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Außenventil für Spülversatzrohrleitungen Die Errindung betrifft ein
Außonventil für von einem Saugbagger ausgehende Spülversatzrohrleitungen, dessen
Ventilteller durch Wasserstands- oder Druckdifferenzen gegenüber einem ringförmigen
Ventilsitz bewegbar ist und dadurch Aus- oder Eintritt eines Füllmediums steuert.
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Spülversatzrohrleitungen werden in der Regel vom Saugbagger ausgehend
schwimmend an der Wasseroberfläche und dann an Land über verschiedenartige Umlenk-
und Absperrventile bis eur Abgabestelle verlegt. Beim Abstellen der Spülpumpe bildet
sich durch die Bewegungsenergie der abzubremsenden großen Wassermassen ein erheblicher
Unterdruck, der leicht zur Zerstörung von Rohrleitungsteilen, insbesondere zwischongeschalteten
Einstellschläuchen führen kann. Dem läßt sich dadurch begegnen,daß unter bestimmten
Abständen federbelastete Saugventile außen an einem Rohrleitungsteil abgebracht
werden, die mittels unter den Wasserspiegel herabgeführter Rohrbogen Füllwasser
nachsaugen, die schwimmende Rohrleitung also unabhängig von den Druckverhältnissen
gefUllt halten.
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Andererseits muß, vor allem bei den an Land verlegten Itohrleitungateilen,
dafür gesorgt werden, daß einmal Lurt einströmen kann, wenn das Wasser abläuft,
und zum anderen die Luft entweiehen kann, wenn der Wasserspiegel in der Leitung
wieder
ansteigt. Hierzu verwendet man oben außen an einem Rohrleitungsteil angebrachte
Be- und Entlüftungsventile, die durch einen Schwimmer gesteuert werden. Solche Ventile
werden vor allem im Bereich einer Geländeerhebung vorgesehen, über welche die Rohrleitung
hinwegverlegt wird.
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Bisher wurden bei solchen Ventilen der Ventilsitz und der Ventilteller
aus verschleißfestem Stahl gefertigt, und die Strömungswege an den Anschlußstellen
wurden völlig offen gehalten.
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Es hat sich jedoch gezeigt, daß sich bei dieser Bauart leicht vom
Spülwasser mitgerissene Festkörperteile wie kleine Steine, vor allem aber aufschwimmende
Holzteile, in den Ventilsitz kl@mmen, so daß der vom Spülwasser mitgerissene Sand
in diesem halbgeschlossenen Ventilzustand mit großer Geschwindigkeit sägend an den
Ventilflächen entlanggeführt wird und das Ventil nach kurzer Betriebszeit ausgewechselt
werden muß. Diese Wirkung wird noch durch das völlige Offenhalten der Strömungswege
begünstigt, da sich dann an der Ventilplatte größere Wirbel ausbilden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, hier Abhilfe zu schaffen d@rch eine
neuartige Ventilkonstruktion, bei welcher einmal störende Fremdkörper weitgehend
vom Ventilsitz w@ggehalten w@rden, die Strömung vergleichmäßigt wird und ein Abschluß
auch dann gewährleistet ist, wenn sich Fremdkörper im Ventilsitz einklemmen sollten.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Außenventil verwendet,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Ventilteller in einem Gehäuseraum Angeordnet
ist, der gegenüber dem Rohrinnenraum durch einen siebartigen Teil abgeschlossen
ist, und ein erstes, dickeres Dichtungselement aus vorschleißfestem elastischen
Material, das mit einer konischen Sitzfläche zusammenwirkt, und einer dünnere Ventilplatte
aus hochelastischem, gut schmiegsamen Material mit einem frei nach außen ragenden
Ringlappen
aufweist, der mit einer ebenen Randfläche einer Ventilsitzplatte
zusammenwirkt.
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Hier werden zunehst durch den rohrseitig vorgeschalteten siebartigen
Teil Fremdkörper wie aufschwimmende Holzteile vom Ventilsitz ferngehalten. Das Sieb
vergleichmäßigt und bremst gegebenenfalls die Strömung » was unkontrollierte Wirbel
verhindert. Perner werden im Ventilsitz festgeklemmte Fremdkörper zunächst durch
die elastische Ausbildung des dickeren Ventilelement teilweise so weit umschlossen,
daß der licht Querschnitt des Ventilßpaltes äußerst klein gehalten wird, und schließlich
schließt der Ringlappen der dünnen Ventilplatte auch diesen Spalt selbst dann ab,
wenn sich im Lappenbereich wiederum Fremdkörperteile befinden sollten. Es wird daher
auch bei widrigen Betriebsumständen praktisch stets ein vollständiger Abschluß erreicht.
Der Verschleiß ist dabei beschränkt auf die elastisch verformbaren Teile des Ventiltellers,
die beide aus Kautschuk oder einem geeigneten elastischen Kunststoff bestehen können.
Es veSeht sich, daß diese Teile selbst möglicht verschleißfest sein sollen, andererseits
sind ihre Kosten so gering, daß sie bei den üblichen Wartungsvorgängen von Zeit
zu Zeit ausgewechselt werden können.
