Ventilvorrichtung zur Regulierung des Flüssigkeitsstandes in einem Behälter. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Ventilvorriehtung- zur Regulierung des Flüssigkeitsstandes in einem Behälter, welchem die Flüssgkeit unter Druck zuge führt wird. Insbesondere bezieht sieh die Erfindung auf eine Ventilvorrichtung zur Steuerung der rberführung von Brennstoff e<B>C</B> unter Druck aus einem Tank eines Flugzeu ges in # einen andern, z.
B. die überführ-Lin,- %-on Brennstoff mittels einer Druekpumpe oder mittels Di-uekli--tit aus einem Hilfstank in einen Haupttank.
Die Erfindung bezweckt, eine glegenüber bekannten Vorrichtungen mit einem einzigen, #-on einem Schwimmer gesteuerten Ventil ver besserte Ventilvorriehtung zu schaffen, bei welcher es möglich ist, die Flüssigkeit mit grösserer (-Tesehwindi,-h-eit durchströmen zu lassen Lind trotzdem mit einem kleineren Schwimmer auszukommen.
Ferner soll ermög licht werden, den Zuflass von Flüssigkeit so züi steuern, dass im Behälter bei den versehie- densten Ausströmgeschwindigkeiten ein an nähernd konstantes Niveau aufrechterhalten wird.
Erfindungsgemäss zeichnet sieh die Ven- lilvorrielitun(r aus durch ein eine Kammer be grenzendes bewegliches Absehlussorgan, ein den Zufluss von Flüssigkeit zum Behälter steuerndes Hauptventil und ein den Flüssig- keitscli-iiek in der Kammer steuerndes Nadel- Hilfsventil, dessen Durehlassöffnung kleiner ist als diejenige des Ilauptventils, wobei die Nadel über einen Hebel von einem Schwim mer betätigt wird, der auf Änderungen des zu regulierenden Flüssigkeitsstandes anspricht,
und wobei der Ventilsitz des Hilfsventils am Schaft des Ventilkörpers des Hauptventils angeordnet ist, welcher Schaft das bewegliche Absehlussorgan in einem Rohrstück durch setzt und für das Durchlassen der Flüssig keit zur Kammer durehbohrt ist, das Ganze derart, dass der Schwimmer über das Hilfs ventil den Druck in der Kammer so steuert, dass einem Sinken des Flüssigkeitsstandes ein Öffnen des Ilauptventils entspricht.
Das bewegliche Abschlussorgan der Kam mer kann durch eine Membran oder durch einen Kolben gebildet sein, der in einem die Kammer enthaltenden oder mit der Kammer verbundenen Zylinder versehiebbar ist.
Durch die Anwendung eines Hilfsventils können vom Hauptventil grössere Flüssig keitsmengen durchgelassen werden, trotzdem zür Betätigung des Hillsventils ein kleinerer Schwimmer genügt. Da ferner der Sitz des Hilfsventils vom Hauptventil bewegt wird, kann im Behälter trotz veränderlicher Aus- flussmengen ein konstanterer Flüssigkeits stand aufrechterhalten werden.
Die Kammer kann einen Auslass besitzen (der zum Beispiel in den Behälter mündet) und das Hilfsventil kann den Einlass schlie ssen, wenn der Flüssigkeitsstand im Behälter sinkt. Vorzugsweise ist dabei die Ausbildung eine solche, dass beim Bewegen des Ventilkör- pers des Hauptventils in seine Sehliessstel- lung der der Sitz des Hilfsventils im Sinne des Schliessens desselben bewegt wird.
Es kann aber auch die Kammer einen Aus- lass besitzen und das Hilfsventil diesen Aus- lass öffnen, wenn der Flüssigkeitsstand im Behälter sinkt. Vorzugsweise ist dabei die Ausbildung derart, dass, wenn sieh der Ven tilkörper des Hauptventils in seine Schliess stellung bewegt, der Sitz des Hilfsventils im Sinne des öffnens des Hilfsventils bewegt wird.
