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Vorrichtung zum Betätigen
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eines druckmittelbetätigten Schließorgans Beschreibung Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zum Betätigen eines druckmittelbetätigten Schließorgans,
insbesondere in Vorrichtungen zur Abwasserableitung, mit einem Speicherbehälter
für das Druckmittel, einer 5 Verbindungsleitung vom Speicherbehälter zum Schließorgan,
und einer Steuerleitung zum Steuern der Druckmittelzufuhr vom Speicherbehälter zum
Schließorgan für dessen Schließen und des Druckmittelabzuges vom Schließorgan für
dessen öffnen.
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10 Eine Vorrichtung dieser Art, wie sie beispielsweise aus DE-OS 22
50 824 und DE-OS 32 02 310 bekannt ist,
kann z.B. als Rückstauverschluß
in einer Abwasserleitung verwendet werden, wobei in diesem Fall die Steuervorrichtung
durch einen Rückstausensor betätigbar ist, um bei Rückstau das Schließorgan zu schließen
und bei Beendigung des Rückstaus wieder zu öffnen. Das Schließorgan kann vorzugsweise
ein Schließorgan mit flexiblem, verformbarem Verschlußglied, z.B. ein Schlauchquetschventil
oder ein Membranventil sein, da dies den Vorteil hat, auch bei Verschmutzungen noch
dicht zu schließen.
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Ein Hauptproblem bei einer solchen Vorrichtung ist das Zurverfügungstellen
des Druckmittels für den Schließvorgang. Luft hat den prinzipiellen Nachteil, daß
Druckverlust durch Leckvorgänge unvermeidbar ist. Unter Druck stehendes Leitungswasser
aus dem Trinkwassernetz ist an sich ein leicht verfügbares Druckmittel; hier sind
jedoch so strenge Auflagen zu erfüllen, um jede Berührung oder jeden Bakterienaustausch
zwischen Trinkwasser und Abwasser zu verhindern, daß dies zu einem außerordentlich
hohen apparativen und steuerungstechnischen Aufwand führt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung der
eingangs genannten Art eine vom Trinkwassernetz unabhängige und von Leckverlusten
weitgehend freie Druckmittelversorgung für die Betätigung des Schließorgans zu schaffen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß Speicherbehälter,
Verbindungsleitung und Schließorgan ein geschlossenes Druckmittelsystem im wesentlichen
ohne Druckmittelzu- oder -abfuhr bilden, und daß in der Verbindungsleitung eine
Pumpe vorgesehen ist, die unter Steuerung durch die Steuereinrichtung eine zwangsweise
Druckmittelförderung mindestens vom Schließorgan zum Speicherbehälter für das öffnen
des Schließorgans bewirkt.
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Es wird somit ein geschlossenes Druckmittelsystem verwendet, in dem
das Druckmittel nur hin- und hergefördert wird, also eine einmal eingefüllte Druckmittelmenge
im Prinzip für unendlich viele Offnungs- und Schließvorgänge verwendet wird. Das
System kann weitgehend frei von Leckverlusten ausgestaltet werden, so daß allenfalls
in sehr großen Zeitabständen ein Nachfüllen von Druckmittel erforderlich ist. Es
braucht auch kein Ablauf für das Druckmittel vorgesehen sein, wie dies bei den bekannten
Vorrichtungen, die bei jedem Öffnungsvorgang des Schließorgans das Druckmittels
ins Freie ablassen, der Fall ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß vom Schließorgan
ausgeübte Rückstellkräfte, die beim öffnen das Druckmittel verdrängen, nicht erforderlich
sind. Dies wird von der Pumpe zwangsweise besorgt.
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Für den Schließvorgang gibt es erfindungsgemäß zwei Möglichkeiten.
Bei einer Ausführungsform ist der Speicher-
behälter ein Druckbehälter
mit einem das Druckmittel mit einem Arbeitsdruck beaufschlagenden Druckpolster,
und die Pumpe ist so ausgelegt, daß sie beim Zurückpumpen des Druckmittels vom Schließorgan
in den Speicherbehälter den Arbeitsdruck für den nächsten Schließvorgang wieder
aufbaut. Ein in der Verbindungsleitung angeordnetes, von der Steuereinrichtung steuerbares
Ventil ist dann als Umsteuerventil ausgebildet, durch welches wahlweise ein Verbindungsweg,
der vom Schließorgan zum Speicherbehälter über die Pumpe in deren Förderrichtung
verläuft, oder ein Verbindungsweg, der vom Speicherbehälter zum Schließorgan unter
Umgehung der Pumpe oder durch die Pumpe in deren Förderrichtung verläuft, einstellbar
ist.