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Der Auswechselvorgang ist besonders einfach, wenn das dickere Ventilelement
und die dünnere Ventilplatte zwischen einer Deckplatte und einer Ventiltellerscheibe
durch eine zentrische Schraube verspannt sind. Z.B. kann die Schraube mit der Ventiltellerscheibe
oder der Deckplatte fest verbunden sein und mit einem Schaftende durch eine gehäusefeste
Führung hindurchragen.
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Vorzugsweise wird das Ventil an einem Rohrstutzen angebracht, der
außen auf die Wandung eines Rohrleitungsteiles aufgeschweißt ist, wobei der vom
Rohrstutzen umschlossene Teil der Rohrwandung durch gleichmäßig verteilte Bohrungen
durchlöchert
ist. Die Ventilsitzplatte läßt sich dabei mit der vorzugsweise
durch einen Rohransatz abgeschirmten Schaftfährung auf dem Rohrstutzen aufflansche,n
und kann jederzeit zur Wartung bzw.
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zum Auswechseln der Ventiltellerelemente abgenommen werden.
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Bei einem Be- und Entlüftungsventil laßt sich vorteilhaft die Ventiltellerscheibe
als Oberteil eines Hohlschwimmers ausführen, dessen Boden konisch berjüngt ist.
Der Schwimmer wirkt dann unmittelbar als höhenbeweglioh geführter Ventilteil, Mann
Wandungen aus verschleißfestem Metall besitsen oder mit einem verschleißfestern
Material überzogen sein, und durch den konischen Boden wird wiederum die Strömung
vergleichmäßigt.
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Bei dieser Ausführung werden sweckmäßigerweise innen am Rohrstutzen
Schwimmer-Führungsleisten mit der Bodenform des Schwinmers angepaßten Ansätzen zur
Begrenzung des Ventilöffnungsweges angebracht. Diese seitlichen Leisten dienen nur
als zusätzliche Auslenksicherung, die nur dann wirksam wird, wenn die oberhalb der
Ventilsitzplatte befindliche Führung ausgeweitet sein sollte; merkbarer Verschleiß
durch die Leisten kann am Schwimmer Jedenfalls nicht hervorgerufen werden.
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bei einem Bewässerungsventil mit einem federbelasteten Ventilteller
und einem seitlich bis unter die Unterseite der Rohrleitung herabgeführten Saugbogen
kann erfindungsgemäß am freien Ende des Saugbogens ebenfalls ein vorzugsweise als
Lochblech ausgeführtes Sieb angebracht werden. Auch dieses Sieb hält Fremdkörper
fern und dient zum Vergleichmäßigen und Dämpfen der Strömung, Zwei bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung sollen nun anhand der Zeichnung erläutert werden Es zeigen: Fig. 1
einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäß ausgeführtes Be- und Entlüftungsventil,
Fig. 2 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäß ausgeführtes Bewässerungsventil und
Fig.
3 einen veränderten Schnitt durch Teile des in Fig. 2 dargestellten Ventils.
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In Fig. t ist mit 1 ein kurzen Rohrstück bezeichnet, das an vorgewählten
Stellen einer Rohrleitung, insbesondere aut Bodenwellen an Land, in eine Spülversatz-Rohrleitung
eingeflanecht wird. Oben auf diesem Rohrstück ißt entlang der Schnittlinie 2 ein
Rohrstutzen 3 aufgeschweißt. Innerhalb dieses Rohrstutzens ist die Wandung des Rohrstücken
1 mit gleichmäßig verteilten Bohrungen 4 versehen, so daß/ein grobes Sieb ergibt,
das den Durchtritt größerer Teile, welche die Funktionsfähigkeit des Ventils behindern
könnten, unterbin4et.
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Auf dem Rohrstutzen 3 ist oben, mittels eines Dichtungsringes 5 abgedichtet,
eine Ventilsitzplatte 6 aufgeflanscht, die innen einen eingeschweißten Ventilsitiring
7 und einen hochrqenden Rohransats 8 trägt, in welchem mittels sternförmig angeordneter
Arme9 eine Führungshülse 10 befestigt ist, in welcher der Schart 11 einer Schraube
12 lotrecht bewegbar geführt ist.
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An ihrem unteren Ende ist dio Schraube 12 in eine Bohrung 13 einer
verhältnismäßig dünnen Ventiltellerplatte 14 eingeschweißt, die mit einem zylindrischen
Mantelteil 15 und einem unteren flachen Kegelstück 16 zu einem allgemein mit 10
bezeichneten, durch Kreuzstege versteiften Hohlschwimmer zusammengeschweißt ist.
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Drei zentrisch zur Führungsachse innen im Rohrstutzen angebrachte
Führungsleisten 18 dienen nur zur zusätzlichen seitlichen Führung und begrenzen
mit ihrem Fuß 19 die Abwärtsbewegung des Schwimmers und damit des Ventiltellers.
