EP4163249B1 - Zapfventil mit auslaufschutzeinrichtung - Google Patents

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EP4163249B1
EP4163249B1 EP22211582.6A EP22211582A EP4163249B1 EP 4163249 B1 EP4163249 B1 EP 4163249B1 EP 22211582 A EP22211582 A EP 22211582A EP 4163249 B1 EP4163249 B1 EP 4163249B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
sensor line
filling nozzle
valve seat
fluid
Prior art date
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Active
Application number
EP22211582.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP4163249A1 (de
Inventor
Lasse Schulz-Hildebrandt
Sebastian Viets
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.)
Elaflex Hiby GmbH and Co KG
Original Assignee
Elaflex Hiby GmbH and Co KG
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
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Publication of EP4163249A1 publication Critical patent/EP4163249A1/de
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Publication of EP4163249B1 publication Critical patent/EP4163249B1/de
Active legal-status Critical Current
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D7/00—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes
    • B67D7/06—Details or accessories
    • B67D7/42—Filling nozzles
    • B67D7/54—Filling nozzles with means for preventing escape of liquid or vapour or for recovering escaped liquid or vapour
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D7/00—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes
    • B67D7/06—Details or accessories
    • B67D7/42—Filling nozzles
    • B67D7/44—Filling nozzles automatically closing
    • B67D7/46—Filling nozzles automatically closing when liquid in container to be filled reaches a predetermined level
    • B67D7/48—Filling nozzles automatically closing when liquid in container to be filled reaches a predetermined level by making use of air suction through an opening closed by the rising liquid

Definitions

  • the subject of the present invention is a nozzle for dispensing a fluid.
  • a nozzle according to the preamble of claim 1 is made, for example, from DE 1072902 B known.
  • the invention relates to a nozzle for dispensing a fluid according to claim 1.
  • the sensor line has an end region in which a sensor line valve is arranged which is designed to close the sensor line and which can be moved into an open position by means of the gas flow sucked in through the sensor line.
  • the sensor line valve according to the invention can be used to close the sensor line and thus prevent unwanted leakage of this amount of fluid, and the amount of fluid entering can also be slightly reduced.
  • the sensor line valve can be pre-tensioned into the closed position by a reset element. This measure can further reduce unwanted leakage of the said amount of fluid.
  • the above-mentioned reset element is preferably dimensioned such that the sensor line valve is moved into the open position by the resulting gas flow during the discharge of the fluid. The functionality of the automatic shut-off device is thus not impaired in any way.
  • the sensor line valve is designed to be moved into the closed position by inclining the tap valve on the outlet side downwards (using gravity).
  • the sensor line valve has a valve seat and a valve body which is arranged to be movable upstream of the valve seat within the sensor line, so that the valve body can be moved downwards into the valve seat by inclining the tap valve on the outlet side and can be moved upwards out of the valve seat by inclining the tap valve on the outlet side.
  • the valve body can be spherical, for example. This design allows the sensor line valve to be implemented in the sensor line particularly easily and therefore inexpensively.
  • valve body During refueling, the valve body is moved out of the valve seat due to the vacuum (possibly against gravity). As soon as the liquid level reaches the end of the sensor line, an automatic shutdown occurs, no more gas is sucked in, so that the valve body falls back into the valve seat. During the time required for the shutdown process, small amounts of the fluid can get into the sensor line. If the end of the nozzle is then tilted upwards, for example when hanging the nozzle in a fuel pump, the valve body falls out of the valve, so that the sensor line is opened and any residual fluid can evaporate.
  • the invention also relates to an outlet pipe for a nozzle for dispensing a fluid, comprising an inlet end that can be connected to a housing of the nozzle, a opposite outlet end, and a leakage protection valve with a valve seat and a valve body movable upstream into a closed position, characterized in that the valve body has a first partial body and a second partial body designed to be movable relative to the first, wherein a first fluid path can be opened by a downstream movement of the first partial body relative to the valve seat of the leakage protection valve and wherein a second fluid path can be opened by a downstream movement of the second partial body relative to the first partial body, wherein the leakage protection valve is preferably arranged at the inlet end of the outlet pipe.
  • outlet pipe according to the invention can be further developed by further features which have already been described in connection with the nozzle according to the invention.
  • FIG. 1 shows a nozzle according to the invention in a side sectional view.
  • the nozzle comprises a Figure 1 only schematically shown housing 4 with an inlet opening 5 for connection to a liquid supply line.
  • a discharge pipe 10 is inserted into the front end of the housing 4, at the front end of which there is an outlet opening 12.
  • a control lever 6 is also pivotally mounted on the housing 4, with which a main valve (not shown in the figure) can be operated.
  • the main valve controls the flow of a liquid supplied via the inlet opening through the nozzle valve.
  • Inside the nozzle valve there is also an automatic shut-off device (not shown), which closes the main valve if a liquid level reaches or exceeds the front end of the discharge pipe during a refueling process.
  • the discharge pipe has a sensor line 24, which runs from the discharge end 12 to the automatic shut-off device.
  • FIG 2 shows an enlarged side sectional view of the outlet pipe 10 of the Figure 1 .
  • a leakage protection valve 13 according to the invention is arranged at the inlet end 11 of the outlet pipe 10 (in the area 9).
  • a sensor line valve 26 is located in an end area 25 of the sensor line 24.
  • the figures shown below show enlarged views of the areas 9 and 25, which explain the functioning of the leakage protection valve 13 and the sensor line valve 26 in more detail.
  • FIG 3 shows an enlarged view of the Figure 2 shown area 9, in which a leak protection valve 13 is arranged.
  • Figure 3 shows the leak protection valve 13 in a closed position.
  • the leak protection valve 13 comprises a valve seat 14 and a valve body designed to close the valve seat 14, which has a first partial body 15 and a second partial body 16.
