具（１３）の前記出口開口（１３．１）での圧力が、前記タンクのシャットオフ圧力の９０〜９５％の圧力に達したとき、前記ピストン（１２）が、前記第１の端具（１３）の前記第１の端面（１３．４）から離れ、前記第２の端具（１４）の前記第１の端面（１４．７）の方向に、軸方向に変位させられるようになっていることを特徴とする、請求項１に記載のシャットオフバルブ（１）。
【請求項２２】
前記ピストン（１２）の前記第１の端面（１２．５）が封止縁部を形成することを特徴とする、請求項１に記載のシャットオフバルブ（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンクにガス状媒質を充填するためのシャットオフバルブに関する。そのシャットオフバルブは、バルブハウジングと、軸方向に変位することができるように、バルブハウジング内に配置されたピストンであって、軸方向に連続する内腔を有するピストンと、バルブハウジングの第１の端具であって、ピストンの軸方向連続内腔に流体接続されている出口開口を有する第１の端具と、バルブハウジングの第２の端具であって、ピストンの軸方向連続内腔に流体接続されている入口開口を有する第２の端具とを備え、ピストンの第１の端面とバルブハウジングの第２の端具の第１の端面とが、接触すると密封シートを形成する。
【背景技術】
【０００２】
タンクにガス状媒質を充填する際、所定の充填度に達すると、充填を終了することになる。
【０００３】
たとえば自動車などでの、赤外線インターフェースを介して通信する充填システムでは、赤外線インターフェースの汚れ、傷や、間隔が不適切な場合に、充填が不可能になるという問題がある。
【０００４】
したがって、タンクが満杯になったとき、充填動作を自動的に終了する解決策が求められる。１つの可能性は、信号に基づいて開閉する電磁的に作動するバルブである。しかし、この場合には、スパークを生じる結果として、爆発性のガス状媒質に点火することがあるという危険性がある。したがって、完全に機械的構成であり、所定の充填度に達したら充填動作を終了するバルブを使用する解決策が求められる。
【０００５】
機械的に作動するバルブは、所定の圧力に達するとバルブが自動的に閉じ、それによってそれ以上の充填が阻止されるように構成されている。
【０００６】
欧州特許第０８３７２８０号は、バルブ錐、バルブ錐案内、バルブ座、およびばねを備え、入口開口から出口開口への下流方向の流体の流れを許容し、出口開口から入口開口への上流方向の流体の流れを制止するように設計されている、一方向バルブを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】欧州特許第０８３７２８０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、タンクを充填することができるシャットオフバルブを改良することであり、そのシャットオフバルブは、完全に機械的に作動し、供給側で圧力が上昇し、圧力が低下し、または圧力変動が生じても、それに関係なく、所定の圧力に達するとガス状媒質のそれ以上の供給を阻止する。
【０００９】
さらに別の目的は、特に、タンクのより迅速な充填および最適な充填度を達成するために、シャットオフバルブの入口開口から出口開口の方向での、ガス状媒質の流れの様相を改良することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的は、請求項１の諸特徴によって達成される。本発明の展開が従属請求項の主題である。
【００１１】
この目的は、タンクにガス状媒質を充填するためのシャットオフバルブであって、バルブハウジングと、軸方向に変位させることができるように、バルブハウジング内に配置されたピストンであって、軸方向連続内腔を有するピストンと、バルブハウジングの第１の端具であって、ピストンの軸方向連続内腔に流体接続されている出口開口を有する第１の端具と、バルブハウジングの第２の端具であって、ピストンの軸方向連続内腔に流体接続されている入口開口を有する第２の端具とを備えるシャットオフバルブにおいて、ピストンの第１の端面とバルブハウジングの第２の端具の第１の端面とが、接触時に密封シートを形成し、流れ案内装置が、第２の端具の入口開口の下流に形成され、流れ案内装置が、第２の端具の少なくとも１つの孔とチャンバとを有し、孔が半径方向に外側まで通じ、第２の端具の入口開口に流体接続され、チャンバが、ピストンと第２の端具との間に構成され、その結果、ガス状媒質が、入口開口から第２の端具の少なくとも１つの半径方向外向きに配置された孔を経由して、チャンバに流入することができ、チャンバ内のガス状媒質が、外側から内側へ、第２の端具の第１の端面の方向に導かれ、ガス状媒質の偏向が、ピストンの軸方向連続内腔の方向に行われる、シャットオフバルブによって達成される。
