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Die Erfindung bezieht sich auf ein
T-Rohrleitungsstück
für Wasser
und Abwasser, insbesondere in Wasser- und Abwasseraufbereitungsanlagen
von Schwimmbädern,
mit einem Umlenkungsventil.
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Es ist seit langer Zeit üblich, in
T-förmigen Rohrverzweigungen,
sogenannten T-Rohrleitungsstücken, ein
Umlenkventil einzubauen, damit die Flüssigkeit oder das Gas in den
einen oder anderen der coaxialen Rohrschenkel umgeleitet werden
kann. Insbesondere bei Rohren kleinen Durchmessers wird zu diesem
Zweck ein drehbarer Dreiwegehahn eingesetzt, der zweckmässig als
Dreiwegekugelhahn ausgebildet ist.
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Es hat sich gezeigt, dass bei verschmutztem Wasser
Dreiwegekugelhahnen, insbesondere bei Kunststoffventilen, problematisch
sind. Beispielsweise können
beim Rückspülen von
Sandfilteranlagen Sandteilchen zwischen Teflonsitzdichtung und Kugel gelangen,
was die Kunststoffdichtung beschädigt und
das Ventil schwergängig
macht.
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Für
Rohre grösseren
Durchmessers ist ein üblicher
Dreiwegehahn weniger vorteilhaft, weil in der Regel ein Engpass
gebildet wird.
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Der Erfinder hat sich die Aufgabe
gestellt, ein T-Rohrleitungsstück
der eingangs genannten Art zu schaffen, welches für grosse
Durchflussmengen eines Mediums, insbesondere von Wasser oder Abwasser,
geeignet, einfach aufgebaut und problemlos zu bedienen ist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch
gelöst,
dass das Umlenkventil eine elliptische, exzentrisch gehalterte Schwenkklappe
und zwei ebene, entsprechend ausgebildete Schrägsitzdichtungen und die für die beiden
Endposi tionen der Schwenkklappe umfasst, wobei der Umfang der Schwenkklappe
und die Innenseite der im wesentlichen in Form eines elliptischen
O-Rings ausgebildeten Schrägsitzdichtung
einen tropfdichten Passsitz bilden. Spezielle und weiterbildende
Ausführungsformen
der Erfindung sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.
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T-Rohrleitungsstücke an sich sind in verschiedensten
Ausführungsformen
bekannt und insbesondere auch als Muffenfitting ausgebildet. T-Rohrverbindungsstücke mit
einem grösseren
Innendurchmesser, beispielsweise von 20 bis 200 mm, bestehen vorzugsweise
aus Kunststoff. Geeignete Werkstoffe sind PVC (Polyvinylchlorid),
PP (Polypropylen), PVDF (Polyvinylidenfluorid) und weitere bekannte
Kunststoffe. Sie müssen
u. a. verhältnismässig hart,
mechanisch stabil und chemisch inert sein. Am häufigsten sind T-Stücke mit
zwei coaxialen Schenkeln, die im wesentlichen einstückig ausgebildet
sind, und ein rechtwinklig abkragendes Anschlussrohr gleichen Innen-
und Aussendurchmessers. Der rechtwinklig abkragende Rohrstutzen
kann jedoch einen anderen, insbesondere einen kleineren Durchmesser
haben, also gegenüber
den beiden Rohrschenkel reduziert ausgebildet sein. Weiter kann
das Anschlussrohr in einem anderen Winkel als 90° abkragen, beispielsweise 45°.
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Alle Rohrleitungsstücke nach
der vorliegenden Erfindung haben zumindest einen kreisrund ausgebildeten
Innendurchmesser.
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Obwohl es bekannt ist, in innen runden
Rohrleitungen Schwenkklappen zum Regulieren oder Absperren des Mediums
einzubauen, ist im Bereich von T-Rohrleitungsstücken stets
mit Dreiwegehahnen, insbesondere mit Dreiwegekugelventilen, gearbeitet worden.
