CH697899B1 - Ventil. - Google Patents

Abstract

Das erfindungsgemässe Ventil ist als Einsatz-Ventil (45) ausgebildet und kann ohne Vorarbeiten und Änderungen am Steigrohr (5) eines herkömmlichen Hydranten (1) in Letzteren eingesetzt werden. Die Dichtung des Einsatz-Ventils (45) gegenüber dem Einlaufbogen erfolgt am vorhandenen Ventilsitz. Oben wird das Einsatz-Ventil (45) durch eine radiale Dichtung, welche an der Innenwand des Steigrohrs (5) anliegt, abgedichtet.

Description

  [0001] Gegenstand der Erfindung ist ein Ventil für einen Hydranten gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Hydranten sind seit vielen Jahrzehnten bekannt und dienen dazu, grössere Wassermengen, insbesondere bei Feuersbrünsten, dem Leitungsnetz zu entnehmen. Um Hydranten vor Schäden durch Frost und äussere mechanische Einflüsse zu schützen, ist deren Ventil nicht im überirdischen Bereich angeordnet, sondern es sitzt geschützt am unteren Ende eines im Erdreich angeordneten Steigrohrs. Das untere Ende des Steigrohrs, welches durch einen Einlaufbogen mit einer Speiseleitung verbunden ist, kann bis zwei Meter unter der Erdoberfläche liegen. Bei herkömmlichen Hydranten ist am oberen Ende des Einlaufbogens im Verbindungsbereich mit dem unteren Ende des Steigrohrs ein Ventilsitz angeordnet, der üblicherweise als konisch verlaufende Ringfläche ausgebildet ist.

   Ein in einer Führung am Steigrohr längsgeführter axial wirkender Ventilkörper mit einer stirnseitig angebrachten flachen, ringförmigen Dichtungsfläche kann mit einer Spindel vom Sitz abgehoben oder gegen diesen gepresst werden. Um eine genügende Dichtigkeit zu erlangen, müssen mit der Spindel entsprechend hohe, den Wasserdruck überwindende Anpresskräfte aufgebracht werden. Diese werden von einem Spindellager am oberen Ende des Steigrohrs aufgefangen.

[0003] Beim bekannten Hydranten Modell 1970, der Firma Von Roll Armaturen AG, ist das Spindellager mit einem Bajonettverschluss versehen, welcher am oberen Ende des Steigrohrs angebracht ist.

   Dank diesem Bajonettverschluss kann der Ventilkörper nach Abnahme des überirdischen Aufsatzrohres von oben entnommen und, falls notwendig, periodisch der Ventilsitz nachgefräst werden.

[0004] Es sind auch Einrichtungen bekannt, bei denen die Entnahme des Ventilkörpers mit der Spindel ohne Unterbrechung der Wasserzufuhr möglich ist.

[0005] Die periodisch notwendige Wartung solcher Hydranten ist für die Kommunen kostspielig, denn die Lebensdauer der bekannten Axialdichtungen ist verhältnismässig klein. Feine Sandkörper oder übermässige Pressung können die Dichtung in kurzer Zeit zerstören. Im Weiteren führt eine Undichtigkeit zu grossem verdecktem Wasserverlust.

   Der Ersatz solcher Hydranten, sei es durch herkömmliche oder durch moderne mit einer Radialdichtung, d.h. mit einem in einem Ventilrohr geführten, radial dichtenden Ventilkörper, beispielsweise einem Hydranten Typ H4, der Firma Hawle Armaturen AG, bedingt einerseits das Abstellen des Wassernetzes und andererseits Grabarbeiten, um die neue Mechanik an die Hauptleitung anzuschliessen. Dies ist mit hohen Kosten verbunden.

[0006] Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, alte, herkömmliche Hydranten mit Axialdichtung in kürzester Zeit und kostengünstig umzubauen und mit einem Ventil mit moderner, über viele Jahre wartungsfreier Technik umzubauen.

[0007] Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Ventil gemäss den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

   Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Ventils sind in den abhängigen Ansprüchen umschrieben.

[0008] Das erfindungsgemässe Ventil kann ohne Änderungen am bestehenden Hydranten von oben in das Steigrohr eingesetzt und auf dem vorhandenen Ventilsitz abgedichtet, mit der Hauptleitung verbunden und an der vorhandenen Aufnahme für den Bajonettverschluss in das Steigrohr eingespannt werden. Das erfindungsgemässe Ventil ermöglicht es, entweder weiterhin das vorhandene Aufsatzrohr mit den Schlauchabgängen zu benützen, so dass äusserlich der Hydrant keine Änderung erfährt, oder es kann ein moderner, aus rostfreiem Stahl hergestellter Oberteil aufgesetzt werden.

