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PATENTANSPRÜCHE
1. Schwimmerbetätigtes Füllventil zur Regelung des Niveaus (27, 28) eines Flüssigkeitsspiegels eines Behälters, mit in einem Gehäuse (4) angeordnetem Einlass (23) und Auslass (24), einem innerhalb des Gehäuses zentrisch geführten, durch eine Schwimmerkugel (13) gesteuerten, die Ventildurchflussöffnung beeinflussenden Ventilstössel (10) und einem ringförmigen Ventilsitz (18), dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilstössel (10) am einen Ende und die Schwimmerkugel (13) am anderen, aus dem Gehäuse (4) in den Raum des Behälters zu greifen bestimmten Ende eines an einem im Auslass (24) vorgesehenen Steg (6) drehbar gelagerten Doppelhebels (7) angeordnet sind und eine lose Ventilkugel (21) durch den Ventilstössel (10), bei einem tiefen Niveau (27) des Flüssigkeitsspiegels, in eine Öffnungsstellung gedrückt ist und bei einem hohen Niveau (28),
in eine zum Schliessen des Ventilsitzes (18) vom Ventilstössel (10) unbeeinflusste Schliessstellung freigegeben ist.
2. Füllventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Ventilsitz (18) ein durch eine Stützscheibe (19) und einen Spannring (20) in einer Ausdrehung (32) des Gehäuses (4) gehaltener O-Ring ist.
3. Füllventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Ventilsitz (18) ein in eine im Gehäuse (4) vorgesehene Rille eingelegter O-Ring ist.
4. Füllventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Einlass (23) und dem Ventilsitz (18) ein mit die Ventilkugel (21) in ihrer Öffnungsstellung begrenzenden Rippen (30) ausgerüsteter Deckel angeordnet ist.
5. Füllventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse (4) ein das Niveau (27, 28) des Flüssigkeitsspiegels anzeigendes Schauglas (25) angeordnet ist.
6. Füllventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilstössel (10) durch im Innern des Gehäuses (4) angeordnete Führungsrippen (29) zentrisch geführt ist.
Die Erfindung bezieht sich auf ein schwimmerbetätigtes Füllventil zur Regelung des Niveaus eines Flüssigkeitsspiegels eines Behälters, mit in einem Gehäuse angeordneten Einlass und Auslass, einem innerhalb des Gehäuses zentrisch geführten, durch eine Schwimmerkugel gesteuerten, die Ventildurchflussöffnung beeinflussenden Ventilstössel und einem ringförmigen Ventilsitz.
In Lösungsmittelaufbereitungsanlagen sind Nachfüllventile bekannt, welche durch einen mit der zugehörigen Elektronik versehenen Kapazitivfühler gesteuert werden. Die Lösungsmittelaufbereitungsanlagen bestehen im wesentlichen aus einem als Verdampfer/Kondensator ausgebildeten Wärmetauscher, einer Vakuumpumpe und den mit Einlassund Auslassventilen versehenen Verbindungsleitungen. Im Verdampfungsraum des Wärmetauschers wird aus einer durch fett-, farb- oder harzverschmutzten Waschlösung unter Zuhilfenahme der Vakuumpumpe bei niedriger Temperatur das Lösungsmittel verdampft. Die Dämpfe werden durch die Vakuumpumpe gegen Atmosphäre verdichtet und dem Kondensationsraum des Wärmetauschers zugeführt. Dort kondensieren die Dämpfe, wobei das Lösungsmittelkondensat über einen Ablass für die Wiederverwertung kontinuierlich und drucklos abläuft.
Die im Verdampfungsraum während des Betriebes sich ansammelnden Rückstände werden von Zeit zu Zeit über ein Ablassventil in zähflüssigem Zustand abgelassen und dem Abfall zugeführt. Der oben erwähnte Kapazitivfühler ist im Verdampfungsraum des Wärmetauschers eingebaut und überwacht das Niveau des Spiegels der Waschlösung. Erreicht der Flüssigkeitsspiegel das entsprechende Niveau, spricht der Fühler an, das Nachfüllventil wird geschlossen und damit die Zufuhr weiterer Waschlösung unterbrochen. Nachteile dieser Einrichtung liegen darin, dass die elektronischen Fühlelemente nicht auf alle Medien ansprechen, dass für eine explosionssichere Ausführung zusätzliche teure Schutzmassnahmen getroffen werden müssen und dass eine, beispielsweise durch das Kochen der Waschlösung entstehende unruhige Oberfläche die einwandfreie Funktion des Fühlelementes und damit des Ventils beeinträchtigt.
