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Beschreibung zu der Patentanmeldung Steigrohrentleerung bei Unterflurhydranten.
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Die Erfindung betrifft eine Steigrohrentleerung bei Unterflurhydranten
mit einem an ein Wasserrohrnetz angeschlossenen,von oben betätigbaren Absperrschieber,
dem ein b'usskrimmer mit einem nach oben in die Strassenkappe mündenden Steigrohr
nachgeschaltet ist.
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Eine derartige Steigrohrentleerung soll bei geöffnetem Absperrschieber
bzw. bei an das Wasserrohrnetz angeschlossenem Steigrohr unwirksam sein, so dass
in diesem Fälle kein Wasser ausläuft, dagegen soll sie zu einemleerlaufen des Steigrohrs
führen, wenn dieses bei geschlossenem Absperrschieber vom Wasserrohrnetz abgesperrt
ist. Auf diese Weise wird erreicht, dass nach erfolgter Wasserentnahme das Steigrohr
geleert wird. Dadurch wird auch die Gefahr ausgeschaltet, dass im Winter stehendes
wasser im Steigrohr gefriert, das sich ja bis in Bodennähe erstreckt.
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Bei einer bekannten Steigrohr entleerung der eingangs genannten Art
ist zusätzlich zum Absperrschieber am unteren Ende des Steigrohrs über dem Fusskr;immer
ein im Steigrohr
ängsverschiebbar angeordneter Ventilkörper vorgesehen,
der in der unteren Schließstellung abdichtend mit einem Ventilsitz zusammenwirkt
und in seiner oberen Offenstellung den Durchfluss durch das Steigrohr freigibt.
Die Betätigung des Ventilkörpers erfolgt huber eine von der Strassenkappe durch
das Steigrohr herabfljhrende Betätigungsspindel. Oberhalb des Ventilsitzes ist eine
seitliche Entleerungsöffnung vorgesehen, mit der ein am Ventilkörper vorgesehenes
und mit diesem in Längsrichtung bewegtes Dichtungsteil zusammenwirkt, das in der
unteren Schließstellung des Ventilkörpers die Entleerungsöffnung zum Ablaufen des
im Steigrohr befindlichen Wassersfreigibt, während es in der oberen Öffnungsstellung
bzw. in den Zwischenstellungen des Ventilkörpers die Entleerungsöffnung abdichtet.
Durch diese Ausbildung wird zwangsläufig erreicht, dass die Entleerungsöffnung bei
geschlossenem Ventil geöffnet und bei geöffnetem Ventil geschlossen ist.
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Die bekannte Ausbildung weist jedoch mehrere Nachteile auf. Ein Nachteil
liegt darin, dass die Steigrohrentleerung mittels eines zusätzlichen Ventils erreicht
wird, das eine getrennte Betätigungseinrichtung erfordert. Dementsprechend ergibt
sich-ein hoher baulicher Aufwand und zugleich eine erhöhte Störanfälligkeit. Ausserdem
hat es sich gezeigt, dass das zusätzliche Ventil häufig schon nach kurzer etriebszeit
nicht mehr richtig abdichtet. Das ist darauf zurfickzvffihren, dass in das Steigrohr
gelangende Verunreinigungen wie Sand und dgl. im Steigrohr herunterfallen und in
den Bereich des Ventilsitzes gelangen. Durch die schmirgelnde Wirkung dieser Verunreinigungen
wird die Ventilsitzfläche beschädigt, und es lässt sich mit dem Ventil kein dichter
Abschluss mehr erreichen. Es muss dann das Steigrohrventil ausgewechselt werden,
was bei geschlossenem Absperrschieber möglich ist.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine automatisch wirkende
Steigrohrentleerung zu schaffen, die geringeren Aufwand erfordert bzw. sich billiger
herstellen
lässt und störungsfrei arbeitet.
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Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe bei einer Steigrohrentleerung
der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Entleerungsöffnung von einer
im wesentlichen waagerecht angeordneten Entleerungsbohrung im Fussknimmer gebildet
ist, durch die sich eine Ventilstange von kleinerem Durchmesser erstreckt, die auf
der Kriimmerinnenseite einen Ventilkörper und auf der Krümmeraussenseite ein Gegengewicht
trägt, das so bemessen und auf der Ventilstange angeordnet ist, dass es bei geschlossenem
Absperrschieber bzw. nur auf den Ventilkörper wirkendem statischem Druck der im
Steigrohr stehenden Wassersäule den Ventilkörper unter Abhebung vom durch den Bohrungsrand
gebildeten Ventilsitz anhebt, während bei geöffnetem Absperrschieber der Netzdruck
den Ventilkörper abdichtend an den Ventilsitz andriickt.
