DD296148A5 - Sicherheitsventil - Google Patents

Abstract

Sicherheitsventil, das im wesentlichen folgende Bestandteile hat: ein Gehaeuse 1, versehen mit einem Eingang 2 und einem Ausgang 3; ein im Gehaeuse 1 montiertes Hauptventil 4; eine mit dem Durchflusz zusammenwirkende Vorrichtung, die das Hauptventil 4 bei Fluessigkeitsentnahme und nach einer gewissen Zeit schlieszt, die jedoch in ihre Ausgangslage zurueckkehrt, wenn am Eingang 2 und Ausgang 3 des Sicherheitsventils ein identischer oder nahezu identischer Stroemungsdruck entsteht, und die das Hauptventil 4 bei geschlossenem Zustand geschlossen haelt, solange ein bestimmtes Druckgefaelle am Hauptventil 4 fortbesteht, wobei diese Vorrichtung durch einen Nebenstrom angetrieben wird, der durch einen vom Hauptdurchlauf 5 getrennten Sonderkanal 6 flieszt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Sicherheitsventil, das für den Einbau in Flüssigkeitsleitungen bestimmt ist.

Ziel dieser Erfindung ist die Kontrolle des Flüssigkeitsverbrauchs in einem Leitungsnetz, wobei das Sicherheitsventil das Leitungsnetz abschließt, sobald ein unkontrollierter Durchfluß stattfindet. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Ventil, das sich schließt, sobald die Flüssigkeit eine bestimmte zeitlang ununterbrochen strömt.

Das Sicherheitsventil ist vor allem für Haushaltswasserleitungen gedacht; bei undichten Wasserhähnen, Wasserleitungen usw.

sperrt dieses Ventil nach einer bestimmten Zeit das Wasserleitungsnetz automatisch ab, um Wasserschäden o.a. auf ein Minimum zu beschränken.

Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein Sicherheitsventil, das im wesentlichen folgende Bestandteile aufweist:

ein Gehäuse mit Eingang und Ausgang; ein im Gehäuse angebrachtes Hauptventil; eine Vorrichtung, die je nach Durchfluß das Hauptventil bei Flüssigkeitsentnahme nach einer gewissen Zeitspanne schließt und wieder in ihre Ausgangslage übergeht, wenn infolge der Unterbrechung des Wasserverbrauchs am Ein- und Ausgang des Sicherheitsventils ein mehr oder weniger identischer Strömungsdruck herrscht; diese Vorrichtung hält das Hauptventil geschlossen, solange ein bestimmtes Druckgefälle am Hauptventil bestehen bleibt; angetrieben wird die Vorrichtung durch einen Nebenstrom, der einen vom Hauptdurchlauf getrennten Kanal durchfließt.

In einer zu bevorzugenden Ausführungsform gehören zu der erwähnten Vorrichtung im wesentlichen folgende Bestandteile: ein Bewegungsmechanismus, durch den das Hauptventil in einer bestimmten Weise geschlossen wird; eine von erwähntem Nebenstrom angetriebene Antriebsvorrichtung für den Bewegungsmechanismus; eine Kupplungsvorrichtung, die mindestens aus einem ersten Kupplungsteil und einem zweiten Kupplungsteil besteht und die als ein-und ausschaltbare Kupplung zwischen Antriebsvorrichtung und Bewegungsmechanismus fungiert; eine Verstärkungsvorrichtung zum Einschalten der Kupplung während des Zeitraums, in dem am Eingang ein Flüssigkeitsstrom aufgebaut wird; eine Rückschaltvorrichtung, die mit dem Bewegungsmechanismus zusammenarbeitet und diesen in seine Ausgangslage zurückbringt, sobald der Flüssigkeitsstrom aufhört und das Hauptventil noch geöffnet ist; eine mit dem Hauptventil verbundene Rückschaltvorrichtung, die letzteres von der geschlossenen in die geöffnete Stellung bringt, sobald das Druckgefälle am Hauptventil gleich null oder annähernd null ist.

Zur genaueren Darstellung der besonderen Kennzeichen dieser Erfindung wird nachstehend als Beispiel, das jedoch keineswegs einschränkender Art ist, eine zu bevorzugende Ausführungsform beschrieben. Dabei wird auf die beigefügten Abbildungen Bezug genommen, für die folgendes gilt:

Abbildung 1 zeigt das Sicherheitsventil von oben;

Abbildung 2 zeigt das Sicherheitsventil im Querschnitt längs der Linie M-Il in Abb. 1; Abbildung 3 und 4 zeigen das Sicherheitsventil aus der gleichen Sicht wie Abbildung 2, jedoch in anderer Stellung.

Abbildungen 5 und 6 zeigen das Sicherheitsventil in größerem Maßstab im Querschnitt längs der Linien V-V und Vl-Vl in Abbildung 4;

Abbildungen 7 und 8zeigen verschiedene Stellungen des in Abbildung 5 dargestellten Bestandteils; Abbildung 9 zeigt das Sicherheitsventil aus der gleichen Sicht wie Abbildung 2, jedoch wiederum in einer anderen Stellung.

