DE69213104T2

DE69213104T2 - Fluid control device

Info

Publication number: DE69213104T2
Application number: DE1992613104
Authority: DE
Inventors: Claes Granfelt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-06-07
Filing date: 1992-06-05
Publication date: 1997-04-03
Anticipated expiration: 2012-06-06
Also published as: DE69213104D1

Description

Technical environment

Die vorliegende Erfindung betrifft die Steuerung bzw. Regelung des Flusses einer Flüssigkeit zu und von einem Gefäß, umfassend einen Behälter, zu welchem sich zumindest eine Zufuhrleitung erstreckt.The present invention relates to the control or regulation of the flow of a liquid to and from a vessel comprising a container to which at least one supply line extends.

State of the art

Es ist bekannt, individuelle Flüssigkeiten in vorbestimmten Mengen zu messen, oder zwei oder mehrere Flüssigkeiten in vorbestimmten Verhältnissen für unterschiedliche Zwecke zu mischen. Zu diesem Zweck wird normalerweise ein Meßoder Mischgefäß verwendet, zu welchem sich eine oder mehrere Flüssigkeitszufuhrleitungen erstrecken. Zum Erhalten gewünschter Mengen von Flüssigkeit ist es bekannt, mehr oder weniger komplizierte Steuereinrichtungen und Steuerschaltungen zu verwenden, welche wirken zum Steuern der Steuer- bzw. Regeleinrichtungen, und welche wiederum beeinflußt werden durch die Flüssigkeit, welche in dem Gefäß vorhanden ist. Somit war bisher relativ komplizierte Steuerausrüstung, umfassend kommunizierende Gefäße, Spulen bzw. elektromagnetisch betätigte Ventile und/oder komplizierte Steuersysteme erforderlich zum Erreichen eines geeigneterweise akuraten Ergebnisses.It is known to measure individual liquids in predetermined quantities, or to mix two or more liquids in predetermined ratios for different purposes. For this purpose, a measuring or mixing vessel is normally used, to which one or more liquid supply lines extend. To obtain desired quantities of liquid, it is known to use more or less complicated control devices and control circuits which act to control the control devices and which in turn are influenced by the liquid present in the vessel. Thus, relatively complicated control equipment comprising communicating vessels, coils or electromagnetically operated valves and/or complicated control systems has been required to achieve a suitably accurate result.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche einfache, jedoch trotzdem akurate und zuverlässige Steuereinrichtungen umfaßt, bevorzugt eine vollständig stromlos betätigbare Einrichtung.An object of the present invention is to provide a device which comprises simple, but nevertheless accurate and reliable control devices, preferably a device which can be operated completely without current.

Dies wird erreicht durch Bereitstellen des Vorrichtungsbehälters mit einem Wehr oder einer Überufeinrichtung, welche in eine Flüssigkeitssammeleinrichtung mündet, welche beim Sammeln einer vorbestimmten Menge oder eines vorbestimmten Gewichtes an Flüssigkeit ein Auslaßventil in dem Behälter veranlassen wird, sich zu öffnen. Somit wird die durch die Zufuhrleitung oder Leitungen gelieferte Flüssigkeit einen gegebenen Pegel bzw. Niveau in dem Behälter erreichen, und die Flüssigkeitssammeleinrichtung wird nachfolgend beginnen, "übergelaufene Flüssigkeit" zu sammeln. Wenn diese "Überflußflüssigkeit" ein vorbestimmtes Volumen erreicht, wird die Flüssigkeitssammeleinrichtung das Auslaßventil in dem Behälter veranlassen, sich zu öffnen, wodurch der Behälter von Flüssigkeit entleert wird, und zwar in einem größeren oder geringeren Ausmaß.This is achieved by providing the device container with a weir or overflow device which opens into a liquid collection device which, upon collecting a predetermined amount or weight of liquid, will cause an outlet valve in the container to open. Thus, the liquid supplied through the supply line or lines will reach a given level in the container and the liquid collection device will subsequently begin to collect "overflow liquid". When this "overflow liquid" reaches a predetermined volume, the liquid collection device will cause the outlet valve in the container to open, thereby emptying the container of liquid to a greater or lesser extent.

