CH704308A2 - Vorrichtung zur Be- und/oder Entlüftung eines sich im Gelände unterirdisch erstreckenden Wasserleitungsnetzes. - Google Patents

Abstract

Die zur Be- und/oder Entlüftung eines sich im Gelände unterirdisch erstreckenden Wasserleitungsnetzes (97) geschaffene Vorrichtung hat eine in einem Hydranten (9) integrierte Luftführungs-Baugruppe (1) und ist sowohl zum automatischen Luftzufluss aus der Atmosphäre durch den Hydranten (9) in das Wasserleitungsnetz (97) bei im Wasserleitungsnetz (97) auftretendem Unterdruck als auch zum automatischen Luftabfluss in die Atmosphäre durch den Hydranten (9) der diesem aus dem Wasserleitungsnetz (97) zugeflossenen aufgestauten Luft bestimmt. Die Luftführungs-Baugruppe (1) ist in einem Steigrohr (92, 93) des Hydranten (9) eingebaut. Die Luftführungs-Baugruppe (1) umfasst eine Kammer (10) mit einem darin angeordneten Schwimmer (15), der mit einem Luftventil (16) zusammenwirkt. Das Luftventil (16) umfasst ein Primärteil (160), das an einem Kammerende (102) fest angeordnet ist, und ein Sekundärteil (165), das zwischen dem Primärteil (160) und dem Schwimmer (15) beweglich ist. Die Luftführungs-Baugruppe (1) ist einerseits starr mit dem ein Ventil am Hydranten (9) bildenden Abschlusskörper (7) und andererseits starr mit einer zur Betätigung des Abschlusskörpers (7) bestimmten Ventilstange (8) verbunden.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Be- und/oder Entlüftung eines sich im Gelände unterirdisch erstreckenden Wasserleitungsnetzes. Eine Belüftung des Wasserleitungsnetzes ist zur Verhütung eines massiven Schadens im Havariefall angebracht, wenn im Leitungsnetz ein grosses Leck oder Bruch auftritt und dadurch gegenüber der Atmosphäre ein Unterdruck mit der Gefahr der Leitungsimplosion entstehen würde. Eine Entlüftung des Leitungsnetzes ist bei der erstmaligen oder erneuten Inbetriebnahme erforderlich sowie während des laufenden Betriebs nötig, um nachgeschaltete Armaturen sowie angeschlossene Geräte vor Defekten zu schützen und deren Betriebssicherheit zu garantieren.

Stand der Technik

[0002] Die Entlüftung des Wasser führenden, unterirdisch verlegten Leitungsnetzes wird bei erstmaliger oder erneuter Inbetriebnahme üblicherweise durch Öffnen der im näheren Umfeld stehenden Hydranten durchgeführt. Für den Havariefall bei Leitungsbruch zur Vermeidung einer Leitungsimplosion mit hohen Schäden sowie zur automatischen Betriebsentlüftung des Leitungsnetzes sind Be- und Entlüftungsgeräte, z.B. von der Hawle Armaturen GmbH, D-83395 Freilassing / Deutschland, bekannt (siehe deren Homepage unter www.hawle.de/produkte/be-undentlueftungsventile-garnituren-spuelarmaturen). Diese Gerätschaften verursachen bereits erhebliche Anschaffungs- und Installationskosten. Die Unterbringung erfolgt zumeist in unterirdisch anzulegenden Schächten. Neben dem zusätzlichen Wartungsaufwand sind die Geräte auch vom hygienischen Standpunkt nicht optimal, da beim Belüften des Leistungsnetzes kaum saubere Luft angesaugt wird. Bei oberirdisch angelegten Schächten entfällt das Hygieneproblem, jedoch sind solche Schächte für die Zugänglichkeit zur Wartung der Geräte voluminös zu bemessen und stellen ein Hindernis in der Raumplanung dar. Daher werden Installationen mit sich bis oberirdisch erstreckenden Schächten nur in geringer Anzahl, üblicherweise in der Nähe von Reservoirs, vorgesehen.

Aufgabe der Erfindung

[0003] Angesichts der erheblichen Nachteile der bisher am Markt erhältlichen Geräte und Installationen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine technisch und hygienisch verbesserte und dabei kosteneffizientere Vorrichtung zur Be- und/oder Entlüftung eines sich im Gelände unterirdisch erstreckenden Wasserleitungsnetzes zu schaffen.

Übersicht über die Erfindung

[0004] Die zur Be- und/oder Entlüftung eines sich im Gelände unterirdisch erstreckenden Wasserleitungsnetzes konzipierte Vorrichtung hat eine in einem Hydranten integrierte Luftführungs-Baugruppe und ist sowohl zum automatischen Luftzufluss aus der Atmosphäre durch den Hydranten in das Wasserleitungsnetz bei im Wasserleitungsnetz auftretendem Unterdruck, als auch zum automatischen Luftabfluss in die Atmosphäre durch den Hydranten der diesem aus dem Wasserleitungsnetz zugeflossenen aufgestauten Luft bestimmt.

[0005] Nachstehend sind besonders vorteilhafte Details zur Vorrichtung genannt: Die Luftführungs-Baugruppe ist in einem Steigrohr des Hydranten eingebaut.