  • the first partial body 15 lies on the valve seat 14 in the closed position shown. sealingly.
  • Within the first part body 15 there is a recess into which the second part body 16 is inserted.
  • the first part body 15 thus completely surrounds the second part body 16 radially.
  • a sealing surface 21 of the second part body 16 lies sealingly against a counter sealing surface 19 of the first part body 15.
  • the first part body 15 thus forms a valve seat (or partial body valve seat) for the second part body 16.
  • the anti-drip valve is completely closed so that any residual liquid cannot escape from the nozzle valve.
  • a central shaft 29 extending in the axial direction of the leak protection valve is rigidly connected to the valve seat 14, on which the second partial body 16 is slidably guided.
  • the second partial body 16 has a central through-bore through which the shaft 29 is guided.
  • the shaft 29 defines an axial direction of the leak protection valve.
  • a registration plate 33 with registration openings 32 is also rigidly connected to the valve seat 14.
  • the first part body 15 comprises four guide legs 30 at its inlet end, of which in the sectional view of the Figure 3 only two are illustrated in the form of a side view. The cutting plane of the Figure 3 does not run through the guide legs 30.
  • the guide legs 30 are each guided in a sliding manner through one of the registration openings 32.
  • the first part body 15 is thereby guided linearly at its inlet-side end.
  • the first part body 15 comprises three guide webs 31. These are designed to slide against an outer surface of the second part body 16 when the second part body 16 is moved downstream relative to the first part body 15.
  • the guidance of the part bodies 15, 16 is also based on the Figures 5 to 7 explained in more detail.
  • the second partial body 16 is made of a magnetic material.
  • a counter-magnetic body 23 is connected to the valve seat 14.
  • the counter-magnetic body 23 is arranged symmetrically with respect to the axial direction specified by the shaft 29, whereby a uniform magnetic attraction force is exerted on the second partial body 16.
  • the partial body 16 is held in the closed position by this attraction force.
  • the partial body 16 transmits a force to the first partial body 15, which is also pressed into the closed position as a result.
  • a force effect for moving the second partial body into the closed position can also be generated by other devices, for example by means of a mechanical return element, in particular by means of a spring element.
  • Figure 4 shows the leak protection valve 13 in an open position. A transition from the Figure 3 The closing position shown can be changed into the opening position in particular by opening the main valve and a liquid flow passing through the main valve. The liquid flow hits the inlet-side front surfaces of the first and second partial bodies 15, 16 and generates an opening pressure there that is sufficient to overcome the magnetic force acting between the counter-magnet body 23 and the second partial body 16 and to move both the first partial body 15 and the second partial body 16 downstream.
  • a further fluid path can be provided which runs through a gap between an outer surface of the shaft 29 and an inner surface of the central through-bore of the second partial body 16 and which is constantly open regardless of the position of the partial bodies 15, 16.
  • a gap between the outer surface of the shaft 29 and the inner surface of the central through-hole may be necessary to allow sufficient mobility of the partial body 16 relative to the shaft 29.
  • the radial distance between the outer surface of the shaft 29 and the inner surface of the central through-hole is so small that the capillary forces acting on the fluid in the intermediate space are sufficient to greatly reduce and preferably completely prevent leakage of the fluid through this intermediate space.
  • the second part of the body 16 tapers in cross-section starting from the sealing surface 21 in the upstream direction.
  • the outer surface of the second part of the body 16 is curved outwards in a first section 36 and inwards in a second section 35 arranged upstream of it. Due to the curvatures in the area of the sections 35, 36, the liquid flowing along the second fluid path 18 is guided in a flow-optimized manner in the direction of the passage opening 20.
  • the first and second partial bodies are in a maximum opening position in which the partial bodies 15, 16 abut against a stop which limits the downstream mobility of the partial bodies 15, 16.
  • the stop is formed here, for example, by a sensor line plug 34 which is placed on one end of the sensor line 24, whereby the stop(s) can of course also be implemented in another way.
  • the second partial body remains in this maximum opening position even after the liquid has been discharged, for example after the main valve has been closed.
  • the second partial body 16 is therefore outside the effective range of the counter magnet body.
  • a mechanical reset element is provided which urges the second valve body into the closed position, it can also be provided in this case that the force ratio described above is reversible by means of the inclination of the dispensing valve.
  • Figure 5 shows another cross-sectional view of the Figure 2 shown area 9, whereby compared to the Figures 3 and 4 one another cutting plane was selected.
  • the cutting plane runs in Figure 5 by two guide webs 30 arranged opposite one another in the transverse direction.
  • the outlet-side guide webs 31 are not visible in this view.
  • Two cutting lines AA and BB are drawn.
  • Figure 6 shows a sectional view along the section line AA
  • Figure 7 shows a sectional view along the line BB.
  • the Figures 6 and 7 Other elements that are not actually visible in the sectional view are shown in a top view.
  • the Figures 8 to 10 show enlarged views of the Figure 2 shown area 25, in which a sensor line valve 26 is arranged at the end of the sensor line 24.
  • the sensor line valve 26 comprises a valve body 27 which is movable within the sensor line 24 and which is designed as a ball in the present example.
  • the sensor line valve comprises a valve seat 28. Upstream of the valve seat 28 there is a blocking element 37 which limits the mobility of the valve body 27, but does not prevent gas exchange through the sensor line 24.
  • the valve body 27 can move between the valve seat 28 and the blocking element 37.
  • valve body 27 In the Figure 8 In the state shown, the valve body 27 is located within the valve seat 28 and thus closes off the sensor line 24. The valve body 27 is held in the valve seat 28 due to the downward inclination of the sensor line 24 on the outlet side. The main valve of the dispensing valve is closed in the state shown; no liquid is dispensed.
