DE4232777C2 - Kugelentlüftungsventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kugelentlüftungsventil zum im we­ sentlichen senkrechten Einbau im Behälter mit einem Gehäuse, das einen Entlüftungskanal aufweist, zur Aufnahme eines senk­ recht frei beweglichen, schwimmfähigen und kugelförmig ausge­ bildeten Verschlußkörpers und einer im Gehäuse oberhalb des Verschlußkörpers angeordneten Verengung zum Verschließen des Entlüftungskanales durch den Verschlußkörper mit seiner Auf­ triebskraft in einer Flüssigkeit und mit einem mit dem Gehäuse verbundenen Geruchsfilter.

Ein Kugelentlüftungsventil der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 35 29 408 be­ kannt. Dabei ist ein Verschlußkörper in einem Gehäuse senk­ recht beweglich gehalten. An der Unterseite des Gehäuses ist ein Geruchsfilter angeordnet, auf dem der Verschlußkörper auf­ liegt, wenn der Flüssigkeitsspiegel so tief liegt, daß er nicht schwimmt.

Das Gehäuse weist in einer Verengung einen Entlüftungskanal auf, der durch den Verschlußkörper verschließbar ist. Dabei schwimmt der Verschlußkörper bei hohem Flüssigkeitsspiegel und wird durch die Auftriebskraft in die Verengung gedrückt.

Nachteilig ist bei diesem bekannten Kugelentlüftungsventil, daß die Dichtheit bei geringem Schließdruck mangelhaft ist und damit bei Flüssigkeitsturbulenzen in dem zu entlüftenden Be­ hälter ein Flüssigkeitsaustritt nicht sicher vermieden werden kann. Je nach dem Einsatzgebiet des Kugelentlüftungsventiles kann dies ästhetische, gesundheitliche oder technische Nach­ teile hervorrufen. Im technischen Sinne ist ein Flüssigkeits­ austritt dann nachteilig, wenn außenliegende Geruchstrocken­ filter verwendet werden, da diese bei einem Flüssigkeitsein­ trag unbrauchbar werden können.

Nachteilig ist weiterhin, daß Schwierigkeiten beim Öffnen des bekannten Kugelentlüftungsventiles insbesondere dann auftreten können, wenn der Verschlußkörper mit großem Anpreßdruck, der bei hohem Füllstand des Behälters auftreten kann, gegen die Verengung gedrückt wurde.

Eine weitere Ventilanordnung ist in der US-PS 4,482,129 offen­ bart, die aus einem Ventilgehäuse, einem Balldichtungselement und einem geriffelten Metallring besteht. Das Ventilgehäuse weist einen oberen Teil mit einem ersten Durchmesser auf, der bezüglich eines unteren Teils ausgerichtet und mit diesem direkt verbunden ist, wobei der untere Teil einen zweiten Durchmesser aufweist. Das Balldichtungselement ist in dem Gehäuse beweglich und weist einen Durchmesser auf, der kleiner als der erste Durchmesser und größer als der zweite Durchmes­ ser ist. Der elastisch geriffelte Metallring weist einen äuße­ ren Bund zum Formen eines gasdichten Sitzes mit dem Ventilge­ häuse an der Verbindung des oberen und unteren Teiles auf. Dabei ist der Ring mit einem äußeren ringförmigen Rücken mit einem Durchmesser kleiner als der Durchmesser des Ventilele­ mentes versehen, der der Begrenzung der Bewegung und der Ver­ meidung einer nichtelastischen Deformation dient. Außerdem hat er einen inneren ringförmigen Rücken zur Erzeugung eines gas­ dichten Sitzes mit dem Element und eine ringförmige Einker­ bung, die den äußeren Rücken und den inneren Rücken verbindet und der Biegung und der Erzeugung eines Dichtungsdruckes dient, wenn der innere Rücken in dichtendem Kontakt mit dem Element ist.

