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Füllkopf Bei dem Füllkopf nach dem Hauptpatent wird der Ventilkegel,
wenn der gewünschte Flüssigkeitsstand erreicht ist, zunächst dadurch aus seiner
Ruhestellung etwas angehoben, daß die aus dem Füllkopf austretende Flüssigkeit auf
den im Behälter befindlichen Flüssigkeitsspiegel trifft und von diesem zurückprallt
und auf einen mit dem Ventilkegel verbundenen Strömungsteller trifft. Dadurch, daß
der Ventilkegel angehoben wird, gelangt, er in den Wirkungsbereich der im Füllkopf
bestehenden Flüssigkeitsströmung und wird durch diese schnell auf seinen Ventilsitz
bewegt, um die weitere Zufuhr von Flüssigkeit zu unterbrechen.
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Die Erfindung betrifft eine weitere Ausbildung dieses Gedankens, bei
der gleichfalls der Ventilkegel zunächst aus seiner Ruhestellung angehoben und in
den Bereich der strömenden Flüssigkeit gelangt und anschließend durch diese strömende
Flüssigkeit auf seinen Sitz geschleudert wird. Während der Ventilkegel nach dem
Hauptpatent durch den Rückprall der austretenden Flüssigkeit angehoben wird, wird
er bei der neuen Anordnung dadurch angehoben, daß der Strömungsteller als Schwimmer
ausgebildet ist, der sich dann hebt, wenn er von dem Flüssigkeitsspiegel erreicht
ist. Da dieser Schwimmer nur eine kleine Arbeit zu leisten hat, nämlich lediglich
das Anheben des Ventilkörpers, die Schließbewegung aber nach wie vor der strömenden
Flüssigkeit zufällt, kann er geringe Abmessungen besitzen.
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Die in der Patentschrift des Hauptpatents beschriebene Einrichtung
ist für hohe Füllgeschwindigkeiten bestimmt. Bei geringen Füllgeschwindigkeiten
aber ist der Rückprall der austretenden Flüssigkeit nicht ausreichend, um den Strömungsteller
anzuheben.
Wird der Strömungsteller jedoch als Schwimmer ausgebildet,
so wird die Schließbewegung des Ventilkegels auch bei geringen Strömungsgeschwindigkeiten
eingeleitet.
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Eine vielseitige Verwendung der Fülleüi':. richtung wird dadurch erreicht,
daß der also Schwimmer ausgebildete Strömungsteller enC' sprechend dem Hauptpatent
so gestaltet ist, daß er auch auf den Rückprall der austretenden Flüssigkeit anspricht.
Dadurch wird die 'Einrichtung für hohe und geringe Füllgeschwindigkeiten verwendbar.
Bei geringen Füllgeschwindigkeiten wirkt der Strömungsteller vermöge seiner Schwimmereigenschaft,
während er bei hohen Geschwindigkeiten durch den Rückprall wirkt. Der Füllkopf ist
daher sowohl für hohe wie für geringe Füllgeschwindigkeiten verwendbar.
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Es empfiehlt sich, den Strömungsteller als eine unten offene Haube,
gewissermaßen als Tauchglocke, auszubilden, da ein so gestalteter Strömungsteller
nicht der . Gefahr der Beschädigung durch Verbeulen ausgesetzt ist wie ein geschlossener
Schwimmer. Ebenso empfiehlt es sich, den Ventilkegel und dessen Verbindung mit dem
Strömungsteller als Hohlkörper, also als Teil des Schwimmers, auszubilden. Dadurch
tritt die Wirkung des Schwimmers schon bei geringerer Abmessung der Haube ein.
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In .der Zeichnung ist der Füllkopf gemäß der Erfindung beispielsweise
dargestellt. In einem Gehäuse i ist an dessen unterer Öffnung ein Gewinde i q. eingeschnitten.
Das Gehäuse i hat an seiner oberen Seite die beiden kreisrunden Öffnungen 15
und 16. Während die öffnung 15 der Ausleitung der das Gehäuse durchfließenden
Flüssigkeit dient, fällt .der öffnung 16 die Aufgabe einer Stößelführung zu. Das
obere Mantelende des Gehäuses i zeigt eine Anzahl Durchbrüche 17,
in der Zeichnung
beispielsweise drei gleichmäßig auf den Umfang verteilte, die den freien Austritt
der Flüssigkeit in den Behälter oder Tank gestatten. An der inneren Stirnseite des
Gehäuses i nahe der öffnung 15 ist in einer Ringnut ein Dichtring 9 eingelegt.