  • the nozzle After liquid has been dispensed, the nozzle is usually removed from a filler neck and hung in a pump, for example. This causes the nozzle and the outlet pipe 10 to tilt upwards on the outlet side. Due to gravity, the valve body 27 falls out of the valve seat 28, so that any residual liquid in the sensor line 24 can evaporate.
  • Figure 11 shows two greyscale sketches to illustrate the fluid pressure within a nozzle in the area of a leakage protection valve. Light grey tones indicate low pressure and dark grey tones indicate higher pressure is displayed. The pressure values were obtained through a mathematical simulation.
  • the Figure 11A (above) shows the pressure conditions in a conventional leak protection valve known from the prior art, which has a one-piece valve body arranged in the area 40. It can be seen that there is a significant increase in pressure before the area 40.
  • the Figure 11B shows the pressure conditions within a nozzle according to the invention in the area of the leakage protection valve 13.
  • the leakage protection valve 13 and the other elements of the nozzle are not shown explicitly, but can be determined by comparing them with the Figure 4 the position of the respective elements (in particular the first partial body 15 and the second partial body 16) can be identified.
  • the positions are in Figure 11B identified with the corresponding reference numerals.
  • the leak protection valve 13 is in the open state in which the partial bodies 15, 16 release the fluid paths 17 and 18.
  • a comparison of the gray values of illustrations A and B shows that a lower dynamic pressure is established in front of the leak protection valve 13 according to the invention.
  • FIGS. 12 and 13 show a leak protection valve of an alternative embodiment of a nozzle according to the invention in a side sectional view.
  • the anti-leakage valve is in a closed position and in Figure 13 in an open position.
  • the alternative embodiment differs from the embodiment of the Figures 1 to 10 only through the design of the leak protection valve. Therefore, only these differences from the embodiment of Figures 1 to 10 are described below.
  • the first partial body 15 comprises a circular flat sealing element 15b and two partial body elements 15a and 15b.
  • the partial body element 15a is connected to the downstream side of the flat sealing element 15b in such a way that a radially inner, downstream-facing sealing surface 15b1 is exposed, i.e. is not covered by the partial body element 15a.
  • the partial body element 15c is connected to the upstream side of the flat sealing element 15b in such a way that a radially outer, upstream-facing sealing surface 15b2 is exposed, i.e. is not covered by the partial body element 15c.
  • the sealing surfaces 15b1 and 15b2 are aligned approximately perpendicular to an axial direction of the leakage protection valve.
  • the second partial body 16 has an upstream-facing sealing surface 21', which is designed to form a sealing contact with the sealing surface 15b1.
  • the leakage protection valve in this embodiment has a valve seat 14', which is designed to form a sealing contact with the sealing surface 15b2.
  • the partial body elements 15a and 15c serve to reduce the effects of the flat sealing element 15b on the liquid flow in the open position of the leak protection valve.
  • the partial body elements 15a, 15c guide the liquid flow past the flat sealing element 15b as advantageously as possible.
  • the partial body elements 15a, 15c taper in the axial direction (i.e. in the downstream direction). or upstream), wherein the outer surfaces of the partial body elements 15a, 15c are curved inwards or outwards.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)
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  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Description

  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Zapfventil zur Abgabe eines Fluids. Ein Zapfventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist zum Beispiel aus DE 1072902 B bekannt.
  • Gegenstand der Erfindung ist ein Zapfventil zur Abgabe eines Fluids gemäß Anspruch 1.
  • Automatische Abschalteinrichtungen, welche ein automatisches Schließen des Hauptventils bewirken, wenn ein Flüssigkeitsspiegel den Endbereich der Fühlerleitung erreicht oder übersteigt, sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt (siehe z.B. EP 2 386 520 A1 ). Bisher wurde im Stand der Technik allerdings völlig vernachlässigt, dass bei gewöhnlichen Fühlerleitungen aufgrund des zum Betrieb der automatischen Abschalteinrichtung erforderlichen Vakuums eine gewisse Fluidmenge in die Fühlerleitung eintritt, wenn der Flüssigkeitsspiegel das Ende der Fühlerleitung erreicht. Die eingetretene Fluidmenge konnte daher im Stand der Technik nach der Fluidabgabe unkontrolliert aus der Fühlerleitung wieder auslaufen.
  • Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den vorstehend beschriebenen Nachteil zumindest teilweise zu vermeiden. Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Erfindungsgemäß weist die Fühlerleitung einen Endbereich auf, in dem ein zum Verschließen der Fühlerleitung ausgestaltetes Fühlerleitungsventil angeordnet ist, das mittels des durch die Fühlerleitung angesaugten Gasstroms in eine Öffnungsstellung bewegbar ist.
  • Durch das erfindungsgemäße Fühlerleitungsventil kann die Fühlerleitung verschlossen werden und so ein unerwünschtes Auslaufen dieser Fluidmenge verhindert werden, zudem kann auch die eintretende Fluidmenge geringfügig reduziert werden. Das Fühlerleitungsventil kann in einer Ausführungsform durch ein Rückstellelement in die Schließstellung vorgespannt sein. Durch diese Maßnahme kann das unerwünschte Auslaufen der genannten Fluidmenge weiter verringert werden. Das vorstehend genannte Rückstellelement ist vorzugsweise so dimensioniert, dass das Fühlerleitungsventil während der Ausbringung des Fluids durch den entstehenden Gasstrom in die Öffnungsstellung bewegt wird. Die Funktionalität der automatischen Abschalteinrichtung wird so in keiner Weise beeinträchtigt.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Fühlerleitungsventil dazu ausgebildet, durch eine Neigung des Zapfventils auslaufseitig nach unten (unter Ausnutzung der Schwerkraft) in die Schließstellung bewegt zu werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Fühlerleitungsventil einen Ventilsitz und einen Ventilkörper auf, der stromaufwärts des Ventilsitzes innerhalb der Fühlerleitung beweglich angeordnet ist, so dass der Ventilkörper durch eine Neigung des Zapfventils auslaufseitig nach unten in den Ventilsitz bewegbar ist und durch eine Neigung des Zapfventils auslaufseitig nach oben aus dem Ventilsitz heraus bewegbar ist. Der Ventilkörper kann beispielsweise kugelförmig ausgebildet sein. Durch diese Ausgestaltung kann das Fühlerleitungsventil in der Fühlerleitung besonders einfach und somit kostengünstig realisiert werden.
