DE1942229A1

DE1942229A1 - Druckverminderer fuer Wasser

Info

Publication number: DE1942229A1
Application number: DE19691942229
Authority: DE
Inventors: Guiseppe Arlati
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-08-19
Filing date: 1969-08-19
Publication date: 1970-02-26
Also published as: DE1966571C3; FR2015920A1; DE1966571A1; ES370494A1; AT313191B; DE1942229B2; DE1966571B2; CH510223A

Description

EDUARD LORENZ V BERNHARD SEIDLER . MARGRIT SEIDLER DIPL. ING. HANS KARL GOSSEL -DR. JUR. LÜDER WITT

8 Mönchen 22, Widenmayerstrafle 23 " Telefon 10811] 297194/297834 Postscheck: Mönchen 170280 Bankkonto: Bayerische Vereinsbank Mönchen, Konto 842019

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„ Tag 14. AugustM969

Giuseppe ABLATI₁ Qsnaga, Coao/Italian

Druckverminderer für Wasser

Die Erfindung betrifft einen Druckverminaerer, vorzugsweise zur Reauzierung des Druckes zwischen-Wasserleitungsnetz una aer örtlichen Verbraucher-Verteilungsleitung, bestehend aus eineiii Ventilsysteia, das einen Durchgang bei Srreichung eines bestimmten Hiniinaldruckes öffnet una auf aer Suströmseite einen hohen Druck und auf der Abströraseite einem niearigen Druck ausgesetzt ist,.wobei geeichte elastische Mittel eine Kraft auf das Ventilsysteni in Gegenwirkung .zum Schliessaruck ausüben. Derartige Druckverminaerer dienen der Aufrechterhaltung konstanter Drucke in Wasserversorgungsleitungen für Gebäude una Industrieanlagen. Während im örtlichen Verteilernetz^ : aer Wasserleitung bedeutend höhere Drucke vorliegen, gewährlei- ^, sten aie Druckverminderer reduzierte Drucke im Rahmen geeigne- 'I)* ter Betriebs- una gicherheitswerte.

Bekannte Druckverminderer bestehen aus einem Gehäuse mit ^nschlußstücken zum Anschluß an die Hocharuckleitung bzv;.· an dif _r Speiseleitung von niedrigeremDruck, einem Ventilsystem, das

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einen Ventilkörper besitzt, der rait einem ringförmigen ■ Ventilsitz zusammenwirkt und die Durchflussmenge des Was- ,j sers bestimmt. Der Ventilkörper ist. mit einem Kolben oder /

evtl. mit einer Membran verbunden, de in einer Kammer auf aer Niederdruckseite liegen una eine grössere Oberfläche besitzen als diejenige, die vom Ventilsitz begrenzt wird. .> Die von dem Ventilsitz begrenzte Fläche und die Flächen des Kolbens oder der Membran.sind so zueinander ins Verhältnis gesetzt, dass aas Ventil unter aer Wirkung des niedrigen j| Druckes aauerna geschlossen sein würde. Durch elastische Mittelf"im allgemeinen durch eine Spiralfeder, werden die . beweglichen Bestandteile des Ventilsystems in Durchgangsrichtung beaufschlagt. Das elastische Mittel ist so zu eichen, dass es die. auf den Kolben oder die Membran wirkende Kraft ausgleicht. Der Durchgang aes Reduktionsventils öffnet sich, sobald der Ilieaerdruck unter einen, vorbestimmten Wert sinkt una schliesst sich,» sobald dieser Wert überschritten wira. Da aer aie Öffnung des Durchganges bestimmenae Druckv/ert nicht nur von eier Kraft des geeichten elastischen Mittels, sonaern auch von dem Differenzdruck auf der Hoch- bzw. Miederdruckseite abhängt, ist der öffnungsdruck von den unvermeidlichen und unkontrollierbaren Veränaerungen aes Eingangsäruckes abhängig. Diese Abhängigkeit stellt aber keinen grossen Nachteil darr denn der Druck im Leitungsnetz.

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variiert höchstens zwischen Werten von 10 kp/cm und 15 kp/cm.

J Die daaurch ausgelöste Druckschwankung auf der Niederdruck-

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saite zwischen 2 kp/cm und 2,5 kp/cm ist praktisch ohne Be-

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, Die Druckverhältnisse lassen sich durch die Veränderung der elastischen Mittel und des Verhältnisses zwischen den Flächen auf der Hochdrück- bzw. Miederdruckseite variieren. '

Ein grösserer Nachteil von bekannten DruckveEminderern,

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insbesondere von billigeren Ausführungen, liegt in ihrer geringen Empfindlichkeit, d. h. in der grossen Differenz zwischen dem öffnungs- und Schliessdruck. Diese Differenz ist wiederuia von der zeitlichen Durchflussmenge abhängig.