Weitere Vorteile werden erreicht durch eine weitere Entwicklung der erfindungsgemäßen Anordnung, ohne die Einfachheit und Zuverlässigkeit der Anordnung zu beeinträchtigen.Further advantages are achieved by further developing the arrangement according to the invention without compromising the simplicity and reliability of the arrangement.

Description of the preferred embodiments

Die vorliegende Erfindung wird nun im größeren Detail beschrieben unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, wobei die Figuren 1 und 2 davon schematische Längsschnittansichten von zwei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Steuer- bzw. Regelanordnung sind.The present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawing, Figures 1 and 2 of which are schematic longitudinal sectional views of two embodiments of the inventive control arrangement.

Figur 1 ist eine Längsschnittansicht eines Gefäßes 1, welches einen Behälter 2 umfaßt. Führend zu dem Behälter 2 sind zwei Flüssigkeitszufuhrröhren bzw. -rohre bzw. -leitungen oder Schläuche 3, 4 vorgesehen, wobei die gelieferten bzw. zugeführten Flüssigkeiten z.B. gemischt bzw. miteinander vermengt oder zumindest in dem Gefäß 1 gemessen werden. Die Liefer- bzw. Zufuhrrohre 3, 4 enden in der Kappe bzw. dem Deckel 5 des Behälters 2. Der Behälter 2 umfaßt ebenfalls einen Boden 6, in welchem ein Auslaßventil 7 gepaßt ist.Figure 1 is a longitudinal sectional view of a vessel 1 comprising a container 2. Leading to the container 2 are two liquid supply tubes or pipes or hoses 3, 4, whereby the supplied liquids are e.g. mixed or at least measured in the vessel 1. The supply tubes 3, 4 end in the cap or lid 5 of the container 2. The container 2 also comprises a bottom 6 in which an outlet valve 7 is fitted.

Montiert in dem Behälter 2 ist ein Überlauf bzw. Wehr 8 vorgesehen, welches die Form eines Rohres aufweist, dessen Ausstoßöffnung entweder oberhalb oder innerhalb des Raumes einer Flüssigkeitssammeleinrichtung 9 angeordnet ist. In dem Fall der dargestellten Ausführungsform umfaßt die Flüssigkeitssammeleinrichtung 9 ein schalen- oder beckenförmiges Gefäß, welches eingeschränkte Auslässe 11 aufweist, und zwar bereitgestellt in dem Boden 10 davon.Mounted in the container 2 is a weir 8 which has the form of a pipe, the discharge opening of which is located either above or within the space of a liquid collection device 9. In the case of the illustrated embodiment, the liquid collection device 9 comprises a bowl- or basin-shaped vessel having restricted outlets 11 provided in the bottom 10 thereof.

Die Flüssigkeitssammeleinrichtung 9 ist mit dem Auslaßventil 7 über eine Verbindungseinrichtung 12 verbunden, in dem dargestellten Fall handelt es sich um einen Arm. Der Arm 12 erstreckt sich durch den Behälter 2 und nach oben durch den Behäterdeckel bzw. die Behälterkappe 5, wobei der Teil des Armes, welcher oberhalb des Deckels vorspringt, eine Armvorspannfeder 13 daran angepaßt aufweist. Der Arm 12, die Flüssigkeitssammeleinrichtung 9 und das Ventil 7 können somit in der Längsrichtung (vertikal in der Figur) bewegt werden, und zwar abhängig von der Federkraft. Die Feder 13 wird gespannt gehalten zwischen der oberen Fläche des Deckels 5 und einer Platte 14 mittels einer Flügelmutter 15, welche entlang eines Schraubengewindes 16 geschraubt werden kann, welches in dem Endteil des Armes 12 geschnitten ist, welches oberhalb der Kappe 5 vorspringt. Dies ermöglicht es, die Kraft der Feder einzustellen.The liquid collecting device 9 is connected to the outlet valve 7 via a connecting device 12, in the case shown an arm. The arm 12 extends through the container 2 and upwards through the container lid or cap 5, the part of the arm which projects above the lid having an arm biasing spring 13 adapted thereto. The arm 12, the liquid collecting device 9 and the valve 7 can thus be moved in the longitudinal direction (vertical in the figure) depending on the spring force. The spring 13 is kept tensioned between the upper surface of the lid 5 and a plate 14 by means of a wing nut 15 which can be screwed along a screw thread 16 cut in the end part of the arm 12 which projects above the cap 5. This makes it possible to adjust the force of the spring.

