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Ringschieber-Ventil für Flüssigkeiten Die Erfindung betrifft eine
Verbesserung an Ringschieberventilen für Flüssigkeitsleitungen, welche in bekannter
Weise mit einem als Verschlußkörper ausgebildeten und in einem Antriebzylinder gleitenden
Kolben ausgerüstet sind, dessen wirksamer Durchmesser größer als der Durchmesser
der ringförmigen Abschlußzone seines Verschlußteiles bemessen ist, und die ein Hilfsventil
besitzen, welches den über eine Strömungsdrossel mit der Einlaßseite verbundenen
Hubraum des erwähnten Antriebzylinders mit der Auslaßseite des Ringschieberventils
verbindet. Solche Ventile öffnen sich von selbst, wenn man das Servoventil öffnet,
so daß der erwähnte Zylinder vom Leitungsdruck entlastet wird. Sie schließen sich
anderseits von selbst, wenn man das Servoventil schließt, so daß der volle Leitungsdruck
im erwähnten Zylinder wirksam wind. Da man die erwähnte Strömungsdrossel jedoch
aus konstruktiven Gründen und zur Vermeidung einer Verstopfung nicht beliebig eng
machen kann, schließt ein solches Ventil sehr rasch und erzeugt daher in der Leitung
einen gefährlichen »Wasserschlag«. Diesen kann man zwar in bekannter Weise abdämpfen,
indem man an die Zuleitung einen Windkessel entsprechender Größe anschließt; dies
würde
jedoch eine unerwünschte Erhöhung des Aufwandes und des Raumbedarfes ergeben.
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Die Erfindung besteht darin, daß an den Hubraum des erwähnten Antriebzylinders
ein Windkessel angeschlossen wird. Es hat sich gezeigt, daß man in diesem Falle
mit einem viel kleineren Windkessel auskommt; man kann den Windkessel sogar unmittelbar
in dem üblichen Anströmdom des erwähnten Zylinders oder im Innenraum des hohlen
Kollbens unterbringen. Infolge seiner Verbin@dizrig `mit dem erwähnten Hubraum verzögert
der Windkessel nämlich den beim Schließvorgang auftretenden- Druckanstieg im Antriebzylinder,
so daß die gleichzeitig aus der Leitung kommende Schließdruckwelle durch das noch,
offene Ventil hindurch abklingen kann.
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Selbst wenn das Hauptventil bereits geschlossen ist, öffnet es sich
dank der Elastizität der im Windkessel eingeschlossenen Luft beim Anlaufen des Wasserschlages
nochmals kurzzeitig. Infolgedessen kann sich die Energie der abgebremsten Strömung
auf jeden Fall unmittelbar über das Ventil entladen, und es können keine gefahrbringenden
Druckspitzen mehr entstehen.
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Die Zeichnungen geben zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung wieder,
und zwar zeigt Fig. i einen Axialschnitt, 'Fig.2 den Horizontalschnitt durch ein
erfindungsgemäßes Ringschieberventil, dessen Hilfsventil io im Flansch 5 liegt,
und Fig. 3 einen Axialschnitt durch ein erfindungsgemäßes Ringschieberventil, dessen
Hilfsventil ioa am Kolben 6 selbst angeordnet ist.
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Das Gehäuse i des in Fig. i dargestellten Ventils sei über den Flansch
4 mit dem Zulauf (Druckseite) und über den Flansch 5 mit dem Ablauf der zugehörigen
Leitung verbunden. Es umschließt den Antriebzylinder 2, in dem der topfförmige Ringschiebe#rkolben
6 gleitet. Der Zylinder 2 wird hierbei von Rippen 3 getragen, die gleichzeitig innerhalb
des zylindrischen Ventilspaltes 7 als Führung für den Kolben 6 dienen. Das ganze
System r bis 5 besteht aus einem einzigen, zusammenhängenden, nur an den Flansohflächen
und auf den Gleitflächen des Steuerzylinders 2 bearbeiteten Gußstück.
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Der in 'den Flansch 5 eingesetzte Haltering 8 dient gleichzeitig als
Ventilsitz. Dabei ist. der Durchmesser »d« der ringförmigen Abschlußkante des Ventils
etwas kleiner bemessen als der Durchmesser »D« des Ringschieberkolbens im Antriebzylinder
2.
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In der linken Rippe 3 liegt der Kanal g, welcher zum Hilfsventil io
führt. Dieses ist in den Flansch 5 eingebaut und verbindet den Kanal g mit der Ablaufmündung
ii. Das Hilfsventil io besteht aus einem einfachen Hahnküken und wird von Hand mittels
des Ventilhebels 12 betätigt. Es kann statt dessen zur Fernsteuerung auch als Magnetventil
ausgebildet sein.
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Der Hubraum des Antriebzylinders 2 ist über eine enge Strömungsdrossel
13 mit der Druckseite der Leitung verbunden, welche an den Mansch 4 angeschlossen
ist. Der Querschnitt der Strömungsdrossel 13 ist wesentlich kleiner bemessen als
der Querschnitt der Leitung g und des voll geöffneten Hilfsventils io. Ist das Hilfsventil
io geschlossen, so überträgt sich der volle Leitungsdruck über die Drossel 13 auf
den Hubraum des Antriebzylinders 2 und drückt den Kolben 6 auf den Ventilsitz B.
