DE3000283A1

DE3000283A1 - Entlueftungsventil

Info

Publication number: DE3000283A1
Application number: DE19803000283
Authority: DE
Inventors: Ulf G Dambo
Original assignee: TA ESCO AS
Current assignee: TA ESCO AS
Priority date: 1979-01-19
Filing date: 1980-01-05
Publication date: 1980-07-31
Also published as: NO142457B; SE7910143L; SE442884B; CH648391A5; NO142457C; NO790191L

Description

Anmelderin: ΤΛ-ESCO A/S

3600 Kongsberg Norwegen.

Erfinder: Zivilingenieur Ulf G. Dambo

Riegelsbakken 9 3600 Kongsberg Norwegen.

"Entlüftungsventil"

In Flüssigkeitsleitungen, die in öffentlichen und anderen Leitungsnetzen eingehen, insbesondere Kloakenleitungen, in denen die Flüssigkeit, z.B. Wasser oder Kloakenwasser, mit Hilfe von Pumpen vorgetrieben wird, können oft in den höchstliegenden Punkten des Leitungsnetzes Luftkissen gebildet werden, die normalerweise entlüftet werden müssen. Es ist offenbar, dass diese notwendige Entlüftung den Ausfluss von Flüssigkeit aus der Leitung nicht erlauben muss, vas besonders leicht verständlich ist, wenn es sich um Kloakenwasser handelt.

Es sind früher Entlüftungsventile bekannt für Wasser, Kloakenwasser o.dgl. unter Druck, mit einem Gehäuse und einem vom Wasser hebbaren Schwimmer, samt einem Ventil das zum Herauslassen vom Luft und zum Schliessen durch den Schwimmer eingerichtet ist, wenn derselbe zu einer oberen Stellung bewegt wird. Ein schwieriges Problem in Verbindung mit den bekannten Ausführungen besteht jedoch darin, dass das Ventil leicht beschmutzt oder verstopft werden kann, so dass es gemäss seinem Zweck nicht arbeitet. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die Flüssigkeit in der betref-

030031/060S

fenden Leitung verunreinigende Stoffe enthalt, z.B. Kloakenwasser. Ein mehr wesentliches Problem das zum Teil verstärkt wird, wenn verunreinigte Flüssigkeit anwesend ist, besteht darin, dass von Zeit zu Zeit ein Überdruck im Luftkissen oberhalb der Flüssigkeits- oder Kloakenwasserbberflache gebildet wird. Dieser Druck trägt dazu bei, das Ventil geschlossen zu halten in Situationen worin dasselbe offen für Luftauslass sein sollte. Mit anderen Worten · wird die vom Überdruck ausgeübte Kraft mehr als das Gewicht des Schwimmers und der sich zusammen mit demselben bewegenden Teilen ausgleichen.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist die oben genannten Probleme zu vermeiden und dies wir,d in erster Linie dadurch erreicht, dass ein Entlüftungsventil wie oben angegeben, mit einem Druckmediumkanal versehen ist, der am einen Ende durch ein bewegliches Dichtungselement vom Luftdruck im Raum zwischen Wasseroberfläche und Ventil ausgesetzt ist, und der am anderen Ende zum Ausüben einer Kraft eingerichtet ist, die das Ventil zu öffnen erstrebt.

Dieser Vorschlag bedeutet, dass ein geschlossenes System zum Druckluftausgleich geschaffen wird, das dafür Sorge trägt, dass das Ventil nicht geschlossen gehalten wird durch den überdruck in der Luft im Ventilgehäuse, d.h. die Druckdifferenz zwischen Atmosphärendruck ausserhalb und Überdruck im Ventilgehäuse.

Dieser Ausgleich wird optimal wenn gemäss der Erfindung die Kraft dazu angepasst ist angenähert gleich die Kraft zu sein, die vom Luftdruck im Raum gegen den Ventilkegel des Ventils ausgeübt wird, , die das Ventil geschlossen zu halten erstrebt. Unter diesen vorgezogenen Bedingungen wird das Gewicht des Schwimmers mit zugehörigen beweglichen Teilen, die Nettokraft repräsentierten, die zum Öffnen des Ventils dient, wenn der Flüssigkeitspegel hinreichend niedrig wird.

Die Erfindung soll im Folgenden näher erläutert werden mit Hinweis auf die Zeichnung, die eine schematische Vertikalschnitt durch ein Entlüftungsventil gemäss der Erfindung zeigt.

Die Zeichnung zeigt ein Ventilgehäuse dessen Hauptteil 1 einen

030031/0608

Schwimmer 2 aufnimmt, der in der gezeigten Stellung von einer Flüssigkeit gehoben ist, deren Oberfläche mit Λ bezeichnet ist. Das Ventilgehäuse 1 ist unten mit einem Flansch 13 versehen, zum Anschluss einer Flüssigkeitsleitung, z.B. einer Kloakenleitung.