Diese bekannten liachteile lassen sich teilweise durch aufwendige Massnahmen vermindern, durch die aas Gerät aber viel komplizierter, kostspieliger und auch störungsanfälliger wira.

Ein weiterer Nachteil bekannter Druckverrninaerer liegt in ihren hohen Herstellungskosten, die durch die Verwendung verschiedener Materialien, zahlreiche Bearbeitungen der Einzelteile und Durchgänge sowie durch die Verwenaung komplizierter Teile verursacht, werden.

Die -Nachteile der bekannten Druckverrninaerer haben ihre Ursache hauptsächlich darin, aass aer Wasserfluss durch den Druckverminaerer bei offenem Ventil' gestört wird. Diese Störungen sind eine Folge von Turbulenzen una Kavitationen, die sich iia i?lussbila durch die zahlreichen Ableitungen, Verengungen und aie aaaurch auftretenden Veränderungen im. Verlauf der Flüssigkeitsfäaen ergeben. Diese Störungen erklären auch den Unterschied zwischen den öffnungsuna Verschlussdrückenr der mit aer zeitlichen Durchflussmenge zunimmt. Das Ausmass der Störungen in der Strömung. hängt von der zeitlichen Durchflussmenge una aer Geschwindigkeit des abfliessenaen Wassers ab.

Aufgabe aer Erfindung ist es, die genannten Nachteile. von bekannten Druckverminderern zu vermeiden, zumindest aber beträchtlich zu vermindern. Es soll aemgemäss ein Druckver-♦minderer von grosser Empfindlichkeit geschaffen werden, aer

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auf Druckveränaerungen auf eier Zustromseite schneller anspricht und aie Differenz zwischen öffnungs- und Schliess-• aruck verkleinert. Weiterhin soll verraieaen werden, dass cas Schliessen des Durchganges von der den Druckverminaerer durchs tröraenaen ','asserraenge abhängig ist. . -

Erfinaungsgexrliss weraen o.ie Nachteile bekannter Druckverminaerer curcli einen ko--achslal in dem Druckminderventilgehäuse angeordneten, längsbeweglichen, zentralen stufen-3toibenförnigen Körper mit achsialem Durchgang vermieaen_f aessen grösserer Durchmesser auf.der Abströmseite liegt una aer auf .der Zuströins/eite mit seinera Boden eine Ventilzaeiiibran/ aie iuit einen- konzentrischen Ventilsits zusamraen-

. - -wirktι betätigt. Dieser e-rfincmngsgemässe Druckverminderer ist ha-aptsächlich durch eine Ko-Aehsialität und Symmetrie seiner Teile gekennzeichnet,die einen im.wesentlichen, gradlinigen Wasserfluss bewirken. Die Durchgänge sind so ausge-

,^ führt, o.ass aie Störungen in den Flüssigkeitsfäden auf ein _s . ■ Miniraura begrenzt v/erden. Der Kolben des zentralen beweglichen Körpers wira" aabei von dem Niederdruck in einem Raura beaufschlagt.,■ aer von einer beruhigten, im wesentlichen grad linigen StrÖraung durchsetzt wird.

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^r ' Der erfindungsgeiaässe Druckverraind-erer lässt sich auf wirtschaftriche ?ieise !!erstellen, onne dadurch in seinen vorteilhaften Eigenschaften beeinträchtigt zu v/erden.

.---■" In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wire, das Gehäuse aes Druchverraincerers aurch Versehräuloen des Zu- ":"■ fluSariSchlußstücltes i-it aem Ausflüßanschlußstück^gebilaet.

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. _r - Des 2uflux3anschlußstück steht vorteilhaft aus einem im wesentlichen zylindrischen.KÖ2^>er> aer an einem Ende einen Gewindeanschluss -besitzt und an seinem« anderen Ende

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einen flanschartigen, jr.it eine·?. Gewinde versghenen Ansatz aufweist, rait dem er mit dem Ausflußanschlußstück, das eine zylindrische Kammer mit grössereia Durchmesser aufweist, verschraiibt ist.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung öler 'Erfindung ist in aen unteren Teil des ZuflußanschlußStückes aer Ventilsitz konzentrisch angeordnet.

Der bewegliche aoppelkorbenförmige Körper weist in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung aer Erfindung auf der Hiederdruckseite einen ringförmigen Kolben auf.