Ein anderes, nichtelektronisches Füllventil ist mit der DE-PS 2360 132 bekanntgeworden. Eine lose im Ventilgehäuse angeordnete Schwimmerkugel regelt den Flüssigkeitsspiegel und schliesst bei steigendem Spiegel über einen Ventilstössel ein Hilfsventil. Das Hilfsventil bewirkt, dass der Druck in einer mit dem Zuleitungsstrom ständig verbundenen Druckkammer zunimmt, bis ein Hauptventil betätigt wird, das den Flüssigkeitszustrom unterbricht. Damit der Flüssigkeitszustrom keine Pendelbewegungen der Schwimmerkugel, und dadurch ein wechselsweises Öffnen und Schliessen des Hilfsventils, verursacht, werden die Schwimmerkugel und der Auslass voneinander getrennt. Das Füllventil ist das letzte Glied einer Flüssigkeitszuleitung, das durch den Zuleitungsdruck offen und durch den höchsten Pegelstand des zu überwachenden Behälters geschlossen gehalten wird.
Es würde sich nicht als Füllventil für eine Waschlösung eignen, welche allein durch den von der Vakuumpumpe erzeugten Unterdruck in den Verdampfungsraum des Wärmetauschers gesogen wird. Die feinen Durchlauföffnungen würden zudem durch Rückstände in kürzester Zeit verschmutzt und das Ventil in seiner einwandfreien Funktionsweise beeinträchtigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein preislich günstiges Füllventil für eine Lösungsmittelaufbereitungsanlage vorzuschlagen, welches gegen sämtliche Waschlösungen beständig ist, explosionssicher arbeitet und durch eine durch das Kochen des Mediums entstehende unruhige Flüssigkeitsoberfläche in seiner Funktion nicht beeinträchtigt wird.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass der Schliessdruck des Ventils nicht durch den Auftrieb der Schwimmerkugel, sondern durch den Atmosphärendruck bewerkstelligt wird, wodurch bei einer eventuellen Verschmutzung der Schwimmerkugel durch Rückstände der Waschlösung keine Veränderung des Schliessdruckes entsteht, dass eine eventuelle unruhige Oberfläche der Waschlösung die Funktion des Ventils nicht beeinträchtigt, das Ventil explosionssicher arbeitet und gegen sämtliche Lösungsmittel beständig ist.
Auf beiliegender Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das im folgenden näher erläutert wird. Es zeigt: einen Schnitt durch ein in der Einbaulage gezeichnetes Füllventil.
Mit list ein Vakuumverdampfer eines Wärmetauschers, mit 2 ein Gehäuse des Wärmetauschers und mit 3 ein Anschlussflansch des Wärmetauschers bezeichnet. Ein Gehäuse des Füllventils erhält die Ziffer 4 und ein Gehäuseflansch die Ziffer 5. Im Auslass 24 des Füllventils ist ein Steg 6 angeordnet. Mit einem Lagerzapfen 8 ist am Steg 6 ein Doppelhebel 7 drehbar gelagert. Der Lagerzapfen 8 ist durch zwei Splinten 9 gesichert. Durch einen Drehzapfen 11 ist an einem Ende des Doppelhebels 7 ein Ventilstössel 10 angelenkt. Der Drehzapfen 11 ist an beiden Seiten durch einen Splinten 12 gesichert. Am anderen Ende des Doppelhebels 7 ist mit
einem Drehzapfen 14 eine Schwimmerkugel 13 festgemacht.
