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Beschreibung:
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Die Erfindung betrifft ein selbstschliessendes Absperrventil, dessen
Hauptventil durch ein handhabenbetätigtes Hilfsventil vorgesteuert ist und das mit
einem Zeitwerk zum zeitverzögerten Schließen des Hilfsventils ausgerüstet ist, wobei
durch Betätigen der Handhabe das Hilfsventil gegen die Kraft einer Schließfeder
geöffnet und das Zeitwerk in Betrieb gesetzt wird.
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Bekannte Selbstschlußventile dieser Art arbeiten mit feinmechanischen
Zeitschaltwerken, die beim Öffnen des Hilfsventils mittels der Handhabe zugleich
in Gang gesetzt werden und deren Rädergetriebe dann den Schließvorgang des Hilfsventils
zeitverzögern.
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Der konstruktive und bautechnische Aufwand für solche Zeitschaltwerke
ist relativ hoch, so daß sich nur große Serien rentabel fertigen lassen. Auch der
Einbau in Selbstschlußventile ist aufwendig, da in jedem Fall zum Schutz des Zeitwerkes
eine Überlastsicherung, z. B. in Form einer Rutschkupplung, erforderlich ist, denn
die Selbstschlußventile werden insbesondere im öffentlichen Bereich robust gehandhabt,
was ohne Überlastsicherung zu einer Beschädigung des Zeitwerkes führen würde. Für
den Einsatz
im öffentlichen Bereich wird auch gefordert, daß die
Ventile beim Selbstschluß möglichst keime Laufgeräusche haben, damit dnes nicht
zu Manipulationen durch die Benutzer anregt. Die bisher bekannt gewordenen Zeitschaltwerke
können ihre Laufgeräusche jedoch nicht unterdrücken.
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Sie sind zudem störanfällig. Als Ursachen sind hier z. B. Verschleiß,
Verschmutzung oder Erhärten von Schmiermitteln zu nennen.
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Ein weiteres, bis dato ungelöstes Problem bei Selbstschlußventilen
der vorgenannten Art ergibt sich aus deren Frostempfindlichkeit. In den geschlossenen
Ventilen gefriert das stehende Wasser, sofern nicht anderweitig, beispielsweise
durch eine Zusatzheizung oder durch Öffnen des Ventils, das Einfrieren verhindert
wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vereinfachtes, leises
und störunanfälliges Selbstschlußventil der genannten Art zu schaffen Damit soll
mit der Lösung auch die Zoonstruktive Voraussetzung geschaffen werden, tun das Problem
der Frostempfindlichkeit solcher Ventile möglichst zu minimieren.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Zeitwerk
des Selbstschlußventils zwei mit einem Druckmittel gefüllte Schubkolben-Kammern
besitzt, die über mindestens ein den Weg von der ersten zur zweiten Kammer freigebendes
Rückschlagventil sowie über eine Düsenbohrung miteinander verbunden sind, wobei
der Schubkolben der ersten Kammer aus seiner gegen einen Endanschlag ausgefahrenen
Ruheposition mittels der Handhabe in eine eingefahrene Position verstellbar ist
und wobei der Schubkolben der zweiten Kammer auf den Stößel des Hilfsventils wirkt
und aus seiner eingefahrenen Ruheposition gegen die Kraft einer Schließfeder, z.
B. der Schließfeder des Hilfsventils,ausfahrbar ist.
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Ein solches Druckmittel-Zeitwerk für Selbstschlußventile ist äußerst
einfach und robust herstellbar, da es keine feinmechanischen Teile erfordert. Die
beiden miteinander kommunizierenden Schubkolben-Kammern stellen ein in sich geschlossenes
System dar,das mit einem gereinigten Druckmittel gefüllt ist und somit keinerlei
externen Verschmutzungen unterliegt. Es arbeitet somit in höchstem Maße störunanfällig.
