DE69017729T2

DE69017729T2 - Selbstbelüftetes Entleerungsventil.

Info

Publication number: DE69017729T2
Application number: DE69017729T
Authority: DE
Inventors: Jean Yves Bouchet; Daniel Fertil; Peter K Herman
Original assignee: Fleetguard Inc
Current assignee: Cummins Filtration Inc
Priority date: 1989-01-06
Filing date: 1990-01-06
Publication date: 1995-07-06
Anticipated expiration: 2010-01-07
Also published as: KR910700425A; DE69017729D1; EP0381925A3; JPH03504760A; US4893651A; KR940000356B1; WO1990007666A1; JP2547478B2; MX164422B; EP0381925B1; EP0381925A2; BR9004510A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine selbstbelüftende Ventilvorrichtung für das Ablassen einer Flüssigkeit aus einem Behälter, bei der sich im Behälter befindende Flüssigkeit mit einem Vakuum beaufschlagt sein kann, und insbesondere eine Ventilvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Anspruch 1.
Selbstbelüftende Ventilvorrichtungen sind seit vielen Jahren aus dem Stand der Technik bekannt. Insbesondere sind verschiedene Vorrichtungen entwickelt worden, um das Ablassen einer Flüssigkeit aus einem Behälter zu ermöglichen, während ein separater Einlaß für Gas wie beispielsweise Luft vorhanden ist, um die abgelassene Flüssigkeit zu ersetzen. Beispielsweise muß in Kraftstoff/Wasser-Trennvorrichtungen, die in Dieselmotoren verwendet werden, das Wasser periodisch abgelassen werden, indem eine Ventilvorrichtung verwendet wird, die so ausgestaltet ist, daß sie Luft in die Trennvorrichtung einführt, während das Wasser abgelassen wird. Die aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen leisten dieses dadurch, daß sie separate Luft- und Flüssigkeitsdurchgänge aufweisen, die in einem Teil des Ventilelementes ausgebildet sind.
Die US - A - 4,724,074, von der die vorliegende Erfindung ausgeht, offenbart eine selbstbelüftende Ventilvorrichtung für das Ablassen einer Flüssigkeit aus einem Behälter, die so ausgestaltet ist, daß der Flüssigkeitsdurchgang vor dem Luftdurchgang geöffnet wird und daß die Durchgänge in umgekehrter Reihenfolge wieder geschlossen werden. Beide Durchgänge sind mit Hilfe einer Trennwand, die innerhalb eines Ventilgehäuses oder eines Schaftes angeordnet sind, voneinander getrennt. Für die geschlossene Position sind zwei Dichtungen absolut notwendig. Es handelt sich dabei um eine innere Dichtung, die mit einer oberen Belüftungswandung, um den Durchgang für den Gasfluß abzudichten, und ebenso mit dem oberen Ende des Schaftes zusammenwirkt, um den Flüssigkeitsdurchgang abzudichten, und um eine umlaufende Dichtung in Form eines O-Ringes, um jeglichen Flüssigkeitsfluß um den Schaft (oder das Ventilgehäuse) herum durch die im Boden des Behälters angeordnete Öffnung abzudichten. Dabei wird als wesentliches Merkmal hervorgehoben, wie eine Zwischenposition erreicht wird, in der Luft in den Behälter eingezogen wird, um den Bereich um die Belüftungsöffnung am oberen Ende des Gasdurchganges zu leeren, bevor dieser Durchgang geöffnet wird. Dieses wesentliche Merkmale erfordert jedoch beide Dichtungen.
Die US - A - 4,440,193 offenbart eine Ventilvorrichtung für das Ablassen einer Flüssigkeit, die ein Ventilgehäuse oder ein Gehäuseteil aufweist, das für die Aufnahme eines mit einem Gewinde versehenen Ventilelementes angepaßt ist, das durch Drehung zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position hin- und herbewegbar ist. Ein Lufteinlaßdurchgang ist in dem Gehäuseteil separat vom im beweglichen Ventilelement angeordneten Flüssigkeitsablaßdurchgang angeordnet. Dieser Anordnungstyp benötigt separate Abdichtungselemente sowohl für den Lufteinlaßdurchgang als auch für den Flüssigkeitsablaßdurchgang.
Die US - A - 4,708,171 offenbart den Versuch, die aus dem Stand der Technik bekannten Ventile dadurch zu vereinfachen, daß sowohl der Lufteinlaß- als auch der Flüssigkeitsdurchgang in einem einzigen Ventilelement angeordnet sind, das durch Drehung zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position hin- und herbewegbar ist. Jedoch benötigt das in der US - A - 4,708,171 offenbarte Ablaßventil ein recht kompliziertes Ventilgehäuse, das an einem Vakuumbehälter befestigt ist und das so ausgestaltet ist, daß es eine Feinpassung zwischen dem Gehäuse und dem Ventilelement ermöglicht, um ein korrektes Ablassen der Flüssigkeit durch radial verlaufende Öffnungen am oberen Ende des Gehäuses sicherzustellen. Der Lufteinlaßdurchgang benötigt auch einen Abdichtungspunkt innerhalb des Gehäuses, um zu verhindern, daß Gas in den Behälter eindringt, wenn die Ventilvorrichtung geschlossen ist.
Die US - A - 4,611,627 offenbart ein selbstbelüftendes Ablaßventil mit einem relativ zu einem Gehäuse beweglichen Ventilelement, das einen Lufteinlaß- und einen Wasserauslaßdurchgang aufweist. Auch diese Vorrichtung benotigt mindestens zwei verschiedene Dichtungen und der Einlaßdurchgang ist vollständig innerhalb des nicht beweglichen Gehäuses angeordnet.
