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Einfüllvorrichtung für Flüssigkeiten.
Die Erfindung betrifft eine anschlussstutzenartige Einfülleinrichtung für Behälter aller Art,
Kessel, Bassins usw., und bezweckt, das selbsttätige Unterbrechen des Flüssigkeitszuflusses zu bewirken, sobald der Behälter mit der Flüssigkeit bis zu einer gewünschten Höhe gefüllt worden ist. Zweckmässig ist mit dieser Einrichtung eine Anordnung zum Anschluss der Lufträume des zu füllenden und des Entnahmebehälters verbunden.
Die Einrichtung ist zum wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass die Zuflussleitung der Flüssigkeit mit einem Sperrventil versehen ist, das unter der Steuerung seitens eines durch eine Saugvorrichtung, die durch den Flüssigkeitszufluss in Tätigkeit gesetzt wird, verursachten Unterdruckes steht. Der so erzeugte Unterdruck kommt in einer Kammer zur Geltung, die wenigstens eine verstellbare, in kinematischer Verbindung mit dem Sperrventil stehende Wandung aufweist, wobei die Kammer mit dem Luftraum des zu füllenden Behälters durch ein Luftrohr in Verbindung steht, dessen untere Öffnung sich in der für das Füllen festgesetzten Höhe befindet, derart, dass das Eintreten der Flüssigkeit in dieses Luftrohr einen Anstieg des Unterdruckes in der Kammer bis zu einem Betrag bewirkt, der zur Veranlassung der Schliessung des Sperrventils erforderlich ist.
Das genannte Luftrohr ist vorteilhaft mit einem geeigneten Teil, z. B. einem Drosselkanal, versehen, der den Durchtritt der Flüssigkeit bremst, derart, dass in der Kammer gleich in dem Zeitpunkt, in dem die Flüssigkeit die untere Luftrohröffnung erreicht hat, der erforderliche Unterdruck geschaffen wird.
Zu demselben Zweck kann in dem Luftrohr ein Sperrventil enthalten sein, das durch den Flüssigkeitszutritt gesteuert wird und z. B. aus einem Schwimmerventil besteht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Saugvorrichtung als eine Flüssigkeitsinjektorpumpe ausgebildet und ihr besonderes Kennzeichen besteht darin, dass sich die untere Öffnung des Aussenmantels des Injektors tiefer befindet, als das untere Ende des Luftrohres, zu dem Zweck, kurz vor dem Zeitpunkt, in dem die Flüssigkeit das Luftrohrende erreicht, die Öffnung des Injektormantels in die Flüssigkeit einzutauchen und somit die Wirksamkeit der Pumpe von dem genannten Zeitpunkt ab ansteigen zu lassen.
In einigen Fällen, namentlich wenn es sich um das Einfüllen von flüchtigen feuergefährlichen Flüssigkeiten, wie Kohlenwasserstoffen, handelt, kann die Einrichtung eine Abzugsleitung für die mit Dämpfen beladene Luft enthalten, um einen Austausch zwischen den Lufträumen des zu füllenden und des Entnahmebehälters herbeizuführen. Die Abzugsleitung kann zweckmässig so ausgebildet sein, dass sie zugleich eine Sicherheitsmassnahme darstellt, um, im Falle eines aus irgendwelchem Grunde in einem der beiden Behälter entstandenen Überdruckes, ein selbsttätiges Absperren des Flüssigkeitzuflusses zu veranlassen.
Zu diesem Zweck ist die oder sind die unteren Austrittsöffnungen für die mit Dämpfen beladene
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diesem besonderen Fall, d. h, bei sonstigen Einfüllstutzen ohne Abzugsleitung, die zu dem Luftraum des Entnahmebehälters führt, ist indes eine Abdichtung der genannten Art überflüssig, wodurch sich der Erfindungsgegenstand vorteilhaft von den bisher bekannten Einfüllstutzen dieser Art unterscheidet.
Die verstellbare in der Unterdruckkammer angeordnete Wandung, die, wie gesagt, in gewissen Fällen gemeinsam dieser Kammer und einer Überdruckkammer zugeordnet sein kann, kann zweckmässig als ein Kolben oder vorzugsweise als eine Membran ausgebildet sein.
Dieser Arbeitsteil kann unmittelbar an das Sperrventil angeschlossen sein, steht aber vorzugsweise in Verbindung mit einer Klinke, die das Ventil normalerweise offen hält, u. zw. entgegen der Wirkung einer vorher von Hand gespannten Feder, so dass der Schliessvorgang augenblicklich eingeleitet wird.
