DE3701989C2 - - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K21/00—Fluid-delivery valves, e.g. self-closing valves
- F16K21/04—Self-closing valves, i.e. closing automatically after operation
- F16K21/06—Self-closing valves, i.e. closing automatically after operation in which the closing movement, either retarded or not, starts immediately after opening
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Description
Die Erfindung betrifft ein verzögert selbstschließendes In
stallationsventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.
Ein Installationsventil dieser Gattung ist aus der US-PS 41
65 857 bekannt. Bei diesem vorbekannten Installationsventil
ist die untere Membran mit ihrer unteren Fläche dem Wasser
ausgesetzt. Wenn sich ein Sandkorn oder ein anderer Fremd
partikel in der durch die Membran gebildeten Schleife fest
setzt, kann ein Loch in der Membran entstehen, so daß Wasser
in die Dämpfungskammer eindringen und das darin enthaltene
Dämpfungsmittel, z. B. Silikon, entweichen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verzögert
selbstschließendes Installationsventil der im Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung so weiterzubilden,
daß die untere Membran gegen eine Beschädigung durch im Was
ser enthaltene Partikel geschützt wird.
Dies wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Pa
tentanspruchs gelöst.
Gemäß der Erfindung ist unterhalb der unteren Membran eine
Membranschutzkammer angeordnet. Diese Membranschutzkammer
wird von einem an der Baueinheit befestigten Gehäuseteil ge
bildet, in dem ein am Ventilschacht befestigter Dichtring
gleitet und dadurch eine Abdichtung gegen das Eindringen von
im Wasser enthaltenen Partikeln darstellt.
An Hand der Zeichnungen wird ein Ausgangsbeispiel der Erfin
dung näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäß
ausgebildetes Installationsventil mit
verzögerter Schließwirkung;
Fig. 2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht,
teilweise weggebrochen, des entfernbaren
Ventilsitzes des
Ventils der Fig. 1;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht, teilweise
weggebrochen, eines Abschnittes des
Ventilschaftes einschließlich des
Dichtringes, der die untere
Membran schützt;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des
Membranhalteringes des Ventils der
Fig. 1; und
Fig. 5 einen vergrößerten Schnitt durch den
Einwegkolben des Ventils der
Fig. 1.
Ein erfindungsgemäß ausgebildetes Installationsventil
mit verzögerter Schließwirkung ist im Schnitt in Fig. 1
dargestellt.
Eine Baueinheit 10 wird durch einen
Messingmantel 12 an einem Befestigungskörper
13 gehalten, wobei der Mantel gegen einen
Flansch 13 an der Außenseite des Ventilgehäuses
gezogen ist. Das äußere Ventilgehäuse besteht
aus drei Hauptelementen, nämlich einem oberen Lager
14, einem mittleren Zylinder 15 und einem Gehäuseteil
16. Obwohl derartige Teile aus Messing hergestellt werden
können, wird es bevorzugt, diese aus einem
Polymer zu fertigen.
Das obere Lager 14 ist durch Ultraschallschweißung
bei 17 am oberen Ende des mittleren Zylinders 15 befestigt.
Es weist eine mittlere Öffnung 18 auf, die
das vorstehende Ende 19 des Ventilschaftes lagert.
Der Ventilschaft besteht in entsprechender Weise
aus drei Hauptteilen, nämlich einem oberen Öffnungsabschnitt
20, einem mittleren Schaftteil 21 und einem
unteren Schaftteil 22.
Das vorstehende Ende 19 des oberen Öffnungsabschnitts
20 des Ventilschaftes wird durch die mittlere
Öffnung 18 im oberen Lager 14 gelagert und bewegt
sich frei durch diese hindurch. Das obere Lager 14
besitzt ferner eine Bodenausnehmung 23, die den äußeren
Ring 25 einer oberen Membran 24 hält.
Die obere Membran 24 und eine untere Membran 26 bilden
eine Dämpfungskammer für ein hydraulisches Strömungsmittel,
beispielsweise Silikonöl, wobei diese
Kammer durch einen Einwegkolben
27 wiederum in zwei Abteile unterteilt
ist, nämlich ein oberes Abteil 28 und ein unteres
Abteil 29. Es ist von Bedeutung, daß das hydraulische
Strömungsmittel nicht verschmutzt, insbesondere keine
Verschmutzung durch Kontakt mit Wasser erleidet, so
daß die Membranen 24 und 26 an ihren beiden äußeren
Ringen und an ihren inneren Ringen sicher abgedichtet
sind. Somit wird der innere Ring 30 der oberen Membran
24 durch einen Haltering 31 fest am oberen Öffnungsabschnitt
20 gehalten. Es ist jedoch von Vorteil, daß
sich die obere Membran 24 entweder relativ zum Ventilschaft
oder zur Baueinheit drehen kann. Wenn man eine Zange
nimmt und das vorstehende Ende des Ventilschaftes
relativ zur Baueinheit dreht, würde die Membran
zerrissen, wenn eine derartige Drehung nicht möglich
wäre.