Wie aus Abb. 1 ersichtlich, besteht das Sicherheitsventil im wesentlichen aus einem Gehäuse 1 mit Eingang 2 und Ausgang 3, wobei Eingang 2 an eine Zufuhrquelle und Ausgang 3 beispielsweise an ein Verteilernetz angeschlossen sind. Gemäß Abb. 2 enthält das Gehäuse ein Hauptventil 4 und eine in Abhängigkeit von der Flüssigkeitsströmung arbeitende Vorrichtung, die folgende Eigenschaften aufweist: sie schließt das Hauptventil 4 bei Flüssigkeitsentnahme nach einer gewissen Zeit und nimmt ihre Ausgangslage wieder ein, sobald der Strömungsdruckan Eingang 2 und Ausgang 3 mehr oder weniger identisch ist; sie hält

das Hauptventil 4 weiterhin geschlossen, solange ein bestimmtes Druckgefälle am Hauptventil 4 vorliegt; sie wird von einem Nebenstrom angetrieben, der durch einen vom Hauptlauf 5 getrennten Kanal 6 fließt.

Zu dieser Vorrichtung gehören im wesentlichen folgende Bestandteile: ein Bewegungsmechanismus 7, der auf bestimmte Weise das Hauptventil 4 schließt; eine vom erwähnten Nebenstrom angetriebene Antriebsvorrichtung 8, die den Bewegungsmechanismus in Gang setzt; eine Kupplungsvorrichtung 9, die mindestens aus einem ersten Kupplungsteil 10 und einem zweiten Kupplungsteil 11 besteht und eine ein- und ausschaltbare Kupplung zwischen Antriebsvorrichtung 8 und Bewegungsmechanismus 7 herstellt; eine Verstärkungsvorrichtung 12, die die Kupplung 9 in dem Zeitraum einschaltet, in dem am Eingang 2 oder am Ausgang 3 ein Flüssigkeitsstrom entsteht; eine Rückschaltvorrichtung 13, die mit dem Bewegungsmechanismus 7 verbunden ist und diesen in seine Ausgangslage zurückbringt, wenn die Flüssigkeitsentnahme aufhört und das Hauptventil 4 noch geöffnet ist; eine mit dem Hauptventil 4 verbundene Rückschaltvorrichtung 14, die das Hauptventil vom geschlossenem in den geöffneten Zustand bringt, sobald das Druckgefälle am Hauptventil gleich null oder annähernd null ist.

In der in den Abbildungen wiedergebenden Ausführungsform besteht der Bewegungsmechanismus 7 im wesentlichen aus einem drehbaren Element 15, das - wie nachstehend erläutert - beim Einschalten der Kupplungseinheit 9 von der Antriebsvorrichtung 8 bewegt wird, sowie aus einem mit dem Hauptventil 4 und dem drehbaren Element 15 verbundenen Führungsmechanismus 16, der bei einer bestimmten Winkellage die axiale Verschiebung des sich auf radialer Ebene befindlichen Hauptventils 4zuläßt, so daß letzteres durch den Flüssigkeitsstrom und gegebenenfalls mit Hilfe einer elastischen Vorrichtung - nähere Beschreibung folgt- in seinen Sitz 17 gedrückt wird. Das drehbare Element 15 besteht im wesentlichen aus einem Zylinder, der mit dem Hauptventil 4 verbunden ist oder wie in Abb. 2 einteilig ausgeführt ist. Zur erwähnten Führungsvorrichtung 16 gehören mindestens folgende Bestandteile: eine mit dem drehbaren Element 15 mitlaufende Stütze, die als Lippe 18 ausgeführt ist; eine in einer zur Längsachse 19 des Ventils radialen Ebene liegende kreisförmige Führung 20 (in Form eines Kragens oder ähnlichem), auf der die Lippe 18 aufliegt und über die sie gleiten kann; mindestens eine in der Führung 20 angebrachte axiale Aussparung 21, so daß bei Drehung des drehbaren Elements 15 und der mitlaufenden Lippe 18 letztere in eine Stellung gebracht werden kann, in der sie sich gegenüber der Aussparung 21 befindet, wobei die Lippe in die Aussparung gleitet und das Hauptventil 4 auf seinen Sitz 17 gedrückt wird.

Vorzugsweise besitzt das Sicherheitsventil eine Sicherung gegen Bruchströmung, d. h. eine Sicherung, die jederzeit eine automatische Sperrung des Hauptventils 4 bei übermäßiger Flüssigkeitsentnahme zuläßt. Dabei ist die erwähnte Lippe 18 Bestandteil von Teil 22, das axial zum drehbaren Element 15 bewegt werden kann. Teil 22 läßt sich beispielsweise über eine am drehbaren Element 15 angebrachte Sechskantführung bewegen, wobei Teil 22 in seiner äußersten nicht eingedrückten Stellung mittels einer die Sechskantführung 23 umfassenden Druckfeder 25 gegen einen Anschlag gedrückt wird. Die Funktionsweise wird im folgenden genauer beschrieben.