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Bei dieser Ausbildung liegt die Entleerungsbohrung so tief, dass
eine vollständige Entleerung des Steigrohrs und gegebenenfalls auch des Fusskriimmers
erreicht wird. Dabei werden in das Steigrohr gelangende Verunreinigungen wielugsand
und dgl. mit dem ablaufenden Wasser durch die Entleerungsbohrung ausgesprtlt. Der
Absperrschieber, der vor dem Fusskriimmer und nicht unmittelbar unter dem Steigrohr
angeordnet ist, kommt mit diesen Verunreinigungen nicht in Berührung und dementsprechend
hat sich auch gezeigt, dass der Absperrschieber ber lange Betriebszeiten einwandfrei
abdichtet, so dass erfindungsgemäss auf eir. zusätzliches Ventil zum Absperren des
Strömungsdurchgar.gs durch den Krümmer bzw. das Steigrohr verzichtet werden karln
Dabei ist nur der Entleerungsbohrung ein Ventilkörper zugeordnet, der keine Betätigung
erfordert, sondern sich automatisch in die Schließ-Stellung bzw. in die Offenstellung
bewegt, so dass eine eigene Betätigungsspindel in Wegfall kommt. rva die Entleerungsbohrung
nur dem Ablaufen des im Steigrohr befinc'lichen Wassers dient,
kann
sie ebenso wie der ihr zugeordnete Ventilkörper verhältnismässig klein ausgeführt
sein. Aus diesen GrVinden erfordert die erfindungsgemässe Steigrohrentleerung nur
geringen baulichen Aufwand. Dabei hat es sich gezeigt, dass bei Wahl der richtigen
Abmessungen und Anordnung der Entleerungsbohrung, des Ventilkörpers und des Gegengewichts
die erfindungsgemässe Steigrohrentleerung sicher und störungsfrei arbeitet, wobei
der Ventilkörper nach dem Öffnen des Absperrschiebers mit dem unter dem Netzdruck
zur Entleerungsbohrung strömenden Wasser in die Schließstellung iibergeht, während
er nach dem Schliessen des Absperrschiebers und nach der Druckentlastung des Steigrohrs
in die Offenstellung iibergeht und damit die Entleerungsbohrung zum langsamen Ablaufen
des im Steigrohr befindlichen Wassers freigibt.
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Bei einer zweckmassigen Ausbildung ist die den Ventilkörper mit der
Ventilstange und dem Gegengewicht sowie die Entleerungsbohrung umfassende Anordnung
ausserhalb des Bereichs der bei geöffnetem Absperrschieber durch den FusskrCimmer
aufsteigenden wasserströmung .in einem Ansatz an der Kr.immerunterseite angeordnet.
Diese Anordnung sichert die vollständige Entleerung auch des Krümmers sowie bei
der Entnahme von Wasser eine glatte, von Hindernissen unbeeinträchtigte Durchströmung
des Wriimmers und des Steigrohrs, wobei zugleich vermieden ist, dass die dynamische
Kraft des strömenden Wassers im Sinne eines Abhebens des Ventilkörpers von der Entleerungsbohrun;
am Ventilkörper angreift.
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In diesem Falle ist es von Vorteil, wenn der der Entleerungsbohrung
vorgeschaltete, den Ventilkörper aufnehmende Hohlraum des Kriimmeransatzes über
ein Sieb an den Strömungsdurchgang des Krümmers angeschlossen ist. Zwar sollen feine
Verunreinigungen, wie Flugsand, die sich wegen der im wesentlichen Senkrechten Erstreckung
der Ventilsitzfläche nicht auf dieser absetzen, durch die Entleerungsbohrung ausgespült
werden, und dieses Ausspülen wird durch die Anordnung des Siebes
nicht
ausgeschlossen. Das Sieb soll jedoch beispielsweise Nägel oder dgl. zunickhalten,
die sich in oder vor der Entleerungsbohrung festsetzen. könnten und dadurch die
wirksame Abdichtung der Entleerungsbohrung durch den Ventilkörper gefährden könnten.
Eine Weiterbildung der erfindungsgemassen Steigrohrentleerung sieht vor, dass der
Ventilkörper aus einem Material besteht, das leichter als Wasser ist. In diesem
Falle wird die Wirkung des Gegengewichts durch den Auftrieb des Ventilkörpers untersttitzt,
der bestrebt ist, den Ventilkörper in seine angehobene Offenstellung zu bewegen,
Dabei wird die Ventilstange nicht nur gekippt, bis sie an den Enden der Ent}eerungsbohrung
an dieser anliegt, zugleich besteht infolge der Auftriebswirkung des Ventilkörpers
das Bestreben, die Ventilstange nach innen durch die Entleerungsbohrung zu ziehen,
bis der Ventilkörper am Krümmeransatz anschlägt. Dadurch wird die Entleerungsbohrung
vollständiger freigegeben, was das Leerlaufen des Steigrohres beschleunigt.