Die US - A - 3,044,504 offenbart ein Ventil mit einem ersten axial verlaufenden Durchgang, der in einem Winkel zur Seite hin abgebogen ist, und einen zweiten Durchgang. Jedoch ist diese Vorrichtung für eine Einspritzdüse gedacht, die mindestens zwei Dichtungen benötigt.
Die US - A - 4,753,266 offenbart eine weitere Ventilanordnung mit zwei Durchgängen, einen für das Ablassen von Flüssigkeit und einen weiteren für eine Belüftung mit Luft. Ein Ventilelement ist drehbeweglich an dem Gehäuseteil befestigt, jedoch ist die Drehung auf 90º begrenzt. Das Ventilelement wird derart gedreht, daß seine Durchgange mit weiteren Durchgängen übereinstimmen, wenn das Ventil offen ist. Drei O- Ringe werden als Dichtungen verwendet, um die beiden Durchgänge und die Ventilvorrichtung gegenüber dem Behälter abzudichten.
Wie aus der vorangegangenen Beschreibung deutlich wird, wird im Stand der Technik das Merkmal des Selbstbelüftung mit einem Aufbau erreicht, der immer noch recht kompliziert und teuer in der Herstellung ist. Die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, eine selbstbelüftende Ventilvorrichtung für das Ablassen einer Flüssigkeit aus einem Behälter anzugeben, die einfach im Aufbau und preiswert in der Herstellung ist.
Die zuvor aufgezeigte Aufgabe wird durch eine Ventilvorrichtung gemäß Anspruch 1 erfüllt. Durch die Idee, das untere Ende des Flüssigkeitsdurchganges vertikal unterhalb des unteren Endes des Gasdurchganges anzuordnen, ist es möglich, daß der Gaseinlaßdurchgang in der geschlossenen Position nicht mit der äußeren Umgebung des Behälters in Verbindung steht. Daher muß in der geschlossenen Position lediglich das untere Ende des Flüssigkeitsdurchganges gegenüber dem Boden des Behälters oder des Gehäuseteils der Ventilvorrichtung abgedichtet werden. Das bedeutet, daß lediglich eine Dichtung ausreichend ist, um in der geschlossenen Position der Ventilvorrichtung in effektiver Weise beide Durchgänge abzudichten.
Selbstverständlich kann in der geöffneten Position der Ventilvorrichtung leicht akzeptiert werden, daß eine geringe Menge an Flüssigkeit um den Schaft herum ausfließt, weil die größte Menge der Flüssigkeit in jedem Fall durch den Flüssigkeitsdurchgang abfließt.
Die Tatsache, daß erfindungsgemäß lediglich eine Dichtung angeordnet zu werden braucht, vereinfacht wesentlich den Aufbau der Ventilvorrichtung.
Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen selbstbelüftenden Ventilvorrichtung werden durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche 2 bis 26 beschrieben. Zu einigen dieser abhängigen Ansprüche werden im folgenden besondere Anmerkungen gegeben.
Die Dichtung gemäß Anspruch 6, die zwischen einem am Behälter befestigten Flansch und dem Bodenteil des Ventilschaftes eingeschlossen wird, stellt die einzige Dichtung für die Flüssigkeit wie auch das Gas dar, wenn die Ventilvorrichtung geschlossen ist.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß Anspruch 17 weist eine einfache, selbstbelüftende Ventilvorrichtung für das Ablassen einer Flüssigkeit aus einem Behälter einen Betätigungsknopf auf, der auf das Bodenteil des Ventils mit Hilfe eines Schnappverschlusses befestigt werden kann, um einen Becher oder ein Reservoir zu schaffen, in dem die aus dem Behälter abgelassene Flüssigkeit gesammelt werden kann und die während des Ablassens der Flüssigkeit einen konstanten Flußwiderstand bildet.
Der Flüssigkeitsablaßausgang sollte vertikal vom Lufteinlaß in einem Abstand von mindestens 2,54 cm (1,00 in) getrennt angeordnet sein, um ein geeignetes Ablassen zu erleichtern.
Für ein besseres Verständnis der Erfindung und ihrer Vorteile wird auf die Zeichnung und die Beschreibung verwiesen, die bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen und beschreiben. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 im Querschnitt eine erfindungsgemäße selbstbelüftende Ablaßventilvorrichtung in geschlossener Position,
Fig. 2 im Querschnitt die in Fig. 1 dargestellte selbstbelüftende Ablaßventilvorrichtung in offener Position,
Fig. 3 in einer perspektivischen Darstellung den Ventilschaft der Ventilvorrichtung,
Fig. 4 im Querschnitt das Flanschelement der Ventilvorrichtung, zeigen
Fig. 5 u. 6 weitere Seitenansichten des Ventilschaltes, zeigt
Fig. 7 im Querschnitt den Ventilschaft entlang der in Fig. 5 und 6 eingezeichneten Linien 7-7, zeigen
Fig. 8 u. 9 Ansichten des Ventilschaftes von oben und von unten, zeigt Fig. 10 eine Ansicht des Ventilbetätigungselementes von oben,
Fig. 11 im Querschnitt das Ventilbetätigungselement entlang der in Fig. 10 eingezeichneten Linie 11-11,
