DE2612884C3

DE2612884C3 - Absperrventil

Info

Publication number: DE2612884C3
Application number: DE2612884A
Authority: DE
Inventors: Eiji Minoo Osaka Masuda
Original assignee: MASUDA CO Ltd IBARAGI OSAKA JP
Current assignee: MASUDA CO Ltd IBARAGI OSAKA JP
Priority date: 1975-09-13
Filing date: 1976-03-26
Publication date: 1981-06-04
Also published as: JPS5239646U; IT1058807B; US4079748A; DE2612884B2; JPS5337478Y2; DE2612884A1

Description

Die Erfindung betrifft ein fur ein.: unter Druck in einen Behälter zulaufende Flüssigkeit bestimmtes Absperrventil mit den Merkmalen des Oberbegrifles des Patentanspruches.

Bei einem bekannten Absperrventil dieser Gattung (US-PS 37 91404) ,st der ringförmige Schließkörper schwimmfähig md wird von der im "ehälter hochsteigenden Flüssigkeit gegen den d.-·: Abdichtung bewirkenden Dichtungsring gedrückt. Dabei !" isiehl das Problem, daß die unter Drurk in den Behälter zulaufende Flüssigkeit dem Schließdruck des Schließkörpers entgegenwirkt und die Schließbewegung zumindest verzögert oder ein vollständiges Schließen des 'Vhsperr Ventils sogar verhindert. An dem zweiten Dichtungsring liegt der zweiteilig ausgebildete Schließkörper standig an. so daß zum Verschieben desselben eine dem Dichtdruck entsprechende Reibung überwunden wer den muß. Dieses bekannte Absperrventil ist daher nicht nur unzuverlässig und insbesondere für höhere Drücke der zulaufenden Flüssigkeit wenig geeignet, sondern auch verhältnismäßig träge.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Absperrventil für eine unter Druck in den Behälter zulaufende Flüssigkeit so auszubilden, daß der Schließkörper unabhängig vom vorgeschriebenen Flüssigkeitsstand im Behälter in Schließstellung gehalten werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Absperrventil der eingangs genannten Gattung mit den Merkmalen des Kennzeichens des Patentanspruches gelöst.

Im Gegensatz zu bekannten Absperrventilen, bei denen der Schließkörper von der im Behälter hochsteigenden eingelaufenen Flüssigkeit auf dieser !Schwimmend in die Schließstellung gedrückt wird, ntit't man beim erfindungsgemäßen Absperrventil den Druck der zulaufenden Flüssigkeit aus, um den Schließkörper in die Schließstellung zu drücken. Der Schließkörper wird zwar aus seiner Offnungsslellung zunächst durch von der im Behälter ansteigenden Flüssigkeit herrührende Auftriebskräfte in Schließrichtiing verschoben.

jedoch bewirkt der Druck der zulaufenden Flüssigkeit den letzten Teil der Bewegung, bis der Sehließkörper sich in der Schließstellung gegen beide Dichtungen legt. Der SchlieUdruck ist dem Druck der zulaufenden Flüssigkeit direkt proportional, so daß bei höherem Druck b/w. höherer Zulaufgeschwindigkeit der Flüssigkeit das Ventil schneller schließt und um so sicherer in der Schließstellung gehalten wird, je höher der Druck der zulaufenden Flüssigkeit ist.

Der Schließkörper kann dabei aus Material mit geringerem spezifischen Gewicht als die Flüssigkeit bestehen und somit auf der Flüssigkeit schwimmfähig sein, jedoch ist es ebenso möglich, den Schließkörper aus einem Material herzustellen, der ein höheres spezifisches Gewicht ds d.e Flüssigkeit aufweist und somit aul dieser nicht schwimmfähig ist. Im letztgenannten Fall drückt die im Behälter ansteigende Flüssigkeit den .Schließkörper in SchlieUrichtung. wenn der untere Spalt zwischen dem Hohlkörper und dem auf diesem verschiebbar sii/enden Schließkörper so bemessen ist, daß die Flüssigkeit im Hohlraum de·. .Schließkörpers langsamer als im Behälter ansteigt. Überdeckt der Schließkörper die Auslaßoffnungen des Hohlkörpers weitgehend, erlolgt die weitere Schließbewegung durch die aus den Auslaßoffnungen austretende Flüssigkeit.

Ist die Schließstellung erreicht, wird der Schließkörper durch den im Hohlkörper anstehenden Flüssigkeitsdruck in Schließstellung gehalten, so daß der .Schließdruck unabhängig vom Flüssigkeitsstand im Behälter ist. Wenn der Schließkörper beim Ablaufen der im Behälter befindlichen Flüssigkeit nicht von selbst in die Öffnungsstellung fälli. wird er von der auf ihn einwirkenden mechanischen Öffnungseinrichtung in die Öffnungsstellung gedruckt.

