DE8803444U1

DE8803444U1 - Tankdom-Armatur

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Publication number: DE8803444U1
Application number: DE8803444U
Authority: DE
Original assignee: Kieselmann 7134 Knittlingen De GmbH
Current assignee: Kieselmann 7134 Knittlingen De GmbH
Priority date: 1988-03-15
Filing date: 1988-03-15
Publication date: 1988-05-26

Description

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Beschreibung;

Die Erfindung geht aus von einer Tankdom-Armatur mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Eine derartige Armatur ist aus der DE-82 12 161 Ul bekannt. Solche Armaturen findet man auf Tanks für Flüssigkeiten in der Lebensmittelindustrie/ insbesondere auf Biertanke. Sie dienen zum einen zum Entlüften des Tanks, zum anderen zum Zuführen eines Gases in den Tank, beispielsweise um ihn rasch entleeren zu können, und zum dritten dienen solche Armaturen zum Reinigen des leeren Tanks mit einem flüssigen Reinigungsmittel, welches über die Zuleitung der Armatur zugeführt wird und über den Sprühkopf, in welchen die eine der beiden Abflussleitungen mündet, im Tankinnern versprüht wird. Weil man eine solche Armatur auf der Oberseite eines Tanks anbringt, wird sie auch als Tankdom-Armatur bezeichnet.

Zum Zuführen des Gases und der Flüssigkeit verwendet man bei der Tankdom-Armatur eine gemeinsame Zuleitung. Es ist deshalb in der Armatur ein Absperrventil vorgesehen, welches beim Zuführen einer Flüssigkeit eine der beiden AbfluBleitungen selbsttätig versperrt, so dass die Flüssigkeit im wesentlichen nur durch den Sprühkopf austreten kann und für das Versprühen nahezu der volle Druck der Flüssigkeit, mit dem öle in die Armatur ein« tritt, zur Verfügung steht. Beim Zuführen eines Gases hin-

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gegen bleibt das Absperrventil offen, so dass von der Zuleitung eine durchgehende Verbindung zu beiden Abflußleitungen besteht. In der Praxis sind die Querschnitte der beiden Abflußleitungen und die Summe der Öffnungsquerschnitte der Austritteöffnungen des Sprühkopfes so dimensioniert, dass der größte Teil des zugeführten Gases durch jene zweite Abflußleitung fließt, die nicht in den Sprühkopf mündet.

Bei der aus der DE-82 12 161 Ul bekannten Armatur ist der Schließkörper des Absperrventils eine schwimmfähige Kugel. Sie wird aufgrund ihrer Schwimmfähigkeit beim Zuführen einer Flüssigkeit angehoben und gegen den Ventilsitz des Absperrventils geführt. Weil es erforderlich ist, dass die Kugel von der Flüssigkeit umspült werden kann, ist diese mit seitlichem Spiel in einer Kammer in Gestalt eines Bechere, dessen Boden zum Eintritt der Flüssigkeit eine kleinere zentrale öffnung aufweist, geführt. Durch diese zentrale Öffnung steht die becherförmige Kammer in Verbindung mit einer den Becher umgebenden weiteren Kammer, in welche die Zuleitung einmündet und aus welcher - konzentrisch zu der zentralen Öffnung - die erste Abflußleitung nach unten herausführt zum Sprühkopf. Durch die Zuleitung zugeführte und sich im Sprühkopf stauende

Flüssigkeit steigt durch die zentrale öffnung hindurch in

den Becher hoch und hebt die Kugel an. Die Flüssigkeit kann jedoch gleichzeitig von oben her in den Becher eindringen und umspült dabei die Kugel, denn der Becher endet in

einigem Abstand vor dem darüberliegenden Ventilsitz, an welchem die Kugel zur Anlass kommen soll. Es besteht deshalb die Gefahr, dass durch die Füllströmung der Kugel von oben diese am Ventilsitz nicht zur Ruhe kuiiunc , das Ventil alsu niuiiu uiuiVb guhilBot· Das Ali—

strömen der Kugel von oben her läßt eich bei der bekannten Armatur aber auch nicht verhindern, weil zwischen dem oberen Rand des Bechers und dem Ventilsitz eine Passage mit verhältnismassig großem dichten Querschnitt benötigt 10 wird, um den Durchfluß eines gasförmigen Mediums von der Zuleitung zur zweiten Abflußleitung oder umgekehrt unter Umgehung des Ventils benötigt wird. Bei der bekannten Armatur nimmt das Gas dabei den Weg von der Zuleitung durch die Kammer, welche den Becher umgibt, durch die vom Ventilsitz umschlossene Öffnung und eine weitere ringförmige Kammer hindurch in die zweite Abflußleitung. Das bedingt einen verhältnismässig aufwendigen inneren Aufbau der Armatur mit drei konzentrisch ineinander geschachtelten Kammern, von denen die durch den Becher gebildete Kammer ;_f 20 die innere Kammer ist, die mittlere Kammer jene, in welche ! die Zuleitung einmündet und von welcher die erste Abflußleitung ausgeht, und die äußere Kammer jene ist, in welche &xgr; man von der mittlren Kammer durch die vom Ventilsitz um- : schlossene Öffnung hindurch gelangt. 25