Nachteilig an dieser Ventilanordnung ist, daß es sich hierbei nicht um ein Entlüfungsventil der eingangs genannten Art han­ delt, da die zu verschließende Durchgangsöffnung genau unter dem Ventilelement angeordnet ist und das Ventilelement selbst nicht als Schwimmkörper konzipiert sondern vielmehr für eine Fremdbetätigung über ein Ventilbedienteil vorgesehen ist. Um einen hinreichend dichten Verschluß von Gasen zu erreichen, muß die Schließkraft bei diesem Ventil groß gewählt werden. Es ist außerdem nur dann einsetzbar, wenn eine solche Dichtkraft erzeugt werden kann, die bei der metallischen Kontaktierung zwischen dem Ventilelement und dem Ventilsitzteil eine dich­ tende elastische Verformung hervorruft. Eine solch hohe Dicht­ kraft ist jedoch nicht vom Auftrieb eines Schwimmkörpers in einem Kugelentlüftungsventil aufzubringen.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Kugelent­ lüftungsventil anzugeben, welches einerseits bereits bei ge­ ringem Schließdruck sicher anspricht und andererseits hohe Anpreßdrücke aushält und sich bei Behälterentleerung stets selbsttätig öffnet.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Kennzeichnungsteile von Anspruch 1 gelöst.

Die erste Dichtlippe besteht, wie die übrige Dichtung, aus weichelastischem Material. Da die erste Dichtlippe über die elastische Verbindung der beiden Dichtlippen nur mittelbar mit dem eigentlichen Dichtungskörper verbunden ist, erhöht sich die Elastizität der ersten Dichtlippe, so daß diese sehr leicht formbar ist.

Bei einem geringen Flüssigkeitsstand kann sich der Verschluß­ körper an die erste Dichtlippe anlegen. Bedingt durch deren hohe Elastizität tritt eine sofortige Dichtwirkung ein.

Bei einer weiteren Erhöhung des Schließdruckes gibt die ela­ stische Verbindung immer weiter nach, bis der Verschlußkörper mit der zweiten Dichtlippe dichtende Berührung findet. Die erste Dichtlippe verbleibt dabei in einer Vorspannung, die beim Absinken des Flüssigkeitsspiegels das Lösen des Ver­ schlußkörpers von den Dichtlippen unterstützt.

Da die zweite Dichtlippe unmittelbar mit der Dichtung verbun­ den ist, ist deren Elastizität wesentlich geringer, als die der ersten Dichtlippe. Somit kann diese auch hohe Anpreßdrücke aufnehmen und entlastet damit die erste Dichtlippe, so daß sich diese nicht unzulässig weit verformt.

Eine besonders günstige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Dichtung in der oberen Schließposition des Verschluß­ körpers zwischen der ersten Dichtlippe, dem Verschlußkörper und der zweiten Dichtlippe einen zusammendrückbaren Hohlraum aufweist.

Bei einem Flüssigkeitsstand der so hoch ist, daß er eine Be­ rührung des Verschlußkörpers mit beiden Dichtlippen hervor­ ruft, kann dieser Hohlraum zusammengedrückt werden. Nach einem Absinken des Flüssigkeitsspiegels entsteht in diesem Hohlraum ein Unterdruck, der den Verschlußkörper saugend festhält, bis der durch das Absinken des Flüssigkeitsspiegels hervorgerufene Unterdruck die Saugwirkung aufhebt und der Verschlußkörper abfällt und damit den Entlüftungskanal freigibt.

Dies ist besonders bei stark schwankenden Flüssigkeitsständen von Vorteil, die etwa infolge starker Turbulenzen in dem Be­ hälter auftreten, da das Kugelentlüftungsventil noch so lange geschlossen bleibt, bis sichergestellt ist, daß kein Flüssig­ keitsaustritt mehr erfolgen kann.

Eine besonders günstige Ausgestaltung des Kugelentlüftungs­ ventils sieht dabei vor, daß der kugelförmige Verschlußkörper ein Tischtennisball ist.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spieles näher erläutert werden.

In den zugehörigen Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Kugel­ entlüftungsventiles in geöffneter Stellung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kugel­ entlüftungsventil in geschlossener Stellung ohne Käfig für den Verschlußkörper,

Fig. 3 die Wirkungsverbindung zwischen Dichtung und Ver­ schlußkörper eines erfindungsgemäßen Kugelentlüf­ tungsventiles bei hohem Flüssigkeitsstand und

Fig. 4 die Wirkungsverbindung zwischen Dichtung und Verschlußkörper eines erfindungsgemäßen Kugelentlüf­ tungsventil bei niedrigem Flüssigkeitsstand.

Ein in den Zeichnungen dargestelltes Kugelentlüftungsventil 1 wird in Abwasserpumpanlagen eingesetzt, in denen Abwasser in einem nicht näher dargestellten Behälter gesammelt und bei Erreichen eines voreingestellten Flüssigkeitsstandes abgepumpt wird.