Fig. 12 in einer Seitenansicht das Ventilbetatigungselement von unten,
Fig. 13 in einer perspektivischen Darstellung das Ventilbetätigungselement,
Fig. 14 in einer perspektivischen Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel des Ventilbetätigungselementes,
Fig. 15 in einer perspektivischen Darstellung das in Fig. 14 dargestellte Ventilbetätigungselement von unten,
Fig. 16 eine Ansicht des in Fig. 14 dargestellten Ventilbetätigungselementes von oben,
Fig. 17 eine perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispieles eines Ventilschaftes,
Fig. 18 eine Ansicht des in Fig. 17 dargestellten Ventilschaftes von oben und
Fig. 19 eine perspektivische Darstellung des Betätigungselementes von unten, das mit dem in den Fig. 14 bis 18 dargestellten Ventilschaftes verbunden ist.
Für ein vollständiges Verständnis der vorliegenden Erfindung wird im folgenden auf Fig. 1 Bezug genommen, die im Querschnitt eine besondere selbstbelüftende Ventilvorrichtung zeigt. Die offenbarte Ventilvorrichtung 2 ist in Verbindung mit einem Behälter 4 dargestellt, der Teil eines Gehäuses einer Wasser/Kraftstoff-Trennvorrichtung sein kann. Solche Trennvorrichtungen werden häufig auf der Vakuumseite einer Kraftstoffpumpe installiert, wodurch das Innere des Behälters 4 mit einem Druck unterhalb des Atmosphärendruckes beaufschlagt wird. Eine Druckfeder 6 wirkt so, daß ein Filter (nicht dargestellt) innerhalb der Wasser/Kraftstoff-Trennvorrichtung in einer geeigneten Position gehalten wird, wie ausführlicher in der US - A - 4,440,193 beschrieben ist.
Während des Betriebes einer Wasser/Kraftstoff-Trennvorrichtung sammelt sich Wasser im Bodenbereich des Behälters 4 an und muß regelmäßig abgelassen werden, um eine dauerhafte funktionstüchtige Betriebsweise der Trennvorrichtung zu ermöglichen. Um diese Funktion zu gewährleisten, weist die Ventilvorrichtung 2 einen Ablaßdurchgang auf, durch den das im Bodenbereich des Behälters 4 angesammelte Wasser aus dem Behälter 4 abgelassen werden kann, während ein Durchgang für Luft vorgesehen ist, um einen gleichzeitigen Eintritt von Luft in den Behälter 4 zu ermöglichen, um das Vakuum im Behälter 4 zu entfernen und um das Ablassen der Flüssigkeit zu erleichtern. Wie im folgenden detailliert beschrieben wird, wird bei der hier beschriebenen Ventilvorrichtung 2 das Merkmal der Selbstbelüftung mit einem Aufbau verwirklicht, der im Vergleich mit dem Stand der Technik einfacher und preiswerter herzustellen ist.
Die selbstbelüftende Ventilvorrichtung 2 weist einen Flansch oder einen Körperteil 8 auf, der in Form einer angeschweißten Mutter ausgestaltet sein kann, die so an den Boden des Behälters 4 angeschweißt ist, daß eine Gewindeöffnung 10 des Gehäuseteils 8 mit einer Öffnung 12 im untersten Teil des Behälters 4 ausgerichtet ist. Ein Ventilelement 14 ist für eine Hin- und Herbewegung in der Gewindeöffnung 10 des Gehäuseteils 8 angeordnet, wobei die Bewegung zwischen einer geschlossenen Position, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, und einer geöffneten Position, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, möglich ist. In der geöffneten Position ist ein Eintreten des Gases und ein Ablaufen der Flüssigkeit aus dem Behälter 4 durch zwei getrennte Durchgänge möglich. Das Ventilelement 14 wird durch einen Schaft 16 gebildet, der einen inneren Durchgang 18 aufweist, durch den die Flüssigkeit, wie beispielsweise Wasser aus dem Behälter 4 ablaufen kann. Auf seiner Außenseite weist der Schaft 16 eine axial verlaufende Vertiefung 20 auf, durch die Luft in den Behälter 4 eintreten kann. Das Ventilelement 14 weist ebenfalls ein Ventilbodenteil 22 auf, das am Boden des Ventilschaftes 16 ausgebildet ist. Das Bodenteil 22 weist einen radialen Flansch 24 und einen umfangseitigen Rand 26 auf. Der umfangseitige Rand 26 weist eine Serie von verstärkenden Rippen 26a auf, wie im folgenden mit Bezug auf Fig. 9 beschrieben wird.
Die Ventilvorrichtung 2 weist weiterhin einen Sammelknopf oder ein Betätigungselement 32 auf, das um das Bodenteil 22 des Ventilschaftes 16 herum angeordnet ist, um eine manuelle Betätigung zu vereinfachen und um das Ablassen von Wasser zu unterstützen, wie im folgenden beschrieben wird. Das untere Teil des Schaftes 16, das gerade oberhalb des Bodenteils 22 des Ventilelementes 14 angeordnet ist, weist ein Außengewinde 34 auf, das an das Gewinde der Gewindeöffnung 10 des Gehäuseteiles 8 angepaßt ist und in diesem aufgenommen wird. Das Außengewinde 34 steht im Eingriff mit der Gewindeöffnung 10, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, wenn die Ventilvorrichtung 2 geschlossen ist. Wenn die Ventilvorrichtung 2 geöffnet ist, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, steht ein Außengewinde 36, das am oberen Teil des Schaftes 16 ausgebildet ist, mit der Gewindeöffnung 10 des Gehäuseteils 8 im Eingriff, um die geöffnete Stellung der Ventilvorrichtung zu sichern.
