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Ventil zum Füllen von Behältern Die Erfindung betrifft ein Ventil
zum Füllen von Behältern, insbesondere von Tankwagen und für große Einfülleistungen.
Es sind bereits Füllventile mit einem schwimmergesteuerten Hilfsventil und einer
Steuerkammer bekannt, bei denen der Flüssigkeitsstrom am Ende des Füllvorganges
zunächst gedrosselt und erst nach restlicher Einfüllung ganz abgesperrt wird. Die
Erfindung bezweckt, den Rückstoß, der beim Schließen auftritt, noch stärker zu dämpfen,
als dies mit diesen hilfsgesteuerten Ventilen möglich ist. Das wird dadurch erreicht,
daß die Hilfssteuervorrichtung den Flüssigkeitsstrom durch die Steuerkammer bei
steigendem Schwimmer in zwei Stufen drosselt, derart, daß, wenn der Flüssigkeitsstand
im Behälter sich dem zulässigen Maß nähert, z. B. erst ein Ventil schließt, das
noch einen kleinen Durchgang frei läßt, und erst dann, wenn der Schwimmer weiter
gestiegen und der zulässige Flüssigkeitsstand ganz erreicht ist, auch der restliche
Durchgang abgesperrt wird, z. B. durch ein zweites Ventil.
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Die Erfindung erlaubt es, die Behälter sehr schnell aufzufüllen.
Zwischen den beiden Stufen des Schließens kann sich die Flüssigkeit langsam auf
den gewünschten Flüssigkeitsspiegel einstellen, so daß kein Rückstoß entsteht, und
das endgültige Schließen läßt sich genau überwachen, so daß nur ein sehr kleiner
Füllfehler im Tank entsteht.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Die Einzelheiten des Ausführungsbeispiels und der Unteransprüche sind nur im Rahmen
der Erfindung nach dem Hauptanspruch geschützt. Es zeigt Fig. 1 das gesamte Füllventil
gemäß der Erfindung, eingebaut in einen Tank, in seitlicher Ansicht, Fig. 2 einen
Teilschnitt der Fig. 1 durch das Hauptventil in einem etwas vergrößerten Maßstab,
wobei sich das Ventil in seiner Schließstellung befindet, Fig. 3 den Gegenstand
der Fig. 2, jedoch in der Ventiloffenstellung, Fig. 4 den Gegenstand der Fig. 2,
jedoch in einer Stellung, in welcher das Schließorgan des Ventils die erste Stufe
des Schließens erreicht hat, Fig. 5 einen Teilschnitt der Fig. 1 durch die Schwimmereinrichtung
und die Hilfsventile, Fig. 6 einen Teilschnitt der Fig. 5, bei dem sich jedoch die
Hilfsventile in teilgeschlossener Stellung befinden.
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Das in Fig. 1 dargestellte Füllventil ist in die obere und untere
Wand 10, 11 eines Tanks, beispielsweise eines Fahrzeugtanks, eingebaut. Der untere
Ventilteil ist mit einem Rohrkrümmer 14 verbunden, an den eine in der Zeichnung
nicht dargestellte und mit einem einfachen Schließventil versehene Zu- oder
Abflußleitung
angeschlossen ist. Der obere Ventilteil steht mit einer Anzeigevorrichtung 26 in
Verbindung.
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Das Füllventil besteht im wesentlichen aus einem Hauptventil 27 und
einer Hilfsventilvorrichtung 18, die durch ein Rohr 17 miteinander verbunden sind.
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Während sich das Hauptventil 27 in einem Gehäuse 12, das mit mehreren
Öffnungen 16 versehen ist, befindet, wird die Hilfsventilvorrichtung 18 von einem
Gehäuse 2.1, in dem sich ein Schwimmer 19 befindet, in Stellung gehalten.
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Das Hauptventil 27 wird in seinem oberen Teil im Gehäuse 12 geführt,
wobei ein Dichtungsring 33 ein dichtes Anliegen ermöglicht (vgl. Fig. 2). Der untere
zylinderförmige Teil 29 wird dagegen nur bei vollständig oder nahezu vollständig
geschlossenem Ventil in dem Ring 34 mit einem kleinen Spiel geführt. Ein Dichtungsring
32 dichtet das Ventil bei vollständig geschlossener Stellung ab. Durch eine Feder
35 wird das Hauptventil 27 nach unten auf seinen Sitz gepreßt.
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Unterhalb des in die Steuerkammer 36 einmündenden Rohres 17 wird
eine rohrförmige Stange 37 von Haltearmen 39 unbeweglich in Stellung geh alten.
