EP4058699A1 - Schwimmerventil, druckluftsystem mit einem schwimmerventil und trockner für ein druckluftsystem mit einem schwimmerventil - Google Patents

Schwimmerventil, druckluftsystem mit einem schwimmerventil und trockner für ein druckluftsystem mit einem schwimmerventil

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Publication number
EP4058699A1
EP4058699A1 EP20804260.6A EP20804260A EP4058699A1 EP 4058699 A1 EP4058699 A1 EP 4058699A1 EP 20804260 A EP20804260 A EP 20804260A EP 4058699 A1 EP4058699 A1 EP 4058699A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
float
valve opening
closure element
cross
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20804260.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tobias NÄGELE
Thomas Büchele
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Duerr Dental SE
Original Assignee
Duerr Dental SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Duerr Dental SE filed Critical Duerr Dental SE
Publication of EP4058699A1 publication Critical patent/EP4058699A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K24/00—Devices, e.g. valves, for venting or aerating enclosures
    • F16K24/04—Devices, e.g. valves, for venting or aerating enclosures for venting only
    • F16K24/042—Devices, e.g. valves, for venting or aerating enclosures for venting only actuated by a float
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K21/00—Fluid-delivery valves, e.g. self-closing valves
    • F16K21/04—Self-closing valves, i.e. closing automatically after operation
    • F16K21/06—Self-closing valves, i.e. closing automatically after operation in which the closing movement, either retarded or not, starts immediately after opening
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
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    • F16K31/20—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid actuated by a float actuating a lift valve
    • F16K31/22—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid actuated by a float actuating a lift valve with the float rigidly connected to the valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K7/00—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves
    • F16K7/18—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with diaphragm secured at one side only, e.g. to be laid on the seat by rolling action

Definitions

  • the invention relates to a float valve, a compressed air system with a Wegerven valve and a dryer for a compressed air system with a float valve.
  • Float valves are often used to drain liquids, such as condensate from a compressed air system.
  • the float valve usually has a valve seat that forms a valve opening.
  • a movable closure element is also often provided, which works together with the valve seat and releases the valve opening or closes it in a sealing manner.
  • a float controls the closure element via various types of control mechanisms.
  • the float can be arranged in a housing together with the other valve components. However, it can also be arranged outside of such a housing in a collecting container or the like, such as in the case of a toilet flush box, and act on the closure element from its position there via a corresponding control mechanism.
  • Another solution in the prior art comprises a control mechanism with a pneumatic pilot control, in which a small pilot valve is first opened in order to use compressed air from the compressed air system to control the actual closure element.
  • this pilot control has the disadvantage that the small pilot valve is prone to clogging by small particles, which means that the float valve opens permanently or does not open at all, depending on the location of the particle inclusion.
  • the object of the invention is therefore to provide a float valve which takes into account the above considerations relating to the prior art and in particular has a simpler structure than the float valves known in the prior art.
  • a float valve in particular for draining condensate in a medical compressed air system, comprising: a) a float; b) a valve seat which defines a valve opening with a valve opening cross-sectional area q A; and c) a closure element for releasing and closing the valve opening cross-sectional area q A of the valve opening, the closure element being controllable between a fully released position X and a fully closed position Y by means of the float.
  • the closure element is elastic and part of a partial opening mechanism which is set up to gradually release the valve opening cross-sectional area q A of the valve opening between the fully closed position Y and the fully released position X due to the elasticity of the closure element.
  • the inventors have recognized that the elasticity of the closure element and the partial opening mechanism make it possible for the entire valve opening cross-sectional area q A not to be suddenly released when the valve opening is released. Instead, the valve opening cross-sectional area q A of the valve opening is successively, ie gradually, released by the elasticity of the closure element and by the partial opening mechanism. The elastic closure element is thus lifted off the valve seat in a "peeling" movement.
  • F Dr * A be determined primarily by the pressure difference on the closure element and the area to be opened, a smaller area to be opened is advantageous in order to open the closure element with low opening forces despite a high pressure difference.
  • the pressure difference can essentially result from the difference between the pressure that is present in the flow line, which is arranged downstream of the closure element, and the pressure that is produced directly by the liquid to be discharged, for example condensate, usually acts on the locking element from above.
  • the float valve must also comply with the strict hygiene regulations (e.g. lower number of particles and lower oil content in the compressed air), so that complex mechanics that may require lubricant, to forbid.
  • the weight of the float which can be made of a foamed material, for example a particle foam
  • the closing element counteract the opening of the closing element, since the float and the closing element are in the closed state of the float valve As a rule, they are oriented essentially vertically and are opened with at least one vertical opening direction component.
  • the pressure in the flow line downstream of the closure element corresponds essentially to the ambient pressure.
  • the pressure acting directly on the closure element from the liquid to be drained comprises, on the one hand, the hydraulic pressure of the liquid to be drained, which is determined by the height of the water column prevailing at the closure element.
  • the pressure above the liquid to be drained also acts. In a conventional compressed air system, this pressure is about 5 bar to about 10 bar, as a rule, significantly above the ambient pressure, since the area above the liquid level is usually connected directly or indirectly to a pressure line of the pressure system.
  • the explained pressure difference taking into account the relevant areas of the closure element, results in the closure force that acts on the closure element when the float valve is closed.
  • the valve opening force is in turn the force that must be exerted on the closure element in order to overcome the closure force explained.
  • valve opening cross-sectional area q A is opened at one moment, only part of the total valve opening force has to be exerted on the closure element in order to release this part of the valve opening cross-sectional area q A.
  • the liquid to be drained already flows off over this sub-area of the valve opening cross-sectional area.
  • the partial pressure equalization resulting therefrom over the opened partial area of the valve opening can reduce the pressure difference, as a result of which the opening force required to release the remaining cross-sectional area of the valve opening is further reduced.
  • the lower opening forces for opening the closure element also make it possible to enlarge the valve opening cross-sectional area q A using a conventional float known from the prior art.
  • a larger cross-sectional area q A of the valve opening has the advantage that it is less sensitive to particles that may possibly penetrate the valve.
  • Elastic is generally to be understood as the property of a material that allows deformations of the material, for example bending or curvature, by applying forces, for example by pushing or pulling, and essentially returning to its original state after the forces have ceased to take.
  • the elasticity of the closure element enables, above all, that during the opening of the closure element, the closure element can be deformed in such a way that areas of the closure element are movable differently from the other areas of the closure element.
  • the elasticity should be selected such that an area of the closure element can already be lifted off the valve seat in order to open a partial area of the valve cross-sectional area, while another area closes another part of the valve cross-sectional area.
  • a region of the closure element can preferably be moved in a plane that differs from the other regions of the closure element.
  • the elastic closure element can preferably be made from an elastomer. However, it is also conceivable that the elastic closure element is made of a different material such as a thermoplastic or a thin sheet of spring steel.
  • the closure element can preferably be connected directly to the float.
  • the closure element can preferably be connected to the float in a materially bonded manner, for example as an elastic layer vulcanized or glued to the float.
  • the closure element can also be connected to the float in a force-locking or material-locking manner by means of at least one holding element attached to the float or to a further element connected in between.
  • the closure element can thus also interact directly with the float in order to form the partial opening mechanism.
  • the closure element can be indirectly connected to the float via further components and can interact with the float.
  • a resilient sheet-like element to which the closure element is taken fastened can be better cushioned by resilient sheet-like elements.
  • a completely released position X is to be understood as a position of the closure element in which the closure element represents essentially no flow resistance, or at least less in comparison to the further flow resistances, for the liquid to be drained off.
  • a completely closed position Y is to be understood as a position of the closure element in which the valve opening is essentially sealed off by means of the closure element, so that essentially no medium exchange takes place between the environment and the medium to be released.
  • valve opening cross-sectional area q A of the valve opening is a becomes larger with the movement of the closing element between the fully closed-end position Y and the fully released position X partial cross-section of the valve opening cross-sectional area q A of the valve opening understood while another portion of cross section of the valve opening cross-sectional area q A still is not released.
  • the valve opening cross-sectional area q A can preferably have two partial cross-sections, a first released partial cross-section and a second non-released partial cross-section.
  • the elastic closure element can preferably have a band for releasing and closing the valve opening cross-sectional area q A of the valve opening, at least in some areas, the band being set up to provide a completely closed senen position Y and the fully released position X to be removed from the valve opening by peeling, in order to gradually release the valve opening cross-sectional area q A of the valve opening by the peeling removal.
  • the above-mentioned partial opening mechanism comprises the band and the band is at the same time the closure element.
  • the tape can be laid twice over the valve opening like a loop, whereby when the upper part of the tape lying in the loop is pulled, the peeling-off manner of removing the tape to successively release the valve opening cross-sectional area q A of the valve opening results.
  • the band in the fully closed position Y and in the fully released position X, the band is arranged essentially concentrically to the valve opening.
  • the band in the fully closed position Y and in the fully released position X can also be arranged eccentrically to the valve opening. It would also be conceivable to arrange the band in such a way that in the completely closed position Y the band is arranged essentially concentrically to the valve opening and in the completely released position X eccentrically to the valve opening, or vice versa.
  • the band can preferably be constructed in such a way that the band has resilient properties in order to cushion the swimmer's vibrations even without the aid of additional damping elements. This enables the float valve to open and close gently. This in turn reduces noise and mechanical loads in the float valve.
  • the resilient properties of the band at least partially compensate for the weight of the swimmer. This further reduces the valve opening force required to open the closure element. This means that the float valve can also be opened at lower liquid levels or smaller floats.
  • the band can have a band thickness that is equal to or greater than a diameter of the valve opening in order to cover and close at least the entire valve opening in the completely closed position Y.
