DE2603731C2 - Druckspüler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckspüler mit einem relativ zu einem Ventilsitz bewegbaren Kolben, der mit einem Endbereich in eine Offen- und eine Schließstellung zum Ventilsitz bringbar ist, einer den anderen Kolbenendbereich aufnehmenden Entlastungskammer, einem eine Ausgleichsdüse aufweisenden Ausgleichskanal zwischen dem Eingangsstutzen des Druckspülers und der Entlastungskammer und einer in eine den Zutrittsquerschnitt der Ausgleichsdüse verringernde Lage bewegbaren Drosseleinrichtung.

Ein Druckspüler dieser Art ist beispielsweise aus der CH-PS 1 64 925 bekannt. Es hat sich bei Druckspülem herausgestellt, daß insbesondere dann, wenn die Ventilsitze relativ groß sind, im Augenblick der Schließung des Ventiles hohe Druckspitzen in der Versorgungsleitung auftreten können, da auf den Kolben in der Endphase seiner Schließbewegung in Schließrichtung zusätzliche hydraulische Kräfte angreifen, die darauf gerichtet sind, den Kolben beschleunigt gegen den Ventilsitz zu drücken. In der Schließphase der Armatur tritt nämlich zwischen dem Eingangsstutzen und dem Entlastungsraum durch die zunehmende Schließung der Ventilöffnung eine relativ hohe Druckdifferenz auf, die die Strömung durch die Ausgleichsdüse hindurch in den F.ntlastungsraum zu verstärken trachtet und somit zu dieser Beschleunigung der Schließbewegung des Kolbens führt. Zur Vermeidung der hohen Druckspitzen in der Versorgungsleitung weist der bekannte Druckspüler einen Kolben auf, der in seinem mit dem Ventilsitz zusammenwirkenden Endbereich konisch ausgebildet ist. Durch diesen konischen Endbereich wird bei dem sich in der Schließphase gegen den Ventilsitz bewegenden Kolben ein abruptes Schließen des Ventils verhindert und die Schließphase um die Zeit verlängert, die der konische Endbereich des Kolbens benötigt, um bei seiner Abwärtsbewegung die endgültige Schließlage zu erreichen. Bei diesem bekannten Druckspüler wird als nachteilig angesehen, daß die vorhandene, jedoch von

ίο Hand zu betätigende Drosseleinrichtung keine selbsttätige und druckdifferenzabhängige Bewegungsverzögerung des Kolbens bewirken kann, von daher somit trotz der Verlängerung der Schließphase eine wirklich rückschlagfreie Schließphase des Kolbens nicht gewährleistet ist

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckspüler zu schaffen, bei dem die Kolbenbewegung vo.· Erreichen der endgültigen Schließstellung abgebremst wird, um eine praktisch rückschlagfreie Schließphase des Kolbens zu erreichen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst daß die Drosseleinrichtung ein elastisches Bauteil aufweist das bei einer in der Schließphase des Kolbens auftretenden, vorbestimmten Druckdifferenz zwisehen den beiden Enden des Ausgleichskanal selbsttätig in die den Zuflußquerschnitt der Ausgleichsdüse verringernde Lage bewegbar ist

Diese Drosseleinrichtung bewirkt, daß bei Erreichen einer vorbestimmten Druckdifferenz, wie sie in der Schließphase der Kolbenbewegung auftritt, der freie Zuflußquerschnitt der Ausgleichsdüse, die die Schließgeschwindigkeit des Kolbens bestimmt doch selbsttätig verringert wird und damit die Kolbengeschwindigkeit in ihrer Schließphase besonders abgebremst wird, so daß hierdurch ein Druckschlag in der Versorgungsleitung vermieden wird.

Weitere besondere Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der Erfindungsgegenstand wird nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Druckspüler in seinem prinzipiellen Aufbau in schematischer Darstellung,

F i g. 2 den Kolben eines Druckspülers gemäß der Erfindung im Längsschnitt

F i g. 3 einen Querschnitt durch den Kolben gemäß Schnittlinie III-IIIder Fig. 2,