Bei einer ebenso einfachen wie wirksamen Ausführungsform stützt sich ein an einer ortsfesten Achse angelenkter Hebel mit dem einen Ende gegen die Mitte der Membran und kann von der letzteren verschwenkt werden, wogegen er an dem andern Ende mit der Klinke gelenkig verbunden ist, die gegen ein Schwanzstück der Sperrventilstange anstösst, wobei die Klinke eine Gleitrolle trägt, die auf einer zu der Ventilstange rechtwinklig verlaufenden Rollebene beweglich ist.
Die Zeichnungen zeigen einige Ausführungsbeispiele in schematischer Weise sowie eine praktische Bauart des Erfindungsgegenstandes. Es sind Fig. 1 ein lotrechter Schnitt durch eine erste Ausführungsform, Fig. 2 ein ebensolcher Schnitt durch eine zweite Ausführungsform, Fig. 3 eine obige Ausführungsform mit einer den Behälterluftraum an den Entnahmebehälter anschliessenden Abzugsleitung, Fig. 4 eine ähnliche Ausführungsform wie Fig. 3, jedoch mit einer als Sicherheitsmassnahme ausgebildeten Abzugsleitung, Fig. 5 in senkrechtem Schnitt eine praktische Bauart der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform, Fig. 6 eine Einzelheit.
Mit Bezug auf Fig. 1, die die einfachste Anordnung darstellt, ist mit 1 der Mantel und mit 2 die Injektordüse einer Flüssigkeitsluftpumpe bezeichnet, zu der die Flüssigkeit aus dem Entnahmebehälter durch die Leitung 3 zufliesst. In dieser letzteren ist ein Sperrventil 4 untergebracht, dessen Stange 5 an ihrem freien Ende mit einer beweglichen Wandung 6 einer Kammer 7 verbunden ist.
Diese bewegliche Wandung 6 wird z. B. von einer Membran gebildet, die an ihrer Innenfläche dem durch den Durchfluss der Flüssigkeit durch die Luftpumpe 1, 2 geschaffenen Unterdruck dadurch ausgesetzt ist, dass die Kammer 7 mit dem Mantel 1 durch einen Kanal 8 in Verbindung steht. Eine Feder 9 hat das Bestreben, das Sperrventil 4 entgegen der Wirkung des in der Kammer 7 herrschenden Unterdruckes dauernd offen zu halten. Das Sperrventil ist dem Eintrittsdruck der Flüssigkeit durch eine Ablenkwand 10 entzogen. An ihrer Aussenfläche steht die Membran 6 unter dem Einfluss der Atmosphäre.
Von der Unterdruckkammer 7 führt abwärts ein Luftrohr 11, dessen untere Öffnung 12 die Höhe der in den Behälter R einzufüllenden Flüssigkeit bestimmt. Die Öffnung la des Mantels 1 befindet sich in einer tieferen Lage als die Öffnung 12, so dass die Öffnung 1 a in der Flüssigkeit, während
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Behälterhals 14 aufgesetzten Scheibe 13.
Es ist ersichtlich, dass beim Betrieb der Luftpumpe sich eine Strömung von Luft, Gas oder von Dämpfen, je nach der Art der Flüssigkeit, aus dem Luftraum des Behälters R in der Richtung 12-11-8-1 einstellt, wodurch in der Kammer 7 ein gewisser Unterdruck entsteht. Sobald sich die Flüssigkeit bis zu der Öffnung 12 gehoben hat und die letztere berührt, steigt jedoch der Unterdruck erheblich, u. zw. umso rascher bis zu dem angestrebten Höchstwert, wenn in das Luftrohr 11, z. B. in dessen unteres Ende, eine mit einem kalibrierten Drosselkanal16 versehene Scheibe 15 eingesetzt wird, die ein Bremsen der Flüssigkeit bewirkt.
Sobald daher die Flüssigkeitshöhe in dem Behälter R die gewünschte Lage erreicht hat, wird der in der Kammer 7 einsetzende Unterdruck die Membran 6 entgegen der Wirkung der Feder 9 einziehen, wodurch das Sperrventil 4 geschlossen und der Zufluss unterbrochen wird.
Die Anordnung gemäss Fig. 2 unterscheidet sich von der vorigen nur dadurch, dass die Scheibe 15 mit dem kalibrierten Drosselkanal durch ein von dem Schwimmer 18 getragenes Ventil 17 ersetzt ist, das in einer in dem Luftrohr 11 vorgesehenen Kammer 19 arbeitet. Sobald die Flüssigkeitshöhe die Öffnung 12 erreicht und diese schliesst, bewirkt der jähe Anstieg des Unterdruckes in der Kammer 7 das Eindringen der Flüssigkeit in die Kammer 19, wodurch das Ventil 17 auf seinen Sitz 20 gedrückt wird. Es erfolgt also ein vollständiger Abschluss des Luftrohres 11 und der Unterdruck in der Kammer 7 erreicht eine Tiefe, der das sofortige Schliessen des Ventils 4 verursacht.