Wie am besten in den Fig. 1, 2 und 7 dargestellt ist, weist der innere Durchgang 18 zwei Abschnitte auf, einen axialen Durchgang 38 und einen radialen Durchgang 40. Der radiale Durchgang 40 und der axiale Durchgang 38 sind um im wesentlichen 90º gegeneinander versetzt angeordnet. Die obere Öffnung des inneren Durchganges 18 ist durch ein am oberen Ende des Schaftes 16 angeordneten ausgeschnittenen Teils 42 vergrößert, wobei das ausgeschnittene Teil 42 im wesentlichen an der Stelle des Außengewindes 36 angeordnet ist. Dadurch senkt das ausgeschnittene Teil 42 in effektiver Weise das Niveau des Wassereinlasses am oberen Ende des Ventilschaftes 16 ab, um zu ermöglichen, daß Luft in das System in einem höheren Niveau eintritt, als Wasser in das Ventil einfließt. Des weiteren wurde herausgefunden, daß das optimale Verhältnis der Flüssigkeitsauslaßöffnung zur Gaseinlaßöffnung im Bereich zwischen 4 und 5, vorzugsweise bei 4, 6 liegt.
In Fig. 2 ist der Abstand zwischen dem Eintritt der Luft in den Behälter durch die Vertiefung 20 und dem Mittelpunkt des radialen Durchganges 40 mit a bezeichnet. Vorzugsweise ist a mindestens 2,54 cm (1,00 en) lang, um den Abluß aus dem Behälter 4 zu erleichtern. Dadurch, daß die Wasserauslaßöffnung des Durchganges 18 mindestens 2,54 cm (1,00 en) tiefer als die Lufteinlaßöffnung ist, wenn die Ventilvorrichtung 2 geöffnet ist, wird ein korrektes Ablassen des Wassers in besonderer Weise vereinfacht. Weiterhin wurde herausgefunden, daß die Wasserauslaßöffnung etwas eher als die Lufteinlaßöffnung öffnen sollte, um eine geeignete Flußreihenfolge zu erzielen. Diese Funktion wird dadurch erreicht, daß das untere Ende der Vertiefung 20 deutlich oberhalb der Öffnung der in der Seitenwand des Schaftes 16 angeordneten radialen Durchganges beendet wird. Des weiteren ist eine Steigwand 44 zwischen der den Luftdurchgang bildenden Vertiefung 20 und dem ausgeschnittenen Teil 42 angeordnet, um zu ermöglichen, daß das Wasser in den inneren Durchgang 18 an einem Punkt einfließen kann, der etwas von dem Punkt getrennt ist, in dem die Luft in den Behälter 4 einströmt. Dieses verhindert, daß die einströmende Luft in Form von Blasen in das ausströmende Wasser hineingezogen wird, weil die Steigwand 44 die Luftblasen dazu zwingt, nach oben vom Bereich höherer Wassergeschwindigkeit weg anzusteigen.
Eine um den Boden des Schafts 16 angeordnete Dichtung 46 ist zwischen dem Bodenteil 22 und dem Gehäuseteil 8 eingeschlossen, wenn die Ventilvorrichtung 2, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, geschlossen ist. Die Dichtung 46 dichtet in effektiver Weise sowohl den Lufteinlaß als auch den Wasserauslaß ab, wenn die Ventilvorrichtung geschlossen ist, weil der Lufteinlaß und der Wasserauslaß innerhalb des Behälters 4 sind. Die Dichtung 46 ist also die einzige notwendige Dichtung. Daher erfüllt die Ventilvorrichtung 2 die oben diskutierten Zwecke und erfüllt die gewünschten Konstruktionskriterien, indem nur eine einzige Dichtoberfläche verwendet wird, die durch eine gedrehte Oberfläche gebildet werden kann. Die Verwendung weiterer radialer Abdichtungen wird somit verhindert, wodurch sowohl die Vorrichtung selbst als auch der Herstellungsprozeß und der Aufbau der gesamten Ventilvorrichtung wesentlich vereinfacht wird.
Um Flüssigkeit von dem Behälter 4 abzulassen, wenn die Ventilvorrichtung 2 wie in Fig. 1 dargestellt geschlossen ist, wird die Ventilvorrichtung 2 abgeschraubt, so daß das Außengewinde 34 nicht länger mit der Gewindeöffnung 10 im Eingriff steht. Das nicht mit einem Gewinde versehene mittlere Teil des Schaftes 16 fällt durch die am Boden des Behälters 4 angeordnete Öffnung 12 und durch die im Gehäuseteil 8 angeordnete Gewindeöffnung 10 hindurch, bis das Außengewinde 36 mit der Gewindeöffnung 10 im Eingriff steht, um die Ventilvorrichtung 2 in ihrer geöffneten Position zu halten. In diesem Punkt beginnt die sich im Behälter 4 befindende Flüssigkeit, wie beispielsweise Wasser, aus dem Behälter 4 durch das ausgeschnittene Teil 42 und durch die obere Öffnung des inneren Durchganges 18 hindurch abzulaufen. Das Wasser wird durch den Durchgang 18 abgelassen, weil der untere Teil des Durchganges 18, der radiale Durchgang 40, tiefer als die Vertiefung 20 angeordnet ist, die als Lufteinlaß dient und am oberen Ende des Schaftes 16 angeordnet ist. Wie zuvor bereits diskutiert worden ist, sollte der Abstand oder die Höhe, die mit a dargestellt ist, mindestens ungefähr 2,54 cm (1,00 in) betragen, da dieser Abstand wesentlich für ein korrektes Ablassen von Wasser aus dem Behälter unter Vakuumbedingungen ist. Wenn das Wasser den inneren Durchgang 18 durch den axialen Durchgang 