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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Absperren und Belüften einer Rohrleitung, in welcher, von der Mediumzuführseite aus gesehen, in einem Gehäuse hintereinander eine Absperr- einrichtung und eine Zulufteinrichtung mit gesonderten Verschlussstücken vorgesehen sind.
Derartige Vorrichtungen werden überall dort eingesetzt, wo die Gefahr besteht, dass verun- reinigtes Wasser über einen Leitungsanschluss in das Trinkwasserleitungsnetz gedrückt oder rückge- saugt werden kann. Ein weiteres Einsatzgebiet ist der Schutz von Leitungen, die Chemikalien zu
Reaktionsgefässen führen, wobei die Leitungen durch derartige Absperrvorrichtungen bei überhöhtem
Druck im Reaktionsgefäss geschlossen werden.
Bekannte Vorrichtungen zum Absperren und Belüften einer Rohrleitung (DE-OS 2759174,
DE-AS 2650933) weisen ein Schaltorgan auf, das gleichzeitig die Funktion der Absperreinrichtung und des Rohrbelüfters übernimmt. Dies bedingt jedoch einen komplizierten Aufbau des Rohrunter- brecher, so dass Teile anderer Armaturen hiefür nicht Anwendung finden können. Darüber hinaus können bei den bekannten Vorrichtungen nur Verschlussstücke mit Gleitdichtungen Anwendung fin- den, die verschleissanfällig sind. Hieraus resultieren hohe Kosten sowohl in der Fertigung als auch in der Lagerhaltung. Es ist zwar auch bekannt (US-PS Nr. 2, 927, 598), für die Absperrein- richtung und die Zulufteinrichtung separate Ventile vorzusehen, so dass diese Ventile als Hubven- tile mit separater Kegeldichtung ausgebildet werden können.
Die Steuerung dieser Ventile erfolgt jedoch unabhängig voneinander und ist in keiner Weise aufeinander abgestimmt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum Absperren und Belüften einer Rohr- leitung zu schaffen, welche die Verschlussstücke zuverlässig in zeitlich aufeinander abgestimmter
Weise nacheinander betätigt, einfach im Aufbau und kostengünstig in der Fertigung ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die gesonderten Verschlussstücke der Absperreinrichtung und der Zulufteinrichtung durch eine gemeinsame Antriebseinheit betätigbar sind, über welche das Verschlussstück der Absperrvorrichtung und das Verschlussstück der Zuluftein- richtung wechselweise in ihre Öffnungs-bzw. Schliessstellung bringbar sind. Dadurch, dass die Absperreinrichtung und die Zulufteinrichtung gesonderte Verschlussstücke aufweisen, die dann in für Ventile üblicher Weise mit Ventilsitzen oder Dichtungen zusammenarbeiten, können aus der Massenfertigung Verschlussstücke Anwendung finden, die auch in einer Vielzahl anderer Ventile Anwendung finden können.
Als Antriebseinheit kann ebenfalls eine übliche Antriebseinheit vorgesehen sein, die auch bei zahlreichen andern, von aussen steuerbaren Ventilen eingesetzt wird.
Eine derartige Antriebseinheit kann auf diese Weise nicht nur, wie dies bei den bisher bekannten Vorrichtungen zum Absperren und Belüften einer Rohrleitung allein möglich ist, vom zu steuernden Medium in Abhängigkeit von dessen Druck gesteuert werden, sondern es ist auch möglich, die Vorrichtung in Abhängigkeit von andern Parametern zu steuern. Der Erfindungsgegenstand ist somit auch vielseitiger einsetzbar als die bekannten Vorrichtungen. Ausserdem ermöglicht die Antriebseinheit in bekannter Weise eine Sichtkontrolle der gegenwärtigen Betriebsstellung des Rohrunterbrecher.
Gemäss einer bevorzugten Ausbildung des Erfindungsgegenstandes ist der Zulufteinrichtung ein nur über einen bestimmten Hubbereich wirksamer Anschlag zugeordnet. Hiebei ist es günstig, wenn der nur über einen bestimmten Hubbereich wirksame Anschlag als Rückstellfeder ausgebildet ist, die das Verschlussstück der Zulufteinrichtung in Schliessrichtung belastet, und wenn das Verschlussstück der Absperreinrichtung ebenfalls durch eine Rückstellfeder in Öffnungsrichtung belastet ist, wobei die Wirkung der Rückstellfeder des Verschlussstückes gegenüber jener der Rückstellfeder der Absperreinrichtung überwiegt.
Der der Zulufteinrichtung zugeordnete steuerbare Anschlag bewirkt, dass beim Unterbrechen des Mediumflusses zunächst das Verschlussstück der Zulufteinrichtung in seiner Schliessstellung bleibt, bis das Verschlussstück der Absperreinrichtung seine Schliessstellung erreicht. Das Verschlussstück der Absperreinrichtung wird nun an einer weiteren Bewegung gehindert und erreicht, dass die Wirkung des der Zulufteinrichtung zugeordneten steuerbaren Anschlages aufgehoben wird. Hiedurch beginnt nun das Verschlussstück der Zulufteinrichtung seine Bewegung in die Belüfterstellung. Trotz dieser zeitlich genau aufeinander abgestimmten Vorgänge des Schliessens und des Öffnens der Absperreinrichtung und der Zulufteinrichtung ist dieses Ziel mit sehr einfachen Mitteln erreichbar.
Da bei erneuter Freigabe des Mediumflusses der Bewegungsablauf exakt in umgekehrter Reihenfolge abläuft, ist auch hier stets ein genau abge-
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stimmter Verlauf des Schliessens und Öffnens der Zulufteinrichtung und der Absperreinrichtung ge- währleistet. In jedem Fall ist stets eine Übergangsphase vorgesehen, in der sowohl Absperrein- richtung als auch Zulufteinrichtung gleichzeitig geschlossen sind, um ein Austreten des zu steuern- den Mediums aus der Vorrichtung zu vermeiden.
Der gesamte Aufbau der Vorrichtung zum Absperren und Belüften einer Rohrleitung ist über- sichtlich, einfach und in einer Art Baukastensystem durchgeführt. Nur wenige Teile müssen speziell für diese Vorrichtung gefertigt werden. Durch die auf diese Weise erreichte grössere Stückzahl der meisten Einzelteile ist insgesamt eine kostengünstigere Fertigung möglich.
Gemäss dieser Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist eine kompakte und einfache
Bauweise möglich.
Eine vorzugsweise Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rück- stellfeder der Zulufteinrichtung eine wesentlich stärkere Stellkraft besitzt als die Rückstellfeder der Absperreinrichtung. Hiedurch kann eine weitere Vereinfachung der Bauweise erreicht werden.
Gemäss einer besonders einfachen Ausführung des Gegenstandes der Erfindung stehen die Ver- schlussstücke der Absperreinrichtung und der Zulufteinrichtung über einen Waagehebel mit der
Antriebseinheit in Verbindung, wobei ein Ende des Waagehebels antriebsmässig mit dem Verschluss- stück der Zulufteinrichtung in Verbindung steht. Aus Fertigungs- und Platzgründen ist es dabei vorteilhaft, wenn der Waagehebel zwischen seinen Verbindungsstellen mit den Verschlussstücken der Absperreinrichtung und der Zulufteinrichtung mit der Antriebseinheit in Verbindung steht.
Hiebei kann der Waagehebel mittig mit der Antriebseinheit verbunden sein.
Um separate stationäre Anschläge für die elastischen Elemente der Absperreinrichtung und/oder der Zulufteinrichtung einsparen zu können, ist zweckmässigerweise die dem Verschlussstück abgewendete Seite eines das Verschlussstück aufnehmenden Führungszylinders als Anschlag für die
Rückstellfeder der Absperreinrichtung und/oder die den nur über einen bestimmten Hubbereich wirk- samen Anschlag bildende Rückstellfeder des Verschlussstückes ausgebildet.
