DE3417686C2 - Absperrventil - Google Patents

Abstract

Armaturen werden bekanntlich bei Rohrleitungen benötigt, um die Förderung von Wasser längs der Rohrleitung bei Bedarf unterbrechen zu können. Zu diesem Zweck besitzt die Armatur ein Absperrorgan. In der Praxis treten beim Absperren der Rohrleitung zu beiden Seiten des Absperrorgans erhebliche Druckstöße auf, die zu verhängnisvollen Schäden, z. B. einem Zerbersten der Rohrleitung oder der Armatur oder auch zu Gebäudeschäden führen können. Bei der Erfindung ist parallel zum Absperrorgan ein Entlastungsweg vorgesehen, welcher mittels einer Fremdsteuerung freigegeben wird, wenn das Absperrorgan sich in den Schließsitz bewegt. Durch eine Voreilung wird der Entlastungsweg freigegeben, kurz bevor das Absperrorgan seinen Schließsitz erreicht hat. Dadurch wird dem Entstehen der schädlichen Druckstöße entgegengewirkt.

Description

öffnen und so den Bypass freizugeben. Wenn auf diese Weise ein Druckausgleich hergestellt ist, gelangt das Schließorgan unter der Einwirkung einei Feder wieder in seinen Schließsitz, so daß der Bypass wieder verschlossen ist Allerdings ist in Versuchen festgestellt worden, daß dieser ältere Vorschlag gegenüber dem Stand der Technik zwar einen merkbaren Druckausgleich ermöglichen kann, jedoch sind die auftretenden Druckspitzen immer noch so groß, daß die weiter oben erwähnte Gefahr von Beschädigungen immer noch nicht ausgeschlossen werden kann. Die Lösung gemäß der älteren Patentanmeldung P 33 41 433.5-12 bringt also einen technischen Fortschritt, dieser ist aber in vielen Fällen als nicht ausreichend anzusehen.

Ferner ist durch das deutsche Gebrauchsmuster 17 44 654 ein Absperrventil bekannt, bei welchem sich parallel zu einer Hauptförderleitung eine Entlastungsleitung befindet Diese wird im normale.! Betriebszustand, wenn das Absperrventil geöffnet ist, von dem geförderten Medium mit durchströmt.

Beim Schließen des Absperrventils bleibt die Entlastungsleitung zunächst geöffnet, innerhalb deren sich ein nach Art eines Differenzialkolbens ausgebildetes und unter der Einwirkung eines gespeicherten Druckmittels stehendes Ventil befindet um den Durchflußquerschnitt der Entlastungsleitung langsam verändern zu können, bis die Entlastungsleitung vollständig geschlossen ist Danach kann diese erst dann wieder geöffnet werden, wenn die Strömung in der Hauptförderleitung in der Hauptströmungsrichtung wieder einsetzt.

Die beschriebene Wirkungsweise verdeutlicht daß sich das bekannte Absperrventil nicht zur Beseitigung der hohen Druckstöße und der damit verbundenen schädlichen Folgen einsetzen läßt, und zwar insbesondere deshalb, weil das einmal geschlossene Ventil in der Entlastungsleitung zunächst auch geschlossen bleibt und erst beim Einsetzen der Strömung in der Hauptförderleitung wieder öffnen kann.

Schließlich ist durch die US-PS 15 83 834 auch noch ein Absperrventil bekannt geworden, bei welchem ebenfalls parallel zur Hauptförderleitung eine Entlastungsleitung verläuft, die — wie bei der oben genannten älteren Patentanmeldung P 33 41 433.5-12 — durch ein druckabhängiges Ventil zu- oder absperrbar ist, wobei das druckabhängige Ventil bei geöffnetem Absperrventil in seiner Schließstellung gehalten ist und durch in der Hauptförderleitung auftretende Druckeinwirkung in Rückströmrichtung öffnet.

Durch die Entlastungsleitung läßt sich zwar ein gewisser Druckausgleich herbeiführen, wenn sich im Systern Druckstöße aufbauen, allerdings verbleiben dabei immer noch restliche Druckspitzen, die sich gefährlich auswirken können.