Das Gehäuse 1 ist oben mit einem Oberteil 12 verlängert, und dieser Oberteil kann rohrförmig sein und geht durch eine konische Gestaltung in den weitesten Teil des Gehäuses 1 über, in Höhe der normalen Arbeitslage des Schwimmers 2.

Durch eine Stoss-stange 3 mit Führungen 4, ist der Schwimmer mit einem Ventilkegel 5 verbunden, der zusammen mit einem Ventilsitz 6 das eigentliche Ventil bildet zum Auslass von Luft aus dem Raum 11 der unten von der Flüssigkeitsoberfläche A und dem Schwimmer 2 abgegrenzt ist.

Unterhalb des Ventils 5,6 ist in einer Wand des Oberteils 12 eine öffnung ausgenommen, die mit einer Membran oder einem Balg 8 gedeckt ist und dazu eingerichtet ist, den Druck im Luftraum 11 in einem Kanal 10 mit einem Druckmedium, z.B. einer Flüssigkeit, einem Gas oder einer Gns/Flüssigkeits-Mischung, zu übertragen zum Beaufschlagen eines beweglichen Teils so wie ein Stempel 9 der mit einer Dichtungsmembran versehen werden kann, am anderen Ende des Kanals 10. Der Stempel 9 ist durch eine obere Stoss-stange 7 direkt mit dem Ventilkegel 5 verbunden. Diese obere Stoss-stange 7 kann eine direkte Verlängerung der Stoss-stange 3 bilden.

Man sieht ein, dass mit passenden Dimensionen der verschiedenen Querschnitts- oder Oberflächenarealen durch den Druckmediumkanal 10 ein· . Ausgleich des Druckes im Luftraum 11 stattfinden kann, so dass eine entsprechende Kraft von oben gegen das Ventil 5, wirken wird, um das öffnen desselben zu erstreben. Diese Kraft soll versichern,dass das Ventil unter Druck geöffnet wird, d.h. dass die Druckdifferenz zwischen der umgebenden Atmosphäre und dem Luftraum im Ventil, dasselbe nicht geschlossen hält, wenn der Flüssigkeitspegel sinkt während der Druck in der Leitung aufrechterhalten ist. Zufolge der Tatsache, dass die Druck- oder

03Q031/Q6Ö*

Kraftübertragung durch den Kanal IU in einem geschlossenen System geschieht, in welchem'die Membran oder der Balg 8 gegenüber dem Inneren des Ventilgehäuses abdichtet, ist die Funktion in hohem Masse von Verunreinigung und Verstopfung o.dgl., was oft von den interessierenden Flüssigkeiten verursacht werden könnte, nicht beeinflusst.

Insbesondere können die oben erörterten Verhältnisse matematisch wie folgt ausgedrückt werden: Die nach oben auf der Unterseite des Ventils 5, 6 wirkende Kraft ist:

F₁ = P₁ χ a_x
wo P, = der Leitungsdruck ist und a, = der Durchströmungsquerschnitt des Ventils

oder mit anderen Worten, der Querschnitt der

Luftöffnung.

Die nach unten wirkende" Kraft verursacht durch den Schwimmer mit zugehörigen Konstruktionsteilen, kann durch Schwimmervolumen mal Schwimmereigengewicht ausgedrückt werden.

Da das Eigengewicht kleiner als 1 sein muss, um das Fliessen des Schwimmers auf Wasser zu ermöglichen, muss das Areal a.. klein sein um sicherzustellen, dass das Ventil unter Druck geöffnet wird. Dies gilt im verstärkten Masse wenn im Betracht genommen wird, dass das Schwimmereigengewicht vorzugsweise wesentlich niedriger als 1 sein muss, um eine gute Dichtung zu erreichen. Dies ist sehr unzweckmässig in der Praxis und der hier gestellte Vorschlag mit einem geschlossenen Druckübertragungssystem oder -kanal 10 bringt daher wesentliche Vorteile wie schon oben angeführt ist.

Der.genannte Ausgleich wird ferner in der Praxis angenähert optimal wenn das wirksame Querschnittsareal des Ventils 5,6 und und des Stempels 9 ungefähr dieselbe Grosse hat. Voraussetzung dafür ist, dass die Friktionsverluste der beweglichen Teile und des Druckmediums, keine nennenswerte Bedeutung haben.

