WO2001030515A1

WO2001030515A1 - Vorrichtung zum zuführen eines flüssigen reinigungsmittels und zum zu- und abführen eines gasförmigen mittels an einem flüssigkeitstank, insbesondere biertank

Info

Publication number: WO2001030515A1
Application number: PCT/EP2000/010404
Authority: WO
Inventors: Stefan Hackert; Markus Pawlik
Original assignee: Tuchenhagen Gmbh
Priority date: 1999-10-25
Filing date: 2000-10-23
Publication date: 2001-05-03
Also published as: DE19951248C1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (2) zum Zuführen eines flüssigen Reinigungsmittels (R) und zum Zu- und Abführen eines gasförmigen Mittels (G) an einem Flüssigkeitstank (1), insbesondere Biertank, die einfach im Aufbau ist, die ohne Hilfsenergie auskommt und die auch bei relativ geringen Fördermengen des zugeführten flüssigen Reinigungsmittels zuverlässig umschaltet und jeweils sicher schliesst. Dies wird unter anderem erreicht mit einem in einem Gehäuse (2a) vertikal geführten, frei beweglichen Schaltglied (3) und einem in dem flüssigen Reinigungsmittel (R) schwimmfähigen Körper (4), der im Gehäuse (2a) vertikal frei beweglich geführt ist, der in Verbindung mit einer Sitzfläche (4a) in einer durch Auftriebskraft im flüssigen Reinigungsmittel (R) bestimmten Zwischenstellung an dem zweiten Verschlussteil (3.2) zur Anlage kommt und dort die Durchtrittsöffnungen (3.2b) verschliesst und der über den gesamten Schalthub des Schaltgliedes (3) in seiner Verschlusslage gegenüber den Durchtrittsöffnungen (3.2b) verbleibt.

Description

Vorrichtung zum Zuführen eines flüssigen Reinigungsmittels und zum Zu- und Abführen eines gasförmigen Mittels an einem Flüssigkeitstank, insbesondere Biertank

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zuführen eines flüssigen Reinigungsmittels und zum Zu- und Abführen eines gasförmigen Mittels an einem Flüssigkeitstank, insbesondere Biertank, die bislang im Stand der Technik ohne Vorbild ist, sowie einige den allgemeinen Erfindungsgedanken in vorteilhafter Weise aus- gestaltende Ausführungsformen einer derartigen Vorrichtung.

Ein Biertank, beispielsweise als Lagertank, muß im Zusammenspiel mit der aπ- meldungsgemäßen Vorrichtung im wesentlichen folgenden fünf Anforderungen genügen (s. hierzu auch die Figuren 1 und 2): 1. Er muß weitestgehend bis auf einen aus sicherheitstechnischen Gründen einzuhaltenden Gasraum befüllbar sein.

2. Das bei der Befüllung verdrängte oder bei der Lagerung anfallende Gas (beispielsweise Luft bzw. Kohlendioxid) muß an höchster Stelle des Tankinnenraumes (in der Regel ist dies ein im Mannlochdeckel oder im Scheitelpunkt des oberen Tankbodens eingeschweißtes Rohr), in jedem Falle jedoch über eine

Öffnung oberhalb des maximal möglichen Füllstandes, abgeführt werden.

3. Der Tankinnenraum ist über eine Reinigungsleitung, die durch den oberen Tankboden hindurch zu einer in der Regel unterhalb des maximalen Füllstandes angeordneten Reinigungseinrichtung führt, derart mit flüssigem Reini- gungsmittel zu versorgen, daß ausschließlich über die Reinigungseinrichtung in jeder Phase des Reinigungsprozesses eine automatische, einwandfreie Tankreinigung gewährleistet ist.

4. Ausschließlich über die der Gasabfuhr bei der Befüllung oder Lagerung dienende Öffnung im oberen Tankboden muß der Tankinnenraum im Falle des Entleerens des Tanks mit von außerhalb zugeführtem Gas drucklos oder unter

Druck begasbar sein. Eine vollständige oder auch nur partielle Gaszufuhr über die unter Umständen in die Flüssigkeit eintauchende Reinigungseinrichtung darf aus bestimmten Gründen (u.a. Schaumbildung, Haltbarkeit) nicht erfolgen. 5. Gas- bzw. Reinigungsmittelzufuhr in den und Gasabfuhr aus dem Tankinnenraum erfolgen aus Kostengründen, ausgehend von der Bedienungshöhe, bei den in der Regel sehr hoch bauenden Biertaπks über eine einzige Rohrleitung.

Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Anforderungen automatisch arbeitende, ohne Hilfsenergie auskommende Einrichtungen zum Zuführen eines flüssigen Reinigungsmittels und zum Zu- und Abführen eines gasförmigen Mittels an einem Flüssigkeitstank, insbesondere Biertank, anzuordnen. Zentrales Element der bekannten Einrichtungen ist dabei ein schwimmfähiger Körper, der in Verbindung mit Sitzflächen als selbsttätig wirkendes Schaltglied ausgebildet ist. In der Druckschrift DE 26 15 544 C3 ist eine diesbezügliche Einrichtung beschrieben, bei der der schwimmfähige Körper die Reinigungsleitung in seiner unteren Ruhelage auf der unteren Sitzfläche vollständig und in seiner durch Auftriebskräfte im flüssigen Reinigungsmittel bestimmten oberen Ruhelage auf der mit Nuten versehenen oberen Sitzfläche partiell verschließt. Eine Weiterentwicklung dieser bekannten Einrichtung findet in dem DE 85 06 555 U1 ihren Niederschlag. Die dort vorgeschlagene Ausgestaltung der Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der schwimmfähige Körper die obere Durchtrittsöffnung der Einrichtung über die obere Sitzfläche verschließt, daß im Gehäuse mit Abstand von dessen Innenwand ein Führungsteil vorgesehen ist, welches mit einer den unteren mit dem oberen Gehäusebereich verbindenden Öffnung den schwimmfähigen Körper vollständig mit Spiel umfaßt, und daß eine Bypass-Öffnung den oberen Gehäusebereich mit einer in die Be- und Entgasungsieitung hineingeführten Reinigungsleitung verbindet.