Der Ring 31 ist in perspektivischer Ansicht in Fig. 4
dargestellt und weist eine aufwärts gerichtete konische
Öffnung 32 auf, die nach oben über den inneren Ring
30 gedrückt ist, der ebenfalls in einer Nut 33 im
oberen Öffnungsabschnitt 20 des Ventilschaftes
gehalten wird. Auf diese Weise wird der innere Ring 30
der Membran 24 sicher und strömungsmitteldicht gegen den
Ventilschaft gehalten. Der Ring 31 besitzt ferner
eine Vielzahl von Kanälen 34, die mit einem Raum
35 in der Innenfläche des Rings 31 in Verbindung
stehen, der wiederum den Zufluß von Strömungsmittel
in einen Querkanal 36 ermöglicht, welcher mit einer
Axialöffnung 37 im Öffnungsabschnitt 20 des Ventilschaftes
in Verbindung steht.
Es geht ferner deutlich aus Fig. 5 hervor, daß eine
ringförmige Ausnehmung 38 am Boden des Rings 31 dazu
dient, den Einwegkolben 27 in strömungsmitteldichter
Weise gegen den Öffnungsabschnitt 20 des Ventilschaftes
zu halten. Der Einwegkolben 27 besitzt einen
inneren Ring 39, der sich bei 40, wo sich der Kolben
nach unten und außen in eine Lippendichtung
41 erweitert, allmählich verengt. Der Außenrand 42
der Lippendichtung steht mit der Innenfläche 43 in
Kontakt, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Wenn der Ventilschaft
und der Einwegkolben 27 in Fig. 1
nach unten bewegt werden, bewegt sich somit das
hydraulische Strömungsmittel 44 mit Leichtigkeit um
den Außenrand 42 des Kolbens 27 herum. Wenn der Kolben 27
jedoch nach oben bewegt wird, bewegt sich die Lippendichtung
41 gegen die Innenfläche 43 und verhindert
somit, daß Strömungsmittel um die Lippendichtung 41
fließt, so daß sich das Strömungsmittel durch die
Axialöffnung 37 bewegen muß, von wo es durch den
Querkanal 45 in das untere Abteil 29 strömt.
Wenn sich das Verschlußstück 46 eines Ventilgliedes 46 vom Ventilsitz 49 weg
bewegt, wie aus Fig. 1 hervorgeht, kann Wasser aus
dem Leitungsdruckabteil 50 durch den Ringkanal 51
aus den Öffnungen 52 heraus und in das Wasserauslaßabteil
53 sowie von dort zum Leitungshahn oder einem
anderen Wasserauslaß fließen. Die Geschwindigkeit, mit
der sich das Verschlußstück nach oben in seine geschlossene
Position bewegt, wird, wie in der linken
Hälfte von Fig. 1 gezeigt ist, durch den Durchsatz
des hydraulischen Strömungsmittels durch die die
Axialöffnung 37 umfassende Strömungsmittelbahn gesteuert.
Dieser Durchsatz ist rasch verstellbar, indem
man in herkömmlicher Weise ein Nadelventil 54
in Richtung auf einen Nadelventilsitz 55 oder davon
weg verstellt. Das Nadelventil 54 ist über einen
O-Ring 56 in der Axialöffnung 37 abgedichtet, wobei
der O-Ring durch eine Mutter 57 abgedichtet ist, welche
eine hexagonale Öffnung besitzt, die größer ist als
die Nadel des Nadelventils.
Was die Anordnung des Einwegkolbens 27 gegen den oberen
Öffnungsabschnitt 20 des Ventilschaftes betrifft,
kann man ohne weiteres aus Fig. 5 ersehen, daß die
untere Fläche 58 des Einwegkolbens 27 gegen einen
Haltering 59 stößt und durch einen Sprengring 60
aus Edelstahl gehalten wird, der in einer Nut 61
fixiert ist, welche im Öffnungsabschnitt 20 des Ventilschaftes
ausgebildet ist. Eine Stufe 62 ist
im Öffnungsabschnitt des Ventilschaftes vorgesehen,
so daß die Abwärtsbewegung des Ventilschaftes
durch den Anschlag des Halterings 59 aus
Messing gegen eine Schulter 63, die im Inneren des
mittleren Zylinders 15 ausgebildet ist, sicher gestoppt
wird.