Die Rückschaltvorrichtung 13, die den Bewegungsmechanismus in seine Ausgangslage zurückbringt, besteht im wesentlichen aus einer Torsionsfeder 26, die die Drehrichtung des drehbaren Elements 15 bestimmt, wobei die Bewegung durch den Anschlag 27 begrenzt wird, mit dem das drehbare Element 15 z. B. über eine an ihm befestigte Lippe 28 oder ein ähnliches Element in Kontakt kommt. Der Anschlag 27 ist vorzugsweise beweglich. Es liegt auf der Hand, daß dadurch die Weglänge der Lippe 18 auf der Führung 20 geändertwerden kann, bevor diese Lippe 18ihre Stellung gegenüber der Aussparung 21 einnimmt. Um die Stellung des Anschlags ändern zu können, ist er in der abgebildeten Ausführungsform auf einem drehbaren Regelelement 29 angebracht, dessen Winkelstellung anhand einer Einstellvorrichtung 30 beliebig eingestellt werden kann. Das Regelelement 29 besteht dabei aus einem das drehbare Element 15 umfassenden Zylinder. Der Anschlag 27 ist beispielsweise ein an der Zylinderinnenseite befindlicher stabförmiger Vorsprung. Die Einstellvorrichtung 30 besteht beispielsweise aus einer mit einem Sechskantschlüssel verstellbaren Spindel, die von einer Verzahnung 31 umgeben ist, die in den Zahnkranz 32 greift, welcher seinerseits das drehbare Regelelement 29 umfaßt, so daß die Stellung des Anschlags 27 durch Drehung der Einstellvorrichtung 30 bestimmt werden kann. Es ist offensichtlich, daß die Einstellvorrichtung 30 bzw. das drehbare Regelelement 29 eine ausreichende Selbstsperrung bewerkstelligen können, so daß beim Antrieb des drehbaren Elements 15 das drehbare Regelelement 29 nicht durch die Kraft der Torsionsfeder 26 mitgenommen wird. Es muß betont werden, daß die Torsionsfeder vorzugsweise an beiden Enden zwischen dem drehbaren Element 15 einerseits und dem drehbaren Regelelement 29 andererseits befestigt sein sollte.

In der abgebildeten Ausführungsform sind die beiden Kupplungsteile 10 und 11 der Kupplungsvorrichtung 9 in der Verlängerung ihrer gegenseitigen Achsen angebracht. An den sich gegenüberliegenden Seiten der Kupplungsteile befinden sich Verzahnungen in Form von Zahnkränzen (33 bzw. 34). Das erste Kupplungsteil 10 besitzt einen zylinderförmigen verzahnten Teil 35, der eine Verzahnung zum Antrieb der Antriebsvorrichtung 8 aufweist. Das erste Kupplungsteil 10 kann mit Hilfe der Verstärkungsvorrichtung 12 in axialer Richtung zum zweiten Kupplungsteil 11 hin verschoben werden, wobei die Verzahnungen 33 und 34 ineinandergreifen. Das zweite Kupplungsteil 11 ist mit dem drehbaren Element 15 verbunden oder bildet mit ihm wie in Abb.2 eine Einheit.

Die Antriebsvorrichtung 8 besteht im wesentlichen aus einer im bereits erwähnten Nebenstrom angebrachten Turbine 37, die über verschiedene Schnecken-und Zahnradgetriebe 38bis41 mit dem ersten Kupplungsteil 10(genauermitderVerzahnung 36) verbunden ist. Das erste Schneckenrad 38 befindet sich auf Achse 42 der Turbine 37. Die Schnecken-und Zahnradgetriebe ermöglichen sehr große Übersetzungsverhältnisse. Vorzugsweise wird ein Übersetzungsverhältnis von mindestens Ѵзооо erzielt, während in der praktischen Ausführungsform vorzugsweise Ѵэоооо erreicht wird: für eine einzige Umdrehung des Kupplungsteils 10 benötigt die Turbine 30000 Umdrehungen. Kanal 6 mündet natürlich tangential in die Turbinenkammer 37 ein. Die Flüssigkeit verläßt die Turbine über einen die Achse 42 umfassenden Durchgang 43, kann jedoch in einer Variante auch an der dem Eingang gegenüberliegenden Seite hinausfließen, wie dies beim Einstrahlwasserzähler der Fall ist. Die erwähnte Verstärkungsvorrichtung 12 besteht in der abgebildeten Ausführungsform aus einem am Eingang 2 angebrachten Absperrventil 44, das mit Hilfe einer verhältnismäßig schwachen Feder 45 entgegen der Strömung in den geschlossenen Zustand gedrückt wird. Das Absperrventil 44 ist mittels einer Verbindung 46 mit dem ersten Kupplungsteil 10 verbunden. Die Kraft der Feder 45 wird so gewählt, daß sich das Absperrventil 44 beim geringsten Druckunterschied öffnet und das erste Kupplungsteil 10 mit dem zweiten Kupplungsteil 11 kuppelt.

Die Verbindung 46 ist teleskopisch einziehbar und besitzt eine Ansaugvorrichtung 47 und elastische Teile, z. B. eine Druckfeder 48, die das erste Kupplungsteil 10 und das Absperrventil 44 maximal auseinanderdrücken, wobei in dieser Stellung

und bei geschlossenem Absperrventil 44 (siehe Abb. 2) das erste Kupplungsteil 10 gerade noch nicht mit dem zweiten Kupplungsteil 11 gekuppelt ist. Die teleskopische Verbindung 46 läßt es zu, daß einerseits lediglich eine geringe Bewegung des ersten Kupplungsteils 10 notwendig ist, um die Kupplungsvorrichtung 9 einzuschalten, und sich andererseits das Ventil 44 nach Einschalten der Kupplungsvorrichtung 9 durch Eindrücken der Feder 48 noch weiter öffnen kann.

Die Feder 48 hat eine zusätzliche Funktion: in eingedrücktem Zustand und bei Verschieben der Lippe 18 in die Aussparung 21 kann das Hauptventil 4 auch bei sehr geringem Durchfluß bereits zugedrückt werden, so daß die Schließung des Hauptventils 4 keinen Durchfluß von größerem Umfang erfordert.

