DE1812592A1 - Selbsttaetig arbeitendes Entleerungsventil - Google Patents
Selbsttaetig arbeitendes EntleerungsventilInfo
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Description
BENDIX ^ESTINGHOUSE AUTOMOTIVE AIR BRAKE COMPANY, 901 Cleveland
Street, Elyria, Ohio, U.S.A.
Selbsttätig arbeitendes Entleerungsventil
Die Erfindung bezieht sich auf selbsttätig arbeitende Entleerungs ventile für Strömungsmitteldruckbehälter und insbesondere auf die
Verwendung bei sich selbsttätig entleerender Kondensation bei Druckluftbehältern von Fahrzeugen.
Die Ansammlung von Kondensat in Druckluftbehältern ist bekannt
und es ist wichtig, das Kondensat periodisch abzulassen, um ein Mitreißen in das Drucksystem zu vermeiden, wo das Kondensat
Ventile und dgl. Elemente betätigen kann; insbesondere ist im Winter die Gefahr besonders groß, daß das Kondensat an bestimmten
Teifeigefriert, so daß die einwandfreie Arbeitsweise dieser Teile
nicht mehr gewährleistet ist. Sehr häufig weist die Vorrichtung zum Ablassen des Kondensates ein Handventil auf jedem Behälter
auf, das Ablassen wird jedoch oft vergessen, was zu sehr ernsten Störungen führen kann.
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Es ist bereits ein selbsttätig arbeitendes Entleerungsventil vorgeschlagen
worden, das erste und zvreite Kammern aufweist und bei dem ein flexibles Ventilbauteil in der zweiten Kammer vorgesehen
ist, welches mit einem ringförmigen, zwischen den Kammern angeordneten
Ventilsitz zusammenarbeitet: das flexible Ventilbauteil öffnet dabei in Abhängigkeit von einem höheren Druck in der ersten
Kammer als in der zweiten Kammer, um diese Kammern miteinander zu verbinden, und schließt in Abhängigkeit von einem höheren Druck
in der zweiten Kammer als in der ersten Kammer, um die Kammern
voneinander zu trennen; des weiteren ist eine ins Freie führende Entleerungsöffnung in der zweiten Kammer und ein Ventilelemen:;
vorgesehen, das mit dem flexiblen Ventilbauteil verbunden ist und von dem Ventilbauteil in die OfTen-Stellun-j verschiebbar ist,
um die zweite Kammer mit der Atmosphäre zu verbinden, wenn der
Druck in der zweiten Kammer einen vorbestimmten höheren v/ert als
in der ersten Kammer erreicht hat..
Ventile der vorbeschriebenen Art haben vor allen Dingen den Nachteil,
daß das flexible Ventilbauteil nicht in der Lage ist, den selbsttätigen Betrieb des Ventiles für die kleinen Druekanderungen
im Behälter, die im allgemeinen während normaler Bremsvorgänge auftreten, zu gewährleisten.
Um diesen Nachteil zu beheben, wird gemäß vorliegender Erfindung
vorgeschlagen, daß das flexible Ventilbauteil einen flexiblen, ringförmigen Ventilflansch aufweist, der mit dem ringförmigen Ventilsitz
zusammenwirkt, welcher mit einem mittleren Körperteil über einen verhältnismäßig dünnen, ringförmigen Armabschnitt verbunden
ist, daß das Ventilelement mit dem mittleren Körperteil zur Steuerung der Entleerungsöffnung starr befestigt ist, und
daß eine Feder in der zweiten Kammer vorgesehen ist, die den ringförmigen Ventilflansch allein beaufschlagt und ihn somit
dauernd auf eine geschlossene Stellung zu. gegen den Ventilsitz vorspannt.
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Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnungen besteht darin,
daß das Ventil an Behältern mit Entleerungsarmaturen nicht nach Belieben in verschiedenen Stellungen befestigt werden kann, beispielsweise
am Boden des Behälters oder an einem Ende. Hierzu ■soll die Erfindung Abhilfe schaffen und ein Ventil angeben, das
eine derartige wahlweise Befestigung möglich macht und auch zusätzlich
eine Anordnung zur Anpassung eines einzelnen Filters an die spezielle Ventilbefestigung gestattet.
Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung anhand eines Aus- Λ
fuhrungsbeispieles erläutert.
B'ig. 1 zeigt einen senkrechten Querschnitt durch das erfindungsgemäße
Entleerungsventil, wobei das Ventil mit dem Boden eines Druckmittelbehälters verbunden ist,
Fig. 2 eine horizontale Ansicht in verkleinertem Maßstab längs der Linie 2-2 nach Fig. 1, wobei der besseren Übersicht
wegen Teile weggenommen sind, und insbesondere die Feder nach der Erfindung, und
Fig. 3 einen vertikalen Querschnitt einer abgeänderten Ausführungsform
zur Befestigung des Ventils auf einem Druckmit- %
telbehälter, wobei ebenfalls Teile weggenommen gezeichnet sind.
In der Zeichnung und-insbesondere in Fig. 1 ist mit 10 ein Druckmittelbehälter
bezeichnet, mit dessen Boden ein selbsttätig arbeitendes Entleerungsventil 12 gemäß vorliegender Erfindung verbunden
14
ist. Der Ventilkörper besteht aus einem oberen Teil·7und einem unteren
Teil l6, die beiden Teile weisen eine Anzahl zusammenpassender Ansätze 18, 20 auf, die Schrauben 22 zum starren Befestigen
der Teile 14 und 1(5 miteinander aufnehmen. Die untere Wandung 23
des Teiles 16 ist nach abwärts gegen die Mitte zugeneigt, und ein ringförmiger Kamm 24, der mit der äußeren Lippe 25 einen ringförmigen
Kanal festlegt, welcher einen 0-Ring 26 aufnimmt, dessen
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obere Fläche abdichtend in Eingriff mit einem nach abwärts
stehenden Ansatz 28 um den Umfang der unteren Kante des oberen Teiles 14 des Ventilkörpers herum steht, umgibt die Wandung 23·
Mit der oberen Seite der Wandung 23 des unteren Ventilkörpers
ist eine Anzahl (vorzugsweise 8) radialer Rippen 30 einstückig gegossen; die Rippen j50 weisen innere Enden Jl auf, die in Umfangsrichtung
um eine mittlere Entleerungsöffnung 32 herum versetzt
sind, welche das Innere des Ventilkörpers mit der Umgebungsluft über einen vergrößerten Kanal 34 im Boden des Ventiles verbindet,
welcherdurch eine ringförmige Wandung J>6, die einstückig
mit dem unteren Körperteil 16 ausgebildet ist, festgelegt wird.
Die inneren Enden 31 der Rippen 30 sind mit Stufen 38 versehen,
deren obere Kanten glatt in nach oben und außen geneigte Flächen 40 auf den oberen Seiten der Rippen übergehen, wobei die geneigten
Teile an Stellen 42 (vgl. insbesondere Fig. l) enden, von denen
jede näher den inneren Enden der Rippen als den äußeren Enden ist. In radialer Richtung außerhalb der Stellen 42 sind die oberen
Seitenteile 44 der Rippen horizontal gerichtet.
Sind die Rippen in dervtsrher beschriebenen Weise ausgebildet,
ergibt sich aus Fig. 1, daß die Stellen 42 Gelenkansätze für eine Reihe von in radialer Richtung angeordnet ei Auslegerarmen'46 einer
Ventilfeder 48 gemäß der Erfindung darstellen. Insbesondere in Veründung mit den Figuren 1 und 2 ergibt sich., daß die Ventilfeder
48 aus gegossenem Kunststoff einen kontinuierlichen oberen kreisförmigen Ring 50 aufweist, von dessen Unterseite die Federarme 46 in radialer Richtung nach innen und abwärts verlaufen.
