DE69616625T2

DE69616625T2 - Selbstschliessendes Regelventil für Flüssigkeit und Gas

Info

Publication number: DE69616625T2
Application number: DE69616625T
Authority: DE
Inventors: Joseph Feldman
Original assignee: Selector Ltd
Current assignee: Selector Ltd
Priority date: 1995-03-29
Filing date: 1996-03-21
Publication date: 2004-07-01
Anticipated expiration: 2016-03-22
Also published as: EP0735000B1; MX9601235A; CZ90396A3; CN1134527A; AU4817896A; DE69616625D1; HUP9600763A2; IL113180A0; PE24797A1; CA2172773A1; JPH08326940A; RU2112902C1; HU9600763D0; TR199600229A2; BR9601489A; ZA962397B; AR001388A1; EP0735000A1; ATE208349T1; US5630441A

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein selbstschließendes Ventil zum Unterbrechen eines Flüssigkeitsstroms unter dem Antrieb von Druckgas.
Derartige selbstschließende Ventile sind besonders nützlich für Ausschankeinrichtungen von Sirup für alkoholfreie Getränke und werden jetzt anhand von 1 grob beschrieben.
Bekanntlich weisen Ausschankinstallationen normalerweise eine Reihe von Zapfhähnen A1, A2, A3 zum Ausschank verschiedenartiger Getränke auf – im vorliegenden Beispiel Bier und alkoholfreie Getränke.
Die Zufuhr von Bier oder Limonadensirup zu einem Kühlschrank (bzw. einer Einheit zum Vermischen mit Sprudelwasser) B erfolgt folgendermaßen.
Ein Behälter C, der Bier enthält, und einer oder mehrere Behälter C mit Limonadensirup stehen bereit und sind wie dargestellt an den Kühlschrank angeschlossen. Die Behälter sind zusätzlich über eine Versorgungsquelle mit einem Kohlensäuredruckzylinder E verbunden. Das Kohlensäuregas wird oberhalb des Flüssigkeitsniveaus in die Behälter C und D eingeleitet, wodurch jede dieser Flüssigkeiten durch eine Heberleitung F, die in den Behälter hineinragt, nach oben gedrückt wird. Das Kohlensäuregas dient nur als Treibmittel für die sich im Behälter befindenden Flüssigkeiten.
Es ist somit leicht verständlich, dass, sobald sich der Flüssigkeitsspiegel bis zum unteren (offenen) Ende der Heberleitung abgesenkt hat, Gas in die Einrichtung eindringt und statt der gewünschten Flüssigkeit dem Zapf bahn A zugeführt wird. Dies zeigt auch an, dass der leere Behälter ausgetauscht werden muss.
Nach erfolgtem Austausch muss das Gas durch einen Vorgang aus dem System entfernt werden, bevor ein Ausschank von Getränken normaler Qualität wieder aufgenommen werden kann. Dieser Vorgang ist ärgerlich und zeitaufwendig.
Selbstschließende Ventile wurden entwickelt, die das Eindringen eines Treibgases in die Zapfanlage verhindern, wenn die Flüssigkeit verbraucht worden ist. Derartige Ventile sind beispielsweise in US-A-3587927 und FR-A-2558455 offenbart. Das aus US-A-3587927 bekannte Ventil umfasst einen Hauptkorpusteil, der mit einer Einlassöffnung und einer verschließbaren Auslassöffnung versehen ist, wobei bevorzugt die zwei Öffnungen durch einen axialen Durchlass verbunden sind. Am axialen Durchlass befindet sich ein ringförmiger Ventilsitz. Am Hauptkorpusteil ist ein schwimmfähiges Schwimmergehäuse befestigt, das ein Schwimmventil enthält. Das Schwimmventil ist frei beweglich und liegt im Betrieb am verschließbaren Auslass an. Das Ventil ist so geführt, dass es sich vertikal zwischen den zwei Positionen hin- und herbewegt. In der ersten Stellung ist es flüssigkeitsdurchlassend positioniert, wobei das Ventil am verschließbaren Auslass geöffnet ist. In der zweiten Stellung ist es flüssigkeitsblockierend positioniert, wobei das Ventil geschlossen ist. In der flüssigkeitsdurchlassenden Position sind Eingangs- und Ausgangsöffnung und ebenso das Schwimmergehäuse mit Flüssigkeit gefüllt, wohingegen in der flüssigkeits-blockierenden Stellung die Einlassöffnung und das Schwimmergehäuse flüssigkeitsfrei sind, und die Auslassöffnung mit Flüssigkeit gefüllt ist.
