DE102012215832B3 - Be- und Entlüftungsventil für Rohrleitungen bzw. Armaturen - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Be- und Entlüftungsventil für Fluid führende Rohrleitungen bzw. Armaturen, mit einem Ventilmechanismus (2) und einen darauf wirkenden Schwimmkörper (1), wobei der Ventilmechanismus (2) einen zum Öffnen und Verschließen eines Ventilabgangs (3) in unterschiedliche Öffnungs- bzw. Schließstellungen bewegbaren Ventilkörper (4), einen Membranbecher (5), und eine zwischen dem Ventilkörper (4) und dem Membranbecher (5) angeordnete Rollmembran (6) umfasst, die in unterschiedlichen Öffnungs- bzw. Schließstellungen über Durchlassöffnungen (7) des Ventilkörpers (4) zu liegen kommen kann, wobei das Ventil ferner eine Leiteinrichtung (8) aufweist, welche ausgestaltet ist, einen Entlüftungsstrom am Ventilmechanismus (2) vorbeizuführen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Be- und Entlüftungsventil für Rohrleitungen bzw. Armaturen. Solche Be- und Entlüftungsventile werden verwendet, um mediumführende 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.
  • Aus der EP 1 990 566 A1 ist ein Be- und Entlüftungsventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt. Dieses Ventil weist einen im Wesentlichen becherförmig und nach unten hin querschnittsverkleinernd ausgebildeten Ventilkörper zum Verschließen und Öffnen einen Ventilabgangs, einen Membranbecher, welcher einem Schwimmkörper des Ventils zugeordnet ist, und eine Rollmembran auf, die zwischen dem Ventilkörper und dem Membranbecher angeordnet ist und in unterschiedlichen Verschluss- bzw. Öffnungsstellungen über Durchlassöffnungen des Ventilkörpers zu liegen kommen kann. Der Membrankörper weist eine Innenkontur auf, die sich im Wesentlichen entsprechend der Außenkontur des Ventilkörpers nach oben hin aufweitet.
  • Insbesondere beim Einsatz Abwasserleitungen ist bei diesem Ventil zu befürchten, dass der empfindliche Ventilmechanismus durch Schmutz in seiner Funktion beeinträchtigt wird.
  • Aus den Druckschriften DE 299 03 669 U1 , DE 299 05 743 U1 und DE 20 2009 000 710 U1 ist ein Be- und Entlüftungsventil bekannt, bei welchem mittels eines Schwimmers ein äußeres becherförmiges Ventilelement über einem inneren becherförmigen Ventilelement mit Entlüftungsöffnungen verschoben wird und so Entlüftungsöffnungen freigegeben bzw. verschlossen werden.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Be- und Entlüftungsventil bereitzustellen, das diesen Nachteil überwindet. Insbesondere soll ein Be- und Entlüftungsventil bereitgestellt werden, bei dem die Gefahr einer Beeinträchtigung des Ventilmechanismusses durch Schmutz herabgesetzt wird.
  • Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche bilden den erfindungsgemäßen Gegenstand vorteilhaft weiter.
  • Das erfindungsgemäße Be- und Entlüftungsventil umfasst einen Ventilmechanismus und einen darauf wirkenden Schwimmkörper, wobei der Ventilmechanismus einen zum Öffnen und Verschließen eines Ventilabgangs in unterschiedliche Öffnungs- bzw. Schließstellungen bewegbaren Ventilkörper, einen Membranbecher und eine zwischen dem Ventilkörper und dem Membranbecher angeordnete Rollmembran umfasst, die in unterschiedliche Öffnungs- bzw. Schließstellungen über Durchlassöffnungen des Ventilkörpers zu liegen kommen kann, wobei das Ventil eine Leiteinrichtung aufweist, welche ausgestaltet ist, einen Entlüftungsstrom zumindest teilweise am Ventilmechanismus vorbeizuführen. Bevorzugt liegt jedoch der gesamte Ventilmechanismus bei geöffnetem Ventil außerhalb des Luftstroms
  • Mit anderen Worten schützt die Leiteinrichtung den Ventilmechanismus, indem sie die Luftströmung so lenkt bzw. umlenkt, dass der Ventilmechanismus von dieser nicht angeströmt wird. Die Leiteinrichtung hält die die Luftströmung also vom Ventilmechanismus und insbesondere von der verschmutzungsauffälligen Rollmembran fern. Auf diese Weise wird verhindert, dass sich vom Entlüftungsstrom mitgetragene Schmutzpartikel an Teilen des Ventilmechanismus ablagern und so dessen Funktion beeinträchtigen können.
