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Dokumentenidentifikation DE60120912T2 01.02.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001248886
Titel VENTIL
Anmelder Keeley, Michael Leonard Patrick, Birmingham, GB;
Burgin, Leslie, Solihull, GB
Erfinder keeley, Michael Leonard Patrick, Marstron Green, Birmingham B37 7BE, GB;
Burgin, Leslie, Solihull, West Midlands B92 8JG, GB
Vertreter v. Bezold & Sozien, 80799 München
DE-Aktenzeichen 60120912
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 17.01.2001
EP-Aktenzeichen 019005545
WO-Anmeldetag 17.01.2001
PCT-Aktenzeichen PCT/GB01/00165
WO-Veröffentlichungsnummer 2001053615
WO-Veröffentlichungsdatum 26.07.2001
EP-Offenlegungsdatum 16.10.2002
EP date of grant 21.06.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 01.02.2007
IPC-Hauptklasse E03D 1/32(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Ventil zum Regeln bzw. Steuern des Flusses von Wasser unter Druck in einer Speicher-Zisterne oder einem Tank, wie es in der häuslichen und der industriellen Wasserversorgung und in sanitären Systemen verwendet wird. Ein Ventil, das die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 aufweist, ist aus der US-A-3 763 831 bekannt.

Die Verwendung derartiger Schwimmerventile für derartige Zwecke ist gut bekannt, hat jedoch eine Anzahl an Nachteilen, wie beispielsweise seine Fehleranfälligkeit und die Unfähigkeit, aufgrund von Verstopfung, der Ansammlung von mineralischen Ablagerungen und der Verschlechterung von Dichtelementen, ein Ventil vollständig zu schließen, wenn es dadurch in die geschlossene Position gedrückt wird, dass ein Schwimmer in einer Zisterne steigt. Im Allgemeinen ist die Betriebsweise derartiger Ventile so, dass sie nicht dicht schließen, und sie neigen dazu, dann, wenn der Schwimmer ansteigt, länger als erwünscht in einem teilweise geöffneten Zustand zu verbleiben. Herkömmliche Schwimmerventile sind zudem kostenintensiv in der Herstellung und entsprechend kostenintensiv bei der Installation.

Ein wichtiges Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein bekanntes Schwimmerventil sowohl hinsichtlich der Kosten als auch hinsichtlich der Funktionalität zu verbessern. Insbesondere zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, ein Schwimmerventil bereitzustellen, das vollständig schließt, und das so unverzüglich wie möglich, was ein unerwünschtes „Tröpfeln" vermeidet, wenn das Wasser in der Zisterne das gewünschte Niveau erreicht hat. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Schwimmerventil zur Verfügung zu stellen, dass „versagenssicher" in der Hinsicht ist, dass die Anordnung normalerweise die Wasser-Zufuhr schließt, bis sie durch das Absinken des Schwimmers geöffnet wird, was im Gegensatz zu herkömmlichen Anordnungen steht, in denen das Ventil gegen die geöffnete Position vorgespannt ist und nur dann schließt, wenn der Schwimmer steigt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Ventil zum Steuern bzw. Regeln des Flusses von Wasser in einen Tank bereitgestellt, wobei das Ventil die Merkmale von Anspruch 1 aufweist.

Vorzugsweise weist der Schwimmerstab entlang seiner Länge Anschläge auf, zwischen denen sich der Schwimmer bewegen kann. Das Primärventilelement ist vorzugsweise ein Kolben, der in einer Bohrung hin- und herbeweglich ist und der die stromaufwärtige Kammer und die stromabwärtige Kammer verbindet und an einer Membran angebracht ist, die die stromaufwärtige Seite der stromabwärtigen Kammer überspannt und die Steuer- bzw. Regel-Oberfläche mit der vergrößerten Querschnittsfläche bildet.

Die Membran kann sandwichartig zwischen Stütz-Platten angeordnet sein, die zusammen mit der Membran mit einer Schraube an dem stromabwärtigen Ende des Kolbens befestigt sein kann, die eine koaxiale Bohrung aufweist, wobei die Schraube in eine koaxiale Bohrung des Kolbens eingreift, wodurch sie die stromaufwärtige Kammer und die stromabwärtige Kammer des Ventils miteinander verbindet. Vorzugsweise fungiert eine Druckfeder zwischen der stromabwärtigen Seite der stromabwärtigen Kammer und der Membran, um den Kolben in die Schließ-Position des Primärventilelements vorzuspannen.

Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Zuhilfenahme eines den Schutzbereich nicht begrenzenden Beispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei:

1 eine Frontansicht eines Schwimmerventils gemäß der vorliegenden Erfindung ist,

2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-D nach 1 ist,

3 eine Querschnitts-Explosionsansicht entlang der Linie B-B von 1 ist und

4 eine Explosions-Querschnittsansicht entlang der Linie B-C von 1 ist.