Das aus FR-A-2558455 bekannte Ventil hat eine allgemein ähnliche Konstruktion. Insbesondere enthält auch dieses Ventil ein Schwimmventil. Der Hauptunterschied besteht in der Ausrichtung der Auslassöffnung, die statt horizontal direkt vertikal nach unten weist.
Beide Ventile vom Stand der Technik haben den Nachteil, dass Schwimmventile generell voluminös sind, wodurch sich die Notwendigkeit zur Installation einer besonderen Einrichtung zum Aufnehmen dieses Ventils ergibt.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Ventils, das direkt in die gängigen Verbindungsteile bereits bestehender Bier- oder Limonadengetränkebehälter installiert werden kann, d. h. ohne ein externes oder internes Sondergerät installieren zu müssen.
Zusammenfassung der Erfindung
Dieses Ziel wird durch ein Ventil gemäß der Definition von Anspruch 1 erreicht. Somit besteht dieses erfindungsgemäße Ventil zum Unterbrechen eines von Gasdruck angetriebenen Flüssigkeitsstroms aus einem selbstverschließenden Ventil, das umfasst: ein Gehäuse mit einem Einlass an der einen Seite und einem Auslass an der anderen Seite des Gehäuses und einem hohlen Zwischenraum, der sich dazwischen erstreckt. An der Einlassseite des Zwischenraums ist ein erster Ventilsitz gebildet und ein zweiter Ventilsitz ist an der Auslassseite des Zwischenraums gebildet. In dem Zwischenraum befindet sich ein erstes, längliches, frei bewegliches Ventilelement, das ein Element umfasst, das so gestaltet ist, dass es durch Anliegen am ersten Ventilsitz diesen verschließt, eine am Auslass offene Sackbohrung, die sich passgenau zum Auslass erstreckt, und ein zweites, frei bewegliches Ventilelement befindet sich in dieser Bohrung, so ausgeformt, dass es beim Anliegen gegen diesen zweiten Ventilsitz diesen verschließt. Eine Öffnung stellt die Verbindung dieser Bohrung mit dem davorliegenden Zwischenraum des ersten Ventilsitzes her. Die Vorrichtung ist so ausgebildet, dass beim Strömen der Flüssigkeit durch den Einlass das erste Ventilelement angehoben wird, um die Flüssigkeit durch den ersten Ventilsitz hindurch um das erste Ventilelement herum und dann durch diesen Auslass heraus strömen zu lassen, und, wenn das Druckgas das Niveau der Öffnung erreicht, legt sich das zweite Ventilelement an den zweiten Ventilsitz an, um den Auslass zu verschließen.
Selbstverständlich kann das hier vorgestellte Verschlussventil auch in anderen Anwendungen verwendet werden, zum Beispiel in Brennstoffeinspritzanlagen, wo ähnliche Probleme auftreten.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Diese und weitere Konstruktionseigenschaften und -vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführung sofort ersichtlich, die hier nur als Beispiel angeführt ist, anhand der beigefügten Zeichnungen, in denen
1 eine Schemadarstellung einer typischen Getränkezapfanlage darstellt;
2a einen axialen Querschnitt durch das selbstverschließende Ventil, das das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung darstellt, in seiner Ruhestellung darstellt;
2b das Ventil von 2a im Betriebszustand zeigt, in flüssigkeitzuführender Stellung;
2c das Ventil von 2a in der gaszurückhaltenden Stellung zeigt;
3 einen Schnitt entlang einer Linie III-III in 2a zeigt;
4 einen Schnitt entlang einer Linie IV-IV in 2a zeigt, und
5 eine auseinandergezogene Darstellung eines üblichen Bierbehälterverbindungsventils zeigt, das mit einem Stoppventilansatz gemäß der bevorzugten Ausführung der Erfindung versehen ist.