Da diese Vorgänge sehr rasch vor sich gehen, so entspricht die einzuhaltende Einfüllhöhe auch in diesem Falle fast ganz genau der Ebene der Öffnung 12.
Die Einrichtung nach Fig. 3 entsteht durch die Vereinigung derjenigen nach Fig. 1 oder nach Fig. 2 mit einer Abzugsleitung 21 für den Inhalt des Luftraumes des zu füllenden Behälters. Die Leitung 21 endigt in ihrem oberen Teil in einen Stutzen 22, der an eine zu dem Luftraum des Ent-
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nahmebehälters führende Leitung angeschlossen werden kann, so dass ein gegenseitiger Austausch zwischen den Lufträumen der beiden Behälter stattfindet.
An ihrem unteren Ende hat die Leitung 21 ihre Öffnung 23, deren Höhenlage sich über der der die Einfüllhöhe des Behälters R bestimmenden Öffnung 16 befindet.
Bei der Abänderung nach Fig. 4 bildet die Membran 6 einen Teil der Wandung der Leitung 21, wodurch gegenüber der Kammer 7, jedoch durch die Membran 6 getrennt, eine Kammer entsteht, in der Überdruck herrscht. Die Vereinigung der Einrichtung mit dem Behälter R muss in diesem Falle, ebenso wie bei der Anordnung nach Fig. 3, in luftdichter Weise erfolgen, was durch Einlegen eines Dichtungsringes 24 zwischen die zu vereinigenden beiden Anschlussflansche 13, 14 bewirkt werden kann.
Es könnte unter Umständen vorkommen, dass die Einrichtung nach Fig. 4 aus irgendeinem Grunde nicht funktionierte, z. B. wenn die Durchflussgeschwindigkeit der Flüssigkeit zur Schaffung des für das Schliessen des Ventils 4 erforderlichen Unterdruckes ungenügend wäre. In einem solchen Falle steigt die Flüssigkeit in der Leitung 21 empor und übt auf die Membran 6 einen Druck aus, der eine Bewegung, d. h. die Schliessung des Ventiles 4. veranlasst.
Wenn, immer in der Annahme, dass die Einrichtung wirkungslos bleibt oder nicht funktioniert hat, die zwischen den Lufträumen der beiden Behälter eingeschaltete Leitung ihrerseits verstopft ist, so kann allerdings die Flüssigkeit nicht in die Leitung 21 eindringen, in diesem Fall ist es aber der Überdruck der Luft oder der Dämpfe in dieser Leitung 21, der die Membran im Sinne der Absperrung des Ventils 4 beeinflussen wird.
Auf jeden Fall wird der Druck der Luft oder der Dämpfe in dem zu füllenden Behälter niemals unbegrenzt ansteigen und gefährlich werden.
Die praktische Bauart nach Fig. 5 ist hauptsächlich für Brennstoffbehälter an Flugzeugen und andern Fahrzeugen bestimmt und besitzt ein Gehäuse 51 mit dem Zuflussstutzen 52, in dem ein Ab- lenkkörper 53 gleichzeitig als Stütze für die Ventilscheibe 54 dient.
Der Stutzen 52 steht mit der Injektordüse 55 der Luftpumpe 56 in Verbindung.
Die obere Eintrittsöffnung des Luftpumpenmantels 56 öffnet sich nach einer Kammer 57, die durch die Membran 58 begrenzt wird. Diese letztere wird von einer Kappe 59, die einen Traggriff 60 besitzt, in ihrer Lage gehalten.
In der Kappe 59 des Gehäuses 51 ist eine Kammer 61 ausgebildet, die in Reihe oder gegenüber mit der Kammer 57 liegt, jedoch von der letzteren durch die Membran 58 getrennt ist. Die Kammer 61 steht durch einen nicht dargestellten Kanal oder mehrere Kanäle mit der Kammer 62 in Verbindung, die innerhalb des Fussstutzens 63 der Einrichtung vorgesehen ist, an dem ferner grosse Öffnungen 64 für die Verbindung mit dem Luftraum des zu füllenden Behälters ausgespart sind. Die aus diesem
Behälter verdrängte Luft oder Dämpfe erhalten so einen ungehinderten Zutritt zu der Kammer 61, die mit einem Anschluss 65 zum Verbinden mit einer zu dem Luftraum des Entnahmebehälters führen- den Leitung behufs Verbindung der beiden Lufträume versehen ist. Der Fussstutzen 63 trägt einen Abdichtungswulst oder Ring 66, z.
