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Vorrichtung zum Steuern des Flüssigkeitsstandes in behältern, insbesondere
in Waschbehältera von Waschmaschinen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum
Steuern des Flüssigkeitsstandes in Behältern, insbesondere ja Waschbehältern von
Wasohmaschinen, uei der das Schließen des Zulaufventils durch den Druck der zuzuführenden
Flüssigkeit erfolgt.
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Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung
zum Steuern des Flüssigkeitsstandes zu scha££ea, die sich durch einfache Bauweise
auszeichnet und trotzdem eine hohe Betriebssioherheit gewährleistet.
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ist bekannt, zum Steuern des Flüssigkeitsstandes in Behältern hembranschaltdosen
zu verwenden, die beim Erreichen des vorgesehenen Fldssigkeitsstandes ein in der
Zuflußleitung liegendes elektromagnetisches Ventil abschalten (österreichische Patentschrift
lar. 219 543). Das elektromagnetische Ventil, dessen Wicklung in der Regel für eine
kurze Einschaltzeit ausgelegt ist, bleibt dabei so lange unter Strom, bis die vorgesehene
Füllmenge ia dem Behälter erreicht ist. Die zulässige Einschaltdauer des
Magnetventils
wid aber nicht mehr eingehalten, wenn der Druck in der Zuleitung plötzlich nachläßt.
Das hat zur Folge, daß die Wicklung bes Magnetventils durch thermische Überlastung
ausfällt, oder daß sich der metallische Ventilkörper durch die liitzeeinwirkung
verformt und danach ein dichtes Schließen des Ventils nicht mehr garantiert ist
Ferner sind Vorrichtungen bekannt, die nicht mit druckabhängigen Membranschaltdosen,
sondern mit zeitabhängigen Schaltgliedern ausgerüstet sind.
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Damit können Überschreitungen der zulässigen Einschaltdauer der Magnetventile
verhindert werden (westdeutsche Patentschrift Er. 1 201 292). Der so gswennenen
Sicherheit atchen aber als Nachteil die ungenauen Behälter@@llu@gen gegenüper, die
sich als F@lg@ einer konstanten Einschaltzeit bei schwankenden Druckverhältnissen
ergeben. Durch den Einbau eines Druckflußreglers können in kleinen Grenzen zwar
ungenaue Füllmengen vermieden werden, die Vorrichtung wird aber durch die Verwendung
eines wei teren bauelements verteuert.
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Die bisher bekannten Vorrichtungen zum Steuern des Flu'ssigkeitestandes
in Behältern benötigen also mindestens ein weiteres Schalt glied, um das Wiedereinschalten
des Magnetventils bei Druokschwankungen in dem Behälter zu verhindern. Derartige
Druckachwankungen entstehen zum Beispiel in den Behältern von Waschmaschinen immer
dann, wenn die eingefüllte Flüssigkeit durch den Waschprozeß bewegt wird0
Dar
windung liegt die aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Steuern des Tlüssigkeitsstandes
zu shcaffen, die mit wenigen, von zufälligen Änderangen der Betriebsbedingungen
unbeeinflußba-@en @auelementen die Flüssigkeitszufuhr beim Erreichen eines vorgesehenen
@üllstandes unterbricht und keie sich unzulässig erhitzende Teile aufweist.
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Erfinuungsgemäß wird die Aufgabe dedurch gelöst, daL ein in einem
,entilgehäuse befindliches, aus einem @ohr und einer mittles einer Verschlußschrau-@e
in dem entilgeh@use eingespannten Membrane bestehendes Z@laufvenrtil @urch einen
in der Verschlußschraube abwärts gleitenden, mit einer Membrane und einem @eller
fest verbundenen @olzen, versohließbar i.t, wobei zwei Membranen und ein dazwischen
angeordneter Distanzring einen @ohlraum bilden, der über eine Leitung mit der Wanne
eines Behälters verbunden ist und eine weitere verbindung durch einen mit dem Ventilgehäuse
est veroundenen Deckel hindurch zwischen einem Hohlraum operhalb der Membranen und
der @adialoohrung einer von der zuzührenden Fläs sigkeit durchströmten Venturidüse,
die in einem wnschlußstück unterhalb des Rohres @ngebracht ist, besteht.