  • Während der Betankung wird der Ventilkörper aufgrund des Vakuums (ggf. entgegen der Schwerkraft) aus dem Ventilsitz herausbewegt. Sobald der Flüssigkeitsspiegel den Endbereich der Fühlerleitung erreicht, erfolgt eine automatische Abschaltung, es wird kein Gas mehr eingesaugt, so dass der Ventilkörper in den Ventilsitz zurückfällt. Während der Zeit, die für den Abschaltvorgang benötigt wird, können kleine Mengen des Fluids in die Fühlerleitung gelangen. Wird das Ende des Zapfventils anschließend nach oben geneigt, beispielsweise beim Einhängen des Zapfventils in eine Zapfsäule, fällt der Ventilkörper aus dem Ventil heraus, so dass die Fühlerleitung geöffnet wird und eine gegebenenfalls vorhandene Fluidrestmenge abdampfen kann. Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Auslaufrohr für ein Zapfventil zur Abgabe eines Fluids, umfassend ein mit einem Gehäuse des Zapfventils verbindbaren Einlassende, ein dem Einlassende gegenüberliegendes Auslassende, und ein Auslaufschutzventil mit einem Ventilsitz und einem stromaufwärts in eine Schließstellung bewegbaren Ventilkörper, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper einen ersten Teilkörper und einen relativ zum ersten bewegbar ausgebildeten zweiten Teilkörper aufweist, wobei durch eine stromabwärts gerichtete Bewegung des ersten Teilkörpers relativ zum Ventilsitz des Auslaufschutzventils ein erster Fluidweg freigebbar ist und wobei durch eine stromabwärts gerichtete Bewegung des zweiten Teilkörpers relativ zum ersten Teilkörper ein zweiter Fluidweg freigebbar ist, wobei das Auslaufschutzventil vorzugsweise am Einlassende des Auslaufrohres angeordnet ist.
  • Das erfindungsgemäße Auslaufrohr kann durch weitere Merkmale fortgebildet werden, welche bereits in Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Zapfventil beschrieben wurden.
  • Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen vorteilhafte Ausführungsformen beispielhaft erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1:
    ein erfindungsgemäßes Zapfventil in einer Querschnittsansicht;
    Figur 2:
    das erfindungsgemäße Auslaufrohr des Zapfventils der Figur 1 in einer vergrößerten Ansicht;
    Figur 3:
    eine vergrößerte Ansicht des in Figur 2 gezeigten Auslaufschutzventils in einer Schließstellung;
    Figur 4:
    eine vergrößerte Ansicht des in Figur 2 gezeigten Auslaufschutzventils in einer Öffnungsstellung;
    Figur 5:
    eine weitere Querschnittsansicht des Auslaufschutzventils des erfindungsgemäßen Zapfventils;
    Figur 6:
    eine Schnittansicht entlang der in Figur 5 gezeigten Linie A-A;
    Figur 7:
    eine Schnittansicht entlang der in Figur 5 gezeigten Linie B-B;
    Figur 8:
    eine vergrößerte Ansicht des in Figur 2 gezeigten Fühlerleitungsventils in einer Schließstellung;
    Figur 9:
    eine vergrößerte Ansicht des in Figur 2 gezeigten Fühlerleitungsventils in einer Öffnungsstellung bei nach unten geneigtem Auslaufrohr während der Fluidabgabe;
    Figur 10:
    eine vergrößerte Ansicht des in Figur 2 gezeigten Fühlerleitungsventils in einer Öffnungsstellung Schließstellung bei nach oben geneigtem Auslaufrohr;
    Figur 11:
    eine Grauwertskizze zur Illustration des innerhalb des Zapfventils im Bereich des Auslaufschutzventils herrschenden Fluiddrucks
    Figur 12:
    ein Auslaufschutzventil eines alternativen erfindungsgemäßen Zapfventils in einer seitlichen Schnittansicht in einer Schließstellung;
    Figur 13:
    das Auslaufschutzventil der Figur 12 in einer Öffnungsstellung.
  • Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Zapfventil in einer seitlichen Schnittansicht. Das Zapfventil umfasst ein in der Figur 1 lediglich schematisch gezeigtes Gehäuse 4 mit einer Einlassöffnung 5 zur Verbindung mit einer Flüssigkeitszuleitung. Am vorderen Ende des Gehäuses 4 ist ein Auslaufrohr 10 eingesetzt, an dessen vorderem Ende sich eine Auslassöffnung 12 befindet. Am Gehäuse 4 ist außerdem ein Steuerhebel 6 schwenkbar gelagert, mit dem ein in der Figur nicht gezeigtes Hauptventil betätigt werden kann. Über das Hauptventil wird der Durchfluss einer über die Einlassöffnung zugeführten Flüssigkeit durch das Zapfventil gesteuert. Innerhalb des Zapfventils befindet sich außerdem eine nicht gezeigte automatische Abschalteinrichtung, welche das Hauptventil verschließt, wenn während eines Betankungsvorgangs ein Flüssigkeitsspiegel das vordere Ende des Auslaufrohres erreicht oder übersteigt. Dazu weist das Auslaufrohr eine Fühlerleitung 24 auf, welche vom Auslaufende 12 bis zur automatischen Abschalteinrichtung geführt ist.