Die bekannten Einrichtungen können die ihnen zugrunde liegende Aufgabe nur dann befriedigend lösen, wenn der schwimmfähige Körper unter allen Betriebsbedingungen zuverlässig arbeitet. Dies ist jedoch problematisch, da die an ihm bei seiner Beaufschlagung mit flüssigem Reinigungsmittel auftretenden Auftriebs- kräfte im Wechselspiel mit an ihm ebenfalls angreifenden weiteren Kräften stehen. So wirken bei Beaufschlagung des Gehäuses mit flüssigem Reinigungsmittel auf den schwimmfähigen Körper, der sich zunächst in seiner unteren Verschluß- läge befindet, neben der Auftriebskraft, die ihn von seiner Sitzfläche anheben will, noch dieser Auftriebskraft ggf. entgegenwirkende Strömungs- und Druckkräfte. Unter Strömungskraft sollen hier die aus der An- und Umströmung des schwimmfähigen Körpers resultierenden Reibungs- und Impulsaustauschkräfte subsum- miert werden. Unter Druckkraft sind die sich aus der Druckverteilung am schwimmfähigen Körper ergebenden Kräfte zu verstehen. Falls sich der schwimmfähige Körper nun aus seiner unteren Sitzfläche gelöst hat, sind es wiederum nicht nur Auftriebskräfte, die ihn möglichst zügig in seine obere Verschlußlage überführen, sondern unter Umständen wiederum Strömungs- und Druckkräfte, die ggf. der Auftriebskraft entgegenwirken und für ein indifferentes Verhalten des schwimmfähigen Körpers in dieser Phase des Schaltvorganges sorgen. Ein ähnliches Wechselspiel der Kräfte ergibt sich in der oberen Verschlußlage des schwimmfähigen Körpers, so daß auch hier unter bestimmten Betriebsbedingungen die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Schaltvorganges und seines Vollzuges in Frage gestellt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Zuführen eines flüssigen Reinigungsmittels und zum Zu- und Abführen eines gasförmigen Mittels an einem Flüssigkeitstank, insbesondere Biertank, zu schaffen, die einfach im Aufbau ist, die ohne Hilfsenergie auskommt und die auch bei relativ geringen Fördermengen des zugeführten flüssigen Reinigungsmittels zuverlässig umschaltet und jeweils sicher schließt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorgeschlagenen Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Zentrales Element der vorgeschlagenen Vorrichtung ist ein im Gehäuse vertikal geführtes, frei bewegliches Schaltglied, das ein dem unteren Anschluß zugeord- netes erstes Verschlußteil und ein dem oberen Anschluß zugeordnetes zweites Verschlußteil aufweist, wobei beide Verschlußteile voneinander beabstandet und miteinander fest verbunden sind. Dieses Schaltglied ist in flüssigem Reinigungs- mittel nicht schwimmfähig, es verbleibt somit in diesem Medium in seiner unteren Endlage, in der sein erstes Verschlußteil den unteren Anschluß verschließt. Das zweite Verschlußteil ist dabei derart im Gehäuse angeordnet, daß die in oder an ihm angeordneten Durchtrittsöffnungen in dieser Stellung und in allen weiteren Stellungen des Schaltgliedes eine alleinige Verbindung zwischen dem mittleren und dem oberen Anschluß innerhalb des Gehäuses herstellen. Bei Zufuhr von flüssigem Reinigungsmittel wirken neben der Auftriebskraft zwar Strömungs- und Druckkräfte auf die beaufschlagten Oberflächen des Schaltgliedes, diese Kräfte sind jedoch von einer Größe, daß aufgrund der Gewichtskraft des Schaltgliedes dessen Verbleiben in der unteren Schließlage unter allen Bedingungen sichergestellt ist.

Darüber hinaus ist ein schwimmfähiger Körper im Gehäuse vertikal frei beweglich geführt und dieser erfährt bei Beaufschlagung des Gehäuses mit flüssigem Reini- gungsmittel Auftriebskräfte, die ihn aus einer unteren Endstellung im Bereich zwischen dem ersten und dem zweiten Verschlußteil in eine Zwischenstellung überführen, in der er am zweiten Verschlußteil zur Anlage kommt und dort die Durchtrittsöffnungen verschließt. Durch diesen Verschluß der Durchtrittsöffnungen ist das bis dahin an dem Schaltglied wirksame Kräftespiel aus Gewichts- und Auf- triebskraft sowie Strömungs- und Druckkräften in der Weise verändert, daß nunmehr eine vertikal nach oben gerichtete Kraft vorliegt, die das Schaltglied in Verbindung mit dem an diesem infolge einer Auftriebskraft dauernd anliegenden schwimmfähigen Körper in die andere Endlage überführt, in der das zweite Verschlußteil den oberen Anschluß verschließt und das erste Verschlußteil den unte- ren Anschluß vollständig geöffnet hat. Der schwimmfähige Körper verbleibt über den gesamten Schalthub des Schaltgliedes, bis zur vollständigen Öffnung des unteren Anschlusses, und auch über die gesamte Zeitdauer der Beibehaltung dieser oberen Schaltstellung in seiner Verschlußlage gegenüber den Durch- trittsöffnungen.

