DE2854212C2

DE2854212C2 - Füllvorrichtung für einen Flüssigkeitsbehälter

Info

Publication number: DE2854212C2
Application number: DE2854212A
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Dipl.-Ing. Dr. Golz; Klaus 3008 Garbsen Gummelt; Heinz 3000 Hannover Sutholt
Original assignee: VARTA Batterie AG
Current assignee: Clarios Germany GmbH and Co KG
Priority date: 1978-12-15
Filing date: 1978-12-15
Publication date: 1983-10-06
Also published as: FR2444343B3; FR2444343A1; DE2854212A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Füllvorrichtung für einen Flüssigkeitsbehälter, der einen Einfüllkanal mit einer gasdicht abschließbaren Einfüllkammer enthält, deren untere öffnung in die einzufüllende Flüssigkeit eintauchbar ist, deren obere, aus Schlitzen bestehende ίο Öffnung durch eine vom Gasdruck gehaltene Flüssigkeitsvorlage abschließbar ist und der eine den Gasraum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels ständig mit der Atmosphäre verbindende Entgasungsleitung aufweist.

Bei der Nachfüllung von abgeschlossenen Flüssigkeitsbehältern treffen aus dem Behälter strömende Gase mit der hineinströmenden Flüssigkeit in dem Bereich der Einfüllöffnung zusammen. Hierdurch bildet sich in der Regel ein Gas-Flüssigkeitsgemisch, das eine exakte Kontrolle des Flüssigkeitsstandes nicht zuläßt. Dabei ist sowohl mit Unterfüllung als auch mit Überfüllung des Behälters zu rechnen. Insbesondere tritt ein Überlauf an der Einfüllöffnung auf, falls im Behälterinneren zusätzlich Gas erzeugt wird.

Aus der DE-OS 25 37 848 ist nun eine Füllvorrichtung « der eingangs genannten Art für Batterien bekannt, die neben einer Einfüllkammer einen separaten Einfüllentlüftungskanal hat. Die Einfüllkammer besitzt einen Boden mit schlitzartigen öffnungen, die eine Verringerung des Strömungsquerschnitts bewirken. Der Einfüll- <>o entlüftungskanal ist so angeordnet, daß sich seine untere Mündung auf dem Niveau des Flüssigkeits-Sollstandes befindet. Falls nun die Flüssigkeit ihren Sollstand erreicht, wird der Einfüllentlüftungskanal am unteren Ende gasdicht abgeschlossen. Durch von oben nachge- ^b5 führte Flüssigkeit bildet sich ein Überdruck zwischen der Flüssigkeitsoberfläche (Sollstand) und dem mit einer Flüssigkeitsvorlage abgedichteten Kammerboden aus.

Eine Überfüllung ist dabei ausgeschlossen. Beim Verschließen der Einfüllkammer durch einen Schraubverschluß wird der Einfüllentlüftungskanal mit verschlossen. Der Schraubverschluß weist jedoch eine den Gasraum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels mit der Atmosphäre verbindende Entgasungseinrichtung a;:f. Diese Entgasungseinrichtung besitzt einen Verbindungsstutzen, der beim Einschrauben des Verschlusses durch die Flüssigkeitsvorlage in der Einfüllkammer und eine der öffnungen im Boden der Einfüllkammer bis in den darunter liegenden Gasraum dringt und den Druckausgleich herstellt Hierdurch wird jedoch gleichzeitig die Flüssigkeitsvorlage beseitigt

Eine Weiterentwicklung dieser Anordnung ist der DE-OS 27 08 531 zu entnehmen, wobei in der Einfüllöffnung eine oder mehrere Schikanen vorgesehen sind. Sie sollen die kinetische Energie der nachgefüllten Flüssigkeit vernichten und somit das durch Überdruck gebildete Gaspolster stabilisieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Füllvorrichtung der eingangs genannten Gattung so zu verbessern, daß auch bei schnellem Füllvorgang eine sichere Bildung und Aufrechterhaltung der vom Gasdruck gehaltenen Flüssigkeitsvorlage in der Einfüllkammer erzielt wird und die ständige Be- und Entlüftung des Gasraumes des Flüssigkeitsbehälters ohne Beeinflussung der Flüssigkeitsvorlage erfolgt.

Die Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Füllvorrichtung dadurch gelöst, daß die Schlitze in Form von konzentrischen Ringschlitzen angeordnet sind, daß oberhalb der konzentrischen Ringschlitze eine Prallschutzplatte vorgesehen ist und daß die Entgasungsleitung außerhalb der Einfüllkammer angeordnet ist.