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Weitere merkmale der Erfindung bestehen darin, daß die bei geschlossenem
Ventil mit dem Betriebsdruck der zuzufährenden Flüssigkeit beaufschlagte membrane
durch ein au einem schlauch angeschlossenes, vorzugsweise elektromagnetisch betätigtes
HilfsventiL entlastbar ist und daß die zu dem behälter gehörenden
elektrischen
Leitungen durch einen in dem Ventil gehause unterhalb deE Tellers angebrachten schalter,
dessen Stößel den ieller berührt, einschaltbar sind.
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Lin anderes Merkmal der vorliegenden erfindung besteht darin, daß
in dem mit dem Ventilgehäuse verbundenen behälter durch hilisventile, die einerseits
an in Steigrohr und andererseits an kurze geschlossene Rohrstücke angeschlossen
sind, versuhiedene füllhöhen eingestellt werden können.
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Die riindung soll nacilatehend an einem Ausfährungsbeispiel näher
@rl@utert werden. In der dazugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1: einen Längsschnitt
durch die Vorrichtung bei offenem Zulaufventil Fig. 2: den gleichen L@ngsschnitt
mit geschlossenem Zulaufventil Die Vorrichtung zum Steuern des Flüssigkeitsstandes
besteht aus dem Ventilgehäuse 1, dem Anschlußstück 2, dem Distanzring 10 und dem
Deckel 13. Das Anschluß stäck 2 ist mit dem Druckschlauch 26 verbunden und besitzt
eine radial angeordnete Schlauchtülle 24.
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In das Anschlußstück 2 ist eine Venturidise 4 so eingepreßt daß ihre
Radialbohrung 30 mit der Bohrung in der Schlauchtülle 24 übereinstimmt. Das komplette
Anschlußstück 2 ist flüssigkeitsdicht mit dem Gehäuse 1 verschraubt.
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In das Ventilgehäuse 1 ist von unten das Rohr D
eingefügt.
Das Rohr 3 endet untbrhalb des Ansatzes 27 und ist an seinem oberen Ende kegeliörmig
erweitert.
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Die Verschlußschraube 6 preßt die Memprane 5 dicht gegen den zusatz
27. Seitlich ist an dem Ventilgehause 1 eine Schlauchtülle 25 vorgesehen. In- einer
Bohrung der Verschlußschraube 6 leitet der unlösbar mit dem Teller 8 und der membrane
9 verbundene Bolzen 7, der an seinem unteren Ende kegelförmig ausgebildet ist.
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Die Membrane 9 ist an ihrem Umfang zwischen dem oberen Rand des Ventilgehäuses
1 und dem Distanzring 10 eingespannt. Zwischen dem Distanzring 10 und dem Deckel
13 ist auf die gleiche eise die luemurane 11 befestigt. auf der Lembrane 11 liegt
die gelochte scheibe 12 auf, die an ihrer Oberseite in einer ihrer Größe entsprechenden
Aussparung des Deckels 13 bei'estigt ist. Das Ventilgehäuse 1, der Distanzring 10,
Der Deckel 13 und die Membranen 9 und 11 sind durch mehrere Schrauben miteinander
verbunden. Unterhalb des Tellers 8 oefindet sich der Schalter 18, der mit seinem
Stößel 17 den Teller 8 ber4hrt.
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Die Schlauchtülle 23 ist in den Deckel 13 eingeschraubt. Der Schlauch
28 verbindet die Schlauchtüllen 23 und 24 miteinander und mit dem hilfsventil 15.