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Nach der vorliegenden Erfindung werden
im inneren Bereich von T-Rohrverbindungsstücken Schwenkklappen eingesetzt,
wodurch bei dichter Schrägsitzdichtung
mindestens das gleiche Ergebnis wie bei Dreiwegehahnen erreicht
wird. Das Wasser oder Abwasser wird vom abkragenden Rohrstutzen in
einen der beiden coaxialen Rohrschenkel umgeleitet oder umgekehrt.
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Von wesentlicher Bedeutung ist die
elliptische Grundform der Schwenkklappe. Falls sie in Abstand parallel
zu einer Schwenkwelle gehaltert ist, kann sie von einem Schrägsitz zum
anderen umgelegt und so das Wasser zum anderen Rohrschenkel bzw.
vom anderen Rohrschenkel in den abkragenden Rohrstutzen geleitet
werden. Die elliptische Schwenkklappe kann derart umgelegt werden,
dass ihre Stirnflächen
im Bereich des grossen Durchmessers vorübergehend über die Ebene der beiden Schrägsitzdichtungen
hinaus in das Rohr hineinragen.
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Die Halterung der Schwenkklappe an
der Schwenkwelle erfolgt zweckmässig über zwei
in Abstand angeordnete, parallel zum grossen Durchmesser der Schwenkklappe
verlaufende Stege.
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Die Strömungsverhältnisse und die Leistungsfähigkeit
des T-Rohrleitungsstücks
können
weiter verbessert werden, wenn die Schwenkwelle zwischen den beiden
Halterungsstegen unterbrochen, d. h. weggelassen ist.
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Wenigstens einends ist die Schwenkwelle über den äusseren
Durchmesser des T-Rohrleitungsstücks
hinaus verlängert
und umfasst Mittel zur Aufnahme eines Drehmomentes, welches zum
Umlegen der Schwenkklappe von einer Schrägsitzdichtung zur anderen notwendig
ist. Diese Mittel können äusserst vielgestaltig
ausgebildet sein. Im einfachsten Fall weist die ein- oder beidends
abkragende Schwenkwelle Längsrillen,
eine Riffelung oder dgl. Aufrauhung auf, das Umlegen der Schwenkklappe
kann so manuell erfolgen. Bei einem Verstopfen oder dgl. kann zur Ausbildung
eines Hebels ein Werkzeug beigezogen werden.
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Nach einer Variante weist ein abkragendes Wellenende
eine Bohrung auf, welche einen stabförmigen Hebel aufnimmt, der
zweckmässig
in der Bohrung längsverschiebbar
ist. Selbstverständlich
kann anstelle eines Stabes auch ein Handrad oder dgl. aufgebracht
sein, das auf einen stirnseitig ausgebildeten Drei-, Vier- oder
Sechskant aufgesetzt ist.
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Neben dem vorerwähnten manuellen Betrieb kann
die Schwenkklappe auch durch Übertragung
eines pneumatisch, hydraulisch oder elektromotorisch erzeugten Drehmomentes
umgelegt werden, auch durch Ansteuerung eines an sich bekannten
Auslöseorgans.
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Die Schrägsitzdichtungen in den beiden Rohrschenkeln
des T-Rohrleitungsstücks
sind vorzugsweise bezüglich
einer durch die Schwenkachse verlaufenden und zu den coaxialen Rohrschenkel vertikal
verlaufenden Ebene plansymmetrisch bzw. spiegelbildlich ausgebildet.
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Durch eine einfache geometrische
Beziehung kann aus der elliptischen Form der Schwenkklappe der Winkel α der schrägen Ebenen
der Passsitze berechnet werden, bei welchem die Schnittfigur dieser
schrägen
Ebenen mit den Rohrschenkeln der elliptischen Schwenkklappe entspricht.
Dieser Winkel α liegt
zweckmässig
im Bereich von 45 bis 70°.
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Zum Erreichen einer optimalen Abdichtwirkung
wird die Auflagefläche
Schrägsitzdichtung
für die
Schwenkklappe bevorzugt durch einen Einsatz aus welchem Material
gebildet, insbesondere mit flacher innerer Auflagefläche.