Der Durchgang durch aen zentralen.beweglichen Körper weist vorteilliafterweisa eine ko-aclisiale Verengung auf. Sine zweite ko-achsiale Verengung ist weiterhin vorteilhafterweise zwischen der zylindrischen Kammer mit grössereia Durchmesser in aera Äbflussanschlußstück una dem Abfluß vorgesehen. Diese Verengungen vermeiden Turbulenzen aer Strömung una schaffen eine laminare zentrale Strömung. Durch aiese geregelte una "geglättete" Strömung Xferden Turbulenzen una Störungen In aer Kammer mit den grösseren Durchmesser vermiecien.· in welcher der Kolben gleitet.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist aie auf aen doppelkolbenförraigen zentralen Körper in Strömungsrichtung wirkende Spiralfeder durch zwei teleskopartig ineinandergreifenae Hülsen geschützt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine dieser Hülsen mit einem die Vorspannung aer Spiralfeder regelnden Ring verbunaen una trägt einen Peilstrich, aer Vor einer auf der eaiaeren Hülse "befindlichen Skala gleitet.

Sine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen

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Druckverminderers wird in eier Zeichnung näher beschrieben* Es zeigt; / ,.,

Figur 1 einen Längsschnitt durch den Druckverminderer in Verschlußstellung;

Fij2ur_Ji aie Bestandteile des Druckverminderers untereinanaer aufgeglieaert-una in der Reihenfolge aer Montage dargestellt, teilweise in Seitenansicht und teilweise iro Schnitt;

Figur 3 aie Ventilmeüibran; - ^ Figur 4 eine Ansicht gera. III - III? ' . Figur 5 einen Schnitt entlang aer Linie V - V.

Das Gehäuse aes Druckverminaerers wira durch die Verschraubung des Suflußanschlußstückes 10 mit dem Ausflußanschlußstück 11 gebildet. Im Innern des Gehävises.wird daaurch eine Kacwier geschaffen, in aer aer bewegliche, stüfenkolbenförmige Körper 12 gleitet. Die Zufluß- und Abflußanschluß- : stücke weisen Gewinaeanschlüsse 13 für den Zufluss bzw. 14 für..den Ausfluss auf;- aiese sina rait den anaeren Teilen ebenfalls ko-achsial. Bas Zuflußanschlußstück 10 ist im wesentliehen rohrföriuig una hat an aer aem Gewinaeanschluss 13 gegenüberliegenden Seite einen flanschartigen Ansatz 15 mit einem Aussengewinde, das in das Innengewinae des glockenförmigen Ausflußanschlußstückes eingreifen kann. '.'.."

Die beiden Gehäuseteile 10 und 11 besitzen in ihrem Innern sylinarische ko-achsia.le Oberflächen 17 bzw. 10,-anwelchen aichthaltende zylindrische "Kolben 19 bzw. 21 rait Dichtungsringen 20 bzv7. 22 gleiten. Auf den Kolben 21;wirkt sich aer niedrigere Druck aus. -

Der bewegliche Stufenkolben wird in. StrÖKungsrichtung, wie in Figur 1 aurch einen Pfeil angegeben, durch eine zylin-

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arische Spiralfeaer 23, aie sich auf einen Gewindering oaer .Schraubdeckel 24 mit Innengewinae zum Aufschrauben auf das Aussengewinae 25 abstützt, beaufschlagt. Die Feder 23.wirkt dabei auf einen Ring 26 ein, aer wenigstens zwei oaer vorzugsweise drei und mehr Stifte 27 besitzt, aie in Bohrungen 28 den flanschartigen Ansatz 15 aurchsetzen und auf .aen Rücken *aes den Kolben bildenden Teiles 21 drücken.

Der von dem beweglichen Teil 10 kontrollierte Durchgang ist"von einem zwischen der zylindrischen Fläche 17 una aen Zuflußanschlußstück 13 eingelassenen ringförmigen Sitz 30 begrenzt. Der eigentliche Ventilkörper besteht aus einer Scheibe 31 mit gezahntem Rand una ist vorzugsweise aus natürlichem oder synthetischem Gummi (Fig. 3) hergestellt. Die Scheibe sorgt für aie Zentrierung in aer zylindrischen tfläche 17 una gestattet gleichzeitig einen reichlichen Durchgang des Wassers um seinen Aussenrana. Die Scheibe 31 wira durch aen Boden 32 des "beweglichen Teiles 12 gegen aen Ringsitz 30 angedrückt. Der Boaenteil weist an seinen Seiten zwei pder mehrere sekantförmige Aussparungen, auf_f aurch die das Wasser in aen vom beweglichen Teil 12 gebildeteten axialen Durchgang frei abfliessen kann. Die aurch Aussparungen 33 gebildeten Durchgänge sind zur Achse aes DruckVerhinderers symmetrisch.