  • Figur 2 zeigt eine vergrößerte seitliche Schnittansicht des Auslaufrohres 10 der Figur 1. In dieser Ansicht ist erkennbar, dass am Einlassende 11 des Auslaufrohres 10 (im Bereich 9) ein erfindungsgemäßes Auslaufschutzventil 13 angeordnet ist. Zudem ist erkennbar, dass sich in einem Endbereich 25 der Fühlerleitung 24 ein Fühlerleitungsventil 26 befindet. In den nachfolgend gezeigten Figuren sind vergrößerte Ansichten der Bereiche 9 und 25 gezeigt, anhand derer die Funktionsweise des Auslaufschutzventils 13 sowie des Fühlerleitungsventils 26 genauer erläutert wird.
  • Figur 3 zeigt eine vergrößerte Ansicht des in Figur 2 gezeigten Bereichs 9, in dem ein Auslaufschutzventil 13 angeordnet ist. Figur 3 zeigt das Auslaufschutzventil 13 in einer Schließstellung. Das Auslaufschutzventil 13 umfasst einen Ventilsitz 14, sowie einen zum Verschließen des Ventilsitzes 14 ausgebildeten Ventilkörper, welcher einen ersten Teilkörper 15 und einen zweiten Teilkörper 16 aufweist. Der erste Teilkörper 15 liegt in der gezeigten Schließstellung am Ventilsitz 14 dichtend an. Innerhalb des ersten Teilkörpers 15 befindet sich eine Aussparung, in die der zweite Teilkörper 16 eingesetzt ist. Der erste Teilkörper 15 umgibt den zweiten Teilkörper 16 somit radial vollständig. In der gezeigten Schließstellung liegt eine Dichtfläche 21 des zweiten Teilkörpers 16 dichtend an einer Gegendichtfläche 19 des ersten Teilkörpers 15 an. Der erste Teilkörper 15 bildet somit einen Ventilsitz (oder auch Teilkörperventilsitz) für den zweiten Teilkörper 16. In dem in Figur 3 gezeigten Zustand ist das Tropfschutzventil vollständig geschlossen, so das gegebenenfalls vorhandene Flüssigkeitsrestmengen nicht aus dem Zapfventil austreten können.
  • Mit dem Ventilsitz 14 starr verbunden ist ein sich in axialer Richtung des Auslaufschutzventils erstreckender zentraler Schaft 29, an dem der zweite Teilkörper 16 gleitend geführt ist. Der zweite Teilkörper 16 weist dazu eine zentrale Durchgangsbohrung auf, durch die der Schaft 29 hindurchgeführt ist. Der Schaft 29 legt eine Axialrichtung des Auslaufschutzventils fest.
  • Mit dem Ventilsitz 14 starr verbunden ist außerdem eine Registrierplatte 33 mit Registrieröffnungen 32. Der erste Teilkörper 15 umfasst an seinem einlassseitigen Ende vier Führungsschenkel 30, von denen in der Schnittansicht der Figur 3 lediglich zwei nach Art einer Seitenansicht illustriert sind. Die Schnittebene der Figur 3 verläuft nicht durch die Führungsschenkel 30. Die Führungsschenkel 30 sind durch jeweils eine der Registrieröffnungen 32 gleitend hindurchgeführt. Der erste Teilkörper 15 wird dadurch an seinem einlassseitigen Ende linear geführt. An seinem hinteren Ende umfasst der erste Teilkörper 15 drei Führungsstege 31. Diese sind zur gleitenden Anlage an einer Außenfläche des zweiten Teilkörpers 16 ausgebildet, wenn der zweite Teilkörper 16 relativ zum ersten Teilkörper 15 stromabwärts bewegt wird. Die Führung der Teilkörper 15, 16 wird auch anhand der Figuren 5 bis 7 noch genauer erläutert.
  • Der zweite Teilkörper 16 ist vorliegend aus einem magnetischen Material ausgebildet. Zudem ist mit dem Ventilsitz 14 ein Gegenmagnetkörper 23 verbunden. Der Gegenmagnetkörper 23 ist bezüglich der durch den Schaft 29 vorgegebenen Axialrichtung symmetrisch angeordnet, wodurch eine gleichmäßige magnetische Anziehungskraft auf den zweiten Teilkörper 16 ausgeübt wird. Durch diese Anziehungskraft wird der Teilkörper 16 in der Schließstellung gehalten. Gleichzeitig überträgt der Teilkörper 16 aufgrund der Anlage der Dichtfläche 21 des zweiten Teilkörpers 16 an der Gegendichtfläche 19 des ersten Teilkörpers 15 eine Kraft auf ersten Teilkörper 15, welcher dadurch ebenfalls in die Schließstellung gedrückt wird. Eine Kraftwirkung zur Bewegung des zweiten Teilkörpers in die Schließstellung kann in alternativen Ausführungsformen auch durch andere Einrichtungen erzeugt werden, beispielsweise mittels eines mechanischen Rückstellelements, insbesondere mittels eines Federelements.
  • Figur 4 zeigt das Auslaufschutzventil 13 in einer Öffnungsstellung. Ein Übergang von der in Figur 3 gezeigten Schließstellung in die Öffnungsstellung kann insbesondere durch ein Öffnen des Hauptventils und einen durch das Hauptventil hindurchtretenden Flüssigkeitsstrom erfolgen. Dabei trifft der Flüssigkeitsstrom auf die einlassseitigen Frontflächen des ersten und zweiten Teilkörpers 15, 16 und erzeugt dort einen Öffnungsdruck, der ausreichend ist, um die zwischen Gegenmagnetkörper 23 und zweitem Teilkörper 16 wirkende Magnetkraft zu überwinden und sowohl den ersten Teilkörper 15 als auch den zweiten Teilkörper 16 stromabwärts zu bewegen.
