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Die
Erfindung betrifft ein Ventilelement für eine Durchfluss-Leitung gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Eine
allgemein bekannte Lösung,
um den Rückfluss
eines Flusses von einer vorbestimmten Fließrichtung zu verhindern ist,
ein Rückschlagventil zum
Beispiel in einer sekundären
Durchfluss-Leitung, nahe der Verbindungsstelle der sekundären Durchfluss-Leitung
und der Hauptdurchfluss-Leitung zu installieren, wodurch der Fluss
von der sekundären
Durchfluss-Leitung
in die Hauptdurchfluss-Leitung vom zurückfließen in die sekundäre Durchfluss-Leitung abgehalten
werden kann. Die Installation eines zusätzlichen Geräts in der
Leitung ist allerdings schwierig und darüber hinaus benötigt eine derartige
Lösung
viel Raum und wird teuer.
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Eine
Lösung
einer anderen Art ist von der Veröffentlichung WO 99/32816 bekannt,
d. h. ein in der Verbindungsstelle der Hauptdurchfluss-Leitung und
der sekundären
Durchfluss-Leitung
installiertes Ventilelement. Diese bekannte Lösung umfasst einen separaten
Ventilkörper
mit Verbindungsmitteln für
die Durchfluss-Leitung und einer Verbindung für die sekundäre Durchfluss-Leitung,
wobei die Fließöffnung der
sekundären
Durchfluss-Leitung eingerichtet ist, um durch eine mechanische Klappe
geschlossen zu werden. Das bekannte Ventilelement, welches ein separates
Gebilde bildet, ist schwierig zu installieren und seine Funktion
ist aufgrund seiner komplizierten Struktur Störungen und Fehlfunktionen ausgesetzt.
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DE 12 09 825 offenbart eine
Lösung
nach dem Stand der Technik, welche ein Rückschlagventil betrifft, welches
eine halbzylindrische Leitungssektion mit einer Einlasskupplung
auf ihrer konvexen Oberfläche
umfasst. Die konkave Oberfläche
der Leitungssektion ist an der Einlasskupplung mit einem hülsenähnlichen
Gummiventilelement versehen, welches zum Schließen und Öffnen der Einlasskupplung eingerichtet
ist, in dem es sich gegen die Einlasskupplung anlegt beziehungsweise
von der Einlasskupplung weg bewegt. Die Struktur und Installation dieser
bekannten Struktur ist sehr komplex.
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Es
ist das Ziel der Erfindung ein Ventilelement zu schaffen, mittels
welchem die oben erwähnten
Nachteile vermieden werden und welches für eine zuverlässige Funktion
mit einfa chen Mitteln sorgt. Dieses Ziel wird mit einem Ventilelement
erreicht, dessen Hauptmerkmale in Anspruch 1 gegeben sind.
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Die
Basisidee der Erfindung ist es, die eigentliche Ventilfunktion in
einer einfachen Weise zu erreichen, verwirklicht durch die Struktur
oder das Strukturmaterial des Ventilelements.
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Die
Basisidee kann dadurch realisiert werden, in dem das Ventilelement
ein Körperteil
umfasst, welches an der Durchfluss-Leitung befestigt werden kann.
Die Länge
des Körperteils
in der Richtung der Durchfluss-Leitung ist länger gewählt, als die Verlängerung
oder Länge
der Fließöffnung in
der Richtung der Durchfluss-Leitung und die Verlängerung des Körperteils
in einer radialen Richtung oder der peripheren Richtung der Durchfluss-Leitung
ist größer gewählt, als
die Verlängerung
der Fließöffnung in
der radialen oder der peripheren Richtung der Durchfluss-Leitung,
wodurch das Körperteil
die Fließöffnung abdecken
kann.
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Das
Körperteil
ist aus einem flexiblen Material gemacht, so dass es dem Fluss von
der Durchfluss-Leitung nachgibt und so dass es nach dem Fluss wieder
seine ursprüngliche
Position einnimmt, wodurch es die Fließöffnung abdeckt, Rückfluss
verhindert und, abhängig
von den Umständen
in denen es genutzt wird, keine Barriere für den Fluss in der Durchfluss-Leitung
bildet.
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Um
eine einfache Struktur und Installation zu bieten, ist das Körperteil
zylindrisch oder hülsenartig, wobei
sein äußerer Durchmesser
im Wesentlichen gleich groß ist,
wie der innere Durchmesser der Durchfluss-Leitung oder einem Zweigteil
der Durchfluss-Leitung.
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Das
Körperteil
ist vorteilhaft mittels eines Verbindungsmittels an der Durchfluss-Leitung,
oder an dem Zweigteil, befestigbar.