Um zusätzlich die Gefahr einer Verstopfung aufgrund verunreinigender

030031/0601

* T-

Flüssigkeit zu vermeiden, ist das Entlüftungsventil gemäss der Erfindung mit einem Schwimmergehäuse 1 gestaltet, dessen Oberteil 12 nach oben stark verlängert ist, so dass derselbe eine grössere Lange hat als was notwendig ist zur Aufnahme des Ventils -5, 6 und der Konstruktionsteile am anderen oder oberen Ende des Kanals 10. Zusätzlich zum Entfernen dieser Teile und auch der Membran 8 am unteren Ende des Kanals 10, von der Flussigkeitsoberf lache A, hat diese Gestaltung mit ihrem kleinen Querschnitt im Oberteil 12 in Kombination mit dem verhältnismässig stark erweiterten Schwimmergehäuse 1 im Höhenbereich des Schwimmers 2, eine vorteilhafte Auswirkung auf die Druckverhältnisse. Dadurch wird ein langsames Steigen der Flüssigkeitsoberfläche A sichergestellt gleichzeitig mit einer Komprimierung der Luft im Raum 11 oberhalb dieser Flüssigkeitsoberfläche, so dass dies dazu auch beiträgt, die Flüssigkeitsoberfläche in Abstand vom Ventil 5, 6 zu halten. Insgesamt gibt die hier beschriebene Gestaltung der Vorrichtung einen grossen Beitrag zum Verhindern/ dass verunreinigte Flüssigkeit oder Kloakeninhalt im Ventilgehäuse unter .normalen Verhaltnissen _so weit in den turmähnlichen Oberteil 12 heraufsteigen kann, dass Verunreinigung oder Verstopfung des Ventils 5, .6 und möglicherweise auch der Membran 8 am unteren Ende des Kanals 10, Fehlfunktion bewirken kann.

Es ist offenbar, dass die beschriebene Ausführung in verschiedenen Weisen abgeändert werden kann ohne aus dem grundlegenden Rahmen dieser Erfindung abzuweichen. Sodann kann die mechanische Kupplung oder Kraftübertragung zwischen den verschiedenen wirksamen Elementen, so wie Schwimmer 2, Ventilkegel 5 und Stempel 9, mit Hilfe anderer Gestaltungen mechanischer Kupplungen.als die beschriebene durchgehende Stoss-stange 3, Es ist auch nicht durchaus notwendig, dass die Elemente der Vorrichtung direkt auf Linie vertikal übereinander vorgesehen sind, sondern dies wird in der Praxis vorgezogen. Ferner ist es offenbar, dass die gezeigte und vorteilhafte flache Gestaltung des Schwimmers 2 nicht die einzige mögliche ist, da auch ein Schwimmer mit der gewöhnlichen Kugelform verwendet werden kann.

030031/0609

BAD ORIGINAL

JAS

Leerseite

Claims

Patentanspruch g:

1> Entlüftungsventil für Wasser, Kloakenwasser o.dgl. unter Druck, mit einem Gehäuse (1) und einem vom Wasser hebbaren Schwimmer (2), samt einem Ventil (5, 6) das zum Herauslassen vom Luft und zum Schliessen durch den Schwimmer eingerichtet ist, wenn derselbe zu einer oberen Stellung bewegt wird, gekennzeichnet durch einen Druckmediumkanal (10) der am einen Ende durch ein bewegliches Dichtungselement (8) vom Luftdruck im Raum (11) zwischen Wasseroberfläche und Ventil (5, 6) ausgesetzt ist, und der am anderen Ende (9) zum Ausüben einer Kraft eingerichtet ist, die das Ventil (5, 6) zu öffnen erstrebt. ·
2. Entlüftungsventil gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzechnet, dass die Kraft dazu angepasst ist, angenähert gleich die Kraft zu sein, die vom Luftdruck im Raum (11) gegen den Ventilkegel (5) des Ventils ausgeübt wird, die das Ventil (5, 6) geschlossen zu halten erstrebt.
3. Entlüftungsventil gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement aus einer Membran oder einem Balg (8) besteht.
4. Entlüftungsventil gemäss Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass am anderen Ende des Kanals (10) ein Stempel angeordnet ist, der vom Druckmedium im Kanal beeinflusst und zum Ventilkegel (5) des Ventils mechanisch gekuppelt (7) ist.
5. Entlüftungsventil gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (9), der Ventilkegel (5) und der Schwimmer (2) mit einer und derselben durchgehenden Stoss-Stange (3, 7) fest verbunden sind.
6. Entlüftungsventil gemäss Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das wirksame Querschnittareal des Ventils (5, 6) bzw. des Stempels (9) ungefähr dieselbe Grosse hat.

030031/06Od
7. Entlüftungsventil gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Schwimmergehäuse (1) mit einem aufwärtsgehenden, stark verlängerten Oberteil (12), der das Ventil (5, 6) aufnimmt, und worin oder worauf die Enden des Kanals (10) angeordnet sind.
8. Entlüftungsventil gemäss Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwimmergehäuse (1) im iröhenbereich des Schwimmers (2) eine verhältnismässig grosse Weite hat, während der Oberteil

(12) verhältnismässig eng ist.

030Q31/Q6Ö8