   Das Einsetzen des neuen, erfindungsgemässen Ventils mit einer geeigneten Vorrichtung ist auch, wie schon die Wartung herkömmlicher Ventilsitze, ohne Absperren des Rohrstranges möglich.

[0009] Anhand eines illustrierten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen
<tb>Fig. 1<sep>einen Längsschnitt durch einen herkömmlichen Hydranten mit Einlaufbogen, Steigrohr und Aufsatzrohr,


  <tb>Fig. 2<sep>einen Längsschnitt durch das Steigrohr mit darin eingesetztem Einsatzventil,


  <tb>Fig. 3<sep>einen Längsschnitt durch das Einsatzventil (Ventil geschlossen)


  <tb>Fig. 4<sep>einen Längsschnitt durch das Einsatzventil (Ventil geöffnet).

[0010] Der in Fig. 1 dargestellte, seit Jahrzehnten bekannte Hydrant 1 umfasst, beginnend von unten, einen Einlaufbogen 3, ein Steigrohr 5, ein Aufsatzrohr 7 und einen Deckel 9. Am oberen Ende des Einlaufbogens 3 ist ein ringförmiger konisch ausgebildeter Ventilsitz 11 angeordnet. Zwischen dem Einlaufbogen 3 und dem Steigrohr 5 ist eine Ventilkörperführung 13 eingesetzt, in welcher zudem eine Drainageleitung oder -bohrung 15 für die Entleerung des Steigrohrs 5 und des Aufsatzrohrs 7 nach Beendigung des Wasserbezugs dient. Die Drainagebohrung 15 ist bei geschlossenem Ventil offen und bei geöffnetem Ventil durch einen Ventilkörper 17 abgedeckt. In der Ventilkörperführung 13 ist der Ventilkörper 17 axial verschiebbar gelagert.

   An der Unterseite des Ventilkörpers 17 ist eine flache Dichtung 19 eingesetzt, welche bei abgesenktem Ventilkörper 17 in flächenförmige Anlage mit dem Ventilsitz 11 gelangt. Die vertikale Verschiebung des Ventilkörpers 17 erfolgt über eine Hubstange 21, an deren oberen Ende eine Gewindehülse 23 sitzt. Die Gewindehülse 23 ist über eine radial abstehende Fahne 25 verdrehsicher in einer am Steigrohr 5 angeordneten Führungsnut 27 gehalten. Eine Gewindespindel 29 am unteren Ende einer Übertriebswelle 31 kämmt in der Gewindehülse 23. Die Übertriebswelle 31 ist in einem Axiallager 33 gehalten. Das Axiallager 33 ist als Bajonettverschluss 35 ausgebildet, welcher in einer entsprechenden Ausnehmung 37 an der Innenwand 105 des Steigrohres 5 einrastet.

   Das obere Ende der Übertriebswelle 31 ist mit einer Antriebsstange 39 verbunden, deren oberes Ende direkt oder indirekt über den Deckel 9 des Aufsatzrohrs 7 hinausragt.

[0011] Um über einen der Schlauchanschlüsse 41 Wasser beziehen zu können, wird mit einem geeigneten Schlüssel (nicht dargestellt) die Antriebsstange 39 in Drehung versetzt und dadurch der Ventilkörper 17 vom Ventilsitz 11 abgehoben. Wasser kann nun von einer Hauptleitung 43 durch das Steigrohr 5 und das Aufsatzrohr 7 aufsteigen und den Hydranten 1 durch den Schlauchanschluss 41 verlassen.

[0012] Nachfolgend wird anhand der Fig. 2 bis 4 das erfindungsgemässe Einsatz-Ventil 45 beschrieben.

[0013] In Fig. 2 ist wiederum mit Bezugszeichen 5 das Steigrohr eines herkömmlichen Hydranten bezeichnet.

