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Dokumentenidentifikation DE60122150T2 13.09.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001296775
Titel VORRICHTUNG ZUM SPRÜHEN VON STRÖMUNGSMITTELN
Anmelder Mitchell, David, Diss, Norfolk, GB
Erfinder MITCHELL, David, Diss, Norfolk IP22 2ED, GB
Vertreter Haseltine Lake Partners GbR, 80333 München
DE-Aktenzeichen 60122150
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 26.06.2001
EP-Aktenzeichen 019436336
WO-Anmeldetag 26.06.2001
PCT-Aktenzeichen PCT/GB01/02830
WO-Veröffentlichungsnummer 2002002243
WO-Veröffentlichungsdatum 10.01.2002
EP-Offenlegungsdatum 02.04.2003
EP date of grant 09.08.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.09.2007
IPC-Hauptklasse B05B 12/08(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse B05B 12/06(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   A01G 25/16(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsabgabevorrichtung, wie eine Flüssigkeitsabgabevorrichtung, die zur Verteilung von Flüssigabfall über Landwirtschaftsflächen verwendet werden soll.

Im europäischen Patent Nr. 0548159 (und dem entsprechenden US-Patent 5316215) wird eine Flüssigkeitsabgabevorrichtung beansprucht, umfassend:

  • (i) ein Flüssigkeitsreservoir, in das eine Flüssigkeit über eine Eingangsöffnung eingebracht werden kann, damit die Flüssigkeit in dem Reservoir unter Druck gesetzt wird;
  • (ii) eine Ausgangsöffnung, über die die Flüssigkeit aus dem Reservoir unter dem Druck der Flüssigkeit in dem Reservoir ausgelassen werden kann;
  • (iii) ein Ventil zwischen dem Reservoir und der Ausgangsöffnung zur Steuerung des Durchtritts von Flüssigkeit aus dem Reservoir zur Ausgangsöffnung, wobei das Ventil hat (a) eine Öffnung, (b) ein Verschlussteil, das zum Schließen der Öffnung ausgelegt ist, und (c) eine Federeinrichtung der Bestandteile des Ventils, so dass das Ventil in der Regel unter der Kraft der Federeinrichtung und dem Druck der Flüssigkeit in dem Reservoir geschlossen gehalten wird;
  • (iv) einen Ventilregelmechanismus zum Regeln des Ventilbetriebs je nach dem Druck der Flüssigkeit in dem Reservoir; und
  • (v) eine Vorrichtung zum Übertragen des Drucks in dem Reservoir zum Ventilregelmechanismus;

    wobei das Ventilregelsystem ein bewegliches Teil umfasst, das durch den Druck der Flüssigkeit in dem Reservoir betätigt werden kann und die resultierende Kraft auf das Verschlussteil des Ventils in einer Richtung zum Öffnen des Ventils übertragen kann, und wobei die jeweiligen wirksamen Oberflächen des beweglichen Teils und des Verschlussteils und die Kraft der Federeinrichtung derart gewählt werden, dass sich das Verschlussteil öffnen lässt, wenn der Druck der Flüssigkeit in dem Reservoir einen festgelegten Wert erreicht.

Die in den vorstehenden Patenten offenbarte Flüssigkeitsabgabevorrichtung umfasst ein Gehäuse und eine innere bewegliche Wand, die das Gehäuse in erste und zweite Kammern unterteilt, die je nach der Position der inneren beweglichen Wand im Gehäuse variables Volumen aufweisen, wobei die erste Kammer Luft als komprimierbares Fluid umfasst, die zweite Kammer das Flüssigkeitsreservoir umgrenzt und die innere bewegliche Wand eine elastische Membran ist, wie ein elastischer Beutel.

Man hat jetzt gemäß einem Aspekt der Erfindung entdeckt, dass das Vorhandensein einer inneren beweglichen Wand (wie einer elastischen Membran) in dem Gehäuse nicht notwendig ist.

Gemäß der Erfindung wird eine Flüssigkeitsabgabevorrichtung bereitgestellt, umfassend:

  • (i) ein erstes Gefäß, in das eine Flüssigkeit über einen Eingangsöffnung so zugegeben werden kann, dass das erste Gefäß partiell gefüllt ist und die Flüssigkeit, welche das erste Gefäß partiell füllt, sowie die Luft in dem Rest des ersten Gefäßes unter Druck stehen;
  • (ii) eine Ausgangsöffnung, über die die Flüssigkeit aus dem ersten Gefäß unter dem Druck der Flüssigkeit und Luft in dem ersten Gefäß ausströmen kann;
  • (iii) ein Ventil zwischen dem ersten Gefäß und der Ausgangsöffnung, das den Durchgang der Flüssigkeit vom ersten Gefäß zur Ausgangsöffnung regelt, wobei das Ventil besitzt (a) eine Öffnung, (b) ein Verschlussteil, ausgelegt zum Verschließen der Öffnung und (c) eine Federeinrichtung, wobei die Anordnung der Bauteile des Ventils derart ist, dass das Ventil in der Regel von der Federeinrichtung zugehalten wird;
  • (iv) einen Ventilregelmechanismus zum Regeln des Ventilbetriebs entsprechend dem Druck der Flüssigkeit und der Luft im ersten Gefäß;
  • (v) eine Einrichtung zum Übertragen des Drucks der Flüssigkeit und der Luft im ersten Gefäß auf eine erste Kammer eines zweiten Gefäßes, beinhaltend eine bewegliche Innenwand, die das zweite Gefäß in eine erste und eine zweite Kammer unterteilt, welche je nach Stellung der beweglichen Innenwand in dem Gefäß veränderliche Volumen besitzen; und
  • (vi) eine Einrichtung zum Übertragen des Drucks der Luft in der zweiten Kammer des zweiten Gefäßes auf den Ventilregelmechanismus;