[0006] Die Luftführungs-Baugruppe umfasst: <tb>a)<sep>eine Kammer mit einem ersten Kammerende, das mit einem ersten Strömungsdurchgang verbunden ist, welcher sich durch einen ein Ventil bildenden Abschlusskörper des Hydranten erstreckt und zum Wasserleitungsnetz führt; <tb>b)<sep>ein Luftventil, das an einem zweiten Kammerende angeordnet ist; und <tb>c)<sep>einen Schwimmer, der in der Kammer zwischen dem ersten Kammerende und dem zweiten Kammerende beweglich geführt ist.

[0007] Das Luftventil umfasst: <tb>a)<sep>ein Primärteil, das am zweiten Kammerende fest angeordnet ist und einen zweiten Strömungsdurchgang hat; und <tb>b)<sep>ein Sekundärteil, das zwischen dem Primärteil und dem Schwimmer beweglich angeordnet ist und einen dritten Strömungsdurchgang hat; wobei <tb>c)<sep>der dritte Strömungsdurchgang eine innere, zum Schwimmer weisende Mündung und eine äussere, mit der Atmosphäre verbundene Mündung besitzt.

[0008] Der Schwimmer ist mit einer Dichtung zum Verschliessen der inneren Mündung des dritten Strömungsdurchgangs versehen. Das Sekundärteil passt abgedichtet in den zweiten Strömungsdurchgang des Primärteils.

[0009] Die Kammer hat einen zylindrischen Kammermantel mit einer Innenfläche. Zwischen der Innenfläche des Kammermantels und dem in der Kammer geführten Schwimmer verbleibt ein Strömungsspalt. Der Schwimmer besitzt Aussenelemente, die zur Führung des Schwimmers in der Kammer mit Beibehaltung des Strömungsspalts dienen. Das Sekundärteil des Luftventils hat erste Stützelemente, die der Führung in der Kammer und der Positionierung auf dem Schwimmer dienen, und am Sekundärteil sind zweite Stützelemente zur Positionierung im zweiten Strömungsdurchgang vorgesehen.

[0010] Die Luftführungs-Baugruppe ist einerseits starr mit dem Abschlusskörper und andererseits starr mit einer zur Betätigung des Abschlusskörpers bestimmten Ventilstange verbunden.

[0011] Während des laufenden Betriebs des Leitungsnetzes, mit dem Abschlusskörper in geschlossener Ventilstellung: <tb>a)<sep>ist im Normalzustand der Strömungsspalt zwischen der Mantelinnenfläche der Kammer und dem Schwimmer so weit mit durch den ersten Strömungsdurchgang des Abschlusskörpers gelangtem Wasser aus dem Leitungsnetz gefüllt, dass der Schwimmer auftriebsbedingt mit seiner Dichtung die innere Mündung des dritten Strömungsdurchgangs am Sekundärteil des Luftventils verschliesst und das Sekundärteil in das Primärteil, dessen zweiten Strömungsdurchgang verschliessend, eingeschoben ist; <tb>b)<sep>ist bei automatischer Betriebsentlüftung der Strömungsspalt zwischen der Mantelinnenfläche und dem Schwimmer so weit mit einem durch den ersten Strömungsdurchgang des Abschlusskörpers gelangten Luftvolumen aus dem Leitungsnetz gefüllt, dass der Schwimmer verminderten Auftrieb erfährt, mit seiner Dichtung die innere Mündung des dritten Strömungsdurchgangs am Sekundärteil des Luftventils freigibt, dabei das Sekundärteil durch die herrschenden Druckverhältnisse in das Primärteil, dessen zweiten Strömungsdurchgang verschliessend, eingeschoben ist und das Luftvolumen durch den dritten Strömungsdurchgang über eine Öffnung am Hydranten in die Atmosphäre abströmt; und <tb>c)<sep>stellt sich bei automatischer Belüftung im Havariefall im Strömungsspalt gegenüber der Atmosphäre ein aus dem Leitungsnetz, infolge eines Lecks, durch den ersten Strömungsdurchgang des Abschlusskörpers fortgesetzter Unterdruck ein, so dass der Schwimmer in der Kammer sinkt, das Sekundärteil durch die herrschenden Druckverhältnisse aus dem Primärteil fährt, dessen zweiten Strömungsdurchgang freigibt und somit aus der Atmosphäre über die Öffnung am Hydranten Luft durch den zweiten Strömungsdurchgang, die Kammer und den ersten Strömungsdurchgang im Abschlusskörper in das Leitungsnetz gelangt.

[0012] Hingegen bei erstmaliger oder erneuter Inbetriebnahme des Leitungsnetzes, mit dessen sukzessiver Befüllung und dem Abschlusskörper in geschlossener Ventilstellung für eine Startentlüftung: <tb>a)<sep>ist anfänglich aufgrund seiner Schwerkraft der Schwimmer in der Kammer abgesenkt, sitzt das Sekundärteil auf dem Schwimmer auf und ist der zweite Strömungsdurchgang offen, so dass die aus dem Leitungsnetz durch den ersten Strömungsdurchgang des Abschlusskörpers in die Kammer getriebene Luft durch den zweiten Strömungsdurchgang über die Öffnung am Hydranten in die Atmosphäre abströmt; und schliesslich <tb>b)<sep>ist durch den in der Kammer sukzessive ansteigenden Wasserstand bei darin aufsteigendem Schwimmer das restliche Luftvolumen aus der Kammer durch das Luftventil über die Öffnung am Hydranten in die Atmosphäre abgeströmt, bis das Sekundärteil vom Schwimmer in den zweiten Strömungsdurchgang des Primärteils eingeschoben ist, somit den zweiten Strömungsdurchgang verschliesst, und die Schwimmerdichtung auch den dritten Strömungsdurchgang verschliesst.

