AT515519B1

AT515519B1 - Befüll- und Entnahmevorrichtung für Behälter

Info

Publication number: AT515519B1
Application number: ATA50334/2014A
Authority: AT
Original assignee: Schulz Erich
Priority date: 2014-05-13
Filing date: 2014-05-13
Publication date: 2015-10-15
Also published as: AT515519A4

Abstract

Vorrichtung zum überlaufsicheren Befüllen eines Behälters (1) mit einem Befüll- und Entnahmerohr (2), an dem ein axial verschiebbarer Schwimmer (4) angeordnet ist, der ein magnetisches oder magnetisierbares Element (5) aufweist und dessen unterste Position durch einen äußeren Anschlag (6) begrenzt ist. Innerhalb des Befüll- und Entnahmerohres (2) ist ein magnetischer oder magnetisierbarer Verschlusskörper (7) vorgesehen, der zwischen einer mit dem Verschlusskörper (7) verschließbaren Befüll- und Entnahmeöffnung (8) und einem oberhalb der Befüll- und Entnahmeöffnung (8) angeordneten inneren Anschlag (9) bewegbar ist, und der zwischen der untersten Position des Schwimmers (4) und einer durch den inneren Anschlag (9) definierten, oberen Position des Schwimmers (4) vom magnetischen oder magnetisierbaren Element (5) des Schwimmers (4) in einer die Befüll- und Entnahmeöffnung (8) freigebenden Lage gehalten ist, und bei Positionierungen des Schwimmers (4) oberhalb der durch den inneren Anschlag (9) definierten oberen Position einen Verschluss für die Befüll- und Entnahmeöffnung (8) bildet.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum überlaufsicheren Befüllen eines Behälters miteiner Flüssigkeit und zur Entnahme der Flüssigkeit aus dem Behälter mit einem Befüll- undEntnahmerohr, das in den Behälter einsetzbar ist, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

[0002] Als Beispiel für solche Behälter können etwa Trinkwasserspender genannt werden, dieüber das Befüll- und Entnahmerohr mit gereinigtem und gekühltem Trinkwasser befüllt werden,und von denen in weiterer Folge wiederum über das Befüll- und Entnahmerohr Trinkwasserentnommen werden kann, bis eine weitere Befüllung erforderlich ist. Für die Befüllung kann derleere Behälter vom Ort des Trinkwasserspenders etwa durch entsprechend spezialisierte Un¬ternehmen abgeholt und durch volle Behälter ersetzt werden. In diesem Fall erfolgt die Befül¬lung des leeren Behälters durch das spezialisierte Unternehmen selbst und stellt in der Regelkeine Schwierigkeit dar. In vielen Fällen wird jedoch gewünscht, die Befüllung des Behältersohne Zutun eines spezialisierten Unternehmens vorzunehmen, sodass die Befüllung in derRegel durch unerfahrene und nicht einschlägig qualifizierte Personen erfolgt. Die größteSchwierigkeit bereitet dabei die Wahl der korrekten Füllmenge, um insbesondere ein Überlau¬fen des Behälters zu vermeiden.

[0003] Es besteht somit das Ziel der Erfindung darin, für Behälter mit einem Befüll- und Ent¬nahmerohr eine Vorrichtung bereitzustellen, mit der einerseits ein überlaufsicheres Befüllen desBehälters über das Befüll- und Entnahmerohr möglich ist, und andererseits nach erfolgter Befül¬lung des Behälters eine Entnahme von Flüssigkeit über dasselbe Befüll- und Entnahmerohrmöglich ist. Dabei soll die Vorrichtung einfach ausgeführt sein, um Kosten und Wartungsauf¬wand so gering wie möglich zu halten.

[0004] Diese Erfindungsziele werden durch die Merkmale von Anspruch 1 erreicht. Anspruch 1bezieht sich auf eine Vorrichtung zum überlaufsicheren Befüllen eines Behälters mit einer Flüs¬sigkeit und zur Entnahme der Flüssigkeit aus dem Behälter mit einem Befüll- und Entnahme¬rohr, bei der erfindungsgemäß an der Außenseite des Befüll- und Entnahmerohres ein in axialerRichtung des Befüll- und Entnahmerohres verschiebbar gelagerter Schwimmer angeordnet ist,der ein magnetisches oder magnetisierbares Element aufweist und dessen axialer Bewe¬gungsweg in einer untersten Position durch einen äußeren Anschlag begrenzt ist, wobei inner¬halb des Befüll- und Entnahmerohres ein magnetischer oder magnetisierbarer Verschlusskörpervorgesehen ist, der zwischen einer mit dem Verschlusskörper verschließbaren Befüll- undEntnahmeöffnung und einem oberhalb der Befüll- und Entnahmeöffnung angeordneten innerenAnschlag für den Verschlusskörper bewegbar ist, und der zwischen der untersten Position desSchwimmers und einer durch den inneren Anschlag definierten, oberen Position des Schwim¬mers vom magnetischen oder magnetisierbaren Element des Schwimmers in einer die Befüll-und Entnahmeöffnung freigebenden Lage gehalten ist, und bei Positionierungen des Schwim¬mers oberhalb der durch den inneren Anschlag definierten oberen Position einen Verschluss fürdie Befüll- und Entnahmeöffnung bildet.

