DE1248574B

DE1248574B - Wasserversorgungsanlage

Info

Publication number: DE1248574B
Application number: DEJ20652A
Authority: DE
Inventors: Odd Fredheim Johnsen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1960-10-10
Filing date: 1961-10-07
Publication date: 1967-08-24
Also published as: ES271037A1; US3106894A; FI40609B; NL270109A; NL134369C; FR1313115A; BE608947A; GB1004265A; DE1246613B; AT247801B; CH396546A; DK97125C

Description

Wasserversorgungsanlage Die Erfindung betrifft eine Wasserversorgungsanlage, bei der die Druckseite einer Pumpe über ein Rückschlagventil mit einer Druckwasserleitung verbunden ist, die mit einem kleinen Druckwindkessel und einem den Pumpenantrieb ein- und ausschaltenden Druckschalter in Verbindung steht und die zwischen dem Rückschlagventil und der Druckwasserleitung ein auf den Druck in der Druckwasserleitung und im Druckwindkessel reagierendes, bei steigendem Druck schließendes Regulierventil aufweist, welches in geschioss,nem Zustand einen Durchlaß geringen Querschnittes freiläßt.
Es ist bereits früher eine Wasserversorgungsanlage vorgeschlagen worden, bei welcher an Stelle der bekannten großen Druckwindkessel ein kleiner Druckwindkessel verwendet wird, dessen Druck auf einen druckgesteuerten elektrischen Motorschalter wirkt. Diese bekannte Anlage hat jedoch den Nachteil, daß der Druck in der Versorgungsleitung ständig schwankt, weil die Förderleistung der Pumpe oft größer ist als die Entnahmemenge, so daß eine Druckzunahme und Abschaltung des Motors auch dann erfolgt, wenn der Versorgungsleitung weiterhin Wasser entnommen wird. Der Druck in der Leitung nimmt dann während der fortgesetzten Wasserentnahme schnell wieder ab, so daß der Motor wieder angelassen wird, was sich so oft wiederholt, solange Wasser aus der Anlage entnommen wird. Bei dieser Anlage ist außerdem von Nachteil, daß die Abschaltung des Pumpenmotors eine zu lange Zeit in Anspruch nimmt, was eine nicht ungefährliche höhere Erwärmung des Motors und der Pumpe zur Folge hat.
Bei einer bekannten Wasserversorgungsanlage wird ein Reduzierventil verwendet, das eine Leckstelle oder einen Nebenschlußkanal von der Primärseite zur Sekundärseite der Anlage aufweist. Der Nachteil dieses bekannten Ventils besteht darin, daß, wenn die Pumpe bei geringer Entnahme ohne Druckschwankungen arbeiten soll, der druckbetätigte Schalter notwendigerweise mit großer Präzision hergestellt sein muß, um auf kleine Druckdifferenzen ansprechen zu können, da sonst ebenfalls zu große Zeitverluste zwischen dem Aufhören der Entnahme und dem Abschalten der Pumpe auftreten.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die aufgezeigten Mängel auszuschalten und eine Wasserversorgungsanlage zu schaffen. bei der die Förderpumpe sofort abgestellt wird, wenn die `;-assereninahme aus der Versorgungsleitung unterbunden wird.
Erfindungsgemäß besteht die Lösung der Aufgabe bei der eingangs erwähnten Wasserversorgungsanlage darin, daß dessen Regulierventil als doppelt wirkendes Ventil mit einem Primärventil und einem Sekundärventil, welches einen geringeren Durchflußquerschnitt aufweist als das Primärventil, ausgebildet ist und nacheinander den Durchfluß durch das Primärventil schließt sowie den Durchfluß durch das Sekundärventil öffnet bzw. umgekehrt.
Durch die Ausbildung des Regulierventils als doppeltwirkendes Ventil, bei dem zum Primärteil ein parallel angeordneter Sekundärteil vorgesehen ist, wird der wesentliche Vorteil erreicht, daß der Pumpenmotor in sehr kurzer Zeit abgeschaltet wird, wenn kein Wasser mehr aus der Versorgungsleitung entnommen wird. Dieser Vorteil wird dadurch erzielt, daß bei geschlossenem Primärventil noch Wasser durch einen Nebenschlußkanal von der Primärkammer in die Sekundärkammer gelangen kann und hier den Wasserdruck erhöht, wodurch eine in an sich bekannter Weise angeordnete Membran angehoben wird, welche die Öffnung des Sekundärventils freigibt. Es kann jetzt eine größere Wassermenge schnell in die Sekundärkammer einströmen, wodurch die Membran schneller angehoben wird und einen elektrischen Schalter betätigt, der den Pumpenmotor ausschaltet. Die doppelte Wirkung -des Regulierventils ergibt sich einmal aus der Tatsache, daß bei geöffneter Versorgungsleitung das Primärventil durch den Druck im Windkessel mittels der Membran geöffnet wird und somit nach eingeschaltetem Pumpenmotor aus der Versorgungsleitung Wasser entnommen werden kann, und zum anderen daraus, daß bei geschlossener Versorgungsleitung und damit geschlossenem Primärventil das durch eine Bohrung im Primärventil geschaffene Sekundärventil geöffnet wird. Das doppelt wirkende Regulierventil wird also einerseits vom Druck im Windkessel und andererseits vom Wasserdruck betätigt. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung bildet die Membran oder ein fest damit verbundenes Teil den Ventilsitz und ein Teil des Ventilkörpers des Primärventils zugleich den Ventilkörper des Sekundärventils.
Die Anlage nach der Erfindung kann auch als Druckstabilisator für eine Versorgungsleitung mit veränderlichem und zeitweise zu niedrigem Druck eingesetzt werden, indem die Pumpe dann in Gang gesetzt wird, wenn der Druck in der Versorgungsleitung unter den Sollwert abgesunken ist.
Die Erfindung wird an Hand der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles, welches in den Zeichnungen dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Wasserversorgungsanlage in der Ansicht und F i g. 2 und 3 jeweils einen vertikalen Schnitt durch den Druckwindkessel und das Regulierventil mit den dazugehörigen Teilen in zwei verschiedenen Stellungen.
F i g. 1 zeigt eine Wasserversorgungsanlage, deren Hauptteile aus einer Pumpe 2 mit einer Saugleitung 1 und dem Antriebsmotor 11 bestehen. Die Druckseite der Pumpe ist über einen Verbindungsstutzen 3 mit einer Druckregelventilvorrichtung verbunden, welche ein Gehäuse 5, einen Auslaßverbindungsstutzen 6', der mit der Versorgungsleitung 6 verbunden ist, und einen Verbindungsstutzen 9', der mit einem Manometer 9 verbunden ist, aufweist. Oberhalb des Gehäuses 5 befindet sich ein Druckwindkessel 7, an dessen oberes Ende ein Ventil 8 für eine Luftpumpe od. dgl. und ein elektrischer Schalter 10 angeordnet sind. Wie aus den F i g. 2 und 3 ersichtlich ist, liegt hinter dem Verbindungsstutzen 3 ein Rückschlagventil, welches aus einem Gehäuse 4 und einem Ventilkörper 12 besteht. Unmittelbar über dem RückschlagventiI ist in einer Trennwand 16 zwischen einer unteren Druckkammer 15 und einer oberen Druckkammer 18 ein doppelt wirkendes Regulierventil angeordnet, welches ein Primärventil 17, 20 und ein Sekundärventil 21, 23 aufweist, wobei diese Ventile parallel zueinander angeordnet sind. Das Primärventil besitzt einen Ventilkörper 20, der mittels einer Anzahl Rippen 13 in der Kammer 15 und mittels einer in der oberen Kammer 18 angeordneten Nabe 19 geführt ist. Die Nabe ist durch radiale Arme 19' mit einem Gehäuse 5 verbunden, welches zusammen mit der Trennwand 16 und einer Membran 24, die über der Nabe 19 befestigt ist, die obere Druckkammer 18 begrenzt. Zwischen den Druckkammern 15 und 18 und in Verbindung mit dem Primärventil 17, 20 ist ein kleiner Leck- oder Nebenschlußkanal14 vorgesehen, welcher in bekannter Weise den Druckunterschied in den beiden Kammern 15 und 18 ausgleicht und somit das Regulierventil 17, 20, 21, 23 hydraulisch steuert.
Bei der dargestellten Ausführungsform wird das Sekundärventil durch das obere Ende des Ventilschaftes 21 des Primärventils 20 gebildet, wobei der Ventilschaft eine sich über seine ganze Länge erstrekkende Bohrung 21' aufweist und in einen Ventilsitz 23 in der Mitte einer an der Unterseite der Membran 24 befestigten Scheibe 22 eingreift. Die Membran ist in der oberen Öffnung des Gehäuses 5 mit ihrem Umfang zwischen dem Gehäuse und dem Umfang des Druckwindkessels 7 befestigt, der aus nichtmagnetischem Material, z. B. rostfreiem Stahl, hergestellt ist. Der Befestigungsring für die Membran und den Druckwindkessel ist mit 7' bezeichnet und in die obere Öffnung des Gehäuses 5 eingeschraubt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, weist die Membran 24 in ihrer Mitte ein Loch auf, durch welches sich ein mit Gewinde versehener Stift 25' erstreckt, der in die Scheibe 22 eingeschraubt ist, wobei der Kopf 25 des Stiftes an der Oberseite der Membran anliegt. Der Kopf 25 weist ein Gewinde zur Aufnahme eines weiteren Stiftes 26 mit einem Kopf 27 auf. Ein ringförmiger Dauermagnet 28 ist gleitend auf dem Stift 26 angeordnet.
