DE2946558C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Selbstschlußarmatur entspre­ chend dem Gattungsbegriff des Anspruches 1.

Bei einer derartigen, durch die DE-PS 5 51 976 vorbe­ kannten Selbstschlußarmatur ist zwar durch die Selbst­ haltung der Armatur in einer verzögerten Öffnungsbewe­ gung des Ventilkolbens eine längere Laufzeit erreicht, und zwar eben durch diese Selbsthaltung bei recht kur­ zem Betätigungshub des Ventilkolbens, was von der Hand­ habung her angenehm ist und Abdichtungsprobleme, auch im Hinblick auf die Verkalkungsgefahr, vermeiden hilft, doch ist die dortige Selbsthaltung in einer verzögerten Öffnungsbewegung des Ventilkolbens auf rein mechanische Weise durch ein kompliziertes System von Hebeln, Gelenk­ verbindungen und einem mechanischen Gesperre erreicht. Dies führt zu einem komplizierten, voluminösen Aufbau, der darüber hinaus in seinem Funktionsablauf durch die erhebliche Verkalkungsgefahr sehr störanfällig ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu­ grunde, eine Selbstschlußarmatur der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die die Selbsthaltung in der verzöger­ ten Öffnungsbewegung des Ventilkolbens auf baulich be­ sonders einfach und wenig störanfällige Weise erreicht.

Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich aus dem kenn­ zeichnenden Teil des Anspruches 1.

Mit den dort aufgeführten Merkmalen ist eine rein hydrau­ lische Selbsthaltung der Selbstschlußarmatur in einer verzögerten Öffnungsbewegung des Ventilkolbens erreicht, die baulich im Verhältnis zu der bekannten mechanischen Selbsthaltung denkbar einfach ist und die darüber hinaus auch im Hinblick auf eine etwaige Verkalkungsgefahr ro­ bust und betriebssicher ist.

Weitere Ausgestaltungen der in dem Anspruch 1 gekenn­ zeichneten Selbstschlußarmatur sind in den Unteransprü­ chen gekennzeichnet.

Die in dem Unteranspruch 2 gekennzeichnete Ausgestaltung hat den Vorteil, daß der verzögerten langsamen Öffnungs­ bewegung der Armatur ein kurzfristig deutlich schnelle­ rer Öffnungshub zu Anfang der Öffnungsbewegung vorange­ stellt ist, der mit großer Betriebssicherheit auch die sichere Abhebung des Ventilkolbens von seinem Ventilsitz gewährleistet. Die in dem Unteranspruch 3 gekennzeich­ nete Ausgestaltung bewirkt, daß die Selbstschlußarmatur nach dieser beschleunigten Öffnungsbewegung zu Beginn der Öffnungsphase in die gewünschte verzögerte Öffnungs­ bewegung zurückgeführt wird.

Ein Ausführungsbeispiel einer Selbstschlußarmatur gemäß der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

Die Zeichnung zeigt zwei nebeneinander angeordnete schematisierte Teilschnitte der Selbstschlußarmatur in zwei unterschiedlichen Betriebsstellungen.

Das Gehäuse 1 der Selbstschlußarmatur hat einen Was­ sereinlaß 2 sowie einen Wasserauslaß 3. In dem Gehäu­ se 1 ist in dessen oberen Bereich ein Ventilkolben 4 geführt, der mittels einer Dichtung 5 mit einem ge­ häuseseitig vorgesehenen Ventilsitz 5a zwischen dem Wassereinlaß 2 und dem Wasserauslaß 3 zusammenwirkt. Der Ventilkolben 4 trägt ferner eine Manschettendich­ tung 6, die eine Abdichtung der oberhalb des Ventil­ kolbens 4 gelegenen Entlastungskammer 7 darstellt.