    wobei der Ventilregelmechanismus ein verschiebliches Teil umfasst, das vom Luftdruck in der zweiten Kammer betätigbar ist, und das eine daraus resultierende Kraft auf das Verschlussteil des Ventils in einer Richtung weitergibt, dass das Ventil geöffnet wird, und wobei die entsprechenden wirksamen Flächen des verschieblichen Teils und des Verschlussteils sowie die Kraft der Federeinrichtung so gewählt sind, dass das Verschlussteil offen ist, wenn der Druck der Flüssigkeit und der Luft in dem ersten Gefäß einen vorgegebenen Wert erreicht.

Das erste und/oder zweite Gefäß ist in der Regel ein festes Gefäß, kann aber auch ein nicht-festes Gefäß sein (beispielsweise ein elastisches oder nachgiebiges Gefäß), jedoch sollte die dort eingebrachte Flüssigkeit und die darin befindliche Luft darin unter Druck gesetzt werden können.

Die Eingangsöffnung umfasst ein senkrechtes Rohr, das in das erste Gefäß hinaufreicht. In diesem Fall bestimmt die Höhe des Rohrs in dem Gefäß den Spiegel der Flüssigkeit, die nach dem Auslassen im Gefäß bleibt.

Alternativ befindet sich vorzugsweise eine Ablenkplatte in dem ersten Gefäß zwischen der Ventilöffnung und dem Einlass, so dass das Innere des ersten Gefäßes teilweise in ein erstes und ein zweites Kompartiment unterteilt ist, und somit ein Flüssigkeitsstrom von einem Kompartiment ins andere möglich ist.

Die Eingangsöffnung ins erste Gefäß kann ein Rückschlagventil umfassen.

Das verschiebliche Teil des Ventilregelmechanismus umfasst entweder eine Membran in einer Druckkammer oder einen Balg. Im letzteren Fall umfasst die Vorrichtung vorzugsweise Einrichtungen zum Verändern der Länge des Balgs.

Die Federeinrichtung umfasst eine Druckfeder, und die Vorrichtung besitzt eine Einrichtung zum Verändern des Kompressionsgrades der Druckfeder.

Die Einrichtung zum Übertragen des Drucks auf den Ventilregelmechanismus umfasst eine erste Druckleitung, die das erste Gefäß direkt mit der ersten Kammer des zweiten Gefäßes verbindet, und eine zweite Druckleitung, welche die zweite Kammer des zweiten Gefäßes direkt mit der Druckkammer, welche die Membran enthält, oder mit dem Balg verbindet. Der Regulierbehälter ist vorzugsweise entweder in der ersten und zweiten Druckleitung oder in beiden angeordnet.

Das Verschlussteil des Ventils kann vorzugsweise in zwei oder mehr Stufen aufgehen, wobei das Verschlussteil unterschiedliche wirksame Oberflächen besitzt, so dass die Kraft, welche zum Öffnen des Ventils erforderlich ist, in der zweiten (oder einer späteren) Stufe geringer ist als in der ersten (oder einer früheren) Stufe.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Membran oder der Balg direkt durch den Druck der Flüssigkeit, die über die Eingangsöffnung einströmt, betätigt.

Die Ausgangsöffnung, über die die Flüssigkeit ausströmen kann, umfasst vorzugsweise ein senkrechtes drehbares Auslassrohr mit einem oder mehreren versetzten Auslassdüsen, die daran angeschlossen sind. Eine bewegliche Klappe kann an einem Ende der Auslassdüse montiert sein, oder ein beweglicher Ball ist in der Auslassdüse montiert.

Das drehbare Auslassrohr weist ein Seil oder ein Band auf, das so darum gewickelt ist, dass ein Hin- und Her-Bewegen des Seils oder Bands ein schrittweises Drehen des Auslassrohrs veranlasst oder erlaubt.

Das drehbare Auslassrohr wird vorzugsweise von einem Antriebsmechanismus gedreht, der wiederum von dem Balg angetrieben wird, welcher wiederum von einer Druckänderung angetrieben wird.

