DE69213104T2 - Vorrichtung zur Flüssigkeitsregelung - Google Patents

Description

Technisches Umfeld
• Die vorliegende Erfindung betrifft die Steuerung bzw. Regelung des Flusses einer Flüssigkeit zu und von einem Gefäß, umfassend einen Behälter, zu welchem sich zumindest eine Zufuhrleitung erstreckt.
Stand der Technik
• Es ist bekannt, individuelle Flüssigkeiten in vorbestimmten Mengen zu messen, oder zwei oder mehrere Flüssigkeiten in vorbestimmten Verhältnissen für unterschiedliche Zwecke zu mischen. Zu diesem Zweck wird normalerweise ein Meßoder Mischgefäß verwendet, zu welchem sich eine oder mehrere Flüssigkeitszufuhrleitungen erstrecken. Zum Erhalten gewünschter Mengen von Flüssigkeit ist es bekannt, mehr oder weniger komplizierte Steuereinrichtungen und Steuerschaltungen zu verwenden, welche wirken zum Steuern der Steuer- bzw. Regeleinrichtungen, und welche wiederum beeinflußt werden durch die Flüssigkeit, welche in dem Gefäß vorhanden ist. Somit war bisher relativ komplizierte Steuerausrüstung, umfassend kommunizierende Gefäße, Spulen bzw. elektromagnetisch betätigte Ventile und/oder komplizierte Steuersysteme erforderlich zum Erreichen eines geeigneterweise akuraten Ergebnisses.
• Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche einfache, jedoch trotzdem akurate und zuverlässige Steuereinrichtungen umfaßt, bevorzugt eine vollständig stromlos betätigbare Einrichtung.
• Dies wird erreicht durch Bereitstellen des Vorrichtungsbehälters mit einem Wehr oder einer Überufeinrichtung, welche in eine Flüssigkeitssammeleinrichtung mündet, welche beim Sammeln einer vorbestimmten Menge oder eines vorbestimmten Gewichtes an Flüssigkeit ein Auslaßventil in dem Behälter veranlassen wird, sich zu öffnen. Somit wird die durch die Zufuhrleitung oder Leitungen gelieferte Flüssigkeit einen gegebenen Pegel bzw. Niveau in dem Behälter erreichen, und die Flüssigkeitssammeleinrichtung wird nachfolgend beginnen, "übergelaufene Flüssigkeit" zu sammeln. Wenn diese "Überflußflüssigkeit" ein vorbestimmtes Volumen erreicht, wird die Flüssigkeitssammeleinrichtung das Auslaßventil in dem Behälter veranlassen, sich zu öffnen, wodurch der Behälter von Flüssigkeit entleert wird, und zwar in einem größeren oder geringeren Ausmaß.
• Weitere Vorteile werden erreicht durch eine weitere Entwicklung der erfindungsgemäßen Anordnung, ohne die Einfachheit und Zuverlässigkeit der Anordnung zu beeinträchtigen.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
• Die vorliegende Erfindung wird nun im größeren Detail beschrieben unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, wobei die Figuren 1 und 2 davon schematische Längsschnittansichten von zwei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Steuer- bzw. Regelanordnung sind.
• Figur 1 ist eine Längsschnittansicht eines Gefäßes 1, welches einen Behälter 2 umfaßt. Führend zu dem Behälter 2 sind zwei Flüssigkeitszufuhrröhren bzw. -rohre bzw. -leitungen oder Schläuche 3, 4 vorgesehen, wobei die gelieferten bzw. zugeführten Flüssigkeiten z.B. gemischt bzw. miteinander vermengt oder zumindest in dem Gefäß 1 gemessen werden. Die Liefer- bzw. Zufuhrrohre 3, 4 enden in der Kappe bzw. dem Deckel 5 des Behälters 2. Der Behälter 2 umfaßt ebenfalls einen Boden 6, in welchem ein Auslaßventil 7 gepaßt ist.
• Montiert in dem Behälter 2 ist ein Überlauf bzw. Wehr 8 vorgesehen, welches die Form eines Rohres aufweist, dessen Ausstoßöffnung entweder oberhalb oder innerhalb des Raumes einer Flüssigkeitssammeleinrichtung 9 angeordnet ist. In dem Fall der dargestellten Ausführungsform umfaßt die Flüssigkeitssammeleinrichtung 9 ein schalen- oder beckenförmiges Gefäß, welches eingeschränkte Auslässe 11 aufweist, und zwar bereitgestellt in dem Boden 10 davon.
• Die Flüssigkeitssammeleinrichtung 9 ist mit dem Auslaßventil 7 über eine Verbindungseinrichtung 12 verbunden, in dem dargestellten Fall handelt es sich um einen Arm. Der Arm 12 erstreckt sich durch den Behälter 2 und nach oben durch den Behäterdeckel bzw. die Behälterkappe 5, wobei der Teil des Armes, welcher oberhalb des Deckels vorspringt, eine Armvorspannfeder 13 daran angepaßt aufweist. Der Arm 12, die Flüssigkeitssammeleinrichtung 9 und das Ventil 7 können somit in der Längsrichtung (vertikal in der Figur) bewegt werden, und zwar abhängig von der Federkraft. Die Feder 13 wird gespannt gehalten zwischen der oberen Fläche des Deckels 5 und einer Platte 14 mittels einer Flügelmutter 15, welche entlang eines Schraubengewindes 16 geschraubt werden kann, welches in dem Endteil des Armes 12 geschnitten ist, welches oberhalb der Kappe 5 vorspringt. Dies ermöglicht es, die Kraft der Feder einzustellen.
