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Vorrichtung zum Belüften von unter Druck aus einer Entnahmestelle
austretendem Wasser, insbesondere bei Hauswasserleitungen Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zum Belüften von unter Druck aus einer Entnahmestelle austretendem
Wasser, insbesondere bei Hauswasserleitungen. Es sind schon Vorrichtungen dieser
Art bekanntgeworden, bei denen an einer Wasserentnahmestelle unterhalb einer gelochten
Querwand die Außenluft frei zutritt und ein Siebkörper angeordnet ist, welcher das
Zerteilen des Wassers und seine innige Mischung mit Luft bewirkt. Der Widerstand
des Siebkörpers ist dabei im allgemeinen derart bemessen, daß aus ihm ein zusammenhängender,
mit Luftblasen durchsetzter Wasserstrom austritt.
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Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, eine Belüftungseinrichtung
der genannten Art dadurch besonders vorteilhaft auszubilden, daß der Durchflußquerschnitt
der gelochten Querwand regelbar ist. Hierdurch wird auch die Geschwindigkeit des
auf den Siebkörper auftreffenden Wassers regelbar und die anteilmäßige Zusammensetzung
der erzeugten Wasser-Luft-Mischung beeinflußt.
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Im einzelnen kann bei der Erfindung ein in der Bohrung der Querwand
axial beweglicher Ventilkörper für die Regelung des Durchflußquerschnittes Verwendung
finden, welcher z. B. eine konische Form besitzt und auf seiner Mantelfläche in
axialer Richtung mit Schlitzen versehen sein kann, deren Durchflußquerschnitt durch
Bewegen des Ventilkörpers verändert wird. Hierdurch kann bei geringem Hub des Ventilkörpers
eine starke Beeinflussung des Flüssigkeitszutrittels erreicht werden.
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Es sind auch Ausführungsformen der Erfindung möglich, bei denen der
Wasserzutritt durch mehrere Ventilkörper regelbar ist. Die Ventilkörper können mit
dem axial beweglichen Siebkörper starr verbunden oder kraftschlüssig gekuppelt sein.
Der Siebkörper ist vorteilhaft in einer als Überwurfmutter ausgebildeten Kappe befestigt.
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In manchen Fällen ist es zweckmäßig, daß außer den Öffnungen mit veränderbarem
Durchflußquerschnitt auch solche mit unveränderbarem Querschnitt vorhanden sind.
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Es sind jedoch auch andere Vorrichtungen zur Regelung des Wasserzutritts
möglich. Beispielsweise kann die Querwand aus zwei übereinanderhegenden Lochscheiben
bestehen, von denen mindestens eine drehbar ist.
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Eine weitere Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß der Siebkörper
drehbar ist und mehrere Ausnehmungen aufweist, die teilweise mit Siebeinsätzen abgedeckt
sind, welche wahlweise in den Wasserstrom hineingebracht werden -können. Schließlich
kann die Wirksamkeit der Belüftung auch dadurch beeinflußt werden, daß der Wasserzutritt
zum Siebkörper absperrbar ist.
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Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind aus der Zeichnung
ersichtlich, in welcher die Erfindung beispielsweise veranschaulicht ist. Es zeigt
Fig. 1 eine Ausführungsform der Belüfungsvorrichtung im Längsschnitt, Fig. 2 einen
Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1, Fig. 3 die Vorrichtung nach der Fig. 1 in
einer anderen Betriebsstellung, Fig. 4 eine schematische Darstellung für die Veranschaulichung
verschiedener Mischungen mit drei verschiedenen Einstellungen der Vorrichtung nach
Fig. 1, Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel in Ansicht und teilweise im Längsschnitt,
Fig. 6 und 7 zwei andere Ausführungsformen im Längsschnitt, Fig. 6 A und 7 A Querschnitte
nach den Linien 6A-6A und 7A-7A in Fig. 6 und 7, Fig. 8 bis 10 drei weitere Ausführungsbeispiele
im Längsschnitt,
Fig. 10A und 10B zwei Einzelteile der Fig. 10 in
Draufsicht, Fig. 11 ein anderes Ausführungsbeispiel im Längsschnitt, Fig. 11A einen
Querschnitt gemäß der Linie 71A-11A der Fig. 11, Fig. 12 bis 14 drei weitere Ausführungsformen
der Erfindung im Längsschnitt, Fig. 14 A und 14 B zwei Einzelteile der Fig. 14 in
Draufsicht, Fig. 15 ein weiteres Ausführungsbeispiel im Längsschnitt, Fig. 15 A
und 15 B zwei Einzelteile der Fig. 15 in Draufsicht, Fig. 16 ein weiteres Ausführungsbeispiel
in Seitenansicht und teilweisem Längsschnitt nach der Linie 17-17 in Fig. 16 A und
Fig. 16A einen Querschnitt gemäß der Linie 17A-17A der Fig. 16.