Es ist darauf hinzuweisen, daß sich die bisherigen Erläuterungen zwar auf das Medium Wasser beschränkten, welches in Rohrleitungen gefördert wird, jedoch ist dies nur als beispielhaft anzusehen, denn die gleiche Problematik tritt generell auch bei anderen Medien auf, die in Förderwegen transportiert werden, wobei die Notwendigkeit besteht, eine Armatur mit einem Ab-Sperrvorgang zum Absperren des Förderweges vorzusehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Absperrventil mit einer Hauptförderleitung und einer parallel dazu verlaufenden Entlastungsleitung zu schaffen, welches auch die verbleibenden schädlichen Druckspitzen auf ein solches Maß reduziert, daß die Gefahr von Beschädigungen ausgeschlossen ist.

Die Erfindung geht aus von dem Absperrventil gemäß der US-PS 15 83 834 und die Aufgabe wird bei dem Absperrventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst

Die Erfindung beschreitet den neuen und überraschenden Weg, das druckabhängige Ventil des Entlastungsweges fremdgesteuert — also unabhängig von dem jeweils herrschenden Druck im Bereich des Ventils — zu öffnen, und zwar noch bevor das Absperrventil den Schließsitz eingenommen hat Diesem wichtigen Merkmal liegt der Gedanke zugrunde, schon vor dem völligen Absperren der Hauptförderleitung einen Entlastungsweg zur Verfügung zu stellen, um so dem Entstehen gefährlicher Druckspitzen zu begegnen.

In einer Reihe von Versuchen hat sich bestätigt, daß mit einer solchen vorzeitigen öffnung des Entlastungsweges tatsächlich ein erheblicher Abbau der Druckspitzen ermöglicht wird. In mehreren Versuchsanordnungen konnte eine Reduzierung der Druckspitzen um bis zu 80% ermittelt werden, was eine bemerkenswerte Verringerung der schädlichen Druckstöße bedeutet, wie sie in der Fachwelt bisher nicht für möglich gehalten worden sind (z. B. von 12 bar auf 2,4 bar).

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil ist um so überraschender und höher zu bewerten, als die Maßnahmen zur Realisierung des neuartigen Absperrventils nur einfache Schritte beinhalten. Es reicht die Verwendung eines preiswerten Kolbens aus, der z. B. unter dem Einfluß von Druckluft innerhalb des Kolbengehäuses bewegbar ist und bei seiner Bewegung über eine Stange den Entlastungsweg freigibt.

Die Voreilung — d.h. der Zeitpunkt, zu dem die Fremdsteuerung einsetzt und den Entlastungsweg freigibt, bevor das Ventil seinen Schließsitz eingenommen hat — hängt in gewissem Umfang von den jeweiligen Gegebenheiten bei der Armatur ab. Als günstig haben sich innerhalb eines gewissen Rahmens Voreilungen von etwa 0,4 — 1 see. erwiesen.

Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung umfaßt die Fremdsteuerung einen Drucklufterzeuger, welcher zu dem wählbaren Zeitpunkt mit einer Durchlaßöffnung verbindbar ist, die in einer Wand eines Kolbengehäuses vorgesehen ist, in dem ein in Schließrichtung des druckabhängigen Ventils federbelastetes und mit dessen Verschlußstück über eine Kolbenstange verbundener Kolben verschiebbar angeordnet ist. Über das kolbenstangenseitige Ende des Kolbens ist das druckabhängige Ventil mit einem Druckmedium in Öffnungsrichtung beaufschlagbar.

Wenn die Fremdsteuerung »abgeschaltet« worden ist, kann das Ventil daher gleichwohl in seine Offenstellung gelangen und den Entlastungsweg freigeben, wenn der herrschende Druck im Bereich des Ventils ausreichend groß ist, um das Ventil entgegen der Kraft einer Feder zu bewegen.