Gemäss einer weiteren vorteilhaften Ausführung des Erfindungsgegenstandes ist das Verschluss- stück der Absperreinrichtung und/oder der Zulufteinrichtung dichtend in einem Führungszylinder angeordnet.
Um einen Druckausgleich zwischen den beiden Seiten des Verschlussstückes der Absperreinrichtung zu erzielen, so dass das Verschlussstück druckentlastet arbeitet, ist das Verschlussstück der Absperreinrichtung über eine dichtend durch den Boden eines Führungszylinders geführte Schub- stange mit der Antriebseinheit verbunden und weist eine Überströmbohrung auf. Demselben Ziel dient die Massnahme, dass das Verschlussstück der Zulufteinrichtung einen Kolben aufweist, der sich auf der dem Ventilteller des Verschlussstückes gegenüberliegenden Seite des Mediumweges befindet, wobei die dem Mediumdruck ausgesetzten Oberflächen des Ventiltellers und des Kolbens im wesentlichen gleich gross sind.
Gemäss einer besonders sicheren und daher bevorzugten Ausführung des Erfindungsgegenstandes weist das Verschlussstück der Absperreinrichtung und/oder der Zulufteinrichtung einen mit einem Sitz zusammenarbeitenden Ventilteller auf.
Eine besonders vorteilhafte Ausbildung des Gegenstandes der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussstücke durch verschieden starke Rückstellfedern belastet sind, wobei das eine Verschlussstück in Schliessrichtung und das andere Verschlussstück in Öffnungsrichtung belastet ist, und dass die Verschlussstücke vom Medium jeweils gleichzeitig in beiden Stellrichtungen beaufschlagbar sind. Hiedurch können die Schaltkräfte einerseits sehr niedrig gehalten werden, während anderseits der Erfindungsgegenstand eine sehr einfache und kompakte Ausbildung erhalten kann.
Wenn die Steuerung des Rohrbelüfters allein in Abhängigkeit vom Druck des zu steuernden Mediums erfolgen soll, so ist gemäss einer weiteren Ausführung der Erfindung vorgesehen, dass die Antriebseinheit einen mit der Mediumzuführseite der Vorrichtung in Verbindung stehenden Druckraum und eine in Gegenrichtung wirksame Rückstellfeder aufweist und dass durch Entspannen der Rückstellfeder die Absperreinrichtung in die Schliessstellung und die Zulufteinrichtung in die Belüfterstellung bringbar sind.
Um auf einfache Weise eine Entleerung von Antriebsmitteln, die einen vom Medium beaufschlag-
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baren Druckraum aufweisen, zu erzielen, ist gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Antriebseinheit einen Druckraum aufweist, welcher mit der Mediumzuführseite der Vorrichtung über eine Leitung verbunden ist, in welcher eine Umschaltvorrichtung zur wahlwei- sen Verbindung des Druckraumes mit der Mediumzuführseite der Vorrichtung oder einer Entleeröff- nung angeordnet ist. Dadurch, dass die Umschaltvorrichtung den Druckraum bei Erreichen eines bestimmten Minimaldruckes mit einer Entleeröffnung verbindet, kann unter der Wirkung der Rückstell- feder das Medium sehr plötzlich aus dem Druckraum der Antriebsmittel entweichen, so dass ein sehr rasches Schliessen bzw. Öffnen des Verschlussstückes erreicht wird.
Vorzugsweise ist die Umschalt- vorrichtung dabei als Dreiwegeventil ausgebildet.
Gemäss einer besonders vorteilhaften Ausbildung des Erfindungsgegenstandes weist die Um- schaltvorrichtung einen Magnetantrieb auf, wobei die Umschaltvorrichtung in weiterer vorteilhafter
Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes steuerbar mit mehreren Steuervorrichtungen verbunden ist. Hiedurch ist es möglich, die Umschaltvorrichtung auf einfache Weise in Abhängigkeit von ver- schiedenen Steuergrössen zu steuern.
Um die Ansprechgeschwindigkeit der Zulufteinrichtung noch zu vergrössern, weisen in weiterer
Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes das Gehäuse konzentrisch zur Bewegungsachse des Ver- schlussstückes der Zulufteinrichtung auf beiden Seiten des Gehäuses je einen Sitz und das Verschluss- stück zwei im Abstand der Sitze angeordnete Ventilteller auf, die über eine Ventilstange miteinan- der verbunden sind und im wesentlichen gleichzeitig in die bzw. aus der Schliessstellung gelangen.
Da in bezug auf die Bewegungsrichtung des Verschlussstückes der Zulufteinrichtung beiden Seiten des Gehäuses je ein mit einem Ventilteller zusammenarbeitender Sitz angeordnet ist, sind keine
Gleitdichtungen für das Verschlussstück der Zulufteinrichtung erforderlich. Hiedurch wird auch der für die Betätigung dieses Verschlussstückes erforderliche Kraftaufwand reduziert, während gleich- zeitig die Stellgeschwindigkeit der Zulufteinrichtung erhöht wird. Die Wirksamkeit der erfindungs- gemäss ausgebildeten Vorrichtung wird zudem noch dadurch verbessert, dass gleichzeitig zwei Sitze und damit zwei Zuluftöffnungen gleichzeitig freigegeben werden.
Auf Grund der beiden miteinander verbundenen Ventilteller ist es möglich, auf einfache Wei- se einen Druckausgleich zwischen den beiden Seiten des Absperrorgans der Zulufteinrichtung zu erzielen, indem die dem Innenraum des Gehäuses zugewendeten Flächen der Ventilteller im wesentlichen gleich gross sind.
Alternativ oder ergänzend kann zur Verbesserung der Ansprechgeschwindigkeit der Vorrichtung vorgesehen werden, dass das Verschlussstück der Zulufteinrichtung durch eine Rückstellfeder in Öffnungsrichtung und das Verschlussstück der Absperreinrichtung durch eine Rückstellfeder in Schliessstellung belastet ist, wobei die den nur über einen bestimmten Hubbereich wirksamen Anschlag bildende Rückstellfeder der Absperreinrichtung eine wesentlich stärkere Stellkraft als die Rückstellfeder der Zulufteinrichtung besitzt. Die den Verschlussstücken der Absperreinrichtung und der Zulufteinrichtungen zugeordneten Rückstellfedern belasten somit diese Verschlussstücke im Sinne einer Rohrtrennung und unterstützen somit die Antriebseinheit beim Unterbrechen der Rohrleitung.
Auf diese Weise wird eine wesentliche Erhöhung der Ansprechgeschwindigkeit der erfindungsgemässen Vorrichtung erreicht. Ausserdem kann die Einrichtung der Antriebseinheit, welche das Öffnen bewirkt, weniger stark dimensioniert werden. Zur zeitlich aufeinander abgestimmten Betätigung der Verschlussstücke besitzt die Rückstellfeder der Absperreinrichtung eine wesentlich stärkere Stellkraft als die Rückstellfeder der Zulufteinrichtung. Auf diese Weise wirkt die Rückstellfeder als steuerbarer Anschlag auf die Zulufteinrichtung.
Wenn sich die Führungszylinder zur Aufnahme und Führung der kolbenartigen oder mit einem Kolben verbundenen Verschlussstücke auf der der Antriebseinheit abgewendeten Seite des Gehäuses befinden, ist eine Führung dieser Elemente auf der der Antriebseinheit zugewendeten Gehäuseseite somit nicht erforderlich. Vorteilhafterweise weist deshalb in weiterer Ausgestaltung der Erfindung das Gehäuse auf seiner der Antriebseinheit zugewendeten Seite in einem Abstand, der grösser als der Hubweg des Verschlussstückes der Zulufteinrichtung ist, eine gemeinsame Abstützung für die beiden Rückstellfedern auf. Günstig ist es, wenn die Antriebseinheit unterhalb des Gehäuses angeordnet und die Abstützung als Sammelbehälter für aus der Zulufteinrichtung austretendes Spritzwasser ausgebildet ist.
