DE2946558A1 - Selbstschlussarmatur - Google Patents

Description

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Georg Rost & Söhne, Zur Porta 8-12, 4952 Porta Westfalica Selbstschlußarmatur

Die Erfindung betrifft eine Selbstschlußarmatur entsprechend dem Gattungsbegriff des Anspruches 1.

Bei einer derartigen, durch die DE-PS 551 976 vorbekannten Selbstschlußarmatur ist zwar durch die Selbethaltung der Armatur in einer verzögerten Öffnungsbewe gung des Ventilkolbens eine längere Laufzeit erreicht, und zwar eben durch diese Selbsthaltung bei recht kurzem Betätigungshub des Ventilkolbens, was von der Handhabung her angenehm ist und Abdichtungsprobleme, auch im Hinblick auf die Verkalkungsgefahr, vermeiden hilft, doch ist die dortige Selbsthaltung in einer verzögerten Öffnungsbewegung des Ventilkolbens auf rein mechanische Weise durch ein kompliziertes System von Hebeln, Gelenkverbindungen und einem mechanischen Gesperre erreicht* Dies führt zu einem komplizierten, voluminösen Aufbau, der darüber hinaus in seinem Funktionsablauf durch die erhebliche Verkalkungsgefahr sehr störanfällig ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Selbstschlußarmatur der gattungsgemäßen

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Art zu schaffen, die die Selbsthaltung in der verzögerten Öffnungsbewegung des Ventilkolbens auf baulich besonders einfache und wenig störanfällige Weise erreicht.

Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1.

Mit den dort aufgeführten Merkmalen ist eine rein hydraulische Selbsthaltung der Selbstschlußarmatur in einer verzögerten Öffnungsbewegung des Ventilkolbens erreicht, die baulich im Verhältnis zu der bekannten mechanischen Selbsthaltung denkbar einfach ist und die darüber hinaus auch im Hinblick auf eine etwaige Verkalkungsgefahr robust und betriebssicher ist.

Weitere Ausgestaltungen der in dem Anspruch 1 gekennzeichneten Selbstschlußarmatur sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die in dem Unteranspruch 2 gekennzeichnete Ausgestaltung hat den Vorteil, daß der verzögerten langsamen Öffnungsbewegung der Armatur ein kurzfristig deutlich schnellerer Öffnungshub zu Anfang der Öffnungsbewegung vorangestellt ist, der mit großer Betriebssicherheit auch die sichere Abhebung des Ventilkolbens von seinem Ventilsitz gewährleistet. Die in dem Unteranspruch 3 gekennzeichnete Ausgestaltung bewirkt, daß die Selbstschlußarmatur nach dieser beschleunigten Öffnungsbewegung zu Beginn der Öffnungsphase in die gewünschte verzögerte Öffnungsbewegung zurückgeführt wird.

Ein Ausführungsbeispiel einer Selbstschlußarmatur gemäß der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

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Die Zeichnung zeigt zwei nebeneinander angeordnete schematisierte Teilschnitte der Selbstschlußarmatur in zwei unterschiedlichen Betriebsstellungen.

Das Gehäuse 1 der Selbstschlußarmatur hat einen Wassereinlaß 2 sowie einen Wasserauslaß 3. In dem Gehäuse 1 ist in dessen oberen Bereich ein Ventilkolben 4 geführt, der mittels einer Dichtung 5 mit einem gehäuseseitig vorgesehenen Ventilsitz 5a zwischen dem Wassereinlaß 2' und dem Wasserauslaß 3 zusammenwirkt. Der Ventilkolben 4 trägt ferner eine Manschettendichtung 6, die eine Abdichtung der oberhalb des Ventilkolbens 4 gelegenen Entlastungskammer 7 darstellt.