  • the band can compensate for possible tolerances between the valve seat and the float. Exact guidance of the float and the closure element can thus be dispensed with. This further simplifies the construction of the float valve.
  • a holding means can preferably be provided on the float and / or on the valve seat, by means of which the strap can be fastened to the float and / or to the valve seat.
  • the band can be positioned more precisely on the valve seat, in particular when the closure element is closed, in order to improve the closing function and thus the tightness of the closure element on the valve seat.
  • a corresponding counter-holding means can be molded onto the band.
  • the holding means can be arranged concentrically to the valve opening, for example in the middle of a circular valve opening.
  • the holding means can be connected to the material of the valve seat by means of a web or by means of several webs.
  • the holding means can be arranged eccentrically to the valve opening, for example at a distance of less than about 5 cm from the center of the valve opening.
  • the term “on the valve seat” also includes the immediate vicinity of the valve seat, for example at a distance of approximately 3 cm from the outer edge of the valve opening.
  • the holding means can also only be provided on the float. In this case, the area of the belt facing the valve seat is free and can therefore be moved independently of the valve seat.
  • the holding means can preferably form a form-fitting connection to the band, for example as an annular element which receives the band in a form-fitting manner.
  • the holding element can also be a holding means that does not require an additional component, but is formed by the band, the float or the valve seat, or a combination of these three components.
  • the band can be fused onto the valve seat and / or onto the float and thus produce a material connection to the valve seat and / or to the float.
  • the band is a closed band.
  • the band can preferably have a uniform cross section.
  • a non-uniform cross section is also conceivable.
  • the non-uniformity can consist, for example, in the fact that the band has stiffening areas or areas for fastening the band which differ from the other areas with regard to the cross section.
  • Such stiffening areas or areas for fastening the tape can in particular be provided in the vicinity of the float and / or in the vicinity of the valve seat.
  • the band-shaped closure element can be set up to act as a spring due to its shape, its material properties and / or its fastening. For example, this can make the float valve less sensitive to fluctuations in the liquid level. In this way, however, it can also be ensured that from a predetermined lower position of the float the float valve remains closed in any case if the band has such a spring effect that from this position onwards it presses against the valve seat.
  • the closure element can be positioned eccentrically to the valve opening at least in the fully closed position Y and can be attached to the float unevenly in such a way that when controlling the closure element between the fully closed position Y and the fully released position X, the closure element is peeled off is removed from the valve opening and the valve opening cross-sectional area q A of the valve opening can gradually be released by the peeling removal.
  • the above-mentioned partial opening mechanism is decisively formed by the uneven manner of fastening the elastic closure element on the float. Uneven fastening of the elastic closure element on the float is a regional fastening of the elastic closure element on the float, the remaining area of the elastic closure element not being fastened on the float.
  • the opening force of the closure element which is brought about by the buoyant force of the liquid to be drained on the float, is only exerted on the fastened areas of the closure element.
  • the remaining area experiences no, or at least less, opening forces than the secured area.
  • valve opening cross-sectional area q A is opened successively according to the invention.
  • the fastening can also be present in several areas of the closure element.
  • the closure element can preferably be attached to the float in a force-locking manner, for example by means of a press fit, or in a form-locking manner, for example by gluing or melting. Furthermore, the closure element can be attached indirectly, that is not directly, or directly to the float.
  • the valve opening has several cross-sectional areas of different sizes, the closing element being peelable from the valve opening in a direction in which the closing element can first be peeled off from the smallest cross-sectional area of the valve opening. The peeling off of the closure element at the smallest cross-sectional area initially enables the liquid to be drained to flow out and in this case requires a low valve opening force.
  • the pressure equalization described at the beginning which is brought about by the liquid flowing out through the released partial cross-section of the valve opening cross-sectional area q A , can reduce the valve opening force for releasing the larger partial cross-section of the valve opening cross-sectional area q A.
  • Cross-sectional areas of different sizes are initially to be understood as meaning areas with different cross-sectional areas.
  • the presence of different cross-sectional areas per se is defined by the fact that cross-sectional areas are meant that are geometrically non-uniform and thus cannot be described as a unit with customary geometrical shapes.
  • Such cross-sectional areas of different sizes can be designed, for example, as a keyhole shape.
  • the cross-sectional area of the valve opening will preferably have a circular shape.
  • other geometric shapes of the valve opening are also conceivable, for example polygonal or elliptical shapes.
  • the valve opening can also have geometrically atypical shapes, which for example have a profile such that the opening force of the closing element enables the lowest force profile over the entire opening path of the closing element when the valve opening cross-sectional area q A of the valve opening is gradually released.
  • the cross-sectional shape can at least in a first sub-area widen less than a comparable circular cross-section of a circular valve opening.
  • the float valve has several valve openings and the valve openings can be closed and released by a common closure element.
  • the provision of a plurality of valve openings has the advantage that redundancy is provided even if one opening of the plurality of valve openings is blocked, for example due to particles. This means that the likelihood of failure of the float valve is lower than with a version with only one valve opening.
  • several closure elements are necessary for this in order to have a closure element for each valve opening. According to the invention, however, all closure elements can be closed and released by means of a closure element in order to make the construction of the float valve simpler despite several valve openings.
  • valve opening force required to open several valve openings can not be increased compared to opening a single valve opening. This can be achieved, for example, by a linear arrangement of the individual valve openings that are opened in series one after the other.
  • the float preferably controls the closure element directly without the aid of a pilot valve.
  • pilot controls as in the prior art float valves mentioned at the beginning, can be dispensed with.
  • the closure element can thus be controlled exclusively by means of the float and the disadvantages associated with a pilot control are avoided.
  • the invention also relates to a compressed air system, in particular for providing compressed air for the compressed air operation of dental devices, with one of the preceding float valves according to the invention.
  • the invention also relates to a dryer for a compressed air system with one of the preceding float valves according to the invention.
  • the float valve according to the invention can also be used in other applications in which an outlet is to be closed twice and opened twice. For example, this applies to a rinsing unit.
  • Figure 1 is a perspective sectional view of an inventive Wegerven tils in a fully closed position Y according to a first Ausry approximately example;
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the float valve from FIG. 1 in the completely closed position Y;
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the float valve from FIGS. 1 and 2 in a completely released position X;
  • FIG. 4 is a centerline perspective sectional view of a float valve with an advantageously shaped valve opening
  • FIG. 5 is a perspective center line sectional view of a float valve with an otherwise configured valve opening shape
  • FIG. 6 shows a float valve according to the invention in the completely closed position Y according to a second exemplary embodiment
  • FIG. 7 shows a float valve according to the invention in the completely released position X according to the second exemplary embodiment.
  • FIG. 1 shows a float valve 10 according to the invention for draining liquids according to a first exemplary embodiment with a float 12, which can move along a guide rod 13, which can only be seen with difficulty in FIG with the float 12 connected elastic closure element, which is designed according to the first embodiment as a band 14 but can also have other For men in detail.
  • the float 12 In order to guide the float 12 when it is moving, the float 12 has a guide device 7 for receiving the guide rod 13.
  • the float valve 10 shown here has a valve seat 16, to which a drain connection 4 is connected.
  • a valve seat In the valve seat, two valve openings 18a, 18b are formed here, which together define a valve opening cross-sectional area q A.
  • only one valve opening 18 or several valve seats can also be provided.
  • the drain connection 4 comprises a circumferential groove 6 for receiving a seal 8 in order to seal the drain connection 4, for example, against a dryer housing 3 of a compressed air system, shown only in dashed lines in FIG.
  • the liquid to be drained can be drained off via the drain channel 9 formed in the drain connector 4, for example into a drain reservoir or a sewer system.
  • the drainage connection 4 can, however, also be part of a housing (not shown in FIG. 1) for collecting the liquid to be drained.
  • the closure element is designed as a closed band 14, which is fastened to the float 12 or to the valve seat 16 via holding means 24, 26 fastened to the float 12 and to the valve seat 16.
  • the holding means 24, 26 are received by corresponding holding means, which are integrally formed on the band 14.
  • the band 14 can also be stretched around the holding means 24, 26 without holding element receptacles 20, 22 and thus likewise fixed.
  • the float valve 10 shown in FIGS. 2 and 3 drains liquid FL from an atmosphere A into an atmosphere B.
  • atmosphere B there is essentially ambient pressure.
  • atmosphere A there is overpressure in atmosphere A when the float valve 10 is used on a compressed air system.
  • Ambient pressure can also prevail in atmosphere A if the float valve 10 is not used on a compressed air system.
  • the separating material 15 can be an end cover on the outlet connection 4.
  • the separating material 15 can, however, also be a wall of a valve housing which defines a hollow space in which the float 12 and the band 14 are arranged.
  • the cavity can serve to collect the liquid to be drained.
  • the two valve openings 18a, 18b can have different valve opening cross-sectional areas.
  • the band 14 is shown in Figure 2 in the completely closed position Y, in which the band 14 rests on the valve seat 16 and thus closes the entire valve opening cross-sectional area q A of the valve openings 18a, 18b.
  • the belt 14 prevents, at least with regard to liquid FL, an exchange of medium between atmosphere A and atmosphere B.
  • the float valve 10 In contrast to the illustration in FIG. 1, the float valve 10 according to FIGS. 2 and 3 has guide elements 28 which are still in contact with the float 12 and which serve to guide the band 14 when it moves and in a looped form towards the valve seat 16 lay.
  • the guide elements 28 can, for example, only be round bars aligned transversely to the belt 14 (filled circle in FIGS. 2 and 3) be. However, as can be seen from the figures, the guide elements 28 can also provide the band 14 with an external shape over an extended area.