【００１２】
本発明の一実施形態では、バルブハウジングが実質的に中空円筒でよく、いずれの場合にも、バルブハウジングの両端に１つの雌ネジが設置されている。ピストンが、軸方向に変位することができるようにバルブハウジング内に配置されている。ピストンは、一方の側で第２の端具の入口開口に流体接続され、他方の側で第１の端具の出口開口に流体接続されている軸方向連続内腔を有する。第２の端具の第１の端面に接触するとピストンの第１の端面は密封シートを形成し、その密封シートは、設定されたシャットオフ圧力に従って封止を行い、その後の第２の端具の入口側での圧力増加、圧力減少、またはあらゆる圧力変動、たとえば充填システムによって生じる圧力変動などを無視する（閉じたままになる）。シャットオフバルブの開放は、第１の端具の出口側での圧力を減少させ、またはタンクもしくはタンクシステムからの媒質の排出を行わないと不可能であり、その排出は通常の運用で生じる。ここで、ピストンの端面および第２の端具の端面は、密封シートの構成に用いられるいかなる端面構造形態でもよいことをさらに理解されたい。たとえば、より詳細に後に説明されるように、第２の端具の第１の端面は、ある曲線、とりわけ凹型曲線を有し得る。ピストンは、非加圧状態では第２の端具の第１の端面から離隔している。
【００１３】
本発明によれば、流れ案内装置が入口開口の下流に構成される。流れ案内装置は、ガス状媒質の流れを、目標に向けて偏向することによって、入口開口から出口開口の方向のガス状媒質の流れを改良するように働き、実質的に、第２の端具の孔とチャンバとを備え、その孔は、半径方向に外側まで通じ、第２の端具の入口開口に流体接続され、そのチャンバによって、ガス状媒質が、外側から内側へ第２の端具の第１の端面の方向に導かれ、ガス状媒質の偏向がピストンの軸方向連続内腔の方向に行われる。チャンバは、実質的に、ピストンと第２の端具との間に構成され、バルブハウジングの内壁によって画定される。
【００１４】
本発明による解決策は、充填中、タンク内の圧力が増加するにつれて、ピストンと第２の端具との間隙がどんどん小さくなり、その結果、流れチャネルが狭まるので、とりわけ好適である。本発明による実施形態は、流れチャネルが、バルブが閉じるまで、ガス状媒質の最適な貫通流を可能にするので、充填度の向上を達成する。
【００１５】
本シャットオフバルブは、特に、水素、メタン、天然ガス、または水素と天然ガスの混合体などの媒質に好適である。液化石油ガス（ＬＰＧ）などの液体媒質についての使用もまた、本シャットオフバルブの修正の結果として好適になる。
【００１６】
その結果は、設定されているばね力による所定の圧力を超えると、通路開口を封止して閉じ、その後の供給開口での圧力増加や、真空までの圧力減少の場合でも開かず、したがってずっと閉じたままになる、純粋に機械的なシャットオフバルブである。媒質の排出は、蓄圧器システムの１つまたは複数の様々な個所で行われる。本発明の展開は、従属請求項、本明細書、および添付図面に明示されている。
【００１７】
好ましい一実施形態によれば、突起が、第２の端具の第１の端面に構成される。突起は、ガス状媒質をピストンの軸方向連続内腔の方向に、著しく素早く偏向させる。
【００１８】
好ましい一実施形態では、第１の端具および／または第２の端具は別々の構成要素である。第１の端具および／または第２の端具はバルブハウジングに固定されている。バルブハウジングへの固定は、たとえば接着、鑞付け、溶接、圧締、ネジどめなど、従来技術で既知である適切な方法によって行うことができる。
【００１９】
本発明の一実施形態によれば、第１の端具が、第２の端具に対向するように配置されている。この配置の結果、バルブハウジングを著しく小型かつ簡単な構成にすることができる。
【００２０】
