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Die Erfindung bezieht sich auf einen Hydranten gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Früher wurden Hydranten hauptsächlich als Zapfstellen für Flüssigkeiten, vorzugsweise Was- ser, für Feuerwehrzwecke oder Sprinkleranlagen in der Landwirtschaft, verwendet. Heute dagegen, sind Hydranten ein integrierender Bestandteil moderner öffentlicher Trinkwasserversorgungen. So werden sie jetzt vermehrt für Aufgaben wie - Wasserentnahme durch öffentliche oder private Verbraucher - Herstellung von provisorischen Verbindungen bei Fremdeinspeisung ins Rohrleitungsnetz - Be- und Entlüften des Rohrleitungsnetzes - Spülen des Rohrleitungsnetzes aus hygienischen Gründen eingesetzt.
Ausser der Forderung an die Hydranten bezüglich einer hohen Betriebssicherheit, einer einfa- chen Bedienbarkeit, einer hohen Wasserleistung und einer langen Lebensdauer steht heute zu- sätzlich die Wartungsfreundlichkeit, sowie eine optimaler Korrosionsschutz im Mittelpunkt des
Interesses
Es gibt Über- und Unterflurhydranten. Beide können aus einem 1- oder 2-teiligen Mantelrohr, bzw. Ventilgehäuse bestehen, welches beispielsweise mit seinem unteren Ende an eine Versor- gungsleitung angeschlossen werden kann. Mindestens ein lösbarer Deckel kann den Hydranten an seiner Oberseite abschliessen. Innenseitig weisen Hydranten mindestens eine Absperrung auf, die als Ventil ausgebildet ist.
Zum Betätigen, bzw. Öffnen und Schliessen dieses Ventils oder Ab- schlusses kann eine von aussen drehbare Spindel dienen, welche als Teil einer Innengarnitur im wesentlichen axial im Hydranten verläuft. Oft weisen Hydranten eine Spindel auf, welche im Deckel oder Mantelrohr gelagert ist und eine, am Mantelrohr axial geführte, Spindelmutter bewegen. Ein Verbindungsrohr kann die Bewegung der Spindel auf das Ventil übertragen. Zur Verhinderung von
Schäden durch sich ausdehnendes, gefrierendes Wasser weisen solche Hydranten ein Entwässe- rungssystem auf, durch welche das, nach dem Verschliessen des Ventils, im Mantelrohr verblei- bende Wasser abfliessen kann.
Zur Vermeidung von Korrosionsschäden ist die Innenfläche des Mantelrohrs meist mit Kunststoff beschichtet oder emailliert. Im Bereiche des Abschlusses muss das Mantelrohr normalerweise mechanisch nachbearbeitet werden. Bei einteiliger Mantelrohrausführung kann im Bereich des Abschlusses eine Dichtbüchse mittels Einwalzen oder Einbördeln, bzw. Einpressen befestigt sein.
Diese Dichtbuchse kann dann zusätzlich die Verankerung der Dichtung zur Sicherheitsabsperrung übernehmen. Falls die Dichtbüchse aus Kunststoff gefertigt ist, kann das zu Nachteil haben, dass Sand, Rost-Partikel und andere Verunreinigungen einen Materialabtrag beim Öffnen des Absperrventils verursachen. Ein Langzeitkorrosionsschutz zwischen Mantelrohr und Dichtbüchse ist meist nicht vorhanden. Eine solche Ausführung muss in dieser Situation als äusserst unhygienisch beurteilt werden. Als weiterer Nachteil einer solchen Ausführung kann aufgeführt werden, dass der Austausch der Dichtung zur Sicherheitsabsperrung zwecks Recycling des Mantelrohres meist nicht möglich ist. Das Ersetzen einer defekten Dichtbüchse kann in solchen Fällen mit erheblichem Aufwand verbunden sein.
