Vorrichtung zur Regelung des Flüssigkeitsstandes in einem Entnahmebehälter Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung des Flüssigkeitsstandes in einem Entnahmebehälter, bei spielsweise des Ölstandes in der Ölwanne für Verbren nungsmotoren, und zwar insbesondere einer solchen Vor richtung, bei der selbsttätig die entnommene Flüssigkeits menge aus einem Vorratsbehälter mit höher gelegenem Flüssigkeitsp,- gei über ein zwischen dem Entnahmeb:hälter und dem Vorratsbehälter angeordnetes Fallrohr durch die Wirkung des statischen Drucks in dem Fallrohr ersetzt wird.
Es ist bekannt, den Flüssigkeitsstand in einem Gefäss dadurch zu regeln, dass man die Flüssigkeit in diesem Gefäss aus einem Vorratsbehälter ergänzt, sobald der Flüs sigkeitsstand unter ein gewisses Niveau sinkt. Solche Vor richtungen sind beispielsweise bereits üblich, um den Öl stand in der Ölwanne von Verbrennungsmotoren selbsttätig zu ergänzen, ohne den Ölstand erst mit Hilfe eines geeichten Stabes prüfen zu müssen, um alsdann die fehlende Flüssig keitsmenge von Hand nachzufüllen. In diesem Falle müssen die Vorratsbehälter, die beispielsweise aus einem transpa renten Kunststoff bestehen können, nach aussen hermetisch verschlossen sein und sind mit einer Leitung versehen, de ren offenes Ende bis zum Flüssigkeitsniveau reicht.
Sinkt das Flüssigkeitsniveau ab, so dringt Luft durch die Leitung in den Vorratsbehälter und eine entsprechende Menge Flüssigkeit fliesst in den Flüssigkeitsbehälter ab, bis das Flüssigkeitsniveau wieder an die Öffnung der Leitung her anreicht. Diese bisher bekannten Vorrichtungen zeigen meh rere Nachteile, die häufig ihr einwandfreies Arbeiten in Frage stellen.
Zunächst ist es notwendig, das Gefäss gegen die Aussenluft hermetisch abzuschliessen. Ausserdem neigen die aus elastischem Kunststoff bestehenden Gefässe dazu, sich unter dem Einfluss des durch die Flüssigkeitssäule in der Leitung erzeugten Unterdrucks zu verformen, d, h. nach innen zu wölben, wenn sie nicht aus besonders stabilem Material oder in profilierter Ausbildung hergestellt sind oder nur einen geringen Rauminhalt aufweisen.
Ein weiterer Nachteil einer solchen Nachfüllvorrichtung besteht darin, dass der Inhalt des Vorratsbehälters über die Leitung mit der zu ergänzenden Flüssigkeit, etwa dem Öl in der Ölwanne eines Verbrennungsmotors, dauernd in Ver bindung steht, so dass infolge der Diffusion die diese Flüssigkeit verschmutzenden Schwebestoffe auch in den Vor ratsbehälter eindringen und dessen Inhalt mit der Zeit den gleichen Verschmutzungsgrad annimmt, wie die zu ergän zende Flüssigkeit; die nachgefüllte Flüssigkeit bringt also keine Verbzsserung der ergänzten Flüssigkeit mehr;
so wird z.<B>B.</B> das in die Ölwanne nachgelieferte Öl nicht in Form von Frischöl nachgeführt, sondern weist den gleichen Ver schmutzungsgrad auf wie das Öl in der Ölwanne. Ausser- dem zeigen die Vorrichtungen dieser Art den Nachteil, dass sie in ihrer Arbeitsweise temperatur- und luftdruck- abhängig sind.
Aufgabe der im folgenden beschriebenen Erfindung ist es nun, diese Nachteile zu vermeiden. Zu diesem Zweck wird gemäss der Erfindung eine Vorrichtung zur Regelung des Flüssigkeitsstandes in einem Entnahmebehälter, bei der die entnommene Flüssigkeitsmenge aus einem Vorrats behälter mit höher gelegenem Flüssigkeitspegel über ein zwischen dem Entnahmebehälter und dem Vorratsbehälter angeordnetes Fallrohr selbsttätig ersetzt wird, sobald der Nachfüllvorgang durch die Wirkung des statischen Drucks in dem Fallrohr ausgelöst wird, derart ausgebildet, dass an dem Fallrohr ein auf den Druck in dem Fallrohr anspre chendes Bauteil vorgesehen ist,
das mit einem den Zufluss aus dem Vorratsbehälter steuernden Ventil verbunden ist.
Es ist hierbei grundsätzlich gleichgültig, ob das Öffnen des Ventils durch eine Erhöhung oder durch ein Sinken des statischen Flüssigkeitsdruckes bewirkt wird. Dabei wird vorzugsweise sowohl das Öffnen als auch das Schliessen des Ventils bei statischen Drücken bewirkt, die unterhalb des Atmosphärendruckes liegen. Durch dieses Ventil wird der Inhalt des Vorratsbehälters von der zu ergänzenden Flüssigkeit, etwa dem Ö1 in einer Ulwanne, vollkommen abgeschlossen, so dass eine Ver schmutzung durch Diffusion der schwebenden Verschmut zungsteilchen nicht stattfinden kann. Die nachgefüllte Flüs sigkeit ist also stets rein.
Zudem besteht nunmehr die Mög lichkeit, den Vorratsbehälter unter Atmosphärendruck zu halten, so dass weder eine Verformung durch Unterdruck zu befürchten ist, noch ein hermetischer Verschluss gegen die Aussenluft notwendig wird. Gleichzeitig wird hierdurch eine völlige Unabhängigkeit von Temperatur und Luftdruck erzielt. Es ergibt sich zudem der Vorteil, dass die Flüssig keitsmenge im Vorratsbehälter entweder durch eine in den Vorratsbehälter eingebaute hydromechanische oder elektri sche Kontroll- und Alarmanlage an sich bekannter Art so überwacht werden kann, dass stets ein rechtzeitiges Nach füllen des Flüssigkeitsvorrats gewährleistet ist.
Im folgenden sollen anhand der beigefügten Zeich nungen verschiedene Ausführungsbeispiele für ein Gerät gemäss der Erfindung dargestellt und beschrieben werden, aus denen noch weitere Einzelheiten für die Durchführung des Erfindungsgedankens hervorgehen werden. Ein Teil der Figuren zeigt dabei eine rein schematische Darstellung, ohne auf technische Einzelheiten näher einzugehen.
Im einzelnen zeigt: Fig. 1 eine Vorrichtung, bei der das Fallrohr unter Un terdruck steht und das Ventil öffnet, sobald der Druck unter ein gewisses Mass sinkt, und schliesst, sobald der Druck über ein gewisses Mass steigt; in Fig. 2 ist eine Vorrichtung dargestellt. die nach dem umgekehrten Prinzip arbeitet, d. h. bei der das Ventil bei höherem Druck geöffnet und bei niedrigerem Druck ge schlossen wird; auch in diesem Falle steht das Fallrohr dauernd unter Unterdruck; Fig.3 zeigt das untere Ende des Fallrohres gemäss Fig. 2;
Fig. 4 zeigt eine andere Ausführung des unteren Endes des Fallrohres; in Fig.5 ist die in den zuvor gezeigten Beispielen aus einem Faltenbalg bestehende Druckmembrane durch einen Schwimmkörper ersetzt;
Fig. 6 zeigt ein Beispiel für die praktische Ausführung einer Vorrichtung gemäss der Erfindung, wobei ein nach dem Prinzip gemäss Fig. 2 arbeitendes Element in Reihe mit einem nach dem Prinzip gemäss Fig. 5 arbeitenden Element angeordnet ist; in Fig. 7 ist eine Variante des entsprechend dem Prinzip der Fig. 2 arbeitenden Bauteiles der Fig. 6 dargestellt;
Fig. 8 zeigt eine andere Lösung für den entsprechend dem Prinzip der Fig. 5 arbeitenden Bauteil in Fig. 6; in Fig. 9 ist eine Ausführung dargestellt, bei der ein Zwi- schengefäss und die Membrankammer zu einem Bauteil vereinigt sind; und Fig. 9a bis 9f stellen verschiedene Querschnitte für das Fallrohr dar.
In Fig. 1 ist der Vorratsbehälter 1 mit der nachzu füllenden Flüssigkeit 2 gefüllt. Der Nachfüllstutzen 3 dieses Behälters ist durch eine Kappe 4 verschlossen. die über eine Öffnung 5 mit der Aussenluft in Verbindung steht. De Behälter 1, der beispielsweise aus Plastik geblasen sein kann, hat an seinem unteren Ende einen Ansatz 6, der durch eine nachträglich eingesetzte dicht anliegende Wand 7 vollkom men vom oberen Teil des Behälters getrennt ist. Aus dem Ansatz 6 tritt an seinem oberen Ende das zu dem in der Zeichnung nicht dargestellten Entnahmegefäss führende Fallrohr in Form der nach unten führenden Rohrleitung 8 aus, deren unteres Ende 8a in die Flüssigkeit 12 eintaucht, deren Niveau geregelt werden soll.