F i g. 4 den Kolben nach F i g. 2 in Seitenansicht.
Wie in dem Prinzipschema nach F i g. 1 dargestellt, bewegt sich in dem Gehäuse 1 des Druckspülers, das

so einen Eingangsstutzen 2 und einen Abgangsstutzen 3 aufweist, in einem zylindrischen Abschnitt ein Kolben 4, der an seinem unteren Ende als Ventilstück ausgebildet ist und sich mit diesem Ende in eine Schließ- und eine Offenstellung auf einen Ventilsitz 5 zu und von ihm fort bewegt. Mit seinem anderen Ende bewegt sich der Kolben 4 in einer Entlastungskammer 6. Die Entlastungskammer 6 ist mittels einer Ausgleichsleitung 7, die eine Ausgleichsdüse 8 aufweist, mit dem Eingangsstutzen 2 verbunden. Die Entlastungskammer 6 ist ferner über eine Entlastungsleitung 9, in der sich eine Entlastungsventil 10 befindet, mit dem Abgangsstutzen 3 verbunden. Wird nun im Betrieb des Druckspülers das Entlastungsventil 10 geöffnet, fließt das Wasser aus der Entlastungskammer 4 in den Abgangsslutzen 3 ab, so daß sich aufgrund des sich dann einstellenden Druckverhältnisses der Kolben 4 vom Ventilsitz 5 abhebt und die Spülung beginnt. Nach Schließen des Entlastungsventil 10 wird der Kolben 4 durch die angreifenden Strömungs-

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kräfte und evtl. eine zusätzliche Druckfeder wieder in Schließrichtung bewegt Die Kolbenfläche des Kolbens 4, die sich der Entlaslungskammer 6 darbietet, ist größer als die Querschnittsfläche des Ventilsitzes 5. Die Schließbewegung des Kolbens 4 erfolgt dabei verzögert, da die Ausgleichsdüse 8 in der Ausgleichsleitung 7 nur ein langsames Auffüllen der Entlastungskammer 6 zuläßt

Da in der Schließphase infolge der sich schließenden Ventilöffnung eine relativ hohe Druckdifferenz zwischen dem Eingangsstutzen 2 und der Entlastungskammer 6, also an den beiden Enden des Ausgleichskanals 7, derart auftritt daß hierdurch die Strömung durch die Ausgleichsdüse 8 hindurch verstärkt werden würde und damit der Kolben 4 in seiner Schließbewegung beschleunigt werden würde, ist erfindungsgemäß der Ausgleichsdüse 8 eine besondere Drosseleinrichtung zugeordnet die zur Verdeutlichung des Funktionsprinzipes in der schematischen Darstellung nach F i g. 1 in Form eines von einer Feder abgestützten Steuerkolbens 12 gezeigt ist, der einen Drosselstift 13 trägt mit dem der Zuflußquerschnitt der Ausgleichsdüse 8 im Sinne einer Drosselung verringert werden kann. Dem Steuerkolben 12 sind dabei bezüglich des Wasserdurchtrittes entsprechende düsenartige Drosselquerschnitte 14 zugeordnet. Die Feder stellt dabei das Symbol für ein elastisches Glied 11 dar, das bei einer vorbestimmten Druckdifferenz anspricht und dann eine Bewegung der eigentlichen Drosseleinrichtung zur Verringerung des Zuflußquerschnittes der Ausgleichsdüse 8 ermöglicht. Bei Jiesem System baut sich die Druckdifferenz im Prinzip aus dem Druckabfall an der Ausgleichsdüse 8 und an den Drosselquerschnitten 14 am Steuerkolben 12 auf. Die durch die Strömung bewirkte Kraft zur Bewegung des Steuerkolbens unter Überwindung der vorgegebenen Kraft der Feder stellt sich dabei als Produkt aus dem am Drosselquerschnitt 14 gegebenen Druckabfall und der Fläche des Stejerkolbens 12 dar. Je größer man den Drosselquerschnitt 14 im Verhältnis zum Querschnitt der Ausgleichsdüse 8 wählt, um so geringer ist am Drosselquerschnitt der Druckabfall, verbunden mit entsprechend geringer Kraft für die Steucrkolbenbewegung. Die konische Ausgestaltung des Drosselendes 13 in der schematischen Darstellung nach F i g. 1 soll eine Steuercharakteristik symbolisieren, die es ermöglicht, bei zunehmenden Differenzdrücken den Querschnitt der Ausgleichsdüse 8 sogar überproportional zu verengen.