Andere bekannte Ausführungen weisen ein Kugelventil auf, welches in einen Konus gepresst wird, um den Wasserfluss zu regulieren, bzw. zu unterbrechen oder sie weisen einen Gummiwulst auf, welcher als Dichtungselement dient. Da solche Ventilsysteme nur auf einer Berührungslinie oder einer eng begrenzten Berührungsfläche schliessen, sind sie extrem anfällig auf Ablagerungen von Verunreinigungen im Wasser wie Kalk- oder Rost-Partikel. Daraus resultierende Lecks konnen deshalb verbreitet auftreten und grössere Wasserverluste verursachen.
Aus der DE 25 13 712 A1 ist ein Hydrant mit einem mehrteiligen Mantelrohr und einem Hauptventil, dessen Ventilkörper mit einer in das Mantelrohr eingesetzten Dichtbüchse als Ventilsitz zusammenwirkt, bekannt. Eine Zweitdichtung umfasst einen Dichtring, der auf einen metallischen Gewindering aufvulkanisiert und im Einlaufteil des Mantelrohrs eingewindet ist. Bei diesem Hydrant ist die vorhandene Dichtbüchse und die zweiteilige Ausbildung des Mantelrohrs nachteilhaft
In der US 5 368 064 A ist ein Hydrant offenbart, der ein mehrteiliges Mantelrohr mit einem einzigen, durch eine Schubstange betätigbaren Ventilelement umfasst. Das betätigbare Ventilelement mit Sitzkegel bildet die einzige Dichtung, eine Zweitabsperrung ist nicht vorhanden.
Den Nachteilen der beschriebenen Ausführungen soll die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, schafft einen Hydranten, welcher innenseitig eine Doppelabsperrung, d. h. zwei Dichtsysteme, beispielsweise bestehend aus einem Hauptventil
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und einem Kugelabschluss, aufweist.
Die Hauptabsperrung umfasst in einer beispielhaften Ausführung einen Hauptventilkörper, wel- cher über ein Verbindungsrohr mit der axial gelagerten Spindel verbunden ist. Der rundum mit einer Gummischicht belegte Hauptventilkörper dichtet auf einer nach oben und unten in einen
Konus ubergehenden, zylindrischen Dichtfläche des Mantelrohrs. Das Hauptventil weist keine
Dichtbüchse auf und, im Gegensatz zu bekannten Systemen, ist keine nachträgliche Bearbeitung des Mantelrohrs nach Applikation des Korrosionsschutzes mehr notwendig. Von weiterem Vorteil ist die relativ grosse Dichtfläche zwischen dem, im wirksamen Teil im wesentlichen zylindrischen,
Dichtkörper und der zylindrischen Mantelinnenfläche.
Der Hauptventilkörper weist in einer weiteren beispielhaften Ausführung an seiner Unterseite eine konkave Stützauflage auf, welche der Schwimmkugel, die durch einen Stützring definiert in ihrem Sitz gehalten wird, des unmittelbar anschliessenden Kugelventils Halt bieten kann. Das
Hauptventil ist von oben her ausbaubar, ohne dass der Druck der Versorgungsleitung reduziert werden muss, weil diese durch das Kugelventil zusätzlich abgesperrt ist.
Das Kugelventil (Zweit- oder Sicherheitsabsperrung) umfasst in einer weiteren beispielhaften Ausführung einen elastischen U-förmigen Lippen-Dichtungsring, einen einfach ein- und ausbauba- ren Stützring, und eine Schwimmkugel. Die Lippendichtung lässt sich in eine im Mantelrohr vertief- te Ringnute einschnappen. Der Stützring definiert den oberen Anschlag der Schwimmkugel und damit das Mass der Deformation der, durch den Stützring ebenfalls gestützten, mit der Schwimm- kugel kontaktierten, Dichtungslippe der ringförmigen Lippendichtung. Der Stützring ist mit Schrau- ben am Mantelrohr gegen das Herausdrücken bei Fremdeinspeisung (Strömung von oben nach unten, in Richtung gegen die Hauptspeisleitung) gesichert.
Zudem dient der Stützring als Regulier- konus und erleichtert das gleichmässige Öffnen oder Schliessen des Hauptventils und verhindert so vorteilhaft das Entstehen von Druckstössen oder Schlägen in den am Hydranten angeschlos- senen Leitungen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren schematisch dargestellten Ausfüh- rungsbeispielen näher erläutert ; zeigen:
Fig. 1 stellt einen Längsschnitt durch einen Unterflurhydranten mit Zweitdichtung und Stütz- ring für eine Kugelabsperrung in Schliessstellung dar.