さらに別の実施形態では、第２の端具の突起は、ピストンの軸方向連続内腔の中心軸と実質的に同軸になるように構成されている。これによって、特にシャットオフバルブの個々の構成要素が、回転可能な部品として構成されている場合に、ガス状媒質の流れが、確実に、最適に行われるようになる。この方式では、シャットオフバルブの閉止状態で、第２の端具の突起が、ピストンの軸方向連続内腔の中に突き出すので、その突起が、ピストンと接触する可能性もまた回避される。
【００２１】
第２の端具の突起は、尖頭として構成されることが好ましい。この場合、尖頭は、好ましくは、円錐または円錐台の形状を有し、第２の端具の突起の最大直径または少なくとも平均直径が、ピストンの軸方向連続内腔の直径より小さな構成になっている。これによりガス状媒質が、確実に、低い流れ抵抗で、ピストンの軸方向連続内腔に流入することができる。
【００２２】
本発明の一実施形態によれば、第２の端具の第１の側面は、円周状ほぼ凹型の形態を有する。
【００２３】
さらに別の独特な実施形態では、円周状ほぼ凹型の形態が、尖頭と共に流れ移行部を形成する。
【００２４】
この幾何学的な改良の結果、ガス状媒質が、著しく素早くかつ効率的にピストンの軸方向連続内腔に導き入れられる。
【００２５】
本発明のさらに別の改良によれば、第２の端具の半径方向外向きに通じる孔が合わさって、少なくとも第２の端具の入口開口の断面積に対応する断面積を有する。これにより、ガス状媒質の流れの絞りや背圧が、過度に小さい断面積のために生じる恐れが確実になくなる。
【００２６】
さらに別の本発明の実施形態では、バルブハウジングが空洞内に第１の端面を有し、その第１の端面が円周状ほぼ凹型の形態を有し、その円周陥凹形態が、バルブハウジングの内壁と空洞との間に延在する。その結果、ガス状媒質が、第２の端具の突起の方向により素早く偏向される。
【００２７】
独特な一実施形態では、第２の端具の半径方向外向きに通じる孔が、第２の端具の入口開口の中心軸に対して接線方向に、偏位して配置されている。接線方向の偏位によって、流出するガス状媒質に回転が付加されるように図られており、その結果、流れをさらに助長することができる。これは、圧力が上昇するにつれて、ピストンと第２の端具との間隙がどんどん小さくなり、その結果流れチャネルが狭まるので、とりわけ好適である。
【００２８】
本発明によれば、弾性要素が、ピストンの第２の端面とバルブハウジングの第２の端面との間に配置されている。ピストンの第２の端面は、好ましくは、ピストンのカラーの端面として構成されている。カラーは、ピストンの第１の摺動面とピストンの第２の摺動面との間に配置されている。ピストンまたはピストンのカラーの第２の端面は、ピストンの第２の摺動面に面している。バルブハウジングの第２の端面は、バルブハウジングの第１の端面とは反対に向き、ピストンの第２の端面に面している。
【００２９】
この場合、少なくとも１つの円板ばねが弾性要素として使用されることが好ましい。円板ばねは、比較的小さい設置スペースで、比較的高い力を発揮することができるという利点をもたらす。
【００３０】
本発明の一改良では、弾性要素は、非加圧状態では、ピストンを第１の端具の端面に軸方向に予め圧縮応力を加えるように構成されている。弾性要素は、好ましくは、ピストンを第１の端具の第１の端壁に圧縮応力を加えるために、ばね力を加える円板ばねアセンブリである。これにより、確実に、ピストンの第１の端面と第２の端具の第１の端面との間の間隙またはチャンバ、したがって流れチャネルが、可能な限り大きくなり、ガス状媒質が、充填が終了するまで、阻害されずにタンクに流入することができる。結果として、バルブハウジング内の振動も防止される。
【００３１】
さらに別の本発明の実施形態では、少なくとも１つの第３のシール要素が、ピストンの第２の摺動面とバルブハウジングとの間に配置されている。この場合、少なくとも１つの第３のシール要素は、好ましくは、バルブハウジングの第１の端面と第２の端面との間の領域に配置されている。ここで、少なくとも１つの第３のシール要素は、充填中に第２の端具の入口開口で生じする高い圧力に耐えるように設計されている。さらに、少なくとも１つの第３のシール要素は、ピストンがその少なくとも１つのシール要素上で軸方向に摺動することができるように構成されている。同時に、少なくとも１つの第３のシール要素は、ピストンのはめ込み体として働く。この場合、少なくとも１つの第３のシール要素は、バルブハウジングの溝内に配置される。ここで、溝は、バルブハウジングの第１の端面と第２の端面との間の領域に配置されている。
