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Überfüllsicherung für Flüssigkeitsbehälter
Die Erfindung betrifft eine Überfüllsicherung fürFlüssigkeitsbehälter und insbesondere für Flüssigkeits- tanks mit einem im Füllrohr angeordneten Absperrorgan, das die Zufuhr von Flüssigkeit in den Behälter unterbricht, wenn in diesem ein vorbestimmtes Flüssigkeitsniveau erreicht ist.
Derartige Überfüllsicherungen sind schon bekanntgeworden. Bei einer bekannten Ausführung wird eine im Füllrohr angeordnete Drosselklappe durch einen im Behälter vorgesehenen Schwimmer so betätigt, dass bei Erreichung des vorbestimmten Flüssigkeitsniveaus das Füllrohr allmählich abgesperrt wird. Eine all- mähliche Absperrung des Füllrohres ist erwünscht, um Druckstösse, die zu Brüchen der Zuführungsrohre oder Leitungen führen können, zu vermeiden. Bei hohen Drücken, wie sie z. B. bei starkem Gefälle und grossem Pumpendruck entstehen können, besteht aber die Gefahr, dass die vom Schwimmer auf die Dros- selklappe übertragene Schliesskraft nicht ausreicht, um dieselbe entgegen der Wirkung des Fülldruckes in die geschlossene Lage zu bringen bzw. in derselben zu halten.
Es ist zwar vorgeschlagen worden, die Übertragung der Schliesskraft vom Schwimmer über ein kraftverstärkend wirkendes Übersetzungsgetriebe zu be- werkstelligen, jedoch besteht auch hier keine Gewähr, dass die Drosselklappe mit Sicherheit geschlossen wird. Im übrigen sind dem Weg und der Grösse des Schwimmers aus den baulichen Gegebenheiten des Flüssigkeitsbehälters Grenzen gesetzt.
Die Erfindung bezweckt nun die Schaffung einer Überfüllsicherung, welche die vorgenannten Nachteile vermeidet bzw. gewährleistet, dass auch bei hohen Drücken die Überfüllsicherung in Tätigkeit tritt, wenn im Tank ein vorbestimmtes Flüssigkeitsniveau erreicht ist. Die Erfindung geht aus von einer Überfüllsicherung für Flüssigkeitsbehälter, welche eine im Füllrohr angeordnete Drosselklappe aufweist, deren Schwenkachse aus der Mittelebene des Füllrohres versetzt ist und welche durch einen im Flüssigkeitsbe- hältervorgesehenenund amFüllrohrschwenkbarangebrachtenSchwimmerentsprechend derVeränderung des Niveaus im Flüssigkeitsbehälter betätigbar ist.
Die Erfindung besteht dabei im wesentlichen darin, dass die Drosselklappe durch die ausserhalb ihrer Symmetrieebene verlaufende Schwenkachse in zwei ungleich gro- sse Klappenteile unterteilt ist, so dass, bei Betätigung der Drosselklappe durch den Schwimmer, der im Füllrohr herrschende, und auf den grösseren Klappenteil im Schliesssinn wirkende Flüssigkeitsdruck den auf den kleineren Klappenteil im Öffnungssinn wirksamen Druck überwiegt. Dadurch, dass der Flüssigkeitsdruck auf den grösseren Klappenteil im Schliesssinn wirkt, hingegen im Öffnungssinn eine geringere Kraft auf die Drosselklappe ausgeübt wird, wird die Drosselklappe langsam und kontinuierlich in ihre Schliesslage bewegt.
Es wird dadurch ein rasches Einschwenken der Drosselklappe in den Flüssigkeitsstrom und somit ein ruckartiges Schliessen des Füllrohres, durch welches infolge des Riickschlages Leitungsbrüche auftreten können, vermieden. Ausserdem gewährleistet die erfindungsgemässe Ausbildung der Drosselklappe ein Verschwenken der Klappe unabhängig vom herrschenden Flüssigkeitsdruck.