Um unnötige Reibungen zu vermeiden und dadurch die Ansprechgeschwindigkeit
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weiter zu erhöhen und die erforderlichen Stellkräfte weiter zu reduzieren, weist gemäss einem weite- ren Merkmal der Erfindung die als Sammelbehälter ausgebildete Abstützung um die Bereiche herum, an denen ein die beiden Verschlussstücke mit der Antriebseinheit verbindendes Kopplungsglied durch die Abstützung hindurchtritt, ringförmige Wulste auf. Die Öffnung der Zulufteinrichtung, durch welche allein Spritzwasser das Gehäuse verlassen kann, wird durch das Verschlussstück der Zulufteinrichtung abgeschirmt. Spritzwasser, das sich mit der Zeit im Sammelbehälter ansammelt, wird durch die ringförmigen Wulste daran gehindert, an den Durchtrittsstellen des Kopplungsgliedes aus dem Sammelbehälter zu fliessen.
Um den Füllzustand des Sammelbehälters nicht überwachen zu müssen, weist die als Sammelbehälter ausgebildete Abstützung zweckmässigerweise eine Entleeröffnung auf.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen : Fig. 1 einen erfindungsgemäss ausgebildeten Rohrunterbrecher bei freigegebenem Durchfluss, Fig. 2 den in Fig. 1 gezeigten Rohrunterbrecher in einer Zwischenstellung, Fig. 3 den in Fig. 1 gezeigten Rohrunterbrecher bei unterbrochenem Durchfluss, Fig. 4 eine andere Ausbildung des Erfindungsgegenstandes, Fig. 5 eine weitere Ausbildung des Erfindungsgegenstandes mit einem hydraulischen oder pneumatischen Übertragungsglied und Fig. 6 noch eine andere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes.
Zunächst soll die in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Ausführung der erfindungsgemässen Vorrichtung zum Absperren und Belüften einer Rohrleitung erläutert werden. Diese weist ein Gehäuse-l- auf mit einer Absperreinrichtung --2-- und einer Zulufteinrichtung --3--, eine Antriebseinheit - -4--, ein Kopplungsglied --5-- zwischen der Antriebseinheit --4-- und der Absperreinrichtung - einerseits und der Zulufteinrichtung --3-- anderseits sowie eine Steuereinrichtung --6-für die Antriebseinheit --4--.
Das Gehäuse-l-besitzt auf der einen Seite zum Anschluss an die Zulaufseite der Rohrleitung einen Einlaufstutzen --10--, der in einen die Absperreinrichtung --2-- und die Zuluftein- richtung --3-- tragenden Innenraum --11-- einmündet, an den sich ein Auslaufstutzen --12-zum Anschluss an die Auslaufseite der Rohrleitung anschliesst.
Die Absperreinrichtung --2-- weist einen mit dem Gehäuse-l-verbundenen Führungszylin-
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in einer Innenumfangsnut einen Dichtring --21--, der den dem Gehäuse-l-abgewendeten Innen- raum-130- (Fig. 2 und 3) des Führungszylinders --13-- gegenüber dem Innenraum --11-- des Gehäuses-l-abdichtet. Dem Verschlussstück --20-- ist am Übergang vom Einlaufstutzen --10-zum Innenraum --11-- des Gehäuses --1-- ein Ventilsitz --14-- zugeordnet.
Die Zulufteinrichtung --3-- ist in der Durchflussrichtung (Pfeile 15) stromabwärts von der Absperreinrichtung --2-- angeordnet und weist auf der Seite des Gehäuses --1--, die dem Füh- rungszylinder --13-- gegenüberliegt, eine Öffnung --16-- auf, die auf der Gehäuseaussenseite von einem Sitz --17-- umgeben ist. In der Durchflussstellung der Vorrichtung zum Absperren und Belüften einer Rohrleitung liegt an diesem Sitz --17-- ein als Ventilteller ausgebildetes Verschlussstück - an, das über eine Ventilstange --31-- mit einem als Kolben ausgebildeten Verschlussstück - verbunden ist.
Dieses Verschlussstück --32-- wird in einem Führungszylinder --18-- ge- führt, der sich auf derselben Seite des Gehäuses-l-befindet wie der Führungszylinder --13--.
Der Führungszylinder --18-- trägt ebenfalls in einer Innenumfangsnut einen Dichtring --33--, der den dem Gehäuse --1-- abgewendeten Innenraum --180-- (Fig.3) des Führungszylinders --18-- gegenüber dem Innenraum --11-- des Gehäuses --1-- abdichtet.
In der gezeigten Ausführung besitzt die Antriebseinheit --4--, die über eine Befestigungsvorrichtung --19-- starr mit dem Gehäuse-l-verbunden ist, einen Zylinder --40--, dessen Enden durch einen Boden --41-- bzw. einen lösbaren Deckel --42-- verschlossen sind. Im Zylinder - befindet sich ein Kolben --43--, der auf seinem Aussenumfang einen Dichtring --430-trägt. Mit dem Kolben --43-- verbunden ist eine Kolbenstange --44--, die durch eine Dichtung - durch den Deckel --42-- des Zylinders --40-- geführt und dort mit dem Kopplungsglied - verbunden ist. Die Kolbenstange --44-- ist in Richtung zum Boden --41-- des Zylinders - 40-- verlängert und ragt je nach Stellung des Kolbens durch eine im Boden --41-- vorgesehene Öffnung --46-- aus dem Zylinder --40-- heraus.
Zwischen dem Boden --41-- und dem Kolben
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- befindet sich eine Rückstellfeder --47--, die den Kolben --43-- in Richtung zum Deckel - beaufschlagt.
Der zwischen Kolben Deckel --42-- befindliche Druckraum --48-- ist mit einer
Steuervorrichtung --6-- verbunden, über die der Druckraum --48-- des Zylinders --40-- mit einem Steuermedium beaufschlagt werden kann. Gemäss der gezeigten Ausführung besteht die Steuer- vorrichtung --6-- aus einer Leitung --60--, die den Druckraum --48-- des Zylinders --40-- mit dem Einlaufstutzen --10-- des Gehäuses --1-- verbindet.
Das Kopplungsglied --5-- zwischen der Antriebseinheit --4-- und der Absperreinrichtung - einerseits und der Zulufteinrichtung --3-- anderseits weist einen Waagehebel --50-- auf, dessen Drehpunkt --51-- mit dem aus dem Deckel --42-- des Zylinders --40-- herausragenden
Ende der Kolbenstange --44-- verbunden ist. Mit der einen Seite des Waagehebels --50-- arbeitet eine Schubstange --52-- für das Verschlussstück --20-- der Absperreinrichtung --2-- zusammen, während mit der andern Seite des Waagehebels --50-- eine Schubstange --53-- des Verschluss- stückes --30-- der Zulufteinrichtung --3-- zusammenarbeitet.
Rückstellfedern --23 bzw. 34-- stützen sich jeweils zwischen einem an der Schubstange --52 bzw. 53-- gehaltenen Federteller - 24 bzw. 35-- und der Aussenseite des Führungszylinders --13 bzw. 18-- ab. Die Rückstellfeder - weist dabei eine stärkere Rückstellkraft auf als die Rückstellfeder --23--.
Die im Aufbau beschriebene Vorrichtung zum Absperren und Belüften einer Rohrleitung arbeitet wie folgt :
Fig. 1 zeigt die Vorrichtung in einem Zustand, in dem der Druck im Einlaufstutzen --10-- über der durch die Rückstellfeder --47-- der Antriebseinheit voreingestellten Ansprechschwelle liegt. Dabei hat sich der Kolben --43-- gegen die Kraft der Rückstellfeder --47-- nach oben bewegt, die Absperreinrichtung --2-- ist geöffnet und die Zulufteinrichtung --3-- ist geschlossen.