  • In Figur 4 ist zu sehen, dass gegenüber der in Figur 3 gezeigten Schließstellung einerseits der erste Teilkörper 15 gegenüber dem Ventilsitz 14 und andererseits der zweite Teilkörper 16 gegenüber dem ersten Teilkörper 15 stromabwärts bewegt wurden. Durch die Bewegung des ersten Teilkörpers 15 relativ zum Ventilsitz 14 wird ein erster Fluidweg 17 freigegeben. Durch die Bewegung des zweiten Teilkörpers 16 relativ zum ersten wird ein zweiter Fluidweg 18 freigegeben. Der auf das Auslaufschutzventil 13 treffende Flüssigkeitsstrom kann somit entweder entlang des ersten Fluidwegs 17, der zwischen einer Außenfläche des ersten Teilkörpers 15 und dem Ventilsitz 14 verläuft, oder entlang des zweiten Fluidwegs 18 fließen, der zunächst außen am zweiten Teilkörper 16 sowie innen am ersten Teilkörper 15 vorbeiführt und anschließend durch eine Durchlassöffnung 20 im ersten Teilkörper 15 verläuft. Hinter der Durchlassöffnung wird der erste Fluidweg 17 mit dem zweiten Fluidweg 18 zusammengeführt. Durch den zusätzlichen zweiten Fluidweg 18 kann der Durchsatz durch das Auslaufschutzventil erhöht und der Staudruck vor dem Ventil reduziert werden.
  • Möglich ist es in alternativen Ausführungsformen, weitere Fluidwege vorzusehen, welche durch eine stromabwärts gerichtete Bewegung des ersten Teilkörpers 15 relativ zum Ventilsitz 14 und/oder durch eine stromabwärts gerichtete Bewegung des zweiten Teilkörpers 16 relativ zum ersten Teilkörper 15 freigebbar sind.
  • Darüber hinaus kann im Rahmen der Erfindung ein weiterer Fluidweg vorhanden sein, welcher durch einen Zwischenraum zwischen einer Außenfläche des Schafts 29 und einer Innenfläche der zentralen Durchgangsbohrung des zweiten Teilkörpers 16 verläuft und welcher unabhängig von der Stellung der Teilkörper 15, 16 ständig geöffnet ist. Ein solcher Zwischenraum zwischen der Außenfläche des Schafts 29 und der Innenfläche der zentralen Durchgangsbohrung kann erforderlich sein, um eine ausreichende Bewegbarkeit des Teilkörpers 16 relativ zum Schaft 29 zu ermöglichen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der radiale Abstand zwischen der Außenfläche des Schafts 29 und der Innenfläche der zentralen Durchgangsbohrung allerdings so klein bemessen, dass bereits die im Zwischenraum auf das Fluid wirkenden Kapillarkräfte ausreichen, um ein Auslaufen des Fluids durch diesen Zwischenraum stark zu verringern und vorzugsweise vollständig zu verhindern.
  • In den Figuren 3 und 4 ist zu sehen, dass der zweite Teilkörper 16 sich ausgehend von der Dichtfläche 21 in Richtung stromaufwärts im Querschnitt verjüngt. Im Bereich der Verjüngung ist die Außenfläche des zweite Teilkörpers 16 in einem ersten Abschnitt 36 nach außen gewölbt und in einem stromaufwärts davon angeordneten zweiten Abschnitt 35 nach innen gewölbt. Durch die Wölbungen im Bereich der Abschnitte 35, 36 wird die entlang des zweiten Fluidwegs 18 fließende Flüssigkeit strömungsoptimiert in Richtung der Durchlassöffnung 20 geleitet.
  • In Figur 4 befinden sich der erste und zweite Teilkörper in einer maximalen Öffnungsstellung, in der die Teilkörper 15, 16 gegen einen Anschlag stoßen, welcher die stromabwärts gerichtete Bewegbarkeit der Teilkörper 15, 16 begrenzt. Der Anschlag ist hier beispielhaft durch einen Fühlerleitungsstopfen 34 gebildet, welcher auf einem Ende der Fühlerleitung 24 aufgesetzt ist, wobei der oder die Anschläge natürlich auch auf andere Weise realisiert sein können. In dieser maximalen Öffnungsstellung verbleibt der zweite Teilkörper auch nach der Flüssigkeitsabgabe, beispielsweise nachdem das Hauptventil geschlossen wurde. Der zweite Teilkörper 16 befindet sich insoweit außerhalb eines Wirkungsbereichs des Gegenmagnetkörpers.
  • Die in der gezeigten Stellung stromabwärts wirkende Schwerkraft sowie durch die Gleitführung der Teilkörper verursachte Reibungskräfte sind somit in der gezeigten Stellung in der Summe größer als die magnetische Anziehungskraft zwischen dem zweiten Teilkörper 16 und dem Gegenmagnetkörper 23. Im Zapfventil stromabwärts des Hauptventils vorhandene Flüssigkeitsrestmengen können somit durch das noch geöffnete Auslaufschutzventil 13 auslaufen.
  • Erst wenn das Zapfventil (und somit die Axialrichtung des Auslaufschutzventils 13) auslaufseitig nach oben geneigt wird, kann sich das Kräfteverhältnis umkehren, so dass die Magnetkraft ausreicht um den zweiten Teilkörper 16 in die Schließstellung zu bewegen. Dabei trifft die Dichtfläche 21 des zweiten Teilkörpers 16 auf die Gegendichtfläche 19 des ersten Teilkörpers 15 und überträgt so eine Kraft auf den ersten Teilkörper 15, welcher dadurch in die Schließstellung mitgenommen wird. Die oben genannte Neigungsänderung, welche zu einem Schließen des Auslaufschutzventils führt, kann beispielsweise erfolgen, wenn ein Benutzer das Zapfventil aus einem Einfüllstutzen herausnimmt und nachfolgend in eine Zapfsäule einhängt. Durch den Verschluss des Auslaufschutzventils wird das Auslaufen von Restmengen der Flüssigkeit sicher verhindert.