Das erfindiingsgemdlie Absperrventil isi im Aufbau höchst einfach und schnell und sicher /u schließen, ebenso wie es schnell zu offnen ist. Es ist beispielsweise für Kraftstofftanks fur Automobile oder für Spülkästen für Wasserklosetts geeignet.

In der Zeichnung ist ein Ausfuhrüngsbeispiel des erfindungsgemäßen Absperrventils dai gestellt, und zw.ir zeigt

Fig. I einen Schnitt eines Wassertankes. in den ein erfindungsgemäßes Absperrventil eingebaut ist.

F ig. 2a einen Längsschnitt des Absperrventils und der Halterung desselben.

Γ ι g. 2b einen Querschnitt des Absperrventils.

F i g. 3a einen Längsschnitt wie in F i g. 2a. wobei d; s Absperrventil jedoch geschk ssen ist.

Fig 3b einen Quervchnitt des geschlossenen Absperrventils.

F ι g. 4a einen Längsschnitt wie in Fig. 2a und 3a, wobei der Schließkörper des Absperrventils in seine Öffnungsposition unter den Wasserspiegel gedruckt wird, und

F i g. 4h einen Querschnitt des Absperrventils in der Stellung gen>.iß F ι g. 4a.

Fig. I zeigt einen beispielsweise aus Steingut hergestellten Wassertank 1. der ein Absperrventil 2 enthält. Ungefähr im Zentrum des Bodens 1" des Wassertanks 1 befindet sich ein Abflußventil 3. das mit einem Abflußrohr 4 versehen ist. welches beispielsweise mit einem Klosettbecken verbunden ist. Das Abflußventil 3 weist einen Schließkörper 5 aus elastischem Material wie Gummi auf, der schwenkbar am unteren Ende eines Übcrlaufrohres angelenkt ist. das in das Abfliißventil3fiihrt.

Fine Hülse 7 durchsetzt die Seilenwand 1' des

Wassertanks 1 in dessen oberen Bereich und tragt einen zylindrischen Hohlkörper 8, der mit einem Zulaufrohr 9 verbunden ist, welches vom Boden 1" nach oben führt. Der Hohlkörper 8 enthält in der Seitenwand eines mittleren abgestuften Abschnittes über einer .Schulter Su wenigstens eine Auslauföffnung 10. Das untere Knde Il des Hohlkörpers 8 weist einen größeren Durchmes-SLr auf und trägt einen lose auf ihm sitzenden Schließkörper 12, der dn seinem oberen Ende eine öffnung 13 enthält, die einen kleineren Durchmesser als eine öffnung 14 an seinem unteren Ende aufweist. Der Schließkörper 12 kann aufschwimmen und aus Kunstharz wie Polypropylen bestehen, er kann jedoch, wenn er ausgehöhlt ist, auch aus Metall hergestellt sein. Am Hohlkörper 8 sind ringförmige Dichtungen 15 und 16 vorgesehen, welche die Öffnungen 13 und I4 des Schließkörpers 12 verschließen, wenn sich dieser in seine oberste Stellung bewegt hat, in der die Auslauföffnungen 10 innerhalb des Schließkörpers 12 liegen und damit verschlossen sind (siehe F i g. 3).

Durch die Hülse 7 erstreckt sich eine drehbar gelagerte Welle 17. an deren durch die Seitenwand Γ ragendem äußeren Ende ein Hebel 18 mittels einer Schraube 20 befestigt ist. Am im Wassertank 1 liegenden inneren Ende der Welle 17 ist ein Arm 21 befestigt, der rechtwinklig zum Hebel 18 nach unten nbgebogen sowie mit einem Ende einer Kette 22 verbunden ist, deren anderes Ende an dem Schließkorper 5 des Abflußventils 3 befestigt is:. Auf der Welle 17 ist innerhalb des Wassertanks 1 eine halbkreisförmige Nockenscheibe 23 angebracht. Wird diese Nockenscheibe 23 bis gegen einen am inneren Ende der Hülse 7 angebrachten Anschlagbolzen 24 verschwenkt, drückt fcie den Schließkörper 12 nach unten. Eine Haube 25 ist gegen Verspritzen des durch die Auslauföffnurigen 10 zugeführten Wassers vorgesehen.