Unterhalb der Austritts öffnung der Leitung 8 setzt sich der Ansatz 6 in Form einer als Faltenbalg ausgebildeten Membrane 9 fort. An der unteren Abschlussfläche dieser Membrane 9 ist ein Ventil 10 befestigt, das auf einer als Ventilsitz ausgebil deten Öffnung 1 1 der Zwischenwand 7 sitzt.
Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist folgende: Solange die Flüssigkeit. deren Niveau geregelt erden soll, ein Normalniveau o-o aufweist, herrscht in dem Bale ein gewisser Unterdruck, der durch die Flüssigkeitssäule h bedingt ist. Dieser Unterdruck genügt nicht, das Ventil 1(. zu öffnen. Erst wenn das Niveau der zu kontrollierender Flüssigkeit 12 unter ein bestimmtes Niveau x-x gesunken ist wird durch die nunmehrige Höhe H der Flüssigkeitssäule in der Rohrleitung 8 der Druck im Balg 9 so nieder, dass sich der Balg entsprechend weit zusammenzieht, um das Ventil 10 zu öffnen.
Aus dem unter normalem Atmosphärendruck stehenden Vorratsbehälter 1 strömt nunmehr soviel Flüssig keit nach, bis das Niveau o-o der zu ergänzenden Flüssig keit 12 wieder erreicht wird und das Ventil durch den nunmehr im Balg 9 herrschenden der Flüssigkeitssäule h entsprechenden Druck wieder geschlossen wird. Beim Arbei ten dieser Vorrichtung. ebenso wie bei dem im folgenden beschriebenen, kann die Federkraft des Faltenbalges, soweit ein solch:r Verwendung findet, unmittelbar herangezogen werden.
In Fig. 2 ist eine andere Ausführungsform des Erfin dungsgedankens dargestellt. Die Auswirkung der Druckver hältnisse ist hier umgekehrt. Auch hier ist in dem Vor ratsbehälter 1 die nachzufüllende Flüssigkeit 2 enthalten. Der Nachfüllstutzen 3 des Behälters ist durch die Kappe 4 geschlossen und steht über die öffnung 5 mit der Aussenluft in Verbindung. Am unteren Teil des Behälters 1 ist ein als Zwischengefäss 20 dienendes Ansatzteil 16 vorgesehen, des sen untere Wand 15 mit einer als Ventilsitz ausgebildeten Öffnung 14 versehen ist.
Von dem Vorratsbehälter 1 ist dieser Ansatz 16 durch eine Wand 17 getrennt, die einerseits mit einem durch den Behälter 1 nach oben führenden und mit der Aussenluft in Verbindung stehenden Rohr 18 ver sehen ist; in dem Rohr 18 ist ein Kugelventil 23 vorgesehen. das so ausgebildet ist, dass durch das Rohr 18 zwar die im Gefäss befindliche Luft nach aussen entweichen, jedoch keine Luft von aussen in das Gefäss 20 eindringen kann.
Andererseits befinden sich in der Zwischenwand<B>17</B> kleine Öffnungen 19, durch die das durch das Ansatzstück 16 gebildete Zwischengefäss 20 mit dem Behälter I in Ver bindung steht, so dass die Flüssigkeit 2 durch diese öff- nungen 19 in den Raum 20 eindringen und diesen füllen kann. Auf den unteren Teil des Ansatzes 16 ist eine als Fal tenbalg ausgebildete Membrane 21 geschoben und in ge eigneter Weise an dem Ansatz 16 befestigt. An dem Boden teil des Balges 21 ist das Ventil 22 angebracht. das von unten her auf der als Ventilsitz ausgebildeten Öffnung 14 der Wand 15 aufsitzt.
Oberhalb des Balges 21 befindet@#ich die Austrittsöffnung der nach unten führenden Leitung 8, deren unteres Ende 8a in die Flüssigkeit 12 eintaucht. Das untere Ende 8a des Rohres 8 ist geschlossen und mit einer Anzahl seitlicher Öffnungen 86 versehen, deren Gesamt öffnung mindestens dem Querschnitt des Rohres 8 ent spricht und wesentlich grösser ist. als der Gesamtquer schnitt der Öffnungen 19 in der Zwischenwand 17. In Fie. 3 ist das untere Ende des Rohres 8 in vergrössertem Mass- stab dargestellt.
Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist folgende: In der Rohrleitung 8 steht eine Flüssigkeitssäule bis zum Niveau a-a. Der durch die Flüssigkeitssäule ausgeübte Sog hat die Tendenz, den Balg 21 gegen seine elastische Kraft zusammenzuziehen, so dass das Ventil 22 nach oben ge drückt wird und das Zwischengefäss 20 geschlossen hält. Wenn nun das Niveau der zu überwachenden Flüssigkeit 12 um einen geringen Betrag sinkt, dringt Luft durch die Öffnung 8b in die Leitung 8 ein, während zugleich ein ent sprechender Teil der in der Rohrleitung 8 befindlichen Flüssigkeit nach unten austritt.
Sobald die ausgetretene Flüssigkeit genügt, um das Niveau der Flüssigk-üit 12 über den oberen Rand der Öffnungen 8b zu heben, wird dieser Vorgang unterbrochen; er wiederholt sich, wenn das Niveau der Flüssigkeit 12 erneut die Öffnungen 8b freigibt. Dabei dringt immer mehr Luft in das Rohr 8 und den Raum 24 des Balges 21 ein, während durch das Absinken des Flüssig keitsspiegels im Rohr 8 der Druck im Raum 24 gleichzeitig steigt.
Dieser soeben beschriebene Nachfüllvorgang wiederholt sich solange, bis der Flüssigkeitsspiegel im Rohr 8 das Ni veau b-b erreicht. In diesem Augenblick ist der Druck im Raum 24. bzw. im Balg 21 soweit gestiegen, dass sich seine untere Fläche auf Grund der elastischen Kraft des Balges soweit nach unten bewegt, dass das Ventil 22 die Öffnung 14 freigibt. Der Inhalt des Gefässes 20 strömt durch die verhältnismässig grosse Ventilöffnung rasch in die Leitung 8 nach unten. wodurch das Niveau der Flüssigkeit in der Lei tung 8 steigt.
Die Querschnitte der Öffnungen 19 in der Zwischenwand 17 sind so klein gewählt. dass die Flüssigkeit 2 aus dem Behälter 1 nur sehr langsam in das Zwischenge- fäss 20 nachfliessen kann, wobei die durch das Ausfliessen der Flüssigkeit in das Gefäss 20 eingedrungene Luft durch das Kugelventil 23 und die Steigleitung 18 nach aussen ab geleitet wird.
Der Vorgang wiederholt sich gegebenenfalls solange, bis der Flüssigkeitsspiegel im Rohr 8 das Niveau a-a erreicht. worauf der durch den Sog d r Flüssigkeitssäule erzeugte Unt-^rdruck im Raum 24, bzw. im Balg 21 das endgültige Schliessen des Ventils 22 bewirkt.
In diesem Zusammenhang sei noch darauf hingewiesen, dass bei der anhand der Fig. 2 beschriebenen Ausführungs form die Einmündung des Rohres 8 in den durch den Fal tenbalg 21 gebildeten Raum nicht in horizontaler, sondern in schräg nach oben führender Richtung verlaufen muss, um zu verhindern, dass sich in diesem Teil des Rohres eine Luftblase festsetzt, die das ordnungsgemässe Arbeiten der Vorrichtung in Frage stellen würde.
Statt ein unten geschlossenes Rohr in der in Fig. 3 ge- zei2ten Weise mit einzelnen Öffnungen 8b zu versehen, ist es auch möglich, die untere Kante eines unten offenen Rohres mit Kerben 8c zu versehen. wie dies in Fig. 4 gezeigt ist.
Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsforru der Vorrich tung gemiiss der Erfindung, die in ih-er Wirkungsweise der Ausführungsform der Fig. 2 entspricht. Der statische Druck der Flüssigkeitssäule in dem Rohr 28 wirkt in diesem Falle nicht auf eine als Faltenbalg ausgebildete Membrane, son dern auf einen Schwimmer 29, der gleichzeitig als Ventil wirkt und auf der als Ventilsitz ausgebildeten Öffnung 30 des Ansatzstückes 31 sitzt. Das Ansatzstück 31 ist mit dem Behälter 1 einstückig verbunden. Das durch das Ansatz stück 31 gebildete Zwischengefäss ist vom Behälter 1 durch die Zwischenwand 32 getrennt.