• In der dargestellten Ausführungsform trägt die Kappe bzw. der Deckel 5 ebenfalls eine binäre Schaltfunktion, z.B. einen elektrischen Mikroschalter 17, der betätigbar ist durch die Endfläche des Armes 12.
• Der Mikroschalter 17 kann veranlaßt werden, Spulen- bzw. Solenoidsteuer- bzw. -Regelventile (nicht gezeigt) zu betätigen, welche in einem oder beiden der Zufuhrrohre 3, 4 inkorporiert sind.
• Figur 2 zeigt eine modifizierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steueranordnung mit einer Flössigkeitssammeleinrichtung 9', welche die Form eines Trichters annimmt, z.B. geeignet zum Füllen bzw. Befüllen von Flaschen. Somit ist die Anzahl der Auslässe eingeschränkt auf einen einzigen 11'.
• Des weiteren ist das Wehr bzw. der Überuf 8' ausgelegt, um eine größere Fläche bzw. einen größeren Flächeninhalt bzw. einen größeren Bereich an dem Einlaßende davon aufzuweisen als in dem Fall des Auslaßendes Jedoch ist es wichtig, daß der Auslaß des Wehrs bzw. Überlaufes 8' (was ebenfalls gilt für die in Figur 1 gezeigte Ausführungsform) einen Bereich bzw. einen Flächeninhalt aufweist, welcher ausreichend groß ist zum Erhalten einer zuverlässigen Funktion bzw. Wirkung.
• Die dargestellte erfindungsgemäße Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung, wie sie in den Figuren gezeigt ist, wird in der folgenden Weise betätigt bzw. betrieben. Flüssigkeit oder Flüssigkeiten wird/werden zu dem Behälter 2 durch eine oder beide Zufuhrleitungen bzw. -rohre 3, 4 geführt bzw. geliefert. Wenn der Flüssigkeitspegel N die Kante des Überlaufes 8 oder 8' erreicht, wird Flüssigkeit in die Flüssigkeitssammeleinrichtung 9 oder 9' fließen. Wenn die Einrichtung 9, 9' so viel Flüssigkeit gesammelt bzw. angesammelt hat, daß deren Gewicht die Federkraft (Feder 13) überschreitet, und zwar voreingestellt mittels der Mutter 15, so wird sich das Auslaßventil 7 öffnen. Gleichzeitig wird der Mikroschalter 17 betätigt, um somit die Zufuhr von Flüssigkeit durch die Rohre 3, 4 zu unterbrechen.
• Bedingt durch das Vorhandensein des eingeschränkten bzw. versperrten Auslasses 11 oder 11' in der jeweiligen Flüssigkeitssammeleinrichtung 9 und 9', wird das Auslaßventil 7 offen verbleiben über eine vorbestimmte Zeitperiode. Wenn die Flüssigkeit, gesammelt durch die Einrichtung 9 oder 9', abgelaufen bzw. drainiert ist durch die Auslässe 11 oder den Auslaß 11', wird die durch die Feder 13 ausgeübte Kraft die Kraft überwinden, welche ausgeübt wird durch das Gewicht der Flüssigkeitssammeleinrichtung 9 oder 9', und somit das Ventil 7 schließen bzw. verschließen. In Verbindung hiermit wird der Mikroschalter 17 aktiviert bzw. betätigt, um Flüssigkeit zu veranlassen, zu dem Behälter durch eine oder beide der Zufuhrleitungen bzw. -rohre 3, 4 geliefert zu werden.
• Wie es verstanden werden wird, können die zuvor beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung in verschiedensten Weisen innerhalb des Umfanges der Erfindung modifiziert werden, wie in den beigefügten Ansprüchen beansprucht.
• Die beschriebene und dargestellte Ausführungsform umfaßt ein Auslaßventil 7, einen Überlauf bzw. ein Wehr 8 oder 8' und eine Flüssigkeitssammeleinrichtung 9 oder 9'. Es wird jedoch verstanden werden, daß mehrere solcher Komponenten in einem und demselben Behälter 2 montiert werden können. Zum Beispiel kann eine Flüssigkeitssammeleinrichtung veranlaßt werden, mehrere Auslaßventile 7 zu steuern bzw. zu regeln. Eine weitere durchführbare Modifikation ist eine, in welcher mehrere Flüssigkeitssammeleinrichtungen 9 oder 9', jeweils dessen zugeordnetes Auslaßventil 7 steuernd, angeordnet sind zum Betätigen bzw. Aktivieren der zugeordneten Ventile zu unterschiedlichen Zeitpunkten. Dies kann erreicht werden mit unterschiedlichen Federkrafteinstellungen, unterschiedlichen Überlauf- bzw. Wehr bereichen bzw. Flächeninhalten und ähnlichen Maßnahmen.