In der dargestellten Ausführungsform trägt die Kappe bzw. der Deckel 5 ebenfalls eine binäre Schaltfunktion, z.B. einen elektrischen Mikroschalter 17, der betätigbar ist durch die Endfläche des Armes 12.In the embodiment shown, the cap or lid 5 also carries a binary switching function, e.g. an electrical microswitch 17, which can be actuated by the end face of the arm 12.

Der Mikroschalter 17 kann veranlaßt werden, Spulen- bzw. Solenoidsteuer- bzw. -Regelventile (nicht gezeigt) zu betätigen, welche in einem oder beiden der Zufuhrrohre 3, 4 inkorporiert sind.The microswitch 17 can be caused to operate solenoid control valves (not shown) incorporated in one or both of the supply pipes 3, 4.

Figur 2 zeigt eine modifizierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steueranordnung mit einer Flössigkeitssammeleinrichtung 9', welche die Form eines Trichters annimmt, z.B. geeignet zum Füllen bzw. Befüllen von Flaschen. Somit ist die Anzahl der Auslässe eingeschränkt auf einen einzigen 11'.Figure 2 shows a modified embodiment of the control arrangement according to the invention with a liquid collecting device 9', which takes the form of a funnel, e.g. suitable for filling bottles. Thus, the number of outlets is limited to a single one 11'.

Des weiteren ist das Wehr bzw. der Überuf 8' ausgelegt, um eine größere Fläche bzw. einen größeren Flächeninhalt bzw. einen größeren Bereich an dem Einlaßende davon aufzuweisen als in dem Fall des Auslaßendes Jedoch ist es wichtig, daß der Auslaß des Wehrs bzw. Überlaufes 8' (was ebenfalls gilt für die in Figur 1 gezeigte Ausführungsform) einen Bereich bzw. einen Flächeninhalt aufweist, welcher ausreichend groß ist zum Erhalten einer zuverlässigen Funktion bzw. Wirkung.Furthermore, the weir or spillway 8' is designed to have a larger area at the inlet end thereof than in the case of the outlet end. However, it is important that the outlet of the weir or spillway 8' (which also applies to the embodiment shown in Figure 1) has an area which is sufficiently large to obtain a reliable function.

Die dargestellte erfindungsgemäße Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung, wie sie in den Figuren gezeigt ist, wird in der folgenden Weise betätigt bzw. betrieben. Flüssigkeit oder Flüssigkeiten wird/werden zu dem Behälter 2 durch eine oder beide Zufuhrleitungen bzw. -rohre 3, 4 geführt bzw. geliefert. Wenn der Flüssigkeitspegel N die Kante des Überlaufes 8 oder 8' erreicht, wird Flüssigkeit in die Flüssigkeitssammeleinrichtung 9 oder 9' fließen. Wenn die Einrichtung 9, 9' so viel Flüssigkeit gesammelt bzw. angesammelt hat, daß deren Gewicht die Federkraft (Feder 13) überschreitet, und zwar voreingestellt mittels der Mutter 15, so wird sich das Auslaßventil 7 öffnen. Gleichzeitig wird der Mikroschalter 17 betätigt, um somit die Zufuhr von Flüssigkeit durch die Rohre 3, 4 zu unterbrechen.The illustrated inventive control device of the present invention, as shown in the figures, is operated in the following manner. Liquid or liquids are supplied to the container 2 through one or both of the supply pipes 3, 4. When the liquid level N reaches the edge of the overflow 8 or 8', liquid will flow into the liquid collecting device 9 or 9'. When the device 9, 9' has collected so much liquid that its weight exceeds the spring force (spring 13) preset by means of the nut 15, the outlet valve 7 will open. At the same time, the microswitch 17 is operated, thus interrupting the supply of liquid through the pipes 3, 4.