  • Wenn anstelle der magnetischen Wechselwirkung zwischen zweitem Ventilkörper 16 und Gegenmagnetkörper ein mechanisches Rückstellelement vorgesehen ist, das den zweiten Ventilkörper in die Schließstellung drängt, kann auch in diesem Fall vorgesehen sein, dass das oben beschriebene Kräfteverhältnis mit Hilfe der Neigung des Zapfventils umkehrbar ist.
  • Figur 5 zeigt eine weitere Querschnittsansicht des in Figur 2 gezeigten Bereichs 9, wobei gegenüber den Figuren 3 und 4 eine andere Schnittebene gewählt wurde. Die Schnittebene verläuft in Figur 5 durch zwei in Querrichtung gegenüberliegende Führungsstege 30. Die auslassseitigen Führungsstege 31 sind in dieser Ansicht nicht zu sehen. In Figur 5 sind zwei Schnittlinien A-A und B-B eingezeichnet. Figur 6 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie A-A und Figur 7 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie B-B. Zu Illustrationszwecken sind in den Figuren 6 und 7 weitere Elemente, die in der Schnittansicht eigentlich nicht erkennbar sind, nach Art einer Draufsicht gezeigt.
  • In Figur 6 ist erkennbar, dass die Führungsstege 31 des ersten Teilkörpers 15 in der in Figur 5 gezeigten Ventilstellung am Außenumfang des zweiten Teilkörpers 16 anliegen. Die Teilkörper 15, 16 werden dadurch aneinander geführt und relativ zueinander stabilisiert. In Figur 7 ist zu sehen, dass die vier einlassseitigen Führungsschenkel 30 des ersten Teilkörpers 15 durch die Registrieröffnungen 32 gleitend geführt sind. Die Registrieröffnungen 32 erstrecken sich durch die mit dem Ventilsitz 14 verbundene Registrierplatte 33.
  • Die Figuren 8 bis 10 zeigen vergrößerte Ansichten des in Figur 2 gezeigten Bereichs 25, in dem ein Fühlerleitungsventil 26 am Ende der Fühlerleitung 24 angeordnet ist. Das Fühlerleitungsventil 26 umfasst einen innerhalb der Fühlerleitung 24 bewegbaren Ventilkörper 27, welcher vorliegend beispielhaft als Kugel ausgebildet ist. Zudem umfasst das Fühlerleitungsventil einen Ventilsitz 28. Stromaufwärts des Ventilsitzes 28 befindet sich ein Sperrelement 37, welches die Bewegbarkeit des Ventilkörpers 27 begrenzt, einen Gasaustausch durch die Fühlerleitung 24 hingegen nicht verhindert. Der Ventilkörper 27 kann sich zwischen dem Ventilsitz 28 und dem Sperrelement 37 bewegen.
  • In dem in Figur 8 gezeigten Zustand, befindet sich der Ventilkörper 27 innerhalb des Ventilsitzes 28 und schließt so die Fühlerleitung 24 ab. Der Ventilkörper 27 wird aufgrund der auslaufseitig nach unten gerichteten Neigung der Fühlerleitung 24 im Ventilsitz 28 gehalten. Das Hauptventil des Zapfventils ist in dem gezeigten Zustand geschlossen, es findet keine Flüssigkeitsabgabe statt.
  • Nach Öffnen des Hauptventils wird auf im Stand der Technik bekannte Weise innerhalb der Fühlerleitung 24 ein Vakuum erzeugt und Luft durch die Fühlerleitung 24 angesaugt. Der Gasstrom ist dazu geeignet, den Ventilkörper 27 entgegen der Schwerkraft aus dem Ventilsitz 28 herauszuheben. Der Ventilkörper 27 wird dadurch gegen das Sperrelement 37 gedrückt. Dieser Zustand ist in Figur 9 gezeigt.
  • Wenn ein Flüssigkeitsspiegel das Auslassende 12 des Auslaufrohres 10 erreicht, erfolgt eine automatische Abschaltung, es wird kein Gas mehr eingesaugt, so dass der Ventilkörper in den Ventilsitz zurückfällt.
  • Nach einer Flüssigkeitsabgabe wird das Zapfventil üblicherweise aus einem Einfüllstutzen herausgenommen und beispielsweise in eine Zapfsäule eingehängt. Dadurch werden das Zapfventil sowie das Auslaufrohr 10 auslaufseitig nach oben geneigt. Aufgrund der Schwerkraft fällt der Ventilkörper 27 dabei aus dem Ventilsitz 28 heraus, so dass ggf. in der Fühlerleitung 24 vorhandene Flüssigkeitsrestmengen abdampfen können.
  • Figur 11 zeigt zwei Grauwertskizzen zur Illustration der innerhalb eines Zapfventils im Bereich eines Auslaufschutzventils herrschenden Flüssigkeitsdrucks. Dabei wird durch helle Grautöne ein geringer Druck und durch dunklere Grautöne ein höherer Druck angezeigt. Die Druckwerte wurden durch eine mathematische Simulation gewonnen. Die Figur 11A (oben) zeigt die Druckverhältnisse bei einem gewöhnlichen aus dem Stand der Technik bekannten Auslaufschutzventil, welches einen einteiligen Ventilkörper aufweist, der im Bereich 40 angeordnet ist. Es ist erkennbar, dass es vor dem Bereich 40 zu einer deutlichen Druckerhöhung kommt.