In der Verbindung zwischen der Entlastungskammer 7 oberhalb des Ventilkolbens und dem Wasserauslaß 3 ist ein Betätigungsventil vorgesehen, das ausgehend von einem Einschaltglied über eine Einrichtung zur Selbsthaltung der Armatur in einer verzögerten Öffnungsbewegung des Ventilkolbens zu öffnen ist. Im einzelnen ist hierzu mittig in dem Ventilkolben 4, axial beweglich zu ihm, ein Steuerstößel 8 gelagert, der in seinem oberen Schaftbereich im Sinne der Bildung des Betätigungsventils der Selbstschlußarmatur mittels einer Schulter 11 mit einem von dem Ventilkolben 4 getragenen O-Ring 10 zusammenwirkt dergestalt, daß er, wenn er in der Schließstellung der Selbstschlußarmatur durch eine unterseitig am Ventilkolben 4 abgestützte Druckfeder 9 in seine untere Stellung gedrückt ist, den Entlastungsraum 7 gegenüber dem Wasserauslaß 3 abdichtet. In dem Ventilkolben 4 ist fer- ner die übliche Kolbendüse 12 vorgesehen, durch die

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hindurch, in Verbindung mit weiteren oberen Durchbrechungen im Ventilkolben 4, die Entlastungskammer 7 mit dem Wassereinlaß 2 in Verbindung steht. Die Kolbendüse 12 dient der gewünschten verzögerten Schließbewegung des Ventilkolbens.

Der Steuerstößel 8 trägt an seinem unteren Ende eine Drosselmanschette 14, die mit dem Außenrand der Lippe in der den Durchmesser d aufweisenden Innenbohrung des Gehäuses 1 auf- und abläuft.

Ein Druckknopf 13, mit dem unterseitig der Steuerstößel 8 zu beaufschlagen ist, ist aus dem Gehäuse 1 herausgeführt. Der Druckknopf 13 ist dabei von einer am anderen Ende am Gehäuse 1 abgestützten Druckfeder 15 beaufschlagt.

Der Steuerstößel 8 trägt in einem Bereich unterhalb des Ventilkolbens 4 eine Tellerdichtung 19, die einen Außendurchmesser D definiert. Die Tellerdichtung 19 ist in Axialrichtung der Selbstschlußarmatur flexibel, was im dargestellten AusfUhrungsbeispiel dadurch erreicht ist, daß sie mit Spiel auf einem im Durchmesser reduzierten Abschnitt 18 des Stößels 8 angeordnet ist und hier von einer Druckfeder 17 beaufschlagt ist, deren Federkraft größer ist als diejenige der Druckfeder 9, die den Steuerstößel 8 gegenüber dem Ventilkolben 4 abfedert, sich dabei aber nicht direkt auf dem Steuerstößel selbst, sondern auf der Oberseite der Tellerdichtung 19 abstützt. Der verjüngte obere Schaftbereich des Steuerstößels 8 ist mit dem unteren hohlen Steuerstößelbereich über Stege verbunden, die Durchbrechungen zwischen sich bilden.

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Ferner weist der Steuerstößel 8 in seinem oberen Schaftbereich im Bereich einer von der Schulter 11 aus nach innen verlaufenden Einschnürung 21 eine Verzögerungsdüse 20 auf.

Die Funktionsweise der Selbstschlußarmatur wird nachstehend im Zusammenhang beschrieben.

Ausgegangen wird dabei von der linken Teilschnittdarstellung der Zeichnung, die die Selbstschlußarmatur in geschlossenem Zustand zeigt. Dabei liegt die Dichtung 5 des Ventilkolbens 4 auf dem gehäuseseitigen Ventilsitz 5a dichtend auf, so daß der Wassereinlaß gegenüber dem Wasserauslaß abgedichtet ist. Der statische Druck des Durchflußmediums sorgt dabei für die entsprechende Dichtkraft. Der Wassereinlaß und die Entlastungskammer 7 sind miteinander über die kleine Kolbendüse 12 verbunden. Die Druckfeder 9 drückt den Steuerstößel 8 in seine untere Stellung, in der das aus dem O-Ring 10 und der Schulter 11 gebildete Betätigungsventil geschlossen ist.