Die konzentrischen Ringschlitze der Einfüllkammer sind vorzugsweise in Form von Ringkanälen ausgeführt, wobei die Schlitzbreite der Ringkanäle im Verhältnis zur Kanallänge zwischen 1 :2 und 1 :10 liegt. In einer bevorzugten Ausführung ist die Einfüllkammer mit einem Gewinde versehen, das eine die Entgasungsleitung bildende nutförmige Ausfräsung besitzt. Es ist jedoch auch möglich, daß die Einfüllkammer zusammen mit der Entgasungsleitung integraler Bestandteil des Flüssigkeitsbehälters ist.

Der erfindungsgemäße Gegenstand ist insbesondere zur Füllung bzw. Flüssigkeitsnachfüllung von Öltanks, Milchtanks, Kraftfahrzeugtanks und Akkumulatorenbatterien geeignet.

Im folgenden ist der Gegenstand der Erfindung anhand der Fig. 1 a, 1 b und 2 näher erläutert. Die

Fig. la und Ib zeigen ein in die Behälteröffnung einschraubbares System, während in

Fig. 2 ein in das Behältergehäuse fest eingebautes Nachfüllsystem dargestellt ist.

Gemäß Fig. la besitzt der Flüssigkeitsbehälter 1 an seiner Oberseite eine kreisförmige Öffnung, die mit einer Schraubfassung 2 versehen ist. In dieser Schraubfassung befindet sich die mit einem Gewinde 4 versehene Einfüllkammer 5, deren Mantel 6 einen nach unten geöffneten Hohlzylinder bildet. Der untere Rand des Mantels 6 umgibt die Austrittsöffnung 7; bei Erreichen des ordnungsgemäßen Flüssigkeitsspiegels 8 ist er geringfügig eingetaucht.

Der obere Teil des vom Mantel 6 gebildeten Hohlzylinders ist vom Gewinde 4 umgeben; er besitzt eine kreisförmige Stirnfläche, die als Durchflußöffnungen konzentrisch angeordnete Ringschlitze 3 enthält. Diese konzentrischen Ringschlitze 3 sind in Form von Ringkanälen ausgebildet, deren Querschnitt sich nach

unten hin erweitert. Das Verhältnis der Schlitzbreite der Ringkanäle zur Kanallänge liegt zwischen 1 :2 und 1:10. Bei Vorrichtungen zur Wasserfüllung bzw. Wassernachfüllung beträgt die Schlitzbreite der Einfüllöffnung beispielsweise 1 mm. In der Mitte der kreisförmigen Stirnfläche befindet sich ein Stift 9, der eine über den konzentrischen Ringschlitzen 3 angeordnete Prallschutzplatte 10 trägt. Oberhalb der kreisförmigen Stirnfläche ist ein die Prallschutzplatte umgebender Hohlraum 11 angeordnet, dessen Bodenfläche trichter- '° förmig ausgebildet ist. In dieser Bodenfläche befinden sich die konzentrischen Ringschlitze 3. Der Hohlraum 11 kann durch einen an seiner Seitenwand angebrachten Klappdeckel 12 verschlossen werden.

Zur Belüftung oder Entgasung des Behälters dient eine außerhalb der Einfüllkammer 5 befindliche Entgasungsleitung 13, deren untere Öffnung oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 8 und somit oberhalb der Austrittsöffnung 7 der Einfüllkammer 5 liegt. Die Entgasungsleitung 13 besteht aus einer ir- Gewinde 4 der Einfüllkammer 5 der Flüssigkeitsfüllvorrichtung angeordneten nutförmigen Ausnehmung, die in axialer Richtung verläuft.

F i g. Ib zeigt einen Querschnitt in Höhe der Linie A B der F i g. la mit einer Draufsicht auf die konzentrischen Ringschlitze 3.

Zur Füllung bzw. Nachfüllung wird nach Öffnen des Deckels 12 Flüssigkeit in den trichterförmigen Hohlraum 11 oberhalb der Ringschlitze 3 eingegeben. Nachdem die Flüssigkeit die Ringschlitze 3 passiert hat, steigt bei kontinuierlicher Zufuhr der Flüssigkeitsspiegel 8 so lange, bis er geringfügig über der Austrittsöffnung 7 der Einfüllkammer 5 liegt. In der Einfüllkammer 5 wird somit ein Gasraum gebildet, welcher lediglich von oben durch die Ringschlitze 3 zugänglich ist. Dabei >⁵ steht der Gasdruck in der Einfüllkammer im Gleichgewicht mit dem Druck, den die oberhalb der Ringschlitze 3 im Hohlraum 11 verbleibende Flüssigkeit 14 erzeugt. Die im Hohlraum 11 verbleibende Flüssigkeit 14 wird als Flüssigkeitsvorlage bezeichnet. Ihr Flüssigkeitsni-⁴⁰ veau 15 soll sich etwa in Höhe der Prallschutzplatte 10 befinden.