Dieser Zustand wird durch die aus dem Boden --41-- des Zylinders --40-- herausragende Kolbenstange --44-- angezeigt.
Der Druck im Einlaufstutzen --10-- soll nun, beispielsweise durch das Schliessen eines weiter stromauf angeordneten, nicht dargestellten Absperrventils, abnehmen. Dadurch verringert sich über die Leitung --60-- auch der Druck im Druckraum --48-- der Antriebseinheit --4--. Da die Rück- stellfeder --47-- stärker ist als die Rückstellfedern --23 und 24--, bewegen sich dann der Kolben --43--, die mit diesem verbundene Kolbenstange --44-- und der Drehpunkt --51-- des Waagehebels --50-- nach unten.
Da die als Anschlag dienende Rückstellfeder --34-- stärker als die Rückstellfeder --23-- ausgelegt ist, stützt sich die linke Seite des Waagehebels --50-- auf der Schubstange --53-- ab. Die Rückstellfeder --34-- bildet somit einen Anschlag für den Waagehebel - -50--. Daher bewegt sich nur die rechte Seite des Waagehebels --50-- nach unten, bis das Verschlussstück --20-- am Ventilsitz --14-- anliegt und die Absperreinrichtung --2-- dicht verschliesst.
Dieser Zustand, in dem die Absperreinrichtung --2-- den Durchfluss des zu steuernden Mediums bereits unterbindet, die Zulufteinrichtung --3-- ihre Belüftungsstellung jedoch noch nicht eingenommen hat, ist in Fig. 2 dargestellt.
Der Druck im Einlaufstutzen --10-- und im Druckraum --48-- soll nun noch weiter abnehmen, und der Drehpunkt --51-- des Waagehebels --50-- soll sich noch weiter nach unten bewe-
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--20-- und- bereits auf dem Ventilsitz --14-- aufsitzt. Die rechte Seite des Waagehebels --50-- stützt sich daher jetzt auf der Schubstange --52-- ab, und im weiteren Verlauf wird die Rückstellfeder - zusammengedrückt und das Verschlussstück --30-- nach unten bewegt. Dadurch gibt das Verschlussstück --30-- die Öffnung --16-- frei. Dieser Zustand des Rohrunterbrechers, wenn die Absperreinrichtung --2-- geschlossen ist und die Zulufteinrichtung --3-- geöffnet ist, ist in Fig. 3 dargestellt. Auch dieser Zustand kann von aussen an der Stellung der Kolbenstange --44-- erkannt werden.
Wenn der Druck im Einlaufstutzen --4-- wieder zunimmt, verläuft der beschriebene Vorgang in umgekehrter Richtung. Zuerst schliesst dann die Zulufteinrichtung --3-- und anschliessend öffnet die Absperreinrichtung --2--.
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Obwohl der Zustand der Kolbenstange --44--, gegebenenfalls mit einer nicht gezeigten Anzeigeskala, den Zustand der Vorrichtung zum Absperren und Belüften einer Rohrleitung deutlich anzeigt, ist es auch möglich, eine solche Anzeigevorrichtung dem Waagehebel --50-- zuzuordnen.
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ausgelegt ist als die Rückstellfeder --23--. Der gleiche Zweck kann bei gleich starken Rückstell- federn --23 und 34-auch dadurch erreicht werden, dass die Hebelarme des Waagehebels --50-für die Anlenkung der Verschlussstücke --20 und 30-- unterschiedlich gross sind.
Auf jeden Fall ist das Kopplungsglied --5-- so auszulegen, dass die Rückstellfeder --34-- so lange wie ein Anschlag wirkt und ein Öffnen der Zulufteinrichtung --3-- verhindert, bis sich das Verschlussstück --20-- an seinen Ventilsitz --14-- angelegt hat und nun selber als Anschlag für den Waagehebel - wirkt. Die Rückstellfeder --34-- bildet somit einen steuerbaren Anschlag.
In der gezeigten Ausführung ist im Boden --131-- des Führungszylinders --13-- eine Dichtung --132-- angeordnet, durch welche hindurch die Schubstange --52-- dichtend geführt ist. Zur Erzielung eines Druckausgleiches zwischen den beiden Seiten des Verschlussstückes --20-- weist
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eine Ventilstange --31-- mit einem Verschlussstück --32-- verbunden, das sich in bezug auf den Mediumweg auf der andern Seite des Gehäuses-l-befindet. Das Verschlussstück --30-- und das Verschlussstück --32--, die zusammen das Absperrorgan der Zulufteinrichtung --3-- bilden, weisen im wesentlichen gleich grosse Oberflächen auf, die dem Druck des Mediums ausgesetzt sind und somit einen Druckausgleich bewirken. Auch dieses Absperrorgan arbeitet somit druckentlastet.
Das Verschlussstück --20 bzw. 30-kann unterschiedlich ausgebildet sein. Im Sinne der Erfindung wird als Verschlussstück auch ein Ventilteller oder anderes Verschlussorgan verstanden,
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direkt oder indirekt in Abhängigkeit vom Druck im Einlaufstutzen --10-- des Gehäuses --1-- aus- führen.
Bei direkter Beaufschlagung des Kolbens --43-- durch das Medium, das durch das Gehäuse - fliesst, wird durch Zufuhr dieses Mediums in den Druckraum --48-- die Absperreinrichtung - 2-- geöffnet und die Zulufteinrichtung --3-- geschlossen.
Die bisher beschriebene Vorrichtung arbeitet stets in Abhängigkeit vom Druck. Seine Ansprechgeschwindigkeit hängt somit allein von den Druckänderungen des Mediums und der Härte der Rückstellfeder-47-- ab. Für manche Anwendungszwecke, insbesondere bei Sicherheitsvorrichtungen, ist jedoch eine solche träge Reaktion nicht ausreichend.
Um ein rasches Schliessen der Absperreinrichtung --2-- und ein rasches Öffnen der Zulufteinrichtung --3-- zu erzielen, wird die Antriebseinheit --4-- gemäss einer weiteren Ausbildung des Erfindungsgegenstandes indirekt gesteuert, was auch für andere Zwecke vorteilhaft ist, wie noch erläutert werden wird. Hiezu ist in der Leitung --60-- eine Umschaltvorrichtung --61-- vorgesehen (Fig. 4). Diese Umschaltvorrichtung --61-- kann zwei Schaltstellungen einnehmen. In der ersten Schaltstellung verbindet sie den Einlaufstutzen --10-- des Gehäuses --1-- mit dem Druckraum --48-- in der Antriebseinheit --4--, während sie in der zweiten Schaltstellung den Druckraum - mit einer Entleeröffnung --610-- verbindet.
Der Antrieb der Umschaltvorrichtung kann grundsätzlich auf verschiedene Weise, z. B. hydraulisch und direkt vom zu steuernden Medium im Einlaufstutzen --10-- aus - oder auch pneumatischerfolgen.
So kann als Antrieb beispielsweise ein elektromagnetisches Element Anwendung finden, das über eine Schaltvorrichtung-61- (Fig. 4) in Abhängigkeit vom Druck im Einlaufstutzen --10-angesprochen wird. Eine solche Schaltvorrichtung --61-- kann, falls gewünscht, auch in Abhängig-
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keit von andern Parametern auf der Zuführ- oder Verbraucherseite des Rohrunterbrechers gesteuert werden. Eine solche Zwischenschaltung einer Schaltvorrichtung --61-- zwischen Einlaufstutzen - und Antriebseinheit --4-- ist insbesondere auch dann von Vorteil, wenn das zu steuernde Medium aggressiv ist.
