DE202011108281U1 - Valve for liquid disposal in a vacuum system - Google Patents
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Abstract
Ventil für die Flüssigkeitsentsorgung in einem Unterdrucksystem, insbesondere zur Wasserentsorgung in einem Permanent-Unterdrucksystem, umfassend eine Ventilkammer mit einem Wassereinlass, einem mit einer Unterdruckquelle verbindbaren Wasserauslass und einem Ventilkörper, der ausgebildet und angeordnet ist, in einer Schließstellung den Wasserauslass zu schließen und in einer Offenstellung den Wasserauslass freizugeben, gekennzeichnet durch eine Aktivatorkammer, die derart mit der Ventilkammer gekoppelt ist, dass ein Druckanstieg in der Ventilkammer zu einem Druckabfall in der Aktivatorkammer führt, wobei die Aktivatorkammer derart mit dem Ventilkörper gekoppelt ist, dass der Ventilkörper bei einem Druckabfall in der Aktivatorkammer die Offenstellung einnimmt.Valve for liquid disposal in a vacuum system, in particular for water disposal in a permanent vacuum system comprising a valve chamber having a water inlet, a connectable to a vacuum source water outlet and a valve body which is formed and arranged to close the water outlet in a closed position and in a Open position to release the water outlet, characterized by an activator chamber which is coupled to the valve chamber such that an increase in pressure in the valve chamber leads to a pressure drop in the activator chamber, wherein the activator chamber is coupled to the valve body such that the valve body at a pressure drop in the Activator chamber occupies the open position.
Description
Die Erfindung betrifft ein Ventil für die Flüssigkeitsentsorgung in einem Unterdrucksystem, insbesondere zur Wasserentsorgung in einem Permanent-Unterdrucksystem, umfassend eine Ventilkammer mit einem Wassereinlass, einem mit einer Unterdruckquelle verbindbaren Wasserauslass und einem Ventilkörper, der ausgebildet und angeordnet ist, in einer Schließstellung den Wasserauslass zu schließen und in einer Offenstellung den Wasserauslass freizugeben.The invention relates to a valve for the liquid disposal in a vacuum system, in particular for water disposal in a permanent vacuum system comprising a valve chamber having a water inlet, a connectable to a vacuum source water outlet and a valve body which is formed and arranged in a closed position to the water outlet close and release the water outlet in an open position.
Unterdrucksysteme zur Flüssigkeitsentsorgung werden teilweise auch als Vakuumsysteme bezeichnet und dienen dazu, beispielsweise aus sanitären Anlagen, Flüssigkeiten zu entsorgen, etwa über an das Ventil anschließende Leitungen und ggf. einen Tank. Ventile der eingangs genannten Art kommen beispielsweise in mobilen Anwendungsgebieten, wie in Zügen oder Flugzeugen, oder zum Einsparen von Wasser, beispielsweise in Gegenden mit Wasserknappheit, zum Einsatz. Sanitäre Anlagen bzw. Einrichtungen im vorliegenden Anwendungsgebiet sind beispielsweise Handwaschbecken, Toiletten oder Duschen. Zu entsorgende Flüssigkeiten können beispielsweise Wasser, Grauwasser oder Abwasser sein. Zur Vereinfachung wird im Folgenden von Wasser oder Abwasser als zu entsorgender Flüssigkeit gesprochen; die Ausführungen gelten jedoch gleichermaßen für andere abzuführende bzw. zu entsorgende Flüssigkeiten.Vacuum systems for liquid disposal are also sometimes referred to as vacuum systems and serve, for example, from sanitary facilities to dispose of liquids, such as on the valve subsequent lines and possibly a tank. Valves of the type mentioned are used for example in mobile application areas, such as in trains or aircraft, or to save water, for example in areas with water scarcity used. Sanitary facilities or facilities in the present application are, for example hand basins, toilets or showers. For liquids to be disposed of, for example, water, gray water or wastewater. For simplicity, water or wastewater will be referred to as the liquid to be disposed of; However, the statements apply equally to other discharged or to be disposed of liquids.
Unter einem Permanent-Unterdrucksystem wird ein solches System verstanden, bei dem an das Ventil anschließende Abwasserleitungen und ggf. ein Abwassertank konstant mit einem Unterdruck beaufschlagt sind.Under a permanent vacuum system such a system is understood, in which the valve connected to the waste water pipes and possibly a waste water tank are constantly subjected to a negative pressure.