Dieser Dichtring 9 stellt keine absolute Notwendigkeit dar, sondern ist lediglich
ein gern gebrauchtes Mittel zur Erzielung einer besseren Abdichtung. Mit Hilfe des
Gewindes i q. wird in das Gehäuse i der Ventilsitz 2 eingeschraubt. Der Ventilsitz
hat an seiner inneren Unterseite das Gewinde 18. Der konisch verlaufende Mantel
des Ventilsitzes 2 zeigt mehrfache Durchbrüche i9, in der Zeichnung beispielsweise
drei auf den Umfang gleichmäßig verteilte, die den Durchfluß der strömenden Flüssigkeit
nach dem Innern des Gehäuses i zulassen. An der oberen Stirnseite hat der Ventilsitz
2 eine tellerartige Vertiefung 2o. Das Gewinde i8 des Ventilsitzes 2 dient zur Aufnahme,
Befestigung und Abdichtung der Zuleitung B. Die Zuleitung 8 ist beispielsweise am
Ende umgebordet, und es ..wird dieser Bord mit Hilfe der Gegenmutter 5 Einschrauben
in das Gewinde 18 gegen <1L` Dichtring @ gedrückt. Hierdurch entsteht eine feste'
und dichte Verbindung zwischen der Zuleitung 8 und dem Ventilsitz 2. In der tellerartigen
Vertiefung 2o des Ventilsitzes z ruht der Ventilkegel 3. Dieser Ventilkegel s ist
so bemessen und geformt, daß er einmal in seiner Ruhelage den Durchstrom der Flüssigkeit
nicht behindert und mit seinem äußeren zylindrischen Teil in der Bohrung 16 des
Gehäuses i geführt wird. Der Ventilkegel 3 läuft in ein Gewinde 2 i aus. Zur Verminderung
des Eigengewichtes ist der Ventilkegels hohl gedreht, so daß er, wenn er in Flüssigkeit
voll eingetaucht ist, infolge des in seinem Innern befindlichen Luftpolsters als
Taucherglocke wirkt und damit einen seinem Inhalt entsprechenden Auftrieb erhält.
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Das Gewinde 2 i des Ventilkegels 3 dient der Aufnahme des Strömungstellers
q.. Die besondere Form des Strömungstellers ¢ zeigt, daß er einen waagerechten Außenrand
a hat, an den sich ein ebenfalls ein Luftpolster enthaltender hochgezogener Hohlraum
b anschließt. Der kleine zylindrische Teil c hat innen eingeschnittenes Gewinde,
das dem Gewinde 2 i entspricht. Mittels des Gewindes 21 wird der Strömungsteller
q. unter Zwischenlage des Dichtringes i o mit dem Ventilkegel 3 fest verbunden.
Der bei Beschreibung des Strömungstellers ¢ erwähnte Hohlraum b unterstützt das
Auftriebsvermögen des Ventilkegels 3, sobald diese beiden Teile miteinander fest
verbunden sind. Es sei noch erwähnt, daß der Dichtring 6 die Aufgabe hat, die miteinander
verschraubten Einzelteile, Gehäuse i und Ventilsitz 2, nach außen abzudichten. Die
in der Zeichnung angegebenen Pfeile deuten die Strömungsrichtung der durchfließenden
Flüssigkeit an, und zwar bedeuten die Pfeile i i die Durchflußrichtung, solange
sich der Durchfluß im Füllkopf vollzieht. Die Pfeile 12 bedeuten den freien Austritt
der Flüssigkeit in den noch nicht gefüllten Behälter oder Tank. Die Pfeile 13 kennzeichnen
den Richtungsverlauf der ausströmenden Flüssigkeit, wenn die Füllhöhe im Tank oder
Behälter erreicht ist.