Wenn eine Schaltvorrichtung --61-- zwischen dem Einlaufstutzen --10-- und dem Druckraum - der Antriebseinheit zwischengeschaltet ist, ist es auch möglich, die Steuerung so auszu-
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--47-- die Absperreinrichtung --2-- geöffnetmuss.
Ein als Magnetantrieb --62-- ausgebildeter Antrieb ist auf besonders einfache und vielseitige Weise ansteuerbar. Beispielsweise sind dem Magnetantrieb --62-- zwei Steuervorrichtungen --62 und 64-- zugeordnet. Die Steuervorrichtung --63-- wird im gewählten Beispiel vom Druck des Mediums im Einlaufstutzen --10-- des Gehäuses --1-- aus über eine Leitung --630-- angesteuert und erregt bei Erreichen eines bestimmten Schwellwertes den Magnetantrieb --62--, der nun in der Umschaltvorrichtung --61-- die Verbindung zwischen dem Medium im Einlaufstutzen --10-und dem Druckraum --48-- in der Antriebseinheit --4-- herstellt, so dass die zuvor geschlossene Absperreinrichtung --2-- den Durchfluss des Mediums durch das Gehäuse --1-- in der zuvor beschriebenen Weise ermöglicht.
Nimmt dagegen der Druck des Mediums im Einlaufstutzen --10-- des Gehäuses --1-- bis unter die Schaltschwelle der Steuervorrichtung --63-- ab, so wird die Umschaltvorrichtung-61-umge- schaltet, wobei der Druckraum --48-- der Antriebseinheit --4-- mit einer Entleeröffnung --610-- verbunden wird. Durch diese Verbindung des Druckraumes --48-- mit der Entleeröffnung --610-- kann unter der Wirkung der Rückstellfeder --47-- das Medium sehr plötzlich entweichen, so dass eine sehr rasche Absperrung der Vorrichtung erzielt wird.
Die zweite Steuervorrichtung --64-- überwacht im gezeigten Beispiel über eine Leitung --640-- die Temperatur des Mediums im Einlaufstutzen --10-- und verschliesst bei Abweichung von einem vorgegebenen Schwellwert in der zuvor geschilderten Weise die Vorrichtung.
Prinzipiell ist es möglich, als Umschaltvorrichtung zwei steuermässig miteinander gekoppelte Ventile vorzusehen, von denen jeweils das eine geöffnet ist, wenn das andere geschlossen ist, und umgekehrt. Gemäss einer besonders einfachen Ausbildung ist hiefür jedoch ein bekanntes Dreiwegeventil vorgesehen.
Die Entleeröffnung --610-- kann direkt oder unter Freilassung eines Sichtraumes und unter Zwischenschaltung eines Auffangtrichters --611-- mit einer Abführleitung --612-- verbunden sein.
Je nach der Art des Steuermediums im Druckraum --48--, das auch unabhängig von dem zu steuernden Medium sein kann und dann über eine eigene Leitung (nicht gezeigt) zugeführt wird, kann die Entleeröffnung --610-- aber auch in die Atmosphäre münden.
Je nach Steuerung der beschriebenen Vorrichtung zum Absperren und Belüften einer Rohrlei-
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bzw. 64--) verbunden ist, ist die Leitung --60-- durchgeschaltet. Die Ansprechschwelle ist dabei durch die Härte der Rückstellfeder --47-- der Antriebseinheit --4-- festgelegt. b) Der Druck in der Druckseite der Rohrleitung wird (z.
B. im Einlaufstutzen --10--) von einem Signalgeber (Steuervorrichtung --63--) erfasst, der bei Überdruck die Umschaltvor- richtung --61-- ansteuert und den Druckraum --48-- der Antriebseinheit --4-- zur Druck- entlastung mit einer Entleeröffnung --610-- verbindet. Die Ansprechschwelle der Vorrich- tung ist hier nicht mehr wie unter a) durch die Härte der Rückstellfeder --47--, sondern durch eine einstellbare Schwelle im Signalgeber (Steuervorrichtung --63--) festgelegt.
Die Anpassung an unterschiedliche zu überwachende Drücke ist hier auf einfache Weise möglich. Zusätzlich wird bei einem nur langsamen Druckabbau in der Rohrleitung eine kürzere Schliesszeit der Vorrichtung erreicht, da die Flüssigkeit im Druckraum der An- triebseinheit --4-- nach der Ansteuerung der Umschaltvorrichtung --61-- direkt über dieses abgelassen wird. Beim herkömmlichen Betrieb, wie unter a) beschrieben, muss da- gegen zum Schliessen der Vorrichtung die Flüssigkeit durch die Kraft der Rückstellfe-
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der --47-- aus dem Druckraum --48-- zurück in die Rohrleitung gedrückt werden, was bei einem langsamen Druckabbau unter Umständen lang dauern kann.
Somit ist der hier unter b) dargestellte Betrieb dann zu empfehlen, wenn die Vorrichtung an unterschied- liche Druckverhältnisse angepasst oder umgestellt werden soll und/oder wenn eine kurze
Schliesszeit gefordert wird. c) Der Signalgeber (Steuervorrichtung --64--) erfasst bei einer weiteren Einsatzmöglichkeit die Temperatur der Flüssigkeit in der Rohrleitung und steuert ab einer einstellbaren
Temperaturschwelle die Umschaltvorrichtung --61-- an. Bezüglich der Drucküberwachung arbeitet die Vorrichtung hier, wie unter a) ausgeführt. Zusätzlich wird die Rohrleitung bei auftretender Übertemperatur abgesperrt, da dann die Flüssigkeit aus dem Druckraum - 48-- der Antriebseinheit --4-- über eine Umschaltvorrichtung --61-- abgelassen wird.
Die Vorrichtung wird somit als ansteuerbares Absperrventil mitverwendet. Diese Lösung ist einfach und preiswert, da die Umschaltvorrichtung --61--, die nicht die ganze Rohr- leitung, sondern nur die Leitung --60-- absperren muss, klein und einfach aufgebaut werden kann. Zudem kann die Umschaltvorrichtung --61-- in die Vorrichtung integriert sein, so dass Montagearbeiten vor Ort für ein ansonsten zusätzlich zum Rohrunterbrechen erforderliches ansteuerbares Übertemperatur-Absperrventil entfallen. d) Bei einer weiteren Einsatzmöglichkeit arbeitet die Vorrichtung prinzipiell, wie unter b) und c) beschrieben, die Umschaltvorrichtung --61-- wird jedoch von einem Signalgeber angesteuert, der Einfluss- oder Steuergrössen erfasst, die nicht direkt mit der Flüssigkeit in der Rohrleitung in Verbindung stehen.
Solche Grössen können Dosierzeiten sein oder
Drücke und Temperaturen von mit der Rohrleitung in Verbindung stehenden Anlagenteilen.
Auch hier wird die Vorrichtung zusätzlich zu ihrer Funktion als Drucküberwacher als einfaches und preiswertes, ansteuerbares Absperrventil verwendet.
Fig. 4 zeigt noch eine weitere Abwandlung der erfindungsgemässen Vorrichtung.
In dieser Ausführung ist die Absperreinrichtung --2-- ebenso ausgebildet wie bei der zuvor beschriebenen Ausführung. Die Zulufteinrichtung --3-- weist in der gezeigten Ausführung ein Ver-
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umfang zwei mit dem Verschlussstück --7-- zusammenarbeitende Dichtungsringe --81 und 82-- aufweist, zwischen denen eine ins Freie führende Öffnung --83-- vorgesehen ist. Zwischen dem Boden des Führungszylinders --8-- und dem Verschlussstückk --7-- ist eine als Anschlag dienende Rückstellfeder --70-- eingespannt, die das Verschlussstück --7-- in Richtung zum Gehäuse-l- drückt und in Anlage an einem zwischen dem Innenraum --11-- des Gehäuses --1-- und dem Innenraum--80--desFührungszylinders--8--vorgesehenenAnschlag--170--hält.