Wie sich am besten der Fig. 2 entnehmen laß^ ist eine geringere
Anzahl von Armen 46 als von Rippen 30 erwünschte vorzugsweise
sechs Arme und acht Rippen* wobei die inneren Enden der Arme mit
der Oberseite des Gebildes verbunden sind, das im wesentlichen ein segmentförmiger innerer Ring ist, der an dem inneren Ende
eines jeden Armes einen sektorförmigen Fuß 52 mit ausreichender
Umfangsälmension- darstellte damit der Umfangsafostand zwischen
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zwei beliebigen Stufen überspannt wird. Mit einer derartigen Anordnung ist es nicht notwendig, daß jeder Fuß 52 mit einer
vorbestimmten Stufe zusammenwirkt und in ihr gehalten wird, vielmehr kann di.e gesamte Feder in einer beliebigen Drehstellung
in bezug auf die Rippen angeordnet sein, ohne daß ein Fuß 52
von einer Stufe gelöst wird und in den Umfangsraum zwischen den Enden 31 zweier Rippen springt.
Aus Fig. 1 laß υ sich entnehmen, daß der obere, äußere kreisförmige
Ring 50 der Feder mit der Unterseite des ringförmigen Flanschteiles 55 eines einteiligen Ventilelementes 54 in Eingriff kommt,
welches einen mittleren Körperteil 56 aufweist, der an seinem
unteren Ende ein Auslaßventil 58 zur Steuerung der Austrittsöffnung
32 aufnimmt. Der Körperteil 56 des Ventilelementes 54 ist
mit einem a» eingegossenen Drahtelement 6O versehen, das sich
koaxial durch die öffnung 52 erstreckt und dazu dient, die öffnung
frei von Schmubz, Schlamm und dgl. zu halten, während gleichzeitig
eine Vorrichtung vorgesehen ist, durch die das Ventil 58
von Hand von seinem Sitz am oberen Ende der öffnung 32 abgehoben
werden kann, damit eine Entleerung des Behälters von Hand ermöglicht wird. Die Aufgabe der ringförmigen Wandung 36, die den
offenen Kanal 34 umgibt, besteht darin, daß der Verlängerungsteil
des Drahtes 60 gegen eine Beschädigung- durch herumfliegende Stednbrocken und dgl. geschützt wird.
Der ringförmige Ventilflansch 55 des Vent11elementes 54 ist mit
dem mittleren Körperteil 56 durch einen verhältnismäßig dünnen,
ringförmigen Stegabschnitt 62 verbunden, der ermöglicht, daß das ringförmige Ventil 53 einen Bewegungsgrad besitzt, der praktisch
unabhängig von dem mittleren Teil 56 des Ventilelementes ist, wobei, die Feder 48 nahezu ausschließlich auf den ringförmigen
Ventilflansch 53 einwirkt, um seinen Eingriff mit einem nach
abwärts stehenden rirgförmigen Ventilsitz 66 zu steuern, der auf
der inneren Fläche des oberen Teiles 14 des Ventilkörpers ausgebildet ist. Der Sitz 66 legt mit dem Ventil 54 eine Druckkammer
68 fest, die in dauernder Verbindung mit dem Behälter 10 durch · einen Kanal 70 über ein Zwischenstück 72 steht, der einen mit
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Schraubgewinde versehenen unteren Teil 74 besitzt, welcher in
eine passende öffnung 75 im oberen Körperteil 14 eingeschraubt ist. Das Zwischenstück weist einen oberen, mit Schraubgewinde
versehenen Teil 76 auf, der in eine passende Öffnung im Boden
des Behälters eingeschraubt ist und besitzt einen mittleren hexagonalen Teil 78 zwischen den mit Schraubgewinde versehenen
Teilen 74 und 76. Der Kanal ist an seinem unteren Ende bei 8l
mit einer Gegenbohrung versehen und so mit Schraubgewinde versehen, daß er eine hohle hülsenförmige Haltevorrichtung 80 aufweist, die aus Kunststoff bestehen kann und deren inneres Ende
mit einem ringförmigen Plansch 82 eines Filters 64 zusammenwirkt
und diesen gegen einen Anschlag 86 am oberen Ende der Gegenbohrung festklemmt. Der Filter in Fig. 1 erstreckt sich nach oben durch
den Kanal 70 in das Innere des Behälters.