Was die Abdichtung der Membranen am äußeren
Gehäuseteil anbetrifft, so besitzt die obere Membran 24
eine Außenring 25, der gegen die Bodenausnehmung 23
des oberen Lagers 14 durch einen Haltering 64 gehalten
wird, der auf einer Schulter 65 ruht, welche
an der Innenfläche des mittleren Zylinders 15 gebildet
ist. Der Außenring 25 kann somit durch das
obere Lager 14 zusammengepreßt werden, um den Außenring
gegen Strömungsmittel 6 abzudichten. In entsprechender
Weise wird der Außenring 66 der unteren
Membran 26 zwischen einer an der Basis des mittleren
Zylinders 15 gebildeten Ausnehmung 67 und einer
im oberen Ende des Gehäuseteils 16 gebildeten Ausnehmung
68 gehalten. Das Gehäuseteil 16 ist durch
Ultraschallschweißung 69 am mittleren Zylinder 15
befestigt, und der Außenring 66 ist zwischen diesen
beiden Elementen fest gehaltert. Der Innenring 70
der unteren Membran 26 wird durch einen Haltering 71,
der wie der Ring 31 eine konische Öffnung 73 besitzt,
gegen eine Schulter 72 im mittleren Schaftteil 21 gehalten.
Der Haltering 71 wird durch einen Sprengring 74
aus Edelstahl fixiert, der in einer passenden Nut im
mittleren Schaftteil 21 gehaltert ist.
Ein wichtiges Merkmal des Installationsventils ist
in der Einrichtung zu sehen, die verwendet wird, um
die untere Fläche der unteren Membran 26 gegenüber
Verschleiß durch Fremdpartikel im Wasser zu schützen.
Dies wird durch einen Dichtring verwirklicht,
der in perspektivischer Ansicht in Fig. 3 gezeigt
und mit dem Bezugszeichen 75 versehen ist. Der
Dichtring 75 wird durch einen Sprengring 76, der
in einer Nut im unteren Schaftteil 22 gehalten wird, gegen
eine Aufwärtsbewegung gesichert. Er besteht vorzugsweise
aus einem Polymer, beispielsweise einem Acetalhomopolymer.
Der Dichtring 75 besitzt eine glatte Außenfläche
77, die entlang der glatten Innenfläche 78
des Gehäuseteils 16 läuft. Die Innenfläche 79 des Dichtringes 75 steht entlang der Außenfläche des
unteren Schaftteils 22 mit diesem in enger Passung und verhindert,
daß irgendwelche Partikel am Dichtring 75
vorbeidringen. Eine Ausnehmung 80 hält eine
Feder 81, die zusammen mit dem Wasserdruck die Kraft
zur Rückführung des Ventilschaftes in seine obere
oder geschlossene Stellung zur Verfügung stellt. Bei
der Feder 81 handelt es sich vorzugsweise um eine Edelstahlfeder.
Ihr unteres Ende wird durch einen Federhalter
82 gehaltert. Eine kleine Öffnung
ist zwischen der Innenfläche 83, dem Federhalter 82 und
dem unteren Schaftteil 22 vorgesehen, um den Durchfluß
einer sehr kleinen Wassermenge zu ermöglichen, die
unter dem Dichtring 75 und dem Federhalter 82 gehalten
wird. Der Federhalter 82 hält
des weiteren den unteren Schaftteil 22 in seiner angenäherten
Axiallage.