Die Eichung aes Druckveminaerers wird mittels Ver·-

ünaern ae,r Vorspannung aer Feaer 23 aurch -zv/eckdienliches Drehen aes Gev."inaeringes 24 vorgenoi.uuen.

Die Feaer 23 ist aurch teleskopartig zusarcenwirkence Hülsen 34 una 35 _f die an den Ringen 24 h~v. 26 befestigt sinn- abgeschirmt, um aie Eichwerte "ablesen zu können,- ist auf einer *der Hülsen, ein Peilstrich 36 una auf der anderen Hülse eine Skala 37 angebracht worden«.

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Entsprecheha den gewünschten Verhältnissen wird die , - \ Qurch den Ring 30 begrenzte Fläche der zylindrischen Fläche 18 angepasst.

Der Druckverminderer ist hauptsächlich' durch eine strenge fto~Achsialität seiner Durchgänge bzw, durch deren strenge Symmetrie in Bezug zur Strömungsrichtung, die gradlinig ist_r gekennzeichnet.

Durch diese geometrischen Zustände wird die Störung der Flüssigkeitsfäden auf ein Mindestmass herabgesetzt und aeren Auslenkung von einer mittleren Richtung weitgehend ausgeschlossen. Daaurch v/erden Turbulenzen und Kavitationen ~ in Teilen mit geringem Halbmesse.r vermieden.·

Beim Dtircngang aurch den erfindungsgemässen Druckverminaerer durchströmt aas'Wasser die-durch den Ventilsitz 30 begrenzte Fläche und umströmt, symmetrisch die Profilbegrenzung des Ventilkörpers 31. Die dadurch nur wenig gestörte Strömung konvergiert zur mittleren Richtung im ' inneren Durchgang des beweglichen Teiles 12/ wird durch die Verengung geglättet und erreicht in ungestörtem Zustand den Hauu 13,- in o.ew der Koliaen 21 gleitet. Diese ungestörten Zustände sina von aer Durchflussmenge unabhängig. Der auf den Kolben 21 wirkende Druck ist zum effektiven Druck des Viasserverteilungsnetzes verbaltnism&ssig konstant ujstd die Empfindlichkeit aes Druckverrainäerers ist unabhängig von der Entnahmezange durch den. Verbraucher unverändert.. Durch, eine geeigne-ha Auswahl eier Durchmesser aer Durchgciiigsflächen/ ins·» „' besondere jener der achsialen Verengungen oberhalb und unter*-, halb der Kammer 18 _? in welcher der Kolben gleitet_r kann die Differenz, zv/isciien ο&;ί Drücken_f welche das Offnen und das < Schliessen im Drucliverraiiiderer Ii«rvorrufen, vorbestimmt werden» "Jcaa es „kos t-v.^.'üKscht· isv._f Me Druckäi£fejTön2 in , Ί klelii.-si:=!! Ivari-an au Γϊ;Less» s*j ;^?3t as ö.pch angebracht und :

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notwendig _f übemcLssig hSatfiges Auftreten von PuXsatiönserscheinungen-vi&eieren"den_;'Qderschwingenden Charakters zn vermeiden.

" .- " Will man den,."hSch^en Grad aa Empfindlicitkeit erreichen ι so können. die ieiie der. Durchgänge' -ver'^:j|Üngt oder sfcrpHilinienförraig.aasgebildet werden, "Beispielsweise·.kann der Ventilkörger 31_r--äer ..-aiich/niit äsrn.. be'weg-liöhes"-Körper 12--fest.verbunden werden kann_if mit; einera kag-tXigeä oder jedenfalls verjiöngtea -teil-versehen werden» der achsig in den.:Venfcilsit&----30--. eintritt αηα -daä^ra

und die-Sinlieitliöhkeit der auseinanderlaufenden innerhalb des Durchgangs gewlhrleistet.