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Die andere Möglichkeit besteht darin, daß der Speicherbehälter ein
im wesentlichen druckloser Behälter ist, und daß die Förderrichtung der Pumpe mittels
der Steuereinrichtung umsteuerbar ist, so daß die Pumpe auch beim Schließvorgang
das Druckmittel zwangsweise vom Speicherbehälter zum Schließorgan fördert und den
nötigen Arbeitsdruck für das Schließen des Schließorgans erzeugt.
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Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der
Beschreibuncs und den Unteransprüchen.
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Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen beispielsweise
dargestellt.
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Fig. 1 zeigt die Schemazeichnung einer ersten Ausführungsform der
Erfindung in der Stellung für das öffnen des geschlossenen Schließorgans.
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Fig. 2 zeigt einen Teil des Leitungsschemas von Fig. 1 in der Stellung
für das Schließen des Schließorgans.
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Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform, ebenfalls in der Stellung
für das öffnen des Schließorgans, und Fig. 4 einen Teil dieser Vorrichtung in der
Stellung für das Schließen.
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Gemäß Fig. 1 ist in einer Rohrleitung 1 ein Schließorgan 3 in Form
eines Schlauchquetschventils angeordnet, dessen flexibler Schlauch 5 durch Zuführen
eines Druckmittels in den Raum zwischen dem Schlauch 5 und dem Gehäuse 4 zusammengequetscht
werden kann, um den Leitungsquerschnitt zu verschließen. Das Druckmittel 7, z.B.
Wasser, ist in einem geschlossenen Speicherbehälter 9 gespeichert und durch eine
Membran 11 von einem Gaspolster 13 getrennt.
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In einer Verbindungsleitung 15 zwischen Schließorgan 3 und Speicherbehälter
9 ist ein Vierwegeventil 17 angeordnet zum Umsteuern des Druckmittelflusses über
eine Leitungsschleife 19, in der eine Pumpe 21, vorzugsweise eine Verdrängungspumpe
wie z.B. Schlauchpumpe oder Zahnradpumpe, angeordnet ist. Die Pumpe wird von einem
Motor 23 angetrieben, der durch eine Batterie 25 gespeist wird unter Steuerung durch
eine Schalt- oder Steuereinrichtung 27, an die ein Rückstaumelder 29 in einer Ausbuchtung
der Rohrleitung 1 stromabwärts des Schließorgans 3, sowie ein Kontaktsensor 31 im
Druckraum des Schließorgans 3 angeschlossen sind.
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In der Stellung gemäß Fig. 1 ist das Schließorgan 3 durch einen vorangegangenen
Schließvorgang geschlossen, der Rückstau hat jedoch bereits aufgehört und das Vierwegeventil
17 ist entweder von Hand oder durch die Steuereinrichtung 27 bereits in die Stellung
für das öffnen des Schließorgans 3 eingestellt worden, so daß es die Verbindung
vom Schließorgan 3 zum Speicherbehälter 9 über die Leitungsschleife 19 in Förderrichtung
der Pumpe 21 herstellt.
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Durch die Steuereinrichtung 27 wird der Motor 23 eingeschaltet, so
daß die Pumpe 21 das Druckmittel zwangsweise aus dem Schließorgan in den Speicherbehälter
9 zurückfördert und dabei das Gaspolster 13 unter Druck setzt und den Arbeitsdruck
des Druckmittels für den nächsten Schließvorgang
erzeugt. Die Pumpe
wird automatisch abgeschaltet, z.B.
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wenn der sich zurückstellende Schlauch 5 des Schließorgans 3 den Kontakt
31 berührt, oder auch, wenn ein (nicht dargestellter) Drucksensor im Speicherbehälter
9 das Erreichen des vorgegebenen Arbeitsdruckes anzeigt.
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Erfolgt bei geöffnetem Schließorgan 3 eine Rückstaumeldung durch
den Sensor 29, so wird das Vierwegeventil 17 in die in Fig. 2 dargestellte Stellung
gesteuert. Es stellt dann eine Verbindung vom Speicherbehälter 9 zum Schließorgan
3 her, die über die Leitungsschleife 19 in der Förderrichtung der Pumpe 21 verläuft,
so daß das Druckmittel sowohl unter dem Arbeitsdruck im Behälter 9, als auch gegebenenfalls
mit Unterstützung durch die angetriebene Pumpe 21, zum Schließorgan 3 strömen und
dieses schließen kann.
