DE3701989C2 - - Google Patents

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)

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.