Die Zwischenwand 32 ent- hält kleine Öffnungen 33, durch die das Zwischengefäss 31 mit dem Behälter 1 in Verbindung steht. Die Öffnungen 33 sind jedoch so bemessen, dass die Flüssigkeit aus dem Be hälter 1 nur sehr langsam in das Zwischengefäss 31 über treten kann. Ausserdem ist die Zwischenwand 32 mit einem durch den Behälter I hindurchführenden Steigrohr 35 ver sehen, durch das das Zwischengefäss 31 mit der Aussenluft in Verbindung steht. Gleichzeitig dient dieses Rohr 35 der am Schwimmer befestigten Stange 36 als Führung.
Unterhalb der als Ventilsitz für den Schwimmer dienen den Öffnung 30 befindet sich ein Stutzen, an dem das nach unten führende Rohr 28 befestigt ist. Das untere Ende des Rohres 28 ragt in die zu ergänzende Flüssigkeit 12 hinein; es ist bei 28a verschlossen und seitlich mit Öffnungen 28b versehen, wie dies bereits für die Vorrichtung nach Fig. 2 anhand der Fig. 3 gezeigt ist.
Der Rauminhalt des Zwischengefässes 31 ist so bemes sen, dass das darin befindliche Flüssigkeitsvolumen etwa dem in dem Rohr 28 bis zum Niveau a-a stehenden Flüssig keitsvolumen entspricht. Die Wirkungsweise dieser Vorrich tung ist folgende: Sobald das Niveau der zu ergänzenden Flüssigkeit 12 soweit sinkt, dass Luft in die Öffnungen 28b eintreten kann, so steigt diese Luft im Rohr 28 in die Höhe, und die ent sprechende Flüssigkeitsmenge tritt aus dem unteren Ende des Rohres aus, bis das Niveau der Flüssigkeit 12 die Öff nungen 28 wieder verschliesst. Der durch den Sog der Flüs sigkeitssäule im Rohr 28 in dem Raum 39 hervorgerufene Unterdruck hält den Schwimmer 29 auf dem Ventilsitz 30 fest, entgegen dem durch die das Zwischengefäss 31 füllen de Flüssigkeit bedingten Auftrieb.
Mit dem Sinken des Flüssigkeitsspiegels im Rohr 28 nimmt der Druck im Raum 39 zu, und sobald die Flüssigkeitssäule im Rohr 28 das Niveau b-b erreicht hat, überwiegt der Auftrieb der Flüssig keit im Zwischengefäss 31 über den durch den Unterdruck im Raum 39 auf den Schwimmer ausgeübten Sog. Der Schwimmer gibt die Öffnung 30 frei und der Inhalt des Zwischengefässes 31 fliesst durch diese relativ grosse öff- nung sehr schnell nach unten in das Rohr 28, während durch die engen Öffnungen 35 die Flüssigkeit aus dem Behälter 1 nur sehr langsam nachfliessen kann.
Durch das rasche Abfliessen der Flüssigkeit aus dem Zwischenbehälter 31 setzt sich der Schwimmer 29 wieder auf seinen Ventil sitz 30. Im Rohr 28 ist durch die aus dem Zwischengefäss 31 eingeströmte Flüssigkeit die Flüssigkeitssäule nunmehr wie der so hoch gestiegen, dass der durch sie ausgeübte Sog den Schwimmer 29 in seiner Lage auf dem Ventilsitz 30 festhält, auch nachdem die aus dem Behälter 1 nachfliessende Flüs sigkeit das Zwischengefäss 31 wieder gefüllt hat.
In Fig. 6 ist der Vorratsbehälter l@mit der nachzufüllen den Flüssigkeit 2 gefüllt und sein Nachfüllstutzen 3 durch den Deckel 4 verschlossen, in dem eine Öffnung 5 vorge sehen ist, um den Innenraum des Behälters 1 mit der Aus senluft zu verbinden. Unterhalb des Behälters 1 ist ein Zwischenbehälter 51 angeordnet, der über seine Öffnung 55 mit der im Behälter 1 befindlichen Flüssigkeit 2 in Ver bindung steht und von dessen Boden ein Verbindungsrohr 60 zu einer Membrankammer 61 führt.
In dem Zwischen behälter 51 befindet sich ein Schwimmer. der durch zwei stabartige Ansätze 54, 54' des Zwischenbehälters 51 geführt ist und an seiner unteren ebenen Fläche eine runde Platte 57 aus ferromagnetischem Material trägt. Die untere Aus trittsöffnung des Zwischenbehälters 51, die über dem rohr artigen Ansatz 54' zum Verbindungsrohr 60 führt, ist von einem kreisringförmigen Permanentmagneten 58 umgeben. Aus dem oberen Teil des Zwischenbehälters 51 führt ein Steigrohr 59 in den oberen Teil des Behälters 1, wo es über den Pegel der Flüssigkeit 2 ragt.
Die öffnung 55, durch die das Zwischengefäss 51 mit dem Behälter 1 in Verbindung steht, hat einen wesentlich kleineren Querschnitt als das Ver bindungsrohr 60. Der Schwimmer 52 ist derart dimensio niert und geführt, dass er bei leerem Zwischengefäss 51 stets auf der oberen Fläche des Magnetringes 58 aufsetzt, wobei die beiden Flächen so bearbeitet sind, dass ein dichter Ab- schluss zwischen dem Zwischengefäss 51 und dem Verbin dungsrohr 60 entsteht.
Das Verbindungsrohr 60 führt über ein Ventil zur Membrankammer 61, deren eine Fläche durch eine kreis förmig gewellte runde Membrane 64 abgeschlossen ist. Der Rand der Membrane wird durch das geeignet geformte Ab deckteil 62 festgelegt. Das Abdeckteil 62 ist mit einem Stutzen 63 versehen, über dessen Öffnung 63' der Raum 62' zwischen der Membrane 64 und dem Abdeckteil 62 mit der Aussenluft verbunden ist; erforderlichenfalls kann an den Stutzen 63 eine Leitung angeschlossen werden, durch die der Raum 62' vor der Membrane 64 mit dem Entnahme behälter verbunden werden kann, falls dessen Innenraum nicht direkt mit der Aussenluft in Verbindung steht.
Von der Membrankammer 61 führt ein Rohr 65 nach unten bis zu dem Entnahmebehälter. Sein unteres Ende 65a befindet sich in der Höhe des gewünschten nachzurcgelnden Flüssig keitspegels y-y und ist in der in Fig. 4 gezeigten Weise gekerbt. Das obere Ende 65b dieses Rohres ragt in die Membrankammer 61 hinein, so dass seine obere Öffnung 65b sich oberhalb des Einlassventils 71 befindet.
Das Einlassventil 71 ist über eine Rastvorrichtung mit der Membrane 64 verbunden. Die Rastvorrichtung, die auf dem durchgehenden Schaft 73 aufgesetzt ist, besteht aus einem Doppelkonus 74, der sich in der Achsrichtung des Schaftes 73 zwischen mehreren unter der Wirkung von Fe dern 76 stehenden Kugeln 75 verschieben kann, die ihn ent weder in der in der Zeichnung gezeigten Öffnungsstellung oder in der Verschlussstellung derart festlegen, dass das Ventil nur nach Überwindung eines gewissen Widerstandes von der einen Stellung in die andere gebracht werden kann. Der Ventilsitz ist durch ein kurzes Schlauchstück 72 aus einem elastischen Material gebildet, so dass eine gute Dich tung bei geschlossenem Ventil entsteht.
Die radial zum Schaft 73 angeordneten Federn 76 sind in Bohrungen des an dieser Stelle entsprechend verstärkten Körpers 61 der Membran kammer untergebracht und du-ch Schrauben 77 gehalten. Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Es sei zunächst angenommen, der Entnahmebehälter sei leer. Wird nun der Vorratsbehälter 1 mit Flüssigkeit, bei spielsweise öl gefüllt, so fliesst durch die Öffnung 55 ein Teil dieser Flüssigkeit in den Zwischenbehälter 51 und füllt diesen soweit, dass der Auftrieb des Schwimmers 52 die Haltekraft des Magnetringes 58 überwindet, so dass der Schwimmer sich nach oben bewegt und die Einlassöffnung des Verbindungsrohres 60 freigibt.
Da in diesem Augen blick beiderseits der Membrane 64 der deiche Druck herrscht, und diese dank der Fcderb:lastung@durch die Fe der 78 in diesem Fall nach rechts gedrückt wird, ist das Ventil 71 geöffnet und die Flüssigkeit fliesst über das Ver bindungsrohr 60 in die Membrankammer 61.