Zweckmässig ist der Schwimmer mit der Nadel des Hilfsventils durch zwei einander diametral gegenüberliegende Hebel verbun den, die an einem Stützarin des Rohrstüekes angelenkt sind. Bei einer Ausführungsart ist die Nadel zwischen den Befestigungsstellen des Schwimmers und des Stützarmes an die genannten Hebel angelenkt. Bei einer andern Ausführung ist die Nadel mit dem einen Ende eines jeden Hebels verbunden, wobei die He bel mit ihren andern Enden am Schwimmer und zwischen diesen Verbindungsstellen am Stützarm befestigt sind.
Zwei Ausführungsbeispiele des Erfin dungsgegenstandes sind in der beiliegenden Zeichnung dargestellt, in welcher Fig. <B>1</B> einen Schnitt durch das erste Bei spiel zeigt.
Fig. 2 ist eine Ansieht des in Fig. <B>1</B> gezeig ten Beispiels.
Fig. <B>3</B> zeigt in grösserem Massstab einen Teil des Schnittes gemäss Fig. <B>1.</B>
Fig. 4 ist ein Schnitt durch eine Variante des in den Fig. <B>1</B> bis<B>3</B> gezeigten Beispiels. Fig. <B>5</B> ist eine teilweise Oberansicht der Variante gemäss Fig. 4, bei abgenommenem Schutzgitter.
Fig. <B>6</B> ist ein Schnitt durch das zweite Bei spiel bei weggelassenem Schutzgitter, und Fig. <B>7</B> zeigt in grösserem Massstab eine Ein zelheit aus Fig. <B>6.</B>
Die dargestellten Ventilvorrichtungen sind zur Steuerung der Überführung von Brenn stoff mit grosser Geschwindigkeit aus einem ersten Behälter in einein Flugzeug in einen zweiten Behälter bestimmt, und es wird be zweckt, mit diesen Ventilvorriehtungen den Brennstoffstand im empfangenden Behälter annähernd konstant zu halten, wenn diesem Behälter Brennstoff entnommen und in der Maschine verbraucht wird, Die in den Fig. <B>1,</B> 2 und<B>3</B> gezeigte Ven- tilvorriehtung ist so ausgebildet, dass der Brennstoff oben zugeführt wird.
Sie besitzt einen Hauptkörper<B>1</B> mit einem Flanseh 2, mittels welchem er von innen an einer<B>Öff-</B> nung des Behälteroberteils so befestigt wer den kann, dass er mit einem Stutzen<B>3</B> aus der Öffnung herausragt. An den mit Gewinde versehenen Stutzen<B>3</B> wird eine herabhän gende Einlassleitung angeschlossen, wobei die Leitung entweder in den Stutzen geschraubt oder mittels Bolzen 4, wie in der Zeichnung gezeigt, befestigt werden kann. Im Körper<B>1</B> ist eine zentrale Brennstoff-Einlassöffnung <B>6</B> vorgesehen, und an der Unterseite dieses Kör pers<B>1</B> ist ein vorstehender ringförmiger Ven tilsitz<B>7</B> rund um die Einlassöffnung <B>6</B> ange ordnet.
Am Umfangsrand<B>8</B> besitzt der Kör per<B>1</B> wenigstens über einen Teil seines Um fanges verteilte Radialbohrungen <B>9,</B> dureh welche der Brennstoff in den Behälter ge langt. Eine Membran 12 ist mittels eines tel lerförmigen Körpers<B>13</B> gegen den Rand<B>8</B> ge klemmt, wobei die konkave Fläche des Kör pers<B>13</B> mit der Unterfläehe der 'Membran 12 eine Kammer 14 begrenzt. Die Membran 12 wird in der Mitte vom Schaft<B>16</B> eines ober halb der Membran angeordneten, als separa ter Teil ausgebildeten Ventilkörper<B>18</B> durch setzt, der zusammen mit dem Sitz<B>7</B> des Kör pers<B>1</B> das Hauptventil bildet.