Zusätzlich zum Kanal 70 ist der obere Teil Ik des Ventilkörpers
mit einem zweiten Entleerungskanal 88 versehen, der in die Kammer 68 rechtwinkelig zum Kanal 70 führt; wenn das Ventil gemäß vorliegender
Erfindung mit einem Tank nach Fig. 1 verbunden ist, wird der Kanal 88 durch ein Leitungsabsperrglied 90 in einer
öffnung 91 mit der gleichen öffnung wie die öffnung 75 und wie
der untere Teil 74 des Zwischenstückes abgeschlossen.
Nach Fig. J ist die abgeänderte Befestigungsvorrichtung für das
Entleerungsventil gezeigt und das Leitungsabsperrglied 90 schließt
nunmehr.die öffnung 75 an der oberen Seite des oberen Teiles 14
des Ventilkörpers ab. Das Zwischenstück 72 ist hierbei in die ·
Seitenöffnung 9I eingeschraubt, bevor jedoch das Zwischenstück
in die Stellung nach Fig. 3 eingeschraubt ist, wird die Haltevorrichtung
80 aus der Gegenbohrung 81 im Zwischenstück herausgeschraubt
und der Filter 84 wird in der Gegenbohrung so umgetauscht.,
daß sein Ende sich in den Kanal 88 hineinerstreckt, wenn das Zwischenstück die in Fig. 3 gezeigte Stellung einnimmt. Aus
dieser Fig. j5 ergibt sich, daß die Haltevorrichtung 80 den Flansch 82 des Filters so festhält, daß letzterer in seiner
Gebrauchsstellung genau festgehalten wird, wie dies in der
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umgekehrten Stellung des Filters nach Fig. 1 der Fall ist. Wie nach Fig. 1 ist das obere Ende 76 des Zwischenstückes 72 in
eine Schrauböffnung 92 in der Endwandung 93 eines Druckluftbehälters
94· eingeschraubt.
Wenn im Betrieb das Ventil mit dem Boden eines Drucklufttankes 10 wie in Fig. 1 verbunden ist, gelangt Kondensat, das sich am
Boden des Tankes angesammelt hat, durch das Filter 84 in die
Kammer 68 am oberen Ende des Ventilelementes 54. Wenn der Druck
im Tank 10 größer ist als der Druck im Entleerungsraum 96 des Ventiles, welcher das gesamte Volumen im Ventilkörper außerhalb
des ringförmigen Ventilsitzes 66 aufweist, drückt der Behälterdruck, der nach unten wirkt, den ringförmigen Ventilteil 53 gegen
die nach oben gerichtete Federkraft der Arme 46 der Feder 48, wobei der obere Kreisring 50 der Feder und das Ventilteil 53 nach
abwärts über den Steg 62 etwa in die Stellung, die gestrichelt
rechts in Fig. 1 angedeutet ist, ausgelenkt wird. Einige der Arme 46 schwenken dabei um OiS1. Stellen 42 der Rippen, wie vorher
beschrieben. Inzwischen/der Druck im Behälter auch nach abwärts auf den mittleren Teil 56 des Ventilelementes 54, um diesen
nach abwärts zu drücken, so daß das untere Ventilbauteil 58 die
Entleerungsöffnung 32 positiv abschließt. Wenn das ringförmige
Ventil 53 in die Offen-Stellung ausgelenkt wird, fließt das Kondensat
im Behälter 10 in den Entleerungsraum 96 und nach unten
längs der geneigten Wandung 23 zwischen den Rippen und um das Ventilelement 58 im unteren Teil des Ventilkörpers.
Nachdem der Strömungsmitteldruek im Behälter 10 auf einen bestimmten
Wert abgefallen ist, bewirkt der höhere Druck im Entleerungsraum 96 in Verbindung mit der Feder 48, daß das ringförmige Ventil
bauteil 53 sich gegen den ringförmigen Ventilsitz 66 bewegt, wodurch
der Entleerungsraum 96 von dem Behälter 10 getrennt wird.