In Ventilen der eingangs genannten Art gelangt das abzuführende Wasser über den Wassereinlass in die Ventilkammer. Der Abfluss des Wassers aus der Ventilkammer durch den Wasserauslass wird von dem Ventilkörper in der Schließstellung verhindert. In der Offenstellung gibt der Ventilkörper den Wasserauslass frei, so dass das Wasser durch den Wasserauslass aus der Ventilkammer austreten kann. In einem Unterdrucksystem ist der Wasserauslass direkt oder indirekt mit einer Unterdruckquelle verbunden, beispielsweise über eine Abwasserleitung und einen Abwassertank, wobei Tank und Leitung vorzugsweise unter einem Permanent-Unterdruck stehen. Auf diese Weise wird das abzuführende Wasser in der Offenstellung des Ventilkörpers aus der Ventilkammer durch den Wasserauslass abgesaugt.In valves of the type mentioned, the water to be discharged passes through the water inlet into the valve chamber. The outflow of water from the valve chamber through the water outlet is prevented by the valve body in the closed position. In the open position of the valve body releases the water outlet, so that the water can escape through the water outlet from the valve chamber. In a vacuum system, the water outlet is directly or indirectly connected to a vacuum source, for example via a sewer pipe and a waste water tank, wherein tank and pipe are preferably under a permanent negative pressure. In this way, the water to be discharged is sucked in the open position of the valve body from the valve chamber through the water outlet.
In existierenden Ventilen ist der Ventilkörper beispielsweise als Schwimmkörper ausgebildet. Dies kann jedoch dazu führen, dass der Schwimmkörper durch den Unterdruck am Wasserauslass an den Wasserauslass angesaugt wird und nicht mehr aufschwimmt, so dass das Ventil schließt, bevor das abzuführende Wasser die Ventilkammer vollständig durch den Wasserauslass verlassen hat. Zudem ist der Auftrieb des Schwimmkörpers auf das am Wasserauslass anliegende Unterdruckniveau und den Durchmesser des Wasserauslasses abzustimmen, damit eine ausreichende, einer durch den Unterdruck bewirkten Ansaugkraft entgegenwirkende Auftriebskraft des Schwimmkörpers sichergestellt ist.In existing valves, the valve body is designed, for example, as a floating body. However, this may result in the float being sucked by the vacuum at the water outlet to the water outlet and will no longer float, so that the valve closes before the drainage water has left the valve chamber completely through the water outlet. In addition, the buoyancy of the float is adjusted to the voltage applied to the water outlet vacuum level and the diameter of the water outlet, so that a sufficient, a negative pressure caused by the suction force counteracting buoyancy of the float is ensured.
Es existieren auch Ventile mit einem Sammelbehälter mit Füllstandssensor, bei denen bei einem bestimmten Füllstand des Sammelbehälters der Füllstandssensor ein Ventil unterhalb des Sammelbehälters freigibt, um die Absaugung zu starten. Hierbei ist jedoch eine elektrische bzw. elektronische Steuerung erforderlich und damit eine Abhängigkeit von einer entsprechenden Stromversorgung und der Zuverlässigkeit der elektrischen bzw. elektronischen Steuerung gegeben.There are also valves with a reservoir with level sensor, in which at a certain level of the reservoir, the level sensor releases a valve below the reservoir to start the suction. Here, however, an electrical or electronic control is required and thus given a dependence on a corresponding power supply and the reliability of the electrical or electronic control.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ventil der eingangs genannten Art bereitzustellen, das eine oder mehrere der genannten Nachteile reduziert oder vermeidet. Es ist ferner eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ventil der eingangs genannten Art bereitzustellen, das zuverlässig, und vorzugsweise unabhängig vom Unterdruckniveau des Unterdrucksystems, funktioniert.It is therefore an object of the present invention to provide a valve of the type mentioned, which reduces or avoids one or more of the disadvantages mentioned. It is a further object of the present invention to provide a valve of the initially mentioned type which functions reliably, and preferably independently of the vacuum level of the vacuum system.
Die Erfindung wird gelöst durch ein Ventil der eingangs genannten Art, das gekennzeichnet ist durch eine Aktivatorkammer, die derart mit der Ventilkammer gekoppelt ist, dass ein Druckanstieg in der Ventilkammer zu einem Druckabfall in der Aktivatorkammer führt, wobei die Aktivatorkammer derart mit dem Ventilkörper gekoppelt ist, dass der Ventilkörper bei einem Druckabfall in der Aktivatorkammer die Offenstellung einnimmt.The invention is achieved by a valve of the type mentioned, which is characterized by an activator chamber which is coupled to the valve chamber such that an increase in pressure in the valve chamber leads to a pressure drop in the activator chamber, wherein the activator chamber is so coupled to the valve body in that the valve body assumes the open position in the event of a pressure drop in the activator chamber.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass bei geschlossenem Ventil, d. h. mit dem Ventilkärper in der Schließstellung, durch den Wassereinlass in die Ventilkammer eintretendes Wasser zu einem Druckanstieg in der Ventilkammer führt. Dieser in der Ventilkammer entstehende Druckanstieg durch eintretendes, abzuführendes Wasser wird erfindungsgemäß dazu genutzt, in einer Aktivatorkammer einen Druckabfall herbeizuführen, der wiederum dazu führt, dass sich der Ventilkörper in der Offenstellung befindet.The invention is based on the recognition that when the valve is closed, d. H. with the valve body in the closed position, through the water inlet into the valve chamber entering water leads to an increase in pressure in the valve chamber. This resulting in the valve chamber pressure increase by entering, dissipated water is used according to the invention to bring about a pressure drop in an activator chamber, which in turn causes the valve body is in the open position.