In der Verbindung zwischen der Entlastungskammer 7 oberhalb des Ventilkolbens und dem Wasserauslaß 3 ist ein Betätigungsventil vorgesehen, das ausgehend von einem Einschaltglied über eine Einrichtung zur Selbst­ haltung der Armatur in einer verzögerten Öffnungsbe­ wegung des Ventilkolbens zu öffnen ist. Im einzelnen ist hierzu mittig in dem Ventilkolben 4, axial be­ weglich zu ihm, ein Steuerstößel 8 gelagert, der in seinem oberen Schaftbereich im Sinne der Bildung des Betätigungsventils der Selbstschlußarmatur mittels einer Schulter 11 mit einem von dem Ventilkolben 4 getragenen O-Ring 10 zusammenwirkt dergestalt, daß er, wenn er in der Schließstellung der Selbstschluß­ armatur durch eine unterseitig am Ventilkolben 4 ab­ gestützte Druckfeder 9 in seine untere Stellung ge­ drückt ist, den Entlastungsraum 7 gegenüber dem Was­ serauslaß 3 abdichtet. In dem Ventilkolben 4 ist fer­ ner die übliche Kolbendüse 12 vorgesehen, durch die hindurch, in Verbindung mit weiteren oberen Durchbre­ chungen im Ventilkolben 4, die Entlastungskammer 7 mit dem Wassereinlaß 2 in Verbindung steht. Die Kol­ bendüse 12 dient der gewünschten verzögerten Schließ­ bewegung des Ventilkolbens.

Der Steuerstößel 8 trägt an seinem unteren Ende eine Drosselmanschette 14, die mit dem Außenrand der Lippe in der den Durchmessr d aufweisenden Innenbohrung des Gehäuses 1 auf- und abläuft.

Ein Druckknopf 13, mit dem unterseitig der Steuerstößel 8 zu beaufschlagen ist, ist aus dem Gehäuse 1 heraus­ geführt. Der Druckknopf 13 ist dabei von einer am ande­ ren Ende am Gehäuse 1 abgestützten Druckfeder 15 be­ aufschlagt.

Der Steuerstößel 8 trägt in einem Bereich unterhalb des Ventilkolbens 4 eine Tellerdichtung 19, die einen Außendurchmesser D definiert. Die Tellerdichtung 19 ist in Axialrichtung der Selbstschlußarmatur flexibel, was im dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch er­ reicht ist, daß sie mit Spiel auf einem im Durchmes­ ser reduzierten Abschnitt 18 des Stößels 8 angeord­ net ist und hier von einer Druckfeder 17 beaufschlagt ist, deren Federkraft größer ist als diejenige der Druckfeder 9, die den Steuerstößel 8 gegenüber dem Ventilkolben 4 abfedert, sich dabei aber nicht direkt auf dem Steuerstößel selbst, sondern auf der Ober­ seite der Tellerdichtung 19 abstützt. Der verjüngte obere Schaftbereich des Steuerstößels 8 ist mit dem unteren hohlen Steuerstößelbereich über Stege ver­ bunden, die Durchbrechungen zwischen sich bilden.

Ferner weist der Steuerstößel 8 in seinem oberen Schaftbereich im Bereich einer von der Schulter 11 aus nach innen verlaufenden Einschnürung 21 eine Verzögerungsdüse 20 auf.

Die Funktionsweise der Selbstschlußarmatur wird nachstehend im Zusammenhang beschrieben.

Ausgegangen wird dabei von der linken Teilschnitt­ darstellung der Zeichnung, die die Selbstschlußar­ matur in geschlossenem Zustand zeigt. Dabei liegt die Dichtung 5 des Ventilkolbens 4 auf dem gehäuse­ seitigen Ventilsitz 5a dichtend auf, so daß der Was­ sereinlaß gegenüber dem Wasserauslaß abgedichtet ist. Der statische Druck des Durchflußmediums sorgt dabei für die entsprechende Dichtkraft. Der Wassereinlaß 2 und die Entlastungskammer 7 sind miteinander über die kleine Kolbendüse 12 verbunden. Die Druckfeder 9 drückt den Steuerstößel 8 in seine untere Stellung, in der das aus dem O-Ring 10 und der Schulter 11 gebildete Betätigungsventil geschlossen ist.