[0005] Vorzugsweise ist der Verschlusskörper als Kugel ausgeführt, und das magnetische odermagnetisierbare Element als kreisringförmiger Magnet, der das Befüll- oder Entnahmerohrkonzentrisch umgibt.

[0006] Die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt eine mechanisch einfache aber sehr zweckmä¬ßige Uberlaufsicherung dar. Sie wird in Gebrauchslage in den zu befüllenden und zu entleeren¬den Behälter so eingesetzt, dass sich das Befüll- und Entnahmerohr senkrecht innerhalb desBehälters erstreckt und in die Flüssigkeit eintaucht. Der erfindungsgemäß vorgeseheneSchwimmer ist ein Auftriebskörper, der im Zuge der Befüllung und Entleerung des Behälters mitdem Flüssigkeitsspiegel innerhalb des Behälters steigt und sinkt, wobei seine unterste Positiondurch einen an der Außenseite des Befüll- und Entnahmerohres angeordneten äußeren An¬schlag begrenzt ist. In dieser untersten Position wird ein innerhalb des Befüll- und Entnahme¬rohres angeordneter Verschlusskörper vom magnetischen oder magnetisierbaren Element desSchwimmers in einer die Befüll- und Entnahmeöffnung freigebenden Lage gehalten. Das Befüll- und Entnahmerohr ist somit in beiden Durchflussrichtungen offen, und Flüssigkeit kann sowohlin den Behälter eingebracht als auch aus dem Behälter entnommen werden. Durch geeigneteWahl der magnetischen bzw. magnetisierbaren Materialien und der damit verbundenen magne¬tischen Wechselwirkungskraft kann erreicht werden, dass der Verschlusskörper auch bei Belas¬tung durch den Wasserdruck in einer die Befüll- und Entnahmeöffnung freigebenden Lagegehalten wird.

[0007] Im Zuge einer Befüllung steigt der Flüssigkeitsspiegel innerhalb des Behälters, wodurchauch der Schwimmer angehoben wird. Über das magnetische bzw. magnetisierbare Elementdes Schwimmers wird auch der magnetische bzw. magnetisierbare Verschlusskörper innerhalbdes Befüll- und Entnahmerohres angehoben, bis er am inneren Anschlag anliegt. Im Zuge derweiteren Befüllung und der damit verbundenen Aufwärtsbewegung des Schwimmers wird derAbstand zwischen dem magnetischen bzw. magnetisierbaren Element des Schwimmers unddem magnetischen bzw. magnetisierbaren Verschlusskörper zunehmend größer, bis die mag¬netische Wechselwirkung nicht mehr ausreicht um den Verschlusskörper in der angehobenenPosition zu halten. Der Verschlusskörper fällt in weiterer Folge aufgrund der Schwerkraft sowiedes Wasserdrucks nach unten und verschließt die Befüll- und Entnahmeöffnung. In diesemFunktionszustand der Vorrichtung kann der Behälter nicht mehr weiter befüllt werden, da dernach unten und somit in Befüllrichtung gerichtete Wasserdruck den Verschlusskörper auf dieBefüll- und Entnahmeöffnung presst. Ein Überlaufen des Behälters wird dadurch vermieden.Allerdings kann Flüssigkeit weiterhin aus dem Behälter entnommen werden, da bei einem nachoben in Entnahmerichtung gerichteten Wasserdruck der Verschlusskörper einfach von derBefüll- und Entnahmeöffnung abgehoben wird.

[0008] Jene obere Position des Schwimmers, bei der die Magnetkraft nicht mehr ausreicht, umden Verschlusskörper in einer von der Befüll- und Entnahmeöffnung abgehobenen Position zuhalten und das Befüll- und Entnahmerohr somit in Befüllrichtung zu verschließen wird bei vor¬gegebenen Materialien für die magnetischen bzw. magnetisierbaren Komponenten durch diePosition des inneren Anschlages definiert. Bei Positionierungen des Schwimmers oberhalbdieser durch den inneren Anschlag definierten oberen Position bildet der Verschlusskörpersomit einen Verschluss für die Befüll- und Entnahmeöffnung.