Die vorstehend beschriebene Funktionsweise gewährleistet auch bei geringen Fördermengen des flüssigen Reinigungsmittels, d.h. bei relativ geringen Strö- mungskräften, ein sicheres und zuverlässiges Schalten, da letzteres nunmehr nicht nur durch die zusätzlich zu den Auftriebskräften wirkende kinetische Energie der Strömung bewerkstelligt wird, sondern vorrangig durch die aus der Druckverteilung am Schaltglied resultierenden Druckkräfte. Dies bedeutet im Grenzfall, daß die vorgeschlagene Vorrichtung auch dann noch schalten kann, wenn der Reinigungsmitteldurchsatz relativ gering, der Reinigungsmitteldruck jedoch hinreichend groß ist.

Bei der Zu- oder Abfuhr von gasförmigem Mittel verbleiben sowohl das Schalt- glied als auch der schwimmfähige Körper aufgrund des Dichteunterschiedes zwischen gasförmigem Mittel und dem in Frage kommenden Festkörperwerkstoff in ihrer unteren Ruhelage.

Die vorgeschlagene Lösung beinhaltet, ebenso wie die bekannten Einrichtungen, einen schwimmfähigen Körper, der jedoch erfindungsgemäß nicht das eigentliche selbsttätig wirkende Schaltglied darstellt, sondern dieser schwimmfähige Körper versetzt durch die Einnahme einer durch Auftriebskraft im flüssigen Reinigungsmittel bestimmten Zwischenstellung, in der er die Durchtrittsöffnungen im oder am zweiten Verschlußteil verschließt, das Schaltglied erst in die Lage, als nicht schwimmfähiger Körper seine Funktion als Schaltglied unter der maßgeblichen Einwirkung von Strömungs- und Druckkräften aus dem flüssigen Reinigungsmittel wahrzunehmen. Eine derartige Lösung ist von anderer Qualität als die bislang bekannt gewordenen Lösungen, bei denen der schwimmfähige Körper gleichzeitig auch die Funktion des alleinigen Schaltgliedes innerhalb der Umschalteinrichtung wahrnimmt.

Es ist weiterhin vorgesehen, daß das erste Verschlußteil entweder als Sitzteller oder als Schieber ausgebildet ist. Die dem Schaltglied obliegende Umschaltfunktion wird durch diese unterschiedlichen Ausprägungen des ersten Verschlußteils nicht beeinflußt; allenfalls haben diese Ausprägungen Einfluß auf den Betrieb und/oder das Betriebsverhalten der an die Reinigungsleitung angeschlossenen Reinigungseinrichtung. Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorgeschlagenen Vorrichtung sind die im zweiten Verschlußteil vorgesehenen Durchtrittsöffnungen dem Um- fangsbereich des Gehäuses benachbart. Hierdurch wird einerseits erreicht, daß in der oberen Endlage des Schaltgliedes die Durchtrittsöffnungen allein in Verbindung mit der Gehäusewandung verschließbar sind, zum andern begünstigt eine derartige Anordnung auch die Dimensionierung des schwimmfähigen Körpers im Zusammenhang mit den erforderlichen Auftriebskräften.

Nach einem weiteren Vorschlag bilden die Durchtrittsöffnungen einen Kranz von Bohrungen, vorzugsweise durchmessergleichen Bohrungen, oder sie sind, wie dies ebenfalls vorgeschlagen wird, in Form von wenigstens drei über den Umfang des Verschlußteils verteilten, in letzteres von außen eingreifenden, randständigen Ausnehmungen ausgebildet. Die letztgenannte Ausführungsform ist besonders einfach herzustellen.

Unabhängig von der vorgenannten Ausführungsform der Durchtrittsöffnungen ist es bei beiden Ausführungsformen möglich, daß bei Verschluß des oberen Anschlusses die Querschnitte der Durchtrittsöffnungen mit dem Querschnitt einer im oberen Anschluß gebildeten zentrischen Gehäuseöffnung keine oder eine geringe Schnittmenge bilden. Im ersten Falle werden die Durchtrittsöffnungen alleine durch den Kontakt des zweiten Verschlußteils mit der Gehäusewandung vollständig verschlossen. Dem schwimmfähigen Körper kommt in dieser Situation keinerlei Verschlußfunktion zu und er wird lediglich durch die an ihm angreifenden Auf- triebskräfte im Kontakt mit dem zweiten Verschlußteil gehalten. Im zweiten Falle ist die Abdeckung der Durchtrittsöffnungen durch die Gehäusewandung unvollständig, so daß hier dem schwimmfähigen Körper eine ergänzende Verschlußfunktion zukommt. Diese wiederum sorgt dafür, daß aus den durch ihn abgedeckten Bereichen der Durchtrittsöffnungen Druckkräfte resultieren, die ihn zu- sätzlich zu der an ihm angreifenden Auftriebskraft in seiner Verschlußlage halten. Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der vorgeschlagenen Vorrichtung sieht vor, das Schaltglied einstückig auszuführen. Hier kommt in erster Linie eine Herstellung aus einem geeigneten Kunststoff in Frage. Dies gewährleistet einerseits eine notwendige Beständigkeit gegen die unterschiedlichsten flüssigen Reini- gungsmittel und andererseits kann die Herstellung relativ preiswert erfolgen.

Ein anderer Vorschlag sieht vor, das Schaltgiied mehrstückig auszuführen. Eine diesbezügliche Ausgestaltung, vorzugsweise aus nichtrostendem Stahl, ist insbesondere dann angezeigt, wenn aus Gewichtsgründen eine relativ hohe Gewichts- kraft und demzufolge ein besonders sicherer Verschluß des Schaltgliedes in seiner unteren Verschlußlage unter der Einwirkung von Strömungs- und Druckkräften aus einer Gasströmung erforderlich ist.