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Die Stange 37 ist an ihrem oberen Ende durch einen Pfropfen 44 verschlossen
und hat etwas unterhalb der Haltearme mehrere Durchtrittsöffnungen 45.
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Weitere radiale Öffnungen 46 stehen in Verbindung mit einem Ringkanal
47, der das untere Ende der Stange 37 umgibt.
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Das untere Ende der Stange 37 führt durch einen zum Hauptventil 27
gehörenden Hohlstutzen 28 hindurch
und bildet mit diesem ein Ventil
49, wobei ein am Stangenende angeordneter Dichtungsring 48 bei geschlossenem Ventil
dicht gegen den den Hohlstutzen 28 nach oben abschließenden Nippel anliegt.
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Der in das untere Ende des Hohlstutzens 28 eingesetzte Nippel 52
ist mit einer Stange 53 versehen, die mit einem von einem Vierkantschlüssel zu betätigenden
Hebel 55 zusammenwirkt.
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Die in den Fig. 5 und 6 dargestellte Hilfsventilvorrichtung 18 besteht
im wesentlichen aus den beiden Rohren 57 und63, die durch ein Verbindungsstück 64
miteinander verbunden sind, und wird durch den unteren trichterförmigen Teil 62
des Schwimmergehäuses21 in Stellung gehalten. An seinem oberen Ende ist das Rohr
63 durch eine Scheibe 66 abgeschlossen, und unterhalb dieser Scheibe sind im Rohr
seitliche Öffnungen 67 vorgesehen. Durch die Scheibe 65 führt außerdem noch die
Stange 68 hindurch, die durch den Schwimmer 19 stößt und diesen trägt.
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Für den Durchtritt von Führungsstücken am oberen und unteren Teil
des Schwimmers ist das Rohr 63 bei 69 und 71 längs geschlitzt. Im oberen Teil ist
die Stange 68 in einem Gewinde gelagert, so daß die Schwimmerstellung von außen
beliebig verändert werden kann.
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Der untere trichterförmige Teil 62 des Schwimmergehäuses 21 hat seitlich
mehrere Öffnungen 89 für den Flüssigkeitsdurchfluß.
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Von der Stange 68 wird die Anzeigevorrichtung 26, die im wesentlichen
aus einer verschiebbaren Trommel gebildet wird, gesteuert.
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Die eigentlichen Steuermittel der Hilfsventilvorrichtung 18 sind
zwei nacheinander schließende Ventile 75, 77 und 81, 85. Das untere Ventil besteht
aus einer Scheibe 75, die von einer am Verbindungsstück 64 abgestützten Feder gegen
den Ventilsitz 77 gedrückt wird. Der Ventilsitz 77 hat einen vorspringenden Rand
78, um bei geschlossener Ventilstellung einen geringen Flüssigkeitsdurchfluß zu
ermöglichen.
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Dieses Ventil wird vom unteren Ende der Stange 68 in der Offenstellung
gehalten, wenn der Schwimmer 19 nicht von einer Flüssigkeit angehoben wird.
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Das obere Ventil dagegen besteht aus einer vom unteren Ende der Stange
68 gehaltenen Ventilscheibe 85, die mit dem im Rohr 63 festsitzenden scheibenförmigen
Ventilsitz 81 zusammenwirkt. Der Ventilsitz 81, durch den die Stange 68 hindurchführt,
hat mehrere Durchbohrungen 83, die für den Flüssigkeitsdurchfluß vorgesehen sind,
und die Ventilscheibe85 ist so ausgebildet, daß sie in der angehobenen Stellung
diese Durchbohrungen verschließt.
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Die Durchbohrungen 83 müssen außerdem mit den Öffnungen 46 im Hauptventil
17 aufeinander abgestimmt werden, daß bei gleichmäßigem Durchfluß durch diese kein
Druckanstieg in der Steuerkammer 36 entsteht.
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Die Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen Füllventils ist folgende:
Bei entleertem Tank befindet sich, wie Fig. 5 zeigt, der Schwimmer 19 in seiner
untersten Stellung, wodurch die Hilfsventile 75, 77 und 81, 85 geöffnet sind.
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Dagegen wird das Hauptventil 27 durch die Feder 35 in seiner in Fig.2
gezeigten geschlossenen Stellung gehalten.