   In diesem sind nun anstelle des originalen Ventilkörpers 17, der Hubstange 21 der Gewindespindel 29 und des Axiallagers 33 neu ein Einsatz-Ventil 45 als einbaufertige, rohrförmige Einheit sichtbar. Das Einsatz-Ventil 45 umfasst ein Mantelrohr 47. Auf dem unteren Ende 49 des Mantelrohrs 47 sitzt eine hohlzylindrische Dichtungsbüchse 51 mit einer zylindrischen Bohrung 46 und der radial verlaufenden Drainageleitung 15. Am unteren stirnseitigen Ende 53 der Büchse 51 ist in einer in einem Winkel von vorzugsweise ca. 38 deg. angeordneten umlaufenden Nut 55 ein Dichtungsring 57, z.B. ein O-Ring, eingelegt. Selbstverständlich könnte anstelle eines O-Rings auch eine ringförmige Dichtung mit rechteckigem Querschnitt in die Nut 55 eingelegt sein.

   Das obere Ende des Mantels 47 wird durch einen mit dem Mantel 47 verbundenen Ring 48 abgeschlossen.

[0014] Oberhalb des zentralen Bereichs des Mantels 47 sind auf dessen Innenfläche zwei axial verlaufende Führungsmittel 59 angeordnet, welche beispielsweise eine im Horizontalschnitt u-förmige Gestalt aufweisen und somit vertikal verlaufende Führungsnuten bilden. Das Steigrohr 5 überragt den gewachsenen Boden 6 nur wenig.

[0015] Im Bereich des oberen Endes 61 des Mantels 45 ist axial durch Schrauben 63 oder durch andere Befestigungsmittel ein Axiallagerkörper 65 befestigt. In dessen Bohrung ist, axial unverschiebbar gelagert, eine Spindel 71 angeordnet, welche oben ein mehrkantiges Endstück 69 trägt.

   Das untere Ende der Spindel 71 ist als Gewindeabschnitt 73 ausgebildet.

[0016] Der Gewindeabschnitt 73 greift in eine Gewindebüchse 67 bzw. das Innengewinde an der Gewindebüchse 67 ein. Diese ist mit dem oberen Ende eines Führungsrohrs 75 mittels Schrauben 81 oder dgl. verbunden. Eine Drehsicherung der Gewindebüchse 67 wird mit radial abstehenden Führungsflügeln 79 erreicht. Die Führungsflügel 79 greifen in die u-förmigen Führungsmittel 59 ein und werden drehfest, jedoch axial verschiebbar gehalten. Am unteren Ende der Antriebswelle 71 sitzt ein Anschlagkörper 77, der den axialen Fahrbereich der Antriebswelle 71 beidendig an entsprechenden Anschlägen begrenzt.
Im unteren Ende des Führungsrohrs 75 greift ein Wellen- oder Rohrstummel 83 ein.

   Der Rohrstummel 83 trägt an seinem unteren Ende einen Dichtungskolben 85 und fungiert oben zudem als Anschlag für den Anschlagkörper 77 an der Antriebswelle 71. Im benachbart zum Rohrstummel 83 liegenden Bereich des Dichtungskolbens 85 sind auf dessen Peripherie umlaufende Dichtungsrippen 87 ausgebildet. Die zuunterst liegende Dichtungsrippe 89 weist vorzugsweise eine grössere axiale Ausdehnung aus als die darüberliegenden. Die Dichtungsrippen 87, 89 können durch in Nuten im Dichtungskolben 85 eingelegte O-Ringe gebildet sein. Vorzugsweise sind sie aber durch Aufvulkanisieren von Gummi oder elastischem Kunststoff erzeugt worden und bilden eine kombinierte Press- und Labyrinthdichtung. Unterhalb des Dichtungsbereichs mit den Dichtungsrippen 87, 89 sind am Dichtungskolben 85 zwei in der Mantelfläche des Dichtungskolbens 85 liegende Füsse 91 ausgebildet.

   Die Aussenflächen 90 der Füsse 91 bilden eine Dichtung zum Abdichten der Drainageleitung 15 bei geöffnetem Ventil (Dichtungskolben in oberer Stellung gemäss Fig. 4).

[0017] Im Bereich des oberen Endes 61 des Mantelrohrs 47 ist eine umlaufende Rille 93 ausgebildet, in welche ein geeignet dimensionierter O-Ring 95 eingelegt ist. Die Rille 93 wird vorzugsweise gebildet durch einen angeschrägten Bereich 97 des Rings 48 am oberen Ende des Mantelrohrs 47 und einer gegengleich ausgebildeten ringförmigen Scheibe 99. Die axiale Lage der ringförmigen Scheibe 99 kann durch Schrauben 101, welche die Scheibe 99 mit Spiel durchdringen und im darunterliegenden Ring 48 in entsprechend geformten Gewindebohrungen 103 kämmen, eingestellt werden.

