DE1097776B

DE1097776B - Gravity-controlled multi-way outlet valve for liquid tanks

Info

Publication number: DE1097776B
Application number: DEI15499A
Authority: DE
Inventors: James Clifford Whiting
Original assignee: Canada Minister of Natural Resources
Current assignee: Canada Minister of Natural Resources
Priority date: 1957-11-25
Filing date: 1958-10-08
Publication date: 1961-01-19

Description

Schwerkraftgesteuertes Mehrwegeauslaßventil für Flüssigkeitstanks Die Erfindung bezieht sich auf ein schwerkraftgesteuertes Mehrwegeauslaßventil für Flüssigkeitsbehälter, die im Betrieb gekippt oder auf den Kopf gestellt werden, z. B. für Schmierölbehälter von Flugzeugen.Gravity controlled multi-way outlet valve for liquid tanks The invention relates to a gravity-controlled multi-way outlet valve for Liquid containers that are tilted or turned upside down during operation, z. B. for lubricating oil tanks of aircraft.

Bei derartigen Behältern ist es wichtig, daß aus ihnen trotz der verschiedenen Lageänderungen, die beim Fluge auftreten können, die Entnahme der in dem Behälter befindlichen Flüssigkeit kontinuierlich und ohne Ansaugen von Luft oder eines Gemisches aus Luft und Flüssigkeit erfolgt. Zu diesem Zweck hat man schon Auslaßventile vorgesehen, die mindestens eine von mehreren an verschiedenen Stellen des Tanks mündenden Leitungen mit einer gemeinsamen Auslaßleitung verbinden. Bei einer vorbekannten Anordnung, bei der ein außerhalb des zu entleerenden Behälters angeordnetes Auslaßventil mit einem in der Normalstellung horizontal angeordneten, durch Schwerewirkung verschiebbaren Verschlußkörper für zwei sich gegenüberliegende Zuführungsleitungen versehen ist, von denen die eine an der dem Ventilkörper zugekehrten Seitenwand, die andere an der gegenüberliegenden Seitenwand in den Behälter mündet, ist eine Entleerung nur in seitlichen Kippstellungen des Behälters gesichert, in denen eine der Zuführungsleitungen mit ihrer Einlaßmündung in der Kippstellung des Behälters unter dem Flüssigkeitsspiegel liegt, während bei Kippstellungen in vollständig gewendeter Lage des Behälters, wie sie bei Flugzeugen im Rückenflug vorkommen, die Zuführungsleitungen des Ventilgehäuses nicht in die Flüssigkeit eintauchen, der Behälter in diesen Stellungen auch nicht entleert werden kann.In the case of such containers, it is important that, in spite of the different Changes in position that can occur during flight, the removal of the in the container located liquid continuously and without sucking in air or a mixture takes place from air and liquid. Exhaust valves have already been provided for this purpose, the at least one of several lines opening out at different points in the tank connect to a common outlet pipe. In a previously known arrangement, with an outlet valve arranged outside the container to be emptied one that is arranged horizontally in the normal position and can be displaced by gravity Closure body is provided for two opposite supply lines, of which one on the side wall facing the valve body, the other on the opposite side wall opens into the container, is only an emptying secured in lateral tilt positions of the container, in which one of the supply lines with its inlet opening in the tilted position of the container below the liquid level lies, while in tilted positions in the completely turned position of the container, as they occur in inverted aircraft, the supply lines of the valve housing Do not immerse yourself in the liquid, or the container in these positions can be emptied.