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Zum Füllen des Tanks wird der Rohrkrümmer 14 311 eine Zuflußleitung
angeschlossen. Die eintretende Flüssigkeit drückt daraufhin das Hauptventil 27 in
die in Fig. 3 gezeigte geöffnete Stellung, und die Flü-.ssigl:eit kann mit großer
Geschwindigkeit durch die G!läuseöfn7ungen 16 in den Tank einströmen. Gleich-
zeitig
drückt auch Flüssigkeit durch die radialen Offnungen 46 des Ventils 49 in die rohrförmige
Stange 37 und weiter durch die Durchtrittsöffnungen 45 in die Steuerkammer 36. Aus
der Steuerkammer 36 fließt die Flüssigkeit durch das Rohr 17 zu der schwimmergesteuerten
Hilfsventilvorrichtung 18, deren geöffnete Ventile 75, 77 und 81, 85 die Flüssigkeit
durchlassen, so daß letztere durch die Öffnungen 67 und 89 in den Tank strömt.
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Sobald der Flüssigkeitsspiegel im Tank die Höhe des Schwimmers 19
erreicht hat, hebt die durch die Öffnungen 89 eintretende Flüssigkeit den Schwimmer
an. Schon durch ein geringes Anheben des Schwimmers 19 wird dabei die Ventilscheibe
75 des einen Hilfsventils gegen den vorspringenden Rand 78 gedrückt, so daß der
Flüssigkeitsdurchfluß durch die Hilfsventilvorrichtung 18 weitgehend gedrosselt
wird.
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Hierdurch wird aber über das Rohr 17 in der Steuerkammer 36 ein Überdruck
erzeugt, der gemeinsam mit der Feder 35 das Hauptventil 27 in eine Drosselstellung
überführt, wobei der Flüssigkeitsdurchfluß durch die Gehäuseöffnungen 16 gleichmäßig
verringert wird.
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Dieser Schließvorgang dauert so lange an, bis am Ventil 49 der untere
Ringkanal 47 der Stange 37 in die Führung des Hohlstutzens 28 hineinragt und zwischen
der einfließenden und ausströmenden Flüssigkeit in der Steuerkammer 36 ein Gleichgewichtszustand
erreicht ist (vgl. Fig. 4). In dieser Drosselstellung strömt die Flüssigkeit in
geringen Mengen zwischen der unteren Kante des Hauptventils 27 und dem Ring 34 weiter
in den Tankbehälter.
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Der gedrosselte Flüssigkeitsstrom fließt dann noch so lange, bis
der Schwimmer 19 bei weiterem Anstieg (vgl. Fig. 5) das zweite Hilfsventil 81, 85
schließt.
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Dadurch wird der Austritt der Flüssigkeit aus der Steuerkammer 36
vollständig verhindert, und der in der Steuerkammer entstehende erneute Überdruck
veranlaßt die vollständige Schließung des Hauptventils 27, wobei ein weiterer Flüssigkeitseintritt
durch dieses Ventil durch den Dichtungsring 32 verhindert wird.
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Durch eine besondere Ausgestaltung der Hilfsventilscheibe 85 in der
Form von zwei getrennten Ringen, von denen jeder eine Öffnung oder eine Gruppe von
Öffnungen im Ventilsitz 81 schließt, wird ein nach oben gerichteter Sog durch die
durchfließende Flüssigkeit geschaffen und dadurch das endgültige Schließen im Tank
gesichert.
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Die Anzeigevorrichtung 26 zeigt laufend den Flüssigkeitsstand im
Tank an.
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Zum Entleeren des Tanks wird nach Anschluß einer Abflußleitung ein
im Rohrkrümmer 14 (vgl. Fig. 2) angeordneter Hebelarm 55 mittels eines Vierkantschlüssels
nach oben gedrückt, so daß das Hauptventil 27 entgegen der Kraft der Feder 35 vom
Ventilsitz abgehoben wird und die Flüssigkeit durch die Öffnungen 16 abfließen kann.
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Das Schließen des Ventils in zwei Stufen gestattet eine schnelle
Flüssigkeitszufuhr in den Tank, solange das Ventil voll geöffnet ist. Die erste
Drosselstufe leitet sich infolge des allmählichen Druckanstieges in der Steuerkammer
langsam ein, so daß keine plötzliche Änderung der Flüssigkeitsmenge während dieses
Drosselvorganges stattfindet. Zwischen der ersten und zweiten Schließstufe wird
der Flüssigkeitsstrom so gedrosseIt, daß das vollständige Schließen keinen gefährlichen
Überdruck erzeugt.
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Durch das langsame Eintreten der Flüssigkeit zwischen den beiden
Stufen des Schließens stellt sich die Flüssigkeit in dem Tank Iangsam auf den gewünschten
Flüssigkeitsspiegel
ein, wobei das endgültige Schließen genau überwacht wird, so daß nur ein sehr geringer
Füllfehler im Tank entsteht.