Claims

P at ent ansprtiche

Lit)

•■ί- vorzugsweise zur P.eotizierung äes in ?7«£'s<iiEZ.<?ii'.iingsnetz unä der örtlichen lungs Iteifo" ag „> ftestehena aus einem Ventilsysts-si, άκν DurcaJ>ip:;>9' Ixü ;E"r?eichung eines bestimmten Minimal" je cUS&efc r&l κ^.: cvsr Züströmseite einem hohen Djrr.sls ί "cn*3, cZiS cle;£ '-i^«^.:v'fox«-„V;<5 €-.:'?iem niedrigen -Druck ausgese/^i; icr._; '."-λΟϋΛ ^••^"Ιγ^'-Λ' ·/,:.'-«':". -"-,^Mittel eine Kraft auf oa& VwwCii.'i "?v."i';fc'Ä isi" 'Da^iHiY,';.;.:';';-.* ?.c ri^ Schliessaruck ausüben_{.

Ventilgehäuse (liD_fll) angeordneten,längsbeweglijhen zentra-,!en g-tufön-kolbenförmigen Körper (12) mit achsialem Durchgang j dessen grösserer Durchmesser auf der Abströmseite (21) liegt una der auf der SustrÖmseite mit seinem Boden · ..! (32) eine Ventilmembran (31), die mit einem konzentrischen Ventilsitz (30) zusammenwirkt, betätigt.

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' i 2. Druckverminderer nach Anspruch I₇ dadurch gekennzeichnet, * dass aas Ventilgehäuse aus eines* Suflussanschlußstück (10) un& einem rait diesem verschraubten Ausflussanschlußstück (11) besteht.

3. Druckverminderer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, aass das ZuflußanschluSstück (10) im wesentlichen aus j einem zylindrischen Körper besteht/ der an seinem einen Ende ί das Anschlussstück (13)' und an seinem anderen Ende eine ' flanschar.tige Verbreiterung (15) besitzt*

4.' Druckverminderer nach den Ansprüchen.1 bis 3, dadurch '{ kennzeichnet, dass das AusfluSanschilußstiick CIl) eirr-; ; drische Kammer (18) besitzt, in der der Kolben (?λ.) gleite.t.

f 5» Druckverminderer nach einem ©ώα:;- nibraic^r?, -lor varstehenaen

BAD ORIGINAL

-', Ansprüche, daaurch gekennzeichnet, dass der Ventilsits
* (3.Ö) konzentrisch in aen unteren ieil des 2uflußanschlußetückeg (10) angeordnet ist.

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IyV-^h jörtickvermindexer nach einem oder mehreren der vorstehenden

mr.if<:::■ · . „ , . , ; -■.-"■■■: ■' .. _,

isprücheir dadurch gekennzeichnet, aass der #%Ä£eidtoolben-

irmige,. bewegliche zentrale Ventilkörper an der Nieder-
^^,t* . "äruckseite einen ringförmigen Kolben (21) bildet.

7« Druckverminderer nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale
X'fcl&olbenfÖrinige Ventilkörper (12) in seinem achsialen
Durchgang eine Verengung aufweist.

Druckverminderer nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das &us£lußatischluß-, stück (Ii) zwischen der Kolbenkammer (18) tma dem Gewindeanschlußstück (14) eine Verengung enthält.

· Oruckverminaerer nach einein oder mehreren der vorstehenden Ansprüche_f. dadurch gekennzeichnet, aass "-eine ko-achsial
um das zylindrische Zuflußanschlußstück (10) angeordnete
Spiralfeder sich einerseits auf eineftv auf das Zuflußanschlußstück (10) aufgeschraubten Ring (24) abstützt und andererseits über Stifte (27), die in Bohrungen (28) den flanschföraiigen Ansatz* (15) des Zuflußanschlußstückes (10) durchsetzen _f auf den Kolben (21) des zentralen fe
gen Körpers (12) einwirken.

10» Bruckverrainaerer nach, einem oder nehreren der vorstehenaen .Ansprüche, aaaurch gekennzeichnet_f aass die Spiralfeder (23) durch teleskopartig ineinanaergreifenäe Hiilsen (34, 35) gescsoützt ist, aie an αβ;α Ring (24) und an; aen Stiften {27}
festigt sina.

11. .Drüc];vendnaerer nach einer, oo.^r rcartran.o^r vorstehenaen .Ansprüche, aacmrch gei'.ennzeichnet, aass"-aie r.iit ae:vi Ring (24)verbundene* laülse (34) einen ..-eilstrica .(.»";{>) aui^rv/eist, aer vor einer auf aer Ilälsc (3b) an gebracht en oJ.alu (37)

k. Orucjcvezv.inaerer nach eine,- oci,-r luCirort-n α or vorstehenaen fe, uaaurcii gekexinzeicr.r.et, casa aer zentrale stu-* nfüi* ii^e K6r^t--r (12) :.v;f aer ;iocL:iruc^s.?it<- seitliche wffnunoer* (32) aufvtiit. · - · '·