Die Membran 12 ist gegen die Unterseite des Ventilkörpers <B>18</B> mittels einer an der Unterseite der Mein- bran angeordneten Unterlagscheibe <B>19</B> ge- drüekt. Der Schaft<B>16</B> des Ventils besitzt eine zentrale Bohrung 20, und am obern Ende der Bohrung ist ein Filter 21 angeordnet. Eine Schulter in der Bohrung 20 bildet den Sitz 22 eines Hilfsventils, und darunter an der Stelle <B>25</B> ist die Bohrung durch Radialöffnungen <B>26</B> in der Wand des Schaftes<B>16</B> mit der Kam mer verbunden.
Am tellerförmigen Körper<B>13</B> ist in dessen- )litte ein stehendes Rohrstück<B>28</B> angeordnet, das sowohl nach oben wie nach -unten über den Körper<B>13</B> hinausragt. Der obere Teil des Rohrstüekes <B>28</B> führt den Schaft<B>1.6</B> des Hauptventils, wobei Radialbohrungen <B>30</B> vor gesehen sind, welche mit den Radialöffnun- gen <B>26</B> kommunizieren. Unter dem tellerför migen Körper dient das Rohrstüek <B>28</B> einem Schwimmer<B>32,</B> der das Rohrstüek umsehliesst, und der Nadel 34 des Hilfsventils als Füh rung.
Die Nadel besitzt an ihrem obern Ende einen konisehen Kopf<B>36</B> über dem Sitz 22 im Hauptventilsehaft, der züm Schliessen der Bohrung im Schaft bestimmt ist, wenn die Nadel gesenkt wird. Der Schwimmer ist mit dem untern Ende der Nadel verbunden, und zwar mittels zweier einander diametral gegen überliegender, sich kreuzender Hebel<B>38.</B> Je der dieser Hebel ist mit einem Ende an einem Stützarm 40 am untern Ende des Rolirstük- kes <B>28</B> angIelenkt und mit seinem andern Ende mittels einer Gleitverbindung 42 drehbar am Sehwimmer angeschlossen.
Jeder Hebel<B>38</B> ist ferner bei 44 annähernd in der Längsmitte des Hebels an der Nadel angelenkt. Der tel- lerförmige Körper besitzt eine kleine Auslass- öffnung 46, welche aus der Kammer 14 in den Behälter mündet.
Der Schwimmer und der Hebelmeehanis- mus sind durch ein Sehutzgitter 48 einge- sehlossen.
Die Wirkungsweise der Ventilvorriehtung ist im übrigen folgende: .angenommen, der Brennstoffstand befinde sieh in der Soll-Lage; dann ist das Haupt ventil 1-esehlossen und das Hilfsventil offen, wie dies in den Fig. <B>1</B> und<B>3</B> links für die Ventile und rechts für den Schwimmer gezeigt ist.
Unter diesen Umständen strömt Brennstoff dureh den Schaft des Hauptventils von der Drueknuelle nach unten in die Membrarkam mer, um Brennstoff zu ersetzen, der durch die ,Auslissöffnung 46 abfliesst, wodureh der Druck in der Kammer, der nötig ist, um das Hauptventil geschlossen zu halten, aufrecht erhalten wird.
Wenn das Brennstoffniveau im empfangenden Behälter zufolge des Verbrau- ehes in der Maschine sinkt, so sinkt der Sehwimmer (wie in den Fig. <B>1</B> und<B>3</B> links für den Schwimmer und rechts für die Ven tile gezeigt ist) und senkt so die Ventilnadel auf ihren Sitz. Demzufolge öffnet sieh das Hauptventil, und es kann Brennstoff zwischen der Oberfläche der Membran und dem Haupt körper<B>1</B> hindurch und durch die öffnungen im Rand des Körpers<B>1</B> in den Behälter strö men. Das Öffnen des Hauptventils bewirkt ferner ein Öffnen des Hilfsventils, da der Sitz des Hilfsventils sieh mit dem Schaft des Hauptventils bewegt.