Um die Schaltbewegung des Schaltgliedes von der am Schwimmer angreifenden Auftriebskraft weitestgehend unabhängig zu machen, sieht eine weitere Ausführungsform der vorgeschlagenen Vorrichtung vor, daß die Auftriebskraft des schwimmfähigen Körpers im flüssigen Reinigungsmittel kleiner ist als die um die Auftriebskraft des Schließgliedes im flüssigen Reinigungsmittel verminderte Gewichtskraft desselben. Durch diese Dimensionierung wird erreicht, daß der schwimmfähige Körper in seiner Zwischenstellung, in der er am zweiten Verschlußteil zur Anlage kommt und dort die Durchtrittsöffnungen verschließt, nur diese Aufgabe wahrnimmt und das eigentliche Schalten des Schaltgliedes den Strömungs- und Druckkräften aus dem am Schaltgiied anstehenden flüssigen Reinigungsmittel überläßt.

Damit das Schaltglied auch im ungünstigsten Fall, nämlich bei Zufuhr des mit maximaler Förderleistung bereitgestellten gasförmigen Mittels, in seiner unteren Verschlußlage verbleibt, ist das Schaltglied derart dimensioniert, daß seine Gewichtskraft größer ist als die aus der Strömung des gasförmigen Mittels resultie- rende, an ihm angreifende Strömungskraft, die entgegen der Richtung der Gewichtskraft wirkt. Ein weiterer Vorschlag sieht vor, auch den schwimmfahigen Korper in adäquater Weise zu dimensionieren, so daß seine Gewichtskraft großer ist als die aus der Strömung des gasformigen Mittels resultierende Stromungskraft, die bei Zufuhr des mit maximaler Förderleistung bereitgestellten gasformigen Mittels auf ihn ent- gegen der Richtung der Gewichtskraft wirkt

Um zu verhindern, daß bei Beaufschlagung der vorgeschlagenen Vorrichtung mit flussigem Reinigungsmittel der schwimmfahige Korper in einem Undefinierten Kraftespiel in seiner Ausgangslage verbleibt oder nur zögerlich aus dieser auf- treibt, sieht ein weiterer Vorschlag vor, daß sich der schwimmfahige Korper entgegen seiner Auftriebsrichtung außenseits verjungt Durch diese schräg in der Strömung liegenden Mantelflache des schwimmfähigen Korpers entsteht eine zusätzliche, in Richtung der Auftriebskraft wirkende Kraftkomponente

Um sicherzustellen, daß der schwimmfahige Korper einen möglichst geringen Stromungswiderstand in der jeweiligen Flussigkeits- oder Gasstromung darstellt, sieht eine weitere Ausfuhrung vor, daß er ringförmig ausgebildet ist und eine zentrische Durchtrittsoffnung aufweist Dadurch bleibt das durch ihn verdrängte Volumen auf den radialen Erstreckungsbereich der Durchtπttsoffnungen be- schrankt und sowohl das flussige Reinigungsmittel als auch gasformige Mittel können die vorgeschlagene Vorrichtung mehr oder weniger unbehindert auch im zentralen Bereich durchströmen

Damit die Zu- und Abfuhr des gasformigen Mittels durch den schwimmfahigen Korper so wenig wie möglich behindert wird, sieht eine andere Ausgestaltung vor, daß der schwimmfahige Korper in seiner unteren Endlage geringfügig unterhalb der Mitte des mittleren Anschlusses angeordnet ist, und daß diese Endstellung durch gehauseseitige Anschlage begrenzt ist

Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben Es zeigen Figur 1 in einer Außenansicht eine Vorrichtung der in Rede stehenden Art in Verbindung mit weiteren Tankarmaturen, wobei der Biertank nur ausschnittsweise im oberen Bereich dargestellt ist;

Figur 2 eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Figur 1 ; Figur 3 einen Mittelschnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung in einer ersten Ausführungsform, bei der sich das Schaltglied in seiner unteren Verschlußlage und ein schwimmfähiger Körper in seiner unteren Endlage befinden;

Figur 4 ebenfalls im Mittelschnitt die Ausführungsform gemäß Figur 3, bei der sich nunmehr der schwimmfähige Körper in einer Zwischenstellung befindet;

Figur 5 gleichfalls im Mittelschnitt die Ausführungsform gemäß Figur 3, bei der sich das Schaltglied in Verbindung mit dem schwimmfähigen Körper in seiner oberen Verschlußlage befindet; Figur 6 in vergrößerter Darstellung eine in Figur 5 mit „X" gekennzeichnete Einzelheit im Bereich der oberen Verschlußlage des zweiten Verschlußteils;

Figur 7 eine Draufsicht auf die Ausführungsform gemäß Figur 3, wobei das Gehäuse der Vorrichtung an seiner Oberseite geöffnet wurde; Figur 8 einen Mittelschnitt durch ein einstückig ausgeführtes Schaltglied;

Figur 3a einen Mittelschnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung in einer zweiten Ausführungsform, bei der das Schaltglied und der schwimmfähige Körper gegenüber der Ausführungsform gemäß Figur 3 abgewandelt sind; Figur 4a ebenfalls im Mittelschnitt die Ausführungsform gemäß Figur 3a, bei der sich nunmehr der schwimmfähige Körper in einer Zwischenstellung befindet;

Figur 5a einen Mittelschnitt durch die Ausführungsform gemäß Figur 3a, bei der sich das Schaltglied in Verbindung mit dem schwimmfähigen Körper in seiner oberen Verschlußlage befindet; Figur 6a in vergrößerter Darstellung eine in Figur 5a mit „X" gekennzeichnete Einzelheit im Bereich der oberen Verschlußlage des zweiten Verschlußteils;

Figur 7a eine Draufsicht auf die Ausführungsform gemäß Figur 3a, wobei das Gehäuse der Vorrichtung an seiner Oberseite geöffnet wurde;

Figur 8a eine perspektivische Darstellung des Schaltgliedes im Rahmen der zweiten Ausführungsform gemäß den Figuren 3a bis 7a;

Figur 9 im Mittelschnitt eine dritte Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung mit einem als Schieber ausgebildeten ersten Verschlußteil und

Figur 10 eine Draufsicht auf die Ausführungsform gemäß Figur 9, wobei das Gehäuse der Vorrichtung an seiner Oberseite geöffnet wurde.