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Die Vorrichtung nach Fig. 1 besitzt einen Stutzen 100 mit Innengewinde
zum Befestigen an dem Hahn 101. Der Anschluß an den Hahn kann auch auf andere
Weise erfolgen. Der Stutzen 100 bildet eine axiale Öffnung 102, in
der ein konischer Ventilkörper 103 untergebracht ist. Der Ventilkörper 103 hat mehrere,
z. B. vier Mantelrippen 104. Das unter Druck stehende Wasser tritt aus dem
Hahn 101 aus und strömt an dem konischen Körper 103 vorbei, während
atmosphärische Luft durch den Ringspalt zwischen dem Stutzen 100 und einer Kappe
105 einströmt und durch Öffnungen 106 den Wasserstrahl erreicht. Der Stutzen
100 trägt einen mit Außengewinde versehenen Flansch 107, in welchem
sich die Öffnungen 106 befinden. Die Kappe 105 trägt einen Mischer,
z. B. ein Sieb 108, zum feinen Verteilen und Mischen von Wasser und Luft.
Die Kappe 105
kann um den feststehenden Gewindeflansch 107 gedreht
und somit auf oder ab bewegt werden. Der konische Körper 103 ruht auf dem Sieb 108
und folgt daher den Bewegungen der Kappe 105. Fig. 3 zeigt die Teile in einer
unteren Stellung.
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In der Stellung der Fig. 1 bietet die Vorrichtung dem durch die Öffnung
102 einströmenden Wasser den kleinsten Durchflußquerschnitt. Das Wasser tritt
aus der Öffnung 109 als divergierender Strom von Tröpfchen fein verteilt
aus. Wird der Ventilkörper 103 durch Drehung der Kappe 105 um einen
geringen Betrag nach unten bewegt, so vermindert sich die Geschwindigkeit des in
die Mischkammer 110
eintretenden Wassers. Das Sieb 108 verursacht durch
seinen Widerstand eine Zerteilung des Wassers und Mischung von Wasser und Luft,
und die Mischung wird durch die Einschnürung der Austrittsöffnung 109 zu
einem gleichmäßigen, Luftblasen enthaltenden, weißen Strom zusammengefaßt (s. Fig.
4a). Wird der Ventilkörper 103 durch Drehen der Kappe 105 noch weiter
nach unten bewegt, so nimmt die Geschwindigkeit des Wassers weiter ab (Fig. 3).
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In diesem Falle wird die Menge an aufgenommener Luft so gering, daß
diese nur wenig in Wasser suspendiert wird und so ein in der Farbe grauer Strom
entsteht (Fig.4b). Bei tiefster Stellung des Ventilkörpers 103 wird die Geschwindigkeit
des in Kammer 110 eintretenden Wassers nicht mehr ausreichen, um Luft mitzureißen;
es tritt aus der öffnung 109 nur Wasser aus.