[0009] Wird in weiterer Folge Flüssigkeit aus dem Behälter entnommen, senken sich der Flüs¬sigkeitsspiegel und somit auch der Schwimmer wieder ab. Sobald sich der Schwimmer mitseinem magnetischen bzw. magnetisierbaren Element in ausreichender Nähe zum Verschluss¬körper befindet, wird der Verschlusskörper durch die magnetische Wechselwirkung angehoben,sodass er die Befüll- und Entnahmeöffnung wieder freigibt und die Befüllung des Behälterswieder ermöglicht.

[0010] Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen mithilfe der beilie¬genden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen hierbei die [0011] Fig. 1a eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer in einem

Behälter angeordneten erfindungsgemäßen Vorrichtung, [0012] Fig. 1b eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer in einem

Behälter angeordneten erfindungsgemäßen Vorrichtung, [0013] Fig. 2a eine vergrößerte Darstellung der ersten Ausführungsform in der untersten

Position des Schwimmers und somit für einen Funktionszustand der Vorrich¬tung, bei der sowohl die Befüllung als auch die Entnahme von Flüssigkeitmöglich ist, [0014] Fig. 2a eine vergrößerte Darstellung der zweiten Ausführungsform in der untersten

Position des Schwimmers und somit für einen Funktionszustand der Vorrich¬tung, bei der sowohl die Befüllung als auch die Entnahme von Flüssigkeitmöglich ist, [0015] Fig. 3a eine vergrößerte Darstellung der ersten Ausführungsform in der obersten

Position des Schwimmers, bei der sowohl die Befüllung als auch die Entnah¬me von Flüssigkeit möglich ist, [0016] Fig. 3b eine vergrößerte Darstellung der zweiten Ausführungsform in der obersten

Position des Schwimmers, bei der sowohl die Befüllung als auch die Entnah¬me von Flüssigkeit möglich ist, [0017] Fig. 4a eine vergrößerte Darstellung der ersten Ausführungsform in einer Position des

Schwimmers, bei der zwar die Entnahme von Flüssigkeit aus dem Behälteraber keine Befüllung mehr möglich ist, und die [0018] Fig. 4b eine vergrößerte Darstellung der zweiten Ausführungsform in einer Position des Schwimmers, bei der zwar die Entnahme von Flüssigkeit aus dem Behäl¬ter aber keine Befüllung mehr möglich ist.

[0019] Zunächst wird auf die Fig. 1a und 1b Bezug genommen, die zwei Ausführungsformender erfindungsgemäßen Vorrichtung in Gebrauchslage zeigen, bei der die Vorrichtung in einenBehälter 1 so eingesetzt ist, dass sich das Befüll- und Entnahmerohr 2 im Innenraum des Be¬hälters 1 senkrecht nach unten erstreckt. Die Befüll- und Entnahmemündung des Befüll- undEntnahmerohres 2 befindet sich dabei knapp oberhalb des Behälterbodens. Bei einem Durch¬fluss der Flüssigkeit im Befüll- und Entnahmerohr 2 nach unten wird der Behälter 1 befüllt,sodass diese Durchflussrichtung im Folgenden auch als Befüllrichtung bezeichnet wird. Beieinem Durchfluss der Flüssigkeit nach oben wird der Behälter 1 entleert, sodass diese Richtungim Folgenden auch als Entnahmerichtung bezeichnet wird.