Des Erfindung liegt die Aufgäbe zügftinde, eine AHfiätur der eingangs genannten Art mit rasch und zuverlässig schließende Absperrventil zu schaffen, welche einfacher aufgebaut ist

die bekannte Armatur.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Armatur mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Dadurch, dass bei der neuen Armatur die Zuleitung unterhalb der Kugel unmittelbar in die Kammer einmündet, wird beim Einspeisen einer Flüssigkeit durch die Zuleitung hindurch die Kugel nur von unten her angeströmt, so dass sie nach dem Aufschwimmen ruhig und sicher zur Anlage am Ventilsitz kommt. Das Aufschwimmen erfolgt dabei rascher als bei der bekannten Armatur, weil die gesamte über die Zuleitung zugeführte Flüssigkeit unmittelbar in die Kammer mit der Kugel eingeleitet wird. In der neuen Armatur schließt das Absperrventil deshalb rascher und unverlässiger als bei der bekannten Armatur.

Weil die Zuleitung unmittelbar in die Kammer mit der Kugel einmündet, kann auf die bei der bekannten Armatur vorgesehene mittlere Kammer verzichtet werden. Im Gehäuse der neuen Armatur befindet eich um die Kammer mit der Kugel herum vielmehr nur noch ein Ringraum, welcher bei geöffnetem Ventil im Strömungsweg von der Zuleitung zur zweiten AbfluBleitung liegt, so dass ein gasförmiges Medium bei der neuen Armatur - andere als bei der bekannten Armatur - ein Hindurohströmen des gasförmigen Medium· die Kugel umströmt. Während die bekannte

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Armatur drei konzentrisch ineinandergeschachtelte Strömungskammern aufweist, weist die neue Armatur nur noch zwei ineinandergeschachtelte Strömungskammern auf, welche ebenfalls konzentrisch angeordnet sind, und ist deshalb im Aufbau wesentlich einfacher.

Zweckmässigerweise geht die erste Abflußleitung vom Boden der Kammer aas, damit diese nach einem SpülVorgang von der Spülflüssigkeit leerlaufen kann.

Die Zuleitung mündet am besten seitlich in einer Höhe zwischen der Kugel und der Eintrittsöffnung der ersten AbfluBleitung in die Kammer ein, denn das ist für die Anströmung der Kugel von unten her und für den AbfluB der Flüssigkeit aus der Kammer am günstigsten.

Um die Kugel im Bereich oberhalb der Einmündung der Zu** leitung in der Kammer zu halten, könnte man die Kammer im unteren Bereich stellenweise enger ausbilden als dem Durchmesser der Kugel entspricht. Das wäre jedoch für einen möglichst ungehinderten Durchfluß einer Gasströmung durch die Armatur ungünstig. Besser ist es, die Kugel in den Gehäuse, in dem sie mit reichlich seitlichem Spiel angeordnet ist, punktweise zu unterstützen, insbesondere dadurch, dass sie in zentrischer Anordnung unter dem Ventilsitz auf Stiften gelagert ist, die eine durchfließende Gasströmung nicht nennenswert behindern. Um einen möglichst großen Gasdurchfluß durch die Armatur zu ermöglichen, sollte der Lichtquer-

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schnitt des Ringraums zwischen der ümfangswand der Kammer und der Kugel in ihrer Lage bei offenem Ventil mindestens so groß sein wie der lichte Querschnitt, mit dem die Zuleitung in die Kammer einmündet; vorzugsweise ist der lichte Querschnitt des Ringraums größer als der lichte Querschnitt der Zuleitung. Der lichte Querschnitt des Ventilsitzes ist hingegen vorzugsweise kleiner als der lichte Querschnitt des Ringraums zwischen der Ümfangswand der Kammer und der Kugel in ihrer Lage bei offenem Ventil.

Durch diese Maßnahmen wird erreicht, dass bei Zuführen

eines gasförmigen Mediums durch die Zuleitung sich im Umgebungrdbereich der Kugel Druckverhältnisse einstellen, die die Kugel in ihrer Lage, die sie bei geöffnetem Ventil einnimmt, stabilisieren, so dass hohe Gasdurchflußmengen möglich sind, die es erlauben, einen Tank, auf welchem sich eine solche Armatur befindet, durch unterdrucksetzen rasch leerzupumpen.