  • Es ist vorstellbar, dass der Ventilmechanismus durch die Leiteinrichtung nicht vollständig gekapselt wird, vielmehr ist es wichtig, dass die Leiteinrichtung eine auf Teile des Ventilmechanismus gerichtete Entlüftungsströmung weitestgehend verhindert. Es ist daher vorstellbar, dass die Leiteinrichtung lediglich um einzelne Bereiche des Ventilmechanismus ausgebildet ist, solange die Strömung am Ventilmechanismus vorbeigeführt wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Leiteinrichtung ferner so ausgestaltet, dass der Entlüftungsstrom in einer Öffnungsstellung des Ventilkörpers am Ventilkörper vorbeigeführt wird. Es ist ferner vorstellbar, dass der Entlüftungsstrom am Ventilkörper vorbeigeführt wird, sobald sich dieser im Bereich des maximalen Öffnungsgrades befindet. Hierfür könnte der Ventilkörper beispielsweise in eine Art Versenkung eingefahren werden, welche von der Leiteinrichtung bereitgestellt wird.
  • Eine Vorbeiführung des Entlüftungsstroms am Ventilkörper bietet einen weiteren Vorteil, nämlich dass vom Entlüftungsstrom keine Kraft auf den Ventilkörper ausgeübt werden kann, die den Ventilkörper in eine Schließstellung zu drängen bestrebt ist. Mit anderen Worten wird mittels der Leiteinrichtung verhindert, dass der Entlüftungsstrom einen dynamischen Druck auf den Ventilkörper ausübt.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die Leiteinrichtung in vertikaler Richtung über den Ventilmechanismus, insbesondere über den in einer Öffnungsstellung befindlichen Ventilkörper hinaus. An dieser Stelle soll darauf hingewiesen werden, dass sich die vorliegenden Lage- und Richtungsangaben auf ein vertikal liegendes Be- und Entlüftungsventil beziehen, wobei die Bewegungsrichtung des Ventilkörpers ebenso wie die Haupt-Strömungsrichtung des Entlüftungsstroms innerhalb des Ventils vertikal verlaufen. Bei einer anderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils sind diese Angaben selbstverständlich entsprechend anzupassen. Bei einer vertikalen Erstreckung der Leiteinrichtung über den Ventilmechanismus bzw. den Ventilkörper hinaus ist es unmöglich, dass der Ventilmechanismus oder der in einer Öffnungstellung befindliche Ventilkörper von einem vertikal verlaufenden Entlüftungsstrom angeströmt wird, insbesondere wenn die Leiteinrichtung unten, also in einer dem Entlüftungsstrom im Ventil entgegengerichteten Richtung geschlossen ausgebildet ist.
  • Ferner ist es denkbar, dass die Leiteinrichtung den Ventilmechanismus, insbesondere den in einer Öffnungsstellung befindlichen Ventilkörper in vertikaler Richtung gesehen umfänglich umgibt. Besonders bevorzugt wird eine Leiteinrichtung, die einen Hohlkörper, insbesondere einen nach oben hin offenen Hohlkörper bildet, der den Ventilmechanismus, insbesondere den in einer Öffnungsstellung befindlichen Ventilkörper aufnimmt, und insbesondere lagert. Eine solche Leiteinrichtung bildet also eine Art Topf, dessen oberer Rand sich über die Oberkante des Ventilmechanismus und insbesondere über die Oberkante eines in einer Öffnungsstellung befindlichen Ventilkörpers hinaus erstreckt. Eine solche Leiteinrichtung bildet also eine Art Aufnahme für den Ventilmechanismus und den in einer Öffnungsstellung befindlichen Ventilkörper.