Ein Ventilkörper 19 umfasst Komponenten 19A und 19B, die durch einen am Umfang angeordneten Satz an Schrauben 20 zusammen gehalten werden. Die Komponente 19B weist einen koaxialen Einlass-Anschluss 21 zum Anschluss an eine unter Druck stehende Wasserquelle (nicht eingezeichnet) auf und in der Komponente 19B ist eine stromaufwärtige Kammer 22 angeordnet, die mit zwei Auslasshähnen 17 und 17A in Verbindung steht. Innerhalb der Komponente 19A befindet sich eine stromabwärtige Kammer 23, die eine vertikale Auslass-Öffnung 24 besitzt. Ein hohler Unterstützungskörper 11 ist in die Auslass-Öffnung 24 eingeschraubt, um mit einem zwischengeschobenen O-Ring 12 einen Sitz für ein sekundäres Ventil 25 bereitzustellen. Das sekundäre Ventil 25 ist durch einen Schaft 10 mit einem Klemm-Block 8 verbunden, der zudem an dem oberen Ende eines Schwimmerstabs 14 befestigt ist, der vertikal in einer Bohrung 26 in der Rückseite des Ventilkörper-Abschnitts 19A bewegbar ist. An einer Position unterhalb des Ventilkörpers 19 weist der Schwimmerstab 14 Anschläge 15 auf, die an diesem durch Schrauben 9 einstellbar befestigt sind, und zwischen diesen Anschlägen 15 ist ein Schwimmer-Körper 16 entlang des Schwimmerstabs 14 bewegbar.

Innerhalb des Ventilkörpers 19 befindet sich eine koaxiale Bohrung 27, die die stromaufwärtige Kammer 22 mit der stromabwärtigen Kammer 23 verbindet und die zu dem Einlass 21 ausgerichtet ist. Ein Primärventilelement in Form eines Kolbens 3 ist in der Bohrung 27 zwischen Positionen hin- und herbewegbar, in denen sein stromaufwärtiges Ende den Einlass 21 schließt (2) und in der es sich auf die stromaufwärtige Kammer 23 zurückzieht, wodurch die Verbindung zwischen dem Einlass 21 und den Auslasshähnen 17 und 17A durch die stromaufwärtige Kammer 22 geöffnet wird.

Eine Membran 5 ist zwischen den Komponenten 19A und 19B des Ventilkörpers gefangen und überspannt die stromaufwärtige Seite der stromabwärtigen Kammer 23. Die Membran 5 ist zwischen Stütz-Platten 4 sandwichartig angeordnet, die an das stromaufwärtige Ende des Kolbens 3 durch eine Ausgleichsschraube 6 angeklemmt sind, wodurch eine schraubgewindete Verbindung mit dem stromaufwärtigen Ende der koaxialen Bohrung 28 durch den Kolben 3 gebildet wird. Die Schraube 6 weist zudem eine koaxiale Bohrung auf und hierdurch steht die stromabwärtige Kammer 23 des Ventils in ständiger Verbindung mit dem Einlass 21, wie auch immer die Position des Kolbens 3 sei. Eine Druckfeder 7 spannt die Anordnung aus Membran 5, Stütz-Platten 4, Schrauben 6 und Kolben 3 auf die geschlossene Ventil-Position des letzteren vor, in der das stromaufwärtige Ende des Kolbens die Verbindung zwischen dem Einlass 21 und den Hähnen 17 und 17A verschließt.

Im Betrieb ist das Ventil 19 in einer Zisterne (nicht eingezeichnet) montiert, wobei der Schwimmerstab 14 sich vertikal in die Zisterne erstreckt. Die Anschläge 15 sind entlang der Länge des Schwimmerstabs 14 angeordnet, um die Wasser-Pegel innerhalb der Zisterne festzulegen, innerhalb derer das Ventil 19 in Betrieb ist.

Unter der Annahme, dass die Zisterne zunächst leer ist, halten die Gewichte des Schwimmers 16 und des Schwimmerstabs 14 das Ventil 25 offen. Wasser kann frei durch die sekundäre Ventil-Öffnung 24 fließen, so dass der Wasserdruck, der auf das stromaufwärtige Ende des Kolbens wirkt, letzterem in die Offen-Stellung drückt, in der Wasser aus dem Einlass 21 durch die Hähne 17, 17A fließen kann, um die Zisterne zu füllen.

Wenn der Wasser-Pegel in der Zisterne hinreichend weit gestiegen ist, so dass der Schwimmer 16 den oberen Anschlag 15 und mit ihm den Schwimmerstab 14 anhebt, befindet sich das sekundäre Ventil 25 auf seinem Sitz und schließt damit den Auslass 24 der stromabwärtigen Kammer. Der Druck in der stromabwärtigen Kammer 23 steigt daher an, bis er dem Druck in dem Einlass 21 entspricht; da jedoch die Querschnittsfläche der Membran 5 wesentlich größer ist als die Querschnittsfläche des stromaufwärtigen Endes des Kolbens 3 wird er letztere auf die Schließ-Position gedrückt, in der er die Verbindung zwischen dem Einlass 21 und den Hähnen 17, 17A schließt. Diese Position bleibt erhalten, bis ein Abfallen des Wasser-Pegels in der Zisterne dazu führt, dass der Schwimmer 16 erneut das sekundäre Ventil 27 von seinem Sitz entfernt, woraufhin das primäre Ventil 3 erneut öffnet.