Wird nun der Druckknopf 13 gegen die Kraft der Feder 15 betätigt, wird hierdurch der Steuerstößel 8 nach oben gedrückt, so daß der axial abgefederte Dich­ tungsteller 19 abdichtend gegen die Unterseite des Ventilkolbens 4 gedrückt wird. Die Schulter 11 des Steuerstößels 8 verschiebt sich dabei relativ zum O-Ring 10, so daß die Verzögerungsdüse 20 Wasser aus der Entlastungskammer 7 entweichen läßt. Da diese Verzögerungsdüse im Hinblick auf die gewünschte ver­ langsamte Öffnungsbewegung der Armatur unter hydrau­ lischer Selbsthaltung nicht zu groß sein darf und an­ dererseits womöglich die durch die Verzögerungsdüse hier gegebene Druckentlastung für eine Einleitung der Aufwärtsbewegung des Ventilkolbens zu langsam sein könnte, kann im Hinblick auf die Axialflexibi­ lität des Dichtungstellers 19 gegenüber dem Steuer­ stößel 8 dieser über das Einschaltglied 13 noch wei­ ter hochgedrückt werden, und zwar derart, daß die Einschnürung 21 dem Wasser aus der Entlastungskammer 7 einen recht großen Durchflußquerschnitt momentan freigibt, wie es aus dem rechten Teilschnitt der Zeichnung ersichtlich ist. Hierdurch ergibt sich ein schneller zügiger Beginn der Öffnungsbewegung der Selbstschlußarmatur. Da sich in dieser Stellung des Steuerstößels das aus relativ großem Durchfluß­ querschntt abströmende Wasser aus der Entlastungs­ kammer 7 bei weitem nicht durch die Kolbendüse 12 ergänzen kann, hebt der sich auf der Unterseite des Ventilkolbens 4 auswirkende Druck aus dem Wasserein­ laß 2 den Ventilkolben 4 vom Ventilsitz ab, da der Kolbendurchmesser in seinem oberen Bereich größer ist als der entsprechende Durchmesser im Bereich des Ven­ tilsitzes.

Das in dieser Anfangsphase der Öffnungsbewegung quasi schwallartig aus der Entlastungskammer 7 kommende Was­ ser kann in dieser Stellung sowohl innenseitig durch den Steuerstößel als auch außenseitig am Steuerstößel zwischen dem Steuerstößel und dem Abdichtteller 19 hindurch ablaufen.

Neben der beschriebenen hydraulischen Kraft drückt außerdem die Rückstellkraft der Feder 17 den Kolben nach oben, solange sich der Steuerstößel 8 auf dem Druckknopf 13 abstützt bzw. noch Axialspiel zwischen der Tellerdichtung 19 und dem oberen Begrenzungs­ bund des reduzierten Abschnittes 18 des Steuerstößels 8 vorhanden ist. Wenn hier mit fortschreitender Öff­ nungsbewegung das Axialspiel aufgehoben und damit auch eine gewisse Abdichtung zwischen Steuerstößel 8 und Dichtungsteller 19 erreicht ist, wird dieser nur noch hydraulisch gegen den Kolben 4 gepreßt, weil das aus dem Ventileingang 2 in den Ventilabgang 3 strömende Wasser an der Drosselmanschette 14 und damit unterhalb des Dichtungstellers 19 einen Rückstau erfährt, hinter der Drosselstelle aber, und damit oberhalb des Dich­ tungstellers 19, der niedrige Ausgangsdruck herrscht. Die hydraulische Anpreßkraft resultiert aus der ge­ nannten Druckdifferenz sowie der Flächendifferenz des mit dem Durchmesser D gekennzeichneten Dichtungs­ tellers 19 zu der mit dem Durchmesser d gekennzeich­ neten Sitzbohrung. In dieser Stellung des Dichtungs­ tellers 19 bzw. des Steuerstößels 8 befindet sich des­ sen Verzögerungsnut 20 im Bereich des O-Ringes 10 und definiert damit einen Querschnitt für den Austritt des Wassers aus dem Entlastungsraum 7. Der Querschnitt der Verzögerungsdüse 20 stellt ein Zeitglied der Armatur dar, der so bemessen ist, daß mehr Wasser aus dem Entlastungs­ raum 7 abfließt als über die Düse 12 zuströmt. Damit ergibt sich je nach Größe der Verzögerungsdüse 20 eine mehr oder weniger verzögerte Öffnungsbewegung der selbsthaltend hydraulisch gegeneinander gepreßten und relativ zueinander ruhenden Elemente Kolben 4, Teller 19 und Stößelstange 8. Der Druckknopf 13 ist inzwischen nach Loslassen wieder von der Feder 15 in seine Ausgangs­ stellung zurückgedrückt worden. Der Öffnungshub des Ven­ tilkolbens 4 ist durch einen einstellbaren Anschlag 23, der die Laufzeit der Armatur zu regulieren gestattet, am oberen Ende der Entlastungskammer 7 begrenzt. Läuft der obere Flansch des Steuerstößels 8 gegen den Anschlag 23, wird der Steuerstößel 8 relativ zum Ventilkolben 4 nach unten gedrückt, wodurch sich der Dichtungs­ teller 19 von der unteren Fläche des Ventilkolbens 4 abhebt. Damit ist die selbsthaltende Druckdifferenz zwischen den beide Flächen des Dichtungstellers 19 aufgehoben. Der Steuerstößel 8 schaltet somit vollends in seine untere Lage zurück und der Ventilkolben voll­ führt die durch die Kolbendüse 12 verlangsamte Schließ­ bewegung der Armatur. Die Größe der Kolbendüse 12 stellt dabei ein weiteres Zeitglied dieser Selbst­ schlußarmatur dar.

