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Die Erfindung betrifft eine selbsttätig arbeitende Verschlussvorrichtung nach dem Oberbetriff des Anspruchs 1.
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Eine solche Verschlussvorrichtung ist beispielsweise aus der
EP 0 276 861 A2 bekannt. Dabei ist an einem Schwimmer an einer davon sich erstreckenden Stange ein Ventilteller zum Verschließen einer nach oben offenen Ablauföffnung angebracht. Mit zunehmender Schichtdicke einer eine Schwerflüssigkeit, beispielsweise Wasser, überlagernden Leichtflüssigkeit, beispielsweise Benzin, taucht der Schwimmer tiefer in die Flüssigkeit ein. Infolgedessen nähert sich der Ventilteller dem Rand der Ablauföffnung. Je kleiner ein Spalt zwischen dem Ventilteller und dem Rand der Ablauföffnung wird, desto größer wird eine Strömungsgeschwindigkeit der in die Ablauföffnung abfließenden Schwerflüssigkeit. Das hat nach der Bernoulli-Gleichung zur Folge, dass der Ventilteller bei Erreichen einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit gegen die Ablauföffnung gezogen wird und diese vorzeitig verschließt. Auch kann anschließend der Ventilteller wieder von der Ablauföffnung abheben und der vorbeschriebene Schließvorgang kann sich wiederholen. Das verursacht ein unerwünschtes Schlagen des Ventiltellers.
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Zur Behebung dieses Problems wird nach der
DE 24 28 606 C3 ein Schwimmer mit einem nach unten offenen Hohlraum vorgeschlagen, der teilweise mit Wasser gefüllt ist. Im Hohlraum befindliche Luft wirkt beim Aufsetzen eines am unteren Rand des Schwimmers vorgesehenen Dichtungsrings auf den Öffnungsrand der Auslassöffnung dämpfend. – Auch damit kann das Auftreten mehrfacher Schließbewegungen nicht unterbunden werden.
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Auch hier tritt das Problem auf, dass ein mit der herkömmlichen Verschlussvorrichtung ausgestatteter Leichtflüssigkeitsabscheider bereits vor Erreichen einer vorgegebenen Abscheidekapazität schließt und damit eine Abscheidekapazität nicht erreicht wird. Abgesehen davon wäre im Hinblick auf eine bei Erreichen der Abscheidekapazität erforderliche Entleerung des Leichtflüssigkeitsabscheiders eine klare und eindeutige Verschlussfunktion der Verschlussvorrichtung wünschenswert.
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Die
DE 297 04 196 U1 offenbart eine Verschlussvorrichtung, bei der der Schwimmer in einem Radialabstand vertikal in einem Rohrabschnitt geführt ist. Eine untere Kante des Rohrabschnitts ist in einer vorgegebenen Höhe oberhalb einer durch die Ablauföffnung definierten Ablaufebene angeordnet. Die Höhe ist so bemessen, dass die Leichtflüssigkeit bei Erreichen einer vorgegebenen Schichtdicke von der Unterkante her in den Rohrabschnitt eindringt, wodurch sich relativ rasch der Auftrieb des Schwimmers verringert und der Ventilteller in Richtung der Ablauföffnung bewegt wird. Insbesondere bei einem starken Zufluss in den Leichtflüssigkeitsabscheider, z. B. infolge eines Wolkenbruchs, kann es auch hier zu einer so hohen Strömungsgeschwindigkeit zwischen dem Ventilteller und der Ablauföffnung kommen, dass es zu einem unerwünschten vorzeitigen Schließen der Verschlussvorrichtung kommt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere eine selbsttätig arbeitende Verschlussvorrichtung angegeben werden, mit welcher eine Ablauföffnung ohne mehrfache Schließbewegung verschließbar ist. Nach einem weiteren Ziel der Erfindung soll die Verschlussvorrichtung eine vollständige Ausnutzung einer vorgegebenen Abscheidekapazität eines Leichtflüssigkeitsabscheiders ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 7 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 6 und 8.
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Nach Maßgabe der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Auftrieb des sinkfähig ausgebildeten Schwimmers so bemessen ist, dass die Leichtflüssigkeit bei Erreichen einer vorgegebenen maximalen Schichtdicke in eine an einer der Unterseite gegenüberliegenden Oberseite vorgesehene schöpfende Ausnehmung eindringt, so dass der Schwimmer durch die dadurch bewirkte Gewichtszunahme sinkt und die Ablauföffnung mit dem Verschlussmittel abdichtet.
