DE2705777A1

DE2705777A1 - Schwimmerbetaetigtes nadelventil

Info

Publication number: DE2705777A1
Application number: DE19772705777
Authority: DE
Inventors: Martin Tschopp
Original assignee: Plus AG
Current assignee: Oerlikon Stationaer Batterien AG
Priority date: 1976-02-17
Filing date: 1977-02-11
Publication date: 1977-08-18
Also published as: CH606887A5

Description

Schwimmerbetätigtes Nadelventil
Die vorliegende Erfindung betrifft ein schwimmerbetätigtes Nadelventil mit einem in einem Gehäuse angeordneten Ventilsitz, mit einer mit einem Schwimmkörper verbundenen, im Gehäuse geführten Ventilnadel und mit einem Flüssigkeitseinlass und einem Flüssigkeitsauslass im Gehäuse.
Dieser Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zuverlässig öffnendes und schliessendes Nadelventil der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das auch bei geringem auf die Ventilnadel wirkenden Schliessdruck einwandfrei abschliesst.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Ventilsitz durch ein im Gehäuse eingesetztes hohlzylindrisches Element aus elastisch dehnbarem Werkstoff gebildet ist und dass der Auslass mindestens eine Austrittsöffnung aufweist, deren Mündung so über dem sich unterhalb des Gehäuses befindlichen, die Ventilnadel tragenden Schwimmkörper angeordnet ist, dass die aus der Austrittsöffnung austretende Flüssigkeit auf den Schwimmkörper auftrifft.
Im folgenden wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt schematisch im Schnitt ein schwimmerbetätigtes Nadelventil in seiner Offenstellung.
Das Gehäuse 1 dieses Ventils besteht aus einem zylindrischen Gehäuseoberteil la und einem unlösbar mit diesem verbundenen, ebenfalls zylindrischen Gehäuseunterteil lb. Der Aussendurchmesser des Unterteils lb ist etwas kleiner als der Aussendurchmesser des Oberteils la, so dass ein ringförmiger Absatz 2 gebildet wird. Das Gehäuse 1 ist aus Kunststoff, z.B. aus Plexiglas".
Das Gehäuse 1 kann auch als Konus ausgebildet werden, dessen Konizität (Anzug) so gewählt ist, z.B. 1:50, dass sich die nötige mechanische Haftung gegenüber dem Behälter, in den das Gehäuse eingesetzt ist, ergibt.
Am Gehäuseoberteil la ist ein Anschlusstutzen 3 zum Anschliessen eines Zuleitungsschlauches vorhanden, in dem ein in Achsrichtung des Gehäuseoberteils la verlaufender Einlasskanal 4 verläuft, der in einen Innenraum 5 mündet.
In dem Einlasskanal 4 ist ein hohlzylindrisches Element 6 eingesetzt, dessen den Ventilsitz bildendes freies Ende 6a aus dem Kanal 4 heraus in den Innenraum 5 ragt. Das Element besteht aus einem elastisch deformierbaren Werkstoff und ist vorzugsweise ein Kunststoffschlauchstück, z.B. aus ~Neopren".
Der Gehäuseunterteil lb ist mit einer Führung 7 für eine Ventilnadel 8 versehen. Diese Ventilnadel 8 weist eine Spitze 8a in der Form eines Kreiskegels auf, dessen erzeugender Winkel « kleiner als 450, vorzugsweise 300, ist. Am unteren Ende ist an der Ventilnadel 8 ein Schwimmkörper 9 befestigt, der aus einem geeigneten Material besteht. Vorzugsweise wird ein Kunststoffmaterial, z.B.
"Styropor", verwendet. Die Ventilnadel 8 ist mittels eines Ringes 10 am Herausgleiten aus der Führung 7 gehindert. Die Achsen der Ventilnadel 8, des Elementes 6 und des Einlasskanals 4 sind fluchtend angeordnet und verlaufen im wesentlichen in senkrechter Richtung.
Der Schwimmkörper 9 hat beim vorliegenden Ausführungsbeispiel zylindrische Form. Der Schwimmkörper kann jedoch auch anders ausgebildet sein, z.B. prismatisch, würfelförmig oder kreiskegelstumpfförmig. Es ist jedoch aus noch zu beschreibenden Gründen von Bedeutung, dass die obere Seite des Schwimmkörpers 9 so ausgebildet ist, dass sich die aus dem Gehäuse 1 austretende Flüssigkeit auf dieser Oberseite 9a des Schwimmkörpers 9 sammeln kann.