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Der bistanzring 10 ist in radialer wichtung durchbohrt und an dieser
Stelle mit einer Schlauchtülle 22 versehen. DasSteigrohr 21 verbindet die Schlauchtulle
22 mit der an der tiefsten Stelle des dehulters 19 angebrachten Wanne 20. An das
Steigrohr 21 sind außerdem die Hilfsventile 16 und 16 a angeschlossen. Der Behalter
19 ist durch den Schlauch 29 mit der Schlauchtülle
25, die sich
am Ventilgehäuse 1 befindet, verbunden.
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Wthrend des Füllvorganges strömt die unter @ruck stehende Flüssigkeit
aus dem @ruckschlauch 26 in das Anschlußstück 2 und durch die Venturidüse 4 hindurch
in das Rohr 3. Die auf dem Rohr 3 nur lose aufliegende mem sane 5 wird durch die
strömende Flüssigkeit gehoben, so daß die Flüssigkeit aus dem Rohr 3 austreten kann.
Die an der außenseite des Rohres 3 abwärtsfließende Flüssigkeit verläßt das Ventilgehäuse
1 durch die Schlauchtülle 25 und wird durch den Schlauch 29 in den @ehälter 19 geleitet.
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Indem die Flüssigkeit durch die Venturidäse 4 hindurchströmt, erzeugt
sie in bckan@tar Weise einen geringen Unterdruek @@ Ger @auial@chrung 30. Da wäbrend
des Füllverganges das @ilfsventil 15 geschlessen ist, wird im Schlauch 28, der das
@ilfsventil 15 mit den Sohlauchtüllen 23 und 24 veroin aet, dieser Unterdruck bis
zur beendigung des Füllvorganges aufrecht erhalten.
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Die in den Behälter 19 strömende Flässigkeit füllt diesen nach uncl
nach und gelangt dabei in das Steigrohr 21, das an die Wanne es des @ehälters 19
angeschlossen ist und diese mit der Schlauchtülle i2 und e beiden zunächst geschlossenen
Rilfsventilen 16 und 16 a verbindet Durch die im Steigrohr 21 emporsteigende Flüssigkeit
wird die noch in ihm und im Ventilgehäuse 1 zwischen den emüranen 9 und 11 vorhandene
Luft verdichtet. Der entstchende Überdruck wirkt auf die Membrane ii, die sich dadurch
an
die siebartige Scheibe 12 anlegt, und auf die Membrane 9 ein. Die wirksame Fläche
der Membrane 9 ist so bemessen, daß diese lurch den während des Füllvorganges entstehenden
Überdruck zusammen mit dem @eller 8 und dem Bolzen 7 allmählich nach unten be@egt
wird. Durch diese Abwärtsbewegung drück der Solzen 7 die von der Flässigkeit angeströmte
Membrane 5 immer näher an den pperen Rand des Rohres 3.
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Ladurch wird der Flässigkeitsstrom gedrosselt und zugleich auch die
Strömungsgeschwindigkeit in der Venturidüse 4 herabgesetzt. Die Radialbohrung 30
in der Venturidüse 4 und die wirksamen Flächen der Memsranen 5 und 9 sind so aufeinander
apgestimmt, daß genau dann, @enn der vorgesehene Fällstand im Beh@lter 19 erreicht
ist, die Strömungsgeschwindigkeit in er Venturidüse 4 so weit herapgesetzt ist,
daß die venturid@se 4 ihre Eigenschaft, in der nadialbohrung einen Unterdruck zu
erzeugen, plötzlich verliert. Das hat zur Folge, daß in der @adial-Sohrung 30 sofo@t
der gleiche Überdruck entsteht, mit der die Flüssigkeit aus dem Schlauch 26 in die
Venturiaüse 4 eintritt. Dieser Überaruck wirkt zugleich aurch den Schlauch 28 und
die siepartige Scheibe 12 auf die Memprane 11 ein, die sich d@aurch nach unten @ewegt,
die Membrane 9 berührt und zusammen mit dieser und dem leler 8 sowie dem selzen
7 das Ventil vollständig schließt, indem der an seinem unteren @nde kegelförmige
@olzen 7 die Memornae 5 gegen die Kegelflachen des Rohres 3 pre@t. Durch den nach
unten bewegten Teller 8 wird der Schalterstößel 17 in den Schalter 18 hineingedrückt.