Bei am Wasserauslass anliegendem Unterdruck ist das Ventil geschlossen, da der Ventilkörper in seiner Schließstellung durch den Unterdruck an den Wasserauslass angesaugt wird.When applied to the water outlet vacuum, the valve is closed because the valve body is sucked in its closed position by the negative pressure to the water outlet.
Erst durch einen in der Ventilkammer entstehenden Druckanstieg und den dadurch verursachten Druckabfall in der Aktivatorkammer wird der Ventilkörper in die Offenstellung bewegt, entgegen der am Wasserauslass auf den Ventilkörper wirkenden Saugkraft. Auf diese Weise befindet sich das Ventil im Betrieb standardmäßig in der Schließstellung und öffnet nur dann, wenn sich abzuführendes Wasser in der Ventilkammer befindet. Only by a pressure increase occurring in the valve chamber and the resulting pressure drop in the activator chamber, the valve body is moved into the open position, against the suction force acting on the valve body at the water outlet. In this way, the valve is in operation by default in the closed position and opens only when water to be discharged is located in the valve chamber.
Bevorzugt ist ein Unterdruckniveau im Unterdrucksystem von –0,2 bis –0,8bar, insbesondere von –0,4 bis –0,6bar.A vacuum level in the vacuum system is preferably from -0.2 to -0.8 bar, in particular from -0.4 to -0.6 bar.
Es ist insbesondere bevorzugt, dass das Ventil öffnet, wenn das Vakuumnivea bei 15 bis 50% des normalen Druck in der Aktivatorkammer liegt.It is particularly preferred that the valve opens when the vacuum level is 15 to 50% of the normal pressure in the activator chamber.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Ventils ist es, dass die Funktionsweise des Ventils unabhängig ist vom Unterdruckniveau, das am Wasserauslass anliegt. Ein weiterer Vorteil ist, dass das erfindungsgemäße Ventil ohne elektrische oder elektronische Steuerkomponenten auskommt und damit die Funktionsweise unabhängig von einer Versorgung mit elektrischer Energie ist. Ein weiterer Vorteil ist es, dass eine Entleerung des Ventils zudem unabhängig von dem Anschluss des Ventils an eine Unterdruckquelle ist.An advantage of the valve according to the invention is that the operation of the valve is independent of the level of vacuum applied to the water outlet. Another advantage is that the valve according to the invention requires no electrical or electronic control components and thus the functioning is independent of a supply of electrical energy. Another advantage is that an emptying of the valve is also independent of the connection of the valve to a vacuum source.
Das Ventil hat ferner den Vorteil, dass der Ventilkörper, wenn kein Unterdruck am Wasserauslass anliegt, nicht in der Schließstellung gehalten wird, so dass Wasser zwischen dem Ventilkörper und dem Wasserauslass aus der Ventilkammer austreten kann. Dies ist insbesondere zur Frostschutzentleerung (Frostentleerung) des Ventils sinnvoll: Wenn beispielsweise Züge nicht im Betrieb sind und abgestellt werden ist es zur Vermeidung von Frostschäden bei kalten Temperaturen erforderlich, dass die Ventile und angrenzende Leitungen frei von Wasser sind, damit es durch frierendes Wasser nicht zu Beschädigung der Ventile oder Leitungen kommen kann.The valve also has the advantage that, when there is no vacuum at the water outlet, the valve body is not held in the closed position, so that water between the valve body and the water outlet can escape from the valve chamber. This is especially useful for defrosting the frost (deflation) of the valve: For example, if trains are not in operation and are shut down, it is necessary to avoid freezing damage at cold temperatures, so that the valves and adjacent lines are free of water so that freezing water will not damage to the valves or lines may occur.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, dass das erfindungsgemäße Ventil nur bei Anliegen eines Unterdrucks am Wasserauslass dicht schließt; wenn kein Unterdruck am Wasserauslass anliegt, kann das Wasser die Ventilkammer zwischen Ventilkörper und Wasserauslass verlassen; es bleibt somit keine abzuführende Flüssigkeit im Ventil, insbesondere in der Ventilkammer, wenn das das Unterdrucksystem nicht in Betrieb ist. Diese Entleerung des Ventils erfolgt selbsttätig, d. h. in diesem Zusammenhang, dass die Entleerung automatisch erfolgt und nicht initiiert werden muss und ferner unabhängig ist von einer Energieversorgung oder von einem Unterdruckanschluss. Wenn also beispielsweise in einem Zug das Vakuumsystem abgeschaltet wird, läuft das erfindungsgemäße Ventil leer, ohne dass eine solche Entleerung initiiert werden muss oder das Ventil dazu eine Versorgung mit Energie oder Unterdruck benötigt.Another advantage of the present invention is that the valve according to the invention closes tightly only when a negative pressure at the water outlet; if there is no negative pressure at the water outlet, the water can leave the valve chamber between valve body and water outlet; There is thus no liquid to be discharged in the valve, in particular in the valve chamber, when the vacuum system is not in operation. This emptying of the valve is done automatically, d. H. in this context, that the emptying takes place automatically and does not have to be initiated and is furthermore independent of a power supply or of a vacuum connection. Thus, for example, if the vacuum system is switched off in one go, the valve according to the invention runs empty without such emptying has to be initiated or the valve requires a supply of energy or negative pressure.