B. aus Gummi, der zum Auflegen auf die Mündung des Einfüllstutzens des Behälters dient und den Zweck wie der Ring 24 in Fig. 3 und 4 erfüllt.
Die Kammer 57 steht ferner mit dem Luftraum des zu füllenden Behälters durch einen engen Kanal 67 in Verbindung, der in dem Mantel 56 der Luftpumpe vorgesehen ist und die Aufgabe des Luftrohres 11 nach Fig. 1-4 hat. Die untere Öffnung 67 a des Kanals 67, die die einzufüllende Flüssigkeitshöhe bestimmt, befindet sich etwas tiefer als der obere Rand der Öffnungen 64, so dass die Restluft oder die Dämpfe weiter frei entweichen können und ein Überdruck in dem Behälter vermieden wird.
Der Kanal 67 könnte in irgend einer Höhenlage mit einem gelochten Pfropfen oder einer Drossel mit kalibrierter Öffnung versehen werden, um den Durchtritt der Flüssigkeit zu bremsen und so den Anstieg des Unterdruckes in der Kammer 57 rascher zu bewirken.
Es ist in der Tat ersichtlich, dass während des Einfüllens des Behälters die Luftpumpe in der Kammer 57 einen gewissen Unterdruck schafft, der indessen mehr und mehr durch die in das Luftrohr 67 eindringende Luft oder Dämpfe zum Teil aufgehoben wird. Sobald jedoch die untere Öffnung 67 a durch die Flüssigkeit zum Verschliessen gebracht worden ist, steigt der genannte Unterdruck unvermittelt und kann durch die langsamer als die Luft in dem Rohr 67 emporsteigende Flüssigkeit nur unwesentlich gemindert werden, mit dem Enderfolg, dass der Unterdruck den zum Bewegen der Membran erforderlichen Wert erreicht.
Die Übertragung dieser Bewegung der Membran auf das Sperrventil jj4 in der Weise, dass das letztere augenblicklich schliesst, wird durch folgende Arbeitsteile erzielt :
Das Ventil 54 steht dauernd unter dem Einflusse der Feder 70, die in dem Ablenker 53 untergebracht ist und das Bestreben hat, das Ventil gegen seinen Sitz 71 zu treiben. In der Offenlage ist das Ventil 54 durch eine Klinke 72 gehalten, gegen die das Schwanzstück 73 der Ventilstange anliegt. An der Klinke 72 ist eine Rolle 74 drehbar gelagert, deren Rollbahn 75 rechtwinklig zu der Ventilstangenachse verläuft.
Die Klinke ist an dem andern Ende an einem um eine ortsfeste Achse 78 schwenkbaren Hebel 77 angelenkt, der am entgegengesetzten Ende eine Rolle 79 trägt, die sich unter der Wirkung einer Feder 81 gegen ein Mittelstück 80 der Membran 58 anstützt,
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Während des Einfüllens wird die Membran 58 durch die Rolle 79 in gehobener Lage gehalten, der Hebel 77 nimmt die dargestellte geneigte Stellung ein und das Klinkenende befindet sieh vor der Aussenfläche des Schwanzstückes 73.
Sobald die gewünschte Flüssigkeitshöhe erreicht ist, bewirkt der Unterdruck in der Kammer 57 ein Senken der Membran, wodurch unter Abrollen der Rolle 74 auf ihrer Rollbahn 75 die Klinke 72 gehoben wird und das Schwanzstück 73 freigibt, so dass das Ventil 54 unter dem Einfluss der starken Feder 70 augenblicklich gegen seinen Sitz 71 vorschnellt. Es ist ersichtlich, dass sofort nach dem Abheben von der Stütze 53 die Schliessbewegung des Ventils durch den Druck der fliessenden Flüssigkeit unterstützt wird.
Bald nach dem Schliessen des Ventils nimmt der Unterdruck so weit ab, dass die Federkraft 81 überwiegt und die sich senkende Klinke 72 hinter dem Schwanzstück 73 in einen schmäleren Teil 82, der Ventilstange einfällt.