  • the guide elements 28 are each connected to the float 12 via a support structure 29 so that they move with the float in order to avoid greater friction between the belt 14 and the guide elements 28.
  • the support structure 29 carries a hold-down device 31 which is arranged within the area enclosed by the band 14.
  • FIG. 2 there is only a low liquid level of the liquid FL to be drained in atmosphere A, which is why no hydraulic lifting forces act on float 12 which would exert a vertically upward force on float 12.
  • the hold-down device 31 which, in contrast to the band 14, is connected to the float 12 in a dimensionally stable manner via the support structure 29, additionally holds the band 14 down in this position Y, i.e. presses it against the valve seat 16.
  • a further alternative or additional improvement of the closure can be effected in that the valve seat 16 is designed, for example, slightly sloping towards the outside.
  • the increased liquid level in turn generates a vertically upward buoyancy force on the float 12.
  • the valve opening force ie before All the downward force from the pressure difference between atmosphere A and Atmo sphere B and the weight of the float 12 and the belt 14, the swimmer 12 is moved vertically upwards.
  • the float 12 pulls on the upper part of the band 14.
  • the hold-down device 31 is lifted off the band 14 so that the band 14 is given back its own freedom of movement.
  • the tape 14 Since the tape 14 is laid twice over the valve seat in a loop, the tape 14 is automatically removed from the valve seat in a peeling manner by pulling the part of the tape 14 lying above in the loop. As a result, the valve openings 18a, 18b are gradually released both internally and one after the other, whereby the valve opening cross-sectional area q A is also gradually released, so that the liquid is gradually drained off with less resistance in the float valve 10.
  • the band 14 is in the completely released position X shown in FIG. 3 when the entire valve opening cross-sectional area q A of the respective valve openings 18a, 18b is completely open.
  • FIGS. 4 and 5 different shapes of a valve opening 18 are shown here using the example of the band 14 as a closure element, which can be provided instead of or for the individual valve openings 18a, 18b.
  • FIG. 4 shows a valve opening 18, the cross-sectional shape of which corresponds approximately to an approximately rounded keyhole. It can be seen here that the keyhole is oriented in such a way that, in the valve opening direction 99, a wider main opening area follows a narrower extension area.
  • FIG. 5 shows a variant in which the cross-sectional shape is a rounded triangle which, starting from a corner, widens in the valve opening direction 99.
  • the decisive factor for the two shown cross-sectional shapes of a valve opening 18, which are advantageous compared to a conventional round cross-sectional shape, is that a region that is as narrow as possible transversely to the valve opening direction 99 lies on the side with respect to the valve opening direction 99 on the side from which the band 14 or the closure element starts from the valve. tilsitz is peeled off.
  • the valve opening cross-sectional area that is opened can increase to the extent that the valve opening force decreases due to the pressure equalization.
  • Figures 6 and 7 show a float valve 10 according to the invention according to a further embodiment with a float 12 and an elastic closure element 14 connected to the float 12 for draining liquids from an atmosphere A into an atmosphere B.
  • the float valve 10 also comprises a valve seat 16 which is formed on a separating material 15 and defines a valve opening 18 with a valve opening cross-sectional area q A.
  • the closure element is not designed in the form of a strip, but rather as a geometrically simple element, for example as an essentially round disk 14, which rests on the valve seat 16.
  • the disk 14 is at least partially received in a recess 33 at the lower end of the float 12 in such a way that the float 12 pulls the disk 14 with it when it moves upward.
  • the disk 14 has an integrally formed billet 20 as a holding means receptacle, which is clipped into a hole 24 as a holding means on the bottom of the recess 33.
  • the stick 20 is arranged on a first section 34 of the disc 14 in such a way that it lies eccentrically from the center of the valve seat 16, whereby the effective axis 95 of the buoyancy force of the float 12 does not coincide with the effective axis 97 of a force, which keeps the float valve 10 on the valve seat 16 closed.
  • the easiest way to achieve this is that the stick 20 and the valve seat 16 are parallel to each other, the positioning of the disc 14 over the valve seat via a housing 17 in which the float 12 is guided.
  • the latter is shown here unattached, although an attachment would also be conceivable.
  • the section 34 is movable independently of the section 36, in particular can be lifted off the valve seat 16 while the section 36 is still in contact with the valve seat 16.
  • the valve opening 18 has an expanding flow cross-section in the flow direction from atmosphere A to atmosphere B with flow areas 38, 40, the flow area 38 lying in front of the flow area 40 in the flow direction and having a smaller cross-section than the cross-section of the flow area 40 merges conically into the flow area 40.
  • a uniform cross-section over both flow areas 38, 40 is, however, just as conceivable as a narrowing from atmosphere A to atmosphere B.
  • valve opening cross-sectional area q A which is closed and released by the disc 14, is arranged at the point of confluence directly on the valve seat 16. Accordingly, the valve opening cross-sectional area q A essentially corresponds to the cross-section of the flow region 38.
  • valve seat 16 protrudes from the separating material 15. Accordingly, in the closed position Y, the disk 14 only rests against the valve seat 16 protruding from it, but not against the remaining sections of the separating material as 15. However, a flat surface without a protruding section of the valve seat 16 is also conceivable.
  • valve opening cross-sectional area q A is gradually released, whereby the accumulated liquid can be released over the gradually larger open cross-sectional area of the valve opening cross-sectional area q A.
  • the valve opening force required then decreases due to the partial pressure equalization and the disc 14 is gradually lifted from the section 34 to the section 36 from the valve seat 16.
  • the disk 14 as an exemplary closure element of the float valve 10 moves from the fully closed position Y to the fully released position X without the entire, maximum valve opening force having to be applied at once, as with a rigid closure element.

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Abstract

Ein Schwimmerventil (10), insbesondere zum Ablassen von Kondensat in einem medizinischen Druckluftsystem, umfassend einen Schwimmer (12), einen Ventilsitz (16), der eine Ventilöffnung (18a, 18b; 18) mit einem Ventilöffnungsquerschnittsfläche qA definiert; und ein Verschlusselement (14) zum Freigeben und Verschließen der Ventilöffnungsquerschnittsfläche qA der Ventilöffnung (18a, 18b; 18), wobei das Verschlusselement (14) mittels des Schwimmers (12) zwischen einer vollständig freigegebenen Position X und einer vollständig geschlossenen Position Y steuerbar ist. Das Verschlusselement (14) ist elastisch und ist Teil eines Teilöffnungsmechanismus, der dazu eingerichtet ist, aufgrund der Elastizität des Verschlusselements (14) die Ventilöffnungsquerschnittsfläche qA der Ventilöffnung (18a, 18b; 18) zwischen der vollständig geschlossenen Position Y und der vollständigen freigegebenen Position X sukzessive freizugeben.

Description

Schwimmerventil, Druckluftsystem mit einem Schwimmer ventil und Trockner für ein Druckluftsystem mit einem
Schwimmerventil
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Schwimmerventil, ein Druckluftsystem mit einem Schwimmerven til und einen Trockner für ein Druckluftsystem mit einem Schwimmerventil.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Schwimmerventile werden häufig zum Ablassen von Flüssigkeiten verwendet, beispiels weise von Kondensat aus einem Druckluftsystem. Dabei weist das Schwimmerventil in der Regel einen Ventilsitz auf, der eine Ventilöffnung ausbildet. Zum Schalten des Ventils ist ferner häufig ein bewegliches Verschlusselement vorgesehen, welches mit dem Ventilsitz zusammenarbeitet und die Ventilöffnung freigibt oder dichtend schließt. Ein Schwimmer steuert dazu über verschiedenste Arten von Steuermechanismen das Verschlusselement an. Der Schwimmer kann dabei zusammen mit den anderen Ventilkomponenten in einem Ge häuse angeordnet sein. Er kann aber auch außerhalb eines solchen Gehäuses in einem Sammelbehälter oder dgl., wie beispielsweise bei dem Kasten einer Toilettenspülung, an geordnet sein und von seiner dortigen Position über einen entsprechenden Steuermecha nismus auf das Verschlusselement wirken. Durch das Ansammeln von Flüssigkeit wirkt auf den Schwimmer eine Auftriebskraft, die dem Steuermechanismus zur Verfügung steht, um das Verschlusselement vom Ventilsitz abzuheben. Bei Druckluftsystemen ist es jedoch so, dass eine relativ hohe Öffnungskraft zum Öffnen des Verschlusselements benötigt wird. Denn der im Druckluftsystem anstehende Über druck sorgt an dem Verschlusselement bzw. im Bereich der Ventilöffnung des Verschlus selements für eine meist nicht unerhebliche Druckdifferenz. Als Folge müssten sehr große Schwimmer vorgesehen werden, die eine ausreichende Auftriebskraft erzeugen.
Bisher werden daher bei im Stand der Technik für derartige Druckluftsystem insbesondere im medizinischen Bereich und vor allem auch im dentalmedizinischen Bereich, Steuerme chanismen verwendet, welche beispielsweise mit einer Hebelmechanik die Auftriebskraft stark übersetzen, um die notwendige Öffnungskraft auf das Verschlusselement auszuüben. Derartige Schwimmerventile haben jedoch den Nachteil, dass viele Bauteile benötigt wer den, die präzise aufeinander abgestimmt sein müssen. Zudem ist ein langer Bewegungs weg des Schwimmers notwendig, der je nach Einbausituation im Druckluftsystem nicht zur Verfügung gestellt werden kann.
Eine andere Lösung im Stand der Technik umfasst einen Steuermechanismus mit einer pneumatischen Vorsteuerung, bei welcher zunächst ein kleines Vorsteuerventil geöffnet wird, um Druckluft aus dem Druckluftsystem zur Steuerung des eigentlichen Verschlus selements zu verwenden.
