DE2252057A1

DE2252057A1 - Be- und entlueftungsventilkombination

Info

Publication number: DE2252057A1
Application number: DE19722252057
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Dipl Ing Kastner; Heinrich Kirsch
Original assignee: Bopp and Reuther GmbH
Current assignee: Bopp and Reuther GmbH
Priority date: 1972-10-24
Filing date: 1972-10-24
Publication date: 1974-05-02
Also published as: FR2203955B1; DE2252057C3; DE2252057B2; NL7314525A; FR2203955A1; AT333092B; ATA896573A; GB1438695A

Description

BDPPtREUTHEHGMBH M AN NHEIM-WALDHDF

Pat Ju/Ci
1214

Be- und Entlüftungsventilkombination

Die Erfindung bezieht sich auf eine selbsttätige, Schwimmergesteuerte Be- und Entlüftungsventilkombination für Flüssigkeiten in Rohrleitungen und Behältern mit einem Hauptventil für die Schnellbe- oder -entlüftung und einem auch bei Leitungsüberdruck ansprechenden Hilfsventil.

Eine Schnellbe- oder -entlüftung ist während des Entleerungsoder Füllvorganges der Rohrleitung erforderlich. Außerdem kann auch die in der Rohrleitung' strömende Flüssigkeit Luft enthalten, die über das Be- und Entlüftungsventil abgeführt wird, wobei das Ventil selbsttätig gegen den Leitungsüberdruck öffnen muß.

Es sind Be- und Entlüftungsventilkombinationen bekannt, bei denen in einem gemeinsamen Ventilgehäuse hintereinander zwei Schwimmkugeln vorgesehen sind, von denen die eine den Verschlußkörper für den Hauptventilsitz mit großem Durchströmquerschnitt und die andere den Verschlußkörper für das Hilfsventil mit sehr kleinem Durchströmquerschnitt bildet. Beim Entleeren der Rohrleitung bewegen sich beide Schwimmkugeln durch ihr Eigengewicht und den auftretenden Unterdruck mit dem Flüssigkeitsspiegel nach unten und geben die Ventilquerschnitte vom Haupt- und Hilfsventil frei. Beim Füllen der Rohrleitung sollten die Schwimmkugeln so lange durch ihr Eigengewicht in Offenstellung bleiben, bis die Leitung ganz gefüllt ist, d. h. Flüssigkeit in das Ventilgehäuse eintritt. Jedoch ließ es sich bei einer schnellen Füllung der Rohrleitung bisher nicht vermeiden, daß durch die hohe Luftgeschwindigkeit am Ventilaustritt die Schwimmkugel des Hauptventils von dem Luftstrom bis in die Schließstellung mitgerissen wurde und am

409818/0171

Ventilsitz hängenblieb, so daß die weitere Entlüftung nur noch über den sehr kleinen Querschnitt des Hilfsventils erfolgen konnte und somit unzureichend war. Eine Vergrößerung des Hilfsquerschnittes war aber bisher nicht möglich, da das Hilfsventil bei gefüllter Rohrleitung im Falle von Luftansammlungen in der Flüssigkeit noch gegen den Leitungsdruck öffnen muß, wobei die zugehörige Schwimmkugel sich nur durch ihr Eigengewicht nach unten bewegen kann. Die Schwimmkugel würde dann einen so großen Ventilquerschnitt verdecken, daß der in Ventilschließrichtung wirkende Differenzdruck größer wäre, als das Eigengewicht der Schwimmkugel in Luft, so daß das Hilfsventil nicht mehr anspricht. Abgesehen hiervon sind diese bekannten Ventilkombinationen durch die beiden großen Schwimmkugeln in ihren Abmessungen sehr sperrig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Schwierigkeiten zu beseitigen und die Be- und Entlüftungsventilkombination so auszubilden, daß bei kleinsten Abmessungen und einfachster Ausgestaltung eine einwandfreie Sehne11entlüftung über das Hauptventil bis zur Beendigung des Füllvorganges und ein höherer Luftdurchlaß durch das Hilfsventil bei der Entlüftung während des Betriebes gewährleistet sind.

