Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein schwimmergesteuertes
Servoventil mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so auszugestalten,
dass es unabhängig von der Stellung des Schwimmers jederzeit rasch und sicher abschaltbar
ist, und es sollte weiterhin die Möglichkeit geschaffen werden, diese Abschaltung
von einer entfernteren Stelle aus und insbesondere für mehrere Servoventile gleichzeitig
zu bewirken.
Die Lösung dieser Aufgabe geschieht erfindungsgemäß mit den Merkmalen
aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen
des erfindungsgemäßen Ventils sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Der Grundgedanke der Erfindung liegt darin, bei dem schwimmergesteuerten
Servoventil zusätzlich zu dem schwimmergesteuerten Verschlussorgan, mit dem die
Entlastungsbohrung verschließbar ist, ein Absperrventil vorzusehen, dessen Absperrventilsitz
zwischen den Steuerraum und die mittels des schwimmergesteuerten Verschlussorgans
verschließbare Entlastungsbohrung eingeschaltet ist. Das Schließen des Absperrventils
hat dann die gleiche Wirkung auf das Servoventil wie das Verschließen der Entlastungsbohrung
durch das Verschlussorgan. Da das Absperrventil in Serie vor der Entlastungsbohrung
mit dem Verschlussorgan liegt, kann bei geschlossenem Absperrventil auch beim Öffnen
der Entlastungsbohrung keine Druckentlastung im Steuerraum des Servoventils auftreten,
und das Servoventil bleibt deshalb geschlossen bzw. schließt, wenn es geöffnet war.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen schwimmergesteuerten
Servoventils ist, wie in Anspruch 2 angegeben, das Absperrventil als Elektromagnetventil
ausgebildet. Dies eröffnet die Möglichkeit, das Abschalten des Servoventils von
einer räumlich entfernteren Stelle aus und für mehrere Servoventile gleichzeitig
vorzunehmen.
Die Ansprüche 3 bis 5 beschreiben Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Servoventils, bei denen ein besonders kompakter Aufbau erreicht wird.
Im folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen ein Ausfügungsbeispiel
für ein schwimmergesteuertes Servoventil nach der Erfindung näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
1 ein schwimmergesteuertes Servoventil
in einem Schnitt durch die Ventilachse mit in Seitenansicht dargestelltem Schwimmer
in einem Zustand, in dem das Servoventil, das Absperrventil und das Verschlussorgan
geschlossen sind;
2 in einer gegenüber 1
leicht vergrößerten Darstellung den Bereich Z aus 1;
3 in einer gegenüber 1
leicht vergrößerten Darstellung den Bereich Y aus 1;
4 in einer gegenüber 1
leicht vergrößerten Darstellung den Bereich X aus 1;
5 in einer Darstellung analog
1 das Ventil nach 1 in einem
Zustand, in dem das Servoventil und das Absperrventil geschlossen und das Verschlussorgan
geöffnet sind;
6 in gegenüber 5
leicht vergrößerter Darstellung den Bereich Z aus 5;
7 in gegenüber 5
leicht vergrößerter Darstellung den Bereich Y aus 5;
8 in gegenüber 5
leicht vergrößerter Darstellung den Bereich X aus 5;
9 in einer Darstellung analog
1 und 5 das Ventil
in einem Zustand, in dem das Servoventil und das Verschlussorgan geschlossen und
das Absperrventil geöffnet sind;
10 in einer gegenüber 9
leicht vergrößerten Darstellung den Bereich Z aus 9;
11 in einer gegenüber 9
leicht vergrößerten Darstellung den Bereich Y aus 9;
12 in einer gegenüber 9
leicht vergrößerten Darstellung den Bereich X aus 9;
13 in einer Darstellung analog
1, 5 und
9 das Ventil in einem Zustand, in welchem
das Servoventil, das Absperrventil und das Verschlussorgan geöffnet sind;
14 in einer gegenüber 13
leicht vergrößerten Darstellung den Bereich Z aus 13;
15 in einer gegenüber 13
leicht vergrößerten Darstellung den Bereich Y aus 13;
16 in einer gegenüber 13
leicht vergrößerten Darstellung den Bereich X aus 13.
Das in den 1 bis 13
dargestellte schwimmergesteuerte Servoventil besitzt ein Ventilgehäuse, das einen
Ventileinlass VE aufweist, der mit einem geometrisch entsprechend angepassten Anschlussstück,
z.B. einem Anschlussgewinde 10 versehen ist, sowie einen senkrecht zum
Ventileinlass VE nach unten verlaufenden Ventilauslass VA, ein den Ventilsitz
3 enthaltendes Grundgehäuse 1 und ein in das Grundgehäuse
1 eingesetztes Zwischengehäuse 1.1, an dessen Außenseite ein Elektromagnetventil
8 angeordnet ist. Im Ventileinlass VE ist ein Siebkörper 11 angeordnet,
der das Ventil vor Verschmutzung schützt. An dieser Stelle kann auch ein Mengenregler
angeordnet sein.
Im Innenraum des durch das Grundgehäuse 1 und das Zwischengehäuse
1.1 gebildeten Ventilgehäuses befindet sich ein bewegbarer Differentialkolben
2, der an seiner dem Ventilsitz 3 zugewandten Seite den Ventilteller
2.1 trägt, der Teil einer Membran 2.2 ist, deren Außenrand zwischen
dem Grundgehäuse 1 und dem Zwischengehäuse 1.1 eingespannt ist.