Der Eingang 49 des Kanals 6 befindet sich, wie in Abb. 2 schematisch aufgezeigt, stromabwärts vom Absperrventil 44, jedoch stromaufwärts vom Hauptventil 4. Dies hat den Vorteil, daß bei Flüssigkeitsentnahme zunächst die Kupplungsvorrichtung 9 mittels des Absperrventils 44 eingeschaltet wird, wodurch die Flüssigkeit erst durch Kanal 6 fließen kann und die Turbine 37 angetrieben werden kann.

In Abb. 2 ist der Kanal 6 lediglich schematisch dargestellt. Seine genaue Lage ist deutlicher in Abb. 1 zu erkennen.

Damit die Turbine 37 schon bei geringem Durchfluß angetrieben wird, ist das Sicherheitsventil mit einem zweiten Absperrventil 50 versehen, das sich im Hauptdurchlauf 5 befindet, und zwar stromabwärts vom bereits erwähnten Absperrventil 44.

Das Absperrventil 50 wird durch eine Feder 51 in geschlossenem Zustand gehalten und öffnet sich erst wieder bei ausreichend großem Druckunterschied. Der Eingang 49 des Kanals 6 befindet sich zwischen den jeweiligen Sitzen der beiden Absperrventile 44 und 50, so daß die Flüssigkeit bei geringem Durchfluß ausschließlich durch Kanal 6 fließt, während sich bei größerem Durchfluß und größerem Druckunterschied das Absperrventil 50 öffnet und die Flüssigkeit sowohl den Hauptdurchlauf 5 als auch den Kanal 6 strömt. Die Absperrventile 44 und 50 bestehen vorzugsweise aus zu einander axial verschiebbaren zylindrischen Körpern, wobei eine biegsame Dichtung 52 oder ein Rollmembran zur gegenseitigen Absperrung dient.

Die erwähnte Rückschaltvorrichtung 14 besteht im wesentlichen aus einer Druckfeder 53, die das Hauptventil 4 öffnen kann, wenn das Druckgefälle an beiden Seiten des Ventils praktisch null ist, die jedoch in ihrer Extremstellung das Hauptventil 4 und insbesondere das zweite Kupplungsteil 11 nicht unbedingt an das erste Kupplungsteil 10 kuppelt. Um gerade dies zu erreichen, ist die Ausdehnung der Druckfeder 53 auf eine bestimmte Länge beschränkt, und zwar durch die Anschlagteile 54,55 und 56. Um die Reibung zwischen der Rückschaltvorrichtung 14 und dem drehbaren Element 15 so gering wie möglich zu halten, ist das Kontaktfeld 57 zwischen Teil 54 und Teil 22 auf ein Minimum -praktisch auf Punktkontakt- beschränkt.

Das Sicherheitsventil zeigt vorzugsweise ebenfalls eine Vorrichtung zur Wiederherstellung des Druckes auf. Diese Vorrichtung besteht in der abgebildeten Ausführungsform gemäß Abb. 2 aus einem Verbindungskanal 58, der den Bereich vor und hinter dem Hauptventil 4 verbindet, sowie aus im Kanal befindlichen Teilen zur Durchflußregelung, zum Beispiel einer Stellschraube, mit der der Verbindungskanal durch Auf- bzw. Zuschrauben mehr oder weniger stark abgesperrt wird.

Die Funktionsweise des Sicherheitsventils ist aus Abb. 2 bis 9 ersichtlich und läßt sich folgendermaßen beschreiben: Abb. 2 zeigt das Sicherheitsventil im Ruhezustand. Bei Wasserentnahme aus dem am Ausgang 3 angeschlossenen Leitungsnetz wird der Druck am Ausgang 3 und folglich ebenfalls hinter dem Absperrventil 44 geringer als am Eingang 2. Dadurch wird, wie in Abb. 3 ersichtlich, das Absperrventil 44 betätigt, das als Schaltventil dient, wodurch das erste Kupplungsteil 10 in das zweite Kupplungsteil 11 eingreift. Von diesem Augenblick an kann die Flüssigkeit bereits über den Kanal 6 durch die Turbine 37 fließen, was letztere in Gang setzt. Ist genügend Flüssigkeit am Ausgang abgenommen und entsteht dadurch ein ausreichend großes Druckgefälle vor und hinter dem Absperrventil 50, so wird letzteres ebenfalls geöffnet, so daß ein Zustand wie in Abb.4 entsteht.

In diesem Augenblick besteht ein normaler Durchfluß, wobei die Flüssigkeit vom Eingang 2 über den Hauptdurchlauf 5 zum Ausgang 3 strömt und ein kleiner Teil der Flüssigkeit durch Kanal 6 bei nahezu konstantem Durchfluß fließt, da durch das Öffnen des Absperrventils 50 das Druckgefälle an Eingang und Ausgang des Kanals 6 beinahe konstant bleibt.

Anschließend sorgt die sich drehende Turbine mit Hilfe der Schnecken- und Zahnräder 38 bis 41 für die Drehung des ersten Kupplungsteils 10 um die eigene Achse, wobei das erste Kupplungsteil das zweite Kupplungsteil und das drehbare Element 15 mitdreht. Das drehbare Element 15 dreht sich gegen den Widerstand der Torsionsfeder 26, wobei Teil 22 mit der Lippe 18 über die Führung 20 gleitet. Dabei löst sich die Lippe 18 vom Anschlag 27.