Die Vorrichtung kann zudem eine Pumpe umfassen zum Pumpen von Luft in das erste Gefäß.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Es zeigt/zeigen:

1 eine Ansicht einer bereits in Gebrauch befindlichen Flüssigkeitsabgabevorrichtung gemäß dem europäischen Patent Nr. 0548159;

2 (und 2A) und 3 verschiedene Verbesserungen gemäß der Erfindung in der in 1 gezeigten Vorrichtung;

4 (und 4A, 4B und 4C) und 5 andere erfindungsgemäße Flüssigkeitsabgabevorrichtungen;

6 und 7 alternative Ventile zum Gebrauch in der in den 2 bis 5 gezeigten Vorrichtung;

8, 9 und 10 Regulierventile zum Gebrauch in der in den 2 bis 5 gezeigten Vorrichtung;

11 eine Pumpe zur Verwendung in der Vorrichtung der 2 bis 5;

12 eine Vorrichtung zum Drehen des Düsenarms der Vorrichtung der 2 bis 5;

13 eine Klappe, die am Ende der Düse angebracht sein kann; und

14 eine Modifikation der Düse selbst.

In der 1 ist eine gängige Flüssigkeitsabgabevorrichtung gezeigt, wie sie eingehender in dem europäischen Patent Nr. 0548159 (und US-Patent 5316215) offenbart ist. Eine unter Druck stehende Flüssigkeit wird über eine Eingangsöffnung 1 zu einer Kammer 2 und von dort über einen Filter 3 an das Innere eines Gummibeutels 4 angeschlossen, der sich in einem zylindrischen Druckgefäß 5 befindet. Der Druck in dem Beutel 4 presst die Luft in dem ringförmigen Raum, um den Beutel herum in dem Gefäß 5. Der ringförmige Raum ist über eine Luftleitung 6 und ein Membranlöseventil 7 an eine Kammer 8 angeschlossen, die ein Betätigungsteil, d.h. eine Membran, eines Tellerventils 9 enthält. Somit verursacht das Einbringen der unter Druck stehenden Flüssigkeit in den Beutel 4 einen Druckanstieg in der Kammer 8, bis sich bei einem vorgegebenen Druck wie eingehender in den vorstehenden Patenten offenbart ist, das Tellerventil 9 für einen kurzen Zeitraum öffnet, so dass die unter Druck stehende Flüssigkeit in die Kammer 10 eintreten kann, und von dort aus einer Düse 11 austreten kann.

Die Druckentspannung in dem Gefäß 5 und in der Kammer 8 ermöglicht als Folge der Öffnung des Tellerventils 9, dass sich das Tellerventil 9 durch die Wirkung der Druckfeder 13 wieder schließt, und dieser Kreislauf wird dann beim Einbringen von mehr Flüssigkeit unter Druck durch die Eingangsöffnung 1 wiederholt.

Beim Schließen von Tellerventil 9 kehrt die Luft in der Kammer 8 über ein Rückschlagventil 12 zur Luftleitung 6 zurück.

Die 2 und 3 zeigen eine Modifikation der Vorrichtung von 1. Bei dieser Modifikation enthält das Druckgefäß 5 erfindungsgemäß keinen Gummibeutel 4. Stattdessen befindet sich ein kleiner Folge-Akkumulator 14, der eine Membran oder einen Beutel 15 enthält, in der Luftleitung 6.

Bei der Verwendung von Membran 15 (statt der Verwendung eines Beutels 15) nutzt sich die Membran nicht an der Wand des Akkumulators 14 ab (im Gegensatz zu dem Beutel 4 in dem Gefäß 5 von 1).

Anstelle von Einlassfilter 3 ist auch ein Rohr 16 (2 und 2A) auf einer Grundplatte oder Stange 17 befestigt, die sich über den Einlass zum Druckgefäß 5 zwischen der Kammer 2 und dem Gefäß 5 erstreckt, so dass zwei halbkreisförmige Lücken zwischen der Stange 17 und der Wand der Eingangsöffnung zurückbleiben.

Das Rohr 16 und die Grundplatte oder Stange 17 sind derart abgemessen, dass ein Wirbel erzeugt wird, der es ermöglicht, dass überschüssige Luft aus dem Gefäß 5 in die Kammer 2 überströmt. Somit muss die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit um das Rohr 16 kleiner sein als die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit in dem Rohr, so dass ein Wirbel oben um das Rohr 16 entsteht, und mit fallendem Flüssigkeitsspiegel in dem Gefäß 5 überschüssige Luft in die Kammer 5 überströmt (d.h. die Menge Luft, die beim Auslassen der Flüssigkeit in dem Gefäß 5 verbleibt).

Die Höhe des Rohrs 16 regelt den Flüssigkeitsspiegel in dem Gefäß 5.

Gemäß einer anderen Modifikation, wie in der 4 gezeigt, kann eine feste Ablenkplatte 18, die ein Loch 19 oder einen V-förmigen Schlitz 20 aufweist (4A und 4B), zum Regeln des Wasserspiegels im Druckgefäß 5 verwendet werden. Die Platte 18 (auch in der 5 gezeigt) hat einen schrägen halbkreisförmigen Abschnitt, der sich von den Wänden des Gefäßes 5 erstreckt, und einen aufrechten senkrechten Abschnitt, der von dem schrägen Abschnitt nach unten verläuft, so dass eine Lücke zurückbleibt, durch die Flüssigkeit fließen kann.