Diese Oberseite wird vorzugsweise, wie gezeigt, als ebene Fläche 9a ausgebildet, die im wesentlichen rechtwinklig zur Achse 8b der Ventilnadel 8 steht.
Der Flüssigkeitsauslass im Gehäuse 1 wird durch zwei Austrittskanäle 11,12 gebildet, die bezüglich der Ventil nadel 8 symmetrisch im Gehäuseunterteil lb angeordnet sind.
Die Achsen lla,llb sind zur Achse 8b der Ventilnadel 8 parallel. Die Mündungen llb,12b der Austrittskanäle sind so angeordnet, dass die austretende Flüssigkeit auf die ebene Fläche 9a des Schwimmerkörpers 9 auftrifft. Der Abstand 2a zwischen den Achsen lla,12a der Kanäle 11,12 ist zu diesem Zweck kleiner als die Breite B des Schwimmerkörpers 9.
Mit dem steigenden, bzw. fallenden Flüssigkeitsspiegel bewegt sich der in der Flüssigkeit schwimmende Schwimikörper 9 samt Ventilnadel 8 nach aufwärts, bzw. nach abwärts. Befindet sich die Ventilnadel 8 in Offenstellung, so kann Flüssigkeit durch Einlasskanal 4 in den Innenraum 5 fliessen und durch die Auslasskanäle 11,12 austreten. Die austretende Flüssigkeit trifft, wie bereits erwähnt, auf die Oberseite 9a des Schwimmkörpers 9 auf, wo sie liegen bleibt und einen Meniskus 13 bildet. Bei bereits gebildetem Meniskus fliesst die Flüssigkeit über den Schwimmkörper 9 ab.
Durch den Flüssigkeitsmeniskus 13 wird der Schwimmkörper 9 zusätzlich belastet. Diese zusätzliche Belastung bewirkt, dass der Schwimmkörper 9 samt Ventilnadel 8 nicht allmählich mit dem Flüssigkeitsspiegel steigt, sondern dass das Ventil offen bleibt, bis ein Kippunkt erreicht wird, bei dem der Schwimmkörper 9 plötzlich angehoben wird und die Ventilnadel 8 schnappartig in die Schliesstellung bewegt wird, so dass das Ventil mit einem Schlag schliesst.
In Schliesstellung greift die Ventilnadel 8 mit ihrer Spitze 8a in das Element 6 ein, das dadurch an seinem den Ventilsitz bildenden Ende 6a elastisch ausgeweitet wird.
Dadurch wird erreicht, dass die Wand des Elementes 6 an der Spitze der Ventilnadel 8 anliegt, so dass der Einlasskanal 5 dicht abgeschlossen ist, auch wenn durch den Schwimmkörper 9 auf die Ventilnadel 8 nur ein geringer Schliessdruck ausgeübt wird.
Sinkt der Flüssigkeitspegel, so senkt sich auch der Schwimmkörper 9 samt Ventilnadel 8 und der Einlasskanal 4 wird wieder freigegeben. Das Senken des Schwimmkörpers 9 samt Ventilnadel 8 erfolgt jedoch verzögert, da der Flüssigkeitsmeniskus 13 vorerst noch fehlt und der Schwimmkörper 9 somit entlastet ist. Sobald sich der Flüssigkeitsmeniskus 13 gebildet hat, erfolgt das Oeffnen des Ventils ebenfalls schnappartig.
Das beschriebene Ventil dient vorzugsweise zum Regulieren des Elektrolytflüssigkeitsstandes ein% Akkumulators. Zu diesem Zweck ist das Gehäuse 1 in einer eigens dafür vorgesehenen Oeffnung im Deckel des Akkumulators eingesetzt. Der Schwimmkörper 9 schwimmt dann in der Elektro lytflüssigkeit. An den Anschlusstutzen 3 wird eine Schlauchleitung angeschlossen, die mit einem Vorratsbehälter mit destilliertem Wasser verbunden ist. Mittels des Ventils wird auf die beschriebene Weise bei Bedarf der Elektrolytflüssigkeit destilliertes Wasser zugeführt, bis der Flüssigkeitspegel wieder einen Sollwert erreicht hat.
Das Ventil arbeitet auch einwandfrei, wenn der Behälter, dessen Flüssigkeitsstand zu regulieren ist, nicht luftdicht abgeschlossen ist.
Es sind jedoch andere Anwendungsgebiete des beschriebenen Ventils denkbar.
Leerseite