In das obere Ende des Druckwindkessels 7 ist eine Hülse 29 mit einem Ringflansch eingeführt und mit der Druckglocke durch eine Mutter 30 verbunden, wobei eine Dichtung zwischen dem Druckwindkessel und dem Ringflansch angeordnet ist. Innerhalb die-. ser Hülse 29 ist der Kopf 27 mit reichlich Spiel geführt, so daß er den Durchtritt von Luft nicht behindert, wenn der gewünschte Druck in dem Druckwindkessel 7 eingestellt wird, indem z. B. das Ventil 8 mit einer Fahrradpumpe od. dgl. verbunden wird. Auf dem äußeren Umfang der Hülse 29 ist ein elektrischer Schalter 10 angeordnet, welcher durch den Magneten 28 gesteuert wird, der sich seinerseits innerhalb des Druckwindkessels 7 entsprechend den Druckschwankungen in der Kammer 18 auf- und abwärts bewegt.
Nachstehend wird die Funktionsweise der Wasserversorgungsanlage beschrieben. Der gewünschte Auslaßdruck der Anlage sei mit 2 kp/cm2 angenommen, wenn die Anlage in Betrieb ist. Die Pumpe kann beispielsweise einen maximalen Druck von 3,5 kp/em= entwickeln, und das Primärventil 17, 20 so eingestellt sein, daß der Zufluß von der Pumpe geschlossen wird, wenn ein Druck von 2 kp/cm2 in der Versorgungsleitung und damit in der Kammer 18 herrscht. Während des Betriebes nehmen dann das Regulierventil und die Membran 24 mit der Scheibe 22 die in F i g. 3 gezeigte Stellung ein, in welche der Magnet 28 auf dem Kopf 25 ruht, wobei der elektrische Schalter geschlossen ist.
Während der normalen Entnahme ist der Druck im Windkessel 7 etwas größer als in der Kammer 18, so daß die Scheibe 22 mit ihrem unteren Teil auf dem oberen Teil des Ventilschaftes 21 ruht, um den Durchgang durch das Ventil 17, 20 ständig offen und gleichzeitig das Sekundärventil 21, 23 geschlossen zu halten. Die Teile nehmen somit die in F i g. 3 gezeigte Stellung ein und verbleiben dort so lange, bis die Wasserentnahme aufhört. Das Primärventil wird dann geschlossen, und der kleine Nebenschlußkanal14 bewirkt einen Druckanstieg in der Kammer 18 und damit eine Aufwärtsbewegung der Membran 24 sowie der Scheibe 22 aus ihrer Ruhestellung am oberen Teil des Ventilschaftes 21, so daß das Sekundärventil geöffnet wird. Dies bewirkt wiederum eine sofortige Füllung der Kammer 18 mit Wasser durch das Sekundärventil. Eine ähnliche Füllung findet ebenfalb durch den Nebenschlußkanal 14 statt. Da jedoch die Bohrung 21' im Ventilschaft 21 wesentlich größer ist als der Querschnitt des Nebenschlußkanals, erfolgt die Füllung wesentlich schneller als bei den bekannten Ventilen dieser Art, z. B. mit einer Geschwindigkeit von 600 Litern pro Stunde. Infolgedessen wird auch die Membran sehr schnell angehoben, wobei der Magnet 28 mittels des Kopfes 25 aufwärts gegen dis Unterseite der Glocke bewegt wird nun den elektrischen Schalter und damit den Pumpenmotor abschaltet. Gleichzeitig schließt das Rückschlagventi112 die Verbindungsleitung 3 von der Pumpe. Der Druck in den beiden Kammern 15 und 18 ist gleich hoch, wenn die Anlage außer Betrieb ist und sich die Teile in der in F i g. 2 gezeigten Stellung befinden. Der Druck in den Kammern entspricht dann dem Förderdruck der Pumpe, d. h. etwa 3,5 kp/cm2, wie vorstehend angenommen, und ist im Gleichgewicht mit dem Druck im Windkessel 7, wobei die Membran 24 in ihrer oberen Stellung ruht und der Dauermagnet 28 den Schalter 10 geöffnet hält.
Wenn eine Zapfstelle geöffnet wird, nimmt der Druck in der Leitung 6 und infolgedessen auch in der Kammer 18 ab, wobei die Membran 24 und die Scheibe 22 sich abwärts bewegen und sich ihrer untersten Stellung nähern, in welcher die Scheibe 22 auf der Nabe 19 ruht. Der Stift 26 mit seinem Kopf 27 folgt dieser Bewegung. Der Magnet 28 bleibt jedoch zunächst unter dem oberen Teil des Windkessels 7 hängen und wird erst gelöst, kurz bevor die Scheibe 22 ihre tiefste Stellung erreicht hat; wodurch mittels des Schalters 10 der Pumpenmotor 11 eingeschaltet wird. Das Regulierventil nimmt nunmehr die in F i g. 3 gezeigte Stellung ein, wobei der Schalter 10 eingeschaltet ist und der Pumpenmotor unter den zuvor beschriebenen Bedingungen läuft.