   Durch die Schrauben 101 kann dadurch ein in der Rille 93, gebildet durch den Ring 48 und die ringförmige Scheibe 99, eingelegter O-Ring 95 nach aussen gedrückt und zusammengequetscht werden, so dass sein Durchmesser zunimmt. Dadurch wird er, wenn das Einsatzventil 45 in das Steigrohr 5 eines herkömmlichen Hydranten 1 von oben eingeschoben ist, an der Bohrung/Innenwand 105 dichtend anliegen. In einer bevorzugten Ausführungsform gemäss Fig. 3/4 ist zwischen der Scheibe 99 und dem Ring 48 ein Zwischenring 100 eingelegt, so dass zwei beabstandet zueinander wirkende Dichtungsringe 95 eine Doppeldichtung bilden.

   Die Doppeldichtung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn in der Innenwand 105 des Steigrohrs 5 aus giesstechnischen Gründen eine rillenförmige Ausbuchtung (nicht dargestellt) an unbestimmter Stelle eine satte dichtende Anlage eines einzigen Dichtungsrings 95 nicht gewährleistet ist.

[0018] Nach dem Einbau des Einsatz-Ventils 45 liegt das untere Ende 49 des Mantelrohrs 45 mit der Dichtungsbüchse 51 auf dem vorhandenen, bisher für den axial dichtenden Ventilkörper 17 benötigten Ventilsitz 11 am oberen Ende des Einlaufbogens 3 an. Mit dem am unteren Ende der Dichtungsbüchse 51 angeordneten Dichtungsring 57 gelingt es, das Einsatz-Ventil 45 unten, d.h. eingangsseitig, druckdicht an den Einlaufbogen 3 und damit an die Hauptleitung 43 anzuschliessen.

   Das Einsatz-Ventil 45 ist nun unten bezüglich dem Einlaufbogen 3 mit dem Dichtring 57 und an seinem oberen Ende durch den O-Ring 95 bezüglich der Innenwand 105 des Steigrohres 5 dichtend angeschlossen.

[0019] Um dem hydraulischen Druck, welcher von unten auf das geschlossene Einsatz-Ventil 45 wirkt, eine Gegenkraft entgegenzusetzen, ist auf dem Axiallagerkörper 65 ein Halterohr 107 aufgesetzt, dessen oberes Ende mit einer Abspannvorrichtung 109 verbunden ist. Die Abspannvorrichtung 109 weist einen Bajonettverschluss 111 auf, der demjenigen (35) entspricht, mit welchem bisher im Hydrant 1 das Axiallager 33 am Steigrohr 5 befestigt worden ist. Der Bajonettverschluss 111 umfasst zudem eine Spannbüchse 112 mit einem Aussengewinde, das mit einem Innengewinde an der Abspannvorrichtung 109 kämmt.

   An der Gewindehülse 112 sind stirnseitig Mittel 110 zum Ansetzen eines Werkzeugs angebracht, um die Gewindehülse 112 drehen und mit der Gewindehülse 112, welche auf dem oberen Ende des Halterohrs 107 aufliegt, Letzteres nach unten zu schieben und damit das Einsatz-Ventil 45 im Steigrohr 5 axial zu verspannen.

   Nach dem Einklinken des Bajonettverschlusses 111 und Anziehen der Spannhülse 112 ist folglich das Einsatz-Ventil 45 axial unverschiebbar und die Hauptleitung abgedichtet im vorhandenen Steigrohr 5 des Hydranten 1 gehalten.

[0020] Um nun das neue Axialventil bedienen zu können, d.h. den Dichtungskolben 85 in die Dichtungsbüchse 51 hineinzuführen und den Durchfluss von Wasser zu stoppen bzw.

   aus dieser herauszuziehen, um Wasser beziehen zu können, ist im Halterohr 107 eine Übertriebswelle 113 eingesetzt, deren unteres Ende formschlüssig auf dem Endstück 69 der Spindel 71 aufgesetzt ist.

[0021] Auf das obere Ende 114 der Übertriebswelle 113 wird das untere Ende der Antriebsstange 39 des alten Hydranten 1 oder die Antriebsstange eines neuen Hydranten moderner Bauart aufgesetzt, damit das Einsatz-Ventil 45 vom Deckel 9 des Hydranten 1 aus in gewohnter Weise bedient werden kann.