• Des weiteren können die dargestellten Ausführungsformen 9 und 9' der Flüssigkeitssammeleinrichtung außerhalb des Behälters 2 montiert werden. Der Überlauf 8 und 8' kann vertikal einstellbar gestaltet sein. Der Überlauf bzw. das Wehr kann ebenfalls andere Formen als die dargestellte Rohr- bzw. Tubusform annehmen. Die Verbindungseinrichtung 12 muß nicht notwendigerweise ein Arm sein, da die Funktion bzw. Wirkung der Einrichtung erreicht werden kann mit anderen Verbindungseinrichtungen, obwohl derzeit der dargestellte Arm bevorzugt ist. Die Zufuhrrohre 31 4 können ein einzelnes Rohr oder mehr als die zwei dargestellten Rohre bzw. Leitungen bzw. Röhren sein, und der Mikroschalter 17 kann ersetzt werden durch analoge oder mechanische Äquivalente. Die vorliegende Erfindung soll daher nicht auf die explizit dargestellte Ausführungsform davon beschränkt sein, da das erfindungsgemäße Konzept, wie es in den folgenden Ansprüchen definiert ist, mehrere durchführbare Alternativen und Modifikationen umfaßt.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Steuern der Zufuhr von Flüssigkeit zu und/oder von einem Gefäß (1), umfassend einen Behälter (2) mit wenigstens einer Zufuhrleitung (3, 4), bei welcher im Behälter (2) wenigstens ein Überlauf (8; 8') vorgesehen ist, welcher in eine Flüssigkeitssammeleinrichtung (9; 9') mündet, die nach Ansammlung einer vorbestimmten Flüssigkeitsmenge das Öffnen eines oder mehrerer Auslaßventile (7) im Behälter (2) bewirkt, so daß durch das bzw. die Auslaßventile (7) Flüssigkeit aus dem Behälter (2) in die Sammeleinrichtung (9; 9') fließt, wobei jede Flüssigkeitssammeleinrichtung (9; 9') wenigstens einen verengten Auslaß (11; 11') sowie eine mechanisch wirkende Einrichtung zum Schließen des bzw. der Auslaßventil(e) (7) aufweist, wenn die Flüssigkeitsmenge in der Einrichtung unterhalb des Minimalpegels liegt, und wobei eine elektrische oder mechanische Ventilsteuereinrichtung (17) mit einer Einrichtung zur Steuerung eines Zufuhrventiles in der Zufuhrleitung (3, 4) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitssammeleinrichtung (9; 9') mittels einer Verbindungseinrichtung (12) mit einem oder mehreren der Auslaßventile (7) mechanisch verbunden ist, wobei die Verbindungseinrichtung (12) durch eine krafterzeugende Einrichtung (13) beaufschlagt ist, um dem Gewicht der Flüssigkeit in der Flüssigkeitssammeleinrichtung entgegenzuwirken.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung ein Arm (12) ist, der sich zwischen der Flüssigkeitssammeleinrichtung (9; 9') und einem zügeordneten Auslaßventil (7) erstreckt und durch eine Feder (13) beaufschlagt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Auslaßventile (7) im Behälterboden (6) angeordnet sind, und daß sich der Arm (12) zum Behälterdeckel (5) erstreckt, auf den durch die Feder (13) eine einstellbare Kraft auf den Arm ausübbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitssammeleinrichtung (9; 9') ein schalen- oder trichterförmiges Gefäß ist, das unterhalb des Behälterbodens (6) angeordnet ist, wobei der mit der schalen- oder trichterförmigen Einrichtung verbundene Arm (12) sich durch sein zugeordnetes Auslaß ventil (7) hindurch erstreckt und an diesem befestigt ist, und sich weiter durch den Behälter (2) sowie frei durch den Behälterdeckel (5) nach oben erstreckt, wo der über den Deckel vorstehende Teil des Armes von der Feder (13) umgeben ist, wobei die Feder zwischen der oberen Fläche des Deckels und einer am Arm befestigten Platte (14) sitzt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der über den Deckel (5) vorstehende Teil des Armes (12) mit einem Schraubengewinde (16) versehen ist, und daß die Position der Platte (14) mittels einer Einstelmutter (15) einstellbar ist, die mit dem Gewinde zusammenwirkt, um die durch die Feder ausgeübte Kraft einzustellen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (12) mit der elektrischen oder mechanischen Ventilsteuereinrichtung (17) zur Betätigung des in der Zufuhrleitung (3, 4) angeordneten Zufuhrventiles zusammenwirkt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilsteuereinrichtung eine binäre oder analoge Funktion umfaßt, welche mit einer Einrichtung zum Steuern des Zufuhrventiles in der Zufuhrleitung (3, 4) verbunden ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pegel des Überlaufes (18) im Behälter (2) einstellbar ist.