  • Für die Schutzfunktion des Ventilmechanismus und des Ventilkörpers spielt es primär keine Rolle, welche Form die Leiteinrichtung bzw. der durch sie gebildete Hohlkörper zu einer Außenseite, also einer von dem Ventilmechanismus wegweisenden Seite aufweist. Im Sinne einer strömungsgünstigen Ausgestaltung des Be- und Entlüftungsventils ist es jedoch vorteilhaft, wenn sich der Querschnitt der Leiteinrichtung bzw. des Hohlkörpers nach unten hin, also entgegen der Richtung des Entlüftungsstroms hin verringert.
  • Ferner ist es möglich, dass die Leiteinrichtung zumindest einen sich von der Leiteinrichtung nach unten hin fort erstreckenden Abschnitt, insbesondere Kragen aufweist, der die Leiteinrichtung zudem umfänglich umlaufen kann. Solche Abschnitte bzw. Kragen bieten einen weiteren Schutz vor Schmutz, der durch den Entlüftungsstrom mitgetragen wird.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Leiteinrichtung zwei im Wesentlichen gegenüberliegende, umlaufende Wandungen auf, welche einen Ringraum zur Führung des Entlüftungsstroms abgrenzen. Mit anderen Worten wird der Entlüftungsstrom also durch einen ringförmigen Kanal geleitet, wobei sich der Ventilmechanismus und gegebenenfalls auch der Ventilkörper von der Strömung geschützt innerhalb des Rings befindet. Der Ringraum kann also so ausgestaltet sein, dass der Entlüftungsstrom durch die innere Wandung aufgeweitet wird, um Platz für den Ventilmechanismus und den Ventilkörper zu schaffen. Nachdem der Ventilmechanismus und ein sich in der Öffnungsstellung befindlicher Ventilkörper vom Entlüftungsstrom in vertikaler Richtung passiert worden sind, kann dieser dann wieder in horizontaler Richtung zusammengeführt werden.
  • Es ist denkbar, dass die Leiteinrichtung fest an einem Gehäuseteil des Ventils befestigt wird. Mit anderen Worten kann die Leiteinrichtung form- oder reibschlüssig mit einem Gehäuseteil des Ventils verbunden werden und darin eine nicht verändertliche Lage einnehmen.
  • Ferner ist es vorstellbar, dass die Leiteinrichtung im Bereich des Ventilabgangs in das Ventilgehäuse einsetzbar ausgestaltet ist, wobei insbesondere ein Einsetzen von oben in das Ventilgehäuse bevorzugt wird. Somit ist es sogar vorstellbar, bestehende Be- und Entlüftungsventile um eine erfindungsgemäße Leiteinrichtung zu ergänzen, um den Ventilmechanismus und den Ventilkörper zu schützen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen und unter Bezugnahme beiliegender Figuren näher erläutert. Sie kann alle hierin beschriebenen Merkmale einzeln sowie in jedweder sinnvollen Kombination umfassen. Es zeigen:
  • 1 ein erfindungsgemäßes Be- und Entlüftungsventil;
  • 2 eine vergrößerte Ansicht einer Leiteinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • In der 1 ist ein erfindungsgemäßes Be- und Entlüftungsventil zu sehen. Es weist ein Ventilgehäuse 10 auf, das oben einen verschraubten Deckel mit einem Ventilabgang 3 aufweist. Unterhalb des Ventilabgangs 3 ist ein tellerförmiger Ventilkörper 4 angeordnet, der in einer Führung im Deckel 3 geführt wird und in einer geschlossenen Stellung den Ventilabgang 3 umfänglich mittels einer nicht bezeichneten Ringdichtung abdichtet.
  • Der Ventilkörper 4 ist im Wesentlichen becherförmig ausgeführt und weist eine sich kegelstumpfförmig nach unten verjüngende Außenkontur auf, in welcher Durchlassöffnungen 7 vorgesehen sind, die hier die Form von am Umfang verteilten Längsschlitzen haben.