Ein Flüssigkeitstank 1 (Figur 1), beispielsweise ein Lager- oder Gärtank für Bier, weist in seinem oberen Bereich einen Tank- oder Mannlochdeckel 1a auf, in bzw. auf dem verschiedene Tankarmaturen angeordnet sind (siehe auch Figur 2). Im vorliegenden Falle ist eine Vorrichtung 2 zum Zuführen eines flüssigen Reinigungsmittels R und zum Zu- und Abführen eines gasförmigen Mittels G von Bedeutung, die in einem Gehäuse 2a einen mittleren Anschluß 2b, einen unteren Anschluß 2c und einen oberen Anschluß 2d aufnimmt. Über eine an den mittleren Anschluß 2b angeschlossene, nicht dargestellte Rohrleitung wird der Vorrichtung 2 entweder flüssiges Reinigungsmittel R zugeführt oder aber über diese Rohrleitung erfolgt die Zu- und Abfuhr des gasförmigen Mittels G. Der obere Anschluß 2d mündet in eine Be- und Entgasungsleitung 5, die im vorliegenden Falle über den Tankdeckel 1a in den Kopfraum des Flüssigkeitstanks 1 ausmündet. Der untere Anschluß 2c führt zu einer Reinigungsleitung 6, die in einer Reinigungseinrichtung 7 endet. Im dargestellten Falle handelt es sich um einen sog. Zielstrahlreiniger, der von der Energie des strömenden flüssigen Reinigungsmittels R in Rotation versetzt wird und dadurch eine Ausbringeinrichtung 7b, die am Ende einer Zuführleitung 7a angeordnet ist, derart antreibt, daß ein aus der Ausbringeinrichtung 7b austretender Flüssigkeitsstrahl die Tankinnenwand fort- und umlaufend beschwallt. Weitere dargestellte, jedoch nicht näher bezeichnete Tankarmaturen sind im Zusammenhang mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung ohne Bedeutung.

Der mittlere Anschluß 2b und der obere Anschluß 2d (Figur 3) münden jeweils in einen nicht näher bezeichneten Rohrverschraubungsteil, während der untere Anschluß 2c in einem Klemmflansch 2n endet, der mit einem an der Reinigungsleitung 6 endseitig angeordneten komplementären weiteren Klemmflansch (letzterer und die Rohrleitung sind nicht dargestellt), über eine Gelenkklemme 8 verbunden ist. Die Verbindung zwischen dem Gehäuse 2a und dem oberen Anschluß 2d er- folgt ebenfalls über eine nicht näher bezeichnete Klemmverbindung. Im Gehäuse 2a ist ein vertikal geführtes, frei bewegliches Schaltglied 3 angeordnet, das ein dem unteren Anschluß 2c zugeordnetes erstes Verschlußteil 3.1 und ein dem oberen Anschluß 2d zugeordnetes zweites Verschlußteil 3.2 aufweist. Die Verschlußteile 3.1 und 3.2 sind voneinander beabstandet angeordnet und werden über eine Verbindungsstange 3a miteinander fest verbunden. Das erste Verschlußteil 3.1 weist eine erste Sitzfläche 3.1a auf, die mit einer unteren Sitzfläche 2e, ausgebildet an einer unteren Gehäuseöffnung 2h innerhalb des unteren Anschlusses 2c, korrespondiert. Innerhalb der unteren Gehäuseöffnung 2h wird das erste Verschlußteil 3.1 durch wenigstens drei über den Umfang verteilte Füh- rungsrippen 3.1b geführt.

In der dargestellten Verschlußlage des ersten Verschlußteiles 3.1 ist das mit diesem verbundene zweite Verschlußteil 3.2 derart im Gehäuse 2a oberhalb des mittleren Anschlusses 2b positioniert, daß Durchtrittsöffnungen 3.2b, die dem Umfangsbereich des Gehäuses 2a benachbart sind, die alleinige Verbindung zwischen dem mittleren Anschluß 2b und dem oberen Anschluß 2d innerhalb des Gehäuses 2a herstellen. Ausgehend von dieser Lage des Schaltgliedes 3 verfügt letzteres über einen nach oben gerichteten Schalthub, der so groß bemessen ist, daß dadurch sein erstes Verschlußteil 3.1 in die erforderliche volle Offenstellung überführt werden kann. Die obere Endlage des Schaltgliedes 3 ist dann erreicht, wenn eine am zweiten Verschlußteil 3.2 ausgebildete zweite Sitzfläche 3.2a an einer oberen Sitzfläche 2f, die am oberen Anschluß 2d ausgebildet ist, zur Anlage kommt.