Im Sinne der Voreilung erfolgt somit die Freigabe des Förderweges durch die Fremdsteuerung, während nach dem Abschalten der Fremdsteuerung der jeweils herrschende Druck diese Funktion übernimmt. Um die angestrebte Reduzierung der Druckstöße zu erzielen, wird die Fremdsteuerung dabei zumindest solange wirksam eingeschaltet und der Entlastungsweg wird solange zwangsweise freigegeben, bis das Absperrventil den Förderweg verschlossen hat.

Aus den obigen Erläuterungen geht hervor, daß der Zeitpunkt, an welchem das Absperrventil seinen Schließsitz erreicht hat, ein fester Bezugspunkt für die

5 6

Voreilung ist. Daher kann in vorzugshafter Ausgestal- einheit 74 aktiviert werden kann,

tung das Einschalten der Fremdsteuerung in Abhängig- Für die Betätigung des Näherungsschalters 76 kann

keit der Schließbewegung des Absperrventils erfolgen, die jeweilige örtliche Lage der Rückschlagklappe 12

z. B. dadurch, daß die Fremdsteuerung über einen me- während der Schließbewegung herangezogen werden,

chanischen Näherungsschalter eingeschaltet wird, kurz 5 Durch die deutsche Offenlegungsschrift 31 25 029 ist es

bevor das Absperrventil seinen Schließsitz erreicht hat. nämlich schon bekannt geworden, außen an der Arma-

Es ist aber auch möglich, das Abschalten der Pumpe tür an einer über einen Hebel mit der Rückschlagklappe

als Kriterium für die Fremdsteuerung heranzuziehen, da verbundenen Welle einen Zeiger vorzusehen, der die

das Absperrventil nach dem Abschalten der Pumpe den Position der Rückschlagklappe anzeigt und sich ent-

Schließvorgang beginnt. Über ein Zeitglied läßt sich 10 sprechend der Schließbewegung der Rückschlagklappe

dann die Fremdsteuerung zu einer wählbaren Zeitdauer bewegt Die Position dieses Zeigers gibt also die Posi-

einschalten, bevor das Absperrventil den Förderweg tion der Rückschlagklappe 12 an, und bei Erreichen ei-

vollständig absperrt ner gewünschten Lage der Rückschlagklappe 12, kurz

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in der bevor diese ihren Schließsitz eingenommen hat, kann

Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher 15 mittels des bekannten Zeigers der Näherungsschalter 76

erläutert Es zeigt eingeschaltet werden. Es ist alternativ auch möglich, die

F i g. 1 eine schematische Teil-Darstellung einer Ar- Steuereinheit 74 durch einen gestrichelt gezeichneten

matur mit einem zum Teil noch geöffneten Absperrven- Verzögerungsschalter 78 anzusteuern. In diesem Fall

til sowie mit einer Fremdsteuerung, wird als Kriterium für die Auslösung der Fremdsteue-

Fig.2 die Armatur gemäß Fig. 1, kurz bevor das 20 rung 70 das Abschalten der das Wasser längs des För-

Absperrventil seinen Schließsitz erreicht und mit schon derweges 14 fördernden Pumpe herangezogen. Nach

wirksamer Fremdsteuerung, dem Abschalten der Pumpe bewegt sich die Rück-

F i g. 3 mehrere Diagramme zur Verdeutlichung der schlagklappe 12 nämlich in Richtung ihres Schließsitzes,

auftretenden Druckstöße nach Absperrung des Förder- Wenn daher nach dem Abschalten der Pumpe über eine

weges bei einer bekannten Armatur, 23 Zeitverzögerung mittels des Verzögerungsschaiters 78

F i g. 4 Zeit-Diagramme zur Verdeutlichung des Zeit- die Steuereinheit 74 aktiviert ist, läßt sich erreichen, daß

punktes des öffnens des Entlastungsweges, und die Fremdschaltung 70 wirksam wird, kurz bevor die

F i g. 5 eine detaillierte Querschnittsansicht einer Ar- Rückschlagklappe 12 in ihren Schließsitz gelangt. Es

matur gemäß F