Wird nun der Druckknopf 13 gegen die Kraft der Feder 15 betätigt, wird hierdurch der Steuerstößel 8 nach oben gedrückt, so daß der axial abgefederte Dichtungsteller 19 abdichtend gegen die Unterseite des Ventilkolbens 4 gedrückt wird. Die Schulter 11 des Steuerstößels 8 verschiebt sich dabei relativ zum O-Ring 10, so daß die Verzögerungsdüse 20 Wasser aus der Entlastungskammer 7 entweichen läßt. Da diese Verzögerungsdüse im Hinblick auf die gewünschte verlangsamte Öffnungsbewegung der Armatur unter hydraulischer Selbsthaltung nicht zu groß sein darf und an-

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dererseits womöglich die durch die Verzögerungsdüse hier gegebene Druckentlastung für eine Einleitung der Aufwärtsbewegung des Ventilkolbens zu langsam sein könnte, kann im Hinblick auf die Axialflexibilität des Dichtungstellers 19 gegenüber dem Steuerstößel 8 dieser über das Einschaltglied 13 noch weiter hochgedrückt werden, und zwar derart, daß die Einschnürung 21 dem Wasser aus der Entlastungskammer 7 einen recht großen Durchflußquerschnitt momentan freigibt, wie es aus dem rechten Teilschnitt der Zeichnung ersichtlich ist. Hierdurch ergibt sich ein schneller zügiger Beginn der Öffnungsbewegung der Selbstschlußarmatur. Da sich in dieser Stellung des Steuerstößels das aus relativ großem Durchflußquerschnitt abströmende Wasser aus der Entlastungskammer 7 bei weitem nicht durch die Kolbendüse 12 ergänzen kann, hebt der sich auf der Unterseite des Ventilkolbens 4 auswirkende Druck aus dem Wassereinlaß 2 den Ventilkolben 4 vom Ventilsitz ab, da der Kolbendurchmesser in seinem oberen Bereich größer ist als der entsprechende Durchmesser im Bereich des Ventilsitzes.

Das in dieser Anfangsphase der Öffnungsbewegung quasi schwallartig aus der Entlastungskammer 7 kommende Wasser kann in dieser Stellung sowohl innenseitig durch den Steuerstößel als auch außenseitig am Steuerstößel zwischen dem Steuerstößel und dem Abdichtteller 19 hindurch ablaufen.

Neben der beschriebenen hydraulischen Kraft drückt außerdem die Rückstellkraft der Feder 17 den Kolben nach oben, solange sich der Steuerstößel 8 auf dem Druckknopf 13 abstützt bzw. noch Axialspiel zwischen

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der Tellerdichtung 19 und dem oberen Begrenzungsbund des reduzierten Abschnittes 18 des Steuerstößels 8 vorhanden ist. Wenn hier mit fortschreitender Öffnungsbewegung das Axialspiel aufgehoben und damit auch eine gewisse Abdichtung zwischen Steuerstößel 8 und Dichtungsteller 19 erreicht ist, wird dieser nur noch hydraulisch gegen den Kolben 4 gepreßt, weil das aus dem Ventileingang 2 in den Ventilabgang 3 strömende Wasser an der Drosselmanschette 14 und damit unterhalb des Dichtungstellers 19 einen Rückstau erfährt, hinter der Drosselstelle aber, und damit oberhalb des Dichtungstellers 19, der niedrige Ausgangsdruck herrscht. Die hydraulische Anpreßkraft resultiert aus der genannten Druckdifferenz sowie der Flächendifferenz des mit dem Durchmesser D gekennzeichneten Dichtungstellers 19 zu der mit dem Durchmesser d gekennzeichneten Sitzbohrung. In dieser Stellung des Dichtungstellers 19 bzw. des Steuerstößels 8 befindet sich dessen Verzögerungsnut 20 im Bereich des O-Ringes 10 und definiert damit einen Querschnitt für den Austritt des Wassers aus dem Entlastungsraum 7. Der Querschnitt der Verzögerungsdüse 20 stellt ein Zeitglied der Armatur dar, der so bemessen ist, daß mehr Wasser aus dem Entlastungsraum 7 abfließt als über die Düse 12 zuströmt. Damit ergibt sich je nach Größe der Verzögerungsdüse 20 eine mehr oder weniger verzögerte Öffnungsbewegung der selbsthaltend hydraulisch gegeneinander gepreßten und relativ .zueinander ruhenden Elemente Kolben 4, Teller 17 und Stößelstange 8. Der Druckknopf 13 ist inzwischen nach Loslassen wieder von der Feder 15 in seine Ausgangsstellung zurückgedrückt worden. Der Öffnungshub des Ventilkolbens 4 ist durch einen einstellbaren Anschlag 23, der die Laufzeit der Armatur zu regulieren gestattet, am oberen Ende der Entlastungskammer 7 begrenzt. Läuft der obere Flansch des Steuerstößels 8 gegen den Anschlag