[0013] Die Öffnung am Hydranten ist oberhalb des Erdniveaus vorgesehen.

[0014] Das Steigrohr und die Ventilstange führen zu einem Aufsatzrohr, an welchem die Öffnung vorgesehen ist, wobei: <tb>a)<sep>der Öffnung am Aufsatzrohr ein Sieb und/oder ein Filter vorgesetzt ist; oder <tb>b)<sep>das Aufsatzrohr zumindest einen Schlauchanschluss hat, an dem die Öffnung liegt, und damit der Hydrant die Gestalt eines Überflurhydranten erhält, wobei ein Sieb und/oder ein Filter in der Öffnung oder in einer auf den Schlauchanschluss absetzbaren Abdeckung angeordnet sein können.

[0015] Der Hydrant ist im Wasserleitungsnetz, in Bezug auf das Normalnull, an einer Stelle erhöhten Niveaus installiert, der Luft aus dem Wasserleitungsnetz zufliesst und sich dort sammelt.

[0016] Oberhalb des zweiten Strömungsdurchgangs ist ein Durchbruch vorhanden, welcher dem Durchtritt von Luft und/oder Gischtwasser dient. Das Gischtwasser fliesst im Steigrohr einer Entwässerungsöffnung zu, welche vorzugsweise ansonsten der Entleerung des Hydranten nach Gebrauch bei wieder geschlossenem Abschlusskörper dient.

[0017] Vor dem Eintritt aus dem Leitungsnetz in den ersten Strömungsdurchgang ist ein Grobfilter zum Schutz der Luftführungs-Baugruppe vor mechanischer Beschädigung angeordnet. Ein Anschlussstück führt vom ersten Kammerende zum ersten Strömungsdurchgang.

[0018] Die Vorrichtung zur Be- und/oder Entlüftung mit der Luftführungs-Baugruppe ist an einem bestehenden Hydranten nachrüstbar.

[0019] Kurzbeschreibunq der beigefügten Zeichnungen Es zeigen: <tb>Fig. 1A<sep>- einen im Gelände, installierten Hydranten, in Gestalt eines Überflurhydranten mit Aufsatzrohr, oberem Steigrohr, darunter angeordnetem unterem Steigrohr und Einlaufbogen, mit angeschlossener Zuleitung und Weiterführung zum Leitungsnetz, mit dem Abschlusskörper in geschlossener Ventilstellung, im Teilschnitt; <tb>Fig. 1B<sep>- das vergrösserte Detail X1 aus den Fig. 1Aund 3; <tb>Fig. 1C<sep>- die Darstellung gemäss Fig. 1B, mit der Luftführungs-Baugruppe im Normalzustand, im Teilschnitt durch Abschlusskörper und Luftführungs-Baugruppe; <tb>Fig. 1D<sep>- die Darstellung gemäss Fig. 1Cim Schnitt durch das Luftventil der Luftführungs-Baugruppe; <tb>Fig. 1E<sep>- das vergrösserte Detail X2 aus Fig. 1C; <tb>Fig. 1F<sep>- das vergrösserte Detail X3 aus Fig. 1D; <tb>Fig. 2A<sep>- die Darstellung gemäss Fig. 1A, mit dem Abschlusskörper in offener Ventilstellung, im Teilschnitt; <tb>Fig. 2B<sep>- das vergrösserte Detail X4 aus Fig. 2A; <tb>Fig. 3<sep>- die Darstellung gemäss Fig. 1A, mit einem modifizierten Aufsatzrohr, im Teilschnitt; <tb>Fig. 4A<sep>- die Darstellung gemäss Fig. 1C, mit der Luftführungs-Baugruppe bei automatischer Betriebsentlüftung, im Teilschnitt durch Abschlusskörper und Luftführungs-Baugruppe; <tb>Fig. 4B<sep>- die Darstellung gemäss Fig. 3A im Schnitt durch das Luftventil der Luftführungs-Baugruppe; <tb>Fig. 4C<sep>- das vergrösserte Detail X5 aus Fig. 4A; <tb>Fig. 4D<sep>- das vergrösserte Detail X6 aus Fig. 4B; <tb>Fig. 5A<sep>- die Darstellung gemäss Fig. 1C, mit der Luftführungs-Baugruppe bei automatischer Belüftung im Havariefall, im Teilschnitt durch Abschlusskörper und Luftführungs-Baugruppe; <tb>Fig. 5B<sep>- die Darstellung gemäss Fig. 5Aim Schnitt durch das Luftventil der Luftführungs-Baugruppe; <tb>Fig. 5C<sep>- das vergrösserte Detail X7 aus Fig. 5A; und <tb>Fig. 5D<sep>- das vergrösserte Detail X8 aus Fig. 5B.