Ein anderes wichtiges Merkmal ist in der
Möglichkeit der Wartung des Installationsventils
zu sehen. Diese Wartung wird durch die Entfernbarkeit
des Ventilsitzteiles 84 ermöglicht. Das Ventilsitzteil
84 wird durch die aufwärts gerichtete Kraft,
die durch seinen Kontakt mit der Schulter 85 des
Befestigungskörpers 11 erzeugt wird, und durch die
abwärts gerichtete Kraft, die durch das Anziehen des
Messingmantels 12 erzeugt wird, der das Gehäuseteil
16 abwärts bewegt, wo dessen untere Fläche 86 gegen
die obere Fläche 87 des Ventilsitzteiles 84 stößt,
sicher gegen das Gehäuseteil 16 gehalten. Wenn der
Messingmantel 12 entfernt wird, kann die gesamte Einheit
aus dem Befestigungskörper 11 angehoben werden,
und das Ventilsitzteil 84 kann in einfacher Weise
vom Gehäuseteil 16 weggezogen werden. Die Ventildichtung
46, die die O-Ringe 47 und 48 umfaßt, kann
den Ventilsitz 49 vollständig passieren und liegt
somit für Inspektions- oder Austauschzwecke frei. Wenn
der Ventilsitz 49 in irgendeiner Weise beschädigt
wird, kann in entsprechender Weise das gesamte
Ventilsitzteil 84 rasch ausgetauscht werden. Das
Ventilsitzteil 84 besitzt eine Vielzahl von Lagerrippen
88, die mit der äußeren Basis des Gehäuseteiles
16 in Kontakt stehen und dazu beitragen, dieses in
genauer mittiger Ausrichtung zum Ventilsitz 49 zu
halten.
Ein anderes wichtiges Merkmal besteht
darin, daß sich das Ventil
ohne Klappern bzw. andere Geräusche schließen
kann. Dies wird durch ein Paar O-Ringe unterschiedlicher
Größe erreicht. Der O-Ring 47 besitzt
einen größeren Durchmesser als der O-Ring 48. Der
O-Ring 47 wird in eine erste Stufe 89 einer Nut eingebracht,
die einen kleineren Außendurchmesser besitzt
als eine zweite Stufe 90, die den O-Ring 48 hält.
Durch diese Kombination werden Klappergeräusche reduziert,
da der Ventilschaft langsam eine Aufwärtsbewegung
des Ventilgliedes 46 in den Ventilsitz 49
bewirkt. Die Schräge des Ventilsitzes 49, der sich nach
unten erweitert, beträgt 15° relativ zur Vertikalen,
was ebenfalls zu einem sich ruhig schließenden Ventil
beiträgt. Dieser Winkel ist durch das Bezugszeichen
"a" in Fig. 1 angedeutet.
Mit Ausnahme des Ventilschaftes, des Messingmantels
12, des Messinghalterings 59, der Sprengringe
und der Feder können im wesentlichen alle verbleibenden
Teile des Ventils aus Polymeren hergestellt
sein, die keinerlei Korrosionserscheinungen
zeigen und ein geringes Gewicht besitzen.
Ein für das Ventil mit verzögerter Schließwirkung geeignetes
hydraulisches Strömungsmittel ist ein nicht
toxisches Silikonströmungsmittel.
Die Membranen sowie der Einwegkolben
können aus einem Urethanpolymer bestehen. Obwohl
in der Zeichnung ein Elastomer-Einwegkolben dargestellt
ist, können auch andere Einwegkolben in
entsprechender Weise eingesetzt werden. Beispielsweise
kann ein starrer Kolben mit großen Löchern, die parallel
zur Achse des Ventils verlaufen, bei dem die obere
Fläche des Kolbens und die Löcher durch eine bewegliche
federbelastete Scheibe bedeckt sind, die gleiche
Funktion ausüben.
Claims (1)
- Verzögert selbstschließendes Installationsventil in Form einer in einem Befestigungskörper montierbaren Baueinheit mit einem längsverschiebbaren Ventilschaft, der von einer Feder in eine, den Wasserdurchfluß unterbrechende Schließstellung vorgespannt wird, in welcher ein ver formbares Verschlußstück des Ventilschaftes an einem Ventilsitz anliegt, und mit einer ein Hydraulikmittel enthaltenden Dämpfungskammer, die zwischen einer oberen und einer unteren Membran um den Ventilschaft herum ge bildet ist und von einem Einwegkolben in ein oberes und ein unteres Abeil unterteilt wird, zwischen welchen eine gedrosselte Strömungsverbindung besteht, gekennzeichnet durch eine Membranschutzkammer mit einem Gehäuseteil (16), das an der Baueinheit (10) befestigt ist und eine zum Ventilschaft (21, 22) axial ausgerichtete glatte Innenfläche (78) aufweist, an welcher ein am Ventilschaft (21, 22) unterhalb der unteren Membran (26) angebrachter Dichtring (75) gleitend anliegt, um die Unterseite der unteren Membran (26) gegen den Angriff von im Wasser enthaltenen Partikeln zu schützen.
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