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Das
Verbindungsmittel ist vorteilhaft aus einem ersten Flanschteil gebildet,
welches an dem Körperteil
angebracht ist und sich in einer ersten Richtung der Durchfluss-Leitung
erstreckt, wobei der innere Durchmesser desselben im Wesentlichen gleich
dem äußeren Durchmesser
der Durchfluss-Leitung ist, und einem zweiten Flanschteil, welches
sich in einer zweiten Richtung entgegengesetzt zu der ersten Richtung
der Durchfluss-Leitung erstreckt, wobei der innere Durchmesser desselben
im Wesentlichen gleich dem äußeren Durchmesser
der Durchfluss-Leitung ist. Somit können das Körperteil des Ventilelements
und sein Befestigungsmit tel, d. h. das erste Flanschteil und das
zweite Flanschteil, einfach in eine einheitliche Struktur gebracht
werden.
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Um
Widerstand gegen Abnutzung und eine sichere Funktion sicher zu stellen,
ist das Ventilelement vorteilhaft aus einer flexiblen Struktur gemacht, die
wieder ihre Form annimmt, zum Beispiel aus einem Gummimaterial oder ähnlichem.
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Das
Ventilelement kann auch vorinstalliert werden, zum Beispiel in eine
separate, an der Durchfluss-Leitung anschließbare Leitungssektion oder
in eine separate, an einer Durchfluss-Leitung und einer sekundären Durchfluss-Leitung
anschließbare
Leitungsverbindungsstelle.
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Das
Ventilelement ist besonders vorteilhaft, wenn es in einem Vakuum
Abwassersystem genutzt wird.
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Im
Folgenden wird die Erfindung detaillierter, rein beispielhaft, unter
Bezugnahme auf die beigefügten
schematischen Zeichnungen beschrieben, in denen
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1 einen Querschnitt einer
Ausführungsform
des Ventilelements gemäß der Erfindung
zeigt,
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2 und 3 das Ventilelement gemäß 1 an einer Verbindungsstelle
einer Durchfluss-Leitung und einer sekundären Durchfluss-Leitung installiert zeigen,
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4, 5, 6 und 7 das Ventilelement gemäß 1 in einer sogenannten Fließtasche
einer Durchfluss-Leitung installiert zeigen,
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8 ein Vakuum Abwassersystem
in einem Gebäude
zeigt,
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9 ein Vakuum Abwassersystem
zur Sammlung von Kondensat zeigt, und
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10 ein Vakuum Abwassersystem
auf einem Schiff zeigt.
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In 1, 2 und 3 ist
das Ventilelement allgemein durch Referenznummer 1 angezeigt.
Das Ventilelement 1 ist an einer Verbindungsstelle X einer Hauptdurchfluss-Leitung 2 und einer
sekundären Durchfluss-Leitung 3 installiert,
welche somit einen vorbestimmten Fließpunkt bilden. Das Ventilelement 1 ist
für die
Verhinderung des Rückflusses
eines Flusses, von einer vorbestimmten Fließrichtung durch eine Fließöffnung 4,
an diesem vorbestimmten Fließpunkt
X in der Durchfluss-Leitung, bestimmt.
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Das
Ventilelement 1 umfasst ein Körperteil 11, welches
eine Länge
L in der Richtung der Durchfluss-Leitung 2 hat, die länger ist
als die Verlängerung oder
die Länge
1 der Fließöffnung 4 in
der Richtung der Durchfluss-Leitung an der Verbindungsstelle der Durchfluss-Leitung 2 und
der sekundären
Durchfluss-Leitung 3.
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Damit
das Körperteil 11 diese
Fließöffnung 4 abdecken
kann, muss auch die Verlängerung
des Körperteils
in der radialen Richtung oder der peripheren Richtung der Hauptdurchfluss-Leitung 2 größer sein,
als die Verlängerung
der Fließöffnung 4 in
der radialen Richtung oder der peripheren Richtung der Hauptdurchfluss-Leitung 2.
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Diese
Bedingungen sollten auch in einer Anordnung erfüllt sein, wo eine Vielzahl
von sekundären Durchfluss-Leitungen
zu der Hauptdurchfluss-Leitung führen
oder daran angeschlossen sind.
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Das
Körperteil 11 ist
eingerichtet, um in einer ersten Position gegen die innere Oberfläche der Durchfluss-Leitung 2 anzuliegen
und die Fließöffnung 4 abzudecken.