Um die Einrichtung nach der Fortnahme von dem Behälter wieder gebrauchsfähig zu machen, ist es notwendig, die Ventilfeder 70 von Hand wieder in den gespannten Zustand zu bringen. Zu diesem Zweck dient z. B. ein Stössel 83, der mit einer äusseren Überwurfkappe 84, die in der Ruhelage unter dem Einfluss der Feder 85 nach aussen gedrückt wird, ein Ganzes bildet. Der Stössel 83 gleitet in einer in das Gehäuse 51 eingeschraubten Büchse 86, und es ist eine passende Abdichtung der Gleitfläche angeordnet. Eine Stopfbüchsenpackung ist aber ungeeignet, weil deren Reibungswiderstand eine Betätigung des Stössels von Hand erschwert. Würde man dagegen die Ventilstange zur unmittelbaren Betätigung von Hand unmittelbar nach aussen führen, so würden die Abdichtungsmittel deren leichte Beweglichkeit wesentlich stören.
Durch die dargestellte getrennte Handhabe 84 und eine sorgfältige Ausführung des Stössels und der Muffe, wird die Schwierigkeit überwunden, da die geringe Menge der an dem Stössel von aussen eindringenden Luft, sowie anderseits die Leckflüssigkeit, die aus der Kammer 52 zu der Kammer 57 um die Ventilstange herum durchsickert, von der Luftpumpe
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geschoben, das durch seine Schrägfläche 73a ein vorübergehendes Heben der ebenfalls angesehrägten Klinke 72 bewirkt, so dass diese letztere dann vor die Aussenfläche des Schwanzstückes einfällt, sobald die Ventilstange ihre in Fig. 5 dargestellte Lage eingenommen hat.
Falls aus irgendeinem Grunde die Einrichtung versagen sollte und die Flüssigkeit in dem Behälter soweit gestiegen ist, dass die Öffnungen 64 in die Flüssigkeit tauchen, so wird der weitere Zufluss bewirken, dass, teils unter dem Einfluss des in dem Luftraum des Behälters angestiegenen Druckes, die Flüssigkeit in die Kammer 62 und dann in die Kammer 61 vordringt und durch den hydraulischen Druck auf die obere Fläche der Membran 58 diese letztere eindrückt, wodurch das Sperrventil 54 geschlossen wird, bevor der Druck im Behälter eine gefährliche Höhe erreicht hat.
Ferner ist es zweckmässig, um auf jeden Fall auch ein zwangsläufiges Schliessen des Sperrventils veranlassen zu können, einen Führungszapfen 87 der Membran aus dem Gehäuse oder der Deckelkappe 59 nach aussen vortreten zu lassen, damit bei etwaigen Verklemmungen oder Störungen innerhalb der Einrichtung, durch Aufdrücken auf den Zapfen 87 das Senken der Membran bewirkt werden kann.
Fig. 6 veranschaulicht ein Verlängerungsrohr, das gestattet, die Einrichtung auch bei Behältern mit langem Einfüllmundstüek verwendbar zu machen. Zu diesem Zweck lässt sich ein inneres mit Innengewinde versehenes Rohrstück 88 auf das Aussengewinde des Injektormantels 56 aufschrauben, wogegen das äussere Rohrstück 89 mit einem Bunt 90 oder Steg innerhalb des Fussstutzens 63 in Anschlag kommt, so dass das Luftrohr 67 seine Fortsetzung in dem Zwischenraum zwischen den beiden Rohrstücken 88, 89 findet. Die Einfüllhöhe wird in diesem Fall im wesentlichen durch die untere Öffnung des äusseren Rohrstückes 89 bestimmt. Das letztere ist an dem inneren Rohrstück zweckmässig durch Stege oder Rippen 88a zentriert und trägt an seinem Unterende einen Sechskant 89a, der das Aufschrauben des Rohrstückes 88 erleichtert.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einfüllvorrichtung für Flüssigkeiten mit einem die Zuflussleitung selbstschliessenden Ventil, das mit einem Kolben, vorzugsweise einer elastischen Wand (Membran) in Verbindung steht, die eine Druckkammer abschliesst, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Ventils in Abhängigkeit von dem sich in dieser Kammer und in der ihr angeschlossenen Saugvorichtung ändernden, durch den in den Behälter durch die Saugvorrichtung fliessenden Brennstoff erzeugten Unterdruck erfolgt, wobei die Saugvorrichtung mit dem Behälterluftraum durch ein sich bei dem erreichten Füllstand hydraulisch schliessendes Luftrohr in Verbindung steht und die Kammer (7, 57) durch zwei voneinander getrennte, unabhängig für sich wirksame Leitungen einerseits an die Saugvorrichtung und anderseits an das Luftrohr (11, 67)
angeschlossen ist.
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Filling device for liquids.
The invention relates to a connection piece-like filling device for containers of all kinds,
Boilers, basins, etc., and is intended to cause the automatic interruption of the flow of liquid as soon as the container has been filled with the liquid to a desired height. An arrangement for connecting the air spaces of the container to be filled and the withdrawal container is expediently connected to this device.