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Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird unter einem ”sinkfähigen Schwimmer” ein Schwimmer verstanden, welcher so ausgestaltet ist, dass er in der Leichtflüssigkeit untertaucht und in der Schwerflüssigkeit dann untertaucht, wenn der Auftrieb des Schwimmers durch in die Ausnehmung aufgenommene Flüssigkeit verringert worden ist. Zur Erzeugung eines geeigneten Auftriebs ist der Schwimmer als Hohlkörper ausgebildet.
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Indem der Schwimmer erfindungsgemäß an seiner Oberseite eine schöpfende Ausnehmung aufweist, kann die Leichtflüssigkeit bei Erreichen einer vorgegebenen maximalen Schichtdicke in die schöpfend ausgebildete Ausnehmung fließen. Die Ausnehmung ist so dimensioniert, dass eine durch die eingedrungene Leichtflüssigkeit bewirkte Gewichtszunahme ein Absinken des Schwimmers auf die Ablauföffnung bewirkt. Der Schwimmer setzt infolgedessen mit dem an seiner Unterseite vorgesehenen Verschlussmittel, beispielsweise einem Dichtungsring oder dgl., auf einem Öffnungsrand der Ablauföffnung auf und verschließt die Ablauföffnung dicht. Bei der vorgeschlagenen Verschlussvorrichtung ist es in Abkehr zum Stand der Technik nicht mehr erforderlich, das Verschlussmittel in einem relativ geringen Abstand oberhalb der Ablauföffnung zu halten. Das Verschlussmittel kann unmittelbar an der Unterseite des Schwimmers angebracht werden bzw. die Unterseite des Schwimmers bilden. Wegen des weiten Schließwegs bzw. großen Abstands zwischen dem Verschlussmittel und der Ablauföffnung kann eine durch die abfließende Schwerflüssigkeit hervorgerufene Sogwirkung auf das Verschlussmittel vermieden werden. Es kann damit eine unerwünschte mehrfache Schließbewegung unterbunden werden. Die vorgeschlagene Verschlussvorrichtung ist besonders einfach aufgebaut. Ein besonderer Vorteil besteht darin, dass bestehende Verschlussvorrichtungen durch einen einfachen Austausch eines herkömmlichen Schwimmers gegen den erfindungsgemäß ausgestalteten Schwimmer umgerüstet und damit die erfindungsgemäßen Vorteile erreicht werden können.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Schwimmer einen geschlossenen Hohlraum auf. In diesem Fall ist die Ausnehmung beispielsweise in Form einer becher- oder muldenartigen Eintiefung an der Oberseite des Schwimmers ausgebildet. – Es kann aber auch sein, dass der Hohlraum nicht geschlossen ist. In diesem Fall kann die Ausnehmung durch den Hohlraum gebildet sein. In diesem Fall kann der Schwimmer beispielsweise becherartig ausgeführt sein.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Schwimmer in einem Käfig oder einem Rohr oder an Führungsstangen geführt. In einem einfachen Fall kann der Schwimmer mittels daran vorgesehenen Ösen an den Führungsstangen entlang des vorgegebenen vertikalen Bewegungswegs geführt sein.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der Schwimmer auch in einem Rohrabschnitt geführt sein, welcher in einer durch eine einzustellende Schichtdicke der Leichtflüssigkeit vorgegebenen Höhe oberhalb einer durch die Ablauföffnung gebildeten Ablaufebene zumindest einen unteren Durchbruch oder seine untere Kante aufweist. Zur näheren Erläuterung dieser Ausgestaltung wird auf den Inhalt der
DE 297 04 196 U1 , insbesondere Seite 1, Zeile 28 bis Seite 3, Zeile 11 sowie die Figuren verwiesen. Der Inhalt dieses Dokuments wird hiermit einbezogen. – Das Vorsehen des in seiner Höhe spezifisch eingestellten Rohrabschnitts bewirkt, dass der Schwimmer beim Anwachsen der Leichtflüssigkeitsschicht zunächst in einem Zustand bleibt, als wäre diese nicht vorhanden. Erst bei Erreichen einer vorgegebenen Schichtdicke der Leichtflüssigkeitsschicht dringt diese in einen vom Rohrabschnitt umgebenen Raum von unten her ein und bewirkt ein Absinken des Schwimmers und damit ein Verschließen der Ablauföffnung.