In Abb. 2 und 4 ist die Ausgangslage wiedergegeben: wie aus Abb.5 genauer ersichtlich ist, muß Teil 22 einen Winkel A von 180 Grad beschreiben, bevor die Lippe 18 ihre Stellung gegenüber der Aussparung 21 einnimmt. In Abb. 6 wird deutlich, wie die Lippe 18 des drehbaren Elements 15 in dieser Ausgangslage mit dem Anschlag 27 des gemäß Pfeil P verstellbaren Regelelements 29 in Berührung tritt.

Durch das Verschieben des drehbaren Regelelements 29 (z. B. über die Einstellvorrichtung 30) kann der Anschlag 27 in verschiedene Positionen gebracht werden, wodurch auch die Lippe 18 unterschiedliche Anfangsstellungen in bezug auf die Aussparung 21 einnimmt. Abb.7 stellt eine Ausgangslage dar, bei der das drehbare Element 15, das mit ihm verbundene Teil 22 sowie die Lippe 18 einen Winkel A von 360 Grad beschreiben, bevorsich die Lippe 18 gegenüber der Aussparung 21 befindet.

Abb. 8 dagegen zeigt eine weitere Stellung mit kleinstmöglichem Winkel A. Die Minimum- bzw. Maximumstellung wird von einem im Zahnkranz 32 aufgenommenen Anschlag 60 bestimmt, der in der Minimum- bzw. Maximumstellung auf der einen bzw.

anderen Seite mit der Drehachse 30 in Berührung tritt.

Besteht während einer bestimmten Zeit ein ununterbrochener Durchfluß, so wird nach einer Weile die Lippe 18 gegenüber der Aussparung 21 gebracht, wodurch sich das Hauptventil 4 axial verschiebt und schließt, entweder unter dem Einfluß der Strömung oder bei geringem Durchfluß durch die Feder 48, wenn das Druckgefälle am Absperrventil 4 nicht oder kaum zur Verschiebung des Absperrventils 4 gegen die Federkraft 53 beiträgt. Dabei dringt die Lippe 18 in die Aussparung 21 ein. Diese Stellung wird in Abb. 9 dargestellt. Die über die Kupplungsteile 10 und 11 hergestellte Verbindung besteht unter Einfluß der von der Feder 48 im Widerstand zur Feder 53 ausgeübten Kraft fort, bis kein Flüssigkeitsdurchfluß mehr vorhanden ist. Unmittelbar nach Absperren des Hauptventils ist der Druck vor und hinter den Absperrventilen 44 und 50 identisch, wodurch beide Ventile durch ihre Federn geschlossen werden. Dadurch wird über das Verbindungsstück 46 und unter Einfluß der Anschlagvorrichtung 47 das erste Kupplungsteil 10 vom zweiten Kupplungsteil 11 losgekuppelt.

Zum Wiederöffnen des Hauptventils 4 muß am Ausgang 3 erneut Druck hergestellt werden, der mit dem Durchflußdruck am Eingang 2 identisch oder annähernd identisch ist, so daß die Rückschaltvorrichtung 14 das Hauptventil 4 wieder in die geöffnete Stellung bringt. Dieser Druckaufbau wird dadurch erreicht, daß eine geringfügige Wassermenge über den Verbindungskanal 58 von der Vorderseite des Hauptventils 4 zu seiner Rückseite gelangen kann, wobei allerdings das am Ausgang 3 angeschlossene Leitungsnetz o. ä. wieder geschlossen sein muß. In diesem Fall füllt sich das Leitungsnetz allmählich auf, bis der Druck hergestellt und dadurch das Hauptventil 4 geöffnet wird. Ist das am Ausgang 3 angeschlossene Leitungsnetz bereits abgesperrt, ehe die Lippe 18 die Aussparung 21 erreicht hat, wird der Bewegungsmechanismus 7 wieder in seine Ausgangslage gebracht, denn die Absperrventile 44 und 50 werden in diesem Falle wegen des vor und hinter den Ventilen gleichen Druckes geschlossen, wodurch das erste Kupplungsteil 10 vom zweiten Kupplungsteil 11 gelöst wird und das drehbare Element 15 durch die Torsionsfeder 26 zurückgedreht wird, bis die Lippe 28 gegen den Anschlag 27 liegt.

Der zum Antrieb benutzte Sonderkanal 6 weist den Vorteil auf, daß ein relativ kleines, doch sehr genaues Regel- und Meßinstrument, wie die Turbine 37, mit hoher Anlaufempfindlichkeit verwendet werden kann, so daß auch ein äußerst geringer Flüssigkeitsverbrauch meßbar ist. Darüber hinaus ist der Antrieb jedoch nicht von der Gesamtmenge der durch das Sicherheitsventil strömenden Flüssigkeit abhängig, da -wie bereits erläutert-der Durchfluß durch Kanal 6 und Turbine 37 nahezu konstant gehalten wird. Dadurch wird erreicht, daß die Bewegung der Lippe 18 weitgehend mit der Zeitspanne gleich ist, in der im ganzen Sicherheitsventil 1 ein Durchfluß besteht, unabhängig von dessen Umfang. Durch Betätigung der Einstellvorrichtung 30 und Änderung des Anschlags 27 zwischen Minimum- und Maximumstellung ist praktisch eine Regelung der Zeitspanne von maximal einer Stunde bis minimal zwei Minuten möglich.