Die Eingangsöffnung 1 kann darüber hinaus die Form eines Rückschlagventils haben.

Gemäß einer weiteren Modifikation, die auch in der 4 (sowie in der 5) gezeigt ist, kann die Luftleitung 6 direkt an die Kammer 8 angeschlossen werden, die das Tellerventil enthält, das die Membran (oder einen Balg, der statt der Membran verwendet werden kann) betätigt. Alternativ kann die Luftleitung 6 über einen kleinen Behälter 21 an die Kammer 8 (4C) angeschlossen sein. In der Leitung kann sich eine Drosseleinrichtung befinden, die zur Kammer 8 führt, oder in der Leitung, die zum Gefäß 5 führt, mit der die Zeit geregelt wird, in der das Tellerventil 9 offen ist. Die Drosseleinrichtung in der Leitung, die zu der Kammer 8 führt, und die Größe des Behälters 21 können derart variiert werden, dass die Geschwindigkeit des Öffnens und Schließens des Tellerventils 9 und die Zeit, in der es offen ist, verändert werden.

Die 5 zeigt einen vergrößerten Maßstab des Tellerventils 9 und den Mechanismus in der Form eines Balgs 22, zum Betätigen des Tellerventils 9. Wie in der 5 gezeigt werden der Balg 22 und die Druckfeder 13 zwischen den Platten 23 und 24 gehalten (die Feder 13 selbst wird auf der Platte 53 gehalten), die wiederum auf Gewindestangen 25 (gewöhnlich drei oder vier) befestigt sind und durch Schrauben gehalten werden. Durch Ändern des Abstands zwischen den Platten 23 und 24 kann man die Öffnungs- und Schließdrücke von Ventil 9 ändern, d.h. je höher der Druck auf der Feder 13, desto höher sind die Öffnungs- und Schließdrücke von Ventil 9.

Die in der 1 gezeigte Vorrichtung hat sich als zufrieden stellend in der Verwendung erwiesen, muss aber verbesserte Leistung aufweisen, und muss einfacher in der Wartung sein und billiger herzustellen sein. Der als Blase verwendete Gummibeutel 5 versagt leicht.

Die in der 2 gezeigte Vorrichtung ist eine Verbesserung, da die Entfernung des Beutels 4 aus dem Gefäß 5 die Verlässlichkeit steigert, und das Fehlen des Filters 3 den Fluss steigert, und es können gröbere Materialien verarbeitet werden. Man muss aber immer noch das Membranlöseventil 7, das Rückschlagventil 12 und die Filter verwenden, wie bei der Vorrichtung von 1.

Der Ventilöffnungsdruck wird durch das Membranlöseventil 7 geregelt. Wird beispielsweise das Hauptventil 9 mit 5 Bar ohne das Membranlöseventil 7 geöffnet, dann muss das Membranlöseventil 7 für einen verlässlichen Betrieb von Ventil 9 bei 5,5 bar eingestellt werden, d.h. an einem Punkt, der über dem Punkt ist, an dem das Tellerventil 9 flattern könnte.

Die in der 2 gezeigte Verbesserung kann wieder an die Vorrichtung von 1 angepasst werden.

Die Vorrichtung der 4 und 5 ist vorzugsweise derart, dass es kein Luftregelgetriebe und keinen Beutel 4 oder 15 aufweist, da der Öffnungsdruck sowie der Schließdruck des Tellerventils 9 auf dem Ventil selbst eingestellt (oder voreingestellt) werden. Es gibt zwei Verfahren zur Durchführung, nämlich:

  • (1) Durch Einstellen der Länge der Feder 13 durch Bewegen der Platte 23 ändert sich der Öffnungs- und Schließdruck, d.h. je größer der Druck auf der Feder 13 ist, desto höher ist der Öffnungs- und Schließdruck des Tellerventils 9.
  • (2) Durch Einstellen der Länge des Balgs 22 durch Bewegen der Platte 24 wird der Wirkbereich des Balgs geändert, d.h. wird der Balg verlängert, verringert sich der Wirkbereich, und der Ventil-Öffnungs- und Schließdruck steigt.

Durch eine Kombination des Vorstehenden und durch Verändern der Feder selbst können die meisten Öffnungs- und Schließdrücke erzielt werden.

Man beachte, dass das Verändern des Verhältnisses des Durchmessers des Balgs (oder der Membran) und des Tellerventils auch die Ventil-Öffnungs- und Schließdrücke ändert.

Die Ventile der in den 1 bis 3 gezeigten Vorrichtung haben das Problem, dass die Ventile auf ihren Sitzen flattern und sich nicht klar öffnen (wenn sie ohne das Regelventil verwendet werden sollten).

Die 6 zeigt ein alternatives Tellerventil-Layout, das anstelle des in den 1 bis 3 verwendeten Tellerventils verwendet werden kann. Dieses Ventil hat ein Verschlussteil 26, das auf einer Achse 27 befestigt ist, die durch die Wirkung der Druckfeder 13 (5) und des Balgs 22 (5) oder der Druckfeder 13 und der Tellerventils-Betätigungsmembran beweglich ist.

