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Absperrventil mit einem aufblähbaren Balg als Verschlußstück Die Erfindung
betrifft ein Absperrventil mit einer vor dem Abflußstutzen angeordneten sowie Durchbrechungen
aufweisenden Stützwand, dessen als Verschlußstück dienender Balg an einer Seite
des Durchflußgehäuses angeordnet ist und zum Drosseln oder Absperren des Mediums
mittels eines in den Balg hineingeleiteten Steuermittels aufgebläht und dabei quer
in den Medienstrom hineinbewegt wird.
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Es ist schon ein ähnliches Absperrventil bekannt, bei dem eine Gummiblase
im Durchflußgehäuse einerseits von einer kalottenförmigen Ausbuchtung des Durchflußgehäuses
und andererseits von einer auf der kalottenförmigen Gehäuseausbuchtung entgegengesetzt
gerichteten Seite der Gummiblase angeordneten Druckstange so gehalten wird, daß
die Blase wohl zusammengedrückt, nicht aber verschoben werden kann, so daß die Blase
des Absperrventils in der Durchflußgehäuseausbuchtung unverschiebbar gelagert ist
und sich nur in der Richtung der gedachten Verbindungslinie zwischen der kalottenförmigen
Gehäuseausbuchtung und der Druckstange aufrichten kann. Die Blase ist sozusagen
zwischen der Druckstange und der kalottenförinigen Durchflußgehäuseausbuchtung zweiseitig
eingespannt.
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Die Blase des bekannten Absperrventils hat eine öffnung, durch die
in der Leitung bzw. im Durchflußgehäuse befindliche Flüssigkeit od. dgl. in die
Blase eindringen kann. Selbst dann, wenn die in der Leitung bzw. in dem Durchflußgehäuse
befindliche Flüssigkeit in die zusammengedrückte Blase eindringt, ist aber noch
keine Gewähr gegeben, daß die eingedrungene Flüssigkeit die Blase aufbläht und die
Blase das Absperrventil schließt. Ist die Blase nämlich nicht elastisch genug, um
dann, wenn sie mittels der Druckstange zusammengedrückt worden ist und der von der
Druckstange auf die Blase ausgeübte Druck fortgefallen ist, sich selber wieder aufzurichten,
dann besteht die Gefahr, daß auch die in die Blase eindringende Flüssigkeitsmenge
die Blase nicht wieder prall aufrichtet; denn sowohl die die Blase im Durchflußgehäuse
umgebende als auch in die Blase eingedrungene Flüssigkeitsmenge sind miteinander
verbunden und haben den gleichen Druck, so daß Gleichgewicht herrscht und die innerhalb
und außerhalb der Blase befindliche Flüssigkeit nicht die Tendenz zu haben braucht,
die Blase in gewünschter Weise auszubeulen. Es besteht somit die Gefahr, daß das
bekannte Absperrventil sehr unsicher und zum mindesten sehr träge arbeitet.
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Aber selbst dann, wenn die Blase ihre Kugelform mehr oder weniger
zurückgewonnen hat, ist die Gefahr, daß die Blase den Durchfluß nur unvollkommen
schließt, noch nicht überwunden. Infolge seiner verhältnismäßig flach bzw. annähernd
parallel zur Strömungsrichtung der aus dem Eintrittsstutzen des Ventils in dessen
Durchflußgehäuse eintretenden Flüssigkeit gerichteten Kuppe haften der Blase die
gleichen Mängel an wie den im wesentlichen parallel zur Richtung des zu drosselnden
Stromes gerichteten zylindrischen Hohlkörpern der nachstehend in dieser Beschreibung
erwähnten bekannten Absperrventile. BeimGummiblasen-Absperrventil besteht dieGefahr,
daß die aus dem Eintrittsstutzen in das Durchflußgehäuse eintretende Flüssigkeit
infolge ihrer Strömung keilartig zwischen der Innenwandung des Durchflußgehäuses
und der verhältnismäßig flach, d. h. annähernd parallel zur Strömungsrichtung
gerichteten Blasenkuppe vordringt und dabei die Druckstange umfließend zu der siebartigen
Stützwand gelangt, durch deren Durchbrechungen das Medium vom Durchflußgehäuse in
den Ventilaustrittsstutzen abfließen kann.