Das Sicherheitsventil gemäß Erfindung bietet den Vorteil, daß das Hauptventil 4 sich bei anhaltender Öffnung des am Ausgang 3 angeschlossenen Wasserhahns schließt, jedoch auf einfache Weise wieder geöffnet werden kann, indem der Wasserhahn zeitweilig geschlossen wird, bis der Druckaufbau am Ausgang wiederhergestellt ist. Im Falle eines Rohrbruchs o. ä. stellt das Sicherheitsventil eine Sicherung dar, die mit Ausnahme eines gegebenenfalls geringfügigen Durchflusses im Verbindungskanal 58 automatisch eine Absperrung bewirkt.

Bei Rohrbruch o. ä. vor dem Ausgang 3 wird das Druckgefälle am Hauptventil 4 so groß, daß dieses ungeachtet der Stellung von Teil 22 gegen die Kraft der Druckfeder 25 geschlossen wird.

Aus den Abbildungen ist ersichtlich, daß die Feder 51 für ein reibungsloses Funktionieren des Sicherheitsventils so gestaltet sein muß, daß das Absperrventil 50 geschlossen bleibt, bis ein genügend großes Druckgefälle zur Einschaltung der Kupplungsvorrichtung 9 entstanden ist, die die Kraft aufbringt, gegen die Kraft der Rückschaltvorrichtung 14 das Hauptventil zu schließen. Außerdem muß die elastische Vorrichtung 48 eine größere Spannkraft als die Rückschaltvorrichtung 14 am Hauptventil 4 aufweisen.

Das Sicherheitsventil kann natürlich auch als Begrenzer eingesetzt werden, durch den verhindert werden kann, daß während einer vorher festgesetzten Zeitspanne Wasser entnommen wird. Dazu wird die Stellschraube 59 völlig zugedreht, so daß der Verbindungskanal 58geschlossen ist. Dann wird die Stellschraube 59 versiegelt, so daß das Hauptventil lediglich von einer dazu befugten Person wieder geöffnet werden kann.

Die vorliegende Erfindung beschränkt sich keineswegs auf die als Beispiel aufgeführte und in den Abbildungen dargestellte Ausführungsform; derartige Sicherheitsventile können in den unterschiedlichsten Formen und Größen verwirklicht werden, ohne den Rahmen dieser Erfindung zu sprengen.

Claims (32)

1. Sicherheitsventil, das im wesentlichen die folgenden Bestandteile umfaßt: ein Gehäuse 1, versehen mit einem Eingang 2 und einem Ausgang 3; ein im Gehäuse 1 montiertes Hauptventil 4; eine mit dem Durchfluß zusammenwirkende Vorrichtung, die das Hauptventil 4 bei Flüssigkeitsentnahme nach einer gewissen Zeit schließt, jedoch in ihre Ausgangsposition zurückkehrt, wenn ein gleicher oder nahezu gleicher Druck in der Flüssigkeit am Eingang 2 und Ausgang 3 des Sicherheitsventils entsteht, und die das Hauptventil 4 in geschlossenem Zustand hält, solange ein bestimmtes Druckgefälle am Hauptventil 4 besteht, wobei diese Vorrichtung durch einen Nebenstrom angetrieben wird, der durch einen vom Hauptdurchlauf 5 getrennten Sonderkanal 6 fließt.

2. Sicherheitsventil gemäß Schlußbemerkung 1, mit folgenden Kennzeichen: Im Hauptdurchlauf 5 befindet sich ein Absperrventil 50, das die Entstehung eines nahezu konstanten und ausreichenden Druckgefälles am Sonderkanal 6 ermöglicht, selbst bei geringfügigem Durchfluß.

3. Sicherheitsventil gemäß Schlußbemerkungen 1 oder 2, das dadurch gekennzeichnet ist, daß zur beschriebenen Vorrichtung im wesentlichen folgende Teile gehören: ein Bewegungsmechanismus 7, der in einer bestimmten Weise das Hauptventil 4 schließt; eine durch den erwähnten Nebenstrom angetriebene Antriebsvorrichtung 8 zur Betätigung des Bewegungsmechanismus 7; eine Rückschaltvorrichtung 13, die mit dem Bewegungsmechanismus 7 verbunden ist und letzteren in seine Ausgangslage zurückbringt, wenn die Flüssigkeitsentnahme aufhört und das Hauptventil 4 noch geöffnet ist; eine Rückschaltvorrichtung 14, die das Hauptventil 4 vom geschlossenen in geöffneten Zustand überführt, wenn der Druckunterschied am Hauptventil 4 gleich null oder annähernd null ist.

4. Sicherheitsventil gemäß Schlußbemerkung 3, mit folgenden Kennzeichen: Eine Kupplungsvorrichtung 9, die aus mindestens einem ersten Kupplungsteil 10 und einem zweiten Kupplungsteil 11 besteht, die eine ein- und ausschaltbare Kupplung zwischen der Antriebsvorrichtung 8 und dem Bewegungsmechanismus 7 darstellen, sowie eine Verstärkungsvorrichtung 12, die die Kupplungsvorrichtung 9 während des Zeitraumes einschaltet, in dem am Eingang 2 ein Flüssigkeitsstrom entsteht, wobei beim Entkuppeln der Kupplungsvorrichtung 9 die mit dem Bewegungsmechanismus 7 verbundene Rückschaltvorrichtung 13 eingeschaltet wird.