Claims

Patentansprüche 1. Schwimmerbetätigtes Nadelventil mit einem in einem Gehäuse angeordneten Ventilsitz, mit einer mit einem Schwimmkörper verbundenen, im Gehäuse geführten Ventilnadel und mit einem Flüssigkeitseinlass und einem Flüssigkeitsauslass im Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (6a) durch ein im Gehäuse (1) eingesetztes, hohlzylindrisches Element (6) aus elastisch dehnbarem Kunststoff gebildet ist und dass der Auslass mindestens eine Austrittsöffnung (11,12) aufweist, deren Mündung (llb,12b) so über de sich unterhalb des Gehäuses (1) befindlichen, die Ventilnadel (8) tragenden Schwimmkörper (9) angeordnet ist, dass die aus der Austrittsöffnung (11,12) austretende Flüssigkeit auf den Schwimmkörper (9) auftrifft.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass durch einen Einlasskanal (4) gebildet ist, dessen Achse mit der Achse (8b) der Ventilnadel (8) fluchtet und in den das Element (6) eingesetzt ist, das mit seinem freien, den Ventilsitz bildenden Ende (6a) aus dem Kanal (4) heraus in einen Innenraum (5) im Gehäuse (1) hineinragt.
3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (6) ein Stück eines Kunststoffschlauches ist, der mit einem Abschnitt im Gehäuse (1) gehalten ist.
4. Ventil nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilnadel (8) eine Spitze (8a) in der Form eines Kreiskegels aufweist, dessen erzeugender Winkel ( t ) kleiner als 450 ist.
5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erzeugende Winkel ( α ) der Kegelspitze (8a) gleich 30° ist.
6. Ventil nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung (11,12) ein Kanal ist, dessen Achse (lla,12a) im wesentlichen parallel zur Ventilnadelachse (8b) verläuft und in ihrer Verlängerung den Schwimmkörper (9) trifft.
7. Ventil nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung (11,12) zwei Kanäle mit zur Ventilnadelachse (8b) im wesentlichen parallelen Achsen (lla,12a) aufweist, die bezüglich der Ventilnadel (8) sich gegenüberliegend angeordnet sind und deren Achse (lla,12a) den Schwimmkörper (9) treffen.
8. Ventil nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmkörper (9) auf der den Mündungen (llb,12b) der Austrittsöffnungen (11,12) zugekehrten Seite eine praktisch ebene, zur Ventilnadelachse (8b) im wesentlichen rechtwinklig stehende Fläche (9a) aufweist.
9. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmkörper (9) zylindrisch, prismatisch, würfelförmig oder kegelstumpfförmig ausgebildet ist.
10. Ventil nach den Ansprüchen 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (B) des Schwimmkörpers grösser ist als der Abstand (2a) zwischen den Achsen <lla,12a) der Austrittskanäle (11,12).
11. Ventil nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) aus einem Oberteil (la) und einem mit diesem verbundenen Unterteil (lb) besteht, wobei der Einlass (4) und das Element (6) im Oberteil und die Austrittsöffnung (11,12) im Unterteil (lb) vorgesehen sind und die Ventilnadel (8) im Unterteil (lb) verschiebbar geführt und gegen Herausgleiten aus der Führung (7) gesichert ist.
12. Ventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet dass das Gehäuse (1) zylindrisch oder konisch ausgebildet ist.
13. Nadelventil nach einem der Ansprüche 1-12, zum Regulieren des Elektrolytflüssigkeitsstandes in einem Akkumulator, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) in eine Oeffnung im Deckel des Akkumulators eingesetzt ist, der Schwimmkörper (9) in der Elektrolytflüssigkeit schwimmt und der Einlass (4) an einen Vorratsbehälter für Wasser angeschlossen ist.