Außer der aufwändigen Herstellung eines solchen Schwimmerventils hat diese Vorsteue rung den Nachteil, dass das kleine Vorsteuerventil anfällig für Verstopfungen durch kleine Partikel ist, wodurch das Schwimmerventil je nach Ort des Partikeleinschlusses dauerhaft öffnet oder gar nicht mehr öffnet.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Schwimmerventil anzugeben, welches den obigen Überlegungen zum Stand der Technik Rechnung trägt und insbesondere einen einfache- ren Aufbau aufweist als die im Stand der Technik bekannten Schwimmerventile. KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Schwimmerventil, insbesondere zum Ablassen von Kondensat in einem medizinischen Druckluftsystem, umfassend: a) einen Schwimmer; b) einen Ventilsitz, der eine Ventilöffnung mit einer Ventilöffnungsquerschnittsfläche qA definiert; und c) ein Verschlusselement zum Freigeben und Verschließen der Ventilöffnungsquer schnittsfläche qA der Ventilöffnung, wobei das Verschlusselement mittels des Schwimmers zwischen einer vollständig freigegebenen Position X und einer voll ständig geschlossenen Position Y steuerbar ist. Erfindungsgemäß ist das Verschlusselement elastisch und Teil eines Teilöffnungsmechanis mus, der dazu eingerichtet ist, aufgrund der Elastizität des Verschlusselements die Ventil öffnungsquerschnittsfläche qA der Ventilöffnung zwischen der vollständig geschlossenen Position Y und der vollständigen freigegebenen Position X sukzessive freizugeben.
Die Erfinder haben erkannt, dass es durch die Elastizität des Verschlusselements und durch den Teilöffnungsmechanismus möglich ist, dass beim Freigeben der Ventilöffnung nicht schlagartig die gesamte Ventilöffnungsquerschnittsfläche qA freigegeben wird. Stattdessen wird durch die Elastizität des Verschlusselements und durch den Teilöffnungsmechanismus die Ventilöffnungsquerschnittsfläche qA der Ventilöffnung sukzessive, d.h. nach und nach, freigegeben. Das elastische Verschlusselement wird somit in einer "abschälenden" Bewe- gung vom Ventilsitz abgehoben.
Dies hat den Vorteil, dass die Öffnungskräfte, die zum Freigeben der Ventilöffnung aufge bracht werden müssen, gegenüber dem sofortigen Freigeben der gesamten Ventilöff nungsquerschnittsfläche qA reduziert sind.
Da die zum Öffnen der Ventilöffnung erforderliche Öffnungskraft nach
F = Dr * A vor allem durch die Druckdifferenz am Verschlusselement und der zu öffnenden Fläche bestimmt werden, ist eine kleinere zu öffnende Fläche vorteilhaft, um trotz hoher Druck differenz bereits mit geringen Öffnungskräften das Verschlusselement zu öffnen.
Vor allem bei einem Druckluftsystem kann sich die Druckdifferenz im Wesentlich als Diffe- renz zwischen dem Druck, der in der Strömungsleitung anliegt, die stromab von dem Ver schlusselement angeordnet ist, und dem Druck ergeben, der unmittelbar von der abzulas senden Flüssigkeit, beispielsweise Kondensat, in der Regel von oben auf das Verschlus selement wirkt. Ein solcher Fall liegt bei medizinischen Druckluftsystemen vor, bei welchen darüber hinaus das Schwimmerventil noch den strengen Hygienevorschriften (z.B. gerin- gere Anzahl an Partikel und geringerer Ölgehalt in der Druckluft) entsprechen muss, so- dass sich komplexe Mechaniken, die evtl einen Schmiermittelbedarf haben, verbieten.
Zusätzlich wirkt in den meisten Fällen auch die Gewichtskraft des Schwimmers, der bevor zugt aus einem geschäumten Material, beispielsweise einem Partikelschaum, gefertigt sein kann, und des Verschlusselements der Öffnung des Verschlusselements entgegen, da der Schwimmer und das Verschlusselement im geschlossenen Zustand des Schwimmerventils in der Regel im Wesentlichen vertikal ausgerichtet sind und zumindest mit einer vertikalen Öffnungsrichtungskomponente geöffnet werden.
Der Druck in der dem Verschlusselement stromab liegenden Strömungsleitung entspricht im geschlossenen Zustand der Ventilöffnung im Wesentlichen dem Umgebungsdruck. Der unmittelbar von der abzulassenden Flüssigkeit auf das Verschlusselement wirkende Druck umfasst zum einen den hydraulischen Druck der abzulassenden Flüssigkeit, die durch die Höhe der an dem Verschlusselement herrschenden Wassersäule bestimmt wird. Zum anderen wirkt aber auch der über der abzulassenden Flüssigkeit anstehende Druck. Dieser Druck liegt in einem üblichen Druckluftsystem mit etwa 5 bar bis etwa 10 bar in der Regel wesentlich über dem Umgebungsdruck, da der Bereich über dem Flüssigkeitsspiegel in der Regel mittelbar oder unmittelbar mit einer Druckleitung des Drucksystems verbun den ist. Die erläuterte Druckdifferenz, unter Berücksichtigung der maßgeblichen Flächen des Ver schlusselements, ergibt die Verschlusskraft, die im geschlossenen Zustand des Schwim merventils auf das Verschlusselement wirkt. Die Ventilöffnungskraft ist wiederum die Kraft, die auf das Verschlusselement ausgeübt werden muss, um die erläuterte Verschlusskraft zu überwinden.
Wird, wie durch die Erfindung vorgesehen, in einem Moment nur ein Teilbereich der Ven tilöffnungsquerschnittsfläche qA geöffnet, so muss nur ein Teil der gesamten Ventilöff nungskraft auf das Verschlusselement ausgeübt werden, um diesen Teilbereich der Ventil öffnungsquerschnittsfläche qA freizugeben. Sobald ein im Verhältnis zur gesamten Ventil- Öffnungsquerschnittsfläche kleinerer Teilbereich der Ventilöffnungsquerschnittsfläche frei gegeben wurde, strömt bereits die abzulassende Flüssigkeit über diesen Teilbereich der Ventilöffnungsquerschnittsfläche ab.
Der daraus resultierende teilweise Druckausgleich über den geöffneten Teilbereich der Ventilöffnung kann die Druckdifferenz reduzieren, wodurch die zum Freigeben der übri- gen Ventilöffnungsquerschnittsfläche erforderliche Öffnungskraft weiter reduziert wird.
In drucklosen Systemen wirkt im Wesentlichen nur der hydraulische Druck der abzulassen den Flüssigkeit, beispielsweise Kondensat, auf das Verschlusselement. Zusätzlich wirkt, wie bereits beschrieben, die Gewichtskraft des Schwimmers und des Verschlusselements der Öffnung des Verschlusselements entgegen. Somit sind die aufzubringenden Ventilöff- nungskräfte zum Öffnen des Verschlusselements in drucklosen Systemen geringer als in Drucksystemen. Das erfindungsgemäße Schwimmerventil funktioniert jedoch für beide Systeme.
Die geringeren Öffnungskräfte zum Öffnen des Verschlusselements ermöglichen des Wei teren eine Vergrößerung der Ventilöffnungsquerschnittsfläche qA unter Verwendung eines üblichen aus dem Stand der Technik bekannten Schwimmers. Eine größere Ventilöffnungs querschnittsfläche qA hat den Vorteil, dass diese unempfindlicher gegenüber möglicher weise in das Ventil eindringenden Partikeln ist. Unter elastisch ist im Allgemeinen die Eigenschaft eines Werkstoffes zu verstehen, die es ermöglicht, Verformungen des Werkstoffes, beispielsweise Verbiegungen oder Verkrüm mungen, durch Aufbringen von Kräften, beispielsweise durch Drücken oder Ziehen, zuzu lassen und nach Wegfall der Kräfte im Wesentlichen seinen ursprünglichen Zustand wieder einzunehmen.
Für die vorliegende Erfindung ermöglicht die Elastizität des Verschlusselements vor allem, dass während des Öffnens des Verschlusselements, das Verschlusselement derart verform bar ist, dass Bereiche des Verschlusselements abweichend von den übrigen Bereichen des Verschlusselements beweglich sind. Insbesondere soll die Elastizität so gewählt sein, dass ein Bereich des Verschlusselements bereits vom Ventilsitz abgehoben werden kann, um einen Teilbereiche der Ventilquerschnittsfläche zu öffnen, während ein anderer Bereich noch einen anderen Teil der Ventilquerschnittsfläche verschließt. Vorzugsweise kann ein Bereich des Verschlusselements in einer Ebene abweichend von den übrigen Bereichen des Verschlusselements bewegt werden. Denkbar ist jedoch auch, eine überlagerte Bewe gung des Bereichs des Verschlusselements in mehreren Ebenen durchzuführen.
Das elastische Verschlusselement kann bevorzugt aus einem Elastomer gefertigt sein. Je doch ist auch denkbar, dass das elastische Verschlusselement aus einem anderen Werk stoff wie z.B. einem Thermoplast oder einem dünnen Blech aus Federstahl gefertigt ist.
Das Verschlusselement kann bevorzugt unmittelbar mit dem Schwimmer verbunden sein. Dabei kann das Verschlusselement bevorzugt stoffschlüssig, beispielsweise als auf dem Schwimmer vulkanisierte oder geklebte elastische Schicht, mit dem Schwimmer verbunden sein. Alternativ kann das Verschlusselement auch mittels zumindest eines an dem Schwim mer oder an einem weiteren dazwischen geschalteten Element befestigten Haltelements kraftschlüssig oder stoffschlüssig mit dem Schwimmer verbunden sein. Somit kann das Verschlusselement auch unmittelbar mit dem Schwimmer Zusammenwirken, um den Teil öffnungsmechanismus auszubilden.