Der Drehzapfen ist beidseitig durch einen Splinten 15 gesichert. Das Gehäuse 4 des Füllventils ist durch einen Deckel 16 abgeschlossen. Zwischen dem Gehäuse 4 und dem Deckel 16 ist eine Dichtungsscheibe 31 eingelegt. Der Deckel 16 weist ein Schauglas 25 auf. Im oberen Teil des Gehäuses 4 ist das Ventil 17 mit einem ringförmigen, elastischen Ventilsitz 18 angeordnet. Der in einer Ausdrehung 32 des Gehäuses 4 eingelegte Ventilsitz 18 ist durch eine Stützscheibe 19 und einen Spannring 20 gesichert. In das Gehäuse 4 ist über dem Ventilsitz 18 eine lose Ventilkugel 21 eingelegt. Ein mit Rippen 30 versehener Deckel 22 ist in ein Gewinde 33 des Gehäuses 4 eingedreht. Am Deckel 22 ist ein Einlass 23 befestigt. Eine durch den Einlass 23 in den Vakuumverdampfer 1 des Wärmetauschers zugeführte Waschlösung wird mit 26 bezeichnet.
Das tiefe Niveau der Waschlösung 26 im Vakuumverdampfer 1 erhält die Ziffer 27, das hohe Niveau die Ziffer 28.
Die vorstehend beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt: Das schwimmerbetätigte Füllventil ist in einer nicht dargestellten Lösungsmittelaufbereitungsanlage eingesetzt, welche im wesentlichen aus einem als Verdampfer/Kondensator ausgebildeten Wärmetauscher, einer Vakuumpumpe und den mit Einlass- und Auslassventilen versehenen Verbindungsleitungen besteht. Es hat die Aufgabe, das Niveau 27, 28 des Spiegels der Waschlösung 26 im Vakuumverdampfer 1 des Wärmetauschers zu überwachen und je nach dem Stand dieses Niveaus die Zufuhr von Waschlösung zu ermöglichen oder zu verhindern. Mit dem Gehäuseflansch 6 ist das Gehäuse 4 des Füllventils am Anschlussflansch 3 des Wärmetauschers befestigt.
Das Gehäuse 4 des Füllventils besteht aus einem zylinderförmigen Horizontalteil mit dem Gehäuseflansch 5, dem Auslass 24 und dem Deckel 16 und einem ungefähr in der Mitte der Horizontalteils aufgesetzten zylindrischen Vertikalteil mit dem Ventilsitz 17 und dem Deckel 22. In dem im Auslass 24 des Gehäuses 4 angeordneten Steg 6 ist der auf der einen Seite mit der Schwimmerkugel 13 und auf der anderen Seite mit dem Ventilstössel 10 verbundene Doppelhebel 7 drehbar gelagert. Der längere Hebelarm des Doppelhebels 7, an welchem die Schwimmerkugel 13 befestigt ist, ragt aus dem Füllventil heraus und in den Vakuumverdampfer 1 hinein, während der am kürzeren Hebelarm angelenkte Ventilstössel 10 in das im Vertikalteil des Gehäuses 4 untergebrachte Ventil 17 eindringt.
Bei leerem Vakuumverdampfer hängt die Schwimmerkugel im freien Raum des Vakuumverdampfers und zieht den Doppelhebel auf der Verdampferseite nach unten. Der Ventilstössel auf der anderen Seite des Doppelhebels wird dabei nach oben gedrückt, so dass die über dem Ventilsitz 17 angeordnete lose Ventilkugel 21 daran gehindert wird das Ventil zu schliessen.
Die Zuleitung für die Waschlösung wird offen gehalten.
Damit die Ventilkugel in keinem Fall durch den Ventilstössel zu stark nach oben gedrückt werden kann, um dadurch die freie Öffnung des Einlasses 23 über dem Ventilsitz zu beeinträchtigen, sind am Deckel 21 Rippen 30 vorgesehen, die den freien Durchgang gewährleisten. Bei der Inbetriebnahme der Anlage erzeugt die Vakuumpumpe im Vakuumverdampfer einen Unterdruck, wodurch Waschlösung durch das Ventil in den Vakuumverdampfer gesogen wird. Im Vakuumverdampfer wird bei relativ niedriger Temperatur aus der Waschlösung das Lösungsmittel verdampft. Bei normalen Betriebsverhältnissen wird die Zufuhr von Waschlösung, die Verdampfung von Lösungsmittel und der Ablass des zähflüssigen Rückstandes in einem gewissen Gleichgewicht gehalten. Steigt das Niveau der Waschlösung im Vakuumverdampfer übermässig an, wird die Schwimmerkugel und mit ihr der längere Arm des Doppelhebels nach oben gedrückt.