Da die Flüs sigkeit über die Öffnung 55 wesentlich langsamer nach- fliesst als der Inhalt des Zwischengefässes<B>51</B> in die Mem- brankammer strömt, sinkt der Schwimmer 52 wieder bis zu seiner Verschlussstellung, wodurch die Strömung in dem Verbindungsrohr 60 unterbrochen wird, bis wieder genü gend Flüssigkeit in das Zwischengefäss 51 eingelaufen ist, um den zuvor beschriebenen Vorgang sich wiederholen zu lass--n. Sobald die Membrankammer 61 soweit gefüllt ist, dass die Flüssigkeit das obere Ende 65b des Rohres 65 er reicht hat,
fliesst sie durch das Rohr 65 in den Entnahme behälter. Diese Vorgänge wiederholen sich solange, bis das Niveau der Flüssigkeit im Entnahmebehälter die untere Öffnung 65a des Rohres 65 erreicht. Da der Zwischenbe hälter 51 so bemessen ist, dass die jeweils beim öffnen der Auslassöffnung des Zwischenbehälters durch den Schwimmer 52 aus dem Zwischenbehälter nachströmende Flüssigkeitsmenge ausreicht, um das Rohr 65 zu füllen, tritt nunmehr, sobald der Schwimmer 52 den Einlass zum Ver bindungsrohr 60 schliesst, ein der Höhe H' der Flüssigkeits säule im Rohr 65 entsprechender Unterdruck in der Mem- brankammer 61 auf, durch den die Membrane derart ver formt wird,
dass das Ventil 71 entgegen den Kräften der Rastvorrichtung 74, 75, 76 in seine Verschlussstellung ge bracht wird. Der Zwischenbehälter 51 füllt sich nun lane- sam nach, wobei die verdrängte Luft über das Steigrohr 59 in den Behälter 1 entweichen kann. Der Schwimmer 52 steigt zu einem gewissen Zeitpunkt in der zuvor bLschrie- benen Weise nach oben und gibt die Zulauföffnung des Rohres 60 frei, ohne dass jedoch die Flüssigkeit ausströmen kann, da das Ventil 71 infolge des in der Ventilkammer 61 herrschenden Unterdrucks in seiner Verschlussstellung ge halten wird.
Nach Füllung des Entnahmebehälters bis zu dem gewünschten Sollstand y-y wird in den Vorratsbehälter 1 zweckmässigerweise wieder soviel Flüssigkeit nachge füllt, wie für die Füllung des Entnahmebehälters verb--aucht wurde.
Sinkt in der Folgezeit in dem Entnahmebehälter der Flüssigkeitspegel unter den durch die Linie y-y angegebe nen Stand, so dringt Luft in das Rohr 65 ein und steigt in diesem nach oben, während ein Teil der im Rohr enthal tenen Flüssigkeit unten austritt, bis der Flüssigkeitspegel y-y wieder erreicht ist und das untere Ende 65a des Rohres schliesst. Dieser Vorgang wiederholt sich solange, bis die Flüssigkeitssäule im Rohr nur noch die Höhe h' zeigt und der Unterdruck in der Membrankammer 61 soweit gesun ken ist, dass die Feder 78 nunmehr die von der Rastvor richtung 74, 75, 76 ausgeübte Kraft überwindet und das Ventil 71 öffnet.
Der Zwischenbehälter 51 entleert sich nun in die Membrankammer 61, wobei das Rohr 65 wieder ge füllt wird; sobald der Schwimmer 52 die Einlassöffnung des Rohres 60 schliesst, wird durch die nunmehr wieder mit der vollen Höhe H' wirkende Flüssigkeitssäule in der Kammer 61 ein solcher Unterdruck erzeugt. dass auch das Ventil 71 schliesst.
Anstelle einer mechanischen Rastvorrichtung wie sie in Fig. 6 dargestellt ist, kann auch das Ventil mit einer magne tischen Rastvorrichtung versehen werden, ähnlich der in dem Zwischenbehälter 51 vorgesehenen. Eine solche An ordnung ist in Fig. 7 gezeigt, in der entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind wie in der Fig6. Das Gehäuse 61' der Membrankammer erhält eine von der in Fig. 6 gezeigten abweichende Form, da nunmehr für die mechanische Rastvorrichtung kein Platz mehr benötigt wird.
Die magnetische Rastvorrichtung besteht aus einer am Ven tilkörper 71' befestigten runden Scheibe 81 aus fe-roma- gnetischem Material und einem in dem Gehäuse 61' der Membrankammer befestigten ringförmigen Permanentma gneten 82. Die Arbeitsweise dieser magnetischen Vorrich tung entspricht vollkommen der Arbeitsweise der anhand der Fig. 6 dargestellten mechanischen Vorrichtung. Die Ein richtungen des Zwischenbehälters 51 bleiben dabei unver ändert.
Anstelle des Zwischenbehälters 51 kann auch eine ande re Vorrichtung verwendet werden, durch die das Verbin dungsrohr 60 während des Nachfüllvorgangs in regelmässi- gen Zeitabschnitten geschlossen wird. Eine solche Vorrich tung ist in Fig. 8 im Längsschnitt dargestellt. Das kasten- förmige Gehäuse 85 ist über einen Stutzen 86, beispielsweise mittels eines kurzen Rohrstückes, an die Auslassöffnung des Vorratsbehälters angeschlossen.
Das Gehäuse 85 ist nach unten durch eine Bodenplatte 87 abgeschlossen, in deren Mitte eine öffnung vorgesehen ist, die gleichfalls über einen Stutzen an das Verbindungsrohr 60 angeschlossen ist. Auf der Bodenplatte ist eine Klappe 88 schwenkbar angebracht und wird durch eine Feder 89, die sich auf dem im Inneren des an der Platte 87 vorgesehenen Stutzens befindlichen Ab satz 87' abstützt, nach oben gedrückt; die Klappe 88 ist in Fig. 8 in ihrer Schliessstellung dargestellt; sie ist jzdoch unter dem Einfluss der Feder 89 normalerweise geöffnet, wobei sie eine schräg von links unten nach rechts oben verlaufende Stellung einnimmt.
Das Verbindungsrohr 60 führt zu einer Membrankammer ähnlich wie sie anhand der Fig. 6 und 7 beschrieben wurde.
Hat nun infolge eines in der Membrankammer, auftre tenden Druckanstieges das Ventil geöffnet, so beginnt aus dem Vorratsbehälter die nachzufüllende Flüssigkeit zur Membrankammer und über diese in den Entnahmebehälter zu strömen, da unter dem Einfluss der Feder 89 die Kla- pe 88 geöffnet ist.
Durch die zunehmende Strömungsgc- schwindigkcit des um die Klappe herumgeleiteten Flüssig keitsstromes wird die Klappe geschlossen, sobald der Strö mungsdruck die Gegenkraft der Feder 89 überwindet. D'e Verbidnung zwischen dem Vorratsbehälter und der Mem- brankammer ist damit unterbrochen und in der Membran kammer kann sich gegebenenfalls der zum Schliessen des Ventils erforderliche Unterdruck bilden.
Um ein Wieder öffnen der Klappe 88 zu ermöglichen, ist in d eser eine kleine Bohrung 88' vorges:hen; die Feder 89 kann so die Klappe wieder in ihre Öffnungsstellung zurückbringen. Das Ventil in der Membrankammer. das inzwischen geschlossen hat, unterbricht nunmehr weiterhin die vom Vorratsbehäl ter zum Entnahmebehälter führende Leitung, bis der Un terdruck in der Membrankammer in der zuvor beschriebe nen Weise soweit abgenommen hat, dass die Membrane das Ventil erneut öffnet. Alsdann wiederholt sich der beschrie bene Vorgang.
Es besteht auch die Möglichkeit, in Abwandlung der in Fig. 6 gezeigten Anordnung unter Vermeidung eines beson deren Verbindungsrohres 60 den Zwischenbehälter und die Membrankammer direkt zu einor Einheit zusammenzubauen. Hierbei kann beispielsweise der Schwimmer 52 durch eine Membrane ersetzt werden. Ein Beispiel für eine solche Aus führung ist in Fig. 9 dargestellt. Die Bezugszahlen 1 bis 5 entsprechen denen der vorhergehenden Figuren. Unterhalb des Bodens des Vorratsbehälters 1 ist die Doppelkammer 100 vorgesehen, die über die beiden kurzen Rohre 101 und 102 mit dem Vorratsbehälter verbunden sind.
Das Rohr 101 ist im Inneren des Vorratsbehälters durch ein Steigrohr 103 nach oben verlängert und endet in verhältnismässig ge- ringem Abstand unter der oberen Behälterwand. Das Rohr 102 hat einen geringeren Durchmesser als das zum Ent nahmebehälter führende Fallrohr 65. Die Doppelkammer 100 ist durch eine Zwischenwand 105 in zwei Einzelkam mern 106 und 107 unterteilt, die jeweils durch eine Mem- brane nach aussen abgeschlossen sind, und zwar die Kam mer 106 durch die Membrane 108 und die Kammer 107 durch die Membrane 109. Die beiden Membranen sind durch ringförmige Flansche 110 bzw. 111 an dem Körper der Doppelkammer 100 befestigt.