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23, wird der Steuerstößel 8 relativ zum Ventilkolben 4 nach unten gedrückt, wodurch sich der Dichtungsteller 19 von der unteren Fläche des Ventilkolbens abhebt. Damit ist die selbsthaltende Druckdifferenz zwischen den beiden Flächen des Dichtungstellers 19 aufgehoben. Der Steuerstößel 8 schaltet somit vollends in seine untere Lage zurück und der Ventilkolben vollführt die durch die Kolbendüse 12 verlangsamte Schließbewegung der Armatur. Die Größe der Kolbendüse 12 stellt dabei ein v/eiteres Zeitglied dieser Selbstschlußarmatur das.

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Claims (5)

1. Georg Rost & Söhne Patentanwälte

   Dr. O. Loesenbedc Dipl.-Ing. Stracke

   Dipl.-Ing. Loesenbeck U Bitfeld. Hedorder Strafe

   Patentansprüche

   easss==ssas=3=s==3======sss=s

   'Selbstschlußarmatur mit einem in einem Gehäuse geführten Ventilkolben, der mit einem gehäuseseitigen Ventilsitz zwischen dem Wassereinlaß und dem Wasserauslaß des Gehäuses zusammenwirkt, mit einem durch ein Einschaltglied betätigbaren Betätigungsventil in der Verbindung zwischen der Entlastungskammer oberhalb des Ventilkolbens und dem Wasserauslaß, sowie mit einer das Betätigungsventil öffnenden Einrichtung zur Selbsthaltung der Armatur in einer verzögerten Öffnungsbewegung des Ventilkolbens und mit einer Kolbendüse zwischen dem Wassereinlaß und der Entlastungskammer, dadurch gekennzeichnet, daß die Selbsthalteeinrichtung einen durch das Einschaltglied (13) betätigbaren, axial gegenüber dem Ventilkolben (4) beweglichen Steuerstößel (8) aufweist, der mit seinem oberen Schaftbereich mit einer in dem Ventilkolben (4) angeordneten Dichtung (10) das Betätigungsventil (10,11) bildet und in diesem Schaftbereich eine gegenüber der Kolbendüse (12) im Querschnitt vergrößerte Verzögerungsdüse (20) aufweist und der ferner einerseits eine zeitweilig an die Unterseite des Ventilkolbens (4) andrückbare Dichtung (19) und andererseits in seinem unteren Bereich eine in der leitenden Verbindung zwischen dem Wassereinlaß (2) und dem Wasserauslaß (3) liegende Drosselmanschette (14) trägt.

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   ORIGINAL INSPECTED

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2. 2. Selbstschlußarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerstößel (8) und die von ihm getragene Dichtung (19) axial abgefedert relativ zueinander beweglich sind und dem Steuerstößel (8) eine die Verzögerungsdüse (20) überbrückende, weitere Öffnungsstellung gegeben ist.
3. 3. Selbstschlußarmatur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselmanschette (14) so bemessen ist, daß während des Öffnungshubes ihre Drosselwirkung die Tellerdichtung (19) und damit den Steuerstößel (18) gegen die Kraft einer gegenüber der Ventilkolbenunterseite abfedernden Druckfeder (9) hydraulisch selbsthaltend an die Kolbenunterseite drückt, und daß in dieser Stellung die Verzögerungsdüse (20) im Betätigungsventil (10,11) wirksam ist.
4. 4. Selbstschlußarmatur nach Anspruch 2 und ä, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Steuerstößel (8) getragene Dichtung eine auf dem Steuerstößel (8) begrenzt verschiebbare Tellerdichtung (19) ist, die sich gegenüber dem Steuerstößel (8) mittels einer Feder (17) abstützt, deren Federkraft größer als die der Druckfeder (9) ist.
5. 5. Selbstschlußarmatur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die den Steuerstößel (8) gegenüber der Unterseite des Ventilkolbens (4) abfedernde Druckfeder (9) auf der Oberseite des Dichtungstellers (19) abstützt.

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