5. Sicherheitsventil gemäß einer der vorhergehenden Schlußbemerkungen, mit folgendem Kennzeichen: Eine Vorrichtung ermöglicht nach dem Schließen des Hauptventils 4 einen erneuten Druckaufbau an diesem Ventil.

6. Sicherheitsventil gemäß Schlußbemerkung 5, mit folgendem Kennzeichen: Die Vorrichtung, die einen erneuten Druckaufbau ermöglicht, besteht im wesentlichen aus einem Verbindungskanal 58, der die Bereiche vor und hinter dem Hauptventil 4 miteinander verbindet.

7. Sicherheitsventil gemäß Schlußbemerkung 6, mit folgendem Kennzeichen: Der Verbindungskanal 58 besitzt eine Vorrichtung zur Durchflußregelung.

8. Sicherheitsventil gemäß Schlußbemerkung 7, mit folgenden Kennzeichen: Die Vorrichtung zur Durchflußregelung besteht im wesentlichen aus einer Stellschraube 59, die durch Auf- bzw. Zuschrauben den Verbindungskanal 58 mehr oder weniger absperrt.

9. Sicherheitsventil gemäß Schlußbemerkungen 3 bis 8, mit folgenden Kennzeichen: Der Bewegungsmechanismus 7 besteht im wesentlichen aus einem drehbaren Element 15, das beim Einschalten der Kupplungsvorrichtung 9 durch die Antriebsvorrichtung 8 bewegt wird, und einer mit dem Hauptventil 4 und dem drehbaren Element 15 verbundenen Führungsvorrichtung 16, die in einer bestimmten Winkellage das Hauptventil von der geöffneten in die geschlossene Stellung bringt.

10. Sicherheitsventil gemäß Schlußbemerkung 9, mit folgenden Kennzeichen: Das drehbare Element 15 ist mit dem Hauptventil 4 verbunden oder bildet mit diesem eine Einheit.

11. Sicherheitsventil gemäß Schlußbemerkung 9 oder 10, mit folgenden Kennzeichen: Der Führungsmechanismus 16 besteht mindestens aus einer mit dem drehbaren Element 15 mitlaufenden Lippe 18; aus einer kreisförmigen Führung 20 als Gleitstütze für die Lippe 18; und aus einer axialen Aussparung 21 in der kreisförmigen Führung 20, in die die Lippe 18 paßt, so daß das Hauptventil 4 dadurch geschlossen wird.

12. Sicherheitsventil gemäß einer der Schlußbemerkungen 9 bis 11, mit folgenden Kennzeichen: Ein Anschlag 27 bestimmt die Anfangsstellung des drehbaren Elements 15.

13. Sicherheitsventil gemäß Schlußbemerkung 12, mit folgenden Kennzeichen: Der erwähnte Anschlag 27 für das drehbare Element kann verstellt werden, wobei die Einstellung des Anschlags durch eine Einstellvorrichtung 30 erfolgt.

14. Sicherheitsventil gemäß Schlußbemerkung 13, mit folgenden Kennzeichen: Der Anschlag 27 ist Teil eines das drehbare Element 15 umfassenden drehbaren Regelelements 29.

15. Sicherheitsventil gemäß Schlußbemerkung 14, mit folgenden Kennzeichen: Das drehbare Regelelement 29 weist einen Zahnkranz 32 auf und die Einstellvorrichtung 30 besteht aus einer Drehspindel mit einer in den Zahnkranz 32 greifenden Verzahnung.

16. Sicherheitsventil gemäß einer der Schlußbemerkungen 9 bis 15, mit folgenden Kennzeichen: Die Rückschaltvorrichtung 13 für den Bewegungsmechanismus 7 besteht im wesentlichen aus einer Torsionsfeder 26.

17. Sicherheitsventil gemäß einer der Schlußbemerkungen 4 bis 16, mit folgenden Kennzeichen: Erstes und zweites Kupplungsteil (10,11) können ineinander greifen, da an ihren sich gegenüberliegenden Seiten Verzahnungen (33,34) angebracht sind.

18. Sicherheitsventil gemäß Schlußbemerkungen 9 bis 16, mit folgenden Kennzeichen: Erstes und zweites Kupplungsteil (10,11) weisen an ihren sich gegenüberliegenden Seiten Verzahnungen (33, 34) auf, durch die sie ineinander greifen können; das erste Kupplungsteil 10 wird drehend durch die erwähnte Antriebsvorrichtung 8 angetrieben; das zweite Kupplungsteil 11 ist Bestandteil des erwähnten drehbaren Elements 15 oder ist mit letzterem verbunden.

19. Sicherheitsventil gemäß Schlußbemerkung 18, mit folgenden Kennzeichen: Beide Kupplungsteile (10,11) der Kupplungsvorrichtung 9 sind um dieselbe Achse 19 drehbar und das erste Kupplungsteil 10 läßt sich durch die Verstärkungsvorrichtung 12 in axialer Richtung verschieben, so daß durch diese axiale Verschiebung die Kupplungsvorrichtung 9 eingeschaltet wird.

20. Sicherheitsventil gemäß Schlußbemerkungen 18 oder 19, mit folgenden Kennzeichen: Die Antriebsvorrichtung 8 besteht im wesentlichen aus einer im Nebenstrom angebrachten Turbine 37, die mit dem ersten Kupplungsteil 10 der Kupplungsvorrichtung 9 gekuppelt ist.