Um ein Überspielen der Flüssigkeitsspannungskräfte durch zu hohe Strömungsgeschwindigkeit der im freien Fall auftreffenden Flüssigkeit zu vermeiden, sind die Ringschlitze 3 durch die Prallschutzplatte 10 abgedeckt. Zusätzlich weisen die als Ringkanäle ausgebildeten Ringschlitze 3 eine so große Tiefe bzw. Kanallänge auf, daß mit hoher Sicherheit das Überspielen der Flüssigkeitsspannungskräfte verhindert wird. Die im Gehäuse entstehenden Gase strömen über die Entgasungsleitung 13 ohne Beeinflussung der Flüssigkeitsvorlage nach draußen oder in eine zentrale Entgasungsanlage.

Die als eigenes Bauelement gebildete Einfüllkammer läßt eine spätere Nachrüstung von Flüssigkeitsbehältern ohne besonderen Aufwand zu. Dabei ist es möglich, an Stelle der Verschraubung auch eine andere Art der Befestigung — beispielsweise in Form eines Bajonettverschlusses — zu wählen.

F i g. 2 zeigt eine Flüssigkeitsfüllvorrichtung, die baulich in den Flüssigkeitsbehälter 1 integriert ist. Aufbau und Funktion der Einfüllkammer entsprechen der in den Fig. la und Ib gezeigten Anordnung. Außerhalb der Einfüllkammer befindet sich die Entgasungsleitung 16 mit Belüftungsöffnung.

Die Belüftungsöffnung ist mit einem eigenen Mundstück versehen, um eine Ausbringung von Flüssigkeitspartikeln im austretenden Gasstrom mit Sicherheit zu vermeiden. Es ist weiterhin möglich, einen hydrophoben Körper — beispielsweise aus einer porösen PTFE(PoIytetrafluoräthylen)-Schicht — in die Entgasungsleitung 16 einzusetzen, der bei nicht ortsfest eingebauten Behältern einen Flüssigkeitsaustritt infolge Schräglage verhindert. Eine solche Anordnung kann im Zusammenhang mit einem flüssigkeitsdicht abschließbaren Deckel 12 vorgesehen sein.

Bei einer aus mehreren nachfüllbaren Behältern bestehenden Anlage können alle Belüftungs- bzw. Entgasungsleitungen an eine zentrale Entgasungsanlage angeschlossen werden, welche entstehende Gase abführt und gegebenenfalls absorbiert. Es ist weiterhin möglich, oberhalb der Ringschlitze 3 einen zusammenhängenden Flüssigkeitsraum zu bilden, über den mehrere Behälter gleichzeitig gefüllt werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Füllvorrichtung für einen Flüssigkeitsbehälter, der einen Einfüllkanal mit einer gasdicht abschließbaren Einfüllkammer enthält, deren untere öffnung in die einzufüllende Flüssigkeit eintauchbar ist, deren obere, aus Schlitzen bestehende Öffnung durch eine vom Gasdruck gehaltene Flüssigkeitsvorlage abschließbar ist und der eine den Gasraum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels ständig mit der Atmosphäre verbindende Entgasungsleitung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze in Form von konzentrischen Ringschlitzen (3) angeordnet sind, daß oberhalb der konzentrischen Ringschlitze (3) eine Prallschutzplatte (10) vorgesehen ist is und daß die Entgasungsleitung (13; 16) außerhalb der Einfüllkammer (5) angeordnet i;t

2. Füllvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konzentrischen Ringschlitze (3) in Form von Ringkanälen ausgeführt sind, wobei die Schlitzbreite der Ringkanäle im Verhältnis zur Kanallänge zwischen 1 : 2 und 1 :10 liegt.

3. Füllvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfüllkammer (5) mit einem Gewinde (4) versehen ist, das eine die Entgasungsleitung (13) bildende nutförmige Ausfräsung besitzt.

4. Füllvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfüllkammer (5) zusammen mit der Entgasungsleitung (16) integraler Bestandteil des Flüssigkeitsbehälters (1) ist.