Die beiden Kammern 106 und 107 sind durch eine Bohrung 112 miteinander verbun den, in der die beiden ringförmigen Magnete 113 und 114 angeordnet sind. Die beiden Membranen sind jeweils mit geeignet geformten Metallteilen 115, 116 aus ferromagneti- schem Material versehen, die so angeordnet sind, dass sie unter der Wirkung der ringförmigen Magnete 113 und 114 stehen, sobald die betreffende Membrane sich weit genug nach innen wölbt. Das an der Membrane 108 be festigte Metallteil 115 dient dabei gleichzeitig dazu, die Durchtrittsöffnung 112 zu schliessen, wenn es an dem Magnetring 113 anliegt; es übernimmt also die Funktion eines Ventilkörpers.
In der inneren Bohrung der magneti schen Ringe 113 und 114 ist ein kurzes Rohrstück 117 aus einem elastischen Stoff vo-gesehen, das als Ventilsitz für den an der Membrane 109 befestigten Ventilkörper 118 dient. Von der Kammer 107 führt das Fallrohr 65 zum Entnahmebehälter.
Die Wirkungsweise der Anordnung ist kurz folgende: Wenn sowohl das Ventil<B>118</B> als auch das an der Mem brane 108 befestigte Metallteil 115 sich in ihrer Schliess- stellung befinden, wie dies in Fig. 9 dargestellt ist, so strömt durch das enge Zulaufrohr 102 Flüssigkeit aus dem Vor ratsbehälter 1 in den Raum 106 nach und steigt in dem Steigrohr 103 soweit, bis unter der Wirkung des Flüssig keitsdrucks das Metallteil 115 vom Magnetring 113 abge hoben wird und die Durchlassöffnung 112 freigibt.
Der Raum 106 füllt sich soweit, als dies die :Membrane, die nunmehr ihre andere Extremlage annimmt, zulässt, während gleichzeitig die Flüssigkeitssäule in dem Steigrohr 103 bis zu der jeweils durch den Pegelstand im Vorratsbehälter be dingten Höhe steigt. Die Membrane 109 wird durch den Unterdruck, den die in dem Rchr 65 stehende Flüssigkeits säule erzeugt, solange in der gezeichneten Stellung gehal ten, bis der Flüssigkeitspegel im Nachfüllgefäss das untere Ende 65a freigibt, so dass Luft in das Rohr 65 eindringen kann.
Sobald die Flüssigkeitssäule im Rohr 65 soweit ab gesunken ist, dass der durch sie erzeugte Unterdruck nicht mehr ausreicht, die Membrane 109 gegen ihre elastische Kraft aus den aus dem Vorratsbehälter 1 bzw. dem Steig rohr 103 über die Kammer 106 und die Durchlassöffnung 112 wirkenden hydrostatischen Druck in der gezeichneten Lage zu halten, öffnet sich das Ventil und die in der Kammer 106 befindliche Flüssigkeit strömt über die Kam mer 107 zum Rohr 65 und dem Entnahmebehälter. Durch das plötzliche Austreten der Flüssigkeit aus der Kammer 106 wird die Membrane 108 nach innen gewölbt und schliesst den Durchlass 112 solange, bis wieder genügend Flüssigkeit über das Rohr 102 geflossen ist, um die Mem brane hoch zu wölben.
Dieser Vorgang wiederholt sich so lange, bis in einem Augenblick. in dem der Durchgang 112 durch das Teil 115 geschlossen ist, der durch die Flüssigkeitssäule im Rohr 65 erzeugte Unterdruck Qeniigt, die Membrane 109 nach innen zu wölben und das@Ventil <B>118</B> zu schliessen.
Das Rohr 101 und das Steigrohr 103 dienen dazu, einer seits durch ein rasches Nachströmen von Luft das rasche Abfliessen der in der Kammer 106 befindlichen Flüssigkeit zu ermöglichen und andererseits beim Nachfliessen der Flüssigkeit durch das Rohr 102 die in der Kammer 106 befindliche Luft nach oben abzuleiten.
Das Rohr 103 kann gleichzeitig dazu herangezogen werden, beim Füllen des Vorratsbehälters 1 ein rasches Füllen des Entnahmebehäl ters zu bewirken, indem die Flüssigkeit bis über den oberen Rand des Rohres 103 eingefüllt wird und nunmehr durch dieses Rohr, dessen Querschnitt mindestens dem Querschnitt des Rohres 65 entspricht, solange zum Entnahmebehälter fliesst, bis der Flüssigkeitspegel im Vorratsbehälter die glei che Höhe aufweist wie der obere Rand des Rohres 103.
Anstelle eines ringförmigen Flansches<B>111</B> kann selbst verständlich in der gleichen Weise wie bei der Ausführung entsprechend den Fig. 6 und 7 ein mit einem Stutzen ver- sehener Deckel verwendet werden.
Es hat sich gezeigt, dass der Nachfüllvorgang besonders einwandfrei und sicher abläuft, wenn das von der Membran kammer zum Entnahmebehälter führende Fallrohr im Ver hältnis zu seinem wirksamen Querschnitt eine besonders grosse Innenfläche aufweist. Anstelle des in Fig. 10a dar gestellten einfachen Querschnittes des Rohres 65 kann man dies dadurch erreichen, dass man ein solches Rohr entspre chend der Fig. 10b durch eine Längswand 91 in je zwei Lei tungen 92 mit halbkreisförmigem Querschnitt unterteilt. Auch kann stattdessen eine aus zwei Rohren 93 und 94 be stehende Doppelleitung vorgesehen sein.
In Fig. lOd ist in ein Aussenrohr 95 eine Anzahl (beispielsweise vier) Rohre 96 kleinen Querschnitts eingezogen, deren Gesamtquer schnitt dem gewünschten Querschnitt des Fallrohres ent spricht, während die Innenfläche auf diese Weise selbstver ständlich wesentlich vergrössert wird. Man kann auch ent sprechend der Fig. 10e in ein entsprechend dimensioniertes Aussenrohr 95 eine mehrfach gewellte Zwischenwand 97 einbringen, durch die gleichfalls die Innenfläche der Leitung erheblich vergrössert wird.
Das gleiche Ziel wird erreicht, wenn statt einer gewellten Zwischenwand eine spiralig ge formte Folie 98 längs des Rohres 95 in dieses eingeführt wird, wie dies Fig. 10f zeigt.
Die vorstehend beschriebenen Vorrichtungen zur Ni veauregelung können selbstverständlich aus jedem geeigne ten Material, beispielsweise aus Metall, Glas oder einem Kunststoff hergestellt werden. Zweckmässigerweise werden ihre wesentlichen Teile, soweit möglich, aus einem trans parenten geblasenen Kunststoff angefertigt, worauf sich der Vorteil ergibt, dass eine dauernde Überwachung der Flüssig keitsreserve möglich ist und der Flüssigkeitsvorrat ergänzt werden kann, sobald ein gewisses Niveau unterschritten wird.
Auch für die Anwendun- dieser Vorrichtung gemäss der Erfindung ergeben sich die verschiedensten Möglichkei ten. Eines der Hauptanwendungsgebiete ist die laufende Er gänzung des Öles in der Ölwanne von Verbrennungsmoto ren, doch lässt sich die Vorrichtung selbstverständlich über all da anwenden. wo ein Flüssigkeitsspiegel auf möglichst gleichbleibendem Niveau gehalten werden soll, wie dies bei spielsweise in der Industrie, vorzugsweise der chemischen Industrie häufi(, gefordert wird. Auch auf die Regelung der ölzuführung in Ölfeueruncen lässt sich die Erfindung anwenden.
Die bisher beschriebenen Ausführungsformen stellen na türlich nur Beispiele für die Durchführung des Erfindungs gedankens dar, die andersartig Ausführungsformen, soweit sie auf dem grundsätzlichen Erfindungsgedanken aufgebaut sind, nicht ausschliessen sollen.
Es ist nicht notwendig, den Vorratsbehälter 1 so gross auszubilden, dass er den gesamten vorgesehenen Vorrat aufnehmen kann. Es genügt unter Umständen durchaus, einen kleinen Vorratsbehälter 1 vorzusehen. dessen Inhalt beispielsweise in an sich bekannter Weise, etwa mittels eine Pumpanlage, aus einem an anderer Stelle untergebrachtes grösseren Reservetank im Bedarfsfalle jeweils automatisci nachgefüllt wird.