Ausführungsbeispiel

[0020] Mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erfolgt nachstehend die detaillierte Beschreibung eines Ausführungsbeispiels zur erfindungsgemässen Vorrichtung zur Be- und/oder Entlüftung eines sich im Gelände unterirdisch erstreckenden Wasserleitungsnetzes am Beispiel eines im Gelände installierten und an das Wasserleitungsnetz angeschlossenen Hydranten. Das oberirdisch am Hydranten installierte Aufsatzrohr ist in zwei Varianten ausgebildet.

[0021] Für die gesamte weitere Beschreibung gilt folgende Festlegung. Sind in einer Fig. zum Zweck zeichnerischer Eindeutigkeit Bezugsziffern enthalten, aber im unmittelbar zugehörigen Beschreibungstext nicht erläutert, so wird auf deren Erwähnung in vorangehenden oder nachfolgenden Figurbeschreibungen Bezug genommen. Im Interesse der Übersichtlichkeit wird auf die wiederholte Bezeichnung von Bauteilen in weiteren Figuren zumeist verzichtet, sofern zeichnerisch eindeutig erkennbar ist, dass es sich um «wiederkehrende» Bauteile handelt.

[0022] Fig. 1A und 1B sowie 2Aund 2B Der Hydrant 9 - im dargestellten Beispiel ein herkömmlicher Überflurhydrant - hat zuoberst das Aufsatzrohr 91, welches sich über das Erdniveau E in die Höhe erstreckt. Das Aufsatzrohr 91 hat die üblichen Bauteile, wie Verschlusskappe und Schlauchanschluss 910, an dem die Öffnung 911 zum Wasseraustritt mündet. Bei Nichtgebrauch sind der Schlauchanschluss 910 und die Öffnung 911 üblicherweise mit einer aufsetzbaren Abdeckung (912) geschützt. Am Aufsatzrohr 91 ist ferner eine Spindelverlängerung 84 zur Betätigung des Abschlusskörpers 7 mit seiner Ventilfunktion zugänglich. An das Aufsatzrohr 91 schliesst sich das obere Steigrohr 92 an, in dem die an sich bekannten Bauteile, wie Spindellager 83, Spindel 82 und Spindelmutter 81 angeordnet sind. Von der Spindelmutter 81 erstreckt sich die Ventilstange 8 abwärts. Das obere Steigrohr 92 steckt teleskopisch in der Höhe verstellbar im unteren Steigrohr 93, um den Hydranten 9 an die an der jeweiligen Örtlichkeit gegebenen Grabentiefe G anzupassen, welche als Abstand zwischen dem Erdniveau E und der Unterkante der mittels des Schraubrings 95 am Einlaufbogen 94 angeschlossenen Zuleitung 96 definiert ist. Das Prinzip eines solchen höhenverstellbaren Hydranten ist Gegenstand der EP 0 717 156 B1. Die Zuleitung 96 führt zum Wasserleitungsnetz 97.

[0023] Zwischen dem unteren Ende der Ventilstange 8 und dem Abschlusskörper 7 ist die Luftführungs-Baugruppe 1 angeordnet, welche zunächst im Wesentlichen aus einer von einem Mantel 13 umgebenen zylindrischen Kämmer 10 besteht, an deren unterem ersten Ende 101 ein rohrförmiges Anschlussstück 11 zum Abschlusskörper 7 führt. An das obere zweite Kammerende 102 setzt ein Luftventil 16 an, das seinerseits mit dem unteren Ende der Ventilstange 8 verbunden ist. Das Luftventil 16 weist ein Primärteil 160 auf, welches die Verbindung zwischen der Ventilstange 8 und dem zweiten Kammerende 102 darstellt. Das Primärteil 160 besitzt in den Innenraum der Steigrohre 92, 93 mündende Durchbrüche 161. Die Ventilfunktion des Abschlusskörpers 7 entsteht durch das Zusammenwirken von am Abschlusskörper 7 montierter Ventildichtung 71 und dem am unteren Steigrohr 93 vorhandenen Ventilsitz 70.

[0024] Bei geschlossener Ventilstellung (s. Fig. 1Aund 1B) ist der Abschlusskörper 7 so weit abgesenkt, dass die Ventildichtung 71 abdichtend im Ventilsitz 70 ruht. Hierbei gibt die Entwässerungsdichtung 78 die Entwässerungsöffnung 78 frei, welche über den Entwässerungsbogen 79 ins Erdreich führt. Die Entwässerungsöffnung 78 dient der Entleerung des Hydranten 9 nach Gebrauch bei wieder geschlossenem Abschlusskörper 7. Vor dem Eintritt aus dem Leitungsnetz 97 in den ersten Strömungsdurchgang 76 (s. Fig. 1C) ist ein Grobfilter 75 zum Schutz der Luftführungs-Baugruppe 1 vor mechanischer Beschädigung angeordnet.

[0025] Bei offener Ventilstellung (s. Fig. 2A, 2B) - infolge Betätigung an der Spindelverlängerung 84 - ist der Abschlusskörper 7 angehoben, so dass zwischen Ventildichtung 71 und Ventilsitz 70 ein offener Ringspalt zum Wasserdurchtritt entsteht. Nun versperrt die Entwässerungsdichtung 78 die Entwässerungsöffnung 78.