Das Verschlussteil 26 hat eine ersten Dichtung 30 und eine zweite Dichtung 31. Beginnt sich das Ventil zu öffnen (d.h. wenn sich das Verschlussteil 26 nach links bewegt), verliert die erste Dichtung 30 den Kontakt zu ihrem jeweiligen Sitz, wohingegen die zweite Dichtung 31 in Kontakt mit ihrem jeweiligen Sitz bleibt. Bei weiterer Öffnung verliert die Dichtung 31 den Kontakt mit ihrem jeweiligen Sitz. Somit ändert sich die Geometrie des Ventils während ihrer Öffnung dahingehend, dass sich der wirksame Durchmesser des Ventils (und somit der Widerstand, der beim Öffnen des Ventils überwunden werden muss) von Durchmesser D zu Durchmesser d ändert. Das Ventil neigt daher weniger zum Flattern.

In der 7 ist ein alternatives Tellerventil-Layout gezeigt, das anstelle des in den 1 bis 3 gezeigten Tellerventils verwendet werden kann. Dieses Ventil hat ein Verschlussteil, das auf einer Achse 27 befestigt ist, welche durch die Betätigung von Membran 28 gegen die Wirkung einer Druckfeder 29 beweglich ist. Das Verschlussteil 26 hat wie dasjenige der 6 einen Zweistufen-Öffnungsbereich, d.h. eine erste Dichtung 30 und eine zweite Dichtung 31, wobei die erste Dichtung 30 einen größeren Durchmesser als die zweite Dichtung 31 hat und die erste Dichtung 30 vor der zweiten Dichtung 31 aufgeht (wie es bereits anhand der 6 beschrieben ist). Dies wiederum überwindet das Problem des in den 1 bis 3 gezeigten Ventils, nämlich das Problem, dass das Ventil auf seinem Sitz zum Flattern neigt und sich nicht sauber öffnet.

Die Ventildichtungen 30 und 31 bestehen vorzugsweise aus elastischem Gummi.

Das Ventil der 7 wird von dem Druck der unter Druck stehenden Flüssigkeit angetrieben, die in die Eingangsöffnung des Ventils eintritt. Dieser (steigende) Druck wirkt auf die Membran 28, bis der Druck so groß ist, dass die Kraft, die von der Feder 29 auf die Membran und durch die Flüssigkeit auf das Verschlussteil 26 ausgeübt wird, überwunden wird. Das Ventil öffnet sich dann für einen kurzen Zeitraum in zwei Stufen (durch die Bewegung des Verschlussteils 26 nach rechts), bis der Druck fällt und die Membran 28 und das Verschlussteil 26 in ihre Ursprungspositionen zurückkehren können.

Das Ventil kann alternativ durch eine getrennte Pressluftzufuhr angetrieben werden.

Eine oder mehrere Abstandsscheiben 32 können wie gezeigt angeordnet sein, damit der von der Feder 29 auf die Membran 28 ausgeübte Druck verändert wird.

Bei einer alternativen Ausführungsform kann die Membran 28 durch einen Balg ersetzt sein. Die Achse 27 und die Membran 28 (oder der Balg) können durch einen Kolben ersetzt sein, wobei sich die Feder 29 in dem Kolben befindet. Der Hub des Balgs kann derart einstellbar sein, dass der Druck variiert wird, mit dem das Ventil betätigt, d.h. geöffnet, wird.

Die Hin- und Her-Bewegung der Achse 27 (6 und 7) kann zum Verrichten von Arbeit, beispielsweise zum Drehen der Düse, verwendet werden. Die Achse 27 kann auch zum mechanischen Offen- oder Zuhalten des Ventils verwendet werden.

Die Ventile der 6 und 7 bezwecken die Bereitstellung von Tellerventilen, die auf ihren Sitzen nicht flattern, sich aber stattdessen sauber öffnen. Da sich in dem Behälter 5 kein Beutel 4 befindet, muss jedes Regulierventil in der Luftleitung 6 mit Schmutz fertig werden können. Diese Regulierventile sind nachstehend anhand der 8, 9 und 10 beschrieben:

Die Tellerventile mit zwei Dichtungen der 6 und 7 öffnen sich sauber. Sollen sie jedoch nur mit Dichtung 31 in Position verwendet werden, öffnen sich die Ventile gelegentlich so weit, dass Wasser eintreten kann, jedoch öffnen sie sich nicht ganz.

Bei der Verwendung von zwei Dichtungen öffnet sich die Dichtung 30, aber die Dichtung 31 bleibt geschlossen (da sie parallel zur Ventilachse verläuft), und der auf die Oberfläche 33 ausgeübte Druck nach dem Öffnen von Dichtung 30 gewährleistet, dass sich die Dichtung 31 öffnet. Mit anderen Worten sind die Wirkbereiche der beiden Dichtungen 30 und 31 verschieden, und die Dichtung 31 ist an dem Zeitpunkt, and dem sie geöffnet werden soll, auf jeden Fall hinter ihrem Ausgleichspunkt.