Device for regulating the liquid level in a withdrawal container The invention relates to a device for controlling the liquid level in a withdrawal container, for example the oil level in the oil pan for internal combustion engines, and in particular such a device in which the amount of liquid withdrawn from a storage container automatically with a higher liquid reservoir, - is replaced by the effect of the static pressure in the downpipe via a downpipe arranged between the withdrawal container and the storage container.
It is known to regulate the liquid level in a vessel by replenishing the liquid in this vessel from a storage container as soon as the liquid level drops below a certain level. Such devices are already common, for example, to automatically supplement the oil level in the oil pan of internal combustion engines without having to check the oil level with the aid of a calibrated rod in order to then refill the missing liquid quantity by hand. In this case, the storage container, which can consist of a transparent plastic, for example, must be hermetically sealed to the outside and are provided with a line, whose open end extends to the liquid level.
If the liquid level drops, air penetrates through the line into the storage container and a corresponding amount of liquid flows into the liquid container until the liquid level again reaches the opening of the line. These previously known devices show several disadvantages that often make their proper functioning in question.
First of all, it is necessary to hermetically seal the vessel from the outside air. In addition, the vessels made of elastic plastic tend to deform under the influence of the negative pressure created by the liquid column in the line, i. E. to bulge inwards, if they are not made of particularly stable material or in a profiled design or have only a small volume.
Another disadvantage of such a refilling device is that the contents of the storage container are permanently connected to the liquid to be supplemented, such as the oil in the oil pan of an internal combustion engine, via the line, so that the suspended matter polluting this liquid is also in the penetrate the storage container before and its contents over time assumes the same degree of pollution as the liquid to be supplemented; the topped up liquid therefore no longer improves the topped up liquid;
for example, the oil that is subsequently supplied to the oil pan is not replenished in the form of fresh oil, but has the same degree of contamination as the oil in the oil pan. In addition, the devices of this type have the disadvantage that their mode of operation is dependent on temperature and air pressure.
The object of the invention described below is now to avoid these disadvantages. For this purpose, according to the invention, a device for regulating the liquid level in a withdrawal container is provided, in which the amount of liquid withdrawn from a storage container with a higher liquid level is automatically replaced via a downpipe arranged between the withdrawal container and the storage container as soon as the refilling process is effective the static pressure is triggered in the downpipe, designed in such a way that a component responding to the pressure in the downpipe is provided on the downpipe,
which is connected to a valve controlling the inflow from the storage container.
It does not matter whether the opening of the valve is caused by an increase or a decrease in the static fluid pressure. Both the opening and the closing of the valve are preferably effected at static pressures that are below atmospheric pressure. Through this valve, the contents of the storage container are completely closed off from the liquid to be supplemented, such as the oil in an Ulwanne, so that contamination cannot take place through diffusion of the suspended particles of dirt. The refilled liquid is therefore always pure.
In addition, there is now the possibility of keeping the storage container under atmospheric pressure, so that there is no need to fear deformation due to negative pressure, nor is a hermetic seal against the outside air necessary. At the same time, it is completely independent of temperature and air pressure. There is also the advantage that the amount of liquid in the reservoir can be monitored either by a built-in hydromechanical or electrical control and alarm system of a known type, so that the liquid reservoir is always refilled in good time.
In the following, various embodiments for a device according to the invention will be illustrated and described with reference to the accompanying drawings, from which further details for the implementation of the inventive concept will emerge. Some of the figures show a purely schematic representation without going into any more technical details.
1 shows a device in which the downpipe is under negative pressure and the valve opens as soon as the pressure drops below a certain level and closes as soon as the pressure rises above a certain level; in Fig. 2 a device is shown. which works on the reverse principle, d. H. in which the valve is opened at higher pressure and closed at lower pressure; In this case too, the downpipe is constantly under negative pressure; FIG. 3 shows the lower end of the downpipe according to FIG. 2;
Fig. 4 shows another embodiment of the lower end of the downpipe; in FIG. 5, the pressure membrane consisting of a bellows in the examples shown above is replaced by a floating body;
6 shows an example of the practical implementation of a device according to the invention, an element operating according to the principle according to FIG. 2 being arranged in series with an element operating according to the principle according to FIG. 5; FIG. 7 shows a variant of the component of FIG. 6 operating in accordance with the principle of FIG. 2;
FIG. 8 shows another solution for the component in FIG. 6 which works according to the principle of FIG. 5; FIG. 9 shows an embodiment in which an intermediate vessel and the membrane chamber are combined to form one component; and Figures 9a to 9f show different cross-sections for the downpipe.
In Fig. 1, the storage container 1 is filled with the liquid 2 to be filled. The refill 3 of this container is closed by a cap 4. which is in communication with the outside air via an opening 5. De container 1, which can be blown from plastic, for example, has at its lower end a projection 6 which is separated from the upper part of the container by a subsequently inserted tightly fitting wall 7 vollkom men. The downpipe in the form of the downwardly leading pipe 8 emerges at its upper end from the extension 6, the lower end 8a of which is immersed in the liquid 12, the level of which is to be regulated.
The extension 6 continues below the outlet opening of the line 8 in the form of a membrane 9 designed as a bellows. On the lower end surface of this membrane 9, a valve 10 is attached, which is seated on an opening 11 of the intermediate wall 7 designed as a valve seat.
The mode of operation of this device is as follows: As long as the liquid. whose level is supposed to be regulated, has a normal level o-o, there is a certain negative pressure in the bale, which is caused by the liquid column h. This negative pressure is not sufficient to open the valve 1 (.. Only when the level of the liquid 12 to be controlled has sunk below a certain level xx is the pressure in the bellows 9 so low due to the current height H of the liquid column in the pipeline 8 that the bellows contracts accordingly in order to open the valve 10.
From the under normal atmospheric pressure reservoir 1 now flows as much liquid speed until the level o-o of the liquid to be supplemented speed 12 is reached again and the valve is closed again by the pressure now prevailing in the bellows 9 of the liquid column h. When working th this device. As with the one described below, the spring force of the bellows can be used directly, if one is used.
In Fig. 2, another embodiment of the inven tion concept is shown. The effect of the pressure ratios is reversed here. Here, too, the liquid 2 to be refilled is contained in the reservoir 1 before. The refill 3 of the container is closed by the cap 4 and is connected to the outside air via the opening 5. At the lower part of the container 1 serving as an intermediate vessel 20 attachment part 16 is provided, the sen lower wall 15 is provided with an opening 14 designed as a valve seat.
From the storage container 1, this approach 16 is separated by a wall 17, which is seen on the one hand with a leading through the container 1 upwards and connected to the outside air tube 18 ver; a ball valve 23 is provided in the tube 18. which is designed in such a way that the air in the vessel can escape to the outside through the pipe 18, but no air can penetrate into the vessel 20 from the outside.
On the other hand, there are small openings 19 in the intermediate wall 17 through which the intermediate vessel 20 formed by the extension piece 16 is connected to the container I, so that the liquid 2 through these openings 19 into the Can penetrate space 20 and fill it. On the lower part of the approach 16 designed as a Fal tenbalg membrane 21 is pushed and attached to the approach 16 in a suitable manner. On the bottom part of the bellows 21, the valve 22 is attached. which is seated from below on the opening 14 in the wall 15, which is designed as a valve seat.
Above the bellows 21 is the outlet opening of the line 8 leading downwards, the lower end 8a of which is immersed in the liquid 12. The lower end 8a of the tube 8 is closed and provided with a number of lateral openings 86, the total opening of which corresponds to at least the cross section of the tube 8 and is significantly larger. than the total cross section of the openings 19 in the intermediate wall 17. In FIG. 3 the lower end of the tube 8 is shown on an enlarged scale.
The mode of operation of this arrangement is as follows: In the pipeline 8 there is a column of liquid up to level a-a. The suction exerted by the column of liquid has the tendency to contract the bellows 21 against its elastic force, so that the valve 22 is pushed upwards and the intermediate vessel 20 is kept closed. If the level of the liquid to be monitored 12 drops by a small amount, air penetrates through the opening 8b into the line 8, while at the same time a corresponding part of the liquid in the pipeline 8 escapes downwards.
As soon as the leaked liquid is sufficient to raise the level of the liquid 12 above the upper edge of the openings 8b, this process is interrupted; it is repeated when the level of the liquid 12 again exposes the openings 8b. More and more air penetrates into the pipe 8 and the space 24 of the bellows 21, while the pressure in the space 24 increases at the same time as the liquid level in the pipe 8 drops.
This refilling process just described is repeated until the liquid level in the tube 8 reaches the level b-b. At this moment the pressure in the space 24 or in the bellows 21 has risen to such an extent that its lower surface moves downward due to the elastic force of the bellows so that the valve 22 releases the opening 14. The contents of the vessel 20 flows quickly through the relatively large valve opening into the line 8 downwards. whereby the level of the liquid in the Lei device 8 increases.