[0020] Außerhalb des Behälters 1 ist ein Anschluss 3 für eine Befüll- oder Entnahmeleitung (inder Fig. 1 nicht ersichtlich) vorgesehen, über die eine Flüssigkeit, etwa Trinkwasser, in denBehälter eingeleitet oder aus dem Behälter entnommen werden kann. Am Befüll- und Entnah¬merohr 2 ist ein Schwimmer 4 axial beweglich angeordnet, der ein magnetisches oder magneti¬sierbares Element 5 aufweist. Dieses magnetische bzw. magnetisierbare Element 5 ist gemäßder Ausführungsform von Fig. 1a als kreisringförmiger Magnet ausgeführt, der das Befüll- undEntnahmerohr 2 konzentrisch umgibt. Gemäß der Ausführungsform von Fig. 1b ist er als Mag¬net bzw. magnetisierbarer Körper mit anderer Formgebung ausgeführt. An der Außenseite desBefüll- und Entnahmerohres 2 ist ferner ein äußerer Anschlag 6 vorgesehen, der die axialeBewegung des Schwimmers 4 in Richtung des Behälterbodens begrenzt und somit eine unters¬te Position des Schwimmers 4 festlegt. Innerhalb des Befüll- und Entnahmerohres 2 befindetsich des Weiteren ein magnetischer oder magnetisierbarer Verschlusskörper 7, der in dengezeigten Ausführungsbeispielen als Kugel ausgeführt ist. Ungefähr auf Höhe des äußerenAnschlages 6 ist innerhalb des Befüll- und Entnahmerohres 2 eine mit dem Verschlusskörper 7verschließbare Befüll- und Entnahmeöffnung 8 vorgesehen. Oberhalb dieser Befüll- und Ent¬nahmeöffnung 8 befindet sich innerhalb des Befüll- und Entnahmerohres 2 ein innerer Anschlag9 für den Verschlusskörper 7, der die axiale Bewegung des Verschlusskörpers 7 nach oben undsomit in Entnahmerichtung begrenzt, aber ansonsten für die Flüssigkeit durchlässig ist.

[0021] Die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird im Folgenden anhand der Fig. 2bis 4 erläutert. Die Fig. 2a zeigt hierfür eine vergrößerte Darstellung der ersten Ausführungs¬form in der untersten Position des Schwimmers 4 und somit für einen Funktionszustand derVorrichtung, bei der sowohl die Befüllung als auch die Entnahme von Flüssigkeit möglich ist,und die Fig. 2a die entsprechende Darstellung für die zweite Ausführungsform. Der Schwimmer4 befindet sich dabei in seiner untersten Position und liegt auf dem an der Außenseite desBefüll- und Entnahmerohres 2 angeordneten äußeren Anschlag 6 auf. In dieser untersten Posi¬tion wird der innerhalb des Befüll- und Entnahmerohres 2 angeordnete Verschlusskörper 7 vommagnetischen oder magnetisierbaren Element 5 des Schwimmers 4 in einer die Befüll- undEntnahmeöffnung 8 freigebenden Lage gehalten. Das Befüll- und Entnahmerohr 2 ist somit inbeiden Durchflussrichtungen offen, und Flüssigkeit kann sowohl in den Behälter 1 eingebrachtals auch aus dem Behälter 1 entnommen werden. Durch geeignete Wahl der magnetischenbzw. magnetisierbaren Materialien und der damit verbundenen magnetischen Wechselwir¬ kungskraft kann erreicht werden, dass der Verschlusskörper 7 auch bei Belastung durch denWasserdruck in einer die Befüll- und Entnahmeöffnung 8 freigebenden Lage gehalten wird. DiePositionierung des äußeren Anschlages 6 ist dabei freilich so gewählt, dass der Verschlusskör¬per 7 die Befüll- und Entnahmeöffnung 8 nicht verschließt, sondern von ihr abgehoben ist. Dererforderliche Abstand zwischen dem Verschlusskörper 7 und der Befüll- und Entnahmeöffnung8 ist einerseits von der magnetischen Anziehungskraft zwischen dem magnetischen oder mag¬netisierbaren Element 5 des Schwimmers 4 und dem magnetischen oder magnetisierbarenVerschlusskörper 7 abhängig, die wiederum von der entsprechenden Materialwahl abhängt,und andererseits auch vom Wasserdruck der durchfließenden Flüssigkeit, also der gewünsch¬ten Durchflussmenge pro Zeiteinheit.

[0022] Im Zuge einer Befüllung steigt der Flüssigkeitsspiegel innerhalb des Behälters 1 an,wodurch auch der Schwimmer 4 angehoben wird. Über das magnetische bzw. magnetisierbareElement 5 des Schwimmers 4 wird auch der magnetische bzw. magnetisierbare Verschlusskör¬per 7 innerhalb des Befüll- und Entnahmerohres 2 angehoben, bis er am inneren Anschlag 9anliegt. Diese Position ist in der Fig. 3a und 3b gezeigt und stellt die oberste Position desSchwimmers 4 dar, bei der sowohl die Befüllung als auch die Entnahme von Flüssigkeit möglichist.