  • Die Figur 11B zeigt die Druckverhältnisse innerhalb eines erfindungsgemäßen Zapfventils im Bereich des Auslaufschutzventils 13. Das Auslaufschutzventil 13 sowie die übrigen Elemente des Zapfventils sind nicht explizit gezeigt, jedoch kann anhand eines Vergleichs mit der Figur 4 die Position der jeweiligen Elemente (insbesondere des ersten Teilkörpers 15 und des zweiten Teilkörpers 16) identifiziert werden. Die Positionen sind in Figur 11B mit den entsprechenden Bezugszeichen identifiziert. Das Auslaufschutzventil 13 befindet sich im geöffneten Zustand, in dem die Teilköper 15, 16 die Fluidwege 17 und 18 freigeben. Ein Vergleich der Grauwerte der Illustrationen A und B zeigt, dass sich vor dem erfindungsgemäßen Auslaufschutzventil 13 ein geringerer Staudruck einstellt.
  • Die Figuren 12 und 13 zeigen ein Auslaufschutzventil einer alternativen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zapfventils in einer seitlichen Schnittansicht. In der Figur 12 befindet sich das Auslaufschutzventil in einer Schließstellung und in Figur 13 in einer Öffnungsstellung.
  • Die alternative Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform der Figuren 1 bis 10 lediglich durch die Ausgestaltung des Auslaufschutzventils. Es werden daher nachfolgend lediglich diese Unterschiede zur Ausführungsform der Figuren 1 bis 10 beschrieben.
  • In der alternativen Ausführungsform der Figuren 12 und 13 umfasst der erste Teilkörper 15 ein kreisringförmiges Flachdichtungselement 15b sowie zwei Teilkörperelemente 15a und 15b. Das Teilkörperelement 15a ist mit der stromabwärtigen Seite des Flachdichtungselements 15b so verbunden, dass eine radial innen liegende stromabwärts weisende Dichtfläche 15b1 freiliegt, also vom Teilkörperelement 15a nicht verdeckt wird. Das Teilkörperelement 15c ist mit der stromaufwärtigen Seite des Flachdichtungselement 15b so verbunden, dass eine radial außen liegende stromaufwärts weisende Dichtfläche 15b2 freiliegt, also vom Teilkörperelement 15c nicht verdeckt wird. Die Dichtflächen 15b1 und 15b2 sind in etwa senkrecht zu einer Axialrichtung des Auslaufschutzventils ausgerichtet.
  • Der zweite Teilkörper 16 weist in dieser Ausführungsform eine stromaufwärts weisende Dichtfläche 21' auf, welche zur dichtenden Anlage an der Dichtfläche 15b1 ausgebildet ist. Zudem weist das Auslaufschutzventil in dieser Ausführungsform einen Ventilsitz 14` auf, welcher zur dichtenden Anlage an der Dichtfläche 15b2 ausgebildet ist.
  • Durch die stromaufwärts bzw. stromabwärts weisenden Dichtflächen 15b1 und 15b2 des Flachdichtungselements 15b, welche im Wesentlichen senkrecht zur Axialrichtung des Auslaufschutzventils stehen, kann eine besonders gute Dichtwirkung zwischen den beiden Teilkörpern 15, 16 bzw. zwischen dem ersten Teilkörper 15 und dem Ventilsitz 14' erzeugt werden. Gleichzeitig dienen die Teilkörperelemente 15a und 15c dazu, in der Öffnungsstellung des Auslaufschutzventils die Auswirkungen des Flachdichtungselements 15b auf den Flüssigkeitsstrom zu reduzieren. Insbesondere leiten die Teilkörperelemente 15a, 15c den Flüssigkeitsstrom möglichst vorteilhaft am Flachdichtungselement 15b vorbei. Die Teilkörperelemente 15a, 15c verjüngen sich dazu in axialer Richtung (also in Richtung stromabwärts bzw. stromaufwärts), wobei die Außenflächen der Teilkörperelemente 15a, 15c nach innen bzw. außen gewölbt sind.

Claims (6)

  1. Zapfventil zur Abgabe eines Fluids, umfassend eine Einlassöffnung (5) zur Verbindung mit einer Fluidzuleitung, ein der Einlassöffnung gegenüberliegendes Auslassende (12), ein Hauptventil zur Steuerung des Fluiddurchflusses durch das Zapfventil, wobei das Zapfventil weiterhin eine sich bis zum Auslassende (12) erstreckende Fühlerleitung (24) aufweist, die mit einer automatischen Abschalteinrichtung in Wirkverbindung steht, wobei die Fühlerleitung (24) während der Fluidabgabe mit einem Vakuum beaufschlagt wird, so dass über das Ende der Fühlerleitung (24) ein Gasstrom ansaugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Fühlerleitung (24) einen Endbereich (25) aufweist, in dem ein zum Verschließen der Fühlerleitung (24) ausgestaltetes Fühlerleitungsventil (26) angeordnet ist, das mittels des durch die Fühlerleitung (24) angesaugten Gasstroms in eine Öffnungsstellung bewegbar ist.
  2. Zapfventil gemäß Anspruch 1, bei dem das Fühlerleitungsventil (26) dazu ausgebildet ist, durch eine Neigung des Zapfventils auslaufseitig nach unten in die Schließstellung bewegt zu werden.
  3. Zapfventil gemäß Anspruch 2, bei dem die Bewegung in die Schließstellung unter Ausnutzung der Schwerkraft erfolgt.
  4. Zapfventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Fühlerleitungsventil (26) durch ein Rückstellelement in die Schließstellung vorgespannt ist.
  5. Zapfventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Fühlerleitungsventil (26) einen Ventilsitz (28) und einen Ventilkörper (27) aufweist, welcher stromaufwärts des Ventilsitzes (28) innerhalb der Fühlerleitung (24) beweglich angeordnet ist, so dass der Ventilkörper (27) durch eine Neigung des Zapfventils auslaufseitig nach unten in den Ventilsitz (28) bewegbar ist und durch Neigung des Zapfventils auslaufseitig nach oben aus dem Ventilsitz (28) heraus bewegbar ist.
  6. Zapfventil gemäß Anspruch 5, bei dem der Ventilkörper (27) kugelförmig ausgestaltet ist.
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