Die Erfindung schafft ein mechanisch gesteuertes Mehrwegeauslaßventil, das diesen Nachteil nicht aufweist und bei einfacher Ausführung in allen Kipp- und Wendestellungen des zu entleerenden Behälters die Entnahmeleitung mit einer von mehreren Zuführungsleitungen verbindet, die sich innerhalb des Behälters in solcher Anordnung befinden, daß in allen Kipp- oder Wendestellungen mindestens eine Zuführungsleitung tief in die Flüssigkeit eintaucht. Das Auslaßventil nach der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß das fest in den Tank eingebaute Ventilgehäuse einen inneren Ventilkörper enthält, der eine der Zahl der in dem Tank ausmündenden Leitungen entsprechende. Zahl von an diese Leitungen angeschlossenen Kanälen aufweist, die je durch eine Bohrung in je einer von mehreren auf dem inneren Ventilkörper vorgesehenen ebenen Außenflächen ausmünden, und der von einem frei beweglichen ringförmigen Ventilkörper umgeben ist, der den ebenen Außenflächen des inneren Ventilkörpers entsprechende ebene Innenflächen aufweist, von denen bei jeder beliebigen Stellung des Tanks jeweils mindestens eine Innenfläche auf der entsprechenden Außenfläche des inneren Ventilkörpers aufliegt und dadurch die darin vorgesehene Bohrung verschließt, während mindestens eine andere Innenfläche des ringförmigen Ventilkörpers von der entsprechenden Außenfläche des inneren Ventilkörpers Abstand hat, so daß die Leitung, die mit der in der zuletztgenannten Fläche vorgesehenen Bohrung in Verbindung steht, über diese Bohrung und den Innenraum des Gehäuses mit der Auslaßleitung verbunden ist.The invention creates a mechanically controlled multi-way outlet valve, which does not have this disadvantage and with a simple design in all tilting and Turning positions of the container to be emptied the removal line with one of connects several supply lines, which are located inside the container in such Arrangement are that in all tilting or turning positions at least one feed line immersed deep in the liquid. The exhaust valve according to the invention characterizes characterized in that the valve housing built into the tank has an inner valve body contains, the one corresponding to the number of lines opening out in the tank. Number of channels connected to these lines, each through a Bore in one of several planes provided on the inner valve body Open out outer surfaces, and that of a freely movable annular valve body is surrounded, which corresponds to the flat outer surfaces of the inner valve body has flat inner surfaces, each of which in any position of the tank at least one inner surface on the corresponding outer surface of the inner valve body rests and thereby closes the bore provided therein, while at least another inner surface of the annular valve body from the corresponding outer surface of the inner valve body is spaced so that the line connected to that in the latter Area provided hole is in communication, via this hole and the interior of the housing is connected to the outlet line.

Um in unterschiedlichen Lagen des Behälters eine stete Entnahme der Flüssigkeit zu ermöglichen, genügen im allgemeinen drei in den Behälter mündende Leitungen, von denen die erste mit ihrer Mündung nahe dem Boden und der Rückwand und die dritte mit ihrer Mündung nahe der Behälterdecke etwa in deren Mitte liegt. In diesem Falle ergibt sich eine vorteilhafte Gestaltung des Ventils, wenn der innere Ventilkörper sechseckigen Querschnitt hat und die mit den drei Leitungen verbundenen Bohrungen in jeder zweiten der sechs Außenflächen dieses Ventilkörpers vorgesehen sind.In order to ensure constant removal of the in different positions of the container To enable liquid, three opening into the container are generally sufficient Lines, the first of which with their mouth near the bottom and the back wall and the third is located with its mouth near the container top approximately in the middle. In this case, there is an advantageous design of the valve when the inner The valve body has a hexagonal cross-section and is connected to the three lines Bores are provided in every other one of the six outer surfaces of this valve body are.

Vorzugsweise hat der innere Ventilkörper einen gleichseitig sechseckigen Querschnitt. Dann erhält die Innenfläche des ringförmigen Ventilkörpers einen ungleichseitig sechseckigen Querschnitt, wobei die den mit Bohrungen versehenen Außenflächen des inneren Ventilkörpers entsprechenden Innenflächen des ringförmigen Ventilkörpers breiter als jene Außenflächen, die übrigen Innenflächen.aber höchstens ebenso breit sind. Dadurch wird erreicht, daß bei geringen Abweichungen von den Stellungen, bei denen eine mit einer Bohrung versehene Außenfläche des inneren Ventilkörpers oben und waagerecht liegt, bereits eine zweite Bohrung abgeschlossen wir4so daß auch bei verhältnismäßig leerem Tank das- Ansaugen von Luft mit Sicherheit verhindert wird.Die Bewegungen des ringförmigen Ventilkörpers gehen sehr leicht vonstatten, weil er sich stets innerhalb der Flüssigkeit befindet und daher wenig Reibung auftritt.The inner valve body preferably has an equilateral hexagonal one Cross-section. Then the inner surface of the annular valve body is given an unequal side hexagonal Cross-section showing the drilled outer surfaces of the inner valve body corresponding inner surfaces of the annular valve body wider than those outer surfaces, the other inner surfaces, however, are at most just as wide. This achieves that with slight deviations from the positions in which one with a hole provided outer surface of the inner valve body is above and horizontally, already a second drilling is completed so that even with a relatively empty tank the- suction of air is prevented with certainty. The movements of the ring-shaped Valve body go very easily because it is always within the liquid is located and therefore there is little friction.