Es ist insbesondere bevorzugt, dass der Druck in der Aktivatorkammer bei einem Druckanstieg in der Ventilkammer auf ein Druckniveau abfällt, das dem am Wasserauslass anliegenden Unterdruckniveau entspricht. Dadurch kann in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass die auf den Ventilkörper wirkende Ansaugwirkung durch den am Wasserauslass anliegenden Unterdruck durch eine entsprechende Wirkung durch den in der Aktivatorkammer bestehenden Unterdruck ganz oder zumindest teilweise ausgeglichen wird und damit ein vorzeitiges Ansaugen des Ventilkörpers an den Wasserauslass noch bevor das abzuführende Wasser die Ventilkammer verlassen hat, verhindert wird. Besonders bevorzugt ist es, dass dazu die Aktivatorkammer mit der gleichen Unterdruckquelle verbindbar ist wie der Wasserauslass.It is particularly preferred that the pressure in the activator chamber falls with a rise in pressure in the valve chamber to a pressure level which corresponds to the voltage applied to the water outlet vacuum level. This can be achieved in an advantageous manner that the suction effect acting on the valve body by the voltage applied to the water outlet by a corresponding effect by the existing in the activator chamber vacuum is completely or at least partially balanced and thus premature suction of the valve body to the water outlet even before the discharged water has left the valve chamber is prevented. It is particularly preferred that for this purpose the activator chamber can be connected to the same vacuum source as the water outlet.
Vorzugsweise ist der Ventilkörper in der Einbausituation am untersten Punkt der Ventilkammer angeordnet.Preferably, the valve body is arranged in the installation situation at the lowest point of the valve chamber.
Vorzugsweise ist zwischen dem Wasserauslass und dem Ventilkörper eine Dichtung, beispielsweise ein O-Ring angeordnet.Preferably, a seal, for example an O-ring, is arranged between the water outlet and the valve body.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Ventils ist dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivatorkammer angrenzend an die Ventilkammer ausgebildet ist.A preferred embodiment of the valve is characterized in that the activator chamber is formed adjacent to the valve chamber.
Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass die erfindungsgemäße Kopplung zwischen der Ventilkammer und der Aktivatorkammer zur Realisierung der erfindungsgemäßen Druckverhältnisse besonders einfach konstruktiv realisiert werden kann. Ferner hat diese Ausführungsform den Vorteil, dass das Ventil nur einen geringen Bauraum erfordert.This embodiment has the advantage that the coupling according to the invention between the valve chamber and the activator chamber for realizing the pressure conditions according to the invention can be realized in a particularly simple design. Furthermore, this embodiment has the advantage that the valve requires only a small space.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Ventil dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivatorkammer derart mit einer Unterdruckleitung koppelbar ist, dass bei einem Druckanstieg in der Ventilkammer die Aktivatorkammer zur Erzeugung eines Druckabfalls in der Aktivatorkammer mit der Unterdruckleitung verbindbar ist.In a further preferred embodiment, the valve is characterized in that the activator chamber can be coupled to a vacuum line in such a way that, when the pressure in the valve chamber rises, the activator chamber can be connected to the vacuum line to produce a pressure drop in the activator chamber.
Der Druckabfall in der Aktivatorkammer wird vorzugsweise dadurch erzeugt, dass die Aktivatorkammer mit einer Unterdruckleitung verbunden wird. Die Unterdruckleitung wird dabei vorzugsweise dann freigegeben, wenn der Druckabfall in der Aktivatorkammer erzeugt werden soll, d. h. wenn in der Ventilkammer ein Druckanstieg erfolgt. Besonders bevorzugt ist es, dass die Unterdruckleitung mit derselben Unterdruckquelle verbindbar ist, mit der auch der Wasserauslass verbindbar ist. Dies ist eine besonders vorteilhafte Konstruktion, bei der die Funktionsweise des Ventils unabhängig vom von der Unterdruckquelle erzeugten Unterdruckniveau ist, da dasselbe oder ein im Wesentlichen gleiches Unterdruckniveau sowohl am Wasserauslass anliegt als auch in der Aktivatorkammer erzeugt wird. Da der Druckabfall in der Aktivatorkammer die Bewegung des Ventilkörpers in die Offenstellung auslöst, können durch das Anschließen von Aktivatorkammer und Wasserauslass an dieselbe Unterdruckquelle die auf den Ventilkörper wirkenden Kräfte ausgeglichen bzw. so gewählt werden, dass ein gewünschtes Öffnung- und Schließverhalten des Ventilkörpers unabhängig vom anliegenden Unterdruckniveau erzielt wird.The pressure drop in the activator chamber is preferably generated by connecting the activator chamber to a vacuum line. The vacuum line is preferably then released when the pressure drop in the activator chamber is to be generated, ie when a pressure increase occurs in the valve chamber. It is particularly preferred that the vacuum line is connectable to the same vacuum source with which also the Water outlet is connectable. This is a particularly advantageous construction in which the operation of the valve is independent of the vacuum level created by the vacuum source since the same or a substantially equal vacuum level is applied both to the water outlet and to the activator chamber. Since the pressure drop in the activator chamber triggers the movement of the valve body into the open position, by connecting the activator chamber and water outlet to the same vacuum source, the forces acting on the valve body can be compensated or chosen such that a desired opening and closing behavior of the valve body is independent of the valve body adjacent vacuum level is achieved.