Die Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung darin gesehen, daß für das Haupt- und Hilfsventil ein einziger, als Hohlzylinder ausgebildeter Schwimmer vorgesehen ist, der sich unterhalb eines separaten, jedoch vom Schwimmer in Schließrichtung bewegbaren Ventiltellers für den Hauptventilsitz befindet und der in einer den Schwimmer nach unten uns seitlich gegen die Strömung abschirmenden festen Haube mit oberen Einströmöffnungen axial geführt ist, wobei der Hilfsventilsitz, der sich neben dem Hauptventilsitz einerseits des Schwimmers befindet, einen an einem Gelenkhebel in Nähe des Gelenkpunktes befestigten Verschlußkörper besitzt und das freie Ende des Gelenkhebels einen an der anderen Seite des Schwimmers vorgesehenen Mitnehmer gelenkig hintergreift.

Dadurch, daß der einzige Schwimmer zwar im Schließsinne auf das Hauptventil einwirkt, aber das Hauptventil einen vom Schwimmer

409818/0171

getrennten Ventilteller besitzt, läßt sich der gleiche Schwimmer sowohl als Betätigungsglied für das Hauptventil als auch für das Hilfsventil verwenden, wobei durch die axiale Führung des Schwimmers in einer im Ventilgehäuse fest eingesetzten Haube ein direktes · Anströmen des Schwimmers während der Sehnellentlüftung der Rohrleitung und damit ein Mitreißen des Schwimmers vor Beendigung des Entlüftungsvorganges sicher vermieden wird. Darüber hinaus ist der Schwimmer durch die getrennte Anordnung des Hauptventiltellers und die Anordnung des Hilfsventilsitzes in gleicher Höhe heben dem Hauptventilsitz auch unter dem Rohrleitungsdruck allseitig druckausgeglichen, so daß sich der Schwimmer sofort durch sein Eigengewicht nach unten bewegt, wenn der Flüssigkeitsspiegel im Ventilgehäuse durch Luftansammlungen fällt. Hierbei wird das Hilfsventil verzögerungsfrei geöffnet, da durch die Kopplung des Schwimmers mit dem freien Ende des Gelenkhebels und die Anbringung des Hilfsventilkörpers in Nähe des Hebelgelenkpunktes auf der anderen Seite des Schwimmers ein sehr langer Hebelarm mit großer · Kraftübersetzung erreicht wird, der ausreichend hohe Öffnungsund Schließkräfte am Hilfsventil bewirkt. Der Durchtrittsquerschnitt am Hilfsventil kann dadurch auch relativ groß gewählt werden, wodurch außerdem eine Verschmutzung der Durchtrittsöffnung des Hilfsventils mit Sicherheit vermieden wird.

Es ist zwar bei einem Entlüftungsventil mit zwei glockenförmig ausgebildeten und ineinanderliegenden Schwimmern bekannt, die Schwimmer nach unten hin durch einen Käfig abzuschirmen, jedoch besitzt das Hilfsventil hier einen zu kleinen, durch den Differenzdruck bedingten Durchlaßquerschnitt und das Ventil ist durch die beiden ineinanderliegenden Schwimmer konstruktiv außerordentlich aufwendig.

Bei einem anderen bekannten Be- und Entlüftungsventil mit nur einem einzigen Ventilaustritt greift zwar eine Schwimmkugel über einen Gelenkhebel an dem Ventilkörper im schließenden oder öffnenden Sinne an, jedoch ist der Ventilaustrittsquerschnitt hier sehr klein, so daß eine Schnellbe- oder, -entlüftung für das Füllen· oder Entleeren der Rohrleitung hier nicht möglich ist.

409818/0171

Eine Weiterentwicklung der Erfindung wird darin gesehen, daß der Ventilteller des Hauptventils einen nach außen zeigenden Führungsschaft besitzt, der in einem den Ventilaustrittekanal durchdringenden, im Gehäusedeckel befestigten Bohrkörper geführt ist, dessen freier Innenraum über einen oder mehrere Verbindungskanäle mit dem Austrittskanal in offener Verbindung steht.

Durch diese Ventiltellerführung wird ein sicheres und leichtes öffnen und Schließen des Hauptventils erreicht und durch die offene Verbindung des oberen Eohrinnenraunß mit dem Austrittskanal steht der Ventiltellerschaft im Führungsrohr bei geöffnetem Hauptventil unter dem gegenüber der Atmosphäre etwas höheren Druck der ausströmenden Luft, so daß ein Mitreißen des Ventiltellers durch Differenzdruckwirkung nach oben sicher vermieden wird. Die nach außen gelegte Ventiltellerführung hat außerdem den Vorteil, daß sie sich nicht im Naßraum des Ventils befindet und somit auch keinen Ablagerungen ausgesetzt ist, die an den Führungsflächen eine Funktionsbehinderung bewirken könnten.