[0026] Fig. 1C bis 1F (Normalzustand) Bei dieser Figurenfolge wird vom laufenden Betrieb des Leitungsnetzes 97 ausgegangen. Der Abschlusskörper 7 befindet sich weiterhin in geschlossener Ventilstellung und die Luftführungs-Baugruppe 1 im Normalzustand, d.h. weder läuft eine automatische Betriebsentlüftung des Leitungsnetzes 97 (s. Fig. 4A-4D) noch eine automatische Belüftung des Leitungsnetzes 97 im Havariefall (s. Fig. 5A-5D).

[0027] Die Luftführungs-Baugruppe 1 umfasst: <tb>a)<sep>die Kammer 10 mit dem ersten Kammerende 101, das mit dem ersten Strömungsdurchgang 76 verbunden ist, welcher sich durch den das Ventil bildenden Abschlusskörper 7 des Hydranten 9 erstreckt und zum Wasserleitungsnetz 97 führt; <tb>b)<sep>das Luftventil 16, das am zweiten Kammerende 102 angeordnet ist; und <tb>c)<sep>den Schwimmer 15, der in der Kammer 10 zwischen erstem Kammerende 101 und zweitem Kammerende 102 beweglich geführt ist.

[0028] Das Luftventil 16 umfasst: <tb>a)<sep>das Primärteil 160, das am zweiten Kammerende 102 fest angeordnet ist und den zweiten Strömungsdurchgang 162 hat; und <tb>b)<sep>das Sekundärteil 165, das zwischen Primärteil 160 und Schwimmer 15 beweglich angeordnet ist und den dritten Strömungsdurchgang 168 hat; wobei <tb>c)<sep>der dritte Strömungsdurchgang 168 die innere, zum Schwimmer 15 weisende Mündung und die äussere, mit der Atmosphäre verbundene Mündung besitzt.

[0029] Der Schwimmer 15 ist mit der Dichtung 151 zum Verschliessen der inneren Mündung des dritten Strömungsdurchgangs 168 versehen. Das Sekundärteil 165 sitzt abgedichtet im zweiten Strömungsdurchgang 162 des Primärteils 160. Die Kammer 10 hat den zylindrischen Kammermantel 13 mit der Innenfläche 130. Zwischen der Innenfläche 130 des Kammermantels 13 und dem in der Kammer 10 geführten Schwimmer 15 verbleibt der Strömungsspalt 14. Der Schwimmer 15 besitzt Aussenelemente 150, die zur Führung des Schwimmers 15 in der Kammer 10 mit Beibehaltung des Strömungsspalts 14 dienen. Das Sekundärteil 165 des Luftventils 16 hat erste Stützelemente 166, die der Führung in der Kammer 10 und der Positionierung auf dem Schwimmer 15 dienen. Am Sekundärteil 165 sind zweite Stützelemente 167 zur Positionierung im zweiten Strömungsdurchgang 162 vorgesehen. Die Luftführungs-Baugruppe 1 ist einerseits starr mit dem Abschlusskörper 7 und andererseits starr mit der zur Betätigung des Abschlusskörpers 7 bestimmten Ventilstange 8 verbunden.

[0030] Im jetzigen Normalzustand ist der Strömungsspalt 14 zwischen der Mantelinnenfläche 130 der Kammer 10 und dem Schwimmer 15 so weit mit durch den ersten Strömungsdurchgang 76 des Abschlusskörpers 7 gelangtem Wasser aus dem Leitungsnetz 97 gefüllt, dass der Schwimmer 15 auftriebsbedingt mit seiner Dichtung 151 die innere Mündung des dritten Strömungsdurchgangs 168 am Sekundärteil 165 des Luftventils 16 verschliesst und das Sekundärteil 165 in das Primärteil 160, dessen zweiten Strömungsdurchgang 162 verschliessend, eingeschoben ist. Die Abdichtung wird durch eine im Primärteil 160 eingesetzte Dichtung 163 bewirkt, gegen die das Sekundärteil 165 drückt.

[0031] Die Öffnung 911 am Schlauchanschluss 910 am Aufsatzrohr 91 ist vorzugsweise mit einem Sieb und/oder Filter versehen. Oberhalb des zweiten Strömungsdurchgangs 162 ist ein Durchbruch 161 vorhanden, welcher in später zu beschreibenden Betriebszuständen dem Durchtritt von Luft und/oder Gischtwasser dient. Solches Gischtwasser würde durch das Steigrohr 93 der Entwässerungsöffnung 77 zufliessen, welche ansonsten der Entleerung des Hydranten 9 nach Gebrauch bei wieder geschlossenem Abschlusskörper 7 dient.

[0032] Fig. 3 In Abwandlung zu den Fig. 1A und 2A führen hier das Steigrohr 92, 93 und die Ventilstange 8 zu einem Aufsatzrohr 91, das keinen Schlauchanschluss 910 hat, sondern nur zur vom Erdniveau E erhöhten Positionierung der Öffnung 911 vorgesehen ist. Diese Konfiguration des Hydranten 9 dient nur als Vorrichtung zur Be- und/oder Entlüftung eines Leitungsnetzes 97, nicht zugleich vorrangig als Wasserentnahmestelle. Die zum Erdniveau E beabstandete Öffnung 911 gewährleistet bei der automatischen Belüftung im Havariefall (s. Fig. 5Abis 5D) das Ansaugen möglichst staubfreier Luft. Zur weiteren Luftverbesserung kann man der Öffnung 911, welche unterhalb einer auf dem Aufsatzrohr 91 angeordneten Abdeckung 912 mündet, ein Sieb 914 und/oder ein Filter 913 vorsetzen.