【００３２】
さらに別の本発明の実施形態によれば、少なくとも１つの第１のシール要素が、ピストンの第１の摺動面と第１の端具との間に配置されている。この場合、少なくとも１つの第１のシール要素は、第１の端具の端面とピストンのカラーとの間の領域に配置されている。少なくとも１つの第１のシール要素は、同様に、ピストンが、第１に軸方向に摺動することができ、第２に少なくともその１つのシール要素によってはめ込まれるように構成されている。タンクが満杯の場合、充填中の第２の端具の入口開口におけると同様に高い圧力が、第１の端具の出口開口で生じるので、少なくとも１つの第１のシール要素は、同様に、高圧に耐えることができるように構成する必要がある。この場合、少なくとも１つの第１のシール要素は、第１の端具の溝内に配置される。
【００３３】
さらに別の本発明の実施形態では、少なくとも１つの第２のシール要素が、第２の端具とバルブハウジングとの間に配置されている。この場合、少なくとも１つの第２のシール要素は、バルブハウジングの雌ネジの領域の第３の端面上で、第２の端具の第２の端面に当接して半径方向に封止する。この場合、円周溝が第２の端具の第２の端面に構成され、その溝内に少なくとも１つの第２のシール要素が配置される。
【００３４】
さらに別の本発明の実施形態では、第１の端具および第２の端具は、ネジによってバルブハウジングに固定される。この場合、第１の端具および第２の端具は、好ましくは、バルブハウジングの両端で、それぞれ、このために設けられた雌ネジにネジ止めされる。ネジによる連結は、シャットオフバルブが取外し可能に連結されるという利点をもたらす。たとえば、それによって、ばね、シール要素、ピストンなど、シャットオフバルブ内に配置されている構成要素を交換することができる。さらに、第１の端具をバルブハウジングにねじ込む深さによって、ばね要素の予押圧力を所望の力に簡単に事前設定することが可能になり、その所望の力は、充填中に出口開口内で定められ圧力に達したときにのみ、ピストンが第１の端具の端面から離れることができるように図られている。結果として、このシャットオフバルブに接続されたタンクは、前以て設定されたばね力によって定められる圧力までしか充填することができず、また、このシャットオフバルブは、たとえばアクチュエータなどの電気的手段を用いなくても確実に閉じたままに保持することができる。
【００３５】
ガス状媒質を可能な限り迅速にタンクに導き入れることができるようにするために、さらに別の本発明の実施形態では、第１の端具の出口開口の中心軸がピストンの軸方向連続内腔の中心軸と同軸になるように構成されている。
【００３６】
さらに別の本発明の実施形態によれば、ピストンの軸方向連続内腔は、第１の端具の出口開口より小さい直径を有する。
【００３７】
さらに別の本発明の実施形態では、環状面が、ピストンの第３の端面に形成され、ピストンの第３の端面は、第１の端具の第１の端面に面している。ここで、環状面は、ピストンの軸方向連続内腔の直径および第１の端具の出口開口の直径によって画成され、弾性要素のばね力に応じて設計され、その設計は、第１の端具の出口開口での圧力がタンクのシャットオフ圧力の９０〜９５％に達したとき、ピストンが第１の端具の端面から離れ、その結果ピストンの第３の端面の表面積全体が働くようになり、ピストンが、軸方向、第２の端具の第１の端面の方向に急速に変位させられるようになっている。
【００３８】
シャットオフ圧力は、タンクの最大許容作動圧力によって定められる。シャットオフ圧力は、タンクまたはタンクシステムの損傷を防止するために必要である。
【００３９】
ピストンの第３の端面に対するピストンの第１の端面の表面積の差によって、すなわちピストンの第３の端面の表面積がピストンの第１の端面の表面積より大きく、入口開口の圧力がシャットオフ圧力より上がったときでも確実にシャットオフバルブが閉じたままになる。閉止力が、円板ばねアセンブリの力を差し引くが、ピストンの第３の端面上のタンク内の圧力のみによって実質的に決まるので、入口開口での圧力がシャットオフ圧力より下がったときでもシャットオフバルブは閉じたままになる。