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Ventil dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Ventilkammer und der Aktivatorkammer ein druckelastisches Element, vorzugsweise eine Membran, derart angeordnet und ausgebildet ist, dass bei einem Druckanstieg in der Ventilkammer das Volumen der Ventilkammer vergrößert und das Volumen der Aktivatorkammer verkleinert wird. In dieser Ausführungsform wird die gewünschte Kopplung der Ventilkammer und der Aktivatorkammer dadurch erreicht, dass zwischen der Ventil- und der Aktivatorkammer ein druckelastisches Element, vorzugsweise eine Membran, angeordnet ist. Das druckelastische Element verformt sich bei einem Druckanstieg in der Ventilkammer derart, dass es das in der Ventilkammer eingeschlossene Volumen vergrößert und das in der Aktivatorkammer eingeschlossene Volumen verkleinert. Bei der Ausbildung des druckelastischen Elements als Membran kann dies beispielsweise durch eine Wölbung der Membran in Richtung der Aktivatorkammer erfolgen. Über ein solches druckelastisches Element kann somit eine direkte Kopplung der Ventilkammer mit der Aktivatorkammer erfolgen. Zur Erzeugung der gewünschten Druckverhältnisse, d. h. des Druckabfalls in der Aktivatorkammer bei einem Druckanstieg der Ventilkammer, ist die aus dem Druckanstieg der Ventilkammer resultierende Bewegung des druckelastischen Elements in einen Druckabfallmechanismus der Aktivatorkammer umzusetzen. Ein solcher Druckabfallmechanismus kann beispielsweise darin bestehen, dass durch die Auslenkung des druckelastischen Elements die Aktivatorkammer mit einer Unterdruckleitung verbunden wird.In a preferred embodiment, the valve is characterized in that between the valve chamber and the activator chamber, a pressure-elastic element, preferably a membrane, is arranged and designed such that increases in an increase in pressure in the valve chamber, the volume of the valve chamber and the volume of the activator chamber is reduced , In this embodiment, the desired coupling of the valve chamber and the activator chamber is achieved in that between the valve and the activator chamber, a pressure-elastic element, preferably a membrane, is arranged. The compressive elastic element deforms as the pressure in the valve chamber increases to increase the volume trapped in the valve chamber and reduce the volume trapped in the activator chamber. In the formation of the pressure elastic element as a membrane, this can be done for example by a curvature of the membrane in the direction of the activator chamber. By means of such a pressure-elastic element, a direct coupling of the valve chamber with the activator chamber can thus take place. To generate the desired pressure conditions, d. H. the pressure drop in the activator chamber at a pressure rise of the valve chamber, the movement of the pressure elastic element resulting from the pressure increase of the valve chamber is to be converted into a pressure drop mechanism of the activator chamber. Such a pressure reduction mechanism can be, for example, that the activator chamber is connected to a vacuum line by the deflection of the pressure-elastic element.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Ventil dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper mit dem druckelastischen Element derart verbunden ist, dass mindestens eine Bewegung des druckelastischen Elements in eine erste Richtung zu einer Bewegung des Ventilkörpers führt. Besonders bevorzugt ist es, dass der Ventilkörper mit dem druckelastischen Element derart verbunden ist, dass die mindestens eine Bewegung des druckelastischen Elements in eine erste Richtung zu einer Bewegung des Ventilkörpers in die gleiche Richtung und/oder um den gleichen Weg führt.In a further preferred embodiment, the valve is characterized in that the valve body is connected to the pressure elastic element such that at least one movement of the pressure elastic element in a first direction leads to a movement of the valve body. It is particularly preferred that the valve body is connected to the pressure-elastic element such that the at least one movement of the pressure-elastic element in a first direction leads to a movement of the valve body in the same direction and / or by the same path.
In diesen Ausführungsformen ist der Ventilkörper vorzugsweise direkt oder über ein Verbindungsmittel mit dem druckelastischen Element verbunden, so dass eine Auslenkung des druckelastischen Elements zumindest in eine erste Richtung auch zu einer Bewegung des Ventilkörpers führt, vorzugsweise zu einer Bewegung des Ventilkörpers von der Schließstellung in die Offenstellung. Eine besonders einfache und daher vorteilhafte Konstruktion ergibt sich, wenn das druckelastische Element, vorzugsweise eine Membran, derart mit dem Ventilkörper gekoppelt ist, dass eine Bewegung des druckelastischen Elements in eine erste Richtung um einen bestimmten Weg zu einer gleichgerichteten Bewegung des Ventilkörpers um den gleichen Weg führt. Andere Ausgestaltungen und andere Kopplungen des druckelastischen Elements mit dem Ventilkörper sind jedoch ebenfalls möglich.In these embodiments, the valve body is preferably connected directly or via a connecting means with the pressure-elastic element, so that a deflection of the pressure-elastic element at least in a first direction also leads to a movement of the valve body, preferably to a movement of the valve body from the closed position to the open position , A particularly simple and therefore advantageous construction results when the pressure elastic element, preferably a membrane, is coupled to the valve body in such a way that a movement of the pressure elastic element in a first direction by a certain way to a rectified movement of the valve body by the same path leads. However, other embodiments and other couplings of the pressure-elastic element with the valve body are also possible.