Weitere Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung werden anhand eines Ausführungöbeispieles näher erläutert, das die Zeichnung erkennen läßt, in der die Be- und Entluftungsventilkombination im Längsschnitt dargestellt ist.

Die Be- und Entluftungsventilkombination ist in einem aus dem Unterteil 1 und dem Deckel 2 bestehenden Gehäuse unter~ gebracht und besitzt einen im Gehäuseunterteil 1 in senkrechter Richtung beweglichen Schwimmer 3» der aus einer zylindrischen Mantelfläche 4 mit balligem Boden 5 und einem eingeschweißten Oberteil 6 besteht. Der Schwimmer 3 ist nach unten und zur Seite hin von einer im Ventilgehäuse befestigten Blechhaube 7 umgeben, die mit mehreren auf dem Umfang verteilten Sicken 8 zur Längsführung des Schwimmers 3 versehen ist. Das Oberteil 6 des Schwimmers 3 besitzt eine vorspringende Auflage 9» die mit einem hiervon unabhängigen Ventilteller 10 zusammenwirkt, der das Verschlußglied für das Hauptvent11 bildet und eine Dicht-

409818/0171

,·■■.-■ - 5 -

fläche 11 für den Ventilsitz 12 sowie eine Dichtkante 13 für eine zweite elastische Ventilsitzauflage 14 besitzt. Der Ventilteller 10 ist mit einem durch den Austrittskanal 15 hindurchgehenden Ventilschaft 16 versehen, der in dem im Gehäusedeckel 2 befestigten Rohrkörper 17 geführt ist.

An dem Oberteil 6 des Schwimmers 3 ist seitlich ein rechtwinkliger Mitnehmer 18 angeschweißt, der den nach unten abgekröpften Steg eines ringförmigen Bügels 20 hintergreift. Dieser Bügel 20 besitzt zwei gerade abgebogene Enden 21_t die über ein Zwischenstück 22 fest miteinander verbunden und im Drehpunkt 23 schwenkbar gelagert sind, der durch die Stirnkante einer oberen Ausnehmung 24 der Blechhaube 7 gebildet wird. Zur Halterung der Bügelenden 21 ist eine Stützscheibe 25 vorgesehen, die gleichzeitig die elastische Dichtungsauflage 14 auf den Gehäusedeckel 2 drückt.

Das Zwischenstück 22 des als Gelenkhebel wirkenden Bügels 19» 20 und 21 ist in Nähe des Gelenkpunktes 23 mit einer Verschlußplatte fest verbunden, die die öffnung 27 der elastischen Dichtungsauflage 14 verschließt. Diese Platte 26 bildet in Verbindung mit der Öffnung 27 das Hilfsventil, wobei die Entlüftung über die Gehäusebohrung 28 zum Austrittskanal 15 hin erfolgt. Der Führungskörper 17 besitzt einen Ansatz 29, der in einer Ausdrehung des Gehäusedeckels 2 eingesetzt und mittels der Verschlußschraube verspannt ist. Die Verschlußschraube 30 ist mit einem Hohlraum und der Ansatz 29 des Rohres 17 ist mit Verbindungskanälen 32 versehen j so daß der obere Zylinderraum 33 des Rohrkörpers 17 mit dem Austrittskanal 15 offen verbunden ist.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Ventilkombination ist folgende: ■

Wird die Rohrleitung auf die die Ventilkombination mit ihrem. unteren Eintrittsflansch 3^ aufgesetzt ist, entleert, so fällt der Flüssigkeitsspiegel im Gehäuseunterteil 1 ganz ab ,und der Schwimmer 3 bewegt sich durch sein Eigengewicht nach unten. Das in der Blechhaube 7 befindliche Wasser kann hierbei über die Hilfsbohrungen 35 gedrosselt entweichen. Infolge des sich auf-

409818/0171

bauenden Unterdruckes und durch das Eigengewicht löst sich der Ventilteller 10 von dem Sitz 12 des Hauptventils und bewegt sich zusammen mit dem Schwimmer 3 nach unten, wobei der Schwimmervorsprung 9 das Auflager für den Ventilteller 10 bildet. Von dem Schwimmer 3 wird auch über den Mitnehmer 18 der abgekröpfte Steg 19 des Bügels 20 nach unten mitgenommen, so daß der als Gelenkhebel wirkende Bügel 19» 20 und 21 um den Drehpunkt 23 nach unten schwenkt und auch die Ventilplatte 26 des Hilfsventils 27 vom Ventilsitz abhebt. Dadurck kann die Luft über das Hauptventil und das Hilfsventil in die Rohrleitung einströmen.