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Die Wirkungsweise des Füllkopfes ist nun folgende Durch .die von außen
in den Behälter oder Tank eingeführte Leitung 8 tritt die Flüssigkeit, mit der man
den Behälter anfüllen will. Die einströmende Flüssigkeit durchläuft dank der auf
strömungstechnischen Erkenntnissen
beruhenden Formung der Einzelteile
den Füllkopf. Dabei wird der Ventilkegel 3 ruhig umspült, und es erfährt derselbe
bei gesteigerten Durchflußgeschwindigkeiten sogar einen nach abwärts gerichteten
Andruck, vermöge dessen er in seiner Lage verbleibt. Dieser Zustand bleibt so lange
aufrechterhalten, als sich der Austritt der Flüssigkeit aus den Durchbrüchen 17
so vollzieht, wie es die Pfeile i z andeuten. Dieser Austritt erfährt jedoch eine
Änderung, wenn sich der Behälter füllt und dadurch sein Flüssigkeitsspiegel ansteigt.
Hat der Flüssigkeitsspiegel die in der Zeichnung mit lt bezeichnete Linie erreicht,
so ist der freie Austritt der durchströmenden Flüssigkeit gehemmt, und es findet
eine Richtungsänderung der ausströmenden Flüssigkeit im Sinne der Pfeile 13 statt.
Die ausströmende Flüssigkeit wird dann an ihrem freien Austritt gehindert und erfährt
eine Ablenkung in der Richtung auf den Strömungsteller 4 zu. Der umgelenkte Flüssigkeitsstrom
trifft also die waagerechte Ringfläche a des Strömungstellers 4 und teilt demselben
seine Bewegungsrichtung mit. Da nun der Strömungsteller 4 mit dem Ventilkegel 3
fest verbunden ist, muß der Ventilkege13 an der Aufwärtsbewegung des Strömungstellers
¢ zwangsläufig teilnehmen. Hierdurch wird der Ventilkege13 in die Strömungsrichtung
der Flüssigkeit gerissen und damit die Schließbewegung des Ventils eingeleitet und
vollzogen. Der weitere Durchfluß von Flüssigkeit ist damit unterbunden, und es hält
der Schluß des Ventils so lange an, als der Druck auf der unteren Seite des Ventilkegels
ruht.
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In der praktischen Anwendung des Füllkopfes hat sich ergeben, daß
es auch möglich ist, mit dem Füllkopf dann eine Zuleitung zu einem Tank oder Behälter
sicher und dicht abzuschließen, wenn das Einströmen der Flüssigkeit nur darauf beruht,
daß zwischen der Einfüllgrenze h und der Oberfläche des Gefäßes, aus dem der Zufluß
erfolgt, ein geringer statischer Unterschied besteht, ohne daß der Durchfluß selbst
durch zusätzliche Kräfte eine Beschleunigung erfährt. In diesem Falle, wie es beispielsweise
in der Praxis bei Nottankung von Luftfahrzeugen vorkommen kann, würde die auf den
Strömungsteller wirkende Kraft fehlen, die den Schließvorgang des Ventils einleitet.
Aus diesem Grunde ist die aus der Zeichnung ersichtliche, die Bildung eines Luftpolsters
ermöglichende haubenartige Formung des Ventilkegels 3 und hohle Ausbildung des Strömungstellers
4 erfolgt, um für den v orbeschriebenen Fall mit Hilfe der auftretenden Auftriebskräfte
den Schluß des Ventils herbeizuführen. Da in diesem Falle beim Durchfließen der
Flüssigkeit keine oder nur ganz unwesentliche Kräfte auftreten, die den Ventilkegel
nach unten drücken, kann sich der gemeinsame Auftrieb des Strömungstellers 4 und
des Ventilkegels 3 voll auswirken. Ist in diesem Falle die Füllgrenze erreicht,
so taucht die Unterkante des Strömungstellers 4. in die aufsteigende Flüssigkeit
ein, und es ist damit die Voraussetzung für die Auftriebswirkung gegeben. Es findet
eine Aufwärtsbewegung des Strömungstellers ¢ und des damit verbundenen Ventilkegels
3 statt, die beim Abschluß des Ventils ihr Ende findet. Der vorbeschriebene Vorgang
tritt nur dann in Erscheinung, wenn infolge Fehlens der Strömungsgeschwindigkeit
keine Reaktionskräfte auftreten, die die Aufwärtsbewegung des Strömungstellers einleiten
und vollziehen.