Claims

Patentansprüche: 1. Wasserversorgungslanlage, bei der die Druckseite einer Pumpe über ein Rückschlagventil mit einer Druckwasserleitung verbunden ist, die mit einem kleinen Druckwindkessel und einem den Pumpenantrieb ein- und ausschaltenden Druckschalter in Verbindung steht und die zwischen dem Rückschlagventil und der Druckwasserleitung ein auf den Druck in der Druckwasserleitung und im Druckwindkessel reagierendes, bei steigendem Druck schließendes Regulierventil aufweist, welches in geschlossenem Zustand einen Durchlaß geringen Querschnittes freiläßt, d a -durch gekennzeichnet, daß das Regulierventil als doppeltwirkendes Ventil mit einem Primärventil (17, 20) und einem Sekundärventil (21, 23), welches einen geringeren Durchflußquerschnitt aufweist als das Primärventil, ausgebildet ist und nacheinander den Durchfluß durch das Primärventil (17, 20) schließt sowie den Durchfluß durch das Sekundärventil (21, 23) öffnet bzw. umgekehrt.
2. Wasserversorgungsanlage nach Anspruch 1, bei der eine zwischen dem Druckwindkessel und der Druckwasserleitung angeordnete Membran das Regulierventil betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (24) oder ein fest damit verbundenes Teil (22) den Ventilsitz (23) und ein Teil des Ventilkörpers (20) des Primärventils (17, 20) zugleich den Ventilkörper (21) des Sekundärventils (21, 23) bildet. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 761389. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1146 007.