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Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht der Ventilkörper
aus Gummi. Dadurch wird abgesehen von der Auftriebswirkung des Ventilkörpers auch
ein sicheres Abdichten der Entleerungsbohrung in der Schließstellung des Ventilkörpers
erreicht.
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Vorteilhafterweise ist der Ventilkörper kugelförmig. In diesem Falle
zentriert sich der Ventilkörper in der Schließlage von selbst, und es wird eine
gute Abdichtung. erreicht, ohne dass die Durchmesser der Entleerungsbohrung und
des Ventilkörpers genau aufeinander abgestimmt sein müssen.
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Eine zweckmässige Ausführungsform sieht vor, dass die Entleerungsbohrung
in einer abdichtend in den Krümmer bzw. den Krfimmeransatz eingesetzten Scheibe
vorgesehen ist. Dadurch ist einmal die Anbringung der Entleerungsbohrung erleichtert,
und zum anderen karton auf einfache Weise die Scheibe mit der durch die Entleerungsbohrung
ragenden Ventilstange und dem Ventilkörper an ihrem einen sowie dem Gegengewicht
an ihrem anderen
Ende als Einheit eingebaut und gegebenenfalls ausgetauscht
werden.
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Eine zweckmässige Massnahme sieht ferner vor, dass das Gegengewicht
und/oder der Ventilkörper auf die Ventilstange aufgeschraubt sind. Die Verschraubung
stellt eine einfache Verbindungsmdglichkeit dar, die zudem den Vorteil der leichten
Lesbarkeit hat, so dass gegebenenfalls einzelne Teile ausgetauscht werden können.
Ausserdem bietet die Verschraubung die gdgl ichkeit das Gegengewicht und/oder den
Ventilkörper mehr oder Weniger weist auf die Enden der Ventilstange auf zu schrauteW
und dadurch die Anordnung speziellen Verhältnissen so anzupassen, dass die erstrebte
Wirkungsweise gesichert ist.
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Die Erfindung sowie-weitere Merkmale der Erfindung werden nachfolgend
an Hand schematischer Zeichnungen an einem AusfUhrungsbeispiel näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt die Gesamtanordnung eines Unterflurhydranten mit einem
Absperrschieber und einem Steigrohr in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht;
Fig. 2 zeigt in vergrössertem Maßstab und teilweise geschnitten den unteren Teil
des Fusskrümmers nach Fig. 1, wobei der Ventilkörper mit der Ventilstange und dem
Gegengewicht in der Schließstellung gezeigt sind, während strichpunktiert die Lge
in der Offenstellung angedeutet ist.
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In Fig. 1 ist ein T-förmig ausgebildetes Rohrsttick 1 gezeigt, das
an seiner linken Seite an das nichtgezeigte Wasserrohrnetz angeschlossen ist. Der
nach oben weisencie Schenkel des Rohrstücks 1 nimmt den im einzelnen nicht näher
dargestellten Absperrschieber 3 auf. Dieser ist über eine Schieherspindel 4 bet.iitigbar,
die einer ein Kupplungsteil 5 mit einer Betätigungsspindel 6 verbunden ist, die
sich durch ein Mantelrohr 8 nach oben erstreckt und an ihrem oberen Ende einen Vierkant
9 aufweist, auf den ein entaprechendes
Werkzeug aufgesetzt werden
kann, um den Absperrschieber 3 zu öffnen bzw. zu schliessen.
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Das vom Vierkant 9 gebildete obere Ende der Betätigungsspindel 6
liegt innerhalb des von eirer Strassenkappe 11 umschlossenen Hohlraums, Die Strassenkappe
selbst stützt sich auf eine Betonplatte 12 ab und ist durch einen Deckel 14 nach
oben hin abgeschlossen, der in der Boden- bzw. Flurebene liegt.
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An das rechte Ende des T-förmigen Rohrstücks 1 schliesst sich ein
Fusskrümmer 16 an, der mit dem Rohrstiick 1 sowie mit'dem nachfolgenden Steigrohr
18 über Flanschverspannungen verbunden ist. Das obere Ende des Steigrohrs 18 liegt
gleichfalls innerhalb des von der Strassenkappe 11 umschlossenen Hohlraums. Es ist
durch einen Deckel 2C verschlossen und weist eine Klaue 22 zum Aufsetzen eines die
wasseranschlisse tragenden Standrohrs bei abgehobenem Deckel 14 auf.