The device is essentially characterized in that the supply line of the liquid is provided with a shut-off valve which is under the control of a negative pressure caused by a suction device which is activated by the flow of liquid. The negative pressure generated in this way comes into play in a chamber which has at least one adjustable wall that is kinematically connected to the shut-off valve, the chamber being connected to the air space of the container to be filled through an air tube, the lower opening of which is in the for the filling is located at a set height such that the entry of the liquid into this air tube causes the negative pressure in the chamber to rise to an amount which is necessary to cause the shut-off valve to close.
Said air pipe is advantageous with a suitable part, e.g. B. a throttle channel, which brakes the passage of the liquid, such that the required negative pressure is created in the chamber at the same time as the liquid has reached the lower air tube opening.
For the same purpose, a shut-off valve can be contained in the air tube, which is controlled by the liquid admission and z. B. consists of a float valve.
In a preferred embodiment of the invention, the suction device is designed as a liquid injector pump and its special characteristic is that the lower opening of the outer jacket of the injector is located lower than the lower end of the air tube, for the purpose, shortly before the point in time the liquid reaches the end of the air tube, the opening of the injector jacket is immersed in the liquid and thus the efficiency of the pump increases from the point in time mentioned.
In some cases, especially when it comes to the filling of volatile, flammable liquids such as hydrocarbons, the device can contain an exhaust line for the air laden with vapors in order to bring about an exchange between the air spaces of the container to be filled and the withdrawal container. The discharge line can expediently be designed in such a way that it also represents a safety measure in order to cause an automatic shut-off of the liquid inflow in the event of an overpressure in one of the two containers for whatever reason.
For this purpose, the or are the lower outlet openings for those laden with vapors
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this particular case, d. That is, in the case of other filler necks without a discharge line that leads to the air space of the withdrawal container, a seal of the type mentioned is superfluous, whereby the subject matter of the invention advantageously differs from the previously known filler necks of this type.
The adjustable wall arranged in the negative pressure chamber, which, as said, can in certain cases be jointly assigned to this chamber and an overpressure chamber, can expediently be designed as a piston or preferably as a membrane.
This working part can be connected directly to the check valve, but is preferably in connection with a pawl that normally keeps the valve open, u. betw. counter to the action of a spring previously tensioned by hand, so that the closing process is initiated immediately.
In an embodiment that is as simple as it is effective, a lever articulated on a stationary axis is supported with one end against the center of the membrane and can be pivoted by the latter, while at the other end it is articulated with the pawl, which is against a tail piece the stop valve rod, the pawl carrying a sliding roller which is movable on a roller plane running at right angles to the valve rod.
The drawings show some exemplary embodiments in a schematic manner as well as a practical design of the subject matter of the invention. 1 shows a vertical section through a first embodiment, FIG. 2 shows a similar section through a second embodiment, FIG. 3 shows an above embodiment with a discharge line connecting the container air space to the removal container, FIG. 4 shows an embodiment similar to FIG. 3 , but with a discharge line designed as a safety measure, FIG. 5 in vertical section a practical design of the embodiment shown in FIG. 4, FIG. 6 a detail.
With reference to FIG. 1, which shows the simplest arrangement, 1 denotes the jacket and 2 denotes the injector nozzle of a liquid air pump to which the liquid flows from the removal container through the line 3. In the latter, a shut-off valve 4 is accommodated, the rod 5 of which is connected at its free end to a movable wall 6 of a chamber 7.
This movable wall 6 is z. B. formed by a membrane which is exposed on its inner surface to the negative pressure created by the flow of the liquid through the air pump 1, 2 in that the chamber 7 is connected to the jacket 1 through a channel 8. A spring 9 tends to keep the shut-off valve 4 permanently open against the effect of the negative pressure prevailing in the chamber 7. The check valve is withdrawn from the inlet pressure of the liquid by a baffle 10. On its outer surface, the membrane 6 is under the influence of the atmosphere.
An air tube 11, the lower opening 12 of which determines the height of the liquid to be filled into the container R, leads downwards from the vacuum chamber 7. The opening la of the jacket 1 is located in a lower position than the opening 12, so that the opening 1 a in the liquid while
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Disc 13 attached to container neck 14.
It can be seen that when the air pump is operated, a flow of air, gas or vapors, depending on the type of liquid, is established from the air space of the container R in the direction 12-11-8-1, which in the chamber 7 a certain negative pressure is created. As soon as the liquid has risen to the opening 12 and touches the latter, however, the negative pressure increases considerably, u. zw. The faster to the desired maximum value when in the air tube 11, z. B. in its lower end, a provided with a calibrated throttle channel 16 disc 15 is used, which causes a braking of the liquid.