Alternativ kann das Verschlusselement über weitere Bauelemente mittelbar mit dem Schwimmer verbunden sein und mit dem Schwimmer Zusammenwirken. Denkbar wäre beispielsweise ein federndes blechartiges Element, an dem das Verschlusselement befes tigt ist. Durch federnde blechartige Element können Schwingungen des Schwimmers bes ser abgefedert werden.
Unter einer vollständig freigegebenen Position X ist eine Position des Verschlusselements zu verstehen, in der das Verschlusselement im Wesentlichen keinen, oder zumindest im Vergleich zu den weiteren Strömungswiderständen geringeren, Strömungswiderstand für die abzulassende Flüssigkeit darstellt.
Unter einer vollständig geschlossenen Position Y ist eine Position des Verschlusselements zu verstehen, in der die Ventilöffnung im Wesentlichen mittels des Verschlusselements dicht abgeschlossen ist, sodass zwischen der Umgebung und dem freizugebenden Me dium im Wesentlichen kein Mediumaustausch stattfindet.
Unter Sukzessivem Freigeben der Ventilöffnungsquerschnittsfläche qA der Ventilöffnung wird ein mit dem Bewegen des Verschlusselements zwischen der vollständig geschlosse nen Position Y und der vollständig freigegebenen Position X größer werdender Teilquer- schnitt der Ventilöffnungsquerschnittsfläche qA der Ventilöffnung verstanden während ein anderer Teilquerschnitt der Ventilöffnungsquerschnittsfläche qA noch nicht freigegeben ist.
Vorzugsweise kann die Ventilöffnungsquerschnittsfläche qA dabei zwei Teilquerschnitte aufweisen, einen ersten freigegebenen Teilquerschnitt und einen zweiten nicht freigege benen Teilquerschnitt. Beim Bewegen des Verschlusselements zwischen der vollständig geschlossenen Position Y und der vollständig freigegebenen Position X wird der erste Teil querschnitt größer während der zweite Teilquerschnitt kleiner wird.
Weitere Aspekte der Erfindung gehen aus den nachfolgend erläuterten Unteransprüchen hervor.
Vorzugsweise kann das elastische Verschlusselement zumindest bereichsweise ein Band zum Freigeben und Verschließen der Ventilöffnungsquerschnittsfläche qA der Ventilöff nung aufweisen, wobei das Band dazu eingerichtet ist, zwischen der vollständig geschlos- senen Position Y und der vollständigen freigegebenen Position X schälend von der Ventil öffnung entfernt zu werden, um durch das schälende Entfernen die Ventilöffnungsquer schnittsfläche qA der Ventilöffnung sukzessive freizugeben.
Hierbei umfasst der oben genannte Teilöffnungsmechanismus das Band und das Band ist zugleich das Verschlusselement. Das Band kann dazu wie eine Schlaufe zweifach über die Ventilöffnung gelegt sein, wodurch sich bei einem Ziehen des in der Schlaufe liegenden oberen Teils des Bandes automatisch die abschälenden Art und Weise des Entfernens des Bands zum sukzessiven Freigeben der Ventilöffnungsquerschnittsfläche qA der Ventilöff nung ergibt. Vorzugsweise ist das Band in der vollständig geschlossenen Position Y und in der vollstän digen freigegebenen Position X im Wesentlichen konzentrisch zur Ventilöffnung angeord net. Alternative kann jedoch das Band in der vollständig geschlossenen Position Y und in der vollständigen freigegebenen Position X auch exzentrisch zur Ventilöffnung angeordnet sein. Denkbar wäre ebenfalls eine Anordnung des Bands derart, dass das Band in der voll- ständig geschlossenen Position Y im Wesentlichen konzentrisch zur Ventilöffnung und in der vollständigen freigegebenen Position X exzentrisch zur Ventilöffnung angeordnet ist oder umgekehrt.
Das Band kann vorzugsweise derart konstruiert sein, dass das Band federnde Eigenschaf ten aufweist, um somit Schwingungen des Schwimmers auch ohne die Hilfe von zusätzli- chen Dämpfungselemente abzufedern. Dadurch wird ein sanftes Öffnen und Schließen des Schwimmerventils ermöglicht. Dies wiederum reduziert Geräusche und mechanische Be lastungen in dem Schwimmerventil.
Des Weiteren bewirken die federnden Eigenschaften des Bands eine zumindest teilweise Kompensierung der Gewichtskraft des Schwimmers. Damit wird die erforderliche Ventilöff- nungskraft zum Öffnen des Verschlusselements weiter reduziert. Dadurch kann das Schwimmerventil auch bei niedrigeren Flüssigkeitsspiegeln bzw. kleineren Schwimmern geöffnet werden. Das Band kann dabei eine Banddicke aufweisen, die gleich groß oder größer ist als ein Durchmesser der Ventilöffnung, um in der vollständig geschlossenen Position Y zumindest die gesamte Ventilöffnung zu bedecken und zu verschließen.
Ein weiterer Vorteil des Bands liegt darin, dass das Band mögliche Toleranzen zwischen dem Ventilsitz und dem Schwimmer ausgleichen kann. Somit kann auf eine exakte Füh rung des Schwimmers und des Verschlusselement verzichtet werden. Dadurch wird die Konstruktion des Schwimmerventils noch weiter vereinfacht.
Vorzugsweise kann an dem Schwimmer und/oder an dem Ventilsitz jeweils ein Haltemittel vorgesehen sein, mittels dem das Band an dem Schwimmer und/oder an dem Ventilsitz befestigbar ist.
Dadurch kann das Band präziser an dem Ventilsitz insbesondere beim Schließen des Ver schlusselements positioniert werden, um die Schließfunktion und somit die Dichtigkeit des Verschlusselements am Ventilsitz zu verbessern. An das Band kann ein entsprechendes Gegenhaltemittel angeformt sein. Das Haltemittel kann konzentrisch zur Ventilöffnung angeordnet sein, beispielsweise mittig in einer kreisrunden Ventilöffnung. In diesem Fall kann das Haltemittel mittels eines Stegs oder mittels mehrerer Stege mit dem Werkstoff des Ventilsitzes verbunden sein.
Alternativ kann das Haltemittel exzentrisch zur Ventilöffnung angeordnet sein, beispiels weise in einem Abstand von weniger als etwa 5 cm von der Mitte der Ventilöffnung. In diesem Zusammenhang umfasst der Begriff 'an dem Ventilsitz' auch die unmittelbare Nachbarschaft des Ventilsitzes, beispielsweise in einem Abstand von etwa 3 cm von dem äußeren Rand des Ventilöffnung.
Das Haltmittel kann auch nur an dem Schwimmer vorgesehen werden. In diesem Fall ist der dem Ventilsitz zugewandten Bereich des Bandes frei und kann demzufolge und unab- hängig von dem Ventilsitz bewegt werden.
Das Haltemittel kann vorzugsweise eine formschlüssige Verbindung zu dem Band bilden, beispielsweise als ringförmiges Element, welches das Band formschlüssig aufnimmt. Das Halteelement kann jedoch auch ein Haltemittel sein, das kein zusätzliches Bauteil voraus setzt, sondern durch das Band, den Schwimmer oder den Ventilsitz, oder eine Kombina tion aus diesen drei Bauteilen, gebildet wird. Beispielsweise kann das Band auf den Ventil sitz und/oder auf den Schwimmer aufgeschmolzen werden und somit eine stoffschlüssige Verbindung zu dem Ventilsitz und/oder zu dem Schwimmer bewirken.
Vorzugsweise ist das Band ein geschlossenes Band.
Dabei kann das Band vorzugsweise einen einheitlichen Querschnitt aufweisen. Denkbar ist jedoch auch ein uneinheitlicher Querschnitt. Die Uneinheitlichkeit kann beispielsweise da rin bestehen, dass das Band Versteifungsbereiche oder Bereiche zum Befestigen des Bands aufweist, die im Hinblick auf den Querschnitt von den übrigen Bereichen abweichen. Der artige Versteifungsbereiche oder Bereiche zum Befestigen des Bands können insbeson dere in der Nähe des Schwimmers und/oder in der Nähe des Ventilsitzes vorgesehen wer den.
Insgesamt ist zum bandförmigen Verschlusselement anzumerken, dass das bandförmige Verschlusselement durch seine Form, seine Materialeigenschaft und/oder seine Befesti gung dazu eingerichtet sein kann, als Feder zu wirken. Beispielsweise kann dadurch das Schwimmerventil unempfindlicher gegenüber Schwankungen des Flüssigkeitspegels ge macht werden. Es kann aber auf diese Weise auch gewährleistet werden, dass ab einer vorgegebenen unteren Position des Schwimmers das Schwimmerventil auf jeden Fall ge- schlossen bleibt, wenn das Band eine solche Federwirkung hat, dass ab dieser Position ge gen den Ventilsitz drückt.
In einem Ausführungsbeispiel ist das Verschlusselement zumindest in der vollständig ge schlossenen Position Y exzentrisch zur Ventilöffnung positionierbar und derart ungleich mäßig an dem Schwimmer befestigbar, dass beim Steuern des Verschlusselements zwi- sehen der vollständig geschlossenen Position Y und der vollständigen freigegebenen Posi tion X das Verschlusselement schälend von der Ventilöffnung entfernt wird und durch das schälende Entfernen die Ventilöffnungsquerschnittsfläche qA der Ventilöffnung sukzessive freigeben werden kann. In diesem Ausführungsbeispiel wird der oben genannte Teilöffnungsmechanismus maß geblich durch die ungleichmäßige Befestigungsweise des elastischen Verschlusselements an dem Schwimmer ausgebildet. Eine ungleichmäßige Befestigung des elastischen Ver schlusselements an dem Schwimmer ist eine bereichsweise Befestigung des elastischen Verschlusselements an dem Schwimmer, wobei der übrige Bereich des elastischen Ver schlusselements nicht an dem Schwimmer befestigt ist.