Aus Vorstehendem ergibt sich, daß unter Umständen nur relativ geringe Kräfte für die Bewegung des Steuergliedes der Drosseleinrichtung zur Verfügung stehen. Bevorzugt ist daher eine Ausgestaltung, die ein feinfühliges Ansprechen auch auf relativ geringe Kräfte ermöglicht. Bei der in den F i g. 2—4 dargestellten Ausführungsform ist ein Kolben 4' eines Druckspülers vorgesehen, der in einer eingearbeiteten Ringnut 15 eine Gummihülse 16 trägt, die eine Sacknut 17 bis auf ein kleines Reststück entsprechend einem Drosselquerschnitt 14' am oberen Ende der Sacknut 17 überdeckt. Gegenüberliegend am unteren Ende der Sacknut 17 befindet sich eine Ausgleichsdüse 8', die die Sacknut 17 mit einem Hohlraum 18 in dem Kolben 4' verbindet, wobei der Hohlraum 18 in Verbindung mit der Entlastungskammer 6 stehi. Die Tiefe der Sacknut 17 ist so bemessen, daß der Nutgrund um eine definierte Strecke a gegenüber der Umfangswandung des Kolbens 4 nach innen versetzt ist.

Bei der Schließbewegung des Kolbens 4' an dem die in Fräse stehende Druckdifferenz von außen nach innen wirkend auftritt wird bei einer bestimmten Druckdifferenz, die sich aus den Elastizitätseigenschaften der Gummihülse 16 ergeben, die Gummihüise 16 im Bereich der Sackiiut 17 radial nach innen gezogen und verengt dabei den Zutrittsquerschnitt zur Ausgleichsdüse 8'. Dieser Zutrittsquerschnitt kann dabei nie vollständig verschlossen werden, da über das Tiefenmaß a der Sacknut 17 stets zwei zur Ausgleichsdüse 8' führende dreiekkige Strömungskanäle offen bleiben werden, wie die Anschauung der in den F i g. 2 und 3 gestrichelt angedeuteten Verformungslinien zeigen. Bei zunehmender Druckdifferenz werden die den Zutrittsquerschnitt bildenden Strömungskanäle infolge der Elastizität des Gummimateriales der Gummihülse 16 entsprechend stärker verengt, was zu einer entsprechenden Drosselung und damit zu der gewünschten besonderen Verzögerung der Schließbewegung des Kolbens 4' in der Endphase seiner Schließbewegung führt

Die hier dargestellte, unter der Gummihülse 16 liegende Sacknut 17 kann geometrisch anderer Art sein, wenn sichergestellt ist daß bei relativ nicht nach innen gezogener Gummihülse 16 ein unverengter Zustrom-Querschnitt zur Düse 8' und bei nach innen gezogener Gummihülse 16 ein entsprechend verengter Zustrom-Querschnitt gebildet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (4)

Patentansprüche:

1. Druckspüler mit einem relativ zu einem Ventilsitz bewegbaren Kolben, der mit einem Endbereich in eine Offen- und eine Schließstellung zum Ventilsitz bringbar ist, einer den anderen Kolbenendbereich aufnehmenden Entlastungskammer, einem eine Ausgleichsdüse aufweisenden Ausgleichskanal zwischen dem Eingangsstutzen des Druckspülers und der Entlastungskammer und einer in eine den Zutrittsquerschnitt der Ausgleichsdüse verringernde Lage bewegbaren Drosseleinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseleinrichtung (11, 12,13) ein elastisches Bauteil (U) aufweist, das bei einer in der Schließphase des Kolbens (4) auftretenden, vorbestimmten Druckdifferenz zwischen den beiden Enden des Ausgleichskanals (7} selbsttätig in die den Zuflußquerschnitt der Ausgleichsdüse (8,8') verringernde Lage bewegbar ist.

2. Druckspüler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseleinrichtung (11,12,13) eine überproportionale Drosselcharakteristik aufweist

3. Druckspüler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (4') eine Gummihülse (16) trägt, die das elastische Bauteil (11) bildet und die bis auf einen eingangsstutzenseitigen restlichen Drosselquerschnitt (14') eine an der Mantelfläche des Kolbens (4) angeordnete Sacknut (17) überdeckt, wobei von dem Ende der Sacknut (17), die mit der Entlastungskammer (6) in Verbindung steht, die Ausgleichsdüse (8') abzweigt.

4. Druckspüler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummihülse (16) in einer Ringnut (17) des Kolbens (4') angeordnet ist.