Die in dem Tank mündenden Leitungen werden so an den inneren Ventilkörper angeschlossen, daß jeweils diejenige ebene Außenfläche des inneren Ventilkörpers, deren Bohrung mit der aufwärts gerichteten Leitung in Verbindung steht, nach oben weist. So befindet sich auch die ebene Fläche, deren Bohrung mit der in der Nähe der Decke des Tanks ausmündenden Leitung verbunden ist, bei aufrechtstehendem Tank auf der Oberseite des inneren Ventilkörpers.The lines opening into the tank are thus attached to the inner valve body connected that in each case that flat outer surface of the inner valve body, whose bore is in communication with the upwardly directed line, upwards shows. So is the flat surface, its hole with the one nearby the ceiling of the tank discharging line is connected, with the tank standing upright on top of the inner valve body.

In der Zeichnung ist ein Beispiel für die Ausführung eines Mehrwegeauslaßventils bei einem Schmieröltank für Flugzeuge dargestellt, und zwar zeigt Fig.1 eine schaubildliche Teilansicht des aufgeschnittenen Tanks mit dem darin eingebauten, ebenfalls teilweise aufgeschnittenen Ventil, Fig.2 einen senkrechten Längsschnitt durch den unteren Teil des Tanks und des darin befindlichen Ventils bei aufrechter Stellung des Tanks, Fig. 3 einen senkrechten Querschnitt durch den Tank und das Ventil und Fig.4 einen Längsschnitt entsprechend Fig.2, jedoch bei seitlich gekipptem Tank und in kleinerem Maßstab.The drawing shows an example of the design of a multi-port outlet valve shown in a lubricating oil tank for aircraft, namely Figure 1 shows a diagrammatic Partial view of the cut open tank with the built-in, also partial cut open valve, Fig.2 a vertical longitudinal section through the lower Part of the tank and the valve located therein when the tank is in an upright position, 3 shows a vertical cross section through the tank and the valve and FIG. 4 shows a Longitudinal section according to Fig. 2, but with the tank tilted to the side and in a smaller one Scale.

Das Auslaßventil 10 ist in einen Tank 12 eingebaut, der mit einer durch eine Kappe 12c verschließbaren Füllöffnung versehen ist. Das Ventil ist am Boden des Tanks mit einem Flanschstutzen befestigt. Es weist einen inneren Ventilkörper 14 auf, an den drei verschiedene in dem Tank mündende Leitungen angeschlossen sind, nämlich eine Leitung 16, deren Mündung 16a in der Nähe des Bodens und der vorderen Wand des Tanks liegt, eine Leitung 18, deren Mündung 18 ca in der Nähe des Bodens und der hinteren Wand liegt, und eine Leitung 20, deren Mündung 20 a in der Nähe der Mitte der Decke des Tanks liegt. Das eine Ende des inneren Ventilkörpers 14 ist mit Abstand von einem zylindrischen Gehäuse 22 umgeben, das auf ein Gewinde 23 des inneren Ventilkörpers aufgeschraubt ist. Zwischen den beiden Teilen 14 und 22 befindet sich ein Ringraum 44; der durch den erwähnten Stutzen mit einer Auslaßleitung 24 verbunden ist.The outlet valve 10 is installed in a tank 12 which is provided with a filling opening which can be closed by a cap 12c. The valve is attached to the bottom of the tank with a flange connector. It has an inner valve body 14 to which three different lines opening into the tank are connected, namely a line 16, the mouth 16a of which is close to the bottom and the front wall of the tank, a line 18, the mouth 18 of which is approx is near the bottom and the rear wall, and a line 20, the mouth 20 a is near the center of the ceiling of the tank. One end of the inner valve body 14 is surrounded at a distance by a cylindrical housing 22 which is screwed onto a thread 23 of the inner valve body. An annular space 44 is located between the two parts 14 and 22; which is connected to an outlet line 24 through the aforementioned nozzle.

Innerhalb des Gehäuses 22 weist der innere Ventilkörper einen regelmäßig sechseckigen Querschnitt auf. Seine Stirnfläche 14 a fluchtet genau mit der Stirnfläche 22a des Gehäuses, so daß das Gehäuse durch eine mittels einer Schraube 40 auf die Stirnfläche 14a aufgeschraubte Platte 38 abgeschlossen wird.Within the housing 22, the inner valve body has a regular hexagonal cross section. Its end face 14 a is precisely aligned with the end face 22 a of the housing, so that the housing is closed by a plate 38 screwed onto the end face 14 a by means of a screw 40.

