-
Die Erfindung betrifft Sicherheitsventil
für eigen-/fremdmediumgesicherte
Leitungen, bestehend aus einem Ventilgehäuse mit einer medienzuführenden
Einlassöffnung,
einer Auslassöffnung,
an der eine Doppelrohrleitung vorgesehen ist, die eine innere Rohrleitung
und ein die Rohrleitung umschließendes Schutzrohr aufweist,
sowie einem mit einem Ventilsitz in Schließstellung dichtend zusammenwirkenden
Dichtkegel.
-
Derartige Sicherheitsventile werden
zum Beispiel für
die Regelung der Medienführung
in Erd- und frei verlegten Leitungen für technische Gase, Wasser und
andere Medien eingesetzt, so zum Beispiel zur Zuführung von
Wasser in ein Haus. Das Medium wird üblicherweise seitlich versetzt
neben der Hauswand durch eine zuführende Leitung in die Nähe des Hauses
geführt
und über
eine quer zur Längserstreckungsrichtung
der Leitung verlaufende Verbindungsleitung in das Haus geführt. In
dem Abschnitt zwischen der Leitung und der Hauswand ist das Sicherheitsventil
angeordnet. Mit diesem ist es möglich,
die Rohrleitung so zu sichern, dass bei einem Defekt oder einer
Manipulation an der Rohrleitung die Armatur selbsttätig ohne
Hilfsenergie die Zufuhr des Mediums absperrt und somit Nachströmen bzw.
Ausfließen
aus der defekten Rohrleitung bzw. Verbindungsleitung verhindert
wird.
-
Der Anschluss der Verbindungsleitung
mit der Leitung erfolgt vorzugsweise mit einer Anbohrarmatur. An
der Anbohrarmatur ist ein sich quer zur Längsrichtung der Leitung erstreckendes
Anschlussstück
ausgebildet, an dessen Ende das Sicherheitsventil befestigt ist.
-
In den Boden eingeleitete Spannungen,
zum Beispiel bei der Komprimierung des Bodens, können auf dieses Anschlussstück übertragen
werden und zu Spannungen in der Verbindung zwischen dem Ventil und
Anschlussstück
führen.
Diese Spannungen können
die Funktionsfähigkeit
des Ventils negativ beeinflussen oder das Ventil sogar beschädigen. Ferner
ist die Montage des Ventils an das Anschlussstück aufwendig und bedingt eine
gewisse Bauhöhe, da
das Ventil prinzipiell immer oberhalb der medienführenden
Leitung angeordnet sein muss. Dieses birgt insbesondere vor dem
Hintergrund Probleme, dass die medienführenden Leitungen im Hausanschlussbereich
zunehmend niedriger verlegt werden und die Ventile und Anschlusselemente
somit in den Frostbereich im Erdreich gelangen.
-
Ein gattungsgemäßes Sicherheitsventil ist aus
dem deutschen Gebrauchsmuster
DE 201 107 58 U1 bekannt.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist das Vorsehen eines Sicherheitsventils, welches einfacher an
der medienführenden
Leitung montierbar ist.
-
Dieses wird erfindungsgemäß dadurch
bewerkstelligt, dass der Dichtkegel an einer Hohlwelle ausgebildet
ist, innerhalb derer ein Schneidelement angeordnet ist, das im Verhältnis zur
Hohlwelle axial versetzbar und in einer Sollposition arretierbar
ist, und dass die Einlassöffnung
unterhalb der Hohlwelle angeordnet ist.
-
Das erfindungsgemäße Sicherheitsventil stellt
damit erstmalig ein Anbohrventil mit Sicherheitsfunktion bereit.
Bei der Montage kann das Ventil unmittelbar auf eine Anbohrbrücke oder
An bohrarmatur aufgesetzt werden, um die Einlassöffnung mit der medienführenden
Leitung zu verbinden. Das Schneidelement kann durch die Hohlwelle
und den Dichtsitz hindurch in den Außenmantel der medienführenden
Leitung eingedreht werden, um in dieser eine Öffnung zum Austreten des Mediums
aus der Leitung in das Ventil vorzusehen.
-
Die erfindungsgemäße Ausbildung des Sicherheitsventils
ermöglicht
es damit, ein Sicherheitsventil und eine Anschlussarmatur einfach
in einer Baugruppe zu kombinieren.