38 und den radialen Durchgang 40 verläßt, wird es von dem Ventilbetätigungselement 32 aufgefangen, das als ein aufschnappbarer, becherförmiger Plastikknopf mit einer Ab. flußtülle 30 ausgestaltet sein kann, die einen zylindrischen Durchgang 31 aufweist, durch den das Wasser abläuft. Die Abflußtülle 30 ermöglicht eine Verbindung mit einem Schlauch, damit die Flüssigkeit in einen Behälter abgelassen werden kann, ohne daß Flüssigkeit verschüttet wird. Des weiteren ist das Ventilbetatigungselement 32 becherförmig ausgestaltet, um sowohl die abgelassene Flüssigkeit als auch jegliche weitere Flüssigkeit zu sammeln, die möglicherweise durch den Raum zwischen der Außenfläche des Schaftes 16 und der Gewindeöffnung 10 leckt.
Der Schaft 16 und das Ventilbetätigungselement 32 können als Druckgußteile aus Zink hergestellt sein, um eine Verwendung der Ventilvorrichtung auf See zu ermöglichen. Das Betätigungselement 32 kann ebenso aus Minlon hergestellt sein, während das Gehäuseteil 8 vorzugsweise als angeschweißte Stahlmutter und die Dichtung 46 aus Nitril hergestellt sind. In dem in den Fig. 1 bis 13 dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Betätigungselement 32 eher an der Ventilvorrichtung 2 befestigt, bevor der Schaft 16 an dem Gehäuseteil 8 angeschraubt wird, als daß das Betätigungselement 32 mit dem Schnappverschluß am Schaft 16 befestigt wird, nachdem der Schaft 16 an das Gehäuseteil 8 angeschraubt worden ist. In einem weiter unten beschriebenen alternativen Ausführungsbeispiel wird das Ventilbetätigungselement 32 an der Ventilvorrichtung 2 befestigt, nachdem der Schaft 16 mit dem Gehäuseteil 8 verschraubt worden ist.
Im folgenden wird nun speziell auf die Fig. 3 und 5 bis 7 Bezug genommen, die vollständiger die Merkmale des Ventilelementes 14 darstellen. Insbesondere stellt die perspektivische Darstellung von Fig. 3 besonders klar dar, daß der Flansch 24 des Bodenteils 22 ein im wesentlichen halbzylindrisches ausgeschnittenes Teil 28 derart angeordnet aufweist, daß es an die Abflußtülle 30 des Betätigungselementes 32 angepaßt ist (Fig. 1 und 2). Der Rand 26 ist umfangseitig auf jeder Seite des Ausschnittes 28 verkürzt, so daß die Befestigung eines Ablaufschlauches (nicht dargestellt) an der Abflußtülle 30 erleichtert wird.
Fig. 4 zeigt den Flansch 8 und offenbart insbesondere eine obere umfangseitige Kante 9, die ein lecksicheres Anschweißen des Flansches 8 an den Boden des Behälters 4 erleichtert.
Fig. 8 und 9 offenbaren eine Ansicht des Ventilelementes 40 von oben und von unten. Insbesondere offenbart Fig. 9 die Anordnung der verstärkenden radialen Rippen 26a.
Fig. 10 bis 13 stellen weitere Ansichten des Betatigungselementes 32 dar, das einen inneren radialen Flansch 48 aufweist, der eine innere Öffnung 50 für die Aufnahme des Ventilelementes 14 aufweist. Das Betätigungselement 32 weist ebenfalls eine im wesentlichen zylindrische äußere Wandung 54 auf, die axial oberhalb des inneren Flansches 48 hinausragt und somit ein becherförmiges Reservoir für ein Auffangen von Flüssigkeit bildet und somit den Fluß in Richtung des in der Abflußtülle 30 angeordneten Durchgang 31 leitet. Der Teil der zylindrischen äußeren Wandung 54, der unterhalb des radialen Flansches 48 hinausragt, weist eine radiale, nach innen gerichtete Befestigungskante 56 auf, die derart angeordnet ist, daß sie über den umfangseitigen Rand 26 gleitet und unterhalb der unteren Kante des Randes 26 einrastet, wenn das Betätigungselement 32 mit dem Ventilelement 14 verbunden wird. Die umfangseitige Außenfläche des Betätigungselementes 32 ist mit axial ausgerichteten Rippen 58 versehen, um ein manuelles Betätigen des Betätigungselementes 32 zu erleichtern. Weiterhin sind radial nach innen gerichtete Verlängerungen 60 so angeordnet, daß sie ein Zurückhalten und eine geeignete Positionierung der Dichtung 46 gewährleisten. Wie am besten in Fig. 13 zu erkennen ist, ist die äußere Wandung 54 bei 62 auf jeder Seite der Abflußtülle 30 eingeschnitten, um das Anbringen eines Schlauches an dem unteren Ende der Abflußtülle 30 zu ermöglichen.
Bei dem in den Fig. 14 bis 18 beschriebenen Ausführungsbeispiel (Teile, die zuvor beschrieben worden sind, behalten ihre Bezugszeichen und sind dieselben, außer wenn besonders darauf hingewiesen wird) ist das Ventilbetätigungselement 32' um das Bodenteil 22 des Schaftes 16 herum angeordnet, nachdem der Schaft 16 an das Gehäuseteil 8 angeschraubt worden ist. Dieses vereinfacht den Herstellungsprozeß und ermöglicht es, daß das Zurückhalten der Dichtung in der geschlossenen Position durch eine auf dem Gehäuseteil 8 angeordnete umlaufende Kante 9 ausgeführt wird, die ein wenig größer als der äußere Durchmesser der Dichtung 46 ist. Dieses verhindert ein zu starkes Anziehen, das zu einem Dichtungsfehler führen kann, und führt gleichzeitig zu einer Zentrierung der Dichtung 46 auf dem Gehäuseteil 8.