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Das
Körperteil 11 ist
aus einer flexiblen Struktur hergestellt, die wieder ihre Form annimmt, wodurch
ein Fluss von der sekundären
Durchfluss-Leitung 3, d. h. ein Fluss von einer vorbestimmten
Richtung, in die Durchfluss-Leitung 2 fließen kann,
aber der Rückfluss
in die sekundäre
Durchfluss-Leitung verhindert wird, nachdem der Fluss geendet hat.
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In
der Praxis bedeutet dies, dass wenn der Mediumfluss von der sekundären Durchfluss-Leitung 3 in
die Durchfluss-Leitung 2 fließt, das Körperteil 11 von einer
ersten Position (2)
nachgibt, in welcher es gegen die Fließöffnung 4 anliegt und
die Fließöffnung 4 abdeckt,
und sich in eine zweite Position bewegt (3), in welcher das Körperteil 11 von der Fließöffnung 4 abweicht
und eine freie Passage für den
Fluss des Mediums öffnet
(durch Pfeile in 3 angedeutet).
Wenn der Fluss des Mediums aufhört, kehrt
das flexible und die ursprüngliche
Form wieder annehmende Körperteil 11 wieder
in seine erste Position zurück
und schließt
die Fließöffnung 4.
Eine vorteilhaft flexible und die Form wieder annehmende Struktur
wird erreicht, in dem das Körperteil 11 aus Gummi
oder einem entsprechenden Material gebildet wird.
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Das
Ventilelement 1 umfasst ein zylindrisches oder hülsenartiges
Körperteil 11,
an dessen anderem Ende ein Verbindungsmittel ausgebildet ist, d.
h. ein erstes Flanschteil 12 in der Richtung der Durchfluss-Leitung 2 und
ein zweites Flanschteil 13 von entgegengesetzter Richtung
in der Richtung der Durchfluss-Leitung 2. Das erste Flanschteil 12 ist
in der Richtung des Körperteils 11 des
Ventilelements 1 orientiert und das zweite Flanschteil 13 ist
bezüglich des
ersten Flanschteils 12 in entgegengesetzter Richtung orientiert.
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Der äußere Durchmesser
D des zylindrischen Körperteils 11 ist
im Wesentlichen gleich dem inneren Durchmesser d der Durchfluss-Leitung 2, wodurch
es sich dicht gegen die innere Oberfläche der Durchfluss-Leitung 2 anschmiegt.
Die inneren Durchmesser Q des ersten Flanschteils 12 und
des zweiten Flanschteils 13 sind im Wesentlichen gleich dem äußeren Durchmesser
q der Durchfluss-Leitung 2.
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Diese
Struktur des Ventilelements 1 ermöglicht eine besonders vorteilhafte
Installation. Die Durchfluss-Leitung 2 kann an einem Punkt
Y nahe der Verbindungsstelle X der Durchfluss-Leitung 2 und der sekundären Durchfluss-Leitung 3 abgeschnitten
werden. Das zylindrische Körperteile 11 des
Ventilelements 1 wird an dem Ende der Durchfluss-Leitung 2 eingesetzt,
welches nahe zu der sekundären
Durchfluss-Leitung 3 ist, wodurch sich die Durchfluss-Leitung 2 in
den Spalt oder Schlitz 14 zwischen dem Körperteil 11 und
dem ersten Flanschteil 12 anlegt. Der Spalt oder Schlitz 14 ist
vorteilhaft so dimensioniert, dass er einen festen Sitz um das Ende der
Durchfluss-Leitung 2 bildet. Der Schnittpunkt Y und die
Länge L
des Körperteils 11 sind
so gewählt, dass
sich das Körperteil 11,
wie in 2 und 3 gezeigt, über die
Fließöffnung 4 erstreckt.
Danach wird das andere Ende der Durchfluss-Leitung 2 in
das zweite Flanschteil 13 des Körperteils eingesetzt, wodurch
eine dichte, mit einem Ventil versehene Verbindung fertig ist. Dies
ist hinsichtlich der Installationsarbeit und den strukturellen Kosten
eine sehr vorteilhafte Lösung,
insbesondere bei Nachrüstungen,
verglichen mit dem Stand der Technik.
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Die
Installation kann falls nötig
mit einer oder mehreren Leitungsklemmen, wie unten in Zusammenhang
mit 5, 6 und 7 beschrieben,
versehen werden.
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In
der offenbarten Ausführungsform
bildet das Ventilelement, inklusive Körperteil und Flanschteilen,
eine einheitliche bzw. integrierte Struktur, welche vorteilhaft
aus Gummimaterial gemacht ist. Das Material ist so gewählt, dass
die nachgiebigen und die Form annehmende Eigenschaften optimal für die gedachte
Verwendung sind. Die Dimensionierung des Ventilelements ist so gewählt, dass
dichte Verbindungen erreicht werden.