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Die Vorrichtung nach Fig. 5 zeigt eine Mehrzahl von Sieben
500 übereinander in dem trichterartigen Mundstück 501 der Kappe
105, getragen durch radiale Arme 502. Die Siebe 500 sind ringförmig;
sie lassen eine zentrale Öffnung und an ihrem Umfang einen Ringspalt gegenüber der
Kappe 505 frei. Sonst ist die Vorrichtung im wesentlichen dieselbe wie die der Fig.
1; der konische Ventilkörper 503 ist mit Füßen 504 versehen. Wenn die Kappe
505 in die höchste Stellung bewegt wird, trifft das Wasser die Siebe
500 mit größter Geschwindigkeit, und es wird ein Maximum an Belüftung erreicht.
Ein Anschlag 506 verhindert ein vollkommenes Abschrauben der Kappe
505. Ein Zeiger 507 in Verbindung mit einer Skala gibt den Grad an,
bis zu dem die Kappe 505 zurückzuschrauben ist, um die gewünschte Durchmischung
zu erhalten. Die Verjüngung des konischen Ventilkörpers 503, der Siebwiderstand
und die Höhe des Gewindes sind derart aufeinander abgestimmt, daß zwischen zwei
Grenzstellungen des Zeigers 507
jeder gewünschte Grad von Belüftung eingestellt
werden kann. Wenn der Zeiger 507 in der einen Grenzstellung steht, kann das
Wasser die Siebe überfluten und außer durch die Siebe durch die zentrale öffnung
in den Sieben und den Ringspalt am Umfang derselben abfließen.
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Die Vorrichtung nach Fig. 6 hat einen konischen Ventilkörper
601, der durch Gewinde mit dem an die Druckleitung anzuschließenden Stutzen
602 verbunden ist. Luft tritt durch seitliche Kanäle 603 und
604
ein. In der Kammer 605 findet eine vorläufige Mischung von Wasser
und Luft statt. Diese Mischung wird weiter fein zerteilt und gemischt durch die
unter der Kammer 605 stromabwärts liegenden Siebe 608. Der konische Ventilkörper
601 wird je nach dem Druck, unter welchem das Wasser steht, zurückgeschraubt.
Steht hoher Leitungsdruck zur Verfügung, so kann die Leistung der Vorrichtung durch
einfache Regulierung der Stellung des Ventilkörpers 601 gesteigert werden.
Ein von dem Ventilkörper 601 getragener Stab 607 hat einen Schlitz
zum Einsetzen eines Werkzeuges, mit welchem der Ventilkörper 601
verstellt
werden kann. Der Ventilkörper 601 besitzt Ausschnitte 606, aus denen
das Wasser zur Kammer 605 gelangt.
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Bei der Vorrichtung nach Fig. 7 sind ein oder mehrere Siebe 700 mit
der Kappe 702 fest verbunden. Die Kappe 702 trägt mit Armen 701 in
der Mitte eine Gewindehülse 703. In der Gewindehülse 702 sitzt ein Gewindebolzen
704, welcher den konischen, mit Mantelrippen besetzten Ventilkörper
705 trägt. Die Gewinde des Gehäuses 702 und des Bolzens
704
verlaufen entgegengesetzt und mit verschiedenem Gang. Der Ventilkörper
705 ist gegen Drehung gesichert. Bei Drehung der Kappe 702 im einen
oder anderen Drehsinn wandert der Ventilkörper 705 nach oben oder nach unten;
damit ändert sich der Querschnitt der Durchflußöffnung 707 und der Abstand
der Siebe von deren Mündung. Luft tritt durch Einlässe 708 ein. Diese Konstruktion
erlaubt eine bessere Einstellbarkeit und damit eine noch bessere Durchmischung von
Wasser und Luft als bei konstantem Abstand zwischen den Durchflußöffnungen und dem
Sieb oder den Sieben.
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Bei der Vorrichtung nach Fig. 8 stützt sich der mit Rippen
805 versehene, konische Ventilkörper 804 auf das Sieb, wie in Fig.
1. In der gezeigten Stellung tritt das Wasser durch Löcher 802 in die Kammer
801.