-
Das erfindungsgemäße Sicherheitsventil weist
ferner eine geringere Bauhöhe
als bekannte Sicherheitsventile auf, da der Dichtsitz wesentlich
niedriger im Verhältnis
zum Ventilgehäuse
angeordnet ist. Diese Ausbildung weist zudem verbesserte Strömungseigenschaften
auf und ist wesentlich stabiler, da das Ventil in Einbaulage im
Kraftzentrum der Armatur oberhalb der Leitung positioniert ist.
-
Vorteilhafterweise ist das Schneidelement
so ausgebildet, dass dieses beim Eindrehen in die medienführende Leitung
den aus dieser herausgeschnitten Stopfen unlösbar aufnimmt. Beispielsweise kann
dieses durch ein an der inneren Mantelfläche des Schneidelements vorgesehenes
Gewinde bewerkstelligt werden. Alternativ sind Widerhaken einsetzbar.
-
Das erfindungsgemäße Sicherheitsventil ist mit
dem Vorteil verbunden, dass eine Anschlusskappe zur Entnahme des
Mediums an der Geländeoberfläche nicht
mehr fluchtend oberhalb der Anbohrarmatur angeordnet sein muss.
Bislang musste das Medium über
eine starre Leitung, die senkrecht zur Leitung bzw. Anbohrarmatur
verlief, aus der Armatur an die Geländeoberfläche geführt werden. Nunmehr kann in
dem Gehäuse
des Sicherheitsventils an beliebiger Stelle ein Anschlussstutzen
zum Herausführen
des Mediums aus dem Gehäuse
vorgesehen werden, über
den dieses aus dem Sicherheitsventil zu der Anschlusskappe geführt wird.
Damit ist das erfindungsgemäße Sicherheitsventil
nicht nur bautechnisch einfacher, sondern ermöglicht auch eine Erhöhung der
Flexibilität
gegenüber
der bekannt getrennten Ausführung
von Sicherheitsventilen und Anschlussarmaturen.
-
Vorzugsweise ist zwischen dem Schneidelement
und der Hohlwelle ein Bewegungsgewinde ausgebildet. Das Schneidelement
kann somit bei sich in Ruhe befindlicher Hohlwelle durch Einsetzen
eines Betätigungselements,
z.B. eines Vierkants an einem Gestänge, in das oberseitige Ende
des Schneidelements in die Mantelfläche der Leitung eingedreht werden.
-
Im Falle von Kunststoffleitungen
kann das Schneidelement an seinem in Einbaulage unteren Ende mit
einer kreiszylindrischen Ringschneide oder einem Fräser ausgebildet
sein.
-
Um zu verhindern, dass sich der aus
der medienführenden
Leitung herausgetrennte Stopfen in die Leitung fällt, kann auf der inneren Mantelfläche der
Schneidfläche
der Ringschneide ein Gewinde ausgebildet sein, welches sich beim
Einschneiden in die äußere Mantelfläche des
Stopfens einschneidet. Auf diese Weise wird der Stopfen unlösbar in
der Ringschneide aufgenommen. Vorzugsweise hat das Gewinde auf der
Innenseite der Ringschneide dieselbe Gangzahl wie das Gewinde zwischen
dem Dichtkegel und der Ringschneide. Anstelle eines Gewindes können auf
der Innenfläche
der Schneidfläche auch
andere geeignete Rastmittel vorgesehen sein, z.B. Rasthaken.
-
Zur Realisierung einer einfachen
Verbindung zwischen dem Ventil und der Armatur ist es besonders
vorteilhaft, ein Befestigungsgewinde außenseitig an der Einlassöffnung des
Ventilgehäuses
vorzusehen. Das Ventil braucht dann nur noch in einen Aufnahmestutzen
mit korrespondierend ausgebildetem Innengewinde an der Anbohrarmatur
oder Anbohrbrücke
eingedreht zu werden, um die Verbindung herzustellen. Wenn die medienführende Leitung
aus HDPE besteht, reicht die Ausbildung des Schneidelements als Stanzer
aus. Im Falle von härteren
Kunststoffen, wie zum Beispiel PVC, hat es sich als vorteilhaft
erwiesen, das Schneidelement als Fräser auszubilden. Für Stahl-
oder Gussrohrleitungen kann an dem Sicherheitsventil auch ein Stahlunterteil mit
einer Zusatzabsperrung (Zunge) für
Anbohrgestänge
ausgebildet sein.