In allen Stellungen des Schaltgliedes 3 bilden die Durchtrittsöffnungen 3.2b die alleinige Verbindung zwischen dem mittleren Anschluß 2b und dem oberen Anschluß 2d innerhalb des Gehäuses 2a. Zwischen dem ersten Verschlußteil 3.1 und dem zweiten Verschlußteil 3.2 ist in einer durch gehäuseseitige Anschläge 2k begrenzten unteren Endstellung ein schwimmfähiger Körper 4 vorgesehen, der ringförmig ausgebildet ist, die Verbindungsstange 3a in einer zentrischen Durch- trittsöffnung 4b mittig aufnimmt, auf seiner den Durchtrittsöffnungen 3.2b zugewandten Seite eine mit letzteren korrespondierende Sitzfläche 4a aufweist und der sich entgegen seiner Auftriebsrichtung außenseits über eine Kegeimantelflä- che 4c verjüngt. In seiner vorgenannten unteren Endstellung ist der schwimmfähige Körper 4 geringfügig unterhalb der Mitte des mittleren Anschlusses 2b, der ei- ne mittlere Gehäuseöffnung 2g berandet, angeordnet. Dies stellt sicher, daß die Flüssigkeits- und die Gasströmungen kaum behindert werden und daß sich der schwimmfähige Körper 4 in einer günstigen Auftriebsposition beim Fluten des Gehäuses 2a mit flüssigem Reinigungsmittel R befindet. Die außenseitige Verjüngung des schwimmfähigen Körpers 4 sorgt für eine in Richtung seiner Auftriebs- kraft wirkende zusätzliche Strömungskraft. In der dargestellten Stellung der Vorrichtung 2 kann gasförmiges Mittel G die Vorrichtung 2 in den an den Anschlüssen 2b und 2d gekennzeichneten Richtungen durchströmen.

Sobald daß Gehäuse 2a über den mittleren Anschluß 2b mit flüssigem Reini- gungsmittel R beaufschlagt wird, schwimmt der schwimmfähige Körper 4 infolge der an ihm angreifenden Auftriebskraft auf und kommt in einer in Figur 4 dargestellten Zwischenstellung an dem Verschlußteii 3.2 zur Anlage, wobei er dort mit seiner Sitzfläche 4a die Durchtrittsöffnungen 3.2b abdeckt und dadurch verschließt. In dieser Zwischenstellung verbleibt das Schaltglied 3 nach wie vor in seiner unteren Endlage, in der das erste Verschlußteil 3.1 den unteren Anschluß 2c verschlossen hält und ein Abfluß von flüssigem Reinigungsmittel R über den oberen Anschluß 2d nicht mehr möglich ist, da das zweite Verschlußteil 3.2 und der schwimmfähige Körper 4 durch ihre Schieberfunktion diesen Weg bereits hinreichend verschließen. Das Schaltglied 3 ist hinsichtlich seiner Gewichtskraft so dimensioniert, daß es von der aus dem schwimmfähigen Körper 4 resultierenden Auftriebskraft nicht aus seiner unteren Verschlußlage gehoben werden kann.

Nach dem Verschluß der Durchtrittsöffnungen 3.2b mittels des schwimmfähigen Körpers 4 ergibt sich nunmehr aus den auf das Schaltglied 3 einwirkenden Strömungs- und Druckkräften eine vertikal aufwärts gerichtete Schaltkraft, die das Schaltglied 3 in seine obere Endlage überführt (Figur 5), in der nunmehr das zweite Verschlußteil 3.2 in seiner Funktion als Sitzteller den oberen Anschluß 2d und damit eine in diesem angeordnete obere Gehäuseöffnung 2i in Verbindung mit der oberen Sitzfläche 2f verschließt. Über die mit dem zweiten Verschlußteil 3.2 verbundene Verbindungsstange 3a hat sich das erste Verschlußteil 3.1 mit seiner ersten Sitzfläche 3.1a von der unteren Sitzfläche 2e im unteren Anschluß 2c entfernt, so daß nunmehr die untere Gehäuseöffnung 2h vollständig geöffnet ist und Reinigungsmittel R über die mittlere Gehäuseöffnung 2g im mittleren Anschluß 2b der an den unteren Anschluß 2c angeschlossenen Reinigungsleitung 6 (Figur 1 ) zuströmen kann.

Figur 6 zeigt Einzelheiten im Bereich der Verschlußlage des zweiten Verschlußteils 3.2. Man erkennt die durch die Sitzfläche 4a des schwimmfähigen Körpers 4 vollzogene Abdeckung der Durchtrittsöffnungen 3.2b. Im vorliegenden Falle bilden die Querschnitte der Durchtrittsöffnungen 3.2b mit dem Querschnitt der im oberen Anschluß 2d gebildeten zentrischen Gehäuseöffnung 2i eine geringe Schnittmenge, d.h. die Querschnitte der Durchtrittsöffnungen 3.2b und der Querschnitt der zentrischen Gehäuseöffnung 2i überlappen sich ein wenig. Dies wird auch in der Draufsicht gemäß Figur 7 deutlich, in der die äußere Berandung der zentrischen Gehäuseöffnung 2i strichpunktiert dargestellt ist.