Wie am besten in den Fig. 14 bis 16 zu erkennen ist, weist das Ventilbetätigungselement 32' zwei diametral gegenüberliegend angeordnete, nach innen vorstehende Verlängerungen 64 auf, die ungefähr auf halber Höhe der äußeren Wandung 54 auf der Innenseite der Wandung 54 ausgebildet sind. Zwei diametral einander gegenüberliegende, nach innen vorstehende halbkreisförmige Verlängerungen 66 sind am unteren Ende der Wandung 54 auf halber Strecke zwischen den Verlängerungen 64 ausgebildet. Die Verlängerung 66a ist vollflächig und die Verlängerung 66b weist eine Öffnung auf, um einen Teil der Abflußtülle 30 aufzunehmen. Das ausgeschnittene Teil 28 ist durch zwei diametral gegenüberliegende ausgeschnittene Teile 28' ersetzt, die wie in Fig. 17 gezeigt ist, im Bodenteil 22 des Schaftes 16 angeordnet sind. Die ausgeschnittenen Teile 28' sind ungefähr um 90º versetzt vom Auslaß des radialen Durchganges 40 angeordnet. Im Betrieb steht nur ein ausgeschnittenes Teil 28' mit der Abflußtülle 30 in Verbindung. Das andere ausgeschnittene Teil 28' wird durch die vollflächige Verlängerung 66a verschlossen. Die Verwendung von zwei ausgeschnittenen Teilen 28' und der Verlängerung 66a ermöglicht es, daß das Ventilbetätigungselement 32' in zwei verschiedenen, um 180º gegeneinander versetzte Orientierungen am Schaft 16 angeordnet werden kann, so daß das Betätigungselement 32' in einfacher Weise richtig am Ventilschaft 16 positioniert werden kann. Der Ventilschaft 16 weist ebenso zwei diametral gegenüberliegende Vertiefungen 68 mit abnehmender Oberfläche auf, die in diametral gegenüberliegenden vergrößerten Ausschnitten 70 enden. Um das Ventilbetätigungselement 32' mit dem Schaft 16 zu verbinden, wird das Ventilbetätigungselement 32' um das Bodenteil 22 herum angeordnet, so daß die Verlängerungen 64 in Übereinstimmung mit den ausgeschnittenen Teilen 28' angeordnet sind. Das Ventilbetätigungselement 32' wird dann so weit gedreht, daß die Verlängerungen 64 mit Teilen der Vertiefung 68 im Eingriff stehen, die eine konstant abnehmende Oberfläche aufweisen, die die Verlängerungen 64 zusammendrücken und festhalten, bis die Verlängerungen 64 mit den Ausschnitten 70 im Eingriff stehen. In diesem Punkt dehnen sich die Verlängerungen 64 wieder auf ihre ursprüngliche Größe aus und werden in den Ausschnitten 70 festgehalten, wodurch das Betätigungselement 32' am Ventilschaft 16 befestigt wird. Wie in Fig. 19 dargestellt ist, weist der Boden des Ventilschaftes 16 einen hexagonalen Ausschnitt 72 auf, um das Auseinandernehmen der Gewindeteile des Ventilschaftes 16 vom Gehäuseteil 8 mit Hilfe eines metrischen Schraubenschlüssels zu erleichtern.
Wie zuvor dargestellt worden ist, stellt nun die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung ein einfaches selbstbelüftendes Flüssigkeitsventil dar, das lediglich eine Dichtungsoberfläche benötigt, um die beiden benötigten Flüsse zu erreichen. Eine Flüssigkeit, wie beispielsweise Wasser, kann auslaufen, während ein Gas, wie beispielsweise Luft, in den Behälter eintritt, um das Ablassen zu erleichtern, gerade wenn der Behälter mit einem Vakuum beaufschlagt ist. Dabei vermischt sich die Luft nicht mit dem abfließenden Wasser innerhalb der Ventilvorrichtung und es vermischt sich auch nicht mit dem abzulassenden Wasser im Behälter. Weiterhin ist die Ventilvorrichtung wegen der Einfachheit des Aufbaus, der eine wesentliche Verbesserung gegenüber dem Aufbau bei aus dem Stand der Technik bekannten Ventilen darstellt, relativ einfach und preiswert in der Herstellung.
Die Ventilvorrichtung erfüllt alle Anforderungen, die an selbstbelüftende Flüssigkeitsablaßsysteme gestellt werden, die zuvor zwei Dichtungen benötigten, nämlich eine Flächendichtung und eine radiale Dichtung: Das Verhältnis der Wasserauslaßöffnung zur Lufteinlaßöffnung ist ungefähr 4,6; ein 1 inch hoher Kopf ist für ein korrektes Ablassen vorgesehen; der Wasserausgang öffnet sich vor dem Lufteinlaß; Luft wird in das System in einem höheren Niveau eingelassen, als das Wasser in die Ventilvorrichtung einfließt; und der Wasserfluß und der Luftfluß sind voneinander isoliert.
Die vorliegende Erfindung findet Anwendung bei Behältern, die ein Ablassen einer Flüssigkeit benötigen. Insbesondere findet diese Erfindung Anwendung bei der Entwässerung von Flüssigkeitssammelbecken, wie beispielsweise Kraftstoff/Wasser- Trennvorrichtungen, die auf der Vakuumseite einer in Dieselmotoren verwendeten Kraftstoffpumpe angeordnet sind. Das System verwendet nur eine gedrehte Dichtungsfläche, wodurch der Aufbau und der Zusammenbau des Ventils in hohem Maße vereinfacht wird, während die Funktionstüchtigkeit des Ventils aufrechterhalten bleibt.