Demzufolge gelangt Brennstoff auch in die Membrankammer und versucht das Hauptventil wieder zu schliessen, wenn der Schwimmer nicht weiter sinkt. W enn genügend Brennstoff in den Behälter, eingetreten ist, um das Brennstoffniveau auf den gewünschten Stand zu erhöhen, hält der Schwimmer das Hilfsventil offen und der unter der Membran herrschende Brennstoff druck hält das Hauptventil geschlossen.
Die in den Fig. 4 und<B>5</B> dargestellte Va riante des beschriebenen Beispiels ist für sol- ehe Fälle vorgesehen, bei welchen der Brenn stoff unterhalb des gewünschten Niveaus in den Behälter eintritt und aufwärts durch das Hauptventil strömt. Die Vorrichtung ent spricht im allgemeinen der oben beschriebenen mit der Ausnahme, dass sie umgekehrt ange ordnet ist, so dass der Schwimmer sieh über dem Hauptventil befindet.
Der das Ventil mit der Nadel verbindende 11.ebelmee'#anis- mus ist ebenfalls etwas anders ausgeb;ldet, so <B> & ss</B> die Nadel sich beim öffnen des Hilfsven-
EMI0003.0055
lils, <SEP> wenn <SEP> der <SEP> Seii-#vmmer <SEP> s4egt, <SEP> raell
<tb> bewegt. <SEP> Die <SEP> Hebel <SEP> 38a <SEP> sind <SEP> in <SEP> diesüm
<tb> -icht <SEP> gekreuzt <SEP> und <SEP> an <SEP> ihren <SEP> Fnden <SEP> <I>pm</I>
<tb> <B>32</B> <SEP> bzw.
<SEP> in <SEP> der <SEP> NIndel <SEP> 2'a <SEP> <B>d-</B>
<tb> ".-del-#-entils <SEP> üngelenkt <SEP> und <SEP> ferner <SEP> -m <SEP> B- ,.e,eh <SEP> ihrer <SEP> Längsmitte <SEP> am <SEP> Stützarm <SEP> Mla <SEP> Ige gevt
<tb> Wenn <SEP> wie <SEP> gezeichnet <SEP> dem <SEP> Ha-Lip#ventil Brennstoff durch einen KrVmmer zugeführt wird, sind nveekmässg Leitelemente zur I"Üli- rung der Strömung vorgesehen.
Diese Leit elemente könpen Platten sein, die im Kriim- mer parallel zu den gekrümmten Flächen des letzteren angeordnet sind, oder sie können von einem zentral im Krümmer angeordneten Innenrohr<B>50</B> gebildet sein.
Das in den Fig. <B>6</B> und<B>7</B> dargestellte Aus führungsbeispiel der Ventilvorriehtung stellt eine Umkehrung des vorangehend beschrie benen Beispiels dar. Die Membrankammer ist ständig offen gegen die Brennstoffquelle, und das durch den Schwimmer betätigbare Hilfs ventil steuert einen Auslass aus der Mem- brankammer, der in den empfangenden Be hälter mündet.
Das Hilfsventil schliesst den Auslass, wenn das Niveau im Behälter die gewünsehte Höhe erreicht, und diese Ausbil.- dung besitzt den Vorteil gegenüber dem vor angehend beschriebenen Beispiel, dass kein kontinuierlicher Abfluss in den Behälter stattfindet, wenn das Hauptventil gesehlos- sen ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel be sitzt der Schaft<B>16b</B> des Hauptventils eine engere axiale Bohrung<B>20b,</B> die an ihrer Mün dung durch ein Netz<B>55</B> gesehützt ist und in eine weitere Bohrung 20c führt.
Die Boh rung 20e ist durch öffnungen <B>30e</B> mit der Membrankammer 14b und durch öffnungen <B>60, 61</B> im Führungsrohrstück <B>28b</B> mit dem empfangenden Behälter verbunden. Das Ende des Schaftes<B>16b</B> ist mit einem Sitz<B>22b</B> für den Kopf<B>36b</B> der Nadel 34b versehen, wel- ehe im Rohrstüek <B>28b</B> geführt und mittels der .nebel <B>38b</B> durch den Schwimmer<B>32b</B> betätigt wird. Der Schaft des Hauptventils ist an einer zweiten Membran 64 befestigt, wobei zwischen den beiden Membranen die Kammer 14b gebildet ist.