Bedingt durch das Vorhandensein des eingeschränkten bzw. versperrten Auslasses 11 oder 11' in der jeweiligen Flüssigkeitssammeleinrichtung 9 und 9', wird das Auslaßventil 7 offen verbleiben über eine vorbestimmte Zeitperiode. Wenn die Flüssigkeit, gesammelt durch die Einrichtung 9 oder 9', abgelaufen bzw. drainiert ist durch die Auslässe 11 oder den Auslaß 11', wird die durch die Feder 13 ausgeübte Kraft die Kraft überwinden, welche ausgeübt wird durch das Gewicht der Flüssigkeitssammeleinrichtung 9 oder 9', und somit das Ventil 7 schließen bzw. verschließen. In Verbindung hiermit wird der Mikroschalter 17 aktiviert bzw. betätigt, um Flüssigkeit zu veranlassen, zu dem Behälter durch eine oder beide der Zufuhrleitungen bzw. -rohre 3, 4 geliefert zu werden.Due to the presence of the restricted outlet 11 or 11' in the respective liquid collection device 9 and 9', the outlet valve 7 will remain open for a predetermined period of time. When the liquid collected by the device 9 or 9' has drained through the outlets 11 or outlet 11', the force exerted by the spring 13 will overcome the force exerted by the weight of the liquid collection device 9 or 9', thus closing the valve 7. In connection with this, the microswitch 17 is activated to cause liquid to be supplied to the container through one or both of the supply pipes 3, 4.

Wie es verstanden werden wird, können die zuvor beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung in verschiedensten Weisen innerhalb des Umfanges der Erfindung modifiziert werden, wie in den beigefügten Ansprüchen beansprucht.As will be understood, the previously described and illustrated Embodiments of the control device according to the invention can be modified in various ways within the scope of the invention as claimed in the appended claims.

Die beschriebene und dargestellte Ausführungsform umfaßt ein Auslaßventil 7, einen Überlauf bzw. ein Wehr 8 oder 8' und eine Flüssigkeitssammeleinrichtung 9 oder 9'. Es wird jedoch verstanden werden, daß mehrere solcher Komponenten in einem und demselben Behälter 2 montiert werden können. Zum Beispiel kann eine Flüssigkeitssammeleinrichtung veranlaßt werden, mehrere Auslaßventile 7 zu steuern bzw. zu regeln. Eine weitere durchführbare Modifikation ist eine, in welcher mehrere Flüssigkeitssammeleinrichtungen 9 oder 9', jeweils dessen zugeordnetes Auslaßventil 7 steuernd, angeordnet sind zum Betätigen bzw. Aktivieren der zugeordneten Ventile zu unterschiedlichen Zeitpunkten. Dies kann erreicht werden mit unterschiedlichen Federkrafteinstellungen, unterschiedlichen Überlauf- bzw. Wehr bereichen bzw. Flächeninhalten und ähnlichen Maßnahmen.The embodiment described and illustrated comprises an outlet valve 7, a weir 8 or 8' and a liquid collection device 9 or 9'. It will be understood, however, that several such components can be mounted in one and the same container 2. For example, a liquid collection device can be caused to control several outlet valves 7. A further modification that can be carried out is one in which several liquid collection devices 9 or 9', each controlling its associated outlet valve 7, are arranged to actuate the associated valves at different times. This can be achieved with different spring force settings, different weir areas and similar measures.