Fig. 2 stellt einen Längsschnitt durch einen Überflurhydranten mit Zweitdichtung und Stützring für eine Kugelabsperrung in Schliessstellung dar.
Fig. 3 stellt in einem Teilausschnitt den Ventil- und Kugelabschluss eines Über- oder Unter- flurhydranten mit Zweitdichtung und Stützring für eine Kugelabsperrung in Schliessstel- lung dar.
Fig. 4 stellt in einem vergrösserten Teilausschnitt die Anschlüsse und Dichtflächen der beiden
Ventile eines Über- oder Unterflurhydranten mit Zweitdichtung und Stützring für eine
Kugelabsperrung in Schliessstellung dar.
Fig. 5 stellt einen vergrösserten Teilausschnitt entsprechend Fig. 4 dar. Im Unterschied dazu ist der Stützring durch partielles Einpressen gegen ein Herausdrücken bei Fremdein- speisung gesichert.
Der in der Fig. 1 gezeigte Unterflurhydrant weist ein vorzugsweise einteiliges Mantelrohr, bzw Ventilgehäuse 1 auf, dass an seinem oberen Ende durch einen Deckel 2 mittels Schrauben 3 lösbar und dichtend verschlossen ist. An seinem unteren Ende weist das Mantelrohr 1 eine bau- chige Erweiterung 4 auf, über die der Hydrant an eine nicht gezeigte Netzleitung lösbar und dich- tend angeschlossen wird.
Der Hydrant weist ferner eine Innengarnitur 5 auf, welche im wesentlichen aus einer in der Dichtbuchse 6 axial gelagerten Ventilspindel 7, einer Spindelmutter 8, sowie einem am unteren Ende angeordneten Hauptventil 9 besteht. Das Mantelrohr 1 weist in seinem oberen Bereich innen- seitig zwei einander gegenüberliegende Führungsnuten (10) auf, in denen die Spindelmutter 8 mit entsprechend ausgebildeten Führungsnasen axial geführt und radial gesichert ist. Das Hauptventil 9 dichtet zylindrisch im unteren Bereich des Mantelrohrs 1 an einer zylindrisch ausgebildeten und kunststoffbeschichteten oder emaillierten Mantelinnenfläche, dem Ventilsitz 1a (Fig. 3), ohne dass eine zusätzliche Dichtbüchse verwendet werden muss.
Die Schwimmkugel 11 dient als automatische Sicherheitsabsperrung und liegt in Schliessstel- lung an der im Mantelrohr 1 durch Schnappmontage einlegbaren und wieder demontierbaren
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Zweitdichtung 12 an. Die Schwimmkugel 11 wird am nachträglich einschiebbaren Stützring 13, welcher gleichzeitig als Strömungskonus 13c ausgebildet ist und über Gewindestifte 14 im Mantel- rohr 1 gehalten wird, abgestützt.
Der Stützring 13 ist so ausgebildet, dass er einerseits die Innen- lippe 12b (Fig. 3) der Zweitdichtung 12 radial exakt abstützt und vorhandene Rundlauffehler, wel- che beim Kunststoffbeschichten oder beim Emaillieren entstanden sind, korrigiert und dass er andrerseits die vertikale Abstützung der Schwimmkugel 11 zur Zweitdichtung 12 übernimmt Zu- dem wirkt der Stützring 13 als Strömungsdrossel fur das Hauptventil 9 beim Öffnen oder Schlies- sen des Hydranten
Der in der Fig. 2 gezeigte Überflurhydrant weist neben den schon beschriebenen Teilen ein Aufsatzrohr 15 auf, welches mit den üblichen Einrichtungen bestückt ist. Das Spindellager 19 ist hier im Mantelrohr 1 bajonettartig eingerastet gelagert. Dieses bewirkt eine geschützte Lage des
Spindellagers 19 beim Umkippen des Hydranten, welches durch einen Verkehrsunfall hervorgerufen wurde.