[0033] Fig. 4A bis 4D (Automatische Betriebsentlüftung) Bei dieser Figurenfolge wird weiterhin vom laufenden Betrieb des Leitungsnetzes 97 ausgegangen. Der Abschlusskörper 7 befindet sich unverändert in geschlossener Ventilstellung. Mittels der Luftführungs-Baugruppe 1 läuft eine automatische Betriebsentlüftung des Leitungsnetzes 97 ab.

[0034] Der Strömungsspalt 14 zwischen der Mantelinnenfläche 130 und dem Schwimmer 15 ist so weit mit einem durch den ersten Strömungsdurchgang 76 des Abschlusskörpers 7 gelangten Luftvolumen 12 aus dem Leitungsnetz 97 gefüllt, dass der Schwimmer 15 verminderten Auftrieb erfährt, mit seiner Dichtung 151 die innere Mündung des dritten Strömungsdurchgangs 168 am Sekundärteil 165 des Luftventils (16) freigibt, dabei das Sekundärteil 165 durch die herrschenden Druckverhältnisse in das Primärteil 160, dessen zweiten Strömungsdurchgang 162 verschliessend, eingeschoben ist und das Luftvolumen 12 durch den dritten Strömungsdurchgang 168 entweicht. Von hier gelangt das Luftvolumen 12 durch den Durchbruch 161 im Primärteil 160 in das obere Steigrohr 92 zur Öffnung 911 am Hydranten 9, um in die Atmosphäre abzuströmen. Eventuell durch den dritten Strömungsdurchgang 168 spritzendes Gischtwasser fliesst durch das untere Steigrohr 93 der Entwässerungsöffnung 77 zu und tritt in das Erdreich aus.

[0035] Fig. 5A bis 5D (Automatische Belüftung im Havariefall) Auch bei dieser Figurenfolge wird weiterhin vom laufenden Betrieb des Leitungsnetzes 97 ausgegangen. Der Abschlusskörper 7 befindet sich in geschlossener Ventilstellung. Mittels der Luftführungs-Baugruppe 1 läuft eine automatische Belüftung des Leitungsnetzes 97 im Havariefall, bei Leitungsbruch, ab.

[0036] Im Strömungsspalt 14 stellt sich gegenüber der Atmosphäre ein aus dem Leitungsnetz 97 durch den ersten Strömungsdurchgang 76 des Abschlusskörpers 7 fortgesetzter Unterdruck ein. Somit sinkt der Schwimmer 15 in der Kammer 10, das Sekundärteil 165 fährt durch die herrschenden Druckverhältnisse aus dem Primärteil 160 und gibt damit dessen zweiten Strömungsdurchgang 162 frei. Nun kann Luft aus der Atmosphäre über die Öffnung 911 am Schlauchanschluss 910 durch das Aufsatzrohr 91 und das obere Steigrohr 92, den Durchbruch 161 und den zweiten Strömungsdurchgang 162 im Primärteil 160, den Strömungsspalt 14 in der Kammer 10 und den ersten Strömungsdurchgang 76 im Abschlusskörper 7 bis in das Leitungsnetz 97 zum Ausgleich des darin durch die Havarie entstandenen Unterdrucks gelangen.

[0037] In diesem Zustand mit zum ersten Kammerende 101 gesunkenem Schwimmer 15 und aus dem Primärteil 160 herausgefahrenem Sekundärteil 165 befindet sich die Vorrichtung auch im Auslieferungszustand bzw. vor Inbetriebnahme.

[0038] Erstmalige oder erneute Inbetriebnahme des Leitungsnetzes Zeichnerisch nicht separat dargestellt ist die Situation der Luftführungs-Baugruppe 1 bei erstmaliger oder erneuter Inbetriebnahme des Leitungsnetzes 97, mit dessen sukzessiver Befüllung und dem Abschlusskörper 7 in geschlossener Ventilstellung für eine Startentlüftung. Zur Vollständigkeit wird jedoch mit Bezug auf die vorhandenen Figur auch die Phase nachstehend beschrieben.

[0039] Anfänglich ist aufgrund seiner Schwerkraft der Schwimmer 15 in der Kammer 10 abgesenkt, das Sekundärteil 165 sitzt auf dem Schwimmer 15 auf und der zweite Strömungsdurchgang 162 ist offen. Damit kann die aus dem Leitungsnetz 97 durch den ersten Strömungsdurchgang 76 des Abschlusskörpers 7 in die Kammer 10 getriebene Luft durch den zweiten Strömungsdurchgang 162, den Durchbruch 161, das obere Steigrohr 92 und das Aufsatzrohr 91 über die Öffnung 911 in die Atmosphäre abströmen. Insbesondere bei der Inbetriebnahme des Leitungsnetzes 97 ist das Abführen von über den ersten Strömungsdurchgang 76 und das Anschlussstück 11 in die Kammer 15 einspritzendem Gischtwasser über den zweiten Strömungsdurchgang 162, den Durchbruch 161 und abwärts im unteren Steigrohr 93 zur Entwässerungsöffnung 77 relevant.