Des weiteren können die dargestellten Ausführungsformen 9 und 9' der Flüssigkeitssammeleinrichtung außerhalb des Behälters 2 montiert werden. Der Überlauf 8 und 8' kann vertikal einstellbar gestaltet sein. Der Überlauf bzw. das Wehr kann ebenfalls andere Formen als die dargestellte Rohr- bzw. Tubusform annehmen. Die Verbindungseinrichtung 12 muß nicht notwendigerweise ein Arm sein, da die Funktion bzw. Wirkung der Einrichtung erreicht werden kann mit anderen Verbindungseinrichtungen, obwohl derzeit der dargestellte Arm bevorzugt ist. Die Zufuhrrohre 31 4 können ein einzelnes Rohr oder mehr als die zwei dargestellten Rohre bzw. Leitungen bzw. Röhren sein, und der Mikroschalter 17 kann ersetzt werden durch analoge oder mechanische Äquivalente. Die vorliegende Erfindung soll daher nicht auf die explizit dargestellte Ausführungsform davon beschränkt sein, da das erfindungsgemäße Konzept, wie es in den folgenden Ansprüchen definiert ist, mehrere durchführbare Alternativen und Modifikationen umfaßt.Furthermore, the illustrated embodiments 9 and 9' of the liquid collecting device can be mounted outside the container 2. The overflow 8 and 8' can be designed to be vertically adjustable. The overflow or weir can also take on other shapes than the illustrated tube or pipe shape. The connecting device 12 does not necessarily have to be an arm, since the function or effect of the device can be achieved with other connecting devices, although the illustrated arm is currently preferred. The supply pipes 31 4 can be a single pipe or more than the two illustrated pipes or pipes or tubes, and the microswitch 17 can be replaced by analogous or mechanical equivalents. The present invention is therefore not intended to be limited to the explicitly illustrated embodiment thereof, since the inventive concept as defined in the following claims encompasses several feasible alternatives and modifications.

Claims

1. Device for controlling the supply of liquid to and/or from a vessel (1), comprising a container (2) with at least one supply line (3, 4), in which at least one overflow (8; 8') is provided in the container (2), which opens into a liquid collection device (9; 9') which, after a predetermined amount of liquid has accumulated, causes one or more outlet valves (7) in the container (2) to open, so that liquid flows from the container (2) into the collection device (9; 9') through the outlet valve(s) (7), each liquid collection device (9; 9') having at least one narrowed outlet (11; 11') and a mechanically acting device for closing the outlet valve(s) (7) when the amount of liquid in the device is below the minimum level, and an electrical or mechanical valve control device (17) is connected to a device for controlling a supply valve in the supply line (3, 4).

2. Device according to claim 1, characterized in that the liquid collecting device (9; 9') is mechanically connected to one or more of the outlet valves (7) by means of a connecting device (12), the connecting device (12) being acted upon by a force-generating device (13) in order to counteract the weight of the liquid in the liquid collecting device.

3. Device according to claim 2, characterized in that the connecting device is an arm (12) which is located between the liquid collecting device (9; 9') and a associated outlet valve (7) and is loaded by a spring (13).

4. Device according to claim 1 and 3, characterized in that the respective outlet valves (7) are arranged in the container base (6), and that the arm (12) extends to the container lid (5), onto which an adjustable force can be exerted on the arm by the spring (13).

5. Device according to claim 4, characterized in that the liquid collecting device (9; 9') is a bowl- or funnel-shaped vessel which is arranged below the container bottom (6), the arm (12) connected to the bowl- or funnel-shaped device extending through and being fastened to its associated outlet valve (7) and extending further upwards through the container (2) and freely through the container lid (5), where the part of the arm protruding above the lid is surrounded by the spring (13), the spring being seated between the upper surface of the lid and a plate (14) fastened to the arm.

6. Device according to claim 5, characterized in that the part of the arm (12) protruding beyond the cover (5) is provided with a screw thread (16), and in that the position of the plate (14) is adjustable by means of an adjusting nut (15) which cooperates with the thread to adjust the force exerted by the spring.

7. Device according to one of claims 3 to 6, characterized in that the arm (12) cooperates with the electrical or mechanical valve control device (17) for actuating the supply valve arranged in the supply line (3, 4).

8. Device according to claim 7, characterized in that the valve control device comprises a binary or analog function which is connected to a device for controlling the supply valve in the supply line (3, 4).

9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the level of the overflow (18) in the container (2) is adjustable.