Dadurch wirkt die Öffnungskraft des Verschlusselements, die durch die Auftriebskraft der abzulassenden Flüssigkeit auf den Schwimmer bewirkt wird, nur auf die befestigten Berei che des Verschlusselements ausgeübt. Der übrige Bereich erfährt keine, oder zumindest geringere, Öffnungskräfte als der befestigte Bereich.
Somit wird zu Beginn des Öffnungsvorgangs nur der Teilbereich der Ventilöffnungsquer schnittsfläche, der im verschlossenen Zustand des Verschlusselements von dem befestig ten Bereich des Verschlusselements verschlossen wird, freigegeben. Der übrige unbefes tigte Bereich bleibt zunächst geschlossen und wird erst im Laufe des weiteren Öffnungs- Vorgangs freigegeben. Dadurch wird die Ventilöffnungsquerschnittsfläche qA erfindungs gemäß sukzessive geöffnet.
Die exzentrische Positionierung des Verschlusselements zur Ventilöffnung reduziert weiter die notwendige Öffnungskraft.
Die Befestigung kann auch an mehreren Bereichen des Verschlusselements vorhanden sein.
Das Verschlusselement kann bevorzugt kraftschlüssig, beispielsweise mittels einer Presspassung, oder formschlüssig, beispielsweise durch Kleben oder Aufschmelzen, an dem Schwimmer befestigt sein. Ferner kann das Verschlusselement mittelbar, das heißt nicht direkt, oder unmittelbar an dem Schwimmer befestigt sein. In einem Ausführungsbeispiel weist die Ventilöffnung jeweils mehrere unterschiedlich große Ouerschnittsbereiche auf, wobei das Verschlusselement in eine Richtung von der Ventilöffnung abschälbar ist, in der das Verschlusselement zuerst von dem kleinsten Quer- schnittsbereich der Ventilöffnung abschälbar ist. Das Abschälen des Verschlusselements an dem kleinsten Querschnittsbereich ermöglicht zunächst ein Abströmen der abzulassenden Flüssigkeit und erfordert dabei eine geringe Ventilöffnungskraft. Durch den eingangs beschrieben Druckausgleich, der durch das Aus strömen der Flüssigkeit durch den freigegebenen Teilquerschnitt der Ventilöffnungsquer- schnittsfläche qA bewirkt wird, kann die Ventilöffnungskraft für den übrigen freizugeben den größeren Teilquerschnitt der Ventilöffnungsquerschnittsfläche qA reduziert werden.
Unter unterschiedlich großen Querschnittsbereichen sind zunächst Bereiche mit unter schiedlichen Querschnittsflächen zu verstehen. Das Vorhandensein von unterschiedlichen Querschnittsbereichen per se wird dadurch definiert, dass damit Querschnittsbereiche ge- meint sind, die geometrisch uneinheitlich und somit nicht als eine Einheit mit üblichen ge ometrischen Formen beschrieben werden können.
Derartige unterschiedlich große Querschnittsbereiche können beispielweise als eine Schlüssellochform ausgebildet sein.
Die Querschnittsfläche der Ventilöffnung wird zwar bevorzugt eine Kreisform aufweisen. Jedoch sind auch weitere geometrische Formen der Ventilöffnung denkbar, beispielsweise mehreckige oder elliptische Formen. Ferner kann die Ventilöffnung auch geometrisch un- typische Formen aufweisen, die beispielsweise ein derartiges Profil aufweisen, dass die Öffnungskraft des Verschlusselements beim sukzessiven Freigeben der Ventilöffnungs querschnittsfläche qA der Ventilöffnung den geringsten Kraftverlauf über den gesamten Öffnungsweg des Verschlusselements ermöglicht. Insbesondere kann die Querschnitts form ausgehend von einem ersten Öffnungspunkt entlang einer Abschälrichtung, entlang derer die Ventilöffnungsquerschnittsfläche freigegeben wird, sich zumindest in einem ers ten Teilbereich weniger verbreitern als ein vergleichbarer Kreisquerschnitt einer kreisförmi gen Ventilöffnung. In einem Ausführungsbeispiel weist das Schwimmerventil mehrere Ventilöffnungen auf und die Ventilöffnungen können von einem gemeinsamen Verschlusselement verschlos sen und freigeben werden. Das Vorsehen von mehreren Ventilöffnungen hat den Vorteil, dass eine Redundanz gege ben ist, auch wenn eine Öffnung der mehreren Ventilöffnungen verstopft ist, beispiels weise aufgrund von Partikeln. Somit ist die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls des Schwim merventils geringer als bei einer Ausführung mit nur einer Ventilöffnung. In Schwimmerventilen aus dem Stand der Technik sind dazu mehrere Verschlusselemente notwendig, um für jede Ventilöffnung ein Verschlusselement zu haben. Erfindungsgemäß können jedoch alle Verschlusselemente mittels eines Verschlusselements verschlossen und freigegeben werden, um die Konstruktion des Schwimmerventils trotz mehrerer Ventilöff nungen einfacher zu gestalten. Des Weiteren kann es konstruktiv durch das Sukzessive Freigeben der Ventilöffnungsquer schnittsfläche qA der einzelnen Ventilöffnungen ermöglich werden, die für das Öffnen mehrerer Ventilöffnungen erforderliche Ventilöffnungskraft im Vergleich zum Öffnen einer einzelnen Ventilöffnung nicht zu erhöhen. Dies kann beispielsweise durch eine linienför mige Anordnung der einzelnen Ventilöffnungen, die seriell nacheinander geöffnet werden, erreicht werden.
Vorzugsweise steuert der Schwimmer direkt ohne Zuhilfenahme eines Vorsteuerventils, das Verschlusselement.
Aufgrund der durch die Erfindung erreichten geringeren erforderlichen Öffnungskräfte kann auf Vorsteuerungen, wie in den eingangs genannten Schwimmerventilen aus dem Stand der Technik, verzichtet werden. Das Verschlusselement kann somit ausschließlich mittels des Schwimmers gesteuert werden und die mit einer Vorsteuerung verbundenen Nachteile werden vermieden.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Druckluftsystem, insbesondere zum Bereitstel len von Druckluft für den Druckluftbetrieb von zahnmedizinischen Geräten, mit einem der vorhergehenden erfindungsgemäßen Schwimmerventile.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Trockner für ein Druckluftsystem mit einem der vorhergehenden erfindungsgemäßen Schwimmerventile. Das erfindungsgemäße Schwimmerventil kann auch in weiteren Anwendungen, bei denen ein Ablass zweitweise verschlossen und zweitweise geöffnet werden sollen, eingesetzt werden. Beispielsweise trifft dies für eine Spüleinheit zu.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Schnittansicht eines erfindungsgemäßem Schwimmerven tils in einer vollständig geschlossenen Position Y gemäß einem ersten Ausfüh rungsbeispiel;
Figur 2 eine schematische Darstellung des Schwimmerventils aus Figur 1 in der vollstän- dig geschlossenen Position Y;
Figur 3 eine schematische Darstellung des Schwimmerventils aus den Figuren 1 und 2 in einer vollständig freigegebenen Position X;
Figur 4 eine perspektivische Mittellinien-Schnittansicht eines Schwimmerventils mit ei ner vorteilhaft geformten Ventilöffnung; Figur 5 eine perspektivische Mittellinien-Schnittansicht eines Schwimmerventils mit ei ner anderweitig ausgestalteten Ventilöffnungsform;
Figur 6 ein erfindungsgemäßes Schwimmerventil in der vollständig geschlossenen Posi tion Y gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
Figur 7 ein erfindungsgemäßes Schwimmerventil in der vollständig freigegebenen Posi- tion X gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die Figur 1 zeigt zum Ablassen von Flüssigkeiten ein erfindungsgemäßes Schwimmerventil 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel mit einem Schwimmer 12, der sich entlang einer in der Figur 1 nur schwer erkennbaren Führungsstange 13 bewegen kann, und einem mit dem Schwimmer 12 verbundenen elastischen Verschlusselement, welches gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel als Band 14 ausgebildet ist jedoch im Detail auch andere For men aufweisen kann.
Um den Schwimmer 12 beim Bewegen zu führen, weist der Schwimmer 12 eine Führungs- Vorrichtung 7 zur Aufnahme der Führungsstange 13 auf.
In Figur 1 unterhalb des Bandes 14 angeordnet weist das hier gezeigte Schwimmerventil 10 einen Ventilsitz 16 auf, an welchen sich ein Ablassstutzen 4 anschließt. Im Ventilsitz sind hier zwei Ventilöffnungen 18a, 18b ausgebildet, die zusammen eine Ventilöffnungsquer schnittsfläche qA definieren. Es kann aber auch nur eine Ventilöffnung 18 oder auch meh- rere Ventilsitze vorgesehen sein.
Der Ablassstutzen 4 umfasst eine umlaufende Nut 6 zur Aufnahme einer Dichtungen 8, um den Ablassstutzen 4 beispielsweise gegen ein in der Figur 1 nur gestrichelt dargestellten Trocknergehäuse 3 eines Druckluftsystems abzudichten. Die abzulassende Flüssigkeit kann über den in dem Ablassstutzen 4 ausgebildeten Ablasskanal 9 abgeleitet werden, bei- spielsweise in ein Ablassreservoir oder eine Kanalisation.