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Das
in Verbindung mit 1, 2 und 3 diskutierte Ventilelement kann auch
in einer Leitungssektion vorinstalliert sein, welche an einer geeigneten Stelle
in der Durchfluss-Leitung installiert wird. Das Ventilelement kann
auch in eine separate Leitungsverbindung vorinstalliert werden,
welche an einer Durchfluss-Leitung und einer sekundären Durchfluss-Leitung
befestigt ist.
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Darüber hinaus
kann das Ventilelement gemäß der Erfindung
auch erfolgreich in einer Anordnung angewandt werden, wo eine Vielzahl
von sekundären
Durchfluss-Leitungen zu einer Hauptdurchfluss-Leitung 2 führen oder
an dieser angeschlossen sind.
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In
den 4, 5, 6 und 7 ist das Ventilelement gemäß 1 in einer anderen Betriebssituation
angewandt gezeigt. Das Ventilelement 1 entspricht hinsichtlich
der strukturellen und dimensionellen Prinzipien dem Ventilelement
gemäß 1, und daher wird es in
diesem Zusammenhang nicht detaillierter beschrieben. Eine derartige
Betriebssituation ist auch zum Beispiel in Verbindung mit Vakuum
Abwassersystemen typisch.
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In
Vakuumleitungen ist es vorteilhaft in gegebenen Abständen Rückschlagventile
zu verwenden, welche den Rückfluss
in langen horizontalen Leitungen verhindern. Das Vakuum Abwassersystem
auf einem Schiff (10)
ist ein typisches Beispiel, in welchem die Bewegung des Schiffes
und der sogenannte Trimm oft einen Rückfluss in den Leitungen verursachen.
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Bei
Vakuumleitungen ist es ebenfalls nötig, sogenannte Fließtaschen,
Leitungstaschen oder Transportaschen Z (siehe 8 und 10)
vorzusehen, welche den Transport von Medien in langen Leitungen
effizienter machen. Darüber
hinaus verlangt die Wartung der Leitungen, dass die Leitungen mit
einer Möglichkeit
zur Öffnung
des Fließweges
der Leitung versehen sein müssen,
für den
Fall von möglichen Blockierungen.
Dies wird üblicherweise
so eingerichtet, in dem die Leitung mit einem Zweig versehen wird,
wobei ein Ende desselben für Reinigungsmaßnahmen
zu öffnen
ist. Auch in diesem Zusammenhang dient das Ventilelement gemäß der Erfindung als
ein Rückschlagventil,
wobei es allerdings der Zweck ist, Rückfluss in die eigentliche
Durchfluss-Leitung zu verhindern.
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Wenn
der Fluss in die durch die Pfeile gezeigte Richtung fließt, gibt
das Ventilelement 1 nach und bewegt sich von einer ersten,
die Fließöffnung 4 schließenden Position,
zu einer zweiten, die Fließöffnung 4 öffnenden
Position. Wenn der Fluss aufhört, kehrt
das Ventilelement 1 zu der ersten Position zurück und schließ die Fließöffnung 4,
was einen eventuellen Rückfluss
in die Durchfluss-Leitung 2 in einer zu der durch die Pfeile
gezeigten Richtung entgegengesetzten Richtung verhindert.
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In
diesen Beispielen ist eine Zweigleitung 17 an einer Fließtasche
Z in der Durchfluss-Leitung 2 ausgebildet,
zum Beispiel für
eine Abzweigung, welche für
die oben diskutierten sogenannten Fließtaschen oder Wartungszwecke
gedacht ist. Das erste Flanschteil 12 des Ventilelements 1 ist
in das Ende der Zweigleitung 17 eingesetzt und ein tassenartiges Schließmittel 18 ist
in das zweite Flanschteile 13 des Ventilelements 1 eingesetzt.
Die Flanschteile 12 und 13 sind mittels Leitungsklemmen 19 und 20 an
der Zweigleitung 17 der Durchfluss-Leitung 1 und
an dem Schließmittel 18 befestigt,
um die Dichtigkeit der Installation sicher zu stellen.
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In
dieser Verbindung ist das Ventilelement gemäß der Erfindung auch in einer
vorteilhaften Weise nutzbar, ohne zusätzliche Spezialteile und insbesondere
so, dass die Funktionen von drei Mitteln, d. h. einem Rückschlagventil,
eine Wartungsöffnung und
eine sogenannte Fließtasche
mit nur einem Ventilelement gemäß der Erfindung
erreicht werden können.
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In 8 ist ein Vakuum Abwassersystem 100 für ein Gebäude gezeigt.