An der dem Ventilsitz 3 zugewandten Seite der Membran 2.2 befindet
sich ein mit dem Ventileinlass VE verbundener Druckraum 4, der über den
Ventilsitz 3 mit dem Ventilauslass VA verbunden ist. An der vom Ventilsitz
3 abgewandten Seite der Membran 2.2 bzw. des Differentialkolbens
2 ist ein Steuerraum 5 angeordnet, der über einen außermittig
im Differentialkolben 2 angeordneten Steuerkanal 5.2 mit dem Druckraum
4 verbunden ist. Weiterhin ist der Steuerraum 5 über den Ventilsitz
8.5 des weiter unten erläuterten ein Absperrventil darstellenden Magnetventils
8 und die Ventilkammer 8.6 dieses Magnetventils 8 mit
einer im Zwischengehäuse 1.1 angeordneten Entlastungsbohrung
5.1 mit dem Außenraum verbunden. Die Entlastungsbohrung 5.1 ist
mittels eines Verschlussorgans 6.2 von außen verschließbar. Das Verschlussorgan
6.2 ist über ein Aufsatzstück 6.1 mit der Oberseite eines Schwenkarms
6 verbunden, dessen Schwenkpunkt 6.3 am Grundgehäuse
1 des Ventils angelenkt ist und der an seinem freien Ende den Schwimmer
7 trägt. Zum Schutz des Verschlussorgans 6.2 ist am Zwischengehäuse
1.1 eine die äußere Öffnung der Entlastungsbohrung 5.2 umgebende,
zum Schwenkarm 6 hin offene Glocke 1.2 angeordnet, in welcher
das Verschlussorgan 6.2 angeordnet ist.
Das an der Außenseite des Zwischengehäuses 1 angeordnete,
als Absperrventil wirkende Magnetventil 8 besitzt eine Magnetspule
8.1, in welcher ein Magnetanker 8.2 gegen die Kraft einer Feder
verschiebbar geführt ist. Die Magnetspule 8.1 ist von einem Magnetjoch
8.3 umfasst, und dem äußeren Ende des Magnetankers 8.2 liegt ein
in der Magnetspule 8.1 angeordneter Magnetkopf 8.4 gegenüber.
Das nach innen weisende Ende des Magnetankers 8.2 trägt einen Absperrventilteller
8.21, der dem Absperrventilsitz 8.5 gegenüberliegt. Der Absperrventilsitz
8.5 ist an der Spitze einer glockenförmigen Ausbuchtung 1.3 der
den Steuerraum 5 an der dem Magnetventil 8 zugewandten Seite begrenzenden
Zwischenwand angeordnet, welche sich in die Absperrventilkammer 8.6 hinein
erstreckt. Bei geöffnetem Magnetventil 8 entspricht die Funktionsweise
des Servoventils der Funktionsweise eines üblichen schwimmergesteuerten Servoventils.
9 zeigt den Zustand des Ventils, wenn
das Magnetventil 8 geöffnet ist, aber das Verschlussorgan 6.2
die Entlastungsbohrung 5.1 verschließt. In diesem Zustand findet ein Druckausgleich
zwischen dem Druckraum 4 und dem Steuerraum 5 über den Steuerkanal
5.2 statt, und es ergibt sich aufgrund unterschiedlicher Wirkflächen zu
beiden Seiten der Membran 2.2 eine Kraft, die den Ventilteller
2.1 auf dem Ventilsitz 3 festhält. Das Servoventil ist somit geschlossen.
Fällt der Wasserspiegel im nicht dargestellten Aufnahmebehälter, so sinkt der Schwimmer
7 ab, und der Schwenkarm 6 schwenkt derart, dass sich das Verschlussorgan
6.2 abwärts bewegt in die Stellung, die in 13
dargestellt ist, in welcher die Entlastungsbohrung 5.1 freigegeben ist.
Dies führt zu einem Druckabfall im Steuerraum 5, und der auf die dem Ventilsitz
3 zugekehrte Seite der Membran 2.2 vom Ventileingang VE her wirkende
Wasserdruck hebt den Ventilteller 2.1 vom Ventilsitz 3 ab, so
dass die Flüssigkeit zum Ventilausgang VA strömt und der Flüssigkeitsstrahl in das
Auffanggefäß einströmt. Der steigende Wasserspiegel im Auffanggefäß bewirkt, dass
der Schwimmer 7 sich hebt, bis infolge der Mitbewegung des Schwenkarms
6 das Verschlussorgan 6.2 die Entlastungsbohrung 5.1
verschließt. Nunmehr schließt das Servoventil wie in 9
dargestellt und der Wasserfluss wird gestoppt.
Befindet sich dagegen das Magnetventil 8, wie in
1 und 5 dargestellt,
in der Geschlossenstellung, so ist eine Druckentlastung im Steuerraum
5 nicht möglich und zwar unabhängig davon, ob, wie in 1
dargestellt, das Verschlussorgang 6.2 die Entlastungsbohrung
5.1 verschließt oder ob, wie in 5
dargestellt, das Verschlussorgan 6.2 die Entlastungsbohrung 5.1
freigibt. Der Ventilteller 2.1 des Servoventils wird auf dem Ventilsitz
3 festgehalten und das Servoventil bleibt geschlossen.
Das Magnetventil 8 kann mit seinen Kontaktklemmen
9 an eine nicht dargestellte elektrische Steuereinrichtung angeschlossen
sein, von der aus auch mehrere Servoventile der oben beschriebenen Art gesperrt
oder freigegeben werden können.