Die in den 6 und 7 gezeigten Zweidichtungsventile bewältigen das Problem des Ventilflatterns. Dies kann jedoch durch andere Einrichtungen bewältigt werden, wie durch ein Gummi-Bauteil. In seiner einfachsten Form kann dies ein elastisches Teil 70 sein, das sich biegen kann, damit sich der Punkt 71 vor Punkt 72 öffnen kann.

Man kann eine leichte Modifikation an Dichtung 31 vornehmen, indem eine Rille (6mm × 2 mm) von Punkt 73 zu Punkt 74 geschnitten wird, so dass das Wasser ausgelassen wird, das zwischen den beiden Dichtungen 30 und 31 eingefangen ist, so dass sie sich korrekt schließen können.

Wie bereits erwähnt wirft ein Einzeldichtungsventil das Problem auf, dass das einzelne Ventil flattert. Als alternativer Weg zur Lösung dieses Problems kann eine Klappe 75 an dem einen Ende der Düse 11 befestigt sein (1), wie es in der 13 gezeigt ist, die ebenfalls einen Aufhängepunkt 76, eine Gummidichtung 77 und ein Gewicht 78 aufweist.

Somit kann eine beliebige Klappe oder eine Stahlkugel, die in dem Auslassrohr befestigt ist, das in den 6 und 7 gezeigte Zweidichtungs-Ventil ersetzen.

Wie bereits oben erwähnt zeigen die 8, 9 und 10 Regulierventile zur Verwendung beim Regeln der Vorrichtung der 1 und 2. In den 8 und 9 sind Ventile gezeigt, die jeweils eine Membran aufweisen, auf der ein Luftstrom aus einer Düse 35 auftrifft, wobei die Ventile einstellbar sind durch Drehen einer Gewindeachse 36, die den auf die Membran 34 ausgeübten Druck mit einer Spiralfeder 37 ändert.

Die in den 8, 9 und 10 gezeigten Ventile ersetzen das Druckventil 50 (bestehend aus einer Membran 52 und einer Feder 54) der 3 des europäischen Patentes Nr. 0548159 (d.h. sie ersetzen hier das Ventil 7 der 1).

Die 8 zeigt eingehender ein erstes Luftregelsystem. Teil 51 ist derart befestigt, dass die Seite 52 mit Platte 53 in Kontakt kommt (5). Schließt sich das Hauptventil 9, entsteht eine Lücke an Punkt 56, so dass die Feder 37 das Regulierventil schließen kann. Die Düse 35 ist an eine Luftleitung 6 angeschlossen (5), und das Rohr 54 ist mit dem Hauptbehälter 5 verbunden (4).

Der Arbeitsmodus des Regulierventils ist folgendermaßen. Steigt der Druck in dem Behälter 5 auf einen vorgestellten Wert, ermöglicht die Feder 37, dass der Kolben 55 die Membran 34 freigibt, so dass Luft aus dem Behälter in den Balg auf dem Ventilkopf gelangt. Bewegt sich die Platte 53 (5) weg von Teil 51, wird kein Federdruck auf den Kolben 55 ausgeübt, so dass es zu einem freien Luftdurchtritt an Punkt 56 kommt. Schließt sich das Hauptventil 9, wird die Lücke 54 für den nächsten Zyklus zurück gestellt.

Die 9 zeigt eingehend ein weiteres Luftreguliersystem, das nicht mechanisch an das Hauptventil 9 angeschlossen ist. Das Rohr 35 ist an den Hauptbehälter 5 angeschlossen (4). Das Rohr 57 ist mit der Luftleitung 6 verbunden (5), und das Rohr 58 ist an die Luftleitung 6 angeschlossen (damit der Druck in Kammer 59 ausgeglichen wird).

Der Arbeitsmodus dieses Regulierventils ist folgendermaßen.

Steigt der Druck in Behälter 5 auf einen festgelegten Wert ermöglicht die Feder 37, dass der Kolben 60 die Membran 34 freigibt, so dass Luft aus dem Behälter 5 in den Balg auf dem Ventilkopf gelangen kann. Nach dem Öffnen der Membran liegt auch eine größere Oberfläche auf der Membranfläche frei. Flüssigkeit in der Kammer 61 wird in die Kammer 59 über eine Öffnung 62 gepresst. Fällt der Druck in Hauptbehälter 5, wird der Verschluss des Regulierventils durch die Größe der Öffnung 62 und die Viskosität der Flüssigkeit verzögert, wenn diese in die Kammer 61 zurückkehrt.

Die 10 zeigt eingehender ein drittes Luftreguliersystem. Der Hebel an Punkt 63 ist (gewöhnlich über eine Feder) an Platte 53 befestigt. Das Rohr 64 ist an die Luftleitung 6 (5) angeschlossen, und das Rohr 65 ist an den Hauptbehälter 5 angeschlossen (4).

Der Arbeitsmodus dieses Regulierventils ist folgendermaßen.