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Des Weiteren hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass der Schwimmer an seiner Oberseite ein, vorzugsweise kegel- oder kegelstumpfartig ausgebildetes, Dach aufweist. Damit kann ein unbeabsichtigtes Eindringen von Flüssigkeit, beispielsweise Kondenswasser, Schmutz, Spritzwasser oder dgl., in die Ausnehmung des Schwimmers vermieden werden.
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Ferner kann der Schwimmer an seiner Oberseite ein, z. B. nach Art eines Bügels ausgebildetes, Greifmittel aufweisen. Das erleichtert ein Greifen des Schwimmers, beispielsweise mit einem an einer Stange vorgesehenen Haken.
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Nach weiterer Maßgabe der Erfindung wird ein Leichtflüssigkeitsabscheider mit einer Kammer zur Trennung eines durch einen Zulauf zugeführten Leicht-/Schwerflüssigkeitsgemischs mit einer in der Kammer nach oben weisenden Ablauföffnung für die Schwerflüssigkeit vorgeschlagen, welche mit der erfindungsgemäßen selbsttätig arbeitenden Verschlussvorrichtung versehen ist.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann in der Kammer eine Koaleszenzeinrichtung vorgesehen sein. Ferner kann eine weitere selbsttätig arbeitende Verschlussvorrichtung zum Verschluss der Zulauföffnung vorgesehen sein. Dabei kann es sich um eine herkömmliche Verschlussvorrichtung handeln.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Schnittansicht durch einen Leichtflüssigkeitsabscheider mit geöffneter Verschlussvorrichtung,
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2 eine schematische Schnittansicht gemäß 1 mit geschlossener Verschlussvorrichtung,
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3 eine Seitenansicht eines ersten Schwimmers,
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4 eine Seitenansicht eines zweiten Schwimmers,
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5 eine Schnittansicht eines dritten Schwimmers,
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6 eine Schnittansicht eines vierten Schwimmers und
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7 eine Schnittansicht eines fünften Schwimmers.
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Die 1 und 2 zeigen einen Leichtflüssigkeitsabscheider. Eine z. B. aus Beton hergestellte Kammer 1 weist ein Zulaufrohr 2 und ein siphonartig ausgestaltetes Ablaufrohr 3 auf. Eine nach oben offene Ablauföffnung des Ablaufrohrs 3 ist mit dem Bezugszeichen 4 bezeichnet. Sie bildet eine Ablaufebene. In der Nähe der Ablauföffnung 4 erstrecken sich in vertikaler Richtung Führungsstangen 5, entlang derer vertikal bewegbar ein Schwimmer 6 geführt ist. Mit dem Bezugszeichen 7 ist eine in der Kammer 1 aufgenommene Schwerflüssigkeit, z. B. Wasser, bezeichnet, deren Schwerflüssigkeitsniveau NS durch ein Niveau des Ablaufrohrs 3 in einem Bereich gegeben ist, in welchem dieses eine Wand der Kammer 1 durchgreift.
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In 2 ist die Schwerflüssigkeit 7 von einer Leichtflüssigkeit 8, z. B. Öl oder Benzin, überlagert. Ein Leichtflüssigkeitsniveau ist mit dem Bezugszeichen NL bezeichnet.
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Die 3 bis 7 zeigen verschiedene Ausgestaltungen des Schwimmers 6.
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Der in 3 gezeigte erste Schwimmer 6 weist einen hohlen Zylinderkörper 9 auf, der an seiner Unterseite U geschlossen ausgebildet ist. Der Zylinderkörper 9 kann fakultativ an seiner der Unterseite U gegenüberliegenden Oberseite O ebenfalls geschlossen ausgebildet sein. An der Unterseite U ist ein Verschlussmittel 10 angebracht, bei dem es sich beispielsweise um einen flexiblen Kunststoff oder eine aus Gummi hergestellte Schicht handeln kann. In der Nähe der Oberseite O weist der Zylinder 9 mit dem Hohlraum verbundene schlitzartige Durchbrüche 10a auf. Mit dem Bezugszeichen 11 ist ein bügelartiges Greifmittel bezeichnet.
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Bei dem in 4 gezeigten zweiten Schwimmer 6 ist eine oben offen ausgebildete Oberseite O des Zylinderkörpers 9 unter Ausbildung eines ringförmigen Schlitzes 12 mit einer Deckplatte 13 abgedeckt. Eine Weite des Schlitzes 12 ist vorteilhafterweise so bemessen, dass ein Eindringen von groben Verunreinigungen in den hohlen Zylinderkörper 9 vermieden wird.