Als Kopplungsglied --5-- ist wieder ein Waagehebel --54-- vorgesehen, dessen eines Ende über einen Anlenkpunkt --540-- mit der Schubstange-55-der Zulufteinrichtung-3-und dessen anderes Ende über einen Anlenkpunkt --541-- mit der Kolbenstange --44-- der Antriebseinheit - gelenkig verbunden ist, während der Waagehebel --54-- zwischen seinen Enden an einem Anlenkpunkt --542-- mit der Schubstange --56-- der Absperreinrichtung --2-- verbunden ist. Diese Verbindungen sind (ebenso wie bei der Ausführung nach den Fig. 1 bis 3) stets so ausgebildet, dass die Abweichungen der Schwenkbewegung des Waagehebels --54-- von der Schubrichtung der Schubstangen-55 und 56-- in an sich üblicher Weise aufgefangen werden.
Unter Anlenkpunkten im Sinne der Erfindung werden deshalb auch Wirkverbindungen verstanden, die je nach konstruktiver Ausgestaltung des Kopplungsgliedes --5-- form- oder kraftschlüssig sein können.
Die in Fig. 4 gezeigte Arbeitsstellung entspricht der Arbeitsstellung gemäss Fig. 2.
Wenn der Druck des zu steuernden Mediums im Einlaufstutzen --10-- des Gehäuses --1-- ausreichend gross ist, so dass die Schaltschwelle der Rückstellfeder --47-- überwunden wird, so wird der Durchfluss durch das Gehäuse-l-freigegeben. Hiedurch befindet sich der Kolben --43-- in einer Stellung, in der er sich entgegen der Wirkung der Rückstellfeder-47-verscho- ben hat. Über die Kolbenstange --44-- wird der Waagehebel --54-- mit seinem Anlenkpunkt --541-- vom Gehäuse --1-- entfernt gehalten, während infolge der Beaufschlagung des Absperrorgans --7-- durch die Rückstellfeder --70-- der Anlenkpunkt --540-- des Waagehebels --54-- seine Stellung beibehält. Auf diese Weise ist das Verschlussstück --20-- von seinem Ventilsitz
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- abgehoben.
Entsprechend Fig. l ist in dieser Arbeitsstellung der Vorrichtung die Absperr- einrichtung --2-- geöffnet und die Zulufteinrichtung --3-- geschlossen.
Sinkt jetzt im Einlaufstutzen --10-- der Druck des zu steuernden Mediums ab, so sinkt auch der Druck im Druckraum --48-- der Antriebseinheit --4--, so dass die Rückstellfeder --47-- be- ginnt, den Kolben --43-- in Richtung zum Deckel-42-- der Antriebseinheit zu bewegen. Der
Waagehebel --54--, dessen Anlenkpunkt --540-- infolge der Wirkung der Rückstellfeder --70-- seinen Ort nicht verändert, wird deshalb um den Anlenkpunkt --540-- verschwenkt. Hiebei nähert sich der Anlenkpunkt-542-- dem Gehäuse --1--, so dass das Verschlussstück --20-- bis zur An- lage an seinen Ventilsitz --14-- bewegt wird.
Diese Position, in welcher der Durchfluss des
Mediums durch das Gehäuse-l-bereits unterbunden, die Zulufteinrichtung --3-- jedoch noch nicht geöffnet ist, ist in Fig. 4 dargestellt.
Sinkt der Druck im Einlaufstutzen --10-- und somit im Druckraum --48-- der Antriebsein- heit weiter, so kann das Verschlussstück --20-- dem auf dieses ausgeübten Druck nicht mehr aus- weichen. Das in Schliessstellung befindliche Verschlussstück --20-- bildet somit einen Anschlag für den Waagehebel --54--, der nun beginnt, sich bei der weiteren Hubbewegung der Kolbenstange - -44-- um den Anlenkpunkt --900-- zu drehen.
Über den Anlenkpunkt --540-- wird nun das Ab- sperrorgan --7-- von seinem Anschlag --170-- abgehoben, bis die Öffnung --83-- freigegeben ist und die eindringende Luft ein Zurücksaugen des auf der dem Auslaufstutzen --12-- zugewende- ten Seite des Gehäuses-l-befindlichen Mediums mit Sicherheit verhindert, auch wenn das Verschlussstück --20-- asu irgendwelchen Gründen nicht einwandfrei abdichtet.
Steigt der Druck im Zulaufstutzen --10-- des Gehäuses --1-- wieder an, so verläuft der Vorgang in umgekehrter Reihenfolge. Infolge der Wirkung der Rückstellfeder --70-- wird zunächst die Zuluftenrichtung --3-- geschlossen, und dann erst hebt sich das Verschlussstück-20-von seinem Ventil sitz --14-- ab.
Auf eine Rückstellfeder für die Absperreinrichtung --2-- kann unter Umständen verzichtet werden, doch ist es in der Regel für die Funktionssicherheit vorteilhaft, wenn auch zwischen dem Boden --131-- des Führungszylinders --13-- und dem Verschlussstück --20-- eine Rückstellfeder - vorgesehen ist.
Der Erfindungsgegenstand kann durch Austausch von Elementen und durch Ersatz von Äquivalenten in vielfältiger Weise abgewandelt werden. So kann das Verschlussstück --20-- bei entsprechender Abdichtung des Bodens --131-- des Führungszylinders --13-- eine Überströmbohrung --22-- aufweisen. Auch kann die Zulufteinrichtung --3-- zur Erzielung eines Druckausgleiches im wesentlichen aus einem Verschlussstück und einem Kolben bestehen, die lediglich gegenüber der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführung um 1800 gegeneinander gedreht angeordnet sind, so dass das Verschlussstück der Wirkung der Rückstellfeder --70-- ausgesetzt ist.
Obwohl eine Ausbildung als Sitzventil besonders vorteilhaft ist, ist es, wie die an Hand der Fig. 4 beschriebene Ausführung des Erfindungsgegenstandes zeigt, auch möglich, die Zulufteinrichtung --3-- als Schieberventil auszubilden. Dasselbe trifft auch für die Absperreinrichtung - zu, wie Fig. 5 zeigt. Gemäss dieser Darstellung ist im Einlaufstutzen --10-- des Gehäuses --1-- ein Dichtring --100-- vorgesehen, mit dem das Verschlussstück --200-- zusammenarbeitet.
Als Anschlag für das Verschlussstück --200-- dient ein über den Boden --131-- des Führungszylinders --13-- hinaus verlängerter ringförmiger Ansatz --135--, der die Rückstellfeder --23-- teil- weise aufnimmt und mit welchem der Federteller --24-- zusammenarbeitet, wenn das Verschlussstück --200-- seine Schliessstellung erreicht hat.
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nur, wie beschrieben, ein mechanisches Gestänge entsprechend dem in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Waagehebels-50 bzw. 54-- vorgesehen sein, sondern es ist auch möglich, ein hydraulisches oder pneumatisches Gestänge vorzusehen.
Ein Ausführungsbeispiel hiefür zeigt Fig. 5. Die Kolbenstange --44-- ist auf ihrem dem Gehäuse-l-zugewendeten Ende als ein mit einem Dichtring --441-- versehener Kolben --440-- ausge- bildet, der in einem Zylinder --9-- geführt wird, dessen der Antriebseinheit --4-- abgewendete Seite mit zwei weiteren Zylindern --90 und 91-- verbunden ist. In dem Zylinder --90-- befindet sich das Ende der Schubstange --53--, das als Kolben --530-- ausgebildet und mit einem Dich-
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tungsring --531-- ausgestattet ist. In dem Zylinder --91-- befindet sich das Ende der Schubstan- ge --52--, das ebenfalls als Kolben --520-- ausgebildet und mit einem Dichtring --521-- ausge- stattet ist.