  • Der Schwimmkörper 1 ist mit einer Schwimmkörper-Führungsstange verbunden und somit nach oben und unten verschieblich gelagert. Die Schwimmkörper-Führungsstange ist wiederum mittels einer Feder mit einem Membranbecher 5 verbunden, der einen nach oben vorstehenden Rand aufweist. An der Außenseite dieses Randes ist eine Rollmembran 6 befestigt, die sich von dort aus nach unten über die Außenkontur des Ventilkörpers 4 erstreckt und damit die Durchlassöffnungen 7 verschließen kann, je nach dem in welcher Lage sich der Ventilkörper 4 relativ zum Membranbecher befindet.
  • In der in der 1 zu sehenden (offenen) Stellung des Ventilkörpers 4 kann Luft sowohl durch die Durchlassöffnungen 7 aus dem Ventil austreten, als auch durch eine zusätzliche, wesentlich größere Durchlassöffnung 3, die zwischen dem Ventilkörper 4 und dem Deckel des Ventils gebildet wird. Wenn im Innenraum des Ventils ein relativ hoher Flüssigkeitsstand vorliegt, drückt der Schwimmkörper 1 mittels der Schwimmkörper-Führungsstange die Rollmembran 6 an den Ventilkörper 4, so dass die Rollmembran 6 gegen die Durchlassöffnungen 7 gedrückt wird und diese verschließt. Durch eine weiter nach oben ausgeübte Kraft des Schwimmkörpers 1 wird der Spalt zwischen der Ringdichtung am Ventilkörper 4 und dem Ventildeckel und somit auch der Abgang 3 geschlossen.
  • Wenn der Flüssigkeitsstand im Gehäuse sinkt, bewegt sich der Schwimmkörper 1 durch die Schwerkraft nach unten, und das Ventil nimmt einen ”halb geöffneten” Zustand ein. Die Rollmembran 6 wird durch ihre Befestigung außen am Membranbecher 5 nach unten gezogen und rollt sich über die Außenkontur des Ventilkörpers 4 ab, wobei stufenlos und allmählich die Durchlassöffnungen 7 freigegeben werden, so dass ein Luftdurchgang erfolgen kann.
  • Wenn das Gehäuse weitgehend leer ist, somit das gesamte Gewicht des Schwimmkörpers 1 mit dem Membranbecher 5 zum Tragen kommt und die Gewichtskraft des Schwimmkörpers 1 und des Membranbechers 5 größer ist als die Anpresskraft, die durch den Innendruck im Ventil erzeugt wird, öffnet sich die zweite Ventilstufe, d. h. der Ventilkörper 4 löst sich von Ventilkörpersitz am Ventildeckel. Damit wird ein weiterer großer Entlüftungsquerschnitt 3 frei und die Luft kann zusätzlich über den gebildeten Ringspalt an der Ventildichtung vorbei ausströmen.
  • Strömt nun Wasser in das Gehäuseinnere, so hebt dies den Schwimmkörper 1 mit dem Membranbecher 5 an, wobei durch den steigenden Innendruck der Ventilkörper 4 nach oben mit seiner Dichtung an dessen Sitz gedrückt wird. Während dieses Vorgangs kann eine sehr schnelle Entlüftung durch den Spalt zwischen dem Ventilkörper 4 und dem Ventilkörpersitz erfolgen. Nachdem die Ventilkörperdichtung abgedichtet hat, kann die Rollmembran 6 wieder die stufenlose Entlüftung vornehmen, indem sie sich über die Ventilkörper-Außenkontur abrollt und die radial angeordneten Durchlassöffnungen 7 mehr oder weniger freigibt.
  • In der 1 ist ferner eine Leiteinrichtung 8 zu sehen, die mit einer inneren, nach außen gerichteten Wandung 11a und einer äußeren, nach innen gerichteten Wandung 11b einen Ringraum bildet, durch welchen Luft am Ventilmechanismus 2 und am an einer Öffnungsstellung befindlichen Ventilkörper 4 vorbei geleitet wird und durch einen Ventilabgang 3 aus dem Ventilgehäuse austreten kann.