Claims (5)

1. Selbstschlußarmatur mit einem in einem Gehäuse geführ­ ten Ventilkolben, der mit einem gehäuseseitigen Ventil­ sitz zwischen dem Wassereinlaß und dem Wasserauslaß des Gehäuses zusammenwirkt, mit einem durch ein Einschalt­ glied betätigbaren Betätigungsventil in der Verbindung zwischen der Entlastungskammer oberhalb des Ventilkol­ bens und dem Wasserauslaß, sowie mit einer das Betäti­ gungsventil öffnenden Einrichtung zur Selbsthaltung der Armatur in einer verzögerten Öffnungsbewegung des Ventilkolbens und mit einer Kolbendüse zwischen dem Wassereinlaß und der Entlastungskammer, dadurch gekennzeichnet, daß die Selbsthalteein­ richtung einen durch das Einschaltglied (13) betätig­ baren, axial gegenüber dem Ventilkolben (4) beweglichen Steuerstößel (8) aufweist, der mit seinem oberen Schaft­ bereich mit einer in dem Ventilkolben (4) angeordneten Dichtung (10) das Betätigungsventil (10, 11) bildet und in diesem Schaftbereich eine gegenüber der Kolbendüse (12) im Querschnitt vergrößerte Verzögerungsdüse (20) aufweist und der ferner einerseits eine zeitweilig an die Unterseite des Ventilkolbens (4) andrückbare Dich­ tung (19) und andererseits in seinem unteren Bereich eine in der leitenden Verbindung zwischen dem Wasser­ einlaß (2) und dem Wasserauslaß (3) liegende Drossel­ manschette (14) trägt.

2. Selbstschlußarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Steuerstößel (8) und die von ihm getragene Dichtung (19) axial abgefedert relativ zu­ einander beweglich sind und dem Steuerstößel (8) eine die Verzögerungsdüse (20) überbrückende, weitere Öff­ nungsstellung gegeben ist.

3. Selbstschlußarmatur nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Drosselmanschette (14) so bemessen ist, daß während des Öffnungshubes ihre Drosselwirkung die Tellerdichtung (19) und damit den Steuerstößel (18) gegen die Kraft einer gegenüber der Ventilkolbenunter­ seite abfedernden Druckfeder (9) hydraulisch selbst­ haltend an die Kolbenunterseite drückt, und daß in die­ ser Stellung die Verzögerungsdüse (20) im Betätigungs­ ventil (10, 11) wirksam ist.

4. Selbstschlußarmatur nach Anspruch 2 und 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die von dem Steuerstößel (8) getra­ gene Dichtung eine auf dem Steuerstößel (8) begrenzt verschiebbare Tellerdichtung (19) ist, die sich gegen­ über dem Steuerstößel (8) mittels einer Feder (17) ab­ stützt, deren Federkraft größer als die der Druckfeder (9) ist.

5. Selbstschlußarmatur nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich die den Steuerstößel (8) gegenüber der Unterseite des Ventilkolbens (4) abfedernde Druck­ feder (9) auf der Oberseite des Dichtungstellers (19) abstützt.