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Bei einer anderen, nicht dargestellten Variante kann das Vierwegeventil
17 auch so ausgebildet sein, daß es in der Öffnungsstellung gemäß Fig. 2 eine direkt
durchgehende Verbindung der Verbindungsleitung 15, unter Umgehung der Pumpe 21 herstellt,
so daß Druckmittel frei vom Speicherbehälter 9 zum Schließorgan 3 strömt und die
Pumpe 21 für den Schließvorgang nicht betrieben zu werden braucht.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 ist der Speicherbehälter
9 nicht starr geschlossen, sondern das Druckmittel 7 ist nur durch die flexible
Membran 11 gegen die freie Atmosphäre abgedichtet. Es steht somit im wesentlichen
nicht unter Uberdruck. Die Pumpe 21 ist unmittelbar in die Verbindungsleitung 15
eingefügt, ein umsteuerbares Ventil ist nicht erforderlich. Die Drehrichtung des
Motors 23 ist mittels der Steuereinrichtung 27 umkehrbar. Fig. 3 zeigt die Stellung
beim Öffnen des Schließorgans 3, wobei die Förderrichtung der Pumpe 21 vom Schließorgan
zum Speicherbehälter 9 gerichtet ist und die Steuereinrichtung 27 den Motor so lange
eingeschaltet hält, bis der Kontakt 31 das völlige öffnen des Schlauches 5 des Schließorgans
3 meldet. Wenn bei geöffnetem Schließorgan 3 der Rückstaumelder 29 Rückstau meldet,
schaltet die Steuereinrichtung 27 den Motor 23 mit umgekehrter Drehrichtung ein,
so daß der Betriebszustand gemäß Fig. 4 eingestellt wird, bei dem die Förderrichtung
der Pumpe 21 vom Speicherbehälter 9 zum Schließorgan 3 gerichtet ist und die Pumpe
21 das Druckmittel zum Schließorgan 3 fördert und dabei den zum Schließen erforderlichen
Arbeitsdruck erzeugt.
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Bei dieser Ausführungsform kann an den Druckraum des Schließorgans
3 ein Druckwächter 33 angeschlossen werden, der dafür sorgt, daß bei einem eventuellen
Absinken des
Schließdruckes unter den erforderlichen Mindestwert
die Pumpe 21 erneut eingeschaltet und Druckmittel nachgeliefert wird. Ebenso kann
der Druckwächter 33 das Abschalten der Pumpe 21 steuern, wenn ein vorgegebener Höchstwert
des Schließdruckes erreicht ist.
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Änderungen und Ausgestaltungen der dargestellten Ausführungsformen
sind im Rahmen der Erfindung möglich.
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Beispielsweise können zusätzliche bzw. aufwendigere Sensoren und Schaltorgane
für das jeweils automatische Aus- und Einschalten der Pumpe bzw. Umsteuern des Ventils
vorgesehen sein, z.B. auch Sensoren im Speicherbehälter 9.
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Das Schließorgan 3 kann statt als Schlauchquetschventil auch als ein
Schließorgan anderer Bauart mit einem vom Druckmittel beaufschlagbaren oder betätigbaren
Schließglied z.B. in Form einer Membran, ausgebildet sein. Solche Bauformen können
vorteilhaft sein, wenn das Schließorgan nicht in einer Rohrleitung angeordnet, sondern
z.B. Bestandteil eines Ablaufs, Sinkkastens od.dgl. der Abwasserleitung dienenden
Vorrichtung sein soll.
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Für Pumpe 21, Motor 23 und Batterie 25 können einfache und preiswerte
Komponenten, z.B. solche, wie sie für Hobbybedarf angeboten werden, verwendet werden.
Vorzugsweise ist die Pumpe 21 eine für Hobbybedarf angebotene Schlauchpumpe oder
auch Zahnradpumpe. Eine Schlauchpumpe
hat den besonderen Vorteil,
daß sie in Ruhestellung den Durchtrittsquerschnitt völlig versperrt, so daß der
Schließdruck des geschlossenen Schließorgans 3 auch bei stillstehender Pumpe während
langer Zeit aufrechterhalten werden kann.
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