Besonders bevorzugt ist es, dass der Ventilkörper mit dem druckelastischen Element über ein stabförmiges Element verbunden ist. Bei dieser Ausführungsform handelt es sich um eine besonders einfache und daher bevorzugte konstruktive Verbindung zwischen Ventilkörper und druckelastischem Element, insbesondere der Membran.It is particularly preferred that the valve body is connected to the pressure-elastic element via a rod-shaped element. In this embodiment, it is a particularly simple and therefore preferred constructive connection between the valve body and pressure-elastic element, in particular the membrane.
Eine weitere Ausführungsform des Ventils ist gekennzeichnet durch ein Aktivatorventil, das angeordnet und ausgebildet ist, in einer Aktivstellung die Aktivatorkammer mit einer Unterdruckleitung zu verbinden und in einer Passivstellung die Aktivatorkammer von der Unterdruckleitung zu trennen.A further embodiment of the valve is characterized by an activator valve which is arranged and designed to connect the activator chamber to a vacuum line in an active position and to separate the activator chamber from the vacuum line in a passive position.
Zur bevorzugten Verbindung der Aktivatorkammer mit der Unterdruckleitung, insbesondere zur Verbindung der Aktivatorkammer mit einer Unterdruckquelle, und insbesondere mit der Unterdruckquelle, mit der auch der Wasserauslass verbindbar ist, ist in dieser Ausführungsform ein Aktivatorventil vorgesehen, dass die Verbindung der Aktivatorkammer zur Unterdruckleitung entweder freigeben oder sperren kann. Auf diese Weise kann der Druck in der Aktivatorkammer durch das Aktivatorventil gesteuert werden.For the preferred connection of the activator chamber with the vacuum line, in particular for connecting the activator chamber with a vacuum source, and in particular with the vacuum source to which the water outlet is connectable, an activator valve is provided in this embodiment that either release the connection of the activator chamber to the vacuum line or can lock. In this way, the pressure in the activator chamber can be controlled by the activator valve.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Ventil dadurch gekennzeichnet, dass das Aktivatorventil derart angeordnet und ausgebildet ist, dass das Aktivatorventil bei einem Druckanstieg in der Ventilkammer die Aktivstellung einnimmt.In a further preferred embodiment, the valve is characterized in that the activator valve is arranged and configured such that the activator valve assumes the active position when the pressure in the valve chamber rises.
Um die erfindungsgemäße Kopplung zwischen Ventilkammer und Aktivatorkammer zu realisieren, ist es bevorzugt, dass das Aktivatorventil bei einem Druckanstieg in der Ventilkammer die Aktivstellung einnimmt, so dass die Aktivatorkammer mit der Unterdruckleitung verbunden ist und in der Aktivatorkammer ein Unterdruck aufgebaut wird, der zu dem erfindungsgemäß gewünschten Druckabfall in der Aktivatorkammer bei Druckanstieg in der Ventilkammer führt.In order to realize the inventive coupling between the valve chamber and activator chamber, it is preferred that the activator valve assumes the active position at a pressure increase in the valve chamber, so that the activator chamber with the vacuum line is connected and in the activator chamber, a negative pressure is built up, which leads to the present invention desired pressure drop in the activator chamber with pressure increase in the valve chamber.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass das druckelastische Element derart mit dem Aktivatorventil gekoppelt ist, dass das Aktivatorventil bei einer Bewegung des druckelastischen Elements mindestens in einer Richtung die Aktivstellung einnimmt.A further preferred embodiment is characterized in that the pressure-elastic element is coupled to the activator valve such that the activator valve assumes the active position at least in one direction during a movement of the pressure-elastic element.
Wie oben bereits mit Bezug zum Ventilkörper beschrieben, ist es ebenfalls oder alternativ bevorzugt, dass das Aktivatorventil von einer Bewegung des druckelastischen Elements gesteuert wird. Insbesondere die Aktivierung des Aktivatorventils, d. h. die Öffnung des Aktivatorventils in die Aktivstellung, bei der die Aktivatorkammer mit der Unterdruckleitung verbunden ist, wird vorzugsweise durch eine Bewegung des druckelastischen Elements in mindestens eine Richtung ausgelöst.As already described above with reference to the valve body, it is also or alternatively preferred that the activator valve is controlled by a movement of the pressure-elastic element. In particular, the activation of the activator valve, d. H. the opening of the activator valve in the active position, in which the activator chamber is connected to the vacuum line, is preferably triggered by a movement of the pressure-elastic element in at least one direction.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des Ventils ist dadurch gekennzeichnet, dass das Aktivatorventil über einen Aktivatorhebel mit dem druckelastischen Element verbunden ist.A particularly preferred embodiment of the valve is characterized in that the activator valve is connected via an activator lever with the pressure-elastic element.