Steigt der Druck in Behälter 5 auf einen vorgestellten Wert, ermöglicht die Feder 66, dass der Kolben 67 die Membran 34 freigibt, so dass Luft von dem Behälter 5 in den Balg auf dem Ventilkopf gelangen kann. Öffnet sich das Ventil (weil der Hebel 68 mit dem Ventil an Platte 53 verbunden ist), wird der gesamte Federdruck zwischen Kolben 67 und Strahl 64 gelöst, so dass ein freier Luftdurchtritt möglich ist und nicht durch Schmutz behindert wird. Der Regulator wird durch einen Dämpfer 69 offen gehalten, bis sich das Hauptventil geschlossen hat.

Die Anordnung von 19 liefert eine verlässlichere mechanische Kopplung des Regulators an das Hauptventil mit Dämpfungssystem.

Man kann ein handbetriebenes Ventil oder einen Hahn allein oder in Serie mit dem vorstehend genannten verwenden, so dass ein Wasserstrahl mit der Hand reguliert werden kann, beispielsweise zum Brandlöschen, usw.

Die 11 zeigt eine Membranpumpe zum Pumpen von Luft in das Druckgefäß 5, und es besteht aus einer Membran 38, einer Feder 39 und einem Eingangsventil 40, einem Auslassventil 41, und einem Rückschlagventil 42. Die Membran 38 unterteilt die Pumpe in Kammern 43 und 44, wobei die letztere Kammer mit der Kammer 10 der Vorrichtung so kommuniziert, dass der Betrieb des Tellerventils 9 die Membranpumpe veranlasst, Luft in das Druckgefäß 5 zu pumpen.

Die 12 zeigt einen Mechanismus zum Drehen des Arms, der die Düse 11 hält. Eine Anordnung 45 ist derart angeordnet, dass sie sich um die Säule 46 dreht, und ein Seil 47 ist an den Punkten 48 an dem Drehbauteil 45 befestigt, um das Bauteil 45 gewickelt und wird von einer Feder 49 fest gehalten.

Wird das Drehbauteil 45 in Richtung des Pfeils 50 gedreht, gleitet das Seil 47 (oder ein Band) um die Säule 46. Wird das Bauteil 45 umgedreht, sperrt das Seil 47 auf der Säule 46 und dreht sie.

Somit bewirkt eine Hin- und Herbewegung der Feder 49, dass das Seil oder das Band 47 die Säule 46 greift oder nicht greift, wodurch eine schrittweise Drehung der Säule 46 verursacht oder ermöglicht wird.

Eine Membran- oder Balg-Einheit in Kommunikation mit der Kammer 10 der Vorrichtung bewegt das Bauteil 45 hin und her. Der Antrieb kann ebenfalls von der Behälterseite des Tellerventils 9 verwendet werden, wie beispielsweise der Antrieb für die Pumpe von 11.

Die 14 zeigt insofern eine weitere Modifikation, als die (Haupt-)-Düse 11 eine zweite Düse 80 am Ende eines Rohrs 81 hat, das an das Rohr angeschlossen ist, welches zur Düse 11 führt. Die Aufgabe der beiden Düsen ist die gleichmäßige Befeuchtung des Bodens aus dem entferntesten Bereich direkt hinter der Maschine. Die Flüssigkeit aus der Düse lässt zwar nach, wenn der Druck fällt, jedoch gibt es einen Bereich in der Mitte, der nicht feucht genug wird. Die zweite Düse 80 ist derart bemessen, dass dieses Problem bewältigt wird. Es gibt zwei Haupt-Einstellungen, nämlich (1) die Größen von Rohr 81 und Düse 80 (Grobeinstellung) und (2) das Vorhandensein einer Drosselvorrichtung in Rohr 81, gewöhnlich an Punkt 82 (Feineinstellung).


Anspruch[de]
Flüssigkeitsabgabevorrichtung, umfassend

(i) ein erstes Gefäß (5), in das eine Flüssigkeit über eine Eingangsöffnung (1) so zugeführt werden kann, dass das erste Gefäß (5) teilweise gefüllt ist und die Flüssigkeit, welche das erste Gefäß (5) teilweise füllt, sowie die Luft in dem Rest des ersten Gefäßes (5) unter Druck stehen;

(ii) eine Ausgangsöffnung, über die eine Flüssigkeit aus dem ersten Gefäß (5) unter dem Druck der Flüssigkeit und der Luft in dem ersten Gefäß (5) ausströmen kann;

(iii) ein Ventil (9) zwischen dem ersten Gefäß (5) und der Ausgangsöffnung, das den Durchgang der Flüssigkeit vom ersten Gefäß (5) zur Ausgangsöffnung regelt, wobei das Ventil (9) (a) eine Öffnung besitzt, (b) ein Verschlussteil (26), ausgelegt zum Verschließen der Öffnung, und (c) eine Federeinrichtung (13, 29), wobei die Anordnung der Bauteile des Ventils (9) derart ist, dass das Ventil (9) in der Regel von der Federeinrichtung (13, 29) zugehalten wird;

(iv) ein Ventilregelmechanismus zum Regeln des Ventilbetriebs (9) entsprechend dem Druck von der Flüssigkeit und der Luft im ersten Gefäß (5); gekennzeichnet durch,