[0040] Schliesslich ist durch den in der Kammer 10 sukzessive ansteigenden Wasserstand bei darin aufsteigendem Schwimmer 15 das restliche Luftvolumen 12 aus der Kammer 10 durch das Luftventil 16 über die Öffnung 911 in die Atmosphäre abgeströmt. Am Ende dieses Vorgangs ist das Sekundärteil 165 vom Schwimmer 15 in den zweiten Strömungsdurchgang 162 des Primärteils 160 eingeschoben. Damit sind der zweite Strömungsdurchgang 162 und mittels der angedrückten Schwimmerdichtung 151 auch der dritte Strömungsdurchgang 168 verschlossen, so dass sich der Normalzustand gemäss den Fig. 1Cbis 1Feingestellt hat.

Claims (15)

1. Vorrichtung zur Be- und/oder Entlüftung eines sich im Gelände unterirdisch erstreckenden Wasserleitungsnetzes (97), gekennzeichnet durch eine in einem Hydranten (9) integrierte Luftführungs-Baugruppe (1), bestimmt zum automatischen: <tb>a)<sep>Luftzufluss aus der Atmosphäre durch den Hydranten (9) in das Wasserleitungsnetz (97) bei im Wasserleitungsnetz (97) auftretendem Unterdruck; und <tb>b)<sep>Luftabfluss in die Atmosphäre durch den Hydranten (9) der diesem aus dem Wasserleitungsnetz (97) zugeflossenen aufgestauten Luft.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführungs-Baugruppe (1) in einem Steigrohr (92, 93) des Hydranten (9) eingebaut ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführungs-Baugruppe (1) umfasst: <tb>a)<sep>eine Kammer (10) mit einem ersten Kammerende (101), das mit einem ersten Strömungsdurchgang (76) verbunden ist, welcher sich durch einen ein Ventil bildenden Abschlusskörper (7) des Hydranten (9) erstreckt und zum Wasserleitungsnetz (97) führt; <tb>b)<sep>ein Luftventil (16), das an einem zweiten Kammerende (102) angeordnet ist; und <tb>c)<sep>einen Schwimmer (15), der in der Kammer (10) zwischen dem ersten Kammerende (101) und dem zweiten Kammerende (102) beweglich geführt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftventil (16) umfasst: <tb>a)<sep>ein Primärteil (160), das am zweiten Kammerende (102) fest angeordnet ist und einen zweiten Strömungsdurchgang (162) hat; und <tb>b)<sep>ein Sekundärteil (165), das zwischen dem Primärteil (160) und dem Schwimmer (15) beweglich angeordnet ist und einen dritten Strömungsdurchgang (168) hat; wobei <tb>c)<sep>der dritte Strömungsdurchgang (168) eine innere, zum Schwimmer (15) weisende Mündung und eine äussere, mit der Atmosphäre verbundene Mündung besitzt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass <tb>a)<sep>der Schwimmer (15) mit einer Dichtung (151) zum Verschliessen der inneren Mündung des dritten Strömungsdurchgangs (168) versehen ist; und <tb>b)<sep>das Sekundärteil (165) abgedichtet in den zweiten Strömungsdurchgang (162) des Primärteils (160) passt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass <tb>a)<sep>die Kammer (10) einen zylindrischen Kammermantel (13) mit einer Innenfläche (130) hat; <tb>b)<sep>zwischen der Innenfläche (130) des Kammermantels (13) und dem in der Kammer (10) geführten Schwimmer (15) ein Strömungsspalt (14) verbleibt; <tb>c)<sep>der Schwimmer (15) Aussenelemente (150) besitzt, die zur Führung des Schwimmers (15) in der Kammer (10) mit Beibehaltung des Strömungsspalts (14) dienen; <tb>d)<sep>das Sekundärteil (165) des Luftventils (16) erste Stützelemente (166) hat, die der Führung in der Kammer (10) und der Positionierung auf dem Schwimmer (15) dienen, und am Sekundärteil (165) zweite Stützelemente (167) zur Positionierung im zweiten Strömungsdurchgang (162) vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführungs-Baugruppe (1) einerseits starr mit dem Abschlusskörper (7) und andererseits starr mit einer zur Betätigung des Abschlusskörpers (7) bestimmten Ventilstange (8) verbunden ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass während des laufenden Betriebs des Leitungsnetzes (97), mit dem Abschlusskörper (7) in geschlossener Ventilstellung: <tb>a)<sep>im Normalzustand der Strömungsspalt (14) zwischen der Mantelinnenfläche (130) der Kammer (10) und dem Schwimmer (15) so weit mit durch den ersten Strömungsdurchgang (76) des Abschlusskörpers (7) gelangtem Wasser aus dem Leitungsnetz (97) gefüllt ist, dass der Schwimmer (15) auftriebsbedingt mit seiner Dichtung (151) die innere Mündung des dritten Strömungsdurchgangs (168) am Sekundärteil (165) des Luftventils (16) verschliesst und das Sekundärteil (165) in das Primärteil (160), dessen zweiten Strömungsdurchgang (162) verschliessend, eingeschoben ist; <tb>b)<sep>bei automatischer Betriebsentlüftung der Strömungsspalt (14) zwischen der Mantelinnenfläche (130) und dem Schwimmer (15) so weit mit einem durch den ersten Strömungsdurchgang (76) des Abschlusskörpers (7) gelangten Luftvolumen (12) aus dem Leitungsnetz (97) gefüllt ist, dass der Schwimmer (15) verminderten Auftrieb erfährt, mit seiner Dichtung (151) die innere Mündung des dritten Strömungsdurchgangs (168) am Sekundärteil (165) des Luftventils (16) freigibt, dabei das Sekundärteil (165) durch die herrschenden Druckverhältnisse in das Primärteil (160), dessen zweiten Strömungsdurchgang (162) verschliessend, eingeschoben ist und das Luftvolumen (12) durch den dritten Strömungsdurchgang (168) über eine Öffnung (911) am Hydranten (9) in die Atmosphäre abströmt; und <tb>c)<sep>bei automatischer Belüftung im Havariefall sich im Strömungsspalt (14) gegenüber der Atmosphäre ein aus dem Leitungsnetz (97), infolge eines Lecks, sich durch den ersten Strömungsdurchgang (76) des Abschlusskörpers (7) fortgesetzter Unterdruck einstellt, dass der Schwimmer (15) in der Kammer (10) sinkt, das Sekundärteil (165) durch die herrschenden Druckverhältnisse aus dem Primärteil (160) fährt, dessen zweiten Strömungsdurchgang (162) freigibt und somit aus der Atmosphäre über die Öffnung (911) am Hydranten (9) Luft durch den zweiten Strömungsdurchgang (162), die Kammer (10) und den ersten Strömungsdurchgang (76) im Abschlusskörper (7) in das Leitungsnetz (97) gelangt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei erstmaliger oder erneuter Inbetriebnahme des Leitungsnetzes (97), mit dessen sukzessiver Befüllung und dem Abschlusskörper (7) in geschlossener Ventilstellung für eine Startentlüftung: <tb>a)<sep>anfänglich aufgrund seiner Schwerkraft der Schwimmer (15) in der Kammer (10) abgesenkt ist, das Sekundärteil (165) auf dem Schwimmer (15) aufsitzt und der zweite Strömungsdurchgang (162) offen ist, so dass die aus dem Leitungsnetz (97) durch den ersten Strömungsdurchgang (76) des Abschlusskörpers (7) in die Kammer (10) getriebene Luft durch den zweiten Strömungsdurchgang (162) über die Öffnung (911) am Hydranten (9) in die Atmosphäre abströmt; und schliesslich <tb>b)<sep>durch den in der Kammer (10) sukzessive ansteigenden Wasserstand bei darin aufsteigendem Schwimmer (15) das restliche Luftvolumen (12) aus der Kammer (10) durch das Luftventil (16) über die Öffnung (911) am Hydranten (9) in die Atmosphäre abgeströmt ist, bis das Sekundärteil (165) vom Schwimmer (15) in den zweiten Strömungsdurchgang (162) des Primärteils (160) eingeschoben ist, somit den zweiten Strömungsdurchgang (162) verschliesst, und die Schwimmerdichtung (151) auch den dritten Strömungsdurchgang (168) verschliesst.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (911) am Hydranten (9) oberhalb des Erdniveaus (E) vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Steigrohr (92,93) und die Ventilstange (8) zu einem Aufsatzrohr (91) führen, an welchem die Öffnung (911) vorgesehen ist, wobei: <tb>a)<sep>der Öffnung (911) am Aufsatzrohr (91) ein Sieb (914) und/oder ein Filter (913) vorgesetzt ist; oder <tb>b)<sep>das Aufsatzrohr (91) zumindest einen Schlauchanschluss (910) hat, an dem die Öffnung (911) liegt, und damit der Hydrant (9) die Gestalt eines Überflurhydranten erhält, wobei ein Sieb und/oder ein Filter in der Öffnung (911) oder in einer auf den Schlauchanschluss (910) absetzbaren Abdeckung (912) angeordnet sein können.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydrant (9) im Wasserleitungsnetz (97), in Bezug auf das Normalnull, an einer Stelle erhöhten Niveaus installiert ist, der Luft aus dem Wasserleitungsnetz (97) zufliesst und sich dort sammelt.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass <tb>a)<sep>oberhalb des zweiten Strömungsdurchgangs (162) ein Durchbruch (161) vorhanden ist, welcher dem Durchtritt von Luft und/oder Gischtwasser dient; <tb>b)<sep>das Gischtwasser im Steigrohr (93) einer Entwässerungsöffnung (77) zufliesst, welche vorzugsweise ansonsten der Entleerung des Hydranten (9) nach Gebrauch bei wieder geschlossenem Abschlusskörper (7) dient.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass <tb>a)<sep>vor dem Eintritt aus dem Leitungsnetz (97) in den ersten Strömungsdurchgang (76) ein Grobfilter (75) zum Schutz der Luftführungs-Baugruppe (1) vor mechanischer Beschädigung angeordnet ist; und <tb>b)<sep>ein Anschlussstück (11) vom ersten Kammerende (101) zum ersten Strömungsdurchgang (76) führt.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Be- und/oder Entlüftung mit der Luftführungs-Baugruppe (1) an einem bestehenden Hydranten (9) nachrüstbar ist.