Es ist vorteilhaft die Erfindung in diesem Zusammenhang anzuwenden.
Referenznummer 50 bezeichnet eine Hauptleitung unter teilweisem
Vakuum, d. h. entsprechend der oben beschriebenen Durchfluss-Leitung.
Die Hauptleitung ist an einer Vakuumzentrale 60 angeschlossen.
Das Vakuum Abwassersystem umfasst eine Vielzahl von Abfallquellen 51,
wie zum Beispiel eine Toilette, ein Urinal, ein Waschbecken etc.
Die Abfallquelle 51 ist an einer Zweigleitung 52 angeschlossen,
welche üblicherweise
einen Steigteil H mit einer Höhe
von zum Beispiel 2 bis 2,5 Meter hat, und welche an der Hauptleitung 50 angeschlossen
ist. Von der Abfallquelle 51 wandert der Abfall in der
Form eines Klumpen, aufgrund eines niedrigeren Drucks vor dem Klumpen,
als hinter dem Klumpen, in die Richtung der Vakuumzentrale 60.
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Es
hat sich jedoch gezeigt, dass in einem System mit einer Vielzahl
von Abfallquellen und dementsprechend mit einer Vielzahl von Verbindungsstellen
X an Zweigleitungen und Hauptleitung, welche den oben erwähnten Verbindungsstellen
von einer sekundären
Durchfluss-Leitung
und einer Durchfluss-Leitung entsprechen, Abfall während einer Druckausgleichsphase
von der Hauptleitung zurück zu
den Zweigleitungen fließt.
Früher
wurden, um Rückfluss
zu verhindern, nahe der Verbindungsstelle der Zweigleitungen und
der Hauptleitung Rückschlagventile
in den Zweigleitungen installiert. Die Erfindung bietet in dieser
Hinsicht wesentliche Vorteile, sowohl hinsichtlich der Installation
und den Kosten, als auch bezüglich
der Funktion des Vakuum Abwassersystems.
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In
einer solchen Hauptleitung werden ebenfalls Fließtaschen, wie oben diskutiert,
verwendet, um den Transport von Abfall zu verbessern. In diesem
Zusammenhang kann die Erfindung, wie oben in Verbindung mit 4, 5, 6 und 7 offenbart, verwendet werden.
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In 9 ist eine weitere Anwendung
der vorliegenden Erfindung gezeigt. Vakuum Abwassersysteme 110 werden
auch in Verbindung mit Klimatisierungssystemen 71, Gefrieranlagen 73 und
Gefrierschränken 75 genutzt.
In diesen Geräten
wird das erzeugte Kondensat mittels Vakuum durch Zweigleitungen,
welche mit Referenznummern 72, 74, 76 bezeichnet
sind, zu der Hauptleitung 70 des Systems, durch dasselbe
Prinzip transportiert, wie in Verbindung mit der Anwendung von 8. Auch in diesem Zusammenhang
bietet die Installation eines Ventilelements gemäß der vorliegenden Erfindung
an der Verbindungsstelle X der Zweigleitungen 72, 74, 76 und
der Hauptleitung, als auch in Verbindung mit möglicherweise genutzten Fließtaschen
wesentliche Vorteile. Die Hauptleitung 70 ist üblicherweise
an einer Vakuumzentrale (nicht abgebildet) angeschlossen.
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In 10 ist ein in einem Schiff
verwendetes Vakuumsystem 120 gezeigt. Das Vakuum Abwassersystem
an Bord eines Schiffs umfasst üblicherweise, gemäß 10, eine Anzahl von Abfallquellen 81,
an denselben angeschlossene Zweigleitungen 82, eine Hauptleitung 80 und
eine Vakuumzentrale 90. In diesem Zusammenhang stellt der
Rückfluss
in die eigentliche Durchfluss-Leitung, d. h. in die Hauptleitung 80,
aufgrund der Bewegungen des Schiffs auf See und das Trimmen der
Bewegung des Schiffs ein größeres Problem
dar, als in anderen Umständen.
In diesem Zusammenhang hat sich die Anwendung der vorliegenden Erfindung
in der in Verbindung mit 4, 5, 6, und 7 offenbarten
Weise an den Verbindungsstellen X der Zweigleitungen und der Hauptleitung
und den Fließtaschen
Z in der Hauptleitung als besonders vorteilhaft erwiesen.
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Die
obige Beschreibung mit den beigefügten Zeichnungen ist nur dazu
gedacht, die Basisidee der Erfindung klar zu machen. Die Details
der Erfindung, wie zum Beispiel das Material und die Befestigung der
Ventilelemente, etc. kann innerhalb des Rahmens der folgenden Ansprüche variieren.