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Füllvorrichtung für Behälter, insbesondere Tankwagenbehälter, mit
selbsttätiger Absperrung Die Erfindung betrifft eine Füllvorrichtung für Behälter,
insbesondere Tankwagenbehälter, mit selbsttätiger Absperrung unter Verwendung einer
starr mit dem Absperrelement, verbundenen bewegbaren Druckfläche.
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. Bei bekannten Ausführungen erfolgt die Füllung eines Behälters über
ein Füllrohr, dessen zu dem Behälter offene Mündung nahe über dem Behälterboden
liegt. Diese Mündung ist vorzugsweise in Form mehrerer am unteren Teil am Umfang
des Füllrohres vorgesehener Öffnungen ausgebildet. Diese Öffnungen sind beispielsweise
mittels Schiebern verschließbar. Die Betätigung dieser Schieber erfolgt selbsttätig
und wird durch den Flüssigkeitsspiegel in dem Behälter mittels Schwimmer gesteuert,
so daß die in dem Füllrohr angeordneten. Öffnungen automatisch abgedichtet werden,.
wenn der Flüssigkeitsspiegel-in dem Behälter die vorgeschriebene Höhe erreicht.
Eine derartige Steuerung arbeitet infolge des erforderlichen schweren Gestänges
und der auftretenden Reibungen schleppend, so daß sie sich nicht für einen Betrieb
bei hohen Drücken und Geschwindigkeiten eignet.
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Andere bekannte Ausführungen sehen an dem Behälter in senkrechter
Richtung bewegbare kleinere Behälter vor, die -über ein Gestänge angelenkt sind
und in die ein Überlaufrohr des Hauptbehälters mündet. Diese- kleineren bewegbaren
Behälter
stehen über ein Gestänge mit einem Ventilkörper in einer
Zuführleitung- in Verbindung. Wenn der Flüssigkeitsstand in dem Hauptbehälter eine
bestimmte Höhe überschreitet, so daß Flüssigkeit durch die.Überlaufrohre in die
bewegbar angehängten Behälter fließt, drückt das durch die eingeflossene Flüssigkeit
erhöhte Gewicht dieser angehängten Behälter den Ventilkörper auf seinen Sitz, so
daß die Zuführleitung abgeschlossen wird.
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Diese bekannten Einrichtungen benötigen zahlreiche Mittel, indem besondere
Behälter, die ein erhebliches Gewicht haben, bewegbar über ver- _ schwenkbare Gestänge
angelenkt werden müssen, wobei noch zusätzlich für einen Ausgleich des reinen Behältergewichtes
Sorge getragen werden muß, um eine nur annähernd genauere Steuerung zu erzielen.
Hierbei ist ständig die Gefahr von Verklemmungen der sich gegeneinander bewegenden
Teile gegeben, da diese Teile robust ausgeführt sein müssen und allgemein offen
liegen. Außerdem besteht'der Nachteil, daß als Überlaufrohre bewegbare Leitungen
verwendet werden müssen. Die Ansprechgenauigkeit dieser Einrichtung ist insbesondere
deshalb gering, weil die Betätigung. des Ventils erst erfolgt, nachdem sich eine
bestimmte Menge Flüssigkeit in dem bewegbaren Behälter angesammelt hat.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Füllvorrichtung
zu schaffen, die auch unter schwierigen Bedingungen betriebssicher arbeitet und
deren bewegbare Teile. voll gekapselt sind. Die Ansprechgenauigkeit dieser Einrichtung
wird dadurch gegenüber der Ansprechgenauigkeit bekannter Einrichtungen bedeutend
erhöht, daß der zum Schließen des Ventils erforderliche Druck nicht durch einen
sich nur langsam ändernden Flüssigkeitsdruck erzeugt wird.
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Erfindungsgemäß stehen beide . Seiten der in einem Gehäuse angeordneten
bewegbaren Druckflache mit der Fülleitung in Verbindung. Der Zugang zu der- Seite
der Druckfläche, deren Beaufschlagung das Absperrelement von seinem Sitz abhebt,
ist in Abhängigkeit von dem Flüssigkeitsstand in dem Behälter abhebbar. Als Druckquelle
wird daher bei der Erfindung der in der Fülleitung beim Füllen des Behälters vorhandene
Druck ausgenutzt, so daß eine hohe Ansprechgenauigkeit erzielt wird. Der Flüssigkeitsstand
in dem`Behälter dient hierbei lediglich zur Steuerung für die Anlegung dieses Druckes,
so daß schon geringe Höhenänderungen des Flüssigkeitsspiegels ausreichen, um .die
Absperrvorrichtung zu betätigen.