The cross-sections of the openings 19 in the intermediate wall 17 are selected to be so small. that the liquid 2 can only flow very slowly from the container 1 into the intermediate vessel 20, the air that has penetrated through the outflow of the liquid into the vessel 20 is diverted to the outside through the ball valve 23 and the riser 18.
The process is repeated if necessary until the liquid level in the pipe 8 reaches level a-a. whereupon the negative pressure generated by the suction of the liquid column in the space 24 or in the bellows 21 causes the valve 22 to finally close.
In this context, it should be noted that in the embodiment described with reference to FIG. 2, the confluence of the tube 8 in the space formed by the Fal tenbalg 21 does not have to run in a horizontal, but in an upward direction to prevent that an air bubble settles in this part of the pipe, which would jeopardize the proper functioning of the device.
Instead of providing a tube closed at the bottom with individual openings 8b in the manner shown in FIG. 3, it is also possible to provide the lower edge of a tube open at the bottom with notches 8c. as shown in FIG.
FIG. 5 shows another embodiment of the device according to the invention, which corresponds in its mode of operation to the embodiment of FIG. The static pressure of the liquid column in the tube 28 in this case does not act on a bellows membrane, son countries on a float 29, which also acts as a valve and sits on the valve seat opening 30 of the extension piece 31. The extension piece 31 is connected in one piece to the container 1. The intermediate vessel formed by the attachment piece 31 is separated from the container 1 by the partition 32.
The partition 32 contains small openings 33 through which the intermediate vessel 31 is connected to the container 1. The openings 33 are, however, dimensioned so that the liquid from the loading container 1 can only very slowly pass into the intermediate vessel 31. In addition, the partition 32 is seen ver with a riser pipe 35 passing through the container I, through which the intermediate vessel 31 is in communication with the outside air. At the same time, this tube 35 serves as a guide for the rod 36 attached to the float.
Below the opening 30 serving as a valve seat for the float is a connecting piece to which the downwardly leading pipe 28 is attached. The lower end of the tube 28 protrudes into the liquid 12 to be supplemented; it is closed at 28a and laterally provided with openings 28b, as has already been shown for the device according to FIG. 2 with reference to FIG.
The volume of the intermediate vessel 31 is dimensioned such that the liquid volume located therein corresponds approximately to the liquid volume in the pipe 28 up to level a-a. The mode of operation of this Vorrich device is as follows: As soon as the level of the liquid to be supplemented 12 drops so far that air can enter the openings 28b, this air rises in the tube 28 and the corresponding amount of liquid emerges from the lower end of the Tube out until the level of the liquid 12, the openings 28 closes again. The negative pressure caused by the suction of the liquid column in the tube 28 in the space 39 holds the float 29 firmly on the valve seat 30, against the buoyancy caused by the liquid filling the intermediate vessel 31.
As the liquid level in tube 28 falls, the pressure in space 39 increases, and as soon as the liquid column in tube 28 has reached level bb, the buoyancy of the liquid in the intermediate vessel 31 outweighs that exerted on the float by the negative pressure in space 39 So-called. The float releases the opening 30 and the contents of the intermediate vessel 31 flows very quickly through this relatively large opening down into the pipe 28, while the liquid can only flow in very slowly from the container 1 through the narrow openings 35.
Due to the rapid drainage of the liquid from the intermediate container 31, the float 29 sits back on its valve seat 30. In the tube 28, the liquid column has now risen so high as the liquid that has flowed in from the intermediate vessel 31 that the suction it exerts The float 29 holds in its position on the valve seat 30 even after the fluid flowing out of the container 1 has filled the intermediate vessel 31 again.
In Fig. 6, the reservoir l @ is filled with the refill the liquid 2 and its refill 3 closed by the lid 4, in which an opening 5 is provided to connect the interior of the container 1 with the out senluft. Below the container 1, an intermediate container 51 is arranged, which is connected to the liquid 2 in the container 1 via its opening 55 and a connecting pipe 60 leads from the bottom to a membrane chamber 61.
In the intermediate container 51 there is a float. which is guided through two rod-like lugs 54, 54 'of the intermediate container 51 and carries a round plate 57 made of ferromagnetic material on its lower flat surface. The lower outlet opening of the intermediate container 51, which leads to the connecting pipe 60 via the pipe-like extension 54 ', is surrounded by an annular permanent magnet 58. A riser pipe 59 leads from the upper part of the intermediate container 51 into the upper part of the container 1, where it protrudes above the level of the liquid 2.
The opening 55 through which the intermediate vessel 51 is connected to the container 1 has a much smaller cross section than the connecting pipe 60. The float 52 is dimensioned and guided in such a way that when the intermediate vessel 51 is empty, it is always on the upper surface of the Magnet ring 58 is placed, the two surfaces being machined in such a way that a tight seal between the intermediate vessel 51 and the connecting pipe 60 is created.
The connecting pipe 60 leads via a valve to the diaphragm chamber 61, one surface of which is closed by a circularly corrugated round diaphragm 64. The edge of the membrane is determined by the suitably shaped cover part 62 from. The cover part 62 is provided with a connecting piece 63, via the opening 63 'of which the space 62' between the membrane 64 and the cover part 62 is connected to the outside air; If necessary, a line can be connected to the nozzle 63, through which the space 62 'in front of the membrane 64 can be connected to the extraction container, if its interior is not in direct contact with the outside air.
A tube 65 leads down from the membrane chamber 61 to the removal container. Its lower end 65a is at the level of the desired liquid level y-y to be re-regulated and is notched in the manner shown in FIG. The upper end 65b of this tube protrudes into the diaphragm chamber 61 so that its upper opening 65b is located above the inlet valve 71.
The inlet valve 71 is connected to the membrane 64 via a latching device. The locking device, which is placed on the continuous shaft 73, consists of a double cone 74, which can move in the axial direction of the shaft 73 between several under the action of Fe countries 76 balls 75, which ent neither in the drawing Set the open position shown or in the closed position such that the valve can only be moved from one position to the other after overcoming a certain resistance. The valve seat is formed by a short piece of hose 72 made of an elastic material, so that a good device is created when the valve is closed.
The springs 76 arranged radially to the shaft 73 are housed in bores of the body 61 of the membrane, which is correspondingly reinforced at this point, and are held by screws 77. The mode of operation of the device is as follows: It is initially assumed that the removal container is empty. If the storage container 1 is now filled with liquid, for example oil, part of this liquid flows through the opening 55 into the intermediate container 51 and fills it to such an extent that the buoyancy of the float 52 overcomes the holding force of the magnetic ring 58, so that the float moves moved upwards and the inlet opening of the connecting pipe 60 releases.
Since the dyke pressure prevails on both sides of the membrane 64 at this moment, and thanks to the Fcderb: loadung @ is pressed to the right by the Fe of 78 in this case, the valve 71 is open and the liquid flows through the connecting pipe 60 in the membrane chamber 61.
Since the liquid flows in through the opening 55 much more slowly than the contents of the intermediate vessel <B> 51 </B> flows into the membrane chamber, the float 52 sinks again to its closed position, whereby the flow in the connecting pipe 60 is interrupted until enough liquid has flowed into the intermediate vessel 51 to allow the previously described process to be repeated. As soon as the membrane chamber 61 is filled so far that the liquid has reached the upper end 65b of the tube 65,
it flows through the pipe 65 into the removal container. These processes are repeated until the level of the liquid in the removal container reaches the lower opening 65a of the tube 65. Since the intermediate container 51 is dimensioned such that the amount of liquid flowing in from the intermediate container through the float 52 when the outlet opening of the intermediate container is opened is sufficient to fill the pipe 65, now occurs as soon as the float 52 closes the inlet to the connecting pipe 60 , a vacuum in the membrane chamber 61 corresponding to the height H 'of the liquid column in the pipe 65, through which the membrane is deformed in such a way,
that the valve 71 is brought into its closed position against the forces of the latching device 74, 75, 76. The intermediate container 51 now slowly refills, the displaced air being able to escape into the container 1 via the riser pipe 59. At a certain point in time, the float 52 rises in the manner described above and releases the inlet opening of the pipe 60, but without the liquid being able to flow out, since the valve 71 is in its closed position due to the negative pressure prevailing in the valve chamber 61 will hold.
After filling the withdrawal container up to the desired target level y-y, as much liquid is expediently refilled into the storage container 1 as was verb-alsot for filling the withdrawal container.
If in the following time the liquid level in the withdrawal container falls below the level indicated by the line yy, air penetrates into the pipe 65 and rises in this upwards, while part of the liquid contained in the pipe exits below until the liquid level yy is reached again and the lower end 65a of the tube closes. This process is repeated until the column of liquid in the pipe only shows the height h 'and the negative pressure in the diaphragm chamber 61 has fallen so far that the spring 78 now overcomes the force exerted by the locking device 74, 75, 76 and that Valve 71 opens.