Ein Ausführungsbeispiel der neuen Armatur ist in der beigefügten Zeichnung dargestellt in welcher die Armatur auf der linken Seite der vertikalen Mittelachse im Schnitt und auf der rechten Seite der Mittelachse im Teilschnitt dargestellt ist.

Die Armatur hat ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse aus Edelstahl mit zwei seitlichen Rohrstutzen 2 und 3. Der Rohrstutzen 2 dient ale Zuleitung für gasförmige und flüssige Medien und führt durch die Ümfangswand des Ge-

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häuses, in welche sie eingeschweißt: ist, hindurch in das Gehäuseinnere und mündet seitlich in eine zylindrische _t Kammer 4, welche koaxial im Gehäuse 1 angeordnet ist. Die Kammer 4 setzt sich bei einem konischen Ablaufboden 5 in 5 ein senkrecht nach unten führendes Rohr 6 fort, bei dem > es sich um die erste £bfluBleitung handelt, die in einen Sprühkopf 7 mündet. Die Abflußleitung 6 führt durch einen mit einer überwurfmutter 8 versehenen Anschlußflansch 9 aus dem Gehäuse 1 heraus. Mittels des Anschlußfleuisches und der überwurfmutter 8 kann die Armatur auf einem Tank befestigt werden, der einen dazu passenden Anschlußstutzen hat.

Nach oben hin ist die Kammer 4 offen; am oberen Rand der Kammer 4 ist ein Ring 10 befestigt, der als Ventilsitz eines Absperrventils dient und eine konische, nach unten wei3ends unJ sich nach unten erweiternde Sitzfläche 11 hat. Zentrisch unterhalb des Rings 10 ist als Schließkörper des Absperrventils eine schwimmfähige Kugel 12 angeordnet. Die Kugel 12 besteht beispielsweise aus Kork mit einer Oberfläcnenbcrschichtung aus einem Gummi wie z.B. Terbunan, könnte aber auch aus einem anderen leichten, schwimmfähigen Material bestehen, z.B. aus einem mit einem Gummi beschichteten Hartschaumstoff. Aueserdem könnte es sich bei der Kugel um eine Hohlkugel handeln. Ungefähr In Höhe der Oberseite der Zuleitung 2 sind in der Kammer von deren Umfangswand anstehende, waagerechte Stifte 13 vorgesehen, auf welchen die

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Kugel 12 bei geöffnetem Ventil aufliegt. Die Abmessungen der Zuleitung 2, der Kammer 4, des Ventilsitzes 11 und der Kugel 12 sind so aufeinander abgestimmt, dass der lichte Querschnitt der vom Ventilsitz 10 begrenzten Durchtrittsöffnung 14 ungefähr gleich groß iat wie der lichte Querschnitt der Zuleitung 2 an der Einmündung in die Kammer 4, während der lichte Querschnitt des Ringraums zwischen der Kugel 12 und der Umfangswand der Kammer 4 demgegenüber deutlich größer, im gezeichneten Beispiel ungefähr doppelt so groß ist» wie der lichte Querschnitt der Zuleitung 2.

Der Durchmesser des Gehäuses 1 ist ungefähr doppelt so groB wie der Durchmesser der Kammer 4. Der zwischen der Kammer 4 und der Aussenwand des Gehäuses 1 gebildete Ringraum 15 setzt sich nach unten hin fort in eine zweite Abflußleitung 16, welche gebildet ist durch den Ringkanal, der die erste Abflußleitung 6 koaxial umgibt.

Der Rohrstutzen 3 dient zum Anschluß eines auf Oberdruck ansprechenden, nicht dargestellten Sicherheitsventils.

Nach oben hin ist das Gehäuse 1 durch eine Haube 17 abgeschlossen, welche ein auf Unterdruck im Gehäuse 1 ansprechendes Sicherheitsventil beherbergt, dessen tellerförmiger Schließköi*per Id mitteles eines zweiarmigen Hebels 19, an dessen ausserhalb der Haube 17 liegendes Ende ein Gewicht angehängt werden kann, gegen einen Ventilsitz 20 gedruckt wird, wodurch der Innenraum des Gehäuses

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dicht abgeschlossen wird.

Die Armatur arbeitet folgendermaßen:

Wenn über die Zuleitung 2 weder ein Gas noch eine Flüssigkeit zugeführt wird, dann befindet sich die Kugel 12 in ihrer gezeichneten unteren Endlage und aus einem angeschlossenen Tank können Gase sowohl durch den Sprühkopf 7 und die erste Abflußleitung 6 als auch durch den die zweite Abflußleitung bildenden Ringraum 16 und den Ringraum 15 aufsteigen, ggfs. auf ein angeschlossenes Sicherheitsventil einwirken und - falls erforderlich - nach aussen abgeführt werden (Entlüftung des Tanks).