Da das Gehäuse 2a vollständig mit Reinigungsmittel R geflutet ist, das dort unter mehr oder weniger großem Druck ansteht, wird das zweite Verschlußteil 3.2 in Verbindung mit dem die Durchtrittsöffnungen 3.2b verschließenden schwimmfähi- gen Körper 4 über die sich aus dem Flüssigkeitsdruck und den wirksamen Flächen ergebende Druckkraft auf die obere Sitzfläche 2f im oberen Anschluß 2d gepreßt (Figuren 5 und 6). Aufgrund der Tatsache, daß die Durchtrittsöffnungen 3.2b mit der oberen Gehäuseöffnung 2i - auch wenn dies nur in geringem Maße der Fall ist - jeweils verbunden sind, kann sich der in der oberen Gehäuseöffnung 2i vorliegende Druck auch im Bereich der Durchtrittsöffnungen 3.2 b ausbilden. Dadurch ist der schwimmfähige Körper 4 im Bereich der durch ihn abgedeckten Durchtrittsöffnungen 3.2b einer aus dem Flüssigkeitsdruck im Gehäuse 2a und dem Gasdruck im oberen Anschluß 2d resultierenden Druckdifferenz ausgesetzt, die ihn zusätzlich zu der an ihm angreifenden Auftriebskraft mit einer entsprechenden zusätzlichen Druckkraft auf das zweite Verschlußteil 3.2 preßt und so für einen besonders sicheren Verschluß der Durchtrittsöffnungen 3.2b sorgt. Planmäßige Undichtigkeiten zwischen dem schwimmfähigen Körper 4 einerseits und dem zweiten Verschlußteil 3.2 andererseits und ggf. zwischen dem zweiten Ver- schlußteil 3.2 und der oberen Sitzfläche 2f sorgen dafür, daß dieser und der nachgeordnete Bereich auch mit Reinigungsmittel R beaufschlagt und damit gereinigt wird. Bei entsprechender Dimensionierung dieses Bypasses für Reinigungsmittel R kann die gesamte Be- und Entgasungsleitung 5 bis zu ihrer Einmündung in den Flüssigkeitstank 1 hinreichend gereinigt werden.

Im Unterschied zur ersten Ausführungsform gemäß den Figuren 3 bis 5 zeigt Figur 8 ein einstückig ausgeführtes Schaltglied 3, bei dem das erste Verschlußteil 3.1 und das zweite Verschlußteil 3.2 in Verbindung mit der Verbindungsstange 3a eine homogene Einheit bilden, die vorzugsweise aus einem geeigneten Kunststoff hergestellt wird.

Eine zweite Ausführungsform der vorgeschlagenen Vorrichtung gemäß der Erfindung ist in den Figuren 3a bis 8a dargestellt, wobei die Unterschiede gegenüber der ersten Ausführungsform in Bezug auf den schwimmfähigen Körper 4 lediglich dessen Mantelfläche und in Bezug auf das Schaltglied 3 im wesentlichen Ausgestaltungen im Bereich des ersten und des zweiten Verschlußteils 3.1 bzw. 3.2 sowie der Führungsrippen 3.1b betreffen. Der schwimmfähige Körper 4 ist, wie vorstehend bereits beschrieben, gleichfalls ringförmig ausgebildet und wird außenseits von einer zylindrischen Mantelfläche 4c* begrenzt (siehe beispielsweise Figur 3a). Im übrigen entspricht er in Ausge- staltung und Funktion dem bereits vorstehend im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschriebenen schwimmfähigen Körper 4.

Das Schaltglied 3 besitzt ein tellerförmiges erstes Verschlußteil 3.1 und ein gleichermaßen ausgestaltetes zweites Verschlußteil 3.2. In das zweite Verschlußteil 3.2 sind Durchtrittsöffnungen 3.2b in Form von wenigstens drei über dessen Umfang verteilten, von außen eingreifenden, randständigen Ausnehmungen ausgebildet. Ebensolche randständigen Ausnehmungen 3.1 b* sind im ersten Verschlußteil 3.1 vorgesehen (s. Figuren 7a und 8a). Zwischen den Ausnehmungen 3.1b* oder 3.2b, jeweils im Umfangsbereich gesehen, verbleibende Stege 3.1c bzw. 3.2c dienen der Zentrierung des Schaltgliedes 3 und seiner Verschlußteile 3.1 , 3.2 innerhalb des Gehäuses 2a. Das zweite Verschlußteil 3.2 ist, wie dies beispielsweise Figur 3a zeigt, in seinem zentrischen Bereich zwischen den Ausnehmungen 3.2b vorzugsweise kugelkalottenförmig ausgeführt. An der Unterseite des ersten Verschlußteiles 3.1 sind wenigstens drei über den Umfang verteilte Führungsrippen 3.1 b vorgesehen, die sich in den unteren Anschluß 2c so weit axial erstrecken, daß sie dort die radiale und axiale Führung des Schaltgliedes 3 über dessen gesamten Schalthub bewirken. Durch die kugelkalottenförmige Ausbildung des zweiten Verschlußteiles 3.2 kommt es in der oberen Endlage des Schaltgliedes 3 zu dessen eindeutiger und klar definierter Anlage an der oberen Sitzfläche 2f im Bereich des Überganges zwischen dem Innenraum des Gehäuses 2a und der oberen Gehäuseöffnung 2i im oberen Anschluß 2d (Figur 6a).

Im übrigen entspricht die Wirkungsweise des modifizierten Schaltgliedes 3 im Rahmen der zweiten Ausführungsform jener des Schaltgliedes 3, wie es bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform (s. Figuren 3 bis 7) zur Anwendung kommt. Die dortigen diesbezüglichen Erläuterungen sind sinngemäß auf die zweite Ausführungsform gemäß den Figuren 3a bis 7a übertragbar und brauchen an dieser Stelle nicht wiederholt zu werden.

Eine dritte Ausführungsform der vorgeschlagenen Vorrichtung ist in den Figuren 9 und 10 dargestellt. Im Unterschied zur ersten oder zweiten Ausführungsform gemäß den Figuren 3 bis 7 bzw. den Figuren 3a bis 7a ist hier das erste Verschlußteil 3.1* des Schaltgliedes 3 schieberartig ausgeführt. Die Verbindung zwischen dem ersten Verschlußteil 3.1* und dem zweiten Verschlußteil 3.2 erfolgt über ein Rohr 3a*, das mit seiner zylindrischen Mantelfläche eine Haube 21 um- schließt, die an ihrer oberen Stirnseite geschlossen ist und mit ihrem anderen, offenen Ende in die untere Gehäuseöffnung 2h im unteren Anschluß 2c übergeht. Die Haube 21 besitzt oberhalb ihres Anschlusses an das Gehäuse 2a, über den Umfang verteilt, mehrere Durchlaßöffnungen 2m, die von dem schieberartig ausgebildeten ersten Verschlußteil 3.1*, abhängig von dessen jeweiliger Hublage, mehr oder weniger freigegeben werden.