【００４０】
本発明によれば、ピストンが第１の端面を有し、その端面が封止縁部を形成することが好ましい。この場合、封止縁部は、少なくともほぼピストンの第１の端面の外径にある縁部である。封止縁部が、完全にピストンの第１の端面の外半径に載っていれば著しく好適であり、その理由は、この場合、シャットオフバルブの閉止状態において、バルブ入口圧力によって生じ、ピストンに作用することのできる力が追加されないからである。これにより、ガス状媒質が、流れ案内装置を形成することにより付加される回転によって、ピストンの封止縁部と第２の端具の端面との間隙が極めて小さくなる場合でさえも十分な流れを確実に達成するようになる。一実施形態では、封止縁部をピストンとは異なる材料から製造することができる。
【００４１】
以下の文では、本発明が、図面を参照して例として説明される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明によるシャットオフバルブの断面図である。
【図２】半径方向外向きに配置された孔を示す断面詳細図である。
【図３】本発明による半径方向外向きに配置された孔を示す断面詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
図１は、本発明によるシャットオフバルブ１の断面図を示す。シャットオフバルブ１は、実質的に、バルブハウジング１１と、軸方向に変位可能なピストン１２と、第１の端具１３と、第２の端具１４とを備える。第１の端具１３および第２の端具１４は、バルブハウジング１１にねじ込まれている。ここで、第１の端具１３は、バルブハウジング１１の雌ネジにネジ止めさせることができる雄ネジを有する。さらに、第１の端具１３は、その第１の端具１３をタンク（図示せず）に、それを介して連結することができる雌ネジを有する。雌ネジは、第１の端具１３の出口開口１３．１へ流体接続されている。さらに、第１の端具は、少なくとも１つの第１のシール要素１５がその中に配置される溝１３．２を有する。ピストン１２が、バルブハウジング１１内に配置され、第１の摺動面１２．１に接する少なくとも１つのシール要素１５によってはめ込まれ、第１の摺動面１２．１は、同時に封止面として構成されている。第２の端具１４も同様に、その第２の端具１４をバルブハウジング１１にそれを介してネジ止めさせることができる雄ネジを有する。充填システムまたは対応する管路（図示せず）に接続されるために、雄ネジが設けられている。少なくとも１つの第２のシール要素１６が、第２の端具１４の第２の端面１４．８において円周溝１４．１内に配置されている。第２の端具１４の第３の端面１４．９に同様に構成されている第２の円周溝１４．２が、さらに別のシール要素（図示せず）を受け入れる働きをする。第２の端具１４は入口開口１４．３を有し、その開口を通って、ガス状媒質が、タンクシステムから充填中のタンクの方向に流れることができる。このとき、流入ガスは、流れ案内装置Ｓを通ってチャンバＫに入り、その流れ案内装置Ｓは、第２の端具１４の半径方向外向きに配置された孔１４．４と、チャンバＫと、第２の端具１４の第１の端面１４．７に配置された突起１４．５とを備え、第２の端具１４の突起１４．５は尖頭形状を有することが好ましい。さらに、流れ案内装置Ｓは、バルブハウジング１１の第１の端面１１．４を備え、そのバルブハウジング１１の第１の端面１１．４は、バルブハウジング１１の内壁からバルブハウジング１１の空洞の方向に延在する円周陥凹形態１１．１を有し、さらに、流れ案内装置Ｓは、第２の端具１４の第１の端面１４．７に円周陥凹形態１４．６を有し、その円周陥凹形態１４．６は、第２の端具１４の突起１４．５と共に流れ移行部を形成する。上記の流れ案内装置Ｓの結果として、ガス状媒質が、ピストン１２の軸方向連続内腔１２．２の方向に著しく具合良く流れる。これは、第２の端具１４の第１の端面１４．７の方向にピストン１２が変位して、間隙、したがってチャンバＫの大きさが減少するとき、とりわけ好適であり、その理由は、円周陥凹形態１１．１および１４．６での偏向の結果として、ガス状媒質が、殆ど流れ損失なしにピストン１２の軸方向連続内腔１２．２に流入することができるからである。少なくとも第３のシール要素１７が、バルブハウジング１１とピストン１２の第２の摺動面１２．