[0022] Bei Bedarf an Wasser wird das Einsatz-Ventil 45 also in gewohnter Weise durch Drehen am Mehrkantkopf 115 über dem Deckel 9 des Hydranten 1 der Dichtungskolben 85 aus der Dichtungsbüchse 51 teilweise herausgezogen, bis Wasser von unten zwischen den Füssen 91 hindurch in den ersten Raum 117 zwischen dem Mantelrohr 47 des Einsatz-Ventils 45 und dem Führungsrohr 75 eintreten kann.

   Das Wasser kann das Einsatz-Ventil 45 an seinem oberen Ende durch den Ring 48, den Zwischenring 100 und die Scheibe 99 verlassen und tritt danach in den zweiten Raum 119 ein, von wo es in herkömmlicher Weise durch das Aufsatzrohr 7 zu dem oder den Schlauchanschlüssen 41 gelangt.

[0023] Das Öffnen und Schliessen des Einsatz-Ventils 45 kann sehr feinfühlig erfolgen und es ist nicht mehr nötig, um einen dichten Abschluss zu erhalten, ein hohes Drehmoment zu erzeugen, denn die radial wirkende Dichtung schliesst sukzessive mit dem Eintauchen des Dichtungskolbens 85 in die Dichtungsbüchse 51.

Claims (10)

1. Ventil für einen Hydranten (1) mit einem Steigrohr (5) und einem am unteren Ende des Steigrohrs (5) befestigten Einlaufbogen (3), an dem ein konischer Ventilsitz (11) ausgebildet ist, und mit einem auf dem Steigrohr (5) gesetzten Aufsatzrohr (7), dessen oberes Ende mindestens einen Schlauchanschluss (41) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil als einbaufertiges Einsatz-Ventil (45) mit vollständiger Ventilmechanik ausgebildet und in einem Mantelrohr (47) angeordnet ist, an dessen unterem Ende (47) ein erster Dichtungsring (57) derart angebracht ist, dass der erste Dichtungsring (57), wenn das Einsatz-Ventil (45) in das Steigrohr (5) eines herkömmlichen Hydranten (1) eingeschoben ist, in dichtende Anlage mit dem Ventilsitz (11) im Einlaufbogen (3) gelangt und dass am oberen Ende (61) des rohrförmigen Einsatz-Ventils (45) eine zweite, radial wirkende Dichtung (95)

angeordnet ist, welche dazu bestimmt ist, an der Innenwand (105) des Steigrohres (5) dichtend anzuliegen.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine radial wirkende Dichtung (95) zwischen zwei scheibenförmigen Teilen (48, 99) eingespannt und mit Schrauben (101) durch axiales Spannen radial spreizbar ist.

3. Ventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass unten im oder am Mantelrohr (47) eine Dichtungsbüchse (51) mit einer axialen Bohrung (46) befestigt ist, in welcher ein Dichtungskolben (85) axial geführt und durch eine im Mantelrohr (47) drehbar gehaltene Spindel (71) mit einem Gewindeabschnitt (73) axial verschiebbar ist.

4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Dichtungskolben (85) ein Führungsrohr (75) befestigt ist, welches an seinem oberen Ende eine drehfest gehaltene, jedoch längsverschiebbar gelagerte Gewindebüchse (67) trägt, in der der Gewindeabschnitt (73) der Spindel (71) kämmt.

5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindebüchse (67) mit in Vertikalführungen (59) geführten Flügeln (79) drehfest gehalten ist.

6. Ventil nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (71) in einem mit dem Mantelrohr (47) fest verbundenen Axiallagerkörper (65) axial unverschieb-, jedoch drehbar gelagert ist.

7. Ventil nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der Unterseite des Dichtungskolbens (85) mindestens ein Fuss (91) angebracht ist, dessen periphere Flanke (92) bei geöffnetem Ventil vor mindestens eine Drainageleitung (15) im Steigrohr (5) zu liegen kommt und diese abdichtet.

8. Ventilanordnung mit einem Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und mit einer Abspannvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (45) mit der Abspannvorrichtung (109) im Steigrohr (5) axial in Richtung auf den konischen Ventilsitz (11) verspannbar ist.

9. Ventilanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abspannvorrichtung (109) im Steigrohr (5) einklinkbar ist und eine Spannhülse (112) umfasst, mit der eine Kraft auf das Einsatz-Ventil (45) in Richtung auf den Ventilsitz (11) aufbringbar ist.

10. Hydrant (1) mit einer Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 8 oder 9.