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Dieser Nachteil würde dann noch größer sein, wenn man die Gummiblase
durch eine bekannte, an der Irinenwandung der Rohrleitung befestigte und längs derselben
sich erstreckende plattenartig angeordnete Gummiblase ersetzen würde, die dann,
wenn sie durch ein von außen in sie eingeführtes Steuermittel aufgebläht ist, an
den Enden ihrer Befestigung bezüglich der in der Leitung strömenden Flüssigkeit
gleichsam stromlinienförmig abgeschrägt ist und im Längsschnitt die Form eines Ovals
hat, das mit seiner Kuppe an der der Befestigungsstelle der Blase gegenüberliegenden
Innenwandseite der Rohrleitung anliegt. Dadurch, daß die langgestreckte Blase praktisch
auf ihrer ganzen Länge mit der Innenwand der Rohrleitung fest verbunden ist, ist
die Blase in der Rohrleitung so unverschiebbar gelagert, daß sie im
aufgeblähten
Zustand wohl an der ihrer Befestigungsstelle gegenüberliegenden Seite der Innenwand
der Rohrleitung anliegen, nicht jedoch so verzerrt werden kann, daß sie auch eine
ini wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufenden Trennwand des Durchflußgehäuses
abdecken kann. Bei einer solchen Kombination, die im übrigen nicht vorbekannt ist,
bestände also die Gefahr, daß die in der Leitung strömende Flüssigkeit sich zwischen
der Kuppe der langgestreckten Blase und der Innenwand der Rohrleitung bzw. des Durchflußgehäuses
zwängt und dabei den von der Blase auf die Rohr- bzw. Gefäßwandung ausgeübten Druck
überwindet und am unteren Ende der Blase fast oder ganz ungehindert zur Trennwand
gelangt und durch deren Durchbrechungen hindurchfließen kann.
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Wesentliche Nachteile haben auch andere bekannte Absperrventile, bei
denen der Balg, nämlich ein blasenartiger Hohlkörper aus Gummi oder anderem elastischem
Stoff, zentrisch oder annähernd zentrisch im Querschnitt der von dem Absperrventil
gebildeten Hauptleitung so angeordnet ist, daß der aufgeblähte Balg mit seinem Kopf
in Richtung des zuströmenden Mediums gerichtet ist und mittels seiner Seitenwandung
senkrecht zur Stromrichtung mit einem Flächendruck (der dem Lochleibungsdruck bei
Nietverbindungen ähnelt) an der Leitungswand anliegt bzw. zur Leitungswand hinstrebt,
der mit der Kraft, mittels der das im Ventil unter Druck stehende Medium am Gummibalg
vorbeizufließen bestrebt ist, eine Resultierende ergibt, die so groß und zur Strömungsrichtung
hin so geneigt ist, daß in vielen Fällen die Gefahr besteht, daß diese resultierende
Kraft einen dichten Abschluß zwischen Balg und Leitungswand verhindert. Die Gefahr,
daß die Resultierende aus Lochleibungsdruck und Druck in der Druckleitung die Schließwirkung
des Absperrventils herabsetzt bzw. unwirksam macht, wird noch dadurch erhöht, daß
zwischen denSeitenaußenflächen eines in der Ventilleitung zentrisch angeordneten
und in Stromrichtung sich erstreckenden Gummibalges und der aus strömungstechnischen
Gründen glatten Leitungswandung des Ventils die Reibung und der Gleitwiderstand
sehr gering sind.
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Die vorerwähnten Nachteile der bekannten Ab-
sperrventile, bei
denen der zentrisch im Querschnitt der von dem Absperrventil gebildeten Hauptleitung
angeordnete und aufgeblähte Balg od. dgl. mittels seines Seitenumfanges einen Leibungsdruck
senkrecht zur Stromrichtung auf die Loeitungswandung auszuüben bestrebt ist, treten
im wesentlichen auch bei den bekannten Absperrventilen auf, bei denen die Wandung
eines zylindrischen Hohlkörpers im wesentlichen parallel zur Richtung des zu drosselnden
Stromes gerichtet ist, der je nach Ausführung der bekannten Absperrventile
außerhalb oder innerhalb des von der Zylinderwandung begrenzten Raumes längs der
Zylinderwandung vorbeizufließen bestrebt ist.
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Bei all den vorerwähnten bekannten Absperrventilen hat das an der
durch ein Steuermittel aufblähbaren bzw. dehnbaren Verschlußstücken unter Druck
vorbeiströmende Medium die Tendenz, den Gumrnibalg bzw. die Blase od. dgl. zu glätten
und zu längen bzw. zusammenzudrücken, was ebenfalls die Wirkung der bekannten Absperrventile
beeinträchtigt.
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Durch die Erfindung sollen die Nachteile der vorbekannten Absperrventile
vermieden werden. Zu diesem Zweck wird das Absperrventil der eingangs erwähnten
Gattung in der Weise verbessert, daß bei Verwendung eines nur einseitig im Durchflußgehäuse
eingespannten und durch ein vom Durchflußmediurn unabhängiges Steuermittel aufblähbaren
Balges der Balg in das Durchflußgehäuse etwa rechtwinklig zum Medienstrom frei hineinragend
und um seine Einspannstelle schwenk- bzw. kippbar angeordnet ist und daß das Gehäuse
auf der der Einspannstelle des Balges gegenüberliegenden Seite in Fortsetzung der
Stützwand ausgebuchtet ist und der aufgeblähte Balg an der Stützwand und der Wand
der Ausbuchtung in der Schließstellung dichtend anliegt.
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Nach der Erfindung ist es weiterhin vorteilhaft, im Durchflußgehäuse
auch auf der Seite des Eintrittsstutzens eine Durchbrechungen aufweisende Stützwand
vorzusehen.