３との間を封止するように働く。少なくとも第３のシール要素１７は、溝１１．３内に配置され、溝１１．３は、空洞内に形成される、バルブハウジング１１の第１の端面１１．４と第２の端面１１．５との間の領域に配置されている。さらに、少なくとも１つの第３のシール要素１７は、ピストン１２をバルブハウジング１１内にはめ込むように働く。ピストン１２はカラー１２．４を有し、そのカラーは、ピストンの第１の摺動面１２．１と第２の摺動面１２．３との間に配置されている。カラー１２．４は、ピストンの第２の端面１２．６を有し、その第２の端面１２．６は、バルブハウジング１１の第２の端面１１．５に面している。弾性要素１８が、バルブハウジング１１の空洞内に配置され、弾性要素１８は、円板ばねアセンブリであることが好ましい。理想的には、軸方向連続内腔１２．２の直径と出口開口１３．１の直径とによる、第１の端具１３の第１の端面１３．４の表面積とピストンの第３の端面１２．７の表面積との重なり合いと、設定されているばね力とは、第１の端具１３の出口開口１３．１での圧力が第２の端具１４の入口開口１４．３での圧力の９０〜９５％に達した場合にピストンが浮き上がるようになっている。ピストン１２が第１の端具１３の第１の端面１３．４から浮いて離れると、環状面１３．３が、ピストン１２の第１の摺動面１２．１の直径まで増加するので、ピストン１２が、第２の端具１４の第１の端面１４．７の方向に比較的素早く変位して、ピストン１２が、第２の端具１４の第１の端面１４．７に当接して封止し、ガス状媒質の流れを遮蔽する。この場合、封止は、ピストン１２の第１の端面１２．５によって行われ、その第１の端面１２．５は封止縁部を形成する。ここで、封止縁部は、実質的に、ピストン１２の第１の端面１２．５の外側円周縁である。ピストン１２の円周縁は、ピストン１２の第１の端面１２．５の領域に、たとえば、斜面状または丸みを帯びた部分を有し得る。通気孔１１．２が、弾性要素１８の領域内でバルブハウジング１１に設けられ、その通気孔１１．２は、ピストン１２が軸方向に変位したとき、少なくとも１つの第１のシール要素１５と少なくとも１つの第３のシール要素１７との２つの間で、バルブハウジング１１内の空気の圧力の均衡が保てるようにする。
【００４４】
図２および図３は、それぞれ、第２の端具の半径方向外向きに配置された孔１４．４の断面Ａ１−Ａ１およびＡ２−Ａ２である。図２では、半径方向外向きに配置された孔１４．４は、第２の端具１４の入口開口１４．３の中心軸に集中するように配置されている。図３では、第２の端具１４の、半径方向外向きに配置された孔１４．４は、第２の端具１４の入口開口１４．３の中心軸に対して接線方向に配置されている。結果として、ガス状媒質に回転が付加され、その結果、ガス状媒質がピストン１２の軸方向連続内腔１２．２の方向により素早く導かれ、それによって、流れの様相の改良が達成される。
【符号の説明】
【００４５】
１  シャットオフバルブ
１１  バルブハウジング
１１．１  円周陥凹形態
１１．２  通気孔
１１．３  溝
１１．４  第１の端面
１１．５  第２の端面
１１．６  第３の端面
１２  ピストン
１２．１  第１の摺動面
１２．２  軸方向連続内腔
１２．３  第２の摺動面
１２．４  カラー
１２．５  第１の端面
１２．６  第２の端面
１２．７  第３の端面
１３  第１の端具
１３．１  出口開口
１３．２  溝
１３．３  環状面
１３．４  第１の端面
１４  第２の端具
１４．１  溝
１４．２  溝
１４．３  入口開口
１４．４  半径方向に配置された孔
１４．５  突起
１４．６  円周陥凹形態
１４．７  第１の端面
１４．８  第２の端面
１４．９  第３の端面
１５  第１のシール要素
１６  第２のシール要素
１７  第３のシール要素
１８  弾性要素
Ｋ  チャンバ
Ｓ  流れ案内装置
【図１】
2015178903.tif 000003
【図２】
2015178903.tif 000004
【図３】
2015178903.tif 000005
【外国語明細書】
2015178903000001.pdf
2015178903000002.pdf
2015178903000003.pdf
2015178903000004.pdf