  • Die äußere Wandung 11b bildet dabei selbst einen nach unten gerichteten Kragen, wobei ein solcher (Bezugszeichen 9) auch im oberen Drittel der inneren Wandung 11b ausgebildet ist. Diese Kragen bilden Schmutzabweiser, die mit dem Entlüftungsstrom mitgerissenen Schmutz wirkungsvoll zurückhalten. Es ist ferner zu sehen, dass die Leiteinrichtung 8 von oben in das Ventilgehäuse eingesetzt werden kann und mittels einem verschraubten Deckel zwischen dem Deckel und dem oberen Gehäuseteil 10 formschlüssig in Position gehalten wird.
  • In der 2 ist eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu sehen, wobei sich zu der in der 1 gezeigten Ausführungsform lediglich die Außenkontur bzw. Wandung 11a der Leiteinrichtung 8 unterscheidet. Ferner kann der 2 anhand eingezeichneter Pfeile der Verlauf des Entlüftungsstroms entnommen werden. Dieser wird mittels der inneren, nach außen gerichteten Wandung 11a um den Ventilmechanismus 2 und den Ventilkörper 4 in einer offenen Stellung herum geleitet, wobei Schmutzpartikel am nach unten gerichteten Kragen 9 zuverlässig zurückgehalten werden.
  • Sobald der Entlüftungsstrom die Oberkante der nach außen gerichteten Innenwandung 11a passiert hat, wird er nach innen und parallel zur Oberseite des tellerförmigen Ventilkörpers 4 umgeleitet und kann das Ventilgehäuse durch den Ventilabgang 3 verlassen.

Claims (9)

  1. Be- und Entlüftungsventil für Fluid führende Rohrleitungen bzw. Armaturen, mit einem Ventilmechanismus (2) und einem darauf wirkenden Schwimmkörper (1) wobei der Ventilmechanismus (2) einen zum Öffnen und Verschließen eines Ventilabgangs (3) in unterschiedliche Öffnungs- bzw. Schließstellungen bewegbaren Ventilkörper (4), einen Membranbecher (5), und eine zwischen dem Ventilkörper (4) und dem Membranbecher (5) angeordnete Rollmembran (6) umfasst, die in unterschiedlichen Öffnungs- oder Schließstellungen über Durchlassöffnungen (7) des Ventilkörpers (4) zu liegen kommen kann, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil ferner eine Leiteinrichtung (8) aufweist, die sich in vertikaler Richtung über dem Ventilmechanismus (2) hinaus erstreckt und so einen Entlüftungsstrom am Ventilmechanismus (2) vorbeiführt.
  2. Be- und Entlüftungsventil gemäß Anspruch 1, wobei die Leiteinrichtung (8), den Entlüftungsstrom am in einer Öffnungsstellung befindlichen Ventilkörper (4) vorbeiführt.
  3. Be- und Entlüftungsventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die Leiteinrichtung (8) den Ventilmechanismus (2) in vertikaler Richtung gesehen umfänglich umgibt.
  4. Be- und Entlüftungsventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Leiteinrichtung (8) einen Hohlkörper, der den Ventilmechanismus (2) aufnimmt.
  5. Be- und Entlüftungsventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei sich der Querschnitt der Leiteinrichtung (8) und/oder des Hohlkörpers nach unten hin verringert.
  6. Be- und Entlüftungsventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Leiteinrichtung (8) zumindest einen sich von der Leiteinrichtung (8) nach unten fort erstreckenden Abschnitt (9) aufweist.
  7. Be- und Entlüftungsventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Leiteinrichtung (8) zwei gegenüberliegende, umlaufende Wandungen (11a, 11b) aufweist, welche einen Ringraum zur Führung des Entlüftungsstroms abgrenzen.
  8. Be- und Entlüftungsventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Leiteinrichtung (8) ortsfest an einem Gehäuseteil (10) des Ventils befestigt ist.
  9. Be- und Entlüftungsventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Leiteinrichtung (8) im Bereich des Ventilabgangs (3) in das Ventilgehäuse (10) eingesetzt ist.
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