Wird dagegen das Hilfsventil io langsam geöffnet, so entsteht 'eine Strömung über
die Drossel 13 und das Hilfsventil io, so daß im ,Zylinder 2 dann nur noch ein Druck
in Höhe des am Hilfsventil io entstehenden Druckabfalles herrscht. Sobald die auf
den Kolben 6 ausgeübte Schließkraft dieses Druckabfalles kleiner als die vom Leitungsdruck
P auf die Ringzone D-d ausgeübte Öffnungskraft wird, hebt sich der Kolben 6 an und
öffnet den Ventilspalt 7.
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Tim die jeweilige Stellung -des Kolbens 6 von außen erkennbar zu machen,
ist ein gefedertes Zeigerwerk 18 vorgesehen, welches mit dem Kolben 6 über einen
Seilzug 17 verbunden ist.
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In Fig.3 sind gleichartige Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet
wie in Fig. i und 2. Das Hilfsventil roa ist am Boden des Kolbens 6 angeordnet und
über ein im Rohr 24 geführtes Stahlseil 27 mit dem abgedichteten Kolben i9 verbunden;
dieser läßt sich von außen mittels des Handgriffes 2o betätigen. Der Ventilkörper
25 ist in einem mit dem Kopien 6 verschraubten Flansch 26 geführt; wobei ihm durch
Anschläge ein begrenztes Öffnungsspiel gelassen ist.
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Drückt man mittels des Handgriffes 2o auf den Kolben ig, so schiebt
das Stahlseil 27 den Ventilkörper 25 nach unten und schließt das Hilfsventil ioa.
Die über die Drossel 13 einströmende Flüssigkeit preßt dann den Kolben 6 auf den
Ventilsitz 8 .und schließt damit den Ventilspalt 7. Zieht man hingegen den Handgriff
2o heraus, so öffnet sich das Hilfsventil ioa, und die abfließende Flüssige keit
entlastet den Kolben 6, so daß dieser in der oben beschriebenen Weise vom Leitungsdruck
angehoben wird. Hält man jedoch den Handgriff 20 in einer Zwischenstellung. fest,
so spielt sich der Kolben 6 innerhalb des durch die Anschläge des Ventilkörpers
25 begrenzten Ventilspieles auf eine mittlere Stellung ein, bei welcher durch das
Zusammenwirken der Strömungsdrossel 13 mit dem variablen Strömungswiderstand des
I-rilfsventils ioa im Hubraum des Zylinders 2 ein mittlerer Druck entsteht, der
den Kolben 6 gegen die von unten auf diesen Kolben wirkende Druckkomponente in der
betreffenden Stellung festhält. Der Handgriff 2o kann in jeder Stellung durch eine
(nicht gezeichnete) Arretiervorrielitung festgehalten werden.
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Durch das an der Strömungsdrossel 13 vorgesehene Verlängerungsrohr
14 wird der Anströmdom 15 (Fig. if bzw. der obere Teil 23 des Zylinderraumes 2 (Fig.
3) erfindungsgemäß zu einem Windkessel ausgestaltet. Das hat folgende Bedeutung:
Schließt man das Ventil durch Einschieben des Handgriffes 2o sehr rasch, so entsteht
am-Kolben 6
ein Staudruck, der diesen Kolben 6 zu schließen bestrebt
ist. Durch die Zusammenwirkung der Strömungsdrossel 13 mit dem Windkesselraum 15
bzw. 23 wird die Übertragung dieses Staudruckes auf den Innenraum des Zylinders
:2 jedoch stark verzögert. Infolgedessen verlangsamt sich die Schließbewegung des
Kolbens 6 automatisch, so daß die durch die begonnene Schließbewegung des Kolbens
hervorgerufene Druckwelle in der Zuleitung sich über den noch offengehaltenen Ventilspalt
7 entladen kann und der Staudruck in der Zuleitung nicht mehr zu .der steilen Druckspitze
eines »Wasserschlages« anzuwachsen vermag. Die durch den Windkessel erzielte Elastizität
des Schließdruckes läßt sogar ein vorübergehendes Anheben des Kolbens durch die
Schließdruckwelle in der Zuleitung zu.
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Wird das Ventil in der um i8o° gedrehten Lage verwendet, so kann man
bei der Ausführung nach Fig. i den Hohlraum des Ringschieberkolbens 6 als Windkessel
benutzen.; bei der Ausführung nach Tig. 3 muß zu diesem Zwecke auf den Ringflansch
26 ein Verlängerungsrohr aufgesetzt werden, welches das Drahtseil 27 etwa
bis an das Ende seines Mantels 24 in einem lichten Abstand von i bis 2 mm umgibt
und das nach Art des Rohres 14 wirkt. Wird das Ventil mit waagerechter Achse in
die Leitung eingebaut, so wirkt der eingezogene Deckel 16 (Fig. i) bzw. 21 (Fig.
3) als Wind kesselabschluß, falls eine Ableitung (wie 9, Fig. i) oben liegt.