Die wesentlichen Teile der Erfindung sind in den Fig. 3,4 und 5 in einem Teilausschnitt eines Über- oder Unterflurhydranten in Schliessstellung übersichtlich dargestellt. Das Hauptventil 9 dichtet mit seinem im wesentlichen zylindrischen Teil durch den engen Kontakt von seinem Gum- miüberzug mit der zylindrisch bearbeiteten und kunststoffbeschichteten oder emaillierten Innenflä- che 1a gegen das Mantelrohr 1 und zugleich dichtet die Schwimmkugel 11 unter der Wirkung des von unten anstehenden Wasserdruckes gegen die Zweitdichtung 12, insbesondere wenn die Innengarnitur 5 zu Kontroll- oder Revisionszwecken ausgebaut wird. Diese Zweitdichtung 12 ist in einer mechanisch im Mantelrohr 1 eingearbeiteten und kunststoffbeschichteten oder emaillierten Ringkammer 1eingeschnappt montiert.
Der ein- und ausbaubare Stützring 13 ist durch Gewinde- stifte 14 (Fig. 4), welche in eine ebenfalls korrosionsgeschutzte Ringnute 1c im Mantelrohr 1 ein- greifen, oder durch partielles Einpressen (13d in Fig. 5) gesichert. Die Zweitdichtung 12 weist eine Aussenlippe 12a und eine Innenlippe 12b auf und wird durch den Stützring 13, die Ringkammer 1b und den Ringkammerbund 1d so gesichert, dass sie, bei Fremdeinspeisung von Wasser ins Rohr- leitungsnetz, nicht herausgespült werden kann.
Der Stützring 13 ist so ausgebildet, dass er die Innenlippe 12b der Zweitdichtung 12 radial exakt abstützt und vorhandene Rundlauffehler, welche beim Applizieren des Korrosionsschutzes in der Ringkammer 1b entstehen können, korrigiert. Zudem wird die Schwimmkugel 11an der schräg bearbeiteten Ringfläche 13a in genauer Position zur Zweitdichtung 12 in Schliessrichtung abge- stützt. Ausserdem bildet der Stützring 13 auf seiner Innenseite, zwischen der Abstützkante 13b und der Ringfläche 13a, einen Strömungskonus 13c, welcher beim Öffnen und Schliessen des Haupt- ventils 9 als Drosselübergang wirkt und Druckschläge im Leitungssystem verhindert.
In den durch die Figuren 1 bis 5 belegten Ausführungsformen können 4 verschiedene Situatio- nen unterschieden werden:
1. Hauptventil und Kugelventil sind geschlossen.
Der Gummiüberzug des Hauptventils 9 dichtet auf der zylindrischen Innenfläche 1a des Man- telrohrs 1 Gegebenenfalls sich innerhalb des Mantelrohrs 1 befindliches Wasser kann durch die Entwässerungsöffnung 16, welche durch die Oberseite 9a und die Einkerbung 17 am Führungsflü- gel 18 des Hauptventils 9 freigegeben wird, abfliessen. Die Schwimmkugel 11 wird vom Wasser- druck sowohl gegen die konkave Stützauflage des Hauptventils 9 als auch gegen die Kreisfläche 13a des Stützringes 13 gedrückt. Dabei wird die innere Dichtungslippe 12b in vorgesehenem Ausmass deformiert.
2. Öffnungsvorgang.
Zuerst wird, beim Bewegen des Hauptventils 9 nach unten, die Schwimmkugel 11 vom Stütz- ring 13 und darauf von der Lippendichtung 12 getrennt. Gleichzeitig wird ein Führungsflügel 18 über die Entwässerungsöffnung 16 geschoben, welche damit verschlossen wird (durch die spiegel- symmetrische Bauweise kann dies auch auf der entgegengesetzten Seite auf der gleichen Höhe des Mantelrohrs 1 geschehen). Ein weiteres Absenken des Hauptventils 9 trennt nun den dichten- den, im wesentlichen zylindrischen Teil des Hauptventils 9 mit seinem Gummiüberzug von der zylindrischen Innenfläche 1a des Mantelrohrs 1. Der Stützring 13 dient nun als Drosselübergang und verhindert Druckschläge im Leitungssystem.