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Gemäss Fig. 2 weist der zwischen das Rohrstfick 1 und das Steigrohr
18 eingeschaltete Fusskrimmer 16 an seinem unteren Ende einen Ansatz 25 auf, der
unter Einschaltung eines eingesetzten Siebes 27 mit dem rohrförmigen Durchgang 28
des Krimmers 16 in Verbindung steht. Der Hohlraum 26 ist auf seiner dem Durchgang
28 abgewandten Seite durch eine Scheibe 30 mit einer zentralen Entleerungsbohrung
31 abgegrenzt. Die Scheibe 30, die beispielsweise aus Nest mg hergestellt sein kann,
ist an ihrem Aussenumfang unter Zwischenschaltung eines Dichtungsringes 33 abdichtend
an eine ringförmige Schulter des Ansatzes 25 angedrückt. Dazu ist in eine Gewindebohrung
35 des Ansatzes 25 ein hülsenförmiges Schraubteil 36 mit einem Schraubkopf 3? eingeschraubt.
Das hohle bzw. hülsenförmige Schraubteil 36 liegt mit seiner vorderen ringförnigen
Stirnseite an der Riickseite der Scheibe 30 an. Das dem Schraubkopf 37 benachbarte
Ene des Schraubteils 36 ist abgeschlossen, und der zylinderförmige Hohlraum in Schraubteil
-36 steht huber eine fladialbohrung 37, die mit einer Bohrung 38 des Ansatzes 25
fluchtet, mit der Aussenseite des izusskrsimmers 16 a/ mit einem wohlraum 26
in
Verbindung. Gegebenenfalls kann am Aussenumfang des Schraubteils 36 im Bereich der
Radialbohrung 37 eine nichtgezeigte Umfangsnut vorgesehen sein, damit unabhängig
von der jeweiligen Winkelstellung des Schraubteils 36 der zylindrische Hohlraum
im Schraubteil 36 mit der Bohrung 38 in Verbindung steht.
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Im Hohlraum 26 des Ansatzes 25 ist ein kugelförmiger Venteilkörper
40 beispielsweise aus Gummi angeordnet. Die Ventilkugel 40, die mit dem von der
Scheibe 30 im Bereich der Entleerungsbohrung 31 gebildeten Ventilsitz 41 zusammenwirkt,
ist am einen Ende einer Ventilstange 42 befestigt, die sich durch die Entleerungsbohrung
31 in den Innenraum des Schraubteil 36 erstreckt. Auf das andere Ende der Ventilstange
42 ist ein kugelförmiges Gegengewicht 44 aufgeschraubt.
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Steht der Hohlraum 26 des Ansatzes 25 bei geöffnetem Absperrschieber
3 unter dem Druck des Wasserrohrnetzes, so nimmt die Ventilkugel 40 die gezeigte
Stellung ein, in der sie die Entleerungsbohrung 31 abdichtend auf den Ventilsitz
41 gedrückt ist. Wird dagegen nach dem Schliessen des Absperrschiebers das Steigrohr
18 durch Offnen oder Abnehmen des nicht gezeigten Standrohres vom Netzdruck entlastet,
so geht die Ventilkugel 40 und damit die Ventilstange 42 mit dem Gegengewicht 44
in die strichpunktiert gezeigte Stellung über, worauf das Steigrohr 18 sowie der
krümmer 16 durch die Entleerungsbohrung 31 sowie die Radialbohrung 37 des Schraubteils
36 langsam leerlaufen. Es ist natürlich erforderlich, dass der Hohlraum 26, die
Entleerungsbohrung 31 und der zylindrische Hohlraum im Schraubteil 36 so ausgebildet
sind , dass sie der die Ventilkugel 40 mit der Ventilstange 42 und dem Gegengewicht
44 umfassenden Anordnung die Bewegung in die strichpunktiert gezeigte Offenstellung
ermöglichen.
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Bei einer der Zeichnung im wesentlichen entsprechenden Versuchsausffihrung
wies die Gummikugel 40 einen Durchmesser von etwa 15 mm und die als Gegengewicht
verwendete Messingkugel einen Durchmesser von etwa 8-mm auf. Beide Kugeln waren
mit
einem Mittelpunktsabstand von etwa 35 mm auf der Ventilstange 42 von etwa 3 mm Durchmesser
angeordnet. Die in der Messingscheibe 30 vorgesehene Entleerungsbohrung wies einen
Durchmesser von 8 mm auf. Es hat sich gezeigt, dass bei dieser Ausführung die Ventilanordnung
schon bei einem im Krümmer 16 wirksamen Überdruck von 1 atü in die Schließstellung
übergeht, während bei der statischen Druckbelastung von etwa 1,5 m Wassersäule entsprechend
der Steigrohrlänge die Ventilanordnung zuverlässig in die Offenstellung übergeht.
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-Ansprüche-