21. Sicherheitsventil gemäß Schlußbemerkung 20, mit folgenden Kennzeichen: Das erste Kupplungsteil 10 und die Turbine 37 sind über mehrere Schnecken- und Zahnradgetriebe miteinander verbunden.

22. Sicherheitsventil gemäß Schlußbemerkung 21, mit folgenden Kennzeichen: Die Schnecken- und Zahnradgetriebe weisen ein globales Übersetzungsverhältnis von mindestens 1:3000 auf.

23. Sicherheitsventil gemäß einer der Schlußbemerkungen 4 bis 22, mit folgenden Kennzeichen: Die Verstärkungsvorrichtung 12 besteht im wesentlichen aus einem am Eingang 2 angebrachten, axial beweglichen Absperrventil 44, das beim Öffnen das erste Kupplungsteil 10 an das zweite Kupplungsteil 11 kuppelt, wobei einerseits das Absperrventil 44 durch eine Feder 45 in geschlossene Stellung gebracht wird und es andererseits geöffnet wird, sobald es einem geringfügigen Druckunterschied unterliegt.

24. Sicherheitsventil gemäß Schlußbemerkung 23, mit folgenden Kennzeichen: Das erste Kupplungsteil 10 der Kupplungsvorrichtung 9 und das mit ihr verbundene Absperrventil 44 sind axial zueinander angebracht; beide sind durch eine teleskopisch einziehbare Verbindung 46 verbunden, versehen mit einer Anschlagvorrichtung 47 und einer elastischen Vorrichtung 48, die das erste Kupplungsteil 10 und das Absperrventil 44 maximal auseinanderdrücken, wobei sich in Ruhestellung das erste Kupplungsteil 10 genau vordem zweiten Kupplungsteil 11 befindet, so daß das Absperrventil 44 der Verstärkungsvorrichtung 12 sich auch nach Kupplung der beiden Kupplungsteile (10,11) gegen die Kraft der erwähnten elastischen Vorrichtung 48 noch weiter öffnen kann.

25. Sicherheitsventil gemäß Schlußbemerkung 24, mit folgenden Kennzeichen: Eingang 49 des Kanals 6 zur Turbine 37 befindet sich stromabwärts vom Sitz des Absperrventils 44 der Verstärkungsvorrichtung 12, jedoch stromaufwärts vom Sitz des Hauptventils 4.

26. Sicherheitsventil gemäß einer der Schlußbemerkungen 23 bis 25, mit folgenden Kennzeichen: Stromabwärts vom Absperrventil 44, das der Einschaltung der Kupplungsvorrichtung 9 dient, befindet sich ein zweites Absperrventil 50 im Hauptdurchlauf 5, das durch die Feder 51 in geschlossenem Zustand gehalten wird und das bei Wasserentnahme durch den Strömungsdruck aufgedrückt werden kann, wobei Eingang 49 des Kanals 6 zur Turbine 37 in dem Bereich entsteht, der zwischen dem Sitz des Absperrventils 44, durch das erste Kupplungsteil 10 bewegt wird, und dem Sitz des zweiten stromabwärts befindlichen Absperrventils 50 liegt.

27. Sicherheitsventil gemäß Schlußbemerkung 26, mit folgenden Kennzeichen: Die Feder 59 ist so gestaltet, daß das Absperrventil 50 geschlossen bleibt, bis ein Druckgefälle entstanden ist, das ausreichend stark ist, um die Kupplungsvorrichtung 9 einzuschalten, und genügend Kraft liefert, um das Hauptventil 4 gegen den Widerstand der Rückschaltvorrichtung zu schließen.

28. Sicherheitsventil gemäß Schlußbemerkungen 26 und 27, mit folgenden Kennzeichen: Die beschriebene elastische Vorrichtung 48 weist eine größere Spannkraft auf als die Rückschaltvorrichtung 14 des Hauptventils 4.

29. Sicherheitsventil gemäß Schlußbemerkung 26, mit folgenden Kennzeichen: Die beiden erwähnten Absperrventile (44,50) sind konzentrisch angebracht, wobei die gegenseitige Abdichtung zwischen beiden Ventilen aus einer biegsamen Dichtung 52 besteht.

30. Sicherheitsventil gemäß einer der Schlußbemerkungen 3 bis 29, mit folgenden Kennzeichen: Die Rückschaltvorrichtung 14 für das Hauptventil 4 besteht im wesentlichen aus einer Feder 53, die gegen die Stromrichtung eine Druckkraft auf das Hauptventil 4 ausübt.

31. Sicherheitsventil gemäß einer der vorhergehenden Schlußbemerkungen, mit folgenden Kennzeichen: Es besitzt eine Sicherung gegen Rohrbruchströmung.

32. Sicherheitsventil gemäß einer der Schlußbemerkungen 9 bis 11, mit folgenden Kennzeichen: Das Sicherheitsventil weist eine Sicherung gegen Rohrbruchströmung auf, die im wesentlichen aus einer Kupplung zwischen dem Hauptventil 4 und dem erwähnten Führungsmechanismus 16 besteht, die die Verschiebung des Hauptventils 4 bis in seinen Sitz 17 zuläßt, und aus einer in der Kupplung montierten Bruchströmungsfeder 25, welche die Verschiebung des Hauptventils 4 gegenüber dem Führungsmechanismus 16 ausschließlich bei einem bestimmten, genügend hohem Druckunterschied am Absperrventil zuläßt.

Hierzu 5 Seiten Zeichnungen