Das oben beschriebene Absperrventil arbeitet folgendermaßen:

Wird der Hebel 18 bei niedrigem Wasserstand im Wassertank 1 um 90" verschwenkt, drückt dit Nockenscheibe 23 den Schließkörper 12 nach unten, so daß Wasser durch die Auslauföffnungen 10 in den Wassertank 1 einströmen kann. Wenn dann der Hebel 18 losgelassen wird, kehrt er infolge der Exzentrizität der Nockenscheibe 23 und seines Gewichtes in seine ursprüngliche Lage zurück, wodurch der Schließkörper 5 des Abflußventiles 3 geschlossen w^;rd. Steigt der Wasserstand aufgrund von durch die Auslauföffnungen 10 zulaufendem Wasser bis auf einen gewissen eingestellten Pegel, wird der als Schließkörper 12 vom Wasser nach oben gedrück'. Dabei strömt Wasser in den Schließköiper 12 gegen eine Abschragung 12a, wodurch der Auftrieb dts Schließkörpers 12 verstärkt

Mil anderen Worten wird der Schlulikorper 12 in die in Fig. Ja und 3b dargestellte Stellung von ;iner Kraft gedrückt, die dem Produkt der Flächendifferenz .τ (Pr-Uv)IA zwischen dem Durchmesser d\ der oberen Öffnung 13 und dem Durchmesser D\ (d\ < Di) der unteren Öffnung 14 des Schließkörpers 12 und der Differenz (P< — P₀) der inneren sowie äußeren Drücke am Scliließkörper 12 entspricht, wobei P_n und P; die Flüssigkeitsdrücke außerhalb und innerhalb des Ringkörpers sind. Sobald die obere Stirnseite des Schließkörpers 12 die Dichtung 15 berührt und der Schließkorper 12 von den Dichtungen 15 und 16 gemäß Fig. 3a und 3b verschlossen wird, steigt der im Inneren herrschende Druck der zugeführten Flüssigkeit auf P₁. Hierdurch wird der Schließkörper 12 mit einer Kraft nach oben gedrückt, die dem Produkt der druckbelasteten Flächendifferenz π (Ch² — d₂ ²)IA zwischen den Dichtungen 15 und 16 (d-> ist der Durchmesser der Dichtung 15 und Ch der Dichtung 16) und der Differenz (P\ — Pi₁) /wischen dem inneren und dem äußeren Druck des Schließkörpers 12 entspri«.*.. so daß das obere Ende des Schließkörpers 12 von der Lichtung 15 und sein unteres Ende von der Dichtung 16 einwandfrei abgedichtet wird. Dabei ergibt sich keine Drosselung des Wasserzulaufs, der daher schnell unterbrochen werden ka.iii. Auch wenn der Wasserstund dabei etwas unter den vorgeschriebenen Pegel absinkt, fallt der Schließkörper 12 wegen der druckbelasteu-n Flächendifferenz nicht ab. Überschließendes Wasser lauft durch ein Überlaufrohr 26 ab.

Wenn dann der Hebel 18 erneugt um 90 verschwenkt wird, um das im Wassertank 1 befindliche Wasser abzulassen, wird der Schließkörper 12 von der Nockenscheibe 23 nach unten gedruckt, damit durch die Auslauföffpungen 10. wie in Fig. 4a und 4b gezeigt. Wasser in den Wassertanks nachströmen kann. Der Schließkörper 5 des Abflußventiles 3 ist dabei durch die Kette 22 in eine in F i g. 1 gestrichelt dargestellte Öffnungsstcllung gezogen, so daß Wasser durch aas Abflußrohr 4 beispielsweise in eine Klosettschüssel abfließt. Wird der Hebel 18 dann freigegeben, kehrt er in der zuvor beschriebenen Weise in seine ursprüngliche Stellung zurück, während der Schließkörper 5 noch in seiner Öffnungsstellung verbleibt. Ist das Wasser nahezu vollständig aus dem Wassertank 1 ausgelaufen, kehrt der Schließkörper aufgrund seines Eigengewichtes in seiner Schließstellung zurück, so daß der Wasserstand im Wassertank 1 wieder ansteigt, bis der vorbesiimmte Pegel erreicht ist und die Auslauföffnungcn 10 vom Schließkörper 12 in der oben beschriebenen Weise geschlossen werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Absperrventil für eine unter Druck in einen Behälter zulaufende Flüssigkeit, mit einem in dem Behälter endenden rohrförmigen Hohlkörper für die Flüssigkeitszufuhr, der nahe diesen geschlossen ausgebildeten Ende seitlich gerichtete Auslauföffnungen enthält, und mit einem auf dem Hohlkörper axial verschiebbar gelagerten ringförmigen Schließkörper, der von der in den Behälter eingelaufenen Flüssigkeit in seine die Auslauföffnungen übcrdekkende Schließstellung gehoben wird, in der er beidseits der Auslauföffnungen an je einer ringförmigen Dichtung anliegt, die auf unterschiedlichen Durchmesserbereichen mit dem Schließkörper abdichtend zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Durchmesserbereiche derart angeordnet sind, daß der Schließkörper (12) in der Schließstellung durch den innerhalb des Hohlkörpers (8) herrschenden Druck in Schließrichtiing beaufschlagt ist. und daß eine auf den Schließk«"-per einwirkende mechanische Öffnungseinrichtung (23) vorgesehen ist.