In dieser bevorzugten Ausführungsform umfasst das Ventil einen Aktivatorhebel, der derart ausgebildet und angeordnet ist, dass er das Aktivatorventil mit dem druckelastischen Element koppelt, um das Aktivatorventil von der Passivstellung in die Aktivstellung und zurück bewegen zu können.In this preferred embodiment, the valve includes an activator lever that is configured and arranged to couple the activator valve to the pressure elastic member to move the activator valve from the passive position to the active position and back.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Ventil dadurch gekennzeichnet, dass das Aktivatorventil einen Ventilsitz und einen Stößel aufweist, wobei der Stößel angeordnet und ausgebildet ist, in der Passivstellung den Ventilsitz zu verschließen und in der Aktivstellung freizugeben.In a further preferred embodiment, the valve is characterized in that the activator valve has a valve seat and a plunger, wherein the plunger is arranged and designed to close the valve seat in the passive position and to release it in the active position.
Das Aktivatorventil wird vorzugsweise über einen Stößel, der auf den Ventilsitz gepresst und von diesem abgehoben werden kann, geschlossen und geöffnet. Besonders bevorzugt ist es, dass der Stößel vom Aktivatorhebel bewegt wird. Neben diesen bevorzugten Ausführungsformen sind jedoch andere Ausgestaltungen des Aktivatorventils und seiner Aktivierung möglich.The activator valve is preferably closed and opened via a plunger, which can be pressed onto and lifted off the valve seat. It is particularly preferred that the plunger is moved by the activator lever. In addition to these preferred embodiments, however, other embodiments of the activator valve and its activation are possible.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Ventil dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper als Schwimmkörper ausgebildet ist.In an advantageous embodiment, the valve is characterized in that the valve body is designed as a floating body.
Bei der Ausbildung des Ventilkörpers als Schwimmkörper wird in besonders bevorzugter Weise die Frostentleerung des Ventils dadurch unterstützt, dass der Ventilkörper durch das in der Ventilkammer befindliche Wasser aufschwimmt, wodurch das Wasser aus dem Wasserauslass ablaufen kann. Da die Frostentleerung bevorzugt in einem Zustand stattfindet, in dem kein Unterdruck am Wasserauslass anliegt, kann der Ventilkörper frei aufschwimmen und das Wasser durch den Wasserauslass vollständig ablaufen.In the formation of the valve body as a float, the freezing of the valve is supported in a particularly preferred manner in that the valve body floats through the water located in the valve chamber, whereby the water can drain from the water outlet. Since the frost discharge preferably takes place in a state in which there is no negative pressure at the water outlet, the valve body can float freely and drain the water through the water outlet completely.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Ventil dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivatorkammer ein Drosselventil aufweist, das ausgebildet und angeordnet ist, die Aktivatorkammer derart mit einem Fluid zu versorgen, dass ein Druckabfall in der Aktivatorkammer ausgeglichen werden kann.In a further preferred embodiment of the invention, the valve is characterized in that the activator chamber has a throttle valve which is designed and arranged to supply the activator chamber with a fluid such that a pressure drop in the activator chamber can be compensated.
Nachdem das abzuführende Wasser aus der Ventilkammer durch den Wasserauslass abgeflossen ist, ist es von Vorteil, wenn der Ventilkörper wieder in die Schließstellung zurückkehrt. Um dies zu erzielen, ist der Druckabfall in der Aktivatorkammer, der den Ventilkörper in die Offenstellung gebracht hat, wieder zu kompensieren, so dass der Ventilkörper wieder in die Schließstellung zurückkehrt. Dazu ist der Druck in der Aktivatorkammer vom durch den Druckabfall erzeugten Unterdruck wieder auf das Ausgangsdruckniveau, bzw. auf Umgebungsdruck, zu bringen.After the discharged water has flowed out of the valve chamber through the water outlet, it is advantageous if the valve body returns to the closed position. To achieve this, the pressure drop in the activator chamber, which has brought the valve body in the open position, to compensate again, so that the valve body returns to the closed position. For this purpose, the pressure in the activator chamber of the negative pressure generated by the pressure drop back to the output pressure level, or to bring to ambient pressure.