Wenn der Druck im Behälter 10 auf einen vorbestimmten Pegel abfällt, wirkt der Druck im Entleerungsbehälter 96 nach oben auf
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den mittleren Teil des Ventilelementes 56 mit einer Kraft, die
die nach abwärts gerichtete Kraft des Behälterdruckes übersteigt, welcher auf die obere Seite des Venti!körpers 56 wirkt, wodurch
das Ventil 58 von seinem Sitz abgehoben wird, der die Entleerungsöffnung 32 umgibt, und das Kondensat, der Schlamm usw-, im Raum
wfr"d rasch ins Freie aufgrund der plötzlichen Entlastung des Druckmediums
im Raum 96 ausgetrieben. Sobald das Ventilelement 58 geöffnet
wird, wird die gesamte Flüssigkeit im Entleerungsraum 96
mit verhältnismäßig großer Kraft ausgetrieben und im Anschluß an P diesen Vorgang fällt der Druck im Entleerungsraum 96 auf einen
Punkt, bei dem der auf die obere Seite des Körpers 56 des Ventilelementes
5^ wirkende Druck das Ventil 58 in die die Entleerungsöffnung 32 schließende Stellung zurückführt, so daß dann das vorausgehende
Arbeitsspiel wiederholt wird.
Wenn aus irgendeinem Grunde eine Entleerung von Hand erwünscht
ist, braucht der Bedienende lediglich einen Druck auf den Draht 60 nach innen auszuüben, um das Ventil 58 von Hand von seinem
Sitz abzuheben, wobei die im Entleerungsraum 96 eingeschlossene
Flüssigkeit durch die Entleerungsöffnung entweichen kann. Eine
Entleerung von Hand kann insbesondere unter Bedingungen ohne m Luft erwünscht sein, wobei das Ventil 58 durch Schwerkraft geschlossen
wird und der gesamte Rückstand, der im Raum 96 vorhanden
sein kann, entleert werden soll.
Für den Fall, daß das Ventil mit der Endwandung eines Behälters
verbunden werden soll, arbeitet das Ventil genau wie vorstehend erläutert, mit der Ausnahme, daß die obere mittlere öffnung 75
durch das Leitungsabsperrglied 90 geschlossen wird, wie vorstehend erläutert, und der Filter im Zwischenstück in Fig= 3 umgekehrt
und «· in die Tankendwändung in der vorbeschriebenen
Weise eingeschraubt wird.
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Aus vorstehender Beschreibung ergibt sich, daß das erfindungsge
mäße Ventil ein selbsttätig arbeitendes Entleerungsventil für Druckmittelbehälter darstellt, das wahlweise auf vorhandenen
Behältern befestigt werden kann, und zwar unabhängig von der je weiligen Lage der Entleerungsöffnungen. Zusätzlich wird gemäß,
der Erfindung eine freitragende Federanordnung für das Entleerungsventil vorgeschlagen, die innerhalb des Entleerungsraumes
angeordnet ist, um das Schließen des Entleerungsventilflansches 55 zu unterstützen, während gleichzeitig ein fehlersicherer
Schuts erzielt wird, der oft fehlt, wenn das Entleerungsventil durch eine außenliegende Feder in die Schließstellung vorgespannt
wird.