Die drei Leitungen 16, 18, 20 sind in das aus dem Gehäuse 22 herausragende Ende des inneren Ventilkörpers 14 eingeschraubt und münden je in einen von drei achsparallelen und in gleichen Abständen angeordneten Kanälen 26, 28 und 30 ein, die bis zu der Stirnfläche 14 a geführt lind -hier durch die Platte 38 abgeschlossen sind. Die Kanäle haben einen ziemlich flachen Querschnitt und liegen jeweils in der Nähe jeder zweiten der sechs Außenflächen des inneren Ventilkörpers 14, mit denen sie durch Bohrungen 32, 43 und36verbunden sind, die etwa in dermittleren Radialebene des Ringraumes 44 angeordnet sind.The three lines 16, 18, 20 are screwed into the end of the inner valve body 14 protruding from the housing 22 and each open into one of three axially parallel and equally spaced channels 26, 28 and 30, which extend up to the end face 14 a out lind - here by the plate 38 are completed. The channels have a fairly flat cross-section and are each located near every other one of the six outer surfaces of the inner valve body 14, to which they are connected by bores 32, 43 and 36 which are arranged approximately in the central radial plane of the annulus 44.

In dem Ringraum 44 befindet sich ein ringförmiger Ventilkörper 42, der den sechseckigen Teil des inneren Ventilkörpers 14 umgibt. Er ist außen zylindrisch, im Außendurchmesser aber kleiner als der Innendurchmesser des Gehäuses 22. Seine innere Ausnehmung hat die Form eines unregelmäßigen Sechsecks. Die drei Flächen 42 a, 42 b und 42 c, die den mit den Bohrungen 32, 34, 36 versehenen Flächen des sechskantigen inneren Ventilkörpers gegenüberliegen, sind etwas länger als die letzteren, während die übrigen drei Flächen der Ausnehmung höchstens die gleiche Länge wie die entsprechenden Flächen des inneren Ventilkörpers haben oder etwas kürzer sind. Auf diese Weise liegen bei jeder Lage des Tanks bzw. des Ventils mindestens eine und nicht mehr als zwei Flächen des ringförmigen Ventilkörpers 42 auf den entsprechenden, mit Bohrungen versehenen Flächen des inneren Ventilkörpers auf und verschließen dadurch diese Bohrungen. So liegt z. B. bei aufrechtstehendem Tank (Fig.1 bis 3) die Fläche 42c des ringförmigen Ventilkörpers auf der oberen, mit der Bohrung 36 versehenen Fläche des inneren Ventilkörpers 14 und verschließt dadurch diese Bohrung, womit der Kanal 30 und die Leitung 20 von der Auslaßleitung24 abgeschlossen sind. Infolgedessen kann durch die Leitung 20, deren Mündung 20 a bei nicht vollständig gefülltem Tank in den über dem Öl befindlichen Luftraum ragt, keine Luft angesaugt werden.In the annular space 44 there is an annular valve body 42 which surrounds the hexagonal part of the inner valve body 14. It is cylindrical on the outside, but its outer diameter is smaller than the inner diameter of the housing 22. Its inner recess has the shape of an irregular hexagon. The three surfaces 42 a, 42 b and 42 c, which are opposite the surfaces of the hexagonal inner valve body provided with the bores 32, 34, 36 , are slightly longer than the latter, while the remaining three surfaces of the recess are at most the same length as the have corresponding surfaces of the inner valve body or are slightly shorter. In this way, in each position of the tank or the valve, at least one and not more than two surfaces of the annular valve body 42 rest on the corresponding, bore-provided surfaces of the inner valve body and thereby close these bores. So is z. B. when the tank is upright (FIGS. 1 to 3), the surface 42c of the annular valve body on the upper surface of the inner valve body 14 provided with the bore 36 and thereby closes this bore, whereby the channel 30 and the line 20 are closed off from the outlet line 24 are. As a result, no air can be sucked in through the line 20, the mouth 20 a of which protrudes into the air space above the oil when the tank is not completely filled.