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In vielen Anwendungsfällen der Erfindung ist es vorteilhaft, die lichte
Gesamtfläche der Durchbrechungen jeder Stützwand gleich, insbesondere größer als
den lichten Querschnitt der Leitung vorzusehen.
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Nach der Erfindung ist es zweckmäßig, den aufblähbaren Balg des Absperrventils
so in dessem Durchflußgehäuse anzuordnen, daß beim Nachlassen des Druckes im Balg
dieser zusammenschrumpfen, zusammensacken bzw. sich zusammenlegen kann und dadurch
Durchbrechungen der Stätzwand freigegeben werden.
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Die Erfindung empfiehlt, das Absperrventil mit einem von Hand betätigbaren
Hahn zum Ablassen des im Balg befindlichen Drucknüttels zusätzlich auszurüsten.
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Der Balg des Absperrventils nach der Erfindung kann ähnlich wie die
aufblähbare Gummiblase eines Fußballs eine ringförnüge Einschnürstelle haben, an
der sich der Balg einfaltet, wenn seine Füllung entweicht.
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Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dar. Es zeigt Fig. 1 einen durch die Mittellängsachse des Absperrventils
und in Längsrichtung der den zum Teil aufgeblühten Absperrbalg enthaltenden Kammer
sich erstreckenden Vertikalschnitt, Fig. 2 einen Querschnitt durch das Absperrventil
gemäß der Schnittlinie 11-11, die in der Fig. 1 eingetragen ist.
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Das Absperrventil 1. ist in der Leitung 2 eingebaut. Das Medium,
das eine Flüssigkeit oder Gas sein kann, fließt in der Richtung des Pfeiles
3. Der Balg 4 ist im Gehäuse eingespannt. Zwischen der Leitung 2 und dem
Durchflußgehäuse 5 sind Durchbrechungen 7
aufweisende Stützwände
6 angeordnet. Die Durchbrechungen 7, z. B. Bohrungen, haben eine solche
lichte Weite bzw. einen solchen lichten Durchmesser, daß die Echte Gesamtfläche
der Durchbrechungen der einzelnen Stützwände 6 gleich, insbesondere größer
als der lichte Querschnitt der Leitung 2 bzw. des Eintrittsstutzens 10 bzw.
Austrittsstutzen 11 ist.
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Die Medien, z. B. Öl oder Wasser, für die sich das Absperrventil
besonders gut eignet, strömen um so leichter durch das Durchflußgehäuse
5 hindurch, je
weniger der Balg 4 in die Strömungsbahn hineinragt.
Die Erfindung sieht daher vor, daß der Balg 4 so ausgebildet und angeordnet ist,
daß er zusammensackt, zusammenschrumpft bzw. sich zusammenlegt, wenn der Druck oder
die Menge des Steuermittels, mittels dessen der Balg 4 aufgebläht ist, entsprechend
gemindert
wird. Zu diesem Zweck empfiehlt die Erfindung, daß der Balg 4, ähnlich wie eine
aufgeblähte Gununiblase eines Fußballs, eine ringförmige engere Stelle bzw. Einschnürstelle
8 hat, an der sich der Balg 4, wenn seine Füllung entweicht, zusammenlegt.
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Der Balg 4 ist mit einem ringförmigen Rand 9
seiner Öffnung
zwischen dem Flansch 12 des Gehäuses 1 und einem auf den Flansch 12 aufgesetzten
und festgeschraubten Flansch 13 eingeklemmt.
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Das Steuermittel, das unter normalem Leitungsdruck befindliches Leitungswasser
sein kann, wird dem Balg 4 durch die Leitung 14 zugeführt, in deren Zuflußleitungsabschnitt
15 und Abflußleitungsabschnitt 16 je ein Magnetventil 17 bzw.
18, die kleinster handelsüblicher Größe sein können, so eingebaut ist, daß
mittels des Magnetventils 17 beliebig der Zufluß und mittels des kleinen
Magnetventils 18
beliebig der Abfluß des Steuermittels automatisch geregelt
werden kann. Magnetventile dieser Art sind für wesensgleiche Zwecke bei Schlauchventilen
bereits bekannt.
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Es ist zweckmäßig, in die Steuerleitung einen Dreiwegehahn 20 einzuschalten,
mittels dessen der Zufluß und der Abfluß des Steuermittels von Hand gesteuert werden
kann, falls man die kleinen Magnetventile 17 und 18 nicht benutzen
will oder diese aus irgendeinem Grunde ausfallen.
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Auch kann an das Absperrventil nach der Erfindung ein besonderer Hahn
19 zusätzlich angeschlossen sein, der nur dazu dient, den Abfluß des Steuermittels
aus dem Balg 4 zu ermöglichen, ohne daß das Magnetventil 18 oder der Dreiwegehahn
20 betätigt wird.
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Eine übliche Schraube 21 schließt eine als Schmutzsack dienende Vertiefung
im Durchflußgehäuse 5 ab.