In der geöffneten Stellung der Vorrichtung zum Absperren und Belüften einer Rohrleitung ist der Kolben --43-- der Antriebseinheit durch das zu steuernde Medium gegen die Wirkung der
Rückstellfeder --47-- verschoben worden, wodurch der Ventilkegel --30-- die in Fig. 5 gezeigte
Stellung einnimmt, während das Verschlussstück --200-- aus dem Dichtring --100-- im Einlauf- stutzen --10-- herausgefahren ist und den Durchfluss des Mediums durch das Gehäuse-l-er- möglicht. Wenn sich nun der Druck in der zuvor beschriebenen Weise im Einlaufstutzen --10-- des Gehäuses verringert, so wird mit Hilfe des Kolbens --44-- der Kolben --53-- im Zylinder - in Richtung zum Gehäuse --1-- verschoben.
Infolge der unterschiedlich starken Rückstell- federn --23 und 34-- wird zunächst über den Kolben --520-- im Zylinder --91-- das Verschluss- stück --200-- in den Dichtring --100-- geschoben und dabei der Durchfluss des Mediums durch das Gehäsue --1-- verbunden (Fig.5). Wenn sich der Federteller --24-- am Ansatz --135-- des Führungszylinders --13-- angelegt hat, verschiebt sich der Kolben --530-- im Zylinder --90-- und öffnet die Zulufteinrichtung --3--.
Wenn umgekehrt der Druck im Einlaufstutzen --10-- des Gehäuses --1-- wieder zunimmt, so wird zunächst über die gegenüber der Rückstellfeder --23-- stärkere Rückstellfeder --34-- der Kolben --530-- verschoben und die Zulufteinrichtung --3-- geschlossen und anschliessend der
Kolben --520-- verschoben und die Absperreinrichtung --2-- geöffnet.
Unabhängig von der speziellen Ausbildung der Vorrichtung zum Absperren und Belüften einer
Rohrleitung ist allen Ausführungen jedoch gemeinsam, dass die Absperreinrichtung --2-- bzw. die
Zulufteinrichtung --3--, die jeweils ein Verschlussstück --20 oder 200 bzw. 30 oder 7-- aufwei- sen, über ein Kopplungsglied --5-- mit der Antriebseinheit --4-- in Verbindung stehen. Die Zuluft- einrichtung --3-- weist hiebei einen Anschlag auf, der beispielsweise durch eine Rückstellfeder --34--, die gegenüber der Rückstellfeder --23-- der Absperreinrichtung --2-- prädominiert, oder durch einen Anschlag --170-- der Zulufteinrichtung --3-- gebildet wird.
Hiedurch wird beim Unter- brechen des Flusses des zu steuernden Mediums die Hubbewegung der Kolbenstange --44-- der Antriebseinheit --4-- zunächst voll auf das Verschlussstück --20 bzw. 200-- der Absperreinrichtung - übertragen. Wenn dieses Verschlussstück --20 bzw. 200-- an seinem Anschlag-14 bzw.
135-- anliegt, wird nun der Schwenkpunkt, um den das Kopplungsglied --5-- "verschwenkt" wird, verlegt, wodurch die Zulufteinrichtung --3-- geöffnet wird.
Fig. 6 zeigt eine weitere Ausbildung des Erfindungsgegenstandes, bei der die Ansprechgeschwindigkeit besonders hoch ist.
Das Gehäuse-l-besitzt auf der einen Seite zum Anschluss an die Zulaufseite der Rohrleitung einen Einlaufstutzen --10--, der vom Innenraum --11-- des Gehäuses --1-- durch eine Zwi- schenwand-101-- getrennt ist. Dem Innenraum schliesst sich ein Auslaufstutzen --12-- zum Anschluss an die Auslaufseite der Rohrleitung an.
Mit der Zwischenwand --101-- arbeitet die Absperreinrichtung --2-- zusammen. Zu diesem Zweck weist die Zwischenwand --101-- auf ihrer der Antriebseinheit --4-- abgewendeten Seite eine von einem Sitz --140-- umgebene Öffnung --141-- auf. Auf der dem Sitz --140-- zugewendeten Seite besitzt das Gehäuse-l-einen zum Innenraum --11-- des Gehäuses --1-- hin offenen Führungszylinder --13--, in dem ein Kolben --250-- geführt wird, der über eine Ventilstange --251-- mit einem Verschlussstück --25-- verbunden ist, dem der Sitz --140-- zugeordnet ist.
Der Führungszylinder --13-- trägt in einer Innenumfangsnut einen Dichtring --21--, der den dem Gehäuse --1-- abgewendeten Innenraum --130-- des Führungszylinders --13-- gegenüber dem Innenraum --11-- des Gehäuses --1-- abdichtet. Zur Erzielung eines Druckausgleichs auf den beiden Seiten des Kolbens --250-- weist dieser in der gezeigten Ausführung eine Überströmbohrung --22-- auf.
Die Zulufteinrichtung --3-- ist in der Durchflussrichtung (Pfeile 15) stromabwärts von der Absperreinrichtung --2-- angeordnet und weist konzentrisch zu einer parallel zur Bewegungsachse des Verschlussstückes --25--angeordneten Achse je eine Öffnung --160 und 161-- auf. Jede dieser Öffnungen --160 und 161-- ist dabei von einem der Antriebseinheit --4-- zugewendeten Sitz
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- 171 bzw. 172-- umgeben, so dass sich der Sitz --171-- auf der Gehäuseaussenseite und der Sitz --172-- auf der Gehäuseinnenseite befindet.
In der Durchflussstellung der Vorrichtung zum Absper- ren und Belüften einer Rohrleitung liegt an diesen Sitzen --171 und 172-- je ein Ventilteller --36 bzw. 37-- an, die über eine Ventilstange --31-- miteinander verbunden sind.
In der gezeigten Ausführung besitzt die Antriebseinheit --4--, die über eine Befestigungsvor- richtung --19-- starr mit dem Gehäuse-l-verbunden ist, ein Antriebsgehäuse --400--, das sich aus zwei miteinander verbundenen, schalenartigen Gehäuseteilen --401 und 402-- zusammen- setzt. Im Antriebsgehäuse --400-- befindet sich eine Membran --430--, die zwischen den beiden Gehäuseteilen --401 und 402-- eingespannt ist. Die Membran --430-- ist ferner zwischen zwei mit der Membran --430-- beweglichen Membrantellern --431 bzw. 432-- eingespannt, über welche die
Membran --430-- mit einer Antriebsstange --442-- verbunden ist. Die Antriebsstange --442-- wird durch den Gehäuseteil --402-- hindurchgeführt und ist dort mit dem Kopplungsglied --5-- verbun- den.
Die Antriebsstange --442-- wird ferner durch eine Dichtung --450-- im Gehäuseteil --401-- aus dem Antriebsgehäuse --400-- herausgeführt. Auf dem dem Kopplungaglied --5-- abgewendeten Abschnitt der Antriebsstange --442-- ausserhalb des Antriebsgehäuses --400-- befindet sich eine Rückstellfeder-470--, die mit Hilfe eines Federtellers --490-- und einer auf das Ende der Antriebsstange --442-- aufgeschraubten Stellmutter --49-- zwischen Federteller --490-- und Gehäuseteil --401-- auf den gewünschten Sollwert vorgespannt ist.
Der durch die Membran --430-- im Gehäuseteil --401-- begrenzte Druckraum --48-- ist mit einer Steuervorrichtung --6-- verbunden, über die der Druckraum --48-- mit einem Steuermedium beaufschlagt werden kann. Gemäss der gezeigten Ausführung besteht die Steuervorrichtung --6-aus einer Leitung-60-, die den Druckraum --48-- mit dem Einlaufstutzen --10-- des Gehäuses - verbindet, so dass im gezeigten Ausführungsbeispiel das zu steuernde Medium gleichzeitig das Steuermedium bildet.