Weil die Abmessungen der inneren Sechskantausnehmung des ringförmigen Ventilkörpers42 größer als die des Sechskantes des inneren Ventilkörpers 14 sind, haben bei dieser Lage des Ventils die Flächen 42 a und 42 b Abstand von den Flächen des inneren Ventilkörpers, die die Bohrungen 32 und 34 enthalten, so daß das Innere des Tanks über die beiden Leitungen 16 und 18 die Kanäle 26 und 28, die Bohrungen 32 und 34 und den Ringraum 44 mit der Auslaßleitung 24 in offener Verbindung steht. Bei jeder kleinen seitlichen Kippbewegung des Tanks wird jedoch .eine dieser beiden Leitungen ebenfalls verschlossen, weil sich der ringförmige Ventilkörper 42 dann sofort auf der oberen Fläche des Sechskantes verschiebt und in eine Lage gelangt, wie sie Fig.4 erkennen läßt. In dieser Lage hat der ringförmige Ventilkörper nicht nur die Bohrung 36 und damit die Leitung 20, sondern auch die Bohrung 34 und damit die Leitung 18 abgeschlossen, deren Ende 18 a bei der dargestellten Schräglage zwar noch nicht aus der Flüssigkeit herausragt, jedoch freigelegt wäre, wenn bereits mehr Flüssigkeit dem Tank entnommen wäre oder der Tank noch etwas stärker gekippt wird. Because the dimensions of the inner hexagonal recess of the annular valve body 42 are greater than those of the hexagon of the inner valve body 14, in this position of the valve the surfaces 42 a and 42 b are spaced from the surfaces of the inner valve body which contain the bores 32 and 34, so that the interior of the tank via the two lines 16 and 18, the channels 26 and 28, the bores 32 and 34 and the annular space 44 with the outlet line 24 is in open communication. With every small lateral tilting movement of the tank, however, one of these two lines is also closed because the annular valve body 42 is then immediately displaced on the upper surface of the hexagon and comes into a position as can be seen in FIG. In this position, the annular valve body has closed not only the bore 36 and thus the line 20, but also the bore 34 and thus the line 18 , the end 18 a of which does not yet protrude from the liquid in the illustrated inclined position, but would be exposed, if more liquid has already been withdrawn from the tank or if the tank is tilted a little more.

Wird der Tank auf den Kopf gestellt, so schließt der ringförmige Ventilkörper 42 die beiden Bohrungen 32 und 34 und damit die beiden Leitungen 16 und 18. Dagegen bleibt die Bohrung 36 und damit die Leitung 20 frei, die sich in diesem Falle mit ihrem Ende 20a unterhalb des Flüssigkeitsspiegels befindet.If the tank is turned upside down, the annular valve body 42 closes the two bores 32 and 34 and thus the two lines 16 and 18. In contrast, the bore 36 and thus the line 20 remains free, which in this case is at its end 20a is below the liquid level.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Gravity-controlled multi-way outlet valve for tiltable and upside-down liquid tanks, which connects at least one of several lines opening out at different points of the tank to a common outlet line, characterized in that the valve housing (22 ) contains an inner valve body (14) which has a number of ducts (26, 28, 30) connected to these lines corresponding to the number of lines opening into the tank (16, 18, 20), each of which passes through a bore (32 , 3; 4, 36) each open into one of several flat outer surfaces provided on the circumference of the inner valve body, and is surrounded by a freely movable annular valve body (42) which has flat inner surfaces (42a , 42b, 42c), of which at least one inner surface on the corresponding outer surface in any position of the tank enfläche of the inner valve body rests and thereby closes the bore provided therein, while at least one other inner surface of the annular valve body is spaced from the corresponding outer surface of the inner valve body, so that the line which is in communication with the bore provided in the last-mentioned surface over this bore and the interior of the housing is connected to the outlet line (24).

2. Multi-way outlet valve according to claim 1, characterized characterized in that the inner valve body (14) has a hexagonal cross-section and the bores (32, 34, 36) are provided in every other one of the six outer surfaces.

3. Multi-way outlet valve according to claim 2, characterized in that the Ou section of the inner valve body (14) is a regular hexagon, while the bore of the annular valve body (42) has an irregular hexagonal cross-section, the surfaces of the inner valve body corresponding to the bored surfaces Areas (42a, 42b, 42c) of this bore are wider than those areas, but the other areas are at most just as wide.

4. Multiway outlet valve according to claim 1, characterized in that the housing (22) with that for the connection of the common Outlet pipe (24) certain nozzle attached from the inside to a wall of the tank (12) is.

5. Multi-way outlet valve according to claim 1, 2 or 3, characterized by three in the tank (12) opening lines (16, 18, 20), of which the first (16) with their Mouth (16a) near the bottom and the front wall, the second (18) with its mouth (18a) near the bottom and the rear wall and the third (20) with its mouth (20a) is close to the ceiling of the tank approximately in the middle thereof.

6. Multi-way outlet valve according to claim 5, characterized in that the flat surface, the bore (36) of which is in communication with the line (20) opening near the ceiling of the tank, with the tank (12) upright on top of the inner valve body (14) is provided. Documents considered: French patent specification No. 493 564.