Die bevorzugte Ausführungsform sieht dazu ein Drosselventil vor, durch das ein Fluid, vorzugsweise Luft, in die Aktivatorkammer gelangen kann, um den in der Aktivatorkammer befindlichen Unterdruck ausgleichen zu können. Das Drosselventil ist dabei vorzugsweise derart dimensioniert, dass, solange in der Ventilkammer ein erhöhter Druck vorliegt (d. h. Wasser in der Ventilkammer vorhanden ist), das durch das Drosselventil nachströmende Fluid den Unterdruck in der Aktivatorkammer nicht vollständig kompensieren kann. Erst wenn der Druckanstieg in der Ventilkammer nachlässt, und vorzugsweise die Membran von ihrer ausgewölbten Position wieder in die Ausgangsposition zurückgekehrt ist und damit vorzugsweise die Verbindung der Aktivatorkammer mit der Unterdruckleitung wieder sperrt, kann das durch das Drosselventil in die Aktivatorkammer einströmende Fluid den in der Aktivatorkammer herrschenden Unterdruck wieder ausgleichen.The preferred embodiment provides for a throttle valve, through which a fluid, preferably air, can get into the activator chamber in order to be able to compensate for the negative pressure in the activator chamber. The throttle valve is preferably dimensioned such that, as long as there is an increased pressure in the valve chamber (i.e., water is present in the valve chamber), the fluid flowing through the throttle valve can not completely compensate the negative pressure in the activator chamber. Only when the increase in pressure in the valve chamber subsides, and preferably the membrane has returned from its bulged position back to the starting position and thus preferably the connection of the activator chamber with the vacuum line again locks, which flows through the throttle valve in the activator chamber fluid in the activator chamber compensate for the prevailing negative pressure.
Besonders bevorzugt ist es, dass das Drosselventil als Blende ausgebildet ist mit einer Durchflusslänge L = 0.It is particularly preferred that the throttle valve is designed as a diaphragm with a flow length L = 0.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Ventil dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselventil ausgebildet und angeordnet ist, die Aktivatorkammer mit Luft aus einer Umgebung des Ventils zu versorgen.In a particularly preferred embodiment, the valve is characterized in that the throttle valve is designed and arranged to supply the activator chamber with air from an environment of the valve.
Auf diese Weise ist keine Druckleitung erforderlich, um den Unterdruck in der Aktivatorkammer auszugleichen, sondern durch die Verbindung der Aktivatorkammer mit der Umgebung des Ventils über das Drosselventil kann in besonders einfacher Weise der erforderliche Druckanstieg in der Aktivatorkammer für das Schließen des Ventils erzielt werden.In this way, no pressure line is required to the negative pressure in the activator chamber but by the connection of the activator chamber with the environment of the valve via the throttle valve can be achieved in a particularly simple manner, the required pressure increase in the activator chamber for closing the valve.
Schließlich ist bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass der Ventilkörper und ein Ventilsitz solcherart zueinander ausgebildet, insbesondere ausgeformt sind, dass bei einem in der Saugleitung anliegenden Vakuum der Ventilkörper dichtend auf dem Ventilsitz zum Verschluss des Wasserauslasses anliegt und ohne ein Vakuum in der Saugleitung den Wasserauslass zumindest teilweise freigibt zum Abführen von Wasser aus der Ventilkammer. Mit dieser Ausgestaltung wird erreicht, dass Wasser bei Nichtgebrauch der Vorrichtung und folglich nicht vorherrschenden Vakuum in der Saugleitung stets aus der Ventilkammer abfließen kann, weil der Ventilkörper keine dichtende Wirkung zum Wasserauslass ausübt. Hierdurch wird eine selbstständige und permanente Frostentleerung ermöglicht und die gesamte Vorrichtung dadurch betriebssicher in Bezug auf wechselnde Außentemperaturen und Einfriervorgänge gemacht. Dabei kann die hierfür vorgesehene Durchlässigkeit zwischen Ventilkörper und Auslass erreicht werden, indem der Ventilkörper einen vorgespannten oder elastisch verformbaren Dichtsitz hat, der ohne Krafteinwirkung solcherart auf dem Ventilsitz aufliegt, dass eine oder mehrere kleine Öffnungslücken vorhanden sind, die unter Einwirkung eines Vakuums in der Saugleitung durch elastische Verformung eines Dichtelements geschlossen werden.Finally, it is provided in a further preferred embodiment that the valve body and a valve seat such kind each other, in particular formed that abuts a vacuum applied in the suction line of the valve body sealingly on the valve seat for closing the water outlet and without a vacuum in the suction line Water outlet at least partially releases for discharging water from the valve chamber. With this configuration it is achieved that water can always flow out of the valve chamber when the device is not in use and consequently does not prevail in the suction line, because the valve body exerts no sealing effect on the water outlet. This allows a self-contained and permanent freezing of the freezer, making the entire device reliable in relation to changing outside temperatures and freezing conditions. In this case, the permeability between the valve body and outlet provided for this purpose can be achieved by the valve body has a prestressed or elastically deformable sealing seat which rests without force on the valve seat such that one or more small opening gaps are present under the influence of a vacuum in the suction line be closed by elastic deformation of a sealing element.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird beispielhaft anhand der beiliegenden Figur beschrieben.A preferred embodiment of the invention will be described by way of example with reference to the accompanying figure.
Das in
Am Wasserauslass
In der in
Im oberen Bereich des Ventils
Der Gehäusedeckel des Ventils
In der Aktivatorkammer
Die in
Durch die Blende
Wenn am Wasserauslass
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