Der Schalter 18 dient dazu, den Waschprozeß in Behälter 19 auszulösen.
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Nach dem ßntternen der Flüssigkeit aus dem Behalter 19 bleibt die
Vorrichtung geschlossen, bis das symbolisch dargestellte Rilfsventil 15 kurzzeitig
geöffnet wird. Das kurzzeitige Öffnen des Hifsventils 15 bewirkt einen Druckabfall
oberhalb der Membrane 11. Durch diesen Druckabfall begünstigt, wird durch den von
unten auf die Membrane 5 wirkenden vollen betriebsdruck die Membrane 5 von der kegelfläche
des rohres 3 abgehoben und der Flüssigkeit der Weg zum Behälter 19 freigegeben.
Zugleich mit der einsetzenden Strömung durch die Venturi düse 4 entsteht wiederum
der Unterdruck in der Radialbohrung 30 und der bereits beschriebene Vorgang des
Füllens wiederholt sich.
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Mit den liilfsventilen 16 und 16 a ist es möglich, unterschiedliche
Füllstände in dem Behälter 19 zu realisieren.
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Die Unterbrechung des Füllvorganges wird, wie bereits dargelegt, durch
eine Reduzierung der Strömungsge schwindigkeit in der Venturidüse 4 bewirkt. Die
Redosierung der Strömungsgesohwindigkeit erfolgt durch die Drosselung an der Austrfttsöffnung
des Rohres 3, die wiederum von dem Druck im Steigrohr 21 und in dem mit; ihm verbundenen
Hohlraum zwischen den Membranen 9 und 11 unmittelbar abhängt. Das Gesamtvolumen
des Steigrohres 21 und des Hohlraumes zwischon de membranen 9 und 11 ist somit eine
Größe, die fur den Füllstand in dem Behälter 11 von bedeutung ist und außerdem leicht
verändert werden kann. Durch das Öffnen des Hilfsventiles 16, an das ein kurzes
verschlossenes Rohrstück angesohlossen
ist, kann eine Vergrößerung
des Gesamtvolumens mit einfachen Mitteln erreicht werden. Entsprechend dieser Volumenvergrößerung
steigt beim Füllen die Flüssigkeit im steigrohr 21 und im ehalter 19 so lange, bis
im Hohlraum zwischen den Memoranen 9 und 11 der das Drosseln der Ausströmgeschwindigkeit
bewirkende Jberdruck entstanden ist. auf diese Weise können, wie durch das Hilfsventil
16 a ange@eutet, mehrere verschiedene Füllstände eingestellt werden.
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Die mit der Erfindung erzeilten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß die Vorjichtung zum Steuern des Flüssigkeitsstandes veruinfacht und ihre Betriebssicherheit
erhöht wird. Durch die verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann auf ein
Magnetventil verzichtet werden, daß mitt aem vollen Druck der zuzuführenden Flüssigkeit
beaufschlagt, für die Zeit des Füllvorganges offen bleiben müßte.
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Das zur Entlastung der oberen Membrane notwendige Magnetventil braucht
dagegen nur kurzzeitig geöff net werden, so daß zu seiner Setätigung ein elektrischer
Impuls von wenigen sekunden Dauer ausreicht.
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@egen dieser extrem kurzen winschaltdauer und der dadurch ermöglichten
kleinen abmessungen des hilisventils eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung
oesonders zur Verwendung in programmgesteuerten Anlagen, in denen sie unbeeinflußbar
von zufällig veränderten Betriebsbedingungen in @@hängigkeit von dem vorgegebenen
Füllstand sicher funktioniert.