As soon as the liquid level in the container R has reached the desired position, the negative pressure which occurs in the chamber 7 will pull in the membrane 6 against the action of the spring 9, whereby the shut-off valve 4 is closed and the inflow is interrupted.
The arrangement according to FIG. 2 differs from the previous one only in that the disc 15 with the calibrated throttle channel is replaced by a valve 17 carried by the float 18, which works in a chamber 19 provided in the air tube 11. As soon as the liquid level reaches the opening 12 and closes it, the sudden increase in the negative pressure in the chamber 7 causes the liquid to penetrate into the chamber 19, whereby the valve 17 is pressed onto its seat 20. The air tube 11 is thus completely closed and the negative pressure in the chamber 7 reaches a depth which causes the valve 4 to close immediately.
Since these processes take place very quickly, the filling level to be complied with corresponds almost exactly to the plane of the opening 12 in this case too.
The device according to FIG. 3 is created by combining that according to FIG. 1 or according to FIG. 2 with a discharge line 21 for the contents of the air space of the container to be filled. The line 21 ends in its upper part in a connecting piece 22, which is connected to the air space of the ent-
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Acceptance container leading line can be connected, so that a mutual exchange takes place between the air spaces of the two containers.
At its lower end, the line 21 has its opening 23, the height of which is above the opening 16 which determines the filling level of the container R.
In the modification according to FIG. 4, the membrane 6 forms part of the wall of the line 21, whereby a chamber is created in which there is overpressure opposite the chamber 7, but separated by the membrane 6. In this case, as with the arrangement according to FIG. 3, the device must be combined with the container R in an airtight manner, which can be achieved by inserting a sealing ring 24 between the two connecting flanges 13, 14 to be combined.
It could happen that the device of FIG. 4 did not work for some reason, e.g. B. if the flow rate of the liquid to create the negative pressure required to close the valve 4 would be insufficient. In such a case, the liquid rises in the line 21 and exerts a pressure on the membrane 6 which causes a movement, i. H. causes the valve to close 4..
If, always on the assumption that the device remains ineffective or has not worked, the line connected between the air spaces of the two containers is blocked for its part, the liquid cannot penetrate into line 21, but in this case it is the overpressure the air or the vapors in this line 21, which will affect the membrane in terms of the shutoff of the valve 4.
In any case, the pressure of the air or the vapors in the container to be filled will never rise indefinitely and become dangerous.
The practical design according to FIG. 5 is mainly intended for fuel containers on aircraft and other vehicles and has a housing 51 with the inlet connection 52 in which a deflecting body 53 simultaneously serves as a support for the valve disk 54.
The connector 52 is connected to the injector nozzle 55 of the air pump 56.
The upper inlet opening of the air pump jacket 56 opens to a chamber 57 which is delimited by the membrane 58. The latter is held in place by a cap 59 which has a handle 60.
In the cap 59 of the housing 51 there is formed a chamber 61 which is in series with or opposite the chamber 57, but is separated from the latter by the membrane 58. The chamber 61 communicates with the chamber 62 through a channel (not shown) or several channels, which is provided within the foot connection 63 of the device, in which large openings 64 are also cut out for connection with the air space of the container to be filled. The one from this
Air or vapors that have been displaced from containers are thus given unimpeded access to the chamber 61, which is provided with a connection 65 for connecting to a line leading to the air space of the removal container for connecting the two air spaces. The foot connector 63 carries a sealing bead or ring 66, e.g.
B. made of rubber, which is used to lay on the mouth of the filler neck of the container and the purpose of the ring 24 in FIGS. 3 and 4 fulfilled.
The chamber 57 is also connected to the air space of the container to be filled through a narrow channel 67 which is provided in the jacket 56 of the air pump and which has the task of the air tube 11 according to FIGS. 1-4. The lower opening 67 a of the channel 67, which determines the height of the liquid to be filled, is located slightly lower than the upper edge of the openings 64, so that the residual air or the vapors can continue to escape freely and an overpressure in the container is avoided.
The channel 67 could be provided at any altitude with a perforated plug or a throttle with a calibrated opening in order to slow down the passage of the liquid and thus bring about the increase in the negative pressure in the chamber 57 more quickly.
It can indeed be seen that while the container is being filled, the air pump creates a certain negative pressure in the chamber 57, which, however, is more and more partially canceled out by the air or vapors penetrating into the air tube 67. However, as soon as the lower opening 67a has been closed by the liquid, the said negative pressure rises suddenly and can only be reduced insignificantly by the liquid rising more slowly than the air in the pipe 67, with the ultimate result that the negative pressure is necessary to move the membrane required.