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Als Druckmittel können sowohl inkompressible Flüssigkeiten als auch
kompressible Gase
eingesetzt werden. Das Druckmittel wird beim Betätigen
der handhabe durch den Schubkolben aus der ersten Kammer über das Rückchlagventil
mit einem großen Strömungsguerschnitt relativ schnell in die zweite Kammer gedrüclt,
so daß der Schubkolben der zweiten Kammer ausfährt und dabei das Hilfsventil gegen
die Kraft einer Schließfeder öffnet.
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Die Schließfeder schiebt sodann den Schubkolben in die zweite Kammer
zurück, wobei das Druckmittel dann nur über die relativ feine Düsenbohrung in die
erste Kammer zurückströmen kann.
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Der Durchmesser der Düsenbohrung bestimmt die Zeitverzögerung bis
zum Schließen des Hilfsventils0 Es liegt auf der Hand, daß bei entsprechender Ausformung
der Düsenbohrung das Rückströmen des Druckmittels in die erste Kammer beim Selbstschluß
des Hilfsventils so gut wie keine Geräusche verursacht. Auch arbeitet das System
sehr verschleißarm, da letztlich nur die Schubkolben ein- bzw.
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ausgefahren werden Das neue Druckmittel-Zeitwerk für Selbstschlußventile
ist hervorragend geeignet, das bis dato ungelöste Problem der Frostenpfindlichkeit
solcher Ventile zu beseitigen. Als erfinderische Lösung wird vorgeschlagen,
das
geschlossene System der miteinander kommunizierenden Schubkolben-Kammern mit einem
vorzugsweise inkompressiblen Druckmittel zu füllen, das bei Temperaturen gegen 0°C
im noch strömungsfähigen Zustand eine Volumenvergrößerung erfährt. Ein solches geeignetes
Druckmittel ist beispielsweise Wasser, das sein Volumen beim Übergang von der flüssigen
in die feste Eisphase vergrößert.
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Diese bei einsetzendem Frost stattfindende Volumenvergrößerung wird
bei diesem erfindungsgemäßen Selbstschlußventil wie folgt genutzt. Im Ruhezustand
des Ventils ist der Schubkolben der ersten Kammer bis in seine durch einen Endanschlag
gehaltene Ruheposition ausgefahren. Die in dem geschlossenen System vorhandene Wassermenge
befindet sich deshalb im wesentlichen in der ersten Kammer. Bei einsetzendem Frost
vergrößert sich das Volumen des Wassers und ein Teil desselben wird, da der Schubkolben
der ersten Kammer bereits bis gegen seinen Endanschlag ausgefahren ist, über den
relativ großen Querschnitt des Rückschlagventils in die zweite Kammer gedrückt,
so daß der Schubkolben der zweiten Kammer automatisch bei einsetzendem Frost das
Hilfsventil leicht öffnet, wodurch ebenfalls das Hauptventil öffnet und das Zuflußwasser
zum Hauptventil freigibt. Das
fließende Wasser neigt bei den üblichen
Frosttemperaturen kaum zum Gefrieren, zumal da das Zuflußwasser in der Regel etwas
temperiert ist, so daß im Ergebnis ein erfindungsgeäßes Selbstschlußventil gegen
Einfrieren und daraus resultierender Zerstörung gesichert ist Eine bevorsuste Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, daß die Schubkolben gegen ihre jeweiligen Druckmittel-Kammern
mittels einer Rollmenbran abgedichtet sind. Die Rollmembranen können z. B. aus Gummi
mit einer Gewebeeinlage gefertigt sein. Sie unterliegen in der Regel keinem Verschleiß
und sind in ausreichendem Maße druckmitteldicht Natürlich können auch andere Konstruktionen
zur Abdichtung der Schubkolben der Druckmittel-Rammern gewählt werden, wie sie z.
B bei der Kolbenabdichtung für andere Anwendungsfälle bewährt sind.