Die Drosselklappe kann erfindungsgemäss durch eine im Bereich der Schwenkachse beidseitig abgeflachte Kreisscheibe gebildet sein, oder die Form einer Ellipse mit den Rohrdurchmesser überschreitender Länge der grossen Achse aufweisen.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemässen Überfüllsicherung dargestellt.
Mit 1 ist ein Füllrohr bezeichnet, welches z. B. in < : incm Heizöltank angeordnet ist und sich mit sei-
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nem oberen Ende durch denTankdeckel (nicht dargestellt) hindurch erstreckt. 2 bezeichnet eine Drossel- klappe, die im Füllrohr auf einem Bolzen 3 befestigt ist. Die Achse des Bolzens 3 ist bezüglich der Rohr- mittelebene um den Betrag a versetzt. An einem am Füllrohr 1 angebrachten Lagerauge 4 ist ein Hebel
6 um einen Bolzen 5 schwenkbar gelagert. Der Hebel 6 trägt an seinem freien Ende einen Schwimmer 7, welcher sich im Inneren des Flüssigkeitstanks befindet.
Am Arm 6 ist weiter ein Lenker 8 angelenkt, der anderseits mit dem freien Ende eines Armes 9 in gelenkiger Verbindung steht. Der Arm 9 sitzt auf einem aus dem Füllrohr 1 austretenden Ende des Zap-
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sen abstehende Schenkel 11 Anschlagschrauben 12 und 13 tragen, mittels welchen der Weg des Armes 6 nach oben und nach unten begrenzt werden kann. Dies gestattet auch, den Schwenkbereich der Drossel- klappe einzustellen, z. B. auf 900. u. zw. so, dass die Drosselklappe in geöffneter Stellung sich genau in
Strömungsrichtung erstreckt. Somit wirken in voll geöffneter Stellung keine Schliesskräfte auf die Drossel- klappe.
Damit die Drosselklappe trotz Versetzung der Schwenkachse um den Betrag a aus der Rohrmittelebene in die geöffnete Stellung gebracht werden kann, besitzt sie nicht kreisrunde Gestalt, sondern sie ist im Be- reiche der Schwenkachse abgeflacht, so dass ihre maximale Breite (in Achsrichtung gemessen) etwas klei- ner ist als die Länge der durch die Schwenkachse gebildeten Sehne an der Rohrinnenseite.
Infolge der Versetzung der Schwenkachse um den Betrag a aus der Rohrmittelebene heraus ist der Flä- chenteil 2a der Drosselklappe 2 grösser als der Flächenteil 2b derselben. Wenn nun der Schwimmer 7 in- folge Ansteigens des Flüssigkeitsniveaus gegen die vorbestimmte Höhe hin angehoben wird, um die Zufuhr von Flüssigkeit allmählich zu drosseln und schliesslich abzusperren, so wird über den Arm 6, den Lenker
8, den Arm 9 und den Zapfen 3 die Drosselklappe 2 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt, so dass die Flä- chenteilc 2a und 2byon der Flüssigkeit mehr und mehr beaufschlagt werden. Nach Massgabe der Schwen- kung der Drosselklappe bildet sich nun eine Differenz zwischen den auf den Flächenteil 2a bzw. 2b wir- kenden Kräften, von denen die erstere im Schliesssinne und die zweite im Öffnungssinne wirkt.
Da infol- ge des grösseren Flächenteiles 2a die auf diesen einwirkende Kraft überwiegt, ergibt sich aus dieser Dif- ferenz eine Schliesstendenz an der Drosselklappe selbst, die auf die Schliessbewegung einen stabilisieren- den Einfluss hat. Wenn die Drosselklappe die strichpunktiert dargestellte Schliesslage erreicht hat, kommt der Arm 6 an der Anschlagschraube 12 zurAuflage, so dass eine weitere Verdrehung gegen den Uhrzeiger- sinn unmöglich gemacht wird.