The intermediate container 51 is now emptied into the membrane chamber 61, the pipe 65 being filled again; as soon as the float 52 closes the inlet opening of the pipe 60, such a negative pressure is generated in the chamber 61 by the liquid column now again acting at the full height H '. that valve 71 also closes.
Instead of a mechanical locking device as shown in FIG. 6, the valve can also be provided with a magnetic locking device, similar to that provided in the intermediate container 51. Such an arrangement is shown in FIG. 7, in which corresponding parts are provided with the same reference numerals as in FIG. The housing 61 'of the diaphragm chamber is given a shape that differs from that shown in FIG. 6, since no more space is required for the mechanical locking device.
The magnetic latching device consists of a round disc 81 made of ferromagnetic material fastened to the valve body 71 'and an annular permanent magnet 82 fastened in the housing 61' of the diaphragm chamber. The mode of operation of this magnetic device corresponds completely to the mode of operation of FIG Fig. 6 shown mechanical device. The A directions of the intermediate container 51 remain unchanged.
Instead of the intermediate container 51, another device can also be used, by means of which the connecting tube 60 is closed at regular intervals during the refilling process. Such a device is shown in Fig. 8 in longitudinal section. The box-shaped housing 85 is connected to the outlet opening of the storage container via a connection piece 86, for example by means of a short pipe section.
The housing 85 is closed at the bottom by a base plate 87, in the center of which an opening is provided which is also connected to the connecting pipe 60 via a socket. A flap 88 is pivotably mounted on the base plate and is pushed upwards by a spring 89 which is supported on the set 87 'located inside the connector provided on the plate 87; the flap 88 is shown in its closed position in FIG. 8; it is now normally open under the influence of the spring 89, and it assumes a position running obliquely from the bottom left to the top right.
The connecting pipe 60 leads to a membrane chamber similar to that described with reference to FIGS. 6 and 7.
If the valve has now opened as a result of an increase in pressure in the diaphragm chamber, the liquid to be refilled begins to flow from the storage container to the diaphragm chamber and via this into the removal container, since the flap 88 is opened under the influence of the spring 89.
Due to the increasing flow rate of the liquid flow directed around the flap, the flap is closed as soon as the flow pressure overcomes the counterforce of the spring 89. The connection between the storage container and the diaphragm chamber is thus interrupted and the negative pressure required to close the valve can possibly be formed in the diaphragm chamber.
To enable the flap 88 to be opened again, a small bore 88 'is provided in it; the spring 89 can thus bring the flap back into its open position. The valve in the diaphragm chamber. which has now closed, now continues to interrupt the line leading from the Vorratsbehäl ter to the withdrawal container until the underpressure in the diaphragm chamber has decreased in the manner previously described so far that the diaphragm opens the valve again. The process described is then repeated.
There is also the possibility, in a modification of the arrangement shown in FIG. 6, to assemble the intermediate container and the membrane chamber directly into a unit while avoiding a special connecting pipe 60. Here, for example, the float 52 can be replaced by a membrane. An example of such an implementation is shown in FIG. The reference numbers 1 to 5 correspond to those of the previous figures. The double chamber 100 is provided below the bottom of the storage container 1 and is connected to the storage container via the two short tubes 101 and 102.
The pipe 101 is extended upwards in the interior of the storage container by a riser pipe 103 and ends at a relatively short distance below the upper container wall. The pipe 102 has a smaller diameter than the downpipe 65 leading to the removal container. The double chamber 100 is divided by a partition wall 105 into two individual chambers 106 and 107, each of which is closed off from the outside by a membrane, namely the chamber 106 through the membrane 108 and the chamber 107 through the membrane 109. The two membranes are attached to the body of the double chamber 100 by annular flanges 110 and 111, respectively.
The two chambers 106 and 107 are connected to one another through a bore 112 in which the two annular magnets 113 and 114 are arranged. The two membranes are each provided with suitably shaped metal parts 115, 116 made of ferromagnetic material, which are arranged in such a way that they are under the action of the annular magnets 113 and 114 as soon as the membrane in question arches inward enough. The metal part 115 fastened to the diaphragm 108 serves at the same time to close the passage opening 112 when it rests against the magnetic ring 113; so it takes on the function of a valve body.
In the inner bore of the magnetic rings 113 and 114, a short pipe section 117 made of an elastic material is seen from above, which serves as a valve seat for the valve body 118 attached to the membrane 109. The downpipe 65 leads from the chamber 107 to the removal container.
Briefly, the mode of operation of the arrangement is as follows: When both the valve 118 and the metal part 115 fastened to the membrane 108 are in their closed position, as shown in FIG. 9, there is a flow through the narrow inlet pipe 102 liquid from the storage container 1 in the space 106 and rises in the riser 103 until the metal part 115 is lifted from the magnetic ring 113 under the action of the liquid keitsdrucks and opens the passage opening 112.
The space 106 fills as far as the: membrane, which now assumes its other extreme position, allows, while at the same time the column of liquid in the riser 103 rises to the level determined by the level in the storage tank. The membrane 109 is held in the position shown by the negative pressure generated by the liquid column standing in the Rchr 65 until the liquid level in the refill vessel releases the lower end 65a so that air can penetrate into the tube 65.
As soon as the liquid column in the pipe 65 has sunk so far that the negative pressure generated by it is no longer sufficient, the membrane 109 counteracts its elastic force from the hydrostatic acting from the reservoir 1 or the riser pipe 103 via the chamber 106 and the passage opening 112 To hold pressure in the position shown, the valve opens and the liquid in the chamber 106 flows through the Kam mer 107 to the pipe 65 and the withdrawal container. Due to the sudden exit of the liquid from the chamber 106, the membrane 108 is curved inward and closes the passage 112 until enough liquid has flowed through the tube 102 again to arch the membrane up.
This process repeats itself until in a moment. in that the passage 112 is closed by the part 115, the negative pressure generated by the liquid column in the pipe 65 tends to bulge the membrane 109 inward and to close the valve 118.
The pipe 101 and the riser pipe 103 serve, on the one hand, to enable the liquid in the chamber 106 to flow away quickly through a rapid flow of air and, on the other hand, to divert the air in the chamber 106 upwards when the liquid flows through the pipe 102 .
The pipe 103 can be used at the same time to cause a rapid filling of the Entnahmebehäl age when the storage container 1 is filled, in that the liquid is poured in up to the upper edge of the pipe 103 and now through this pipe, whose cross section is at least the cross section of the pipe 65 corresponds to as long as it flows to the removal container until the liquid level in the storage container has the same height as the upper edge of the tube 103.
Instead of an annular flange 111, in the same way as in the embodiment according to FIGS. 6 and 7, a cover provided with a connecting piece can of course be used.
It has been shown that the refilling process is particularly flawless and safe when the downpipe leading from the membrane chamber to the removal container has a particularly large inner surface in relation to its effective cross section. Instead of the simple cross-section of the tube 65 shown in FIG. 10a, this can be achieved by dividing such a tube according to FIG. 10b by a longitudinal wall 91 in two lines 92 each with a semicircular cross-section. Instead, a double line consisting of two pipes 93 and 94 can be provided.
In Fig. 10d a number (for example four) tubes 96 of small cross-section is drawn into an outer tube 95, the total cross-section of which corresponds to the desired cross-section of the downpipe, while the inner surface is of course significantly increased in this way. According to FIG. 10e, a multiply corrugated intermediate wall 97 can also be introduced into a correspondingly dimensioned outer tube 95, which also significantly increases the inner surface of the line.
The same goal is achieved if, instead of a corrugated partition wall, a spiral-shaped sheet 98 is introduced into the tube 95 along the tube 95, as shown in FIG. 10f.
The devices for level control described above can of course be made of any suitable material, for example metal, glass or a plastic. Appropriately, their essential parts are made of a transparent blown plastic, as far as possible, which has the advantage that a constant monitoring of the liquid keitsreserve is possible and the liquid supply can be replenished as soon as the level falls below a certain level.
The most varied of possibilities also arise for the application of this device according to the invention. One of the main areas of application is the ongoing replenishment of the oil in the oil pan of internal combustion engines, but the device can of course be used anywhere. where a liquid level is to be kept as constant as possible, as is often required in industry, preferably the chemical industry, for example. The invention can also be applied to regulating the oil supply in oil fires.
The embodiments described so far are of course only examples for the implementation of the inventive concept, which are not intended to exclude different types of embodiments, provided they are based on the basic inventive concept.
It is not necessary to make the storage container 1 so large that it can hold the entire intended supply. It may be sufficient to provide a small storage container 1. the contents of which, for example, in a manner known per se, for example by means of a pumping system, are automatically refilled from a larger reserve tank housed elsewhere if necessary.