Beim Einlaufen von Abwasser in den Behälter und beim Abpumpen entstehen erhebliche Turbulenzen, so daß ein Flüssigkeitsaus­ tritt zu einem Entlüftungskanal ohne Kugelentlüftungsventil unvermeidbar wäre.

Das Kugelentlüftungsventil 1 weist ein Gehäuse 2 auf, das in seinem oberen Bereich der Aufnahme eines Geruchstrockenfilters 3 dient.

An der Unterseite ist das Gehäuse 2 mit einem Käfig 4 verse­ hen, in dem ein Tischtennisball als Verschlußkörper 5 senk­ recht beweglich gehalten ist.

In das Geruchstrockenfilter 3 mündet ein Entlüftungskanal 6, der durch den Verschlußkörper 5 verschlossen werden kann. Dazu ist im Gehäuse 2 eine ringförmige Dichtung 7 eingebracht.

Die Dichtung 7 weist an ihrer Unterseite eine erste Dichtlippe 8 auf, die bereits bei geringem Schließdruck, wie in Fig. 4 dargestellt, an dem Verschlußkörper 5 vollständig anliegt, so daß der Entlüftungskanal 6 dicht verschlossen ist.

Über der ersten Dichtlippe 8 ist die Dichtung 7 mit einer zweiten Dichtlippe 9 versehen, gegen die sich der Verschluß­ körper 5 bei einem höheren Flüssigkeitsstand und damit bei einem höheren Anpreßdruck abstützt. Damit wird einerseits eine zusätzliche Dichtung erreicht und andererseits eine unzulässi­ ge Verformung der ersten Dichtlippe 8 vermieden.

Die erste und die zweite Dichtlippe 8 und 9 sind über einen besonders weichelastischen Bereich 10 miteinander verbunden, wodurch sich die erste Dichtlippe 8 wesentlich leichter an den Verschlußkörper 5 anlegen kann und somit ein Abdichten bereits bei sehr geringen Drücken realisiert werden kann. In diesem Bereich 10 ist in der voll angepreßten Stellung des Verschluß­ körpers 5 ein Hohlraum 11 vorgesehen, der zusammengedrückt werden kann. Der dabei entstehende Unterdruck läßt den Ver­ schlußkörper 5 bis zu einem deutlichen Absinken des Flüssig­ keitsspiegels in seiner Lage verharren, so daß das Kugelent­ lüftungsventil 1 bei kleinen oder kurzen Schwankungen des Flüssigkeitstandes geschlossen bleibt.

Bezugszeichenliste

1 Kugelentlüftungsventil
2 Gehäuse
3 Geruchstrockenfilter
4 Käfig
5 Verschlußkörper
6 Entlüftungskanal
7 Dichtung
8 erste Dichtlippe
9 zweite Dichtlippe
10 elastischer Bereich
11 Hohlraum

Claims (3)

1. Kugelentlüftungsventil zum im wesentlichen senkrechten Einbau in Behälter mit einem Gehäuse, das einen Entlüf­ tungskanal aufweist, zur Aufnahme eines senkrecht frei beweglichen schwimmfähigen und kugelförmig ausgebildeten Verschlußkörpers und einer im Gehäuse oberhalb des Ver­ schlußkörpers angeordneten Verengung zum Verschließen des Entlüftungskanales durch den Verschlußkörper mit seiner Auftriebskraft in einer Flüssigkeit und mit einem mit dem Gehäuse verbundenen Geruchsfilter, dadurch ge­ kennzeichnet, daß
die Verengung als Dichtung (7) aus weichelastischem Mate­ rial ausgebildet ist, die in ihrem unteren Bereich eine erste Dichtlippe (8) aufweist, die den Verschlußkörper (5) in einer unteren Schließposition zumindest entlang einer vollständig geschlossenen Linie berührt,
die Dichtung (7) über der ersten Dichtlippe (8) mit einer zweiten Dichtlippe (9) versehen ist, die den Verschluß­ körper (5) in einer oberen Schließposition zusätzlich zur Berührung der ersten Dichtlippe (8) zumindest entlang einer vollständig geschlossenen Linie berührt, und
die erste und die zweite Dichtlippe (8; 9) elastisch mit­ einander verbunden sind.

2. Kugelentlüftungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (7) in der oberen Schließposition des Verschlußkörpers (5) zwischen der ersten Dichtlippe (8), dem Verschlußkörper (5) und der zweiten Dichtlippe (9) einen zusammendrückbaren Hohlraum (1) aufweist.

3. Kugelentlüftungsventil nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der kugel­ förmige Verschlußkörper (5) ein Tischtennisball ist.