The transmission of this movement of the diaphragm to the check valve jj4 in such a way that the latter closes immediately is achieved by the following working parts:
The valve 54 is constantly under the influence of the spring 70, which is housed in the deflector 53 and tends to drive the valve against its seat 71. In the open position, the valve 54 is held by a pawl 72 against which the tail piece 73 of the valve rod rests. A roller 74 is rotatably mounted on the pawl 72, the roller track 75 of which runs at right angles to the valve rod axis.
The pawl is articulated at the other end to a lever 77 pivotable about a fixed axis 78, which at the opposite end carries a roller 79 which, under the action of a spring 81, is supported against a center piece 80 of the membrane 58,
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During filling, the membrane 58 is held in the raised position by the roller 79, the lever 77 assumes the inclined position shown and the pawl end is located in front of the outer surface of the tail piece 73.
As soon as the desired liquid level is reached, the negative pressure in the chamber 57 causes the membrane to lower, whereby the pawl 72 is lifted while the roller 74 rolls on its roller path 75 and the tail piece 73 is released so that the valve 54 is under the influence of the strong Spring 70 instantly snaps forward against its seat 71. It can be seen that immediately after lifting off the support 53, the closing movement of the valve is supported by the pressure of the flowing liquid.
Soon after the valve is closed, the negative pressure decreases to such an extent that the spring force 81 predominates and the lowering pawl 72 falls behind the tail piece 73 into a narrower part 82 of the valve rod.
In order to make the device usable again after it has been removed from the container, it is necessary to bring the valve spring 70 back into the tensioned state by hand. For this purpose z. B. a plunger 83, which forms a whole with an outer cap 84, which is pressed outwards under the influence of the spring 85 in the rest position. The plunger 83 slides in a sleeve 86 screwed into the housing 51, and a suitable seal of the sliding surface is arranged. A stuffing box packing is unsuitable because its frictional resistance makes it difficult to operate the plunger by hand. If, on the other hand, the valve rod were to be guided directly outwards by hand for direct actuation, the sealing means would significantly impair its easy mobility.
The illustrated separate handle 84 and careful execution of the plunger and the sleeve, the difficulty is overcome, since the small amount of air penetrating the plunger from the outside, and on the other hand the leakage liquid that flows from the chamber 52 to the chamber 57 by the Valve rod leaked around, from the air pump
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pushed, which through its inclined surface 73a causes a temporary lifting of the also sawed pawl 72, so that the latter then falls in front of the outer surface of the tail piece as soon as the valve rod has assumed its position shown in FIG.
If for any reason the device should fail and the liquid in the container has risen to such an extent that the openings 64 are immersed in the liquid, the further inflow will cause, partly under the influence of the pressure which has increased in the air space of the container, the Liquid penetrates into the chamber 62 and then into the chamber 61 and, due to the hydraulic pressure on the upper surface of the membrane 58, pushes the latter in, whereby the shut-off valve 54 is closed before the pressure in the container has reached a dangerous level.
Furthermore, in order to be able to cause an inevitable closing of the shut-off valve in any case, it is useful to let a guide pin 87 of the membrane protrude out of the housing or the cover cap 59, so that in the event of jamming or malfunctions within the device, by pressing it open the pin 87 the lowering of the membrane can be effected.
Fig. 6 illustrates an extension tube which allows the device to be used also with containers with a long filler mouthpiece. For this purpose, an inner pipe section 88 provided with an internal thread can be screwed onto the external thread of the injector jacket 56, whereas the outer pipe section 89 comes into abutment with a colored 90 or web within the foot connection 63, so that the air pipe 67 continues in the space between the two pipe pieces 88, 89 finds. In this case, the filling level is essentially determined by the lower opening of the outer pipe section 89. The latter is expediently centered on the inner pipe section by webs or ribs 88a and has a hexagon 89a on its lower end, which makes it easier to screw the pipe section 88 on.
PATENT CLAIMS:
1. Filling device for liquids with a valve which closes the inflow line and which is connected to a piston, preferably an elastic wall (membrane), which closes a pressure chamber, characterized in that the movement of the valve depends on what is in this chamber and in the suction device connected to it, the negative pressure generated by the fuel flowing into the container through the suction device takes place, the suction device communicating with the container air space through an air pipe that closes hydraulically at the level reached and the chamber (7, 57) through two separate, independently effective lines on the one hand to the suction device and on the other hand to the air pipe (11, 67)
connected.