3. Hauptventil und Kugelventil sind offen.
Wasser kann nun, dank dem vorhandenen Druck, ungehindert, in Richtung Verbraucher,
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aufwärts fliessen Im Falle einer Fremdeinspeisung ist die Flussrichtung umgekehrt. Durch die Turbulenzen kann die Schwimmkugel 11 herumgewirbelt werden, die Zweitdichtung bleibt jedoch dank dem Stützring 13 am vorgesehenen Platz. Stoppt man die Fremdeinspeisung, nimmt die Schwimmkugel sofort ihren Platz in der konkaven Stützauflage des Hauptventils 9 wieder ein.
4. Schliessvorgang.
Zuerst wird, beim Bewegen des Hauptventils 9 nach oben, der dichtende, im wesentlichen zylindrischen Teil des Hauptventils 9 mit seinem Gummiüberzug gegen die zylindrischen Innen- flache 1a des Mantelrohrs 1 geführt, was vom konischen Übergang erleichtert wird. Der Stützring 13 dient nun als Drosselübergang und verhindert Druckschläge im Leitungssystem. Dann wird die Schwimmkugel 11 gegen die Lippendichtung 12 bewegt, bis sie auf dem Stütznng 13 aufliegt Gleichzeitig wird ein Führungsflügel 18 von der Entwässerungsöffnung 16 weggeschoben, welche damit geöffnet wird (durch die spiegelsymmetrische Bauweise kann dies auch auf der entgegenge- setzten Seite auf der gleichen Höhe des Mantelrohrs 1 geschehen).
In anderen Ausführungsformen werden beispielsweise Lippendichtungen mit mehr oder weni- ger als zwei Lippen verwendet und/oder der Stützring wird vor der Zweitdichtung eingesetzt. Zu- dem setzten wir Lippendichtung und Stützring als einen eine konstruktive Einheit bildenden Bauteil ein.
In einer weiteren Ausführungsform wurde dazu übergegangen, an Stelle eines geschlossenen Stützringes, alternative Stützelemente, wie mindestens drei Bolzen oder Teilringe, bzw. Schalentei- le zur Definition des Sitzes der Schwimmkugel einzubauen. An Stelle einer Kugel wurden auch bewegliche Ventilelemente in der Form eines Stützkegels mit oder ohne Schliessfeder verwendet.
Der Sitzkegel des beweglichen Ventilelements ist derjenige Ventilelementteil in Form einer Mantelfläche eines Kegels oder Kegelstumpfs, der bei geschlossenem Ventil an der Zweitdichtung anliegt.
Neben dem kompletten Überziehen des Hauptventils 9 mit Gummi werden auch andere Mate- rialien für den Überzug des Hauptventils 9, wie Neopren, Teflon usw. verwendet.
Man kann sich auch vorstellen, dass ein Hydrant, der nur eine Absperrung aufweist, durch zu- sätzlichen Einbau des jeweils fehlenden Ventils zu einem Hydranten mit, im Sinne der Erfindung, doppelter Absperrung verändert bzw. umgebaut werden kann.
PATENTANSPRÜCHE:
1.Hydrant, der ein einteiliges Mantelrohr, welches unter Zwischenschaltung von Dichtungen einerseits an eine Wasserleitung anschliessbar, andrerseits mit einem Aufsatzrohr bzw einem Deckel lösbar und dicht verbindbar ist, sowie ein Hauptventil, dessen Ventilkörper mit einem Ventilsitz zusammenwirkt und mittels einer im Mantelrohr geführten Spindel be- tätigbar ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine korrosionsgeschützte zylindrische
Innenflache im Mantelrohr (1) selbst den Ventilsitz (1a) des Hauptventils (9) bildet und das
Mantelrohr (1) zusätzliche korrosionsgeschützte Einrichtungen zur Aufnahme und Befesti- gung von mindestens einem Stützelement und einer Zweitdichtung (12) aufweist, mit wel- cher ein bewegliches Ventilelement (11), wie an sich bekannt, dichtend zusammenwirken kann.