Der kürzere Arm des Doppelhebels wird mit dem durch die Rippen 29 zentrisch geführten Ventilstössel gleichzeitig nach unten gezogen. Der Ventilstössel verlässt den Einflussbereich des Ventils, die lose Ventilkugel wird durch den Sog der Vakuumpumpe an den Ventilsitz gezogen und die Zufuhr weiterer Waschlösung wird unterbunden. Die Zufuhr von Waschlösung bleibt solange unterbrochen bis das Niveau der Waschlösung im Vakuumverdampfer wieder soweit abgesunken ist, dass die Schwimmerkugel über den Doppelhebel und den Ventilstössel die Ventilkugel vom Ventilsitz nach oben wegdrückt. Das Niveau der Waschlösung senkt sich dabei entweder durch das weitere Verdampfen von Lösungsmittel aus der im Vakuumverdampfer noch vorhandenen Waschlösung und/oder durch das Ablassen der am Grund des Vakuumverdampfers sich ansammelnden Rückstände aus der gekochten Waschlösung.
Dieser Vorgang kann sich solange wiederholen, bis aus einer vorhandenen Menge Waschlösung das Lösungsmittel praktisch vollständig zurückgewonnen ist. Dadurch, dass die Ventilkugel nicht direkt mit dem Ventilstössel verbunden ist, beeinträchtigt weder eine eventuell verschmutzte Schwimmerkugel noch die unruhig brodelnde Oberfläche einer kochenden Waschlösung die gute Funktion bzw. den Schliessdruck des Ventils.
Zur Überwachung der Funktion und der Stellung des Doppelhebels, sowie zur Kontrolle des Niveaus der Waschlösung im Vakuumverdampfer ist im Deckel 16 des Horizontalteils des Gehäuses 4 ein Schauglas 25 eingesetzt.
Anstelle des in der Beschreibung erwähnten ringförmigen, elastischen, in der Ausdrehung des Gehäuses eingelegten und durch die Stützscheibe und den Spannring gesicherten Ventilsitzes könnte auch ein ringförmiger elastischer Ventilsitz, z.B. in Form eines O-Ringes, direkt in einer im Gehäuse entsprechend eingedrehten Rille eingelegt sein.
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PATENT CLAIMS
1. Float-operated filling valve for regulating the level (27, 28) of a liquid level of a container, with an inlet (23) and outlet (24) arranged in a housing (4), one centrally guided within the housing and controlled by a float ball (13) , the valve tappet influencing valve tappet (10) and an annular valve seat (18), characterized in that the valve tappet (10) on one end and the float ball (13) on the other reach out of the housing (4) into the space of the container certain end of a double lever (7) rotatably mounted on a web (6) provided in the outlet (24) and a loose valve ball (21) through the valve tappet (10), at a low level (27) of the liquid level, into an open position is depressed and at a high level (28),
is released into a closed position which is unaffected by the valve tappet (10) for closing the valve seat (18).
2. Filling valve according to claim 1, characterized in that the annular valve seat (18) is an O-ring held by a support disk (19) and a clamping ring (20) in a recess (32) of the housing (4).
3. Filling valve according to claim 1, characterized in that the annular valve seat (18) is an O-ring inserted into a groove provided in the housing (4).
4. Filling valve according to claim 1, characterized in that between the inlet (23) and the valve seat (18) a with the valve ball (21) in its open position limiting ribs (30) is arranged cover.
5. Filling valve according to claim 1, characterized in that on the housing (4) a level (27, 28) of the liquid level indicating sight glass (25) is arranged.