Claims

1. Selbstbelüftende Ventilvorrichtung (2) für das Ablassen einer Flüssigkeit aus einem Behälter (4)

mit einem eine Öffnung (12) aufweisenden Gehäuseteil (8), wobei durch die Öffnung (12) gleichzeitig eine Flüssigkeit abgelassen und ein Gas eingelassen werden kann, und

mit einem den Durchfluß durch die Öffnung (12) wahlweise verhindernden oder ermöglichenden Ventilelement (14), wobei das Ventilelement (14) einen Schaft (16), einen ersten Durchgang (18), durch den die Flüssigkeit vom Behälter (4) aus fließt, und einen zweiten Durchgang (20), durch den das Gas in den Behälter (4) eintritt, aufweist und wobei das Ventilelement (14) so aufgebaut ist, daß der erste Durchgang (18) vor dem zweiten Durchgang (20) geöffnet wird und die Durchgänge (18, 20) in umgekehrter Reihenfolge wieder verschlossen werden,

wobei der erste Durchgang (18) vom zweiten Durchgang (20) getrennt ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Durchgänge (18, 20) innerhalb oder auf der Außenseite des Schafts (16) ausgebildet sind und

daß der Auslaß (40) des ersten Durchganges (18) vertikal unterhalb des Einlasses des zweiten Durchganges (20) angeordnet ist,

daß in geschlossener Position der Einlaß des zweiten Durchganges (20) nicht in Verbindung mit dem Äußeren des Behälters (4) steht und

daß eine einzelne Dichtung (46) derart auf dem Ventilelement (14) befestigt ist, daß sie in geschlossener Position in Eingriff mit dem Gehäuseteil (8) bringbar ist, oder derart am Gehäuseteil (8) befestigt ist, daß sie in geschlossener Position mit dem Ventilelement (14) in Eingriff bringbar ist, so daß sowohl der Eintritt von Gas als auch ein Ausfluß von Flüssigkeit durch die Durchgänge (18, 20) gleichzeitig wirkungsvoll verhindert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Durchgang (18) innerhalb des Schafts (16) ausgebildet ist und daß der zweite Durchgang (20) durch mindestens eine Vertiefung (20) auf der Außenseite des Schafts (16) im Zusammenwirken mit dem Gehäuseteil (8) gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (16) ein oberes, ein unteres und ein mittleres Teil aufweist und das untere Teil ein Außengewinde (34) aufweist, das den Schaft (16) in geschlossener Position sichert.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Teil des Schafts (16) ein Außengewinde (36) aufweist, das mit dem Gehäuseteil (8) in Eingriff steht und einen Anschlagpunkt zwischen dem Schaft (16) und dem Gehäuseteil (8) darstellt, wenn der Schaft (16) in seiner geöffneten Position steht, und das den Schaft (16) in seiner geöffneten Position sichert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseteil einen am Behälter angeordneten Flansch (8) aufweist und daß der Flansch (8) ein für ein Zusammenwirken mit den Außengewinden (34, 36) des oberen und des unteren Teils des Schaftes (14) angepaßtes Innengewinde (10) aufweist, um den Schaft (16) in seiner geöffneten bzw. seiner geschlossenen Position zu halten.

6. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelne Dichtung (46) zwischen dem Schaft (16) und dem Flansch (8) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Teil des Schaftes (16) weiterhin eine Steigwand (44) aufweist, die zwischen der Vertiefung (20) und einem inneren axialen Durchgang (38) diese trennend angeordnet ist, um die abgelassene Flüssigkeit vom in das Ventilelement (14) eindringenden Gas zu trennen.

8. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Durchgang (18) einen axialen Durchgang (38) und einen radialen Durchgang (40) aufweist, wobei der axiale Durchgang (38) am oberen Teil des Schaftes (16) geöffnet ist, um einen Einlaß von Flüssigkeit in den Schaft (16) zu ermöglichen, und wobei der radiale Durchgang (40) durch die Seitenwand des unteren Teils des Schaftes (16) verläuft, um einen Flüssigkeitsauslaß aus dem Schaft (16) zu ermöglichen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 2 und ggf. nach einem der nachgeordneten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (16) weiterhin ein ausgeschnittenes Teil (42) aufweist, das sich vom oberen Teil des Schaftes (16) nach unten erstreckt und mit dem axialen Durchgang (38) des ersten Durchganges (18) verbunden ist, wobei das ausgeschnittene Teil (42) am oberen Teil des Schaftes (16) ein deutlich niedrigeres Eintrittsniveau für die Flüssigkeit in das Ventilelement (14) vorgibt.

10. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeitsablaßniveau mindestens 2,54 cm (1,00 in) niedriger als das Gaseintrittsniveau angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächenverhältnis der Flüssigkeitsauslaßöffnung zur Gaseinlaßöffnung zwischen 4 und 5 liegt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächenverhältnis der Flüssigkeitsauslaßöffnung zur Gaseinlaßöffnung ungefähr 4,6 ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (16) ein becherförmiges, einen radialen Flansch (24) aufweisendes Bodenteil (22) aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Flansch (24) einen umlaufenden, vorzugsweise verstärkende Rippen (26a) aufweisenden Rand (26) aufweist.

15. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin ein Ventilbetätigungselement (32) vorgesehen ist, das um das vorzugsweise becherförmig gestaltete Bodenteil (22) des Schaftes (16) herum angeordnet ist, um das Ablassen der Flüssigkeit aus dem Behälter (14) zu unterstützen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilbetätigungselement (32) becherförmig ausgestaltet ist, um Flüssigkeit anzusammeln, damit dadurch eine konstante Flüssigkeitssäule und ein kontrollierter Strömungswiderstand aufrechterhalten wird.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilbetatigungselement (32) ein Verbindungselement für einen Schnappverschluß zwischen dem Ventilbetätigungselement (32) und dem Bodenteil (22) des Schaftes (16) aufweist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15, 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilbetätigungselement (32) einen axialen Durchgang (31) für ein Ablassen der Flüssigkeit aufweist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilbetätigungselement (32) eine schlauchförmige Verbindung (30) aufweist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilbetätigungselement (32) weiterhin radial nach innen gerichtete Verlängerungen (60) aufweist, die die Dichtung (46) zurückhalten und in geeigneter Weise positionieren.

21. Vorrichtung nach Anspruch 17 und ggf. nach einem der nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement einen inneren radialen Flansch (48) aufweist, der eine innere Öffnung (50) für die Aufnahme des Schaftes (16) aufweist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 17 und ggf. nach einem der nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement das Ventilbetatigungselement (32) mit dem Bodenteil (22) des Schaftes (16) verbindet, bevor der Schaft (16) mit dem Gehäuseteil (8) verbunden ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 17 und ggf. nach einem der nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement eine radial nach innen gerichtete Befestigungskante (56) aufweist, die am Ventilbetätigungselement (32) ausgebildet und so angeordnet ist, daß sie einen umfänglichen, am Bodenteil (22) des Schaftes (16) umfangsseitig angeordneten Rand (26) überfährt und unterhalb des Randes (26) einrastet.

24. Vorrichtung nach Anspruch 15 und ggf. nach einem der nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilbetätigungselement (32) auf der Außenseite axial ausgerichtete, einem besseren Greifen dienende Rippen (58) aufweist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 15 und ggf. nach einem der nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilbetätigungselement (32) ein Verbindungselement aufweist, das eine Verbindung des Ventilbetätigungselementes (32) mit dem Bodenteil (22) des Schaftes (16) erlaubt, während der Schaft (16) bereits mit dem Gehäuseteil (8) verbunden ist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement eine an der inneren Wand des Ventilbetätigungselementes (32) ausgebildete vorstehende Verlängerung (64) und einen am Bodenteil (22) des Schaftes (16) ausgebildeten Ausschnitt (70) aufweist, wobei die Verlängerung (64) im Ausschnitt (70) einrastet, um das Ventilbetätigungselement (32) mit dem Bodenteil des Schaftes (16) zu verbinden.