Beschreibung der bevorzugten Ausführung im Einzelnen
Nach 2a umfasst das vorgestellte, allgemein mit 10 bezeichnete Stoppventilverbindungsteil ein Gehäuse 12 mit einer Verschlusskappe 12a, die einen Einlassbefestigungsflansch 14 mit einer Einlassöffnung 15 aufweist, und einen Auslassbefestigungsflansch 16 mit einer Auslassöffnung 17. Das Gehäuse hat eine durchgehende Bohrung mit einem ersten, einen kleineren Durchmesser aufweisenden Abschnitt 18, und einem Abschnitt 20 mit größerem Durchmesser, der einen ersten Ventilsitz 22 aufweist. Ein zweiter Ventilsitz 24 ist am Verschluss 12a gebildet. Innerhalb des erweiterten Durchmesserabschnitts 20 befindet sich ein frei bewegliches erstes Ventilelement, das mit 26 bezeichnet ist. Das Teil 26 ist länglich, mit einer Sackbohrung 28 versehen, am unteren Ende 28a geschlossen und an der Oberseite 28b offen, womit es in einen Bohrungsabschnitt 30 mit größerem Durchmesser hineinragt. Die Öffnung der Bohrung 30 ist anstelle einer glatten Kante mit einer Reihe kammförmiger Vorsprünge 30a ausgebildet.
Auf der Außenseite des Ventilelements 26 befinden sich Flossen oder Rippen 32, um das Teil innerhalb des Bohrungsabschnitts 20 zu zentrieren, und ein Ventilelement 34, das so angepasst ist, dass es gegen den ersten Ventilsitz 22 passt.
Ein zweites kugelförmiges Ventilelement 36 befindet sich frei beweglich innerhalb der Bohrung 30. Das Ventilelement 36 kann eine Lagerkugel aus Stahl sein oder aus einem anderen beliebigen Material bestehen. Der zweite Ventilsitz 24 ist so ausgebildet, dass er gegen das zweite Ventilelement 36 verschlossen wird, wenn es die Stellung von 2c erreicht.
Eine kleine Öffnung oder Mündung 38 befindet sich am Boden des Teils 26, das den Bohrungsabschnitt 18 mit der Bohrung 28 verbindet. Wie dargestellt, liegt das Niveau der Mündung 38 weit unterhalb des Niveaus des Ventilsitzes 22.
Abschließend ist eine schwache Spiralfeder 40 vorhanden, deren Spannung das erste Ventilelement 26 permanent gegen den ersten Ventilsitz 22 drückt.
Es folgt die Beschreibung der Funktionsweise des Ventils 10. Angenommen der Einlassbefestigungsflansch 14 ist an eine Flüssigkeitszufuhr mit Druckgasantrieb angeschlossen. Sobald durch Öffnung des Flüssigkeitszufuhr-Kontrollventils, das mit dem (nicht dargestellten) Auslassbefestigungsflansch 16 verbunden ist, der Flüssigkeitsstrom beginnt, bewirkt der Strom der unter Gasdruck stehenden Flüssigkeit das Anheben des Elements 26 und öffnet dadurch den ersten Ventilsitz 22 gegen die Spannung der Feder 40. Die Flüssigkeit strömt ungehindert durch den Auslass 17 aus der Anlage, wie durch die Pfeile in 2b gezeigt. Die Flüssigkeit kann auch durch die Öffnung 38 in die Bohrung 28 strömen, allerdings wird der Druck merklich abnehmen und der Hauptzustrom wird wie oben beschrieben aufrechterhalten, beispielsweise um das Ventilelement 26 herum.
2c zeigt, dass, wenn die Flüssigkeit verbraucht ist und das unter Druck stehende Gas das Niveau der Mündung 38 erreicht, die Flüssigkeit, die sich innerhalb der Bohrung 28 angesammelt hat, nach oben gedrückt wird und die Kugel 36 gegen den zweiten Ventilsitz 24 schießt. Gleichzeitig fällt das Ventilelement 26 nach unten und verschließt den Ventilsitz 22. Dadurch wird verhindert, dass Gas den Auslass 17 erreicht, und der Strom von Flüssigkeit und Gas wird schlagartig unterbrochen, bis die Versorgung mit reiner Flüssigkeit wiederhergestellt ist.