Die Anschlagfläche 20 des Leistenfußes hat die gleiche Neigung wie der Kegelbcdtn
16.
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Auf der Ventiltellerscheibe 14 sitzen übereinander eine dünne Ventilplatte
21 aus hochelastischem schmiegsamen Gummi, eine
Ventilscheibe 22
aus besonders verschleißfestem und ebenfalls elastischen iautscbuk oder Kunststoff
und eine Deckplatte 23.
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Diese Teile werden mittels der Mutter 24 fest gegeneinandergespannt
und in dieser Lage durch eine Scheibe 25 gesichert.
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Die Ventilscheibe 22 liegt bei geschlossenem Ventil mit ihrer seitlichen,
etwa halbkreisförmigen Rundung 26 an einer kegelförmigen Ventilsitzfläche 27 des
Ventilsitzringes 7 an. In dieser Endstellung hat die dünne Ventilplatte 21 noch
einen Abstand von etwa 1 mm von ihrer zugehörigen Anlagefläche 28 an der Ventilsitzplatte
6. Ihr ringförmiger Randlappen 29 ist daher außerhalb der Ventilscheibe 22 in begrentztem
Maße frei einstellbar.
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Die Ventilsitzfläche liegt hier etwa 30 cm über der Oberseite der
Rohrleitung d.h. bei dem für die Funktion des Ventiles maßgeblichen Wasserstand
herrscht in der Rohrleitung ein Überdruck von ca. 0,03 kg/cm² gegenüber dem Umgebungsdruck.
Im Prinzip ist es natürlich möglich, das Ventil seitlich ansuordnen; dadurch werden
jedoch die Verlegungsarbeiten behindert und die Wartung erschwert. In der Praxis
bringt die Ventilenordnung oben keinen Nachteil, da Man ohne weiteres mit sehr geringen
Differenzdrücken arbeiten kann.
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Bei im Rohrstutzen 3 ansteigendem Wasserspiegel hebt sich der Schwimmer
17 von seinen Anschlägen 19 und bewegt sich in die gezeichnete Schließstellung.
Sandkörner oder andere kleine Fremdkörper werden schon zwischen den Flächen 26 und
27 so abdichtend umschlossen, daß sie keinen wesentlichen Leck-Strömungsweg bilden
können. Auch wenn sich größere Teile in den Ventilsitz einklemmen, so legt sieb
die Ringlippe 29 der Ventilplatte 21 praktisch unabhängig wen der jeweiligen Endlage
der Ventiltellerscheibe 14 unter dem verbleibenden Differenzdruck so gegen die Fläche
28, daß Jeglicher Wasserdurchtritt verhindert wird. Die große Breite der Ringlippe
28 ermöglicht
dabei ein Umschließen auch weiterer, unmittelbar vor
der Fläche 28 eingeklemmter Teile.
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Praktisch sind hier ein begrenzt elastisch schließendes Ventil und
ein Gummilappenventil hintereinandergeschaltet. Die ganze Schwimmerventilgruppe
wird durch Abnehmen der Ventilsitzplatte 6 rrei zugängig; man kann daher die Teile
22 und 21 nach Bedarf ohne weiteres auswechseln.
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Beidem Bewässerungsventil nach den Fig. 2 und 3 wird die sonst praktisch
unveränderte Ventilsitzplatte 6' zwischen dem Rohrstutzen 3' und dem Rohransatz
8' eingeflanscht, an welchen sich wiederum ein Rohrbogen 30 anschließt, der mit
seinem Fortsatz 31 bis unter die Unterseite der Rohrleitung herabreicht und damit
bei schwimmender Rohrleitung stets ins Wasser eintaucht.
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Auf der Kintrittsseite ist eine als Lochbloch ausgeführte Siebplatte
32 angebracht.
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Die Ventiltellerplatte 14' ist hier oben vorgesehen, durch Rippen
33 versteift und mit einer Schraube 34 verschweißt. Die unten liegende Deckplatte
23' wird durch die Mutter 24 wiederum über die Teile 21' und 22' gegen die Ventiltellerplatte
14' verspannt. Der Ringlappen 29'ist hier etwas schmaler als bei der erstgeschilderten
Ausführung, aber nach oben und unten frei einstellbar. Der, Schaft der Schraube
24 ragt wiederum durch di. Puhrung 10 hindurch nach außen und ist gegen diese durch
eine Druckfeder 34 vorgespannt, an der sich der Differenzdruck einstellen läßt,
bei welches das Ventil öffnet.
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In der Regel sind zwei solche Saugventile synmetrisch zur lotrechten
Mittelebene eines Leitungsrohres angebracht. Im Prinzip reicht es aus, wenn ein
solches Saugventil in der Mitte ngebracht ist und dann Wasser aus zwei seitlichen
Rohrbögen ansaugt. Wenn hier in der schwimmenden Rohrleitung ein Unterdruck entsteht,
so wird-anstatt Luft - Wasser eingesaugt, so daß sich das spezifische Gewicht der
Rorhrleitung nicht ändert und die Leitung nicht hochateigen und auseinandergerissen
werden kanne