(v) eine Einrichtung zum Übertragen des Drucks der Flüssigkeit und der Luft im ersten Gefäß (5) auf eine erste Kammer eines zweiten Gefäßes (14), beinhaltend eine bewegliche Innenwand (15), die das zweite Gefäß (14) in eine erste und eine zweite Kammer unterteilt, welche veränderliche Volumen besitzen je nach Stellung der beweglichen Innenwand (15) in dem Gefäß (5); und

(vi) eine Einrichtung zum Übertragen des Drucks der Luft in der zweiten Kammer des zweiten Gefäßes (14) auf den Ventilregelmechanismus;

wobei der Ventilregelmechanismus ein verschiebliches Teil (22, 28) umfasst, das vom Luftdruck in der zweiten Kammer betätigbar ist und das eine daraus resultierende Kraft auf das Verschlussteil (26) des Ventils (9) in einer Richtung weitergibt; dass das Ventil (9) geöffnet wird, und wobei die entsprechenden wirksamen Flächen des verschieblichen Teils (22, 28) und des Verschlussteils (26) sowie die Kraft der Federeinrichtung (13, 29) so gewählt sind, dass das Verschlussteil (26) offnen ist, wenn der Druck der Flüssigkeit und der Luft in dem ersten Gefäß (5) einen vorgegebenen Wert erreicht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Eingangsöffnung (1) ein senkrechtes Rohr (16) umfasst, das in das erste Gefäß (5) hinaufreicht, wobei die Höhe des Rohrs (16) in dem Gefäß (5) den Spiegel der Flüssigkeit bestimmt, die nach dem Auslassen im Gefäß (5) bleibt. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Ablenkplatte (18) in dem ersten Gefäß (5) zwischen der Ventilöffnung und der Ausgangsöffnung (1) angeordnet ist, so dass das Innere des ersten Gefäßes (5) teilweise derart in ein erstes und ein zweites Kompartiment unterteilt ist, ein Flüssigkeitsstrom von einem Kompartiment ins andere möglich ist. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Eingangsöffnung (1) ins erste Gefäß (5) ein Rückschlagventil umfasst. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das verschieblich Teil (22, 28) des Ventilregelmechanismus entweder eine Membran (28) in einer Druckkammer (8) oder einen Balg (22) umfasst. Vorrichtung nach Anspruch 5, beinhaltend eine Einrichtung zum Verändern der Länge des Balgs (22). Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Federeinrichtung (13, 29) eine Druckfeder (13, 29) aufweist und die Vorrichtung eine Einrichtung (23, 24) besitzt zum Verändern des Kompressionsgrades der Druckfeder (13, 29). Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Einrichtung zum Übertragen des Druck auf den Ventilregelmechanismus eine erste Druckleitung (6) umfasst, die das erste Gefäß (5) mit der ersten Kammer des zweiten Gefäßes (14) direkt verbindet und eine zweite Druckleitung (6), welche die zweite Kammer des zweiten Gefäßes (14) mit der Druckkammer (8) verbindet, welche eine Membran (28) oder den Balg (22) enthält. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei ein Regulierbehälter (21) in der ersten oder der zweiten oder in beiden Druckleitungen (6) angeordnet ist. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Verschlussteil (26) des Ventils (9) in zwei oder mehr Stufen aufgehen kann, in welchen das Verschlussteil (26) unterschiedliche wirksame Oberflächen besitzt, so dass die Kraft, welche zum Öffnen des Ventils (9) erforderlich ist, in der zweiten Stufe oder eine späteren geringer ist, als in der ersten oder einer früheren Stufe. Vorrichtung nach Anspruch 10, wenn abhängig von den Ansprüchen 5, 6 oder 7, wobei die Membran (28) oder der Balg (22) direkt vom Druck der Flüssigkeit, die über die Eingangsöffnung (1) einströmt, betätigt werden. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Ausgangsöffnung, über welche die Flüssigkeit ausströmen kann, ein senkrechtes drehbares Auslassrohr (46) umfasst, mit ein oder mehreren versetzten Auslassdüsen (11, 80), die daran angeschlossen sind. Vorrichtung nach Anspruch 12 mit einer beweglichen Klappe (75), die am Ende der Auslassdüse (11) montiert ist, oder einem beweglichen Ball, der in der Auslassdüse (119) montiert ist. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, wobei das drehbare Auslassrohr ein Seil oder ein Band (47) aufweist, das so darum gewickelt ist, dass ein Hin- und Herbewegen des Seils oder Bands (47) ein schrittweises Drehen des Auslassrohres (47) veranlasst oder erlaubt. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 12 bis 14, wobei das drehbare Auslassrohr (46) von einem Antriebsmechanismus gedreht wird, der wiederum von dem Balg angetrieben wird, welcher wiederum von einer Druckänderung angetrieben wird. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 15, zudem umfassend eine Pumpe zum Pumpen von Luft in das erste Gefäß. Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Pumpe von der Druckänderung angetrieben ist. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, wobei die Pumpe eine Membranpumpe, die eine Membran (38) besitzt und die in Verbindung mit der Ausgangsöffnung ist.






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