Die Löcher sind von geeignetem Querschnitt, um eine genügende Geschwindigkeit
des einströmenden
Wassers und damit eine gründliche Mischung mit
Luft in der Kammer 801 zu ermöglichen. Wenn höherer Leitungsdruck vorhanden und
eine stärkere Mischung erwünscht ist, so wird der Ventilkörper 804 durch Drehen
der Kappe 803 nach unten bewegt. Luft tritt durch die Öffnungen 806 ein.
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Die Vorrichtung nach Fig.9 zeigt einen napfförmigen Ventilkörper
901, in dessen Boden 910 Bohrungen 903 und in dessen hülsenartigem
unterem Ansatz seitliche Bohrungen 911 angeordnet sind. Der Ventilkörper
901 trägt außerdem eine perforierte Scheibe 902. In der gezeigten Stellung
tritt das Wasser in die Kammer nur durch die Bohrungen 903. Der Ventilkörper
901 ruht direkt auf dem Sieb 907 und besitzt in seinem oberen Teil Mantelrippen
909. Eine Erhöhung des Zustromes des Wassers in die Kammer wird durch Zurückschrauben
der Kappe 904 erreicht, wobei sich der Ventilkörper 901 nach abwärts bewegt und
der Durchflußquerschnitt größer wird. Luft tritt durch den Kanal 908 ein.
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Bei der Vorrichtung nach Fig. 10 ist eine perforierte, mittels eines
Hebels 1002 drehbare Scheibe 1001 über einer feststehenden, ebenfalls
perforierten Scheibe 1003 angeordnet. Die Scheiben 1001 und 1003 sind in Fig. 10A
und 10B gezeigt. Die Scheibe 1001 besitzt längs eines Durchmessers Löcher,
die bei der Drehung der Scheibe sich mit einer der Lochreihen auf den Durchmessern
a, b und c der Scheibe 1003 decken. Wenn die inneren Löcher g der Scheibe
1003 abgedeckt sind, fließt Wasser nur durch zwei äußere Löcher f. Das über die
Siebe ablaufende Wasser nimmt dann im wesentlichen den Weg 1007. Werden die
äußeren Löcher f abgedeckt, so fließt das Wasser durch zwei innere Löcher g ab.
Es können aber auch alle auf einem Durchmesser in Scheibe 1003 angeordneten Löcher
freigegeben werden. Der Hebel 1002 endet in einem Zeiger, der sich vor einer geeichten
Skala 1004 bewegt, so daß angezeigt wird, welche Gruppe von Löchern offen ist. Selbstverständlich
sind durch Anordnung gelochter, gegeneinander verdrehbarer Scheiben beliebige andere
Lochkombinationen möglich. Die Luft tritt durch die Eingänge 1006 ein.
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Bei der Vorrichtung nach Fig. 11 tritt das Wasser in die Kammer durch
innenliegende Öffnungen in der Querwand 1005, welche durch mit Rippen versehene
konische Ventilkörper 1101 verschließbar sind. Weitere konische Ventilkörper 1104
schließen mit ihren unteren zylindrischen Enden außenliegende Öffnungen ab. Die
Ventilkörper 1101 und 1104 sind mittels einer perforierten Scheibe
1106 miteinander verbunden, die von einem Bolzen 1107 getragen wird. Das Gehäuse
1103 hat Arme 1108 und 1112 und eine axiale Ausnehmung für den Bolzen
1107.