Die Membran 64 liegt nor- malenveise an der Innenfläche des tellerför migen Körpers<B>13b</B> an und dient, als Dich tung, um Leekverluste an Brennstoff längs der Aussenfläche<B>66</B> des Schaftes<B>16b</B> des Hauptventils zu verhindern. Der Ventilkör per<B>18b</B> des Hauptventils und der Körper<B>18</B> des Ventils des vorangehend beschriebenen Beispiels sind beide aus demselben Material, nämlich dem Markenprodakt Tufnol , her gestellt.
Beim vorliegenden Beispiel und un ter Umständen auch beim vorangehend be- sehriebenen Beispiel ist ein gummielastiseher <U>Ring</U> 18c in den Ventilkörper eingesetzt, der dem Ventilsitz gegenüberliegt. Dieser Ring ist aus benzin- -Lind kerosenbeständigem Gummi hergestellt.
Die Wirkungsweise dieser Ventilvorrieli- tung ist folgende: Wenn der Brennstoffstand im empfangenden Behälter stark unter der gewünsehten Höhe liegt, nehmen die Teile die links in den Fig. <B>6</B> und<B>7</B> gezeigte Lage ein, wobei der Druck des einströmenden Brennstoffes das Hauptventil offenhält. Demzufolge strömt Brennstoff durch das Ventil und die Durehlässe 9b in den Behälter.
Zusätzlich strömt eine kleine Menge Brenn stoff durch das offene Hilfsventil und die Bohrung 20e im Schaft 16c in die Membran- kammer 1.4b; da ferner die Membrankammer 14b durch die Offnungen 30c mit der Boh rung 20r, verbunden ist und da das Hilfsven til offen ist, herrscht kein wesentlieher Über druck in der Alembrankammer. Wenn der Schwimmer steigt, weil sieh der Behälter zu füllen beginnt, so bewegen sieh die Teile in die rechts in den Fi.-1. <B>6</B> und<B>7</B> gezeigte Lage.
Das Hilfsventil ist dann gesehlossen und Brennstoff strömt durch die Bohrung 20c und bewirkt in der Membrankammer einen Driiekanstieg, welcher das Hauptventil schliesst. Wenn dem Behälter Brennstoff ent nommen wird, sinkt der Sehwimmer und<B>öff-</B> net das Hilfsventil, so dass der Druck in der Alembrankammer sinkt und das Hauptventil geöffnet wird.
Der Sitz des Hilfsventils be wegt sieh mit dem Schaft des Hauptventils im Sinne des Sehliessens des Hilfsventils, wenn sich das Hauptventil öffnet, und es hat sieh gezeigt, dass diese Vorriehtung sieh zur Re- gLilierun,- des Brennstoffstandes besonders gut eignet.
Natürlieh können zum Beispiel die 31em- bran und die -"#lembrankammer durch einen Kolben und einen Zylinder ersetzt sein.
Die beschriebenen Ventilvorriehtungen be sitzen den Vorteil, dass die Flüssigkeitsströ mung innerhalb sehr en,--er Grenzen dem Ver brauch der Maschine entsprechend aufrecht erhalten werden kann. Sollte der Verbrauch der lUasehine steigen, nimmt automatisch die Strömungsgesehwindigkeit durch die Ventil- vorrichtung in den Behälter zu, und zwar zu folge Betätigens des Hilfsventils, um so die Strömung dem erhöhten Brennstoffverbrauch anzupassen.
Bei geringerem Brennstoffver brauch der Maschine wird das Ventil im an dern Sinne betätigt und erwirkt eine lang samere Brennstoffzuführung. Ein weiterer Vorteil der Vorrichtungen besteht darin, dass Schläge vermieden werden. Dies kommt wahrscheinlich vom graduellen Schliessen des Hauptventils und den kleinen Bewegungen des Hilfsventils her.