Die Draufsicht auf das Schaltglied 3 zeigt (Figur 10), daß die Durchtrittsöffnungen 3.2b in Form von wenigstens drei, über den Umfang des Verschlußteils 3.2 verteilten, in letzteres von außen eingreifenden, randständigen Ausnehmungen aus- gebildet sind. Ansonsten entspricht die dritte Ausführungsform im wesentlichen jener der ersten oder der zweiten, so daß auf weitere Ausführungen hinsichtlich Ausführung und Funktion verzichtet werden kann.

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung (2) zum Zuführen eines flüssigen Reinigungsmittels (R) und zum Zu- und Abführen eines gasförmigen Mittels (G) an einem Flüssigkeitstank (1 ), insbesondere Biertank, • mit einem ein Gehäuse (2a) der Vomchtung (2) mit einer Be- und Entgasungsleitung (5) verbindenden oberen Anschluß (2d),

• einem mittleren Anschluß (2b) zum Zuführen des flüssigen Reinigungsmittels (R) und zum Zu- und Abführen des gasförmigen Mittels (G),

• einem unteren Anschluß (2c), der in wenigstens eine zu einer Reinigungs- einrichtung (7) für flüssiges Reinigungsmittel (R) führenden Reinigungsleitung (6) einmündet,

• einem im Gehäuse (2a) vertikal geführten, frei beweglichen Schaltglied (3),

• das ein dem unteren Anschluß (2c) zugeordnetes erstes Verschlußteil (3.1 ; 3.1 *) und ein dem oberen Anschluß (2d) zugeordnetes zweites Verschlußteil (3.2) aufweist,

• die voneinander beabstandet und miteinander fest verbunden sind,

• wobei in einer unteren Endlage des Schaltgliedes (3) das erste Verschlußteil (3.1 ; 3.1 ^*) den unteren Anschluß (2c) und in einer oberen Endlage des Schaltgliedes (3) das zweite Verschlußteil (3.2) den oberen An- schluß (2d) verschließt,

• mit Durchtrittsöffnungen (3.2b) im zweiten Verschlußteil (3.2),

• die in allen Stellungen des Schaltgliedes (3) eine alleinige Verbindung zwischen dem mittleren Anschluß (2b) und dem oberen Anschluß (2d) innerhalb des Gehäuses (2a) herstellen, und • einem in dem flüssigen Reinigungsmittel (R) schwimmfähigen Körper (4),

• der im Gehäuse (2a) vertikal frei beweglich geführt ist,

• der in Verbindung mit einer Sitzfläche (4a) in einer durch Auftriebskraft im flüssigen Reinigungsmittel (R) bestimmten Zwischenstellung an dem zweiten Verschlußteil (3.2) zur Anlage kommt und dort die Durchtrittsöff- nungen (3.2b) verschließt und

• der über den gesamten Schalthub des Schaltgliedes (3) in seiner Verschlußlage gegenüber den Durchtrittsöffnungen (3.2b) verbleibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das erste Verschlußteil (3.1 ) als Sitzteller ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das erste Verschlußteil (3.1*) schieberartig ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnungen (3.2b) dem Umfangsbereich des Gehäuses (2a) benachbart sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durch- trittsöffnungen (3.2b) einen Kranz von Bohrungen, vorzugsweise durchmessergleichen Bohrungen, bilden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnungen (3.2b) in Form von wenigstens drei über den Umfang des Verschlußteils (3.2) verteilten, in letzteres von außen eingreifenden, randständigen Ausnehmungen ausgebildet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verschluß des oberen Anschlusses (2d) die Querschnitte der Durchtrittsöffnungen (3.2b) mit dem Querschnitt einer im oberen Anschluß (2d) gebildeten zentrischen Gehäuseöffnung (2i) keine oder eine geringe Schnittmenge bilden.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltglied (3) einstückig ausgeführt ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltglied (3) mehrstückig ausgeführt ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftriebskraft des schwimmfähigen Körpers (4) im flüssigen Reinigungsmittel (R) kleiner ist als die um die Auftriebskraft des Schaltgliedes (3) im flüssigen Reinigungsmittel (R) verminderte Gewichtskraft desselben.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichtskraft des Schaltgliedes (3) größer ist als die resultierende Strömungskraft, die bei Zufuhr des mit maximaler Förderleistung bereitgestellten gasförmigen Mittels (G) auf das Schaltglied (3) entgegen der Richtung der Gewichtskraft wirkt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichtskraft des schwimmfähigen Körpers (4) größer ist als die resultierende Strömungskraft, die bei Zufuhr des mit maximaler Förderleistung bereitgestellten gasförmigen Mittels (G) auf den schwimmfähigen Körper (4) entgegen der Richtung der Gewichtskraft wirkt.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich der schwimmfähige Körper (4) entgegen seiner Auftriebsrichtung außenseits verjüngt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der schwimmfähige Körper (4) ringförmig ausgebildet ist und eine zentrische Durchtrittsöffnung (4b) aufweist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der schwimmfähige Körper (4) in seiner unteren Endstellung geringfügig unterhalb der Mitte des mittleren Anschlusses (2b) angeordnet ist, und daß diese Endstellung durch gehäuseseitige Anschläge (2k) begrenzt ist.