Das Kopplungsglied --5-- zwischen der Antriebseinheit --4-- und der Absperreinrichtung - einerseits und der Zulufteinrichtung --3-- anderseits weist einen Waagehebel-50-- auf, dessen Drehpunkt --51-- mit dem aus dem Gehäuseteil --402-- herausragenden Ende der Antriebsstange --442-- verbunden ist. Mit der einen Seite des Waagehebels-50-- arbeitet eine Schub- stange --52-- für den Ventilteller --25-- der Absperreinrichtung --2-- zusammen, während mit der andern Seite des Waagehebels --50-- eine Schubstange --53-- der Vertilteller --36 und 37-der Zulufteinrichtung --3-- zusammenarbeitet.
Ein als Rückstellfeder --230 bzw. 340-- ausgebildetes elastisches Element stützt sich auf einer zwischen Gehäuse --1-- und Antriebseinheit --4-- angeordneten Stützplatte --57-- ab, die über Distanzstücke --570-- in einem solchen Abstand vom Gehäuse gehalten wird, dass das Öffnen der Zulufteinrichtung --3-- nicht behindert wird. Die Rückstellfeder --230-- weist dabei eine stärkere Rückstellkraft auf als die Rückstellfeder --340--.
Wenn die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Absperren und Belüften einer Rohrleitung so angeordnet ist, dass sich die Stützplatte --57-- unterhalb des Gehäuses-l-befindet, so ist die Stützplatte-57-zweckmässigerweise als Auffangwanne ausgebildet, die eine Entleeröffnung - aufweist, über die sie an eine Abwasserleitung angeschlossen werden kann. Um Dichtungen zu vermeiden, besitzt die Auffangwanne um die Bereiche --571 und 572-- herum, an denen die Schubstangen-52 und 53-- durch die Auffangwanne hindurchtreten, ringförmige Wulste --573 und 574--, die vermeiden, dass Spritzwasser, das durch die Öffnung --160-- austreten könnte, an den Bereichen --571 und 572-aus der Auffangwanne heraustropfen oder -laufen kann.
Der
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Die im Aufbau beschriebene Vorrichtung zum Absperren und Belüften einer Rohrleitung arbeitet wie folgt :
Wenn der Druck im Einlaufstutzen --10-- des Gehäuses --1-- über der durch die Rückstellfeder --470-- der Antriebseinheit --4-- voreingestellten Ansprechschwelle, d.h. über dem vorgesehenen Sollwert, liegt, hat sich die Membran --430-- entgegen der Kraft der Rückstellfeder
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--230Absperreinrichtung --2-- ist geöffnet und die Zulufteinrichtung --3-- ist geschlossen. Das zu steuernde Medium kann somit durch das Gehäuse --1-- fliessen; der Durchfluss ist freigegeben.
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Dieser Betriebszustand ist daran zu erkennen, dass sich die Rückstellfeder --470-- im zusammengedrückten Zustand befindet.
Der Druck im Einlaufstutzen --10-- soll nun, beispielsweise durch das Schliessen eines weiter stromauf angeordneten, nicht dargestellten Absperrventils, abnehmen. Dadurch verringert sich über die Leitung --60-- auch der Druck im Druckraum --48-- der Antriebseinheit --4--. Die Rückstellfeder --470-- bewegt nun die Antriebsstange --442-- mit der Membran --430-- sowie dem Drehpunkt --51-- des Waagehebels --50-- in Richtung weg vom Gehäuse --1--. Da die Rückstellfeder
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und die schwächere Rückstellfeder --340-- gespannt gehalten wird. In bezug auf die Rückstellfeder --340-- bildet somit die Rückstellfeder --230-- zusammen mit dem Waagehebel --50-- einen Anschlag.
Durch die Entspannung der Rückstellfeder --230-- wird die Absperreinrichtung --2-verschlossen, während zunächst die Zulufteinrichtung --3-- im geschlossenen Zustand verbleibt.
Wenn sich das als Ventilteller ausgebildete Verschlussstück --25-- an seinen Sitz --140-- angelegt hat, so verhindert der einen festen Anschlag bildende Sitz --140-- eine weitere Entspannung der Rückstellfeder --230--. Bei der weiteren Bewegung der Antriebsstange --442-- wird die Anschlagwirkung der Rückstellfeder --230-- und des Waagehebels --50-- in bezug auf die Rückstellfeder -- 340-- aufgehoben - d.h. dass der der Zulufteinrichtung--3--zugeordnete Anschlag steuerbar ist - so dass sich nun die Rückstellfeder --340-- entspannen und dabei die beiden als Ventilteller
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Dieser Zustand ist in der Fig. 6 dargestellt.
Die Aufgabe einer Vorrichtung zum Absperren und Belüften einer Rohrleitung ist die Erfüllung einer Sicherheitsfunktion, nämlich die Unterbindung des Rückflusses von verunreinigtem Wasser über einen Leitungsanschluss in das Trinkwasserleitungsnetz. Zur Erfüllung dieser Sicherheitsfunktion ist es somit wesentlich, ein rasches Trennen der Rohrleitung zu bewirken, was durch übereinstimmende Wirkrichtungen der Rückstellfedern von Antriebseinheit sowie Absperreinrichtung und Zulufteinrichtung erzielt wird.
Diese rasche Rohrtrennung wird noch im gezeigten Ausführungsbeispiel dadurch unterstützt, dass die Zulufteinrichtung zwei miteinander verbundene, als Ventilteller ausgebildete Verschlussstücke --36 und 37-- besitzt, die gleichzeitig zwei im Gehäuse-l-diametral gegenüber angeordnete Öffnungen --160 und 161-- freigeben, so dass sehr rasch sehr viel Luft in das Gehäuse - und somit in die Rohrleitung eintreten kann, da im Vergleich zu einer einzigen Öffnung bei gleicher Gesamtfläche zwei Öffnungen bei gleicher Hubbewegung eine grössere Gesamtspaltfläche freigeben, so dass eine äusserst rasche Rohrtrennung erreicht wird.
Eine weitere Beschleunigung dieser Rohrtrennung wird noch dadurch erreicht, dass den Verschlussstücken --36 und 37-- und der diese Verschlussstücke --36 und 37-- steuernden Schubstange --53-- keine Gleitdichtungen zugeordnet zu werden brauchen, die die Beweglichkeit dieser Teile beeinträchtigen könnten.
Dank der diametralen Anordnung von zwei Öffnungen --160 und 161--, die durch miteinander verbundene Verschlussstücke --36 und 37-- gleichzeitig freigegeben und wieder geschlossen werden, können trotz rascher Luftzufuhr das Gehäuse --1-- und die Zufuhreinrichtung --3-- in ihren Dimensionen klein gehalten werden.
In der gezeigten Ausführung weisen die beiden Verschlussstücke --36 und 37-- im wesentlichen den gleichen Durchmesser auf, wobei die Öffnungen --160 und 161--ebenfalls gleich gross
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stücke --36 und 37-- im wesentlichen gleich gross sind und die auf die Verschlussstücke --36 und 37-- einwirkenden Drücke sich aufheben und folglich die Verschlussstücke --36 und 37-- druck- entlastet bewegt werden.
Wenn der Druck im Einlaufstutzen --10-- wieder zunimmt und den durch die Rückstellfeder -- voreingestellten Sollwert übersteigt, verläuft der beschriebene Vorgang in umgekehrter Richtung. Durch den auch im Druckraum --48-- ansteigenden Druck wird über die Membran --430-- die Antriebsstange --442-- in Richtung zum Gehäuse --1-- verschoben. Die stärkere Rückstellfeder --230-- wirkt dabei als (steuerbarer) Anschlag für den Waagehebel --50--, der somit im Uhrzeigersinn verdreht wird, so dass zunächst lediglich die Zulufteinrichtung --3-- geschlossen
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