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Eine Umgehungsleitung mündet beiderseits der bewegbaren Druckfläche
in den Raum, in welchem diese bewegbar ist. Die Umgehungsleitung steht zugleich
mit dem zu dem Füllanschluß liegenden Raum des Gehäuses der Absperrvorrichtung in
Verbindung und weist eine oder- mehrere Steuereinrqhtungeg auf.. Diese. Steuereinrichtungen
sind. vorzugsweise- als -mittels -eines Schwimmers betätigtes- Umsteuerventil ausgeführt.
Es besteht auch die Möglichkeit, in - der- Umgehungsleitung einen Drehschieber vorzusehen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die bewegbare Druckfläche
als eine Wand des zum Füllanschluß liegenden Raumes des Gehäuses der als Ventil
ausgeführten Absperrvorrichtung angeordnet- und weist eine größere Druckfläche als
der Ventilteller auf. Eine Feder, die vorzugsweise auf die bewegbare Druckfläche
einwirkt, drückt die Absperrvorrichtung in ihre Schließstellung.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels. Es zeigt
Fig. i die erfindungsgemäße Füllvorrichtung in der Anordnung auf der Oberseite eines
Behälters mit einem angeschlossenen Füllrohr im Schnitt, Fig. 2 die vor einer -an
der Unterseite in den Behälter mündenden Öffnung angeordnete Füllvorrichtung.
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Von einem Flüssigkeitsbehälter ist lediglich ein Stück der Oberseite
i und des Behälterbodens 2 dargestellt. Die Oberseite ist an der Füllstelle mit
einem Dom 3 versehen. In dem Domdeckel 4 ist beispielsweise mittels eines Flansches
5 ein Füllrohr 6 befestigt, das bis in die Nähe des Behälterbodens 2 reicht. Auf
den oberen Flansch 5 des Behälterrohres ist das Gehäuse 7 der Füllvorrichtung aufgesetzt.
Dieses Gehäuse enthält eine als Ventil ausgebildete Absperrvorrichtung 8 mit dem
zugehörigen Ventilsitz, der, durch eine Buchse g gebildet wird, und einen in einer
Buchse io bewegbaren Kolben ii. An dem Umfang des Kolbens. i i ist eine zwischen
ihm und der Buchse io wirkende Dichtung 15 vorgesehen. Dieser Kolben i i bildet
eine bewegbare Wand des Raumes oberhalb des Ventils B. Seine zu dem Ventil liegende
Seite ist dem gleichen Druck ausgesetzt wie die nach oben gerichtete Seite des Ventiltellers
B. Der Kolben i i ist mittels einer Kolbenstange 12 starr mit dem Ventilteller 8
verbunden. Zur Führung der Kolbenstange 12 dient eine Lagerbuchse 13,
die
durch Arme 14 im Gehäuse 7 bzw. im Ausführungsbeispiel an der Buchse g, die den
Ventilsitz bildet, befestigt ist.
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Diel den Ventilteller 8 und den Kolben i i bildende Einheit wird durch
eine Feder 16 'in der Art beaufschlagt, daß der Ventilteller 8 ständig einen Druck
in Richtung seines Sitzes erfährt.
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In das Gehäuse 7 mündet zwischen der zylindrischen Führungswand für
den Kolben ii und dem Ventilsitz 9 der Füllanschluß 17. Außerdem ist in diesem Bereich
des Gehäuses eine Leitung 18 angeschlossen, die zu einem Umsteuerventil i9
führt. Eine weitere Leitung 2o verbindet das Umsteuerventil 19 mit dem Raum
2 1 oberhalb des Kolbens i i. Das Umsteuerventil steht außerdem über das Rohr 22
mit dem Behälter -i in Verbindung.; Dieses Rohr dient zur Führung einer Stoßstange
23, welche die Bewegungen eines Kugelschwimmers 24 auf den Ventilkörper 25 des-Umsteuerventils
überträgt. Der Schwimmer 24 ist am unteren Ende des Rohres so angeordnet, daß er
die Stoßstange 23 bei leerem oder ungenügend.
gefülltem Behälter
nach unten zieht. Diese dem Ventilkörper 25 mitgeteilte Bewegung wird durch eine
ebenfalls auf den Ventilkörper einwirkende Feder 26 unterstützt. Das Umsteuerventil
ist als abwechselnd wirkendes Zwillingsventil ausgeführt. Die Ventilsitze 27, 28
befinden sich an den Stirnseiten des Gehäuses des Umsteuerventils ig. Der Ventilkörper
25 ist an seinen Stirnseiten mit je einem Ventilkegel ausgestattet. Der Abstand
der Ventilkegel voneinander ist geringer als der Abstand der Ventilsitze, so daß
in jeder Endlage des Ventilkörpers 25 ein Ventil geschlossen ist, während das andere
geöffnet ist. Der Ventilkörper trägt radial vorspringende und gleichmäßig um seinen
Umfang verteilte Anschläge 29, die zur Führung an der Innenseite des Gehäuses des
Umsteuerventils ig dienen.