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Claims (1)
- 2.12ο 1968 W/He . - 10 - Β/ρ 6510Patentansprüche %1» Selbsttätig arbeitendes Entleerungsventil mit einer ersten und einer zweiten Kammer sowie einem flexiblen Ventilbauteil inrsrhalb der zweiten Kammer* das mit einem ringförmigen Ventilsitz zusammenarbeitet, welcher zwischen den Kammern angeordnet istj, wobei das flexible Ventilbauteil in Abhängigkeit von einem höheren Druck in der ersten Kammer als in der zweiten Kammer öffnet, um die Kammern miteinander zu verbinden, sowie in Ab» hängigkeit- voöfeinem höheren Druck in der zweiten Kammer als in der ©rsten Kammer schließt, Um die beiden Kammern zu trennen, mit einer ins Freie führenden Entleerungsöffnung in der zweiten Kammer und einem Ventilelement., das mit dem flexiblen Ventilbeutel! in Verbindung steht und durch das Ventilglied in die Offen-Stellung verschiebbar ist* um die zweite Kammer mit der Atmosphäre zu verbinden, wenn der Druck in der zweiten Kammer einen vorbestimmten höheren Wert als in der ersten Kammer erreicht hat, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Ventilbau-* teil (54) einen flexiblen* ringförmigen Ventilflansch (53). aufweist, der mit dem ringförmigen Ventilsitz (66) zusammenwirkt, welcher mit einem mittleren Körperteil (56) über einen verhältnismäßig dünnen, ringförmigen Armafoschnitt (62) verbunden ist, de*! das Ventilelement (53) mit dem mittleren Körperteil zur Steuerung der EntleerungsQffnung (j52) starr befestigt ist, und φρ,β eine Feder (48) in der zweiten Kammer (96) vorgesehen ist, die den ringförmigen Ventilflansch allein beaufschlagt und ihn somit dauernd auf eine geschlossene Stellung zu gegen den Ventilsitz vorspannt.2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vent Hfl ement (58) einen Schaft (60) aufweist, der koaxial nach außen durch die Entleerungsöffnung (32) verläuft, wobei der Schaft (60) von Hand befcätigbar ist, um das Ventilelement in die Offenstellung zu verschieben.2.12.1968 W/He - 11 - Β/ρ 65105. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (48) einen oberen kreisförmigen Ring (50) aufweist, der mit der Unterseite des ringförmigen Ventilflansehes (53) in Eingriff kommt, daß in ümfangsrichtung versetzte radiale Arme (46) mit äußeren Enden vorgesehen sind, die mit dem Ring verbunden sind und nach abwärts und nach innen in bezug auf den Ring verlaufen, daß ein in Segmente geteilter Ring (52) kleineren Durchmessers als der obere Ring einstückig mit den inneren Enden der Arme verbunden ist, wobei jedes der Segmente des letztgenannten Ringes im gleichen Abstand von benachbarten Segmenten ver- * setzt ist und sich etwa rechtwinkelig zu der Mittenlinie der entsprechenden Arme erstreckt, und wobei jedes Segment einen gewölbten Fuß (52) auf dem inneren Ende eines Armes ausbildet, und daß eine ringförmige Aussparung innerhalb der zweiten Kammer (96) vorgesehen ist, die koaxial die Entleerungsöffnung (32) umschließt, um die Füße der Arme aufzunehmen.4. Ventil nach Anspruch 3j dadurch gekennzeichnet, daß radiale Rippen (30) in der zweiten Kammer (96) mit in Ümfangsrichtung versetzten inneren Enden (31) vorgesehen sind, die die Entleerungsöffnung (32) umgeben, daß die ringförmige Aussparung durch Stufen (38) auf den oberen inneren Enden der Rippen festgelegt sind, in welchen die Füße (52) aufgenommen werden, daß die Umfangs- ' Λ länge eines jeden Fußes größer als der Abstand zwischen zwei beliebigen benachbarten Stufen sind, wobei die oberen Enden der Rippen von den Stufen längs eines kleineren Teiles (40) ihrer Länge nach aufwärts geneigt sind, daß der übrige Teil (44) der oberen Kanten der Rippen außerhalb der geneigten Teile horizontal verläuft, wobei die Verbindungsstelle (42) des horizontalen Teiles mit dem geneigten Teil eine Schwenkstelle für die Arme (46) der Feder (48) ergeben, wenn letztere nach unten ausgelenkt werden, und zwar aufgrund eines höheren Druckes in der ersten Kammer (68) als in der zweiten Kammer der nach unten auf den ringförmigen Ventilflansch wirkt, um letzteren in die Offen-Stellung zu90 9 828/11622.12.1968 W/He - 12 - ' " ■ Β/ρ 65105. Ventil nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Entleerungskanäle (70, 88) vorgesehen sind, die in die erste Kammer (68) münden, daß die Kanäle rechtwinkelig zueinander verlaufen und außerhalb des Ventilkörpers geöffnet sind, und daß jede öffnung abwechselnd ein Abschlußbauteil (90) aufnehmen kann, wobei das Ventil wahlweise über die andere öffnung mit unterschiedlich angeordneten Entleerungsöffnungen aufeinanderfolgender Strömungsmitteldruckbehälter (10) verbunden werden können. ·9 0 9 8 2 8/1162
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