Wird der Armatur über die Zuleitung 2 ein Gas (z.B. Druckluft oder Kohlendioxid) zugeführt, so umströmt dieses die Kugel 12, tritt durch die öffnung 14 in den Ringraum 15 ein und strömt durch die zweite Abflußleitung 16 in den Tank. Eine kleinere Menge des Gases (die Menge hängt vom Strömungswiderstand des Sprühkopfes 7 ab) gelangt auch durch die erste Abflußleitung 6 und den Sprühkopf 7 in den Tank. Das Absperrventil bleibt dabei offen.

Ist der Tank jedoch leer und soll er gereinigt werden, dann führt nan über die Zuleitung 2 eine Reinigungsflüssigkeit zu, welche unter hohem Druck in die Kammer 4 eintritt und einerseits unmittelbar zum Sprühkopf 7 fließt, weil der Weg dorthin ständig offen ist, andererseits in der Kammr 4 hochsteigt

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und dadurch die Kugel 12 aufschwimmen läßt, bis sie am Ventilsitz 10 zur Anlage kommt, so dass danach der volle Druck der Reinigungsflüssigkeit am Sprühkopf 7 ansteht und für den Reinigungsvorgang zur Verfügung steht. Solange der Staudruck in der Kammer 4 aufrechterhalten bleibt, liegt die Kugel 12 am Ventilsitz 10 zuverlässig an, d.h., das Absperrventil bleibt geschlossen. Wird die Zufuhr der Reinigungsflüssigkeit unterbrochen, dann läuft die gesamte Armatur leer und die Kugel 12 kehrt in ihre Ausgangslage zurück.

Claims

DR. RUDOLF BAUER! CIPL.itNG.: HELMUT HUBBUCH DIPL.-PHYS. ULRICH TWELMEIER

WESTLICHE 2O-31 (AM LEOPOLDPLATZ) 753O PFORZHEIM (WEST-GERMANVI {(O7231) 1O22eO/7O«£pATMARK TELEX 783029 prona d

03.03.1988 III/Be

Kieselmann GmbH., D-7134 Knittlingen

" Tankdom - Armatur "

Ansprüche;

1. Tankdom-Armatur mit einem Gehäuse,

mit einer in das Gehäuse einmündenden Zuleitung zum wahlweisen Zuführen eines Gases oder einer Flüssigkeit, 5

mit zwei nach unten aus dem Gehäuse herausführenden Abflußleitungen, von denen die erste in einen Sprühkopf mündet und dauernd in offener Verbindung mit der Zuleitung steht, wohingegen im Strömungeweg zwischen der Zuleitung und der zweiten Abflußleitung ein selbsttätig arbeitendes Absperrventil

mit einem Ventilsitz, der den Einlafi der zweiten Abfluß leitung begrenzt, angeordnet ist, in welchem in einer unter dem Ventilsitz vorgesehenen Kammer eine frei bewegliche, schwimmfähige Kugel des Schließkörpers &Ggr; angeordnet ist, welche beim Einspeisen einer Fxüssigkeit in die Kammer von der Flüssigkeit bis zur AnI^e am Ventilsitz angehoben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitung (2) unterhalb der Kugel (12) unmittelbar in die Kammer (4) einmündet,

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dass die erste Abflußleitung (6) von der Kammer (4) ausgeht,

dass zwischen der ümfangswand der Kammer (4) und der Wand des Gehäuses (1) ein und nur ein Ringraum (15) gebildet ist,

und dass dieser Ringraum (15) in Strömungsweg von der Zuleitung (2) zur zweiten Abflußleitung (16) hinter dem Ventilsitz (10) liegt, welcher zugleich den oberen Abschluß der Kamme:' (4) bildet.
2. Tankdom-Annatür nach Anspruch 1/ dadurch gekennzeichnet, dass die erste Abflußleitung (6) vom Boden (5) der Kammer (4) auegeht.

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3. Tankdom-Armatur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet/ dass die Zuleitung (2) seitlich In einer

Höhe zwischen der Kugel (12) und der Eintrittsöffnung der ersten Abflußleitung (6) in die Kammer (4) mündet. 5
4. Tankdom-Armatur nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel (12) in der

Kammer (4) zentrisch unter dem Ventilsitz (10) auf Stiften (13) gelagert ist.
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5. Tankdom-Armatur nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der lichte Querschnitt des

Ringraums zwischen der Umfangswand der Kammer (4) und der Kugel (12) in ihrer Lage bei offenem Ventil mindestens so groß, vorzugsweise größer ist als der lichte Querschnitt der Zuleitung (2).
6. Tankdom-Armatur nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der lichte Querschnitt des Ventilsitzes (10) kleiner ist als der lichte Querschnitt des Ringraums zwischen der Umfangswand der Kammer (4) und der Kugel (12) in ihrer Lage bei offenem Ventil.