Ein oder mehrere Siebe 1100 liegen unterhalb der inneren Öffnungen;
sie werden durch eine Mutter 1109 zusammengehalten. Wenn das Gehäuse 1103 um einen
geringen Betrag zurückgeschraubt wird, bewegen sich die Ventilkörper 1101
und 1104 abwärts, so daß der Durchflußquerschnitt in den inneren öffnungen
erhöht wird. Die Vorrichtung kann nun in eine zweite Stellung gebracht werden durch
weiteres Zurückschrauben des Gehäuses 1103 um so viel, daß auch die Ventilkörper
1104 die äußeren Öffnungen in der Querwand 1105 fortschreitend freigeben. In einer
dritten Stellung schließen die zylindrischen Teile 1111 der Ventilkörper
1101 die innenliegenden öffnungen der Querwand 1105; das Wasser kann dann
nur durch die äußeren Öffnungen fließen. Die Vorrichtung nach Fig. 11 ergibt in
der erwähnten ersten Stellung einen sprudelnden Strom, in der zweiten Stellung einen
sprudelnden Strom, umgeben von einer gewöhnlichen Brause, und in der dritten Stellung
nur eine gewöhnliche Brause. Wenn ein Siebkörper über die Arme 1108 gesetzt ist,
erhält man an Stelle einer Brause einen divergierenden Tropfenstrom. Luft tritt
durch den Zwischenraum zwischen den Armen 1108 ein.
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Bei der Vorrichtung nach Fig. 12 sind vier konische Ventilkörper
1201 durch eine Feder 1202 in Stellung gehalten. Wenn das Gehäuse
1203 im Uhrzeigersinn in Drehung versetzt wird, so bewegt ein mit diesem Gehäuse
fest verbundener Ring 1204 die Ventilkörper 1201 nach oben, so daß diese
allmählich die ihnen zugeordneten Öffnungen 1215 freigeben. Der zentrale, gerippte,
konische Ventilkörper 1205 ist mit Armen 1206 verbunden. Wenn das Gehäuse entgegen
dem Uhrzeigersinn gedreht wird, so drückt die Feder 1202 die Ventilkörper
1201 nieder, so daß die Öffnungen 1215 geschlossen werden, während der Ventilkörper
1205 sich abwärts bewegt und Wasser in die Kammer 1207 eingelassen wird.
Ein Anschlagkopf 1208 verhindert das vollkommene Losschrauben des Gehäuses 1203.
In der gezeigten Stellung strömt das Wasser nur durch die zentrale Öffnung der Querwand
1212. Dagegen strömt das Wasser nur durch die peripheren Durchbrechungen, wenn das
Gehäuse im Uhrzeigersinn gedreht wird, bis die obere Fläche 1209 des Ventilkörpers
1205 gegen die Fläche 1210 der Querwand 1212 anliegt. Luft strömt durch den Zwischenraum
zwischen den Armen 1206. In einer Zwischenstellung des Gehäuses 1203 tritt das Wasser
sowohl durch die zentrale als auch durch die äußeren Öffnungen 1214.
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`Bei der Vorrichtung nach Fig. 13 sind perforierte Scheiben 1301 und
1305 angeordnet. Eine weitere perforierte Scheibe 1302 ist von einem Vierkantstab
1306 getragen, der sich auf Sieben einer aufschraubbaren Kappe 1307 abstützt. In
der gezeigten Stellung ist die Vorrichtung für eine maximale Durchströmmenge durch
die perforierte Scheibe 1301 eingestellt. Zur Herstellung eines für Haushaltszwecke
benötigten Luft-Wasser-Gemisches hat die Scheibe 1301 beispielsweise vierzig bis
fünfzig Löcher von je 1 mm Durchmesser. Die Zahl der Löcher für andere Zwecke hängt
von dem verfügbaren Leitungsdruck ab. Falls enge Querschnitte und geringer Leitungsdruck
das Mitreißen von Luft unmöglich machen, wird die Kappe 1307 zurückgeschraubt, bis
die perforierte-Scheibe 1302 in Berührung mit der Scheibe 1301 kommt. Ein
Teil der Löcher der Scheibe 1302 liegt den Löchern der Scheibe 1301 gegenüber. Die
Löcher in der Scheibe 1302 sind entweder kleiner im Durchmesser oder geringer an
Zahl; zwanzig Löcher von 0,8 mm Durchmesser wurden als ausreichend gefunden. Die