Wie bereits erwähnt, findet das erfindungsgemäße Ventil eine vorteilhafte Verwendung in Zapfanlagen, beispielsweise für Bierbehälter und Sirupbehälter alkoholfreier Getränke. In 5 wird ein typisches, gewöhnliches Bierbehälter-Verbindungsventil gezeigt, mit 50 bezeichnet (auch in 1 zu sehen), das ein Bierbehälter-Befestigungselement 52 umfasst, einen Bediengriff 54, eine CO₂ Zufuhrarmatur 56 und eine Bierauslassarmatur 58.
Wie schematisch dargestellt, kann das Stoppventilelement 110 leicht in den (bestehenden) Hohlraum der Auslassarmatur 58 des Ventils 50 eingeschoben werden, wobei die Sprungfeder 140 bereits anliegt, und wird durch einen Deckel 60 des Auslasskanals 62 verschlossen, der in die Getränkezufuhranlage führt (siehe 1) Dadurch kann das gewöhnliche Verbindungselement 50 leicht in ein selbstverschließendes Gerät für Flüssigkeiten und Gas umgewandelt werden, ohne die Anlage irgendwie zu verändern.
Die Umwandlung einer gewöhnlichen Sirupauslassarmatur (siehe 1) in ein auf Gas reagierendes Stoppventil wird in ähnlicher Weise vorgenommen, und der Schutz der Einrichtung gegen unerwünschten Gaseintritt in die verschiedenen Teile wird effektiv und bequem verhindert.
Ein Fachmann wird sofort erkennen, dass verschiedene Änderungen, Abwandlungen und Variationen an der Erfindung vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, der in und durch die beiliegenden Ansprüche geltend gemacht wird. So kann beispielsweise das Stoppventil auch in horizontaler Stellung betrieben werden, wenn die Kugel 36 mit einer Gegenfeder versehen wird, die die von Schwerkraft hervorgerufene Bewegung ersetzt.

Claims

Selbstschließendes Ventil zum Unterbrechen eines Flüssigkeitsstroms unter dem Antrieb vom Druckgas, welches folgendes umfaßt: ein Gehäuse (12), eine Einlaßöffnung (15) an einer Seite und eine Auslaßöffnung (17) an der anderen Seite des Gehäuses (12), einen sich zwischen den beiden Öffnungen erstreckenden Hohlraum (18, 20), einen an der Einlaßöffnungsseite (15) des Hohlraums gebildeten ersten Ventilsitz (22), einen an der Auslaßöffnungsseite (17) des Hohlraums (18, 20) gebildeten zweiten Ventilsitz (24), ein erstes, längliches, frei gleitendes Ventilelement (26), das innerhalb des Hohlraums (18, 20) angeordnet ist und einen Abschnitt (34) umfaßt, der so konfiguriert ist, daß er gegen den ersten Ventilsitz (22) abschließt, eine Sackbohrung (28, 30), die an der Seite der Auslaßöffnung (17) offen ist und sich paßgenau mit dieser erstreckt, ein zweites, frei bewegbares Ventilelement (36), das innerhalb der Bohrung (30) angeordnet ist und so konfiguriert ist, daß es gegen den zweiten Ventilsitz (24) abschließt, und eine Öffnung (38), die die Bohrung (28, 30) mit dem Raum (18) oberhalb des ersten Ventilsitzes (22) verbindet, wobei die Anordnung so vorgesehen ist, daß während der Flüssigkeitszufuhr durch die Einlaßöffnung (15) das erste Ventilelement (26) versetzt wird, um den Strom der Flüssigkeit durch den ersten Ventilsitz (22), um das erste Ventilelement (26) herum und durch die Auslaßöffnung (17) zu ermöglichen, und daß, sobald das Gas das Niveau der Öffnung (38) erreicht, das zweite Ventilelement (36) fest gegen den zweiten Ventilsitz (24) ansitzt, um die Auslaßöffnung (17) zu schließen.
Selbstschließendes Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventilelement (36) kugelförmig ist.
Selbstschließendes Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventilelement (36) aus Metall besteht.
Selbstschließendes Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventilelement (26) unter Federspannung in Richtung des ersten Ventilelements (22) steht.
Verbindungsventil für einen genormten Bierzufuhrbehälter, umfassend das selbstschließende Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
Verbindungsventil für einen genormten Zufuhrbehälter für Sirup für alkoholfreie Getränke, umfassend das selbstschließende Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4.