Wird die Rohrleitung wieder mit Flüssigkeit gefüllt, so strömt die in der Rohrleitung enthaltene Luft über das offene Hauptventil 12 und das offene Hilfsventil 27 nach außen. Ein Mitreißen des Ventiltellers 10 nach oben in die Schließstellung ist hierbei nicht möglich, da die Luftströmung durch die Blechhaube 7 um den Schwimmer 3 herumgeleitet und erst oben über die öffnungen 36 zum Ventilaustritt 15 abgeleitet wird, wobei der Ventilteller 10 in der Ventiloffenstellung unterhalb der Umlenköffnungen 36 liegt. Eine Differenzdruckbildung am Schaft 16 des Ventiltellers 10 und eine dadurch bedingte Neigung zum vorzeitigen Schließen wird durch die offene Verbindung des Führungsrohrinnenraumes 33 zum Austritt hin verhindert. Ist die Rohrleitung vollständig entlüftet und steigt der Flüssigkeitsspiegel in dem Gehäuseunterteil 1 an, so hebt sich der Schwimmer 3 und schließt sowohl das Hauptventil 11, 12 als auch das Hilfsventil 26, 27, so daß mit Sicherheit keine Flüssigkeit entweichen kann.

Haben sich während des Betriebes Luftteilchen in der in der Rohrleitung befindlichen Flüssigkeit angesammelt, so treten diese in das Gehäuseunterteil 1 ein und senken den Flüssigkeitsspiegel. Hierbei wandert der Schwimmer 3 erneut nach unten, da der Rohrleitungsinnendruck allseitig auf den Schwimmer zur Einwirkung koaaen kann und somit am Schwimmer nur sein Schwergewicht wirksam wird. Der Ventilteller 10 wird hierbei durch den inneren Überdruck in der Rohrleitung fest auf seinem Sitz gehalten. Die Ventilplatte 26 des Hilfsventils dagegen wird vom Mitnehmer 18 des Schwimmers 3 über den langen Hebelarm des Bügels 19» 20, 21 sicher von seinem Sitz abgehoben, so daß die angesammelte Luft mit

409818/0171

ausreichender Geschwindigkeit über die Hilfsventiloffnung 27 nach außen entweichen kann, bis der Flüssigkeitsspiegel wieder ansteigt und das Hilfsventil schließt.

409818/0171

Claims

BOPP t REUTHEB GMBH M AN NHElM-WALDHDF

Pat Ju/Ci
1214

Patentansprüche

[1. !Selbsttätige, schwimmergesteuerte Be- und Entlüftungsvejatil- \_^ kombination für Flüssigkeiten in Rohrleitungen und Behältern mit einem Hauptventil für die Schnellbe- oder -entlüftung urd einem auch bei Leitungsüberdruck ansprechenden Hilfsventil, dadurch gekennzeichnet, daß für das Haupt- und Hilfsventil ein einziger, als Hohlzylinder ausgebildeter Schwimmer (3) vorgesehen ist, der sich unterhalb eines separaten, jedoch vom Schwimmer in Schließrichtung bewegbaren Ventiltellers (10) für den Hauptventilsitz (12) befindet und der in einer den Schwimmer nach unten und seitlich gegen die Strömung abschirmenden festen Haube (7) mit oberen Einströmöffnungen (36) axial geführt ist, wobei das Hilfsventil (27), das sich neben dem Hauptventilsitz einerseits des Schwimmers befindet, einen an einem Gelenkhebel (20, 21) in Nähe des Gelenkpunktes (23) befestigten Verschlußkörper (26) besitzt und das freie Ende (19) des Gelenkhebels (20, 21) einen an der anderen Seite des Schwimmers vorgesehenen Mitnehmer (18) gelenkig hintergreift.
2. Be- und Entlüftungsventilkombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller (10) des Hauptventils (12) einen nach außen zeigenden Führungsschaft (16) besitzt, der in einem den Ventilaustrittskanal (15) durchdringenden, im Gehäusedeckel (2) befestigten Rohrkörper (17) geführt ist, dessen freier Innenraum (33) über einen oder mehrere Verbindungskanäle (31, 32) mit dem Austrittskanal in offener Verbindung steht.

409818/0171