Infolge der abgeflachten Gestalt der Drosselklappe wird das z. B. kreisförmigen Querschnitt aufwei- sende Füllrohr nicht vollständig abgesperrt. Jedoch ist der zwischen der Innenwand des Füllrohres und den abgeflachten Seiten der Drosselklappe vorhandene Spalt im Verhältnis zum Rohrquerschnitt so klein, dass er in den meisten Fällen überhaupt nicht ins Gewicht fällt. Um die beschriebene Wirkung der Drosselklap- pe hervorzurufen, genügen Versetzungen der Schwenkachse um einen Betrag von a = zirka 1 - 2 mm.
Statt die Drosselklappe als zweiseitig abgeflachte Kreisscheibe auszubilden, kann sie auch elliptisch gestaltet sein. Die grosse Hauptachse kann dabei länger sein als der Innendurchmesser des Füllrohres, so dass die Drosselklappe in der geschlossenen Lage nicht in einer zur Rohrachse senkrechten Ebene liegt. Sie kommt vielmehr an der Rohrinnenseite zum Anschlag.
Vorzugsweise ist das Füllrohr oberhalb der Drosselklappe mit einer oder mehreren Öffnungen verse- hen, die in den Tank münden und die durch federbelastete, ins Innere des Füllrohres öffnende Rückschlag- ventile. z. B. in Form von Tellerventilen, abgesperrt sind, während Flüssigkeit eingefüllt wird. Wenn nach
Erreichung des vorbestimmten Niveaus z. B. der Förderdruck durch Abstellen der Förderpumpe für die Flüs- sigkeit nicht mehr wirkt, so öffnet sich das Ventil unter der Wirkung der Feder und gestattet der oberhalb der geschlossenen Drosselklappe befindlichen Flüssigkeitssäule den Abfluss in den Tank automatisch, so dass sich die Klappe unter dem Gewicht des Schwimmers für den nächsten Füllvorgang öffnen kann. Das
Ventil kann auch ansprechen, wenn der statische Druck sich verändert, z.
B. indem ein Teil der Flüssig- keit der Säule an der geschlossenen Drosselklappe vorbei in den Tank entwichen ist.
Neben einer exzentrischen Anordnung der Drosselklappe kann diese auch dadurch eine Schliesstendenz erhalten, dass der Arm 9 über eine Kolbenstange mit einem Kolben verbunden ist, der sich in einem z. B. unterhalb der'Drosselklappe und ausserhalb des Füllrohres angeordneten Zylinder befindet. Der Zylinder kann dabei an seinen beiden Enden mit dem Füllrohr über entsprechende Leitungen verbunden sein, u. zw. unterhalb und oberhalb der Drosselklappe. Beim Einfüllen von Flüssigkeit wird der Kolben von beiden Seiten her mit annähernd gleichem Druck beaufschlagt, solange die Drosselklappe geöffnet ist. Wird sie jedoch langsam geschlossen, so steigt der oberhalb derselben herrschende Druck, während derjenige unterhalb der Drosselklappe abnimmt.
Dadurch wird der Kolben im Zylinder verschoben, so dass er die Dros-
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selklappe bei der Schliessbewegung unterstützt.
PATENTANSPRÜCHE :
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weist, deren Schwenkachse aus der Mittelebene des Füllrohres versetzt ist und welche durch einen im Flus sigkeitsbehälter vorgesehenen und am Füllrohr schwenkbar angebrachten Schwimmer entsprechend der Veränderung des Niveaus im Flüssigkeitsbehälter betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselklappe durch die ausserhalb ihrer Symmetrieebene vorlaufende Schwenkachse in zwei ungleich grosse Klap- penteile unterteilt ist, so dass, bei Betätigung der Drosselklappe durch den Schwimmer, der im Füllrohr herrschende, und auf den grösseren Klappenteil im Schliesssinn wirkende Flüssigkeitsdruck den auf den kleineren Klappenteil im Öffnungssinn wirksamen Druck überwiegt.