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Nach einer erfindungsgemässen Weiterausbildung
sind die beiden Passsitze auf je einem Rohreinsatz mit einem stirnseitigen
elliptischen Gummiring ausgebildet, welcher seinerseits dichtend
auf einem entsprechendem Absatz des Rohrschenkels aufliegt. Der
Druck des Rohreinsatzes in axialer Richtung erfolgt durch die betreffende Überwurfmutter des
T-förmigen
Muffenfittings.
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Offensichtlich kann erfindungsgemäss Wasser
und Abwasser in einem T-Rohrleitungsstück von verhältnismässig grossem Rohrquerschnitt
in den einen oder anderen coaxialen Rohrschenkel umgeleitet werden,
ohne dass eine wesentliche Querschnittsverengung in Kauf genommen
werden muss. Die Schwenkklappe kann einfach von einem Passsitz in
den anderen umgelegt werden, sei es maschinell oder manuell.
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Die Erfindung wird anhand von in
der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen,
welche auch Gegenstand von abhängigen
Ansprüchen
sind, näher
erläutert.
Es zeigen schematisch:
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1 einen
Axialschnitt durch ein T-Rohrleitungsstück mit einer Schwenkklappe,
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2 eine
Seitenansicht von 1,
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3 eine
Draufsicht auf eine Schwenkklappe und
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4 eine
Seitenansicht von 3.
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1 zeigt
ein als Muffenfitting ausgebildetes T-Rohrleitungsstück 10.
Die beiden Rohrschenkel 12, 14 sind einstückig ausgebildet,
sie haben eine gemeinsame Längsachse
L. Das als Spritzgussteil aus Kunststoff hergestellte T-Rohrleitungsstück 10 hat weiter
einen rechtwinklig abkragenden, dickwandigen Rohrstutzen 16 mit
einem geringfügig
kleinerem Innendurchmesser als die beiden Rohrschenkel 12, 14.
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Alle drei Anschlussrohre 12, 14, 16 des T-Rohrleitungsstücks 10 haben
stirnseitig ein Aussengewinde 18 zum Aufschrauben einer
nicht dargestellten Überwurfmutter,
welche beim Anziehen einen Flansch 20 einer Rohrleitung 22 andrücken und
dank eines in einer Ringnut 24 angeordneten O-Rings 26 eine
dichte Verbindung bilden. Die Rohrleitung 22 und deren
Flansch 20 ist nur beim Rohrstutzen 16 gezeichnet.
Die Rohrschenkel 12, 14 haben äquivalente Fittings mit einer Überwurfmutter.
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Oberhalb der Längsachse L der Rohrschenkel 12, 14 ist
eine Schwenkwelle 28 mit einer Schwenkachse A angeordnet.
Diese Schwenkwelle 28 durchgreift die Wandung des T-Rohrleitungsstücks 10 beidends
und ist in diesem gelagert. Die Schwenkachse A liegt in einem Abstand
a oberhalb der Längsachse
L der Rohrschenkel 12, 14, ist also exzentrisch
angeordnet. Über
zwei Stege 30 ist eine Schwenkklappe 32 von elliptischer
Grundform (3) durch
Verschrauben starr gehaltert.
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Im Bereich des Rohrstutzens 16 weist
die Innenwandung der Rohrschenkel 12, 14 zwei
den Innendurchmesser ausweitende Stufen 34, 36 auf.
Diese liegen in je einer mit der Längsachse L einen Winkel α von etwa
60° bildenden
schrägen
Ebene. Die Stufen 34, 36 haben deshalb die Form
einer Ellipse und sind bezüglich
einer zur Längsachse
L senkrechten Ebene der Längsachse
L' des Rohrstutzens 16 spiegelsymmetrisch
ausgebildet.
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Auf den Stufen 34, 36 liegt
je ein ebenfalls elliptisch ausgebildeter, elastischer O-Ring, vorzugsweise
aus Gummi, welcher zumindest innenseitig flach und in der Längsachse
L betrachtet coaxial ausgebildet ist.
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In beiden Rohrschenkeln 12, 14 ist
je ein Rohreinsatz 40, 42 vorgesehen, welcher
oberflächenbündig geführt ist.