[0023] Im Zuge der weiteren Befüllung und der damit verbundenen Aufwärtsbewegung desSchwimmers 4 wird der Abstand zwischen dem magnetischen bzw. magnetisierbaren Element5 des Schwimmers 4 und dem magnetischen bzw. magnetisierbaren Verschlusskörper 7 zu¬nehmend größer, bis die magnetische Wechselwirkung nicht mehr ausreicht um den Ver¬schlusskörper 7 in der angehobenen Position zu halten. Der Verschlusskörper 7 fällt in weitererFolge aufgrund der Schwerkraft sowie des Wasserdrucks nach unten und verschließt die Befüll-und Entnahmeöffnung 8. Diese Konfiguration ist in der Fig. 4a und 4b gezeigt. In diesem Funk¬tionszustand der Vorrichtung kann der Behälter 1 nicht mehr weiter befüllt werden, da der nachunten und somit in Befüllrichtung gerichtete Wasserdruck den Verschlusskörper 7 auf die Befüll-und Entnahmeöffnung 8 presst. Ein Überlaufen des Behälters 1 wird dadurch vermieden. Aller¬dings kann Flüssigkeit weiterhin aus dem Behälter 1 entnommen werden, da bei einem nachoben in Entnahmerichtung gerichteten Wasserdruck der Verschlusskörper 7 einfach von derBefüll- und Entnahmeöffnung 8 abgehoben wird.

[0024] Wird in weiterer Folge Flüssigkeit aus dem Behälter 1 entnommen, senken sich derFlüssigkeitsspiegel und somit auch der Schwimmer 4 wieder ab. Sobald sich der Schwimmer 4mit seinem magnetischen bzw. magnetisierbaren Element 5 in ausreichender Nähe zum Ver¬schlusskörper 7 befindet, wird der Verschlusskörper 7 durch die magnetische Wechselwirkungangehoben, sodass er die Befüll- und Entnahmeöffnung 8 wieder freigibt und die Befüllung desBehälters 1 wieder ermöglicht. Bevor sich der Verschlusskörper 7 auf die Befüll- und Entnah¬meöffnung 8 legen kann und sie verschließen würde, wird die axiale Abwärtsbewegung desSchwimmers 4 durch den äußeren Anschlag 6 gestoppt, sodass wieder die Konfiguration ge¬mäß der Fig. 1a und 1b erreicht wird. Eine Entnahme von Flüssigkeit aus dem Behälter 1 istaber ebenso wie die Befüllung weiterhin möglich.

[0025] Die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt somit eine konstruktiv einfache und kosten¬günstige Lösung dar, die aber dennoch ein Überlaufen des Behälters 1 im Zuge der Befüllungwirkungsvoll unterbinden kann. Die Vorrichtung ist dabei wartungsfrei und erfordert keinerleiFachwissen in ihrer Bedienung.

Claims

Patentansprüche 1. Vorrichtung zum überlaufsicheren Befüllen eines Behälters (1) mit einer Flüssigkeit und zurEntnahme der Flüssigkeit aus dem Behälter (1) mit einem Befüll- und Entnahmerohr (2),dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenseite des Befüll- und Entnahmerohres (2)ein in axialer Richtung des Befüll- und Entnahmerohres (2) verschiebbar gelagerterSchwimmer (4) angeordnet ist, der ein magnetisches oder magnetisierbares Element (5)aufweist und dessen axialer Bewegungsweg in einer untersten Position durch einen äuße¬ren Anschlag (6) begrenzt ist, wobei innerhalb des Befüll- und Entnahmerohres (2) einmagnetischer oder magnetisierbarer Verschlusskörper (7) vorgesehen ist, der zwischen ei¬ner mit dem Verschlusskörper (7) verschließbaren Befüll- und Entnahmeöffnung (8) undeinem oberhalb der Befüll- und Entnahmeöffnung (8) angeordneten inneren Anschlag (9)für den Verschlusskörper (7) bewegbar ist, und der zwischen der untersten Position desSchwimmers (4) und einer durch den inneren Anschlag (9) definierten, oberen Position desSchwimmers (4) vom magnetischen oder magnetisierbaren Element (5) des Schwimmers(4) in einer die Befüll- und Entnahmeöffnung (8) freigebenden Lage gehalten ist, und beiPositionierungen des Schwimmers (4) oberhalb der durch den inneren Anschlag (9) defi¬nierten oberen Position einen Verschluss für die Befüll- und Entnahmeöffnung (8) bildet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusskörper (7)als Kugel ausgeführt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetischeoder magnetisierbare Element (5) als kreisringförmiger Magnet ausgeführt ist, der das Be¬füll- oder Entnahmerohr (2) konzentrisch umgibt.
4. Behälter (1) mit einer Vorrichtung zum überlaufsicheren Befüllen des Behälters (1) miteiner Flüssigkeit und zur Entnahme der Flüssigkeit aus dem Behälter (1) gemäß einem derAnsprüche 1 bis 3. Hierzu 4 Blatt Zeichnungen