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Die Wirkungsweise der Füllvorrichtung ist folgendermaßen: Bei leerem
Behälter zieht der verschwenkbar an dem Rohr 22 über einem Hebel angelenkte Kugelschwimmer
24 den Ventilkörper 25 nach unten, so daß die durch den Ventilsitz 27 gebildete
Öffnung zu dem Behälter geschlossen und die durch den Ventilsitz 28 gebildete Öffnung
zu der Leitung 18, die in das Gehäuse 7 zwischen dem Kolben i i und dem Ventil 8
mündet, offen ist. Durch diese Stellung des Umsteuerventils sind die Leitungen 18
und 2o miteinander verbunden, so daß der Raum 2i auf der Oberseite des Kolbens ii
an den Raum angeschlossen ist, in den der Füllstutzen 17 mündet. Das Ventil 8 wird
durch die Feder 16 auf seinen Sitz gedrückt-Wenn Flüssigkeit durch den Füllstutzen
17 in das Gehäuse 7 strömt, so beaufschlagt der Druck zunächst die Unterseite des
Kolbens i i und die Oberseite des Ventiltellers B. Da die wirksame Fläche des Kolbens
größer als die des Ventiltellers 8 ist, öffnet sich das Ventil entgegen der Wirkung
der Feder 16 erst, wenn der von der Flüssigkeit ausgeübte Druck durch die Leitung
18, das Umsteuerventil ig und die Leitung 2o den Raum 2i erreicht und auch auf die
Oberseite des Kolbens i i wirkt. Nunmehr wird das Ventil 8 durch den Druck der Flüssigkeit
von seinem Sitz g abgehoben und der Behälter durch das Füllrohr 6 gefüllt. Wenn
der Flüssigkeitsspiegel die vorgeschriebene Höhe in dem Behälter erreicht hat, wird
der Kugelschwimmer 24 angehoben und dadurch über das Gestänge 23 der Ventilkörper
25 in die in Fig. i gezeigte Stellung gebracht. Die Leitung 18 ist nunmehr verschlossen,
so daß keine Druckflüssigkeit von dem Füllanschluß in den Raum 2i auf die Oberseite
des Kolbens gelangen kann. Der Druck in diesem Raum läßt daher nach, zumal er durch
die von dem Ventilsitz 27 gebildete Öffnung mit dem nicht unter Druck stehenden
Innenraum des Behälters unterhalb des Domdeckels q. in Verbindung steht. Der durch
die zugeführte Flüssigkeit ausgeübte Druck wirkt in dem Gehäuse 7 nunmehr auf die
Unterseite des Kolbens ii sowie die Oberseite des Ventiltellers B. Infolge der gegenseitigen
Bemessung der diesem Druck ausgesetzten Flächen wird der Ventilteller 8 durch den
hochgedrückten.Kolben an seinen Sitz 9
geführt und das Absperrventil geschlossen.
Auch wenn danach keine Druckflüssigkeit mehr durch den Füllstutzen 17 zugeführt
wird, bleibt das Ventil 8 unter der Einwirkung der Feder 16 geschlossen.
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Die Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung bei Einbau des
Gehäuses 7 der Füllvorrichtung an dem Boden :2 des Behälters. Während bei der Anordnung
nach Fig. i die Feder 16 auch das Gewicht des Kolbens i i und Ventiltellers 8 sowie
der Kolbenstange 12 zutragen hatte; ist diese Feder bei der Ausführung gemäß Fig.
2 nur zur Gewährleistung einer Rückführung des Kolbens i i in die Endlage vorgesehen,
bei der der Ventilteller 8 auf seinem Sitz liegt. Die Wirkung der Feder wird hierbei
von dem Gewicht der Teile 8, i i und i2 unterstützt. Der Unterschied gegenüber der
Ausführung gemäß der Fig. i liegt in der Verwendung eines Drehschiebers 31 als Umsteuerorgan.
Dieser Drehschieber steht derart unter der Einwirkung des Kugelschwimmers 2q., daß'
die Leitungen 18 und 2o bei ungenügender Füllung des Behälters durch den Drehschieber
miteinander verbunden sind. Wenn der Flüssigkeitsstand in dem Behälter seinen vorgeschriebenen
Wert erreicht, verstellt der angehobene Schwimmer den Drehschieber derart, daß die
Leitung go mit einer Auslaßöffnung 32 in dem oberen Raum des Behälters in Verbindung
gesetzt wird, während die Leitung 18 abgetrennt wird. Die Wirkung der .Anordnung
gemäß Fig. 2 ist die gleiche wie an Hand der Fig. i beschrieben.