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Die Erfindung betrifft ein Be- und Entlüftungsventil-System für Rohrleitungen und Armaturen. Solche Be- und Entlüftungsventile werden verwendet, um Medium führende Leitungen, insbesondere unter Druck stehende Leitungen und speziell Trinkwasser- oder Abwasserleitungen zu belüften und/oder zu entlüften. Sie können an geodätischen Hochpunkten an den Leitungen selbst oder an Armaturen im Leitungssystem angeordnet werden.
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Be- und Entlüftungsventile weisen einen Ventilkörper auf, in dem die Be- und Entlüftungsfunktion untergebracht ist, und meist ist oben auf dem Ventilkörper eine Be- und Entlüftungsöffnung vorgesehen, im Weiteren auch lediglich ”Entlüftungsöffnung” genannt.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Be- und Entlüftungsventil universell einsetzbar zu machen, insbesondere auch in überflutungsgefährdeten Regionen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Be- und Entlüftungsventil-System gemäß dem Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche definieren bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.
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Das System gemäß der vorliegenden Erfindung ist durch einen Verschlussmechanismus für die Entlüftungsöffnung gekennzeichnet, wobei der Verschlussmechanismus eine vom Wasser- oder Flüssigkeitsstand im Entlüftungsbereich abhängige Ansteuerung aufweist. Mit anderen Worten wird also erfindungsgemäß dem Ventil bzw. dessen Entlüftungsöffnung eine Sicherung gegen das Eindringen von Wasser zugeordnet, und dies hat den Vorteil, dass teure und arbeitsaufwändige Tiefbaumaßnahmen unterbleiben können, wie beispielsweise Verschalungen oder Abfluss- bzw. Sickereinrichtungen. Das erfindungsgemäße System versucht nicht, eine Überflutung des Ventils überhaupt zu verhindern, sondern es nimmt die Tatsache in Kauf, dass solche Überflutungen manchmal stattfinden können. Trotzdem sorgt der Verschlussmechanismus erfindungsgemäß und vorteilhafterweise dafür, dass keine Flüssigkeiten eindringen und die Rohrleitung verschmutzt, sowie das Ventil beschädigt oder außer Funktion gesetzt wird. Das erfindungsgemäße System kann in Wartungsschächten und auch in so genannten Be- und Entlüftungsgarnituren eingesetzt werden, sowie auch im Anlagenbau.
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Der Verschlussmechanismus und/oder die Ansteuerung können mechanisch arbeiten, und insbesondere kann die Ansteuerung eine Hebelmechanik umfassen. Eine solche Hebelmechanik ist einfach herstellbar und arbeitet mechanisch zuverlässig.
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Was den Antrieb angeht, kann die Ansteuerung einen Schwimmer als Antrieb bzw. Stellglied umfassen oder einen pneumatischen, hydraulischen oder elektrischen Antrieb haben, der insbesondere auf die Hebelmechanik wirkt. Im letzteren Fall ist es von Vorteil, dass die Ansteuerung einen Wasserstandssensor und eine damit verbundene Kontrolle des Antriebs aufweist. Wenn ein Schwimmer verwendet wird, kann dieser sowohl als ”Sensor” arbeiten, als auch den Antrieb bereitstellen, wenn er aufschwimmt. Es besteht natürlich die Möglichkeit, die Überwachungs- oder Sensorelemente und auch die Funktionselemente elektrisch, elektronisch oder pneumatisch auszuführen.
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Der Verschlussmechanismus kann einen Verschlussdeckel für die Entlüftungsöffnung, insbesondere für das stirnseitige Ende eines Entlüftungsrohres aufweisen, und bei einer Ausführungsvariante ist der Verschlussdeckel zum Inneren des Ventilkörpers hin vor der Entlüftungsöffnung angeordnet (im Entlüftungsrohr), und er verschließt die Öffnung, wenn er nach außen an sie gedrückt wird.