-
Die Erfindung ist in den Zeichnungen
anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles
veranschaulicht und im Folgenden detailliert beschrieben. Es zeigen:
-
1 einen
Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Anbohrventil mit Sicherheitsfunktion, das
auf eine Anbohrbrücke
aufgesetzt ist, mit dem Schneidelement in der Stellung vor dem Einschnitt
in die Anbohrbrücke
und
-
2 eine
Seitenansicht des Anbohrventils gemäß 1 nach Einschnitt des Schneidelements in
die Anbohrbrücke.
-
Das in seiner Gesamtheit mit 10 gekennzeichnete
Sicherheitsventil ist als Sicherheitsventil für eigen-/fremd-mediumgesicherte
Leitungen im geschlossenen Zustand ausgebildet.
-
Das Sicherheitsventil 10 ist
auf eine Anbohrbrücke 50 aufgeschraubt.
Zu diesem Zweck ist an dem in Einbaulage unteren Ende von dem Gehäuse 12 des
Sicherheitsventils 10 ein Gewindestutzen 14 einstöckig angeformt,
an dessen Außenseite
ein Befestigungsgewinde 16 ausgebildet ist. Dieses Befestigungsgewinde 16 ist
in ein korrespondierend ausgebildetes Innengewinde 52 eines
Aufnahmestutzens 54 der Anbohrbrücke 50 dichtend eingeschraubt.
Diese untere Seite stellt die Einlassseite des Sicherheitsventils 10 dar.
-
Die Auslassseite des Ventils 10 ist
so ausgeführt,
dass zwei konzentrisch angeordnete Rohrleitungen auf entsprechend
angeordneten Stutzen montiert sind, womit eine Doppelrohrleitung
gebildet wird. Die erforderliche Montage kann durch Verpressen,
Verkleben oder andere geeignete Montageverfahren erfolgen. Die innere
Rohrleitung 18 der Auslassseite führt den Hauptvolumenstrom des
Mediums weiter zu einem Verbraucher, z. B. einem Hausanschluss.
-
Das Sicherheitsventil 10 ist
mit einem Ventilsitz 20 ausgebildet. Nach dem Öffnen des
Ventils durch Anheben des Dichtkegels 22 strömt das Medium
von der Einlassseite zu der Auslassseite des Ventils.
-
Zur Entnahme des Mediums aus der
Leitung muss die Leitung unterhalb der Anbohrbrücke 50 zunächst „angebohrt" werden. Dieses erfolgt
mittels einer Ringschneide 24, die axial versetzbar zu
dem als Hohlwelle ausgebildeten Dichtkegel 22 angeordnet ist.
An der Innenseite des Dichtkegels 22 ist ein Innengewinde
ausgebildet, welches ein am oberen Ende der Ringschneide 24 ausgebildetes
Außengewinde
kämmt.
Durch die obere Öffnung 26 des
Ventildeckels kann zum Anbohren ein mit einem bekannten Vierkant
versehenes Gestänge
eingesetzt und gedreht werden, so dass sich die Ringschneide 24 im Verhältnis zu
dem Dichtkegel 22 nach unten absenkt und in das Material
der Leitung einschneidet. Der dabei aus der Leitung herausgeschnittene „Stopfen" schneidet sich in
ein innenseitig an der Ringschneide 24 vorgesehenes Gewinde 29 ein,
um ein unerwünschtes
Herausfallen des Stopfens nach dem Anbohren zu verhindern.
-
Die vorliegende Ringschneide 24 ist
zum Anschneiden einer Leitung aus HDPE gedacht. Sofern eine Leitung
aus dem härteren
PVC zum Einsatz kommt, müsste
die Ringschneide durch einen Fräser ersetzt
werden.
-
In der vorliegenden Ausführungsform
ist das Sicherheitsventil für
eigen-/fremdmediumgesicherte Leitungen im geschlossenen Zu stand
ausgebildet, wie dieses in dem deutschen Gebrauchsmuster 201 107
58 niedergelegt ist.