6. Filling valve according to claim 1, characterized in that the valve tappet (10) is guided centrally by guide ribs (29) arranged in the interior of the housing (4).
The invention relates to a float-operated filling valve for regulating the level of a liquid level of a container, with an inlet and outlet arranged in a housing, a valve tappet centrally guided within the housing, controlled by a float ball and influencing the valve flow opening, and an annular valve seat.
Refill valves are known in solvent preparation systems, which are controlled by a capacitive sensor provided with the associated electronics. The solvent treatment systems essentially consist of a heat exchanger designed as an evaporator / condenser, a vacuum pump and the connecting lines provided with inlet and outlet valves. In the evaporation chamber of the heat exchanger, the solvent is evaporated from a washing solution contaminated with grease, paint or resin with the help of the vacuum pump at low temperature. The vapors are compressed against the atmosphere by the vacuum pump and fed to the condensation chamber of the heat exchanger. The vapors condense there, the solvent condensate running continuously and without pressure through a drain for recycling.
The residues accumulating in the evaporation chamber during operation are drained from time to time via a drain valve in a viscous state and fed to the waste. The capacitive sensor mentioned above is installed in the evaporation chamber of the heat exchanger and monitors the level of the washing solution level. When the liquid level reaches the corresponding level, the sensor responds, the refill valve is closed and the supply of further washing solution is interrupted. Disadvantages of this device are that the electronic sensing elements do not respond to all media, that additional expensive protective measures must be taken for an explosion-proof design and that an uneven surface, for example caused by the boiling of the washing solution, impairs the proper functioning of the sensing element and thus the valve .
Another, non-electronic filling valve has become known from DE-PS 2360 132. A float ball loosely arranged in the valve housing regulates the liquid level and closes an auxiliary valve via a valve tappet when the level rises. The auxiliary valve causes the pressure in a pressure chamber that is constantly connected to the supply flow to increase until a main valve is actuated that interrupts the liquid flow. The float ball and the outlet are separated from each other so that the inflow of liquid does not cause the float ball to oscillate, which in turn causes the auxiliary valve to open and close alternately. The filling valve is the last link in a liquid supply line, which is kept open by the supply pressure and closed by the highest level of the container to be monitored.
It would not be suitable as a filling valve for a washing solution which is drawn into the evaporation space of the heat exchanger solely by the vacuum generated by the vacuum pump. The fine flow openings would also become contaminated by residues in the shortest possible time and the proper functioning of the valve would be impaired.
The invention is based on the object of proposing an inexpensive filling valve for a solvent treatment plant which is resistant to all washing solutions, works explosion-proof and is not impaired in its function by an uneven liquid surface which arises from the boiling of the medium.
This object is achieved by the invention characterized in claim 1.
The advantages achieved by the invention are essentially to be seen in the fact that the closing pressure of the valve is not caused by the buoyancy of the float ball, but by the atmospheric pressure, so that if the float ball is contaminated by residues of the washing solution, there is no change in the closing pressure that a possible uneven surface of the washing solution does not impair the function of the valve, the valve works explosion-proof and is resistant to all solvents.
An exemplary embodiment of the invention is illustrated in the accompanying drawing, which is explained in more detail below. It shows: a section through a filling valve shown in the installed position.
A list shows a vacuum evaporator of a heat exchanger, 2 a housing of the heat exchanger and 3 a connecting flange of the heat exchanger. A housing of the filling valve receives the number 4 and a housing flange the number 5. A web 6 is arranged in the outlet 24 of the filling valve. With a bearing pin 8, a double lever 7 is rotatably mounted on the web 6. The bearing pin 8 is secured by two split pins 9. A valve lifter 10 is articulated by a pivot pin 11 at one end of the double lever 7. The pivot pin 11 is secured on both sides by a split pin 12. At the other end of the double lever 7 is with
a pivot ball 14 a float ball 13 moored.