von dem Vierkant 1306 getragene Scheibe 1302 bewegt sich aufwärts, wenn die Kappe
im Uhrzeigersinn gedreht wird und nach abwärts, wenn die Kappe entgegen dem Uhrzeigersinn
gedreht wird. Nähert sich die Scheibe 1302 der Scheibe 1301, so nimmt die Menge
des durchströmenden Wassers allmählich ab, bis sie bei Berührung der zwei Scheiben
zum Minimum wird und die Strömungsgeschwindigkeit im Inneren der Kammer 1303 ein
Maximum erreicht. Die Summe der Querschnitte der Bohrungen der Scheibe
1305
ist größer als die der Scheibe 1301. Luft strömt durch die Kanäle 1308 ein.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 14, bei der zwei perforierte Scheiben
1401 und 1402 aufeinanderliegen, die in den Fig. 14A und 14B dargestellt sind, ist
die Scheibe 1402 mittels eines Griffes 1403
verdrehbar. Die Scheiben
haben kreisförmig angeordnete Löcher verschiedener Größe. Wenn ein starker Durchstrom
erwünscht ist, wird mittels des Handgriffes 1403 Deckung der größeren Löcher der
zwei Scheiben hergestellt. Im umgekehrten Falle werden kleine Löcher der einen Scheibe
auf große Löcher der anderen Scheibe gedeckt. Das Wasser trifft die Oberfläche der
perforierten Platte 1405 und wird dort zerteilt und gründlich mit der durch Einlaßöffnungen
1406 eintretenden Luft gemischt. Unter der Platte liegt ein Sieb 1407. Die Fig.
14A und i 4 B zeigen nur eine von vielen möglichen Anordnungen der zusammenwirkenden
Löcher.
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Bei der Anordnung nach Fig. 15 haben die perforierten Scheiben
1601 und 1603 Reihen von Löchern entsprechend den Fig. 15A und 1513. Die oben liegende
perforierte Scheibe 1601 kann mittels eines Griffes 1602 gedreht werden. Im übrigen
arbeitet die Vorrichtung in ähnlicher Art wie die Vorrichtung nach Fig. 10. Unterhalb
der Lochscheiben liegen Siebe 1604; Luft tritt durch Kanäle 1607 ein.
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Bei der Ausführung nach Fig. 16 können beispielsweise zwei um 180
versetzte, gerippte, konische Ventilkörper 1701 mit Hilfe eines Griffes
1702 gehoben oder gesenkt werden, um die Durchströmmenge des Wassers zu vermehren
oder zu verringern. Unterhalb der Ventilkörper 1701 befindet sich ein scheibenförmiger
Siebkörper 1705, der in kreisförmiger Anordnung mit Ausnehmungen versehen ist. Von
den beispielsweise vier Ausnehmungen sind zwei, 1703, völlig frei, die anderen beiden,
1704, mit Siebeinsätzen 1706 abgedeckt. Der Siebkörper 1705 ist drehbar. Er kann
wahlweise in eine Stellung gebracht werden, in welcher die beiden Ventilkörper 1701
über den offenen Ausnehmungen 1703 oder in eine Stellung, in welcher sie über den
mit Siebeinsätzen 1706 abgedeckten Ausnehmungen 1704 stehen. Im ersteren Falle ergibt
sich ein gewöhnlicher Sprühregen, im letzteren Falle entstehen zusammenhängende,
mit Luft vermischte Wasserströme. Vorspränge oder Stifte 1707 der Siebkörper 1705
rasten unter Einwirkung einer Feder 1709 in Vertiefungen des Teiles 1708 ein und
sichern die jeweilige Arbeitsstellung.
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An Stelle der Siebe können auch andere feinmaschige Mischgeräte Verwendung
finden.
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Unter konischen Körpern im Sinn der Erfindung sind auch solche zu
verstehen, die zwar zylindrisch sind, aber Mantelschlitze von in der Achsrichtung
zunehmender Tiefe besitzen.
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Die perforierten Scheiben der Fig. 8 bis 10 und 13 bis 15 einschließlich
können konvex oder konkav gekrümmt sein, wenn es erwünscht ist, daß die Wasserströme
divergierend oder konvergierend austreten.