-
Auch gemäß der vorliegenden Ausführungsform
ist vor dem Ventilsitz 20 in dem Gehäuse 12 ein Kanal 30 vorgesehen,
der durch eine Düse 32 in
das Membrangehäuse 34 mündet. Das
Gas strömt
durch das Membrangehäuse 34 in
den Auslasskanal 36 und gelangt schließlich durch die Auslassbohrung 38 in
den Ringraum zwischen dem Innenrohr 18 und dem äußeren Schutzrohr 40.
-
Sobald dieser Zwischenraum komplett
gefüllt ist,
baut sich in dem Ringraum und dem Membrangehäuse 34 der gleiche
Druck auf wie in der Leitung. Der Druck erzeugt auf die Membran 42 eine
Kraft, so dass der Dichtkegel 22 gegen die Federkraft der
Spiralfeder 44 aus dem Ventilsitz 20 gehoben wird
und das Ventil öffnet.
In geöffnetem
Zustand strömt
das Medium unmittelbar aus der medienführenden Armatur in die innere
Rohrleitung 18.
-
Zur einwandfreien Funktionsweise
muss natürlich
sichergestellt sein, dass bei der Durchführung der Drehbewegung der
Ringschneide 24 kein Drehmoment auf den Dichtkegel 22 übertragen
wird, da dieses sonst die Funktionsweise der Membran 42 negativ
beeinflussen würde.
Wie insbesondere aus 2 zu
entnehmen ist, erfolgt das Anbohren der Leitung mittels der Ringschneide 24 bei
geschlossenem Ventil.
-
Wird kein Medium verbraucht, so dass
kein Medium durch die Leitung und das Sicherheitsventil strömt, stellt
sich in dem ganzen System der gleiche Anlagendruck ein. In diesem
Zustand ist die Federkraft, die den Dichtkegel 22 in den
Ventilsitz 20 drückt,
kleiner als die entgegengerichtet wirkende Kraft, die sich aufgrund
des Druckes auf die Membranfläche
ergibt, so dass das Sicherheitsventil 10 geöffnet bleibt.
-
Sollte jetzt ein technischer Defekt
oder eine Manipulation an der Verbindungsleitung zwischen dem Sicherheitsventil
und dem Verbraucher erfolgen, so dass das äußere Schutzrohr 40 beschädigt wird, hat
dieses einen Druckabfall zur Folge. Der Druckabfall in dem Membrangehäuse 34 bewirkt,
dass die Federkraft der Spiralfeder 44 den Dichtkegel 22 in
den Ventilsitz 20 drückt
und dadurch das Ventil schließt. Die
Federkraft und die aus Anlagendruck und Membranfläche entstehende
Gegenkraft müssen
so ausgelegt werden, dass trotz des nachströmenden Gases durch den Kanal 30 und
die Düse 32 die
Federkraft groß genug
ist, um das Ventil zu schließen.
-
Die Verbindung zwischen der Anbohrarmatur und
dem Ventilgehäuse
kann selbstverständlich
auch in anderer Weise erfolgen, so zum Beispiel mit einem Bajonettverschluss.
-
Der zuvor beschriebene Anschlussstutzen 55,
zur Entnahme des Mediums, ist unterseitig an dem Gehäuse 12 vorgesehen.
-
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Sicherheitsventils
ermöglicht
eine besonders „niedrige" Anordnung des Ventilsitzes
im Ventilgehäuse. Dieses
realisiert die gewünschte „flache" Bauweise der Kombination
aus Sicherheitsventil und Anbohrarmatur und gewährleistet gute Strömungseigenschaften
des Mediums von der Einlassseite in die Auslassseite.
-
- 10
- Sicherheitsventil
- 12
- Gehäuse
- 14
- Gewindestutzen
- 16
- Befestigungsgewinde
- 18
- innere
Rohrleitung
- 20
- Ventilsitz
- 22
- Dichtkegel
- 24
- Ringschneide
- 26
- Öffnung
- 28
- Ventildeckel
- 29
- Gewinde
- 30
- Kanal
- 32
- Düse
- 34
- Membrangehäuse
- 36
- Auslasskanal
- 38
- Auslassbohrung
- 40
- äußeres Schutzrohr
- 42
- Membran
- 44
- Spiralfeder
- 50
- Anbohrbrücke
- 52
- Innengewinde
- 54
- Aufnahmestutzen
- 55
- Anschlussstutzen