Die Rohreinsätze 40, 42 weisen
eine stirnseitige Ebene auf, die mit dem Winkel α zur Längsachse L bzw. zur Mantelfläche verläuft. Die Rohreinsätze 40, 42 werden
zweckmässig
so in die Rohrschenkel 12, 14 gestossen, dass
sie stirnseitig vollflächig
auf dem betreffenden elliptischen O-Ring aufliegen. Aussenseitig
bilden die Rohrschenkel 12, 14 und die Rohreinsätze 40, 42 eine
Ringnut 24 zur Aufnahme eines O-Rings 26. Beim
Anziehen einer nicht dargestellten Überwurfmutter wird der Flansch 20 einer
Rohrleitung 22 gleichzeitig auf den O-Ring 24 und
auf einen Rohreinsatz 40, 42 gedrückt. Dadurch
entsteht eine aussenseitige Abdichtung, wie beim Anschlussrohr 16 gezeigt.
Ausserdem wird der elliptische O-Ring als Schrägsitzdichtung 38 fixiert.
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Nach einer Variante können die
elliptischen O-Ringe stirnseitig auf dem jeweiligen Rohreinsatz 40, 42 befestigt
sein und mit diesem gegen die Stufen 34, 36 gestossen
und wieder aus dem T-Rohrleitungsstück 10 entfernt werden.
Das Entfernen kann erleichtert erfolgen, wenn im stirnseitigen Bereich zwei
diagonal gegenüberliegende
Löcher 52 ausgespart
sind, in welche die rechtwinklig nach aussen abkragenden Enden eines
eingeführten,
federnden Ausziehbügels
gesteckt werden.
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Nimmt die Schwenkklappe 32 die
in 1 gezeigte Position
ein, fliesst das Wasser oder Abwasser vom Rohrstutzen 16 in
den Rohrschenkel 14 oder umgekehrt. Der Rohrschenkel 12 ist
tropfdicht verschlossen, die Schwenkklappe 32 liegt auf
der leicht überstehenden
Innenfläche
des elliptischen O-Rings der Schrägsitzdichtung 38 auf.
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Über
die Schwenkwelle 28 kann die Schwenkklappe 32 in
Richtung der Pfeile 44 so gedreht werden, dass sie auf
dem anderen elliptischen O-Ring der anderen Schrägsitzdichtung 38 dichtend aufliegt.
Das Wasser oder Abwasser wird nun über den anderen Rohrschenkel 12 abgeleitet
bzw. zugeleitet.
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Aus 2 sind
insbesondere die beiden Stege 30 und die unterbrochene
Schwenkwelle 28 gut erkennbar. Diese Schwenkwelle 28 ist
bezüglich
der Längsachse
L der Rohrschenkel 12, 14 exzentrisch im Schaft
von zwei Schrauben 46, 48 gelagert. Auf der rechten
Seite ist die Schwenkwelle 28 überstehend ausgebildet und
hat einen stirnseitigen Vierkant 50. Hier kann ein Hebel
oder ein Rad zur manuellen Steuerung oder ein Antriebskopf eines
elektromechanischen, hydraulischen oder pneumatischen Antriebssystem
ein Drehmoment zum Umlegen der Schwenkklappe 32 angreifen.
In 2 ist die Schwenkklappe 32 in
inoperativer Lage gezeigt, keiner der beiden Rohrschenkel 12, 14 (1) ist verschlossen.
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3 zeigt
die elliptische Grundform der Schwenkklappe 32. Die elliptischen
O-Ringe zur Bildung
einer Schrägsitzdichtung 38 (1) sind zumindest innenseitig
entsprechend ausgebildet. Das Verhältnis der grossen zur kleinen
Achse der Ellipse beträgt
etwa 1,3 : 1.
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In 4 ist
die Position der über
die Stege 30 gehalterten Schwenkklappe 32 nach
dem Schwenken gemäss 1 gezeigt. Wie erwähnt ist in
der Position gemäss 4 der Rohrschenkel 14 verschlossen,
indem die elliptische Schwenkklappe 32 über dem gesamten Umfang auf
dem elliptischen O-Ring der Schrägsitzdichtung 38 aufliegt.