Es ist offensichtlich, dass viele Veränderungen der oben beschriebenen Ausführungsform möglich sind. Merkmale, die beschrieben und dargestellt worden sind, da sie zum gegenwärtigen Zeitpunkt als wünschenswert erscheinen, sind nicht notwendig, wie beispielsweise das Vorhandensein der Feder 7, das Vorhandensein von zwei Hähnen 17, 17A und der einstellbaren Anschläge 15 auf dem Schwimmerstab. Die Feder 7 ist entbehrlich und die stromaufwärtige Kammer 22 kann einen Auslass oder mehr als zwei Auslässe aufweisen. Der Schwimmer kann fest an dem Schwimmerstab befestigt sein. Es ist offensichtlich, dass der Ventil-Körper 19 auch eine andere Konstruktion aufweisen kann.

Es wird zudem das Vorhandensein einer Membran, wie die mit dem Bezugszeichen 5 bezeichnete als nicht notwendig betrachtet. Es ist lediglich notwendig, dass die Querschnittsfläche des Primärventilelements, das der stromaufwärtigen Kammer zugewandt ist, größer ist als die, die dem Einlass zugewandt ist.


Anspruch[de]
Ventil (19) zum Regeln bzw. Steuern des Flusses von Wasser unter Druck in einen Tank, wobei das Ventil (19) Folgendes umfasst: eine stromaufwärtige Kammer (22) mit einem Einlass (21) und einem ersten Auslass (17, 17A), wobei der Einlass (21) mit einer Wasserquelle unter Druck in Verbindung gebracht werden kann, eine stromabwärtige Kammer (23) in Verbindung mit der stromaufwärtigen Kammer (22) und mit einem zweiten Auslass (24), ein Primärventilelement (3), das zwischen einer Position zum Schließen und einer Position zum Öffnen der Verbindung zwischen dem Einlass (21) und dem ersten Auslass (17, 17A) der stromaufwärtigen Kammer (22) beweglich ist, und ein Sekundärventilelement (25), das zwischen Positionen zum Schließen und Öffnen des zweiten Auslasses (24) der stromabwärtigen Kammer (23) beweglich ist, wobei mit dem Primärventilelement (3) eine stromaufwärtige und eine stromabwärtige Steuerfläche mit ungleicher Querschnittsfläche assoziiert ist, von denen die Steuerfläche mit der größeren Querschnittsfläche (5) der stromabwärtigen Kammer (23) ausgesetzt ist und wobei die Anordnung derart ist, dass, wenn das Sekundärventilelement (25) den Auslass (24) der stromabwärtigen Kammer (23) öffnet, das Primärventilelement (3) durch den Wasserdruck an der Steuerfläche mit der kleineren Querschnittsfläche in seine offene Position gedrückt wird, so dass der Einlass (21) der stromaufwärtigen Kammer (22) mit ihrem ersten Auslass (17, 17A) in Verbindung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der genannten Auslässe (17, 17A, 24) am oberen Ende des Ventilkörpers angeordnet ist und der erste Auslass (17, 17A) vertikal öffnet, wobei das Primärventilelement (23) ein Ventil ist, das durch den Wasserdruck in der stromabwärtigen Kammer (23) in die geschlossene Position gedrückt wird, wobei ein Schwimmerstab (14), der axial von einem in Wasser in dem Tank schwimmenden Schwimmer (16) vertikal bewegt werden kann, die Aufgabe hat, das Sekundärventilelement (25) hinabzuziehen, um es aus seinem Sitz in die offene Position zu bewegen, wenn Wasser in dem Tank unter einen vorbestimmten Pegel abfällt und das Gewicht des Schwimmers ausreicht, um das Sekundärventilelement (25) zu öffnen. Ventil (19) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmerstab (14) Anschläge (15) über seine Länge aufweist, zwischen denen sich der Schwimmer (16) bewegen kann. Ventil (19) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Primärventilelement (3) ein Kolben (3) ist, der in einer Bohrung (27) hin und her beweglich ist, die die stromaufwärtige (22) und die stromabwärtige (23) Kammer verbindet und an einer Membran (5) befestigt ist, die die stromaufwärtige Seite der stromabwärtigen Kammer (23) überspannt und die genannte Steuerfläche mit der größeren Querschnittsfläche bildet. Ventil (19) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (5) zwischen Tragplatten (4) sandwichartig eingeschlossen ist, die, zusammen mit der Membran (5), am stromabwärtigen Ende des Kolbens (3) mit einer mit einer koaxialen Bohrung versehenen Schraube (6) befestigt sind, wobei die Schraube (6) in eine koaxiale Bohrung (28) des Kolbens (3) eingreift, um dadurch die stromaufwärtige (22) und die stromabwärtige (23) Kammer des Ventils (19) miteinander in Verbindung zu bringen. Ventil (19) nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckfeder (7) zwischen der stromabwärtigen Seite der stromabwärtigen Kammer (23) und der Membran (5) wirkt, um den Kolben (3) in die geschlossene Ventilposition des Primärventilelementes (3) vorzuspannen.






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