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Bei dem in 5 gezeigten dritten Schwimmer 6 ist das bügelartige Greifmittel 11 an einer Innenseite des Zylinderkörpers 9 angebracht. Der Zylinderkörper 9 ist becherartig ausgebildet.
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Bei dem in 6 gezeigten vierten Schwimmer 6 ist an der Innenwand des Zylinderkörpers 9 eine Abschlussplatte 14 vorgesehen, welche einen im Zylinderkörper 9 befindlichen geschlossenen Hohlraum 15 verschließt. Oberhalb der Abschlussplatte 14 befindet sich eine schöpfende Ausnehmung A, welche durch einen oberen Rand des Zylinderkörpers 9 begrenzt ist.
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Bei dem in 7 gezeigten fünften Schwimmer 6 befindet sich gegenüber der Abschlussplatte 14 ein Dach 16, welches die Oberseite O überdeckt. Mit dem Bezugszeichen 17 ist ein weiterer Durchbruch bezeichnet, welcher ein Einfließen von Flüssigkeit durch das Dach 16 in die Ausnehmung A ermöglicht.
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Bei dem in den 6 und 7 gezeigten vierten und fünften Schwimmer 6 handelt es sich um einen tarierbaren Schwimmer 6. Zu diesem Zweck ist in der Ausnehmung A ein Tarierkörper 18 vorgesehen. Der Tarierkörper 18 kann austauschbar sein. Durch dessen Gewicht kann eine Eintauchtiefe des Schwimmers 6 variiert werden.
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Es ist auch möglich, anstelle des Tarierkörpers 18 einen Verschluss zum Verschließen einer Öffnung in der Abschlussplatte 14 vorzusehen. Zum Tarieren des Schwimmers 6 kann durch die Öffnung ein bestimmtes Tariergewicht, z. B. Wasser, Sand, Granulat oder dgl., in den Hohlraum 15 eingebracht und die Öffnung anschließend mit dem Verschluss verschlossen werden.
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Die Funktion der Verschlussvorrichtung ist Folgende:
Zunächst ist in der Kammer 1 des in 1 gezeigten Leichtflüssigkeitsabscheiders Schwerflüssigkeit 7 aufgenommen. Ein Auftrieb des Schwimmers 6 ist so bemessen, dass dieser im Bereich des Schwerflüssigkeitsniveaus NS schwimmt. Falls Leichtflüssigkeit 8 in die Kammer 1 gelangt, so überschichtet diese die Schwerflüssigkeit 7. Ab einer bestimmten Schichtdicke der Leichtflüssigkeit 8 sinkt der Schwimmer 6 relativ zum Leichtflüssigkeitsniveau NL so tief, dass Leichtflüssigkeit 8 beispielsweise durch die Durchbrüche 10a, den Schlitz 12, über eine Oberkante des Zylinderkörpers 9 oder durch den weiteren Durchbruch 17 in den Hohlraum des Zylinderkörpers 9 oder in die Ausnehmung A gelangt. Durch die dadurch bedingte Gewichtszunahme sinkt der Schwimmer 6 in die in der 2 gezeigte Schließposition, in der das Verschlussmittel 10 die Ablauföffnung 4 dicht verschließt.
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Durch die vorgeschlagene selbsttätig arbeitende Verschlussvorrichtung wird ein vorzeitiger oder sich wiederholender Schließvorgang sicher und zuverlässig vermieden. Abgesehen davon wird mit der vorgeschlagenen Verschlussvorrichtung sichergestellt, dass der Schließvorgang erst bei Erreichen einer vorgegebenen Schichtdicke der Leichtflüssigkeit 8 ausgelöst wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kammer
- 2
- Zulaufrohr
- 3
- Ablaufrohr
- 4
- Ablauföffnung
- 5
- Führungsstange
- 6
- Schwimmer
- 7
- Schwerflüssigkeit
- 8
- Leichtflüssigkeit
- 9
- Zylinderkörper
- 10
- Verschlussmittel
- 10a
- Durchbruch
- 11
- Greifmittel
- 12
- Schlitz
- 13
- Deckplatte
- 14
- Abschlussplatte
- 15
- geschlossener Hohlraum
- 16
- Dach
- 17
- weiterer Durchbruch
- 18
- Tarierkörper
- A
- Ausnehmung
- NL
- Leichtflüssigkeitsniveau
- NS
- Schwerflüssigkeitsniveau
- O
- Oberseite
- U
- Unterseite