The pivot is secured on both sides by a split pin 15. The housing 4 of the filling valve is closed by a cover 16. A sealing washer 31 is inserted between the housing 4 and the cover 16. The cover 16 has a sight glass 25. In the upper part of the housing 4, the valve 17 is arranged with an annular, elastic valve seat 18. The valve seat 18 inserted in a recess 32 of the housing 4 is secured by a support disk 19 and a clamping ring 20. A loose valve ball 21 is inserted into the housing 4 above the valve seat 18. A cover 22 provided with ribs 30 is screwed into a thread 33 of the housing 4. An inlet 23 is attached to the cover 22. A washing solution fed through the inlet 23 into the vacuum evaporator 1 of the heat exchanger is designated by 26.
The low level of the washing solution 26 in the vacuum evaporator 1 receives the number 27, the high level the number 28.
The device described above works as follows: The float-operated filling valve is used in a solvent treatment system, not shown, which essentially consists of a heat exchanger designed as an evaporator / condenser, a vacuum pump and the connecting lines provided with inlet and outlet valves. It has the task of monitoring the level 27, 28 of the level of the washing solution 26 in the vacuum evaporator 1 of the heat exchanger and, depending on the state of this level, of enabling or preventing the supply of washing solution. With the housing flange 6, the housing 4 of the filling valve is attached to the connection flange 3 of the heat exchanger.
The housing 4 of the filling valve consists of a cylindrical horizontal part with the housing flange 5, the outlet 24 and the cover 16 and an approximately vertical cylindrical part with the valve seat 17 and the cover 22 placed in the middle of the horizontal part. In the outlet 24 of the housing 4 arranged web 6, the double lever 7 connected on one side to the float ball 13 and on the other side to the valve lifter 10 is rotatably mounted. The longer lever arm of the double lever 7, to which the float ball 13 is attached, protrudes from the filling valve and into the vacuum evaporator 1, while the valve tappet 10 articulated on the shorter lever arm penetrates into the valve 17 accommodated in the vertical part of the housing 4.
When the vacuum evaporator is empty, the float ball hangs in the free space of the vacuum evaporator and pulls the double lever on the evaporator side down. The valve tappet on the other side of the double lever is pressed upward, so that the loose valve ball 21 arranged above the valve seat 17 is prevented from closing the valve.
The supply line for the washing solution is kept open.
So that the valve ball can never be pushed upward too much by the valve tappet, thereby impairing the free opening of the inlet 23 above the valve seat, ribs 30 are provided on the cover, which ensure free passage. When the system is started up, the vacuum pump creates a negative pressure in the vacuum evaporator, causing the washing solution to be drawn into the vacuum evaporator through the valve. The solvent is evaporated from the washing solution in a vacuum evaporator at a relatively low temperature. Under normal operating conditions, the supply of washing solution, the evaporation of solvent and the discharge of the viscous residue are kept in a certain balance. If the level of the washing solution in the vacuum evaporator rises excessively, the float ball and with it the longer arm of the double lever are pushed upwards.
The shorter arm of the double lever is simultaneously pulled down with the valve lifter, which is guided centrally by the ribs 29. The valve tappet leaves the sphere of influence of the valve, the loose valve ball is drawn to the valve seat by the suction of the vacuum pump and the supply of further washing solution is prevented. The supply of washing solution remains interrupted until the level of the washing solution in the vacuum evaporator has dropped so far that the float ball pushes the valve ball away from the valve seat upwards via the double lever and the valve tappet. The level of the washing solution is lowered either by the further evaporation of solvent from the washing solution still present in the vacuum evaporator and / or by the draining of the residues accumulating at the bottom of the vacuum evaporator from the boiled washing solution.
This process can be repeated until the solvent is practically completely recovered from an existing amount of washing solution. The fact that the valve ball is not directly connected to the valve tappet means that neither a possibly dirty float ball nor the restlessly bubbling surface of a boiling washing solution affects the good function or the closing pressure of the valve.
To monitor the function and position of the double lever and to check the level of the washing solution in the vacuum evaporator, a sight glass 25 is inserted in the cover 16 of the horizontal part of the housing 4.
Instead of the annular, elastic valve seat mentioned in the description, inserted in the recess of the housing and secured by the support disk and the tensioning ring, an annular elastic valve seat, e.g. in the form of an O-ring, can be inserted directly into a groove that is screwed into the housing.