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Ein besonders robustes und in kostengünstiger Weise herstellbares
Selbstschlußventil gemaß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen
der Schubkolben und des H sventilstößels koaxial angeordnet sind und daß die Handhabe
durch einen koaxial zu betätigenden Druckknopf gegeben ist. Alternativ könnte natürlich
auch ein Drehknopf zum Eindrücken des Schubkolbens der ersten Druckmittel-Kammer
benutzt
werden, doch würde dies eine Umsetzung der Drehbewegung des Drehknopfes in eine
translatorische Schubbewegung erfordern, was jedoch beispielsweise durch Führung
des Drehknopfes in einem Gewinde o. dgl. leicht möglich ist.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der
Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes
Selbstschlußventil.
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Das in Fig. 1 dargestellte Selbstschlußventil ist in der linken Darstellungshälfte
im Ruhezustand, d. h. mit geschlossenem Hauptventil, und in der rechten Darstellungshälfte
mit geöffnetem Hauptventil dargestellt. Das Hauptventil ist durch den Ventilring
2 und den Ventilsitz 3 gebildet.
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Das Hauptventil sperrt die Zulaufleitung 4 gegen die Ablaufleitung
5 ab. Über die Bohrung 6 im Hauptventil steht der Druckraum 7 unter dem Druck des
Zulaufwassers, der das Hauptventil geschlossen hält. Erst wenn der Druckraum 7 durch
Öffnen des Hilfsventils 8/9 über die Bohrung 10 und die Ringspalte 11 und 12 druckentlastet
wird, öffnet sich das Hauptventil 2/3. Diese Vorsteuerung des Hauptventils durch
das Hilfsventil ist bekannt.
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Das dargestellte Selbstsehlußventil besitzt gemaß der Erfindung ein
Zeitwerk, das zwei mit einem Druckmittel gefüllte Schubkolben-Sammern 13 und 14
besitzt.
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Die erste Schubkolben-Kammer 13 besitzt einen Schubkolben 15, der
bei diesem Ausführungsbeispiel integrierter Bestandteil der Druckknopf-Handhabe
16 ist. Die Druckknopf-Handhabe 16 untergreift mit ihrem unteren Rand 17 eine Anschlagkante
18 des Ventilgehäuses, die den Endanschlag für die vollständig ausgefahrene Ruheposition
des Schubkolbens 15 dargtellt.
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Die zweite Druokmittel-Kammer 14 besitzt einen Schubkolben 19, der
auf den Stößel 20 des Ril£sventils 8/9 wirkt und der gegen die Kraft der Schließfeder
21 bewegt werden muß, um das Hilfsventil zu öffnens Die beiden Schubkolben 15 und
19 sind gegen ihre jeweiligen Druckmittel-Kammern 13 bzw.
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14 mittels je einer Rollmembran 22 bzw. 23 abgedichtet. Die Druckmittel-Kammern
13 und 1 sind durch die Zwischenwand 24 voneinander getrennt. In der Zwischenwand
24 ist eine große Rückschlagklappe 25 angeordnet, die den Weg des Druckmittels von
der ersten Kammer 13 in die zweite Kammer 14 freigibt, jedoch Bn umgekehrter Richtung
sperrt.
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In umgekehrter Richtung bleibt nur die relativ feine Düsenöffnung
26 in der Mitte der Rückschlagklappe 25 wirksam, so daß im Ergebnis das dargestellte
Selbstschlußventil durch Niederdrücken des Druckknopfes 16 mit dem integrierten
Schubkolben 15 relativ leicht und schnell geöffnet werden kann, da die freien Durchströmungsquerschnitte
der Rückschlagklappe 25 groß sind, jedoch der Schließvorgang des Hilfsventils nur
zeitverzögert ablaufen kann, da mittels des durch die Schließfeder 21 belasteten
Schubkolbens 19 das Druckmittel durch die relativ feine Düsenöffnung 26 in die erste
Kammer 13 zurückgedrückt werden muß.
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Durch die auf das Ventilgehäuse aufgesetzte Schraubbuchse 27 ist der
Öffnungsschub des Druckknopfes 16 mit dem integrierten Schubkolben 15 einstellbar.