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Die Erfindung wird im Weiteren anhand verschiedener Ausführungsformen näher erläutert. Sie kann alle hierin aufgeführten Merkmale einzeln sowie in jedweder sinnvollen Kombination umfassen. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems;
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2 eine erste Version des Systems mit Schwimmer;
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3 eine zweite Version des Systems mit Schwimmer;
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4 eine Version des erfindungsgemäßen Systems mit Kolben-/Zylindereinheit;
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5 eine Version des Systems mit umgekehrter Entlüftungsöffnung und Schwimmer; und
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6 eine Version des erfindungsgemäßen Systems mit Schwimmer und Rollmembran.
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In seiner allgemeinsten Form ist ein erfindungsgemäßes Be- und Entlüftungsventil-System in der 1 gezeigt. Dort trägt das Be- und Entlüftungsventil das Bezugszeichen 1; mit 3 ist der untere Anschluss an das zu entlüftende Rohr bzw. die zu entlüftende Armatur angedeutet, und das Bezugszeichen 5 zeigt auf ein kurzes Entlüftungsrohr mit der Entlüftungsöffnung 2.
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Oberhalb der Entlüftungsöffnung 2 bzw. des Entlüftungsrohres 5 ist in schematisierter Darstellung der Verschlussmechanismus 4 dargestellt, der dazu dient, die Entlüftungsöffnung 2 am Entlüftungsrohr 5 zu verschließen, wenn ein gewisser Wasserstand in der Umgebung des Be- und Entlüftungsventils vorhanden ist bzw. festgestellt wird.
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Eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen System, bei dem ein Schwimmer vorhanden ist, wird in 2 gezeigt. Hier ist das Entlüftungsrohr 5 etwas verlängert dargestellt, und an seinem oberen Ende besitzt es einen nach innen einragenden Ringrand 6, der die Entlüftungsöffnung 2 umgrenzt. Unter dem Ringrand (Kragen) 6 befindet sich eine Dichtung 8, und auf dieser Dichtung liegt wiederum der Verschlussdeckel 7 des Verschlussmechanismus 4A. Das Ventil ist in der 2 in geschlossenem Zustand gezeigt, in dem der Verschlussdeckel 7 ein Ein- oder Austreten von Luft durch die Öffnung 2 nicht mehr gestattet.
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Der geschlossene Zustand wurde erreicht, weil der Schwimmer 11 sich durch den (hier nicht eingezeichneten) Wasserstand angehoben und dem Verschlussdeckel 7 über die Querverstrebung 10 und die Stange 9 nach oben mitgenommen hat. Der Vorteil dieser Konstruktion, bei welcher der Verschlussdeckel 7 im Inneren des Entlüftungsrohres 5 vor der Entlüftungsöffnung 2 angeordnet ist, liegt insbesondere darin, dass bei einer Überflutung und bei hohem Druck im Ventil sowohl der Ventildruck als auch die vom Schwimmer erzeugte Auftriebskraft gemeinsam dafür sorgen, dass die Öffnung 2 geschlossen wird. Dies führt zu einem sicheren Abdichten gegen das Eindringen von Flüssigkeiten bzw. Schmutzwasser. Wenn die Überflutung nicht mehr gegeben ist, d. h. der Wasserstand sinkt, wird sich der Schwimmer auch gegen einen entsprechenden höheren Innendruck im Rohr 5 senken können, und somit das Be- und Entlüftungsventil wieder in Funktion setzten.
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Eine weitere Schwimmer-Konstruktion ist der 3 zu entnehmen. Hier ist die Schließfunktion mit Verschlussdeckel 7 im Entlüftungsrohr 5 dieselbe wie bei der Ausführungsform nach 2, lediglich die Ansteuerung des hier gezeigten Verschlussmechanismus 4B und der Antrieb unterscheiden sich etwas. Der Schwimmer 12 bewirkt das Schließen der Öffnung, nämlich hier bei steigendem Wasserstand über ein Gestänge 13, 15, mit einem Gelenk 14, wobei die Stange 13 auf der einen Seite des Gelenks 14 an der Stange 9 des Verschlussdeckels 7 und am Schwimmer 12 angebracht ist und die Stange 15 auf der anderen Seite des Gelenks 14 außen am Entlüftungsrohr 5 angeschlagen wird.
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Bei den Ausführungsformen gemäß den 2 bildet der jeweilige Schwimme 11, 12 sowohl die Ansteuerung des Verschlussmechanismus als auch dessen Antrieb, weil er direkt durch den Wasserstand angesteuert wird und durch seinen Auftrieb auch die notwendige Verschlusskraft liefert.
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Eine andere Lösungsvariante ist der Konstruktion der 4 zu entnehmen. Hier arbeitet der Verschlussmechanismus 4C mit dem Gestänge 13, 14, 15 und dem Verschlussdeckel 7 im Entlüftungsrohr 5 in der gleichen Weise wie bei der Ausführungsform bei 3, lediglich die Ansteuerung und der Antrieb sind variiert worden. Als Antrieb dient eine pneumatische oder hydraulische Kolben-/Zylindereinheit, die den Hebel 13 nach oben oder unten bewegen kann, um die Öffnung 2 mit dem Deckel 7 zu verschließen bzw. zu öffnen. Gesteuert wird die Funktion des Antriebs 16 durch einen Wasserstandssensor 17, der schematisch dargestellt ist und bei steigendem Wasserstand ein Signal zur Kontrolle bzw. Ansteuerung des Antriebs 16 abgibt (gestrichelte Linie). Anstelle der Kolben-/Zylindereinheit 16 kann als Antrieb auch ein Elektroantrieb gewählt werden, und als Sensor eignet sich ein Feuchtigkeitssensor oder ein ähnlicher Sensor ebenso wie der Anschlagssensor 17.
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Die Konstruktion gemäß der 5 umfasst einen Verschlussmechanismus 4D, bei dem das Entlüftungsrohr 5 verlängert und dabei um- und zurückgelenkt wird. Es erhält einen horizontalen Teil 20 und eine nach unten zurückgeführten Teil 23, der als Führung für den Schwimmer 22 dient. Die Entlüftungsöffnung 21 selbst liegt nach unten gerichtet am rechten Ende des horizontalen Teils 20, und sie wird durch den Schwimmer 22 verschlossen, wenn der Wasserstand eine gewisse Höhe erreicht.
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Ein weiterer Verschlussmechanismus 4E ist der 6 zu entnehmen. Dort umgibt ein Schwimmer 24 das Entlüftungsrohr 5 und wird dadurch bei seiner Auf- und Abbewegung geführt. Oben im Bereich des Rohres, aber leicht nach oben und außen von ihm abstehend, hat der Schwimmer einen Kragen 25.
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Oben und außen am Kragen 25 ist eine Rollmembran 26 befestigt, die das Oberteil des Entlüftungsrohres 5 umgibt und unterhalb einer Anzahl von Entlüftungsöffnungen 27 an diesem befestigt ist. In der in 6 dargestellten Stellung ist der Schwimmer relativ weit oben angeordnet und dadurch kann die Rollmembran 26 die Entlüftungslöcher 27 verdecken. Es kann kein Wasser in das Rohr 5 eindringen.
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Wenn der Wasserstand sinkt, wird die Rollmembran 26 beim Absenken des Schwimmers 24 nach unten abgerollt und gibt die Entlüftungsöffnungen 27 und somit den Luftdurchgangsweg frei.
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Es ist noch anzumerken, dass bei den Verschlussmechanismen 4D und 4E grundsätzlich die Funktion als Entlüftungsventil auch bei hohem Wasserstand noch gegeben ist, weil gegen die Verschlusskraft durchaus noch Luft austreten kann. Diese Funktion wird also aufrechterhalten, ohne dass die Gefahr besteht, dass Wasser in das Ventil eindringt.