Der Ablassstutzen 4 kann aber auch Teil eines in der Figur 1 nicht dargestellten Gehäuses zum Sammeln der abzulassenden Flüssigkeit sein.
Das Verschlusselement ist gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel als geschlossenes Band 14 ausgeführt, welches über an dem Schwimmer 12 und bei dem Ventilsitz 16 befestigte Haltemittel 24, 26 an dem Schwimmer 12 bzw. an dem Ventilsitz 16 befestigt ist.
Die Haltemittel 24, 26 sind von entsprechenden an dem Band 14 angeformten Haltemittel aufnahmen 20, 22 aufgenommen. Alternativ kann das Band 14 auch ohne Halteelement aufnahmen 20, 22 um die Haltemitteln 24, 26 gespannt und somit ebenfalls fixiert werden.
Ferner ist auch eine Variante möglich, bei der das am Ventilsitz 16 gelegene Haltemittel 26 sowie die zugehörige Haltemittelaufnahme 22 nicht vorhanden ist. Entsprechend läuft das Band 14 dann am Ventilsitz 16 quasi gerade durch. Das Schwimmerventil 10 und dessen Funktion werden anhand der schematischen Figuren 2 und 3 näher erläutert.
Das in den Figuren 2 und 3 dargestellte Schwimmerventil 10 lässt Flüssigkeit FL aus einer Atmosphäre A in eine Atmosphäre B ab. In der Atmosphäre B herrscht im Wesentlichen Umgebungsdruck. In der Atmosphäre A herrscht Überdruck, wenn das Schwimmerventil 10 an einem Druckluftsystem verwendet wird. In der Atmosphäre A kann aber auch Umgebungsdruck herrschen, falls das Schwim merventil 10 nicht an einem Druckluftsystem verwendet wird.
Der Ventilsitz 16, der die zwei Ventilöffnungen 18a, 18b mit einer Ventilöffnungsquer- schnittsfläche qA definiert, ist in einem Trennmaterial 15 ausgebildet. Wie aus Figur 1 er sichtlich, kann das Trennmaterial 15 eine Stirnabdeckung an dem Ablassstutzen 4 sein. Das Trennmaterial 15 kann aber auch eine Wand eines Ventilgehäuses sein, das einen Hohl raum definiert, in dem der Schwimmer 12 und das Band 14 angeordnet sind. Der Hohl raum kann dabei dazu dienen, die abzulassende Flüssigkeit zu sammeln. Wie in den Figuren 2 und 3 ersichtlich, können die beiden Ventilöffnungen 18a, 18b unter schiedliche Ventilöffnungsquerschnittsflächen aufweisen.
Das Band 14 ist in Figur 2 in der vollständig geschlossenen Position Y gezeigt, in der das Band 14 auf dem Ventilsitz 16 aufliegt und somit die gesamte Ventilöffnungsquerschnitts fläche qA der Ventilöffnungen 18a, 18b verschließt. In der Position Y verhindert das Band 14 zumindest im Hinblick auf Flüssigkeit FL einen Mediumaustausch zwischen der Atmosphäre A und der Atmosphäre B.
Das Schwimmerventil 10 nach den Figuren 2 und 3 weist im Gegensatz zur Darstellung in Figur 1 an dem Schwimmer 12 noch außen anliegende Führungselemente 28 auf, die dazu dienen, das Band 14 bei Bewegungen zu führen und in einer übereinander geschlungenen Form auf den Ventilsitz 16 zu legen. Die Führungselemente 28 können beispielweise nur quer zum Band 14 ausgerichtete Rundstangen (ausgefüllter Kreis in den Figuren 2 und 3) sein. Die Führungselemente 28 können aber auch wie aus den Figuren ersichtlich dem Band 14 über einen ausgedehnteren Bereich eine Außenform vorgeben.
Im hier gezeigten Beispiel sind die Führungselemente 28 jeweils über eine Tragstruktur 29 mit dem Schwimmer 12 verbunden, sodass sie sich mit diesem mitbewegen, um stärkere Reibungen des Bandes 14 an den Führungselementen 28 zu vermeiden.
Zusätzlich trägt die Tragstruktur 29 einen Niederhalter 31, der innerhalb des vom Band 14 umschlossenen Bereichs angeordnet ist.
In der Figur 2 befindet sich in der Atmosphäre A nur ein niedriger Flüssigkeitsspiegel der abzulassenden Flüssigkeit FL, weshalb auf den Schwimmer 12 keine hydraulischen Auf- triebskräfte wirken, die eine vertikal nach oben gerichtete Kraft auf den Schwimmer 12 aus üben würden.
Aufgrund der Gewichtskraft des Schwimmers 12 und des Bands 14 sowie der fehlenden hydraulischen Auftriebskraft, die den beiden Gewichtskräften des Schwimmers 12 und des Bands 14 entgegen wirken würden, bleibt das Band 14 in dieser den Ventilsitz 16 verschlie- ßenden Position Y.
Der Niederhalter 31, der über die Tragstruktur 29 im Gegensatz zum Band 14 formstabil mit dem Schwimmer 12 verbunden ist, hält in dieser Position Y zusätzlich das Band 14 nieder, d.h. drückt dieses an den Ventilsitz 16 an. Dadurch wird ein noch sicherer Verschluss ge währleistet, wobei die Verwendung eines Niederhalters 31 nicht zwingend erforderlich ist. Eine weitere alternative oder ergänzende Verbesserung des Verschlusses kann dadurch be wirkt werden, dass der Ventilsitz 16 beispielsweise nach außen leicht abfallend ausgestaltet ist.
In der Figur 3 befindet sich das Schwimmerventil 10 hingegen in der vollständig geöffneten Position X. Dies wird dadurch bewirkt, dass sich im Vergleich zu Figur 2 die Flüssigkeit FL zu einem höheren Flüssigkeitsspiegel angesammelt hat.
Der gestiegene Flüssigkeitspegel wiederum erzeugt am Schwimmer 12 eine vertikal nach oben gerichtete Auftriebskraft. Sobald diese größer ist als die Ventilöffnungskraft, d.h. vor allem die nach unten wirkende Kraft aus Druckdifferenz zwischen Atmosphäre A und Atmo sphäre B sowie die Gewichtskraft des Schwimmers 12 und des Bandes 14, wird der Schwim mer 12 vertikal aufwärts bewegt. Der Schwimmer 12 zieht dadurch am oberen Teil des Ban des 14. Zudem wird der Niederhalter 31 vom Band 14 abgehoben, sodass das Band 14 sei- nen eigenen Bewegungsfreiraum zurück erhält.
Da das Band 14 in einer Schlaufe zweifach über den Ventilsitz gelegt ist, wird das Band 14 durch das Ziehen des in der Schlaufe oben liegenden Teils des Bandes 14 automatisch in einer abschälenden Art und Weise vom Ventilsitz entfernt. Dadurch werden die Ventilöff nungen 18a, 18b sowohl in sich als auch nacheinander sukzessive freigegeben, wodurch auch die Ventilöffnungsquerschnittsfläche qA sukzessive freigegeben wird, sodass die Flüs sigkeit nach und nach mit geringerem Widerstand im Schwimmerventil 10 abgelassen wird.
Aufgrund des dabei auch auftretenden teilweisen Druckausgleichs zwischen den beiden At mosphären A und B reduziert sich die Druckdifferenz, sodass sich darüber hinaus die Ven tilöffnungskraft verringert. Demensprechend reicht eine beispielsweise durch das Absinken des Flüssigkeitspegels kleiner werdende Auftriebskraft aus, um das Schwimmerventil 10 wei- ter zu öffnen und/oder weiterhin offen zu halten.
Das Band 14 ist in der in der Figur 3 dargestellten vollständig freigegebenen Position X, wenn die gesamte Ventilöffnungsquerschnittsfläche qA der jeweiligen Ventilöffnungen 18a, 18b vollständig geöffnet ist. In den Figuren 4 und 5 sind hier am Beispiel des Bandes 14 als Verschlusselement unter schiedliche Formen einer Ventilöffnung 18 gezeigt, die anstatt oder auch für die einzelnen Ventilöffnungen 18a, 18b vorgesehen sein können.
So zeigt Figur 4 eine Ventilöffnung 18, deren Querschnittsform in etwa einem etwa abge rundeten Schlüsselloch entspricht. Dabei ist zu erkennen, dass das Schlüsselloch so ausge- richtet ist, dass in Ventilöffnungsrichtung 99 auf einen schmaleren Ausläuferbereich ein brei terer Hauptöffnungsbereich folgt.
In Figur 5 ist eine Variante gezeigt, bei der die Querschnittsform ein abgerundetes Dreieck ist, das ausgehend von einer Ecke sich in Ventilöffnungsrichtung 99 verbreitert. Entscheidend für die beiden gezeigten, gegenüber einer üblichen runden Querschnittsform vorteilhaften Querschnittsformen einer Ventilöffnungen 18 ist, dass ein quer zur Ventilöff nungsrichtung 99 möglichst schmaler Bereich bezüglich der Ventilöffnungsrichtung 99 auf der Seite liegt, von welcher ausgehend das Band 14 bzw. das Verschlusselement vom Ven- tilsitz abgeschält wird. Dadurch kann sich die Ventilöffnungsquerschnittsfläche, die geöffnet wird im dem Maße vergrößern, wie die Ventilöffnungskraft aufgrund des Druckausgleiches zurückgeht.
Die Figuren 6 und 7 zeigen ein erfindungsgemäßes Schwimmerventil 10 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel mit einem Schwimmer 12 und einem mit dem Schwimmer 12 verbundenen elastischen Verschlusselement 14 zum Ablassen von Flüssigkeiten aus ei ner Atmosphäre A in eine Atmosphäre B.
Strukturell oder funktionell gleichartige Bauelemente sind dabei mit denselben Bezugszei chen versehen wie in den obigen Ausführungsbeispielen.
Das Schwimmerventil 10 umfasst, wie die vorherigen Ausführungsbeispiele auch, einen an einem Trennmaterial 15 ausgebildeten Ventilsitz 16, der eine Ventilöffnung 18 mit einer Ventilöffnungsquerschnittsfläche qA definiert.
Im Gegensatz zu den obigen Ausführungsbeispielen, ist das Verschlusselement nicht bandförmig ausgebildet, sondern als ein geometrisch einfaches Element, beispielsweise als im Wesentlichen runde Scheibe 14, welche auf dem Ventilsitz 16 aufliegt. Die Scheibe 14 ist dabei zumindest teilweise so in einer Ausnehmung 33 am unteren Ende des Schwimmers 12 aufgenommen, dass der Schwimmer 12 bei seiner Aufwärtsbewegung die Scheibe 14 mit sich zieht. Dazu weist die Scheibe 14 einen angeformten Knüppel 20 als Haltemittelaufnahme auf, der in ein Loch 24 als Haltemittel am Boden der Ausnehmung 33 eingeklipst ist. Der Knüppel 20 ist dabei an einem ersten Abschnitt 34 der Scheibe 14 so angeordnet, dass er vom Zentrum des Ventilsitzes 16 exzentrisch abliegt, wodurch die Wirkachse 95 der Auftriebskraft des Schwimmers 12 nicht mit der Wirkachse 97 einer Kraft zusammenfällt, welche das Schwimmerventil 10 am Ventilsitz 16 geschlossen hält. Dies wird am einfachs ten dadurch erreicht, dass der Knüppel 20 und der Ventilsitz 16 parallel zueinander ver setzt sind, wobei die Positionierung der Scheibe 14 über dem Ventilsitz über ein Gehäuse 17 erfolgen kann, in welchem der Schwimmer 12 geführt ist. An einem bezüglich des Ventilsitzes 16 gegenüberliegenden Abschnitt 36 der Scheibe 14 ist dieses hier unbefestigt gezeigt, obwohl auch eine Befestigung denkbar wäre. Entschei dend ist, dass aufgrund der Elastizität der Scheibe 14 der Abschnitt 34 unabhängig vom Abschnitt 36 beweglich ist, insbesondere vom Ventilsitz 16 abgehoben werden kann wäh rend der Abschnitt 36 noch am Ventilsitz 16 anliegt. Ferner weist die Ventilöffnung 18 einen expandierenden Strömungsquerschnitt in Strö mungsrichtung von Atmosphäre A zu Atmosphäre B mit Strömungsbereichen 38, 40 auf, wobei der Strömungsbereich 38 in Strömungsrichtung vor dem Strömungsbereich 40 liegt und einen kleineren Querschnitt aufweist als der Querschnitt des Strömungsbereichs 40. Der Strömungsbereich 38 geht konisch in den Strömungsbereich 40 über. Ein einheitlicher Querschnitt über beide Strömungsbereiche 38, 40 ist jedoch ebenso denkbar wie eine Ver jüngung von der Atmosphäre A zur Atmosphäre B.
Die maßgebliche Ventilöffnungsquerschnittsfläche qA, die von der Scheibe 14 verschlossen und freigegeben wird, ist an der Einmündungsstelle unmittelbar an dem Ventilsitz 16 an geordnet. Demzufolge entspricht die Ventilöffnungsquerschnittsfläche qA im Wesentlichen dem Querschnitt des Strömungsbereichs 38.
Der Ventilsitz 16 steht im Ausführungsbeispiel der Figuren 6 und 7 am T rennmaterial 15 hervor. Demzufolge liegt die Scheibe 14 in der geschlossenen Position Y nur an dem her vorstehenden Ventilsitz 16 an, nicht jedoch an den übrigen Abschnitten des Trennmateri als 15. Eine plane Fläche ohne hervorstehenden Abschnitt des Ventilsitzes 16 ist jedoch auch denkbar.
Im Gegensatz zur Figur 6, hat sich in der Figur 7 die Flüssigkeit FL wieder zu einem höheren Flüssigkeitsspiegel angesammelt. Wie zur Figur 3 beschrieben, wird dadurch eine vertikal aufwärts gerichtete Auftriebskraft auf den Schwimmer 12 ausgeübt, wodurch sich der Schwimmer 12 und somit auch die Scheibe 14 vertikal aufwärts bewegen.
Aufgrund des zum Ventilsitz 16 exzentrischen Angriffspunkts der Auftriebskraft, wird zu nächst der beim Knüppel 12 liegende Abschnitt 34 der Scheibe 14 angehoben. Die Ventil- Öffnungsquerschnittsfläche qA wird dabei sukzessive freigegeben, wodurch die angesam melte Flüssigkeit über die nach und nach größere werdende geöffnete Querschnittsbereich der Ventilöffnungsquerschnittsfläche qA abgegeben werden kann.
Wie oben bereits erläutert sinkt dann aufgrund des teilweisen Druckausgleichs die benö tigte Ventilöffnungskraft und die Scheibe 14 wird nach und nach vom Abschnitt 34 aus zum Abschnitt 36 hin vom Ventilsitz 16 abgehoben. Auf diese Weise bewegt sich auch hier die Scheibe 14 als beispielhaftes Verschlusselement des Schwimmerventils 10 von der vollstän dig geschlossenen Position Y in die vollständig freigegebene Position X, ohne dass wie bei einem starren Verschlusselement auf einmal die gesamte, maximale Ventilöffnungskraft auf zuwenden ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Ein Schwimmerventil (10), insbesondere zum Ablassen von Kondensat in einem medi zinischen Druckluftsystem, umfassend: a) einen Schwimmer (12); b) einen Ventilsitz (16), der eine Ventilöffnung (18a, 18b; 18) mit einer Ventilöff- nungsquerschnittsfläche qA definiert; und c) ein Verschlusselement (14) zum Freigeben und Verschließen der Ventilöffnungs querschnittsfläche qA der Ventilöffnung (18a, 18b; 18), wobei das Verschlussele ment (14) mittels des Schwimmers (12) zwischen einer vollständig freigegebenen Position X und einer vollständig geschlossenen Position Y steuerbar ist; dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (14) elastisch und Teil eines Teilöffnungsmechanismus ist, der dazu eingerichtet ist, aufgrund der Elastizität des Verschlusselements (14) den Ventil öffnungsquerschnittsfläche qA der Ventilöffnung (18a, 18b; 18) zwischen der vollstän dig geschlossenen Position Y und der vollständigen freigegebenen Position X sukzes- sive freizugeben.
2. Das Schwimmerventil (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elasti sche Verschlusselement (14) zumindest bereichsweise ein Band (14) zum Freigeben und Verschließen der Ventilöffnungsquerschnittsfläche qA der Ventilöffnung (18) auf weist, wobei das Band (14) dazu eingerichtet ist, zwischen der vollständig geschlosse- nen Position Y und der vollständigen freigegebenen Position X schälend von der Ven tilöffnung (18) entfernt zu werden, um durch das schälende Entfernen die Ventilöff nungsquerschnittsfläche qA der Ventilöffnung (18) sukzessive freizugeben.
3. Das Schwimmerventil (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Schwimmer (12) und/oder an dem Ventilsitz (16) jeweils ein Haltemittel (24, 26) vorge- sehen ist, mittels dem das Band (14) an dem Schwimmer (12) bzw. an dem Ventilsitz (16) befestigbar ist.
4. Das Schwimmerventil (10) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeich net, dass das Band (14) ein geschlossenes Band ist.
5. Das Schwimmerventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass das Verschlusselement (14) zumindest in der vollständig geschlos- senen Position Y exzentrisch zur Ventilöffnung (18) positionierbar und derart ungleich mäßig an dem Schwimmer (12) befestigbar ist, dass beim Steuern des Verschlussele ments (14) zwischen der vollständig geschlossenen Position Y und der vollständigen freigegebenen Position X das Verschlusselement (14) schälend von der Ventilöffnung (18) entfernt wird und durch das schälende Entfernen die Ventilöffnungsquerschnitts- fläche qA der Ventilöffnung (18) sukzessive freigeben wird.
6. Das Schwimmerventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Ventilöffnung (18a, 18b; 18) jeweils mehrere unterschiedlich große Querschnittsbereiche aufweist, wobei das Verschlusselement (14) in eine Rich tung (99) von der Ventilöffnung (18) abschälbar ist, in der das Verschlusselement (14) zuerst von dem kleinsten Querschnittsbereich der Ventilöffnung (18a, 18b; 18) ab schälbar ist.
7. Das Schwimmerventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass das Schwimmerventil (10) mehrere Ventilöffnungen (18a, 18b) auf weist und die Ventilöffnungen (18a, 18b) von einem gemeinsamen Verschlusselement (14) verschlossen und freigegeben werden können.
8. Das Schwimmerventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass der Schwimmer (12) direkt ohne Zuhilfenahme eines Vorsteuerven tils das Verschlusselement (14) steuert.
9. Ein Druckluftsystem, insbesondere zum Bereitstellen von Druckluft für den Druckluft- betrieb von zahnmedizinischen Geräten, mit einem Schwimmerventil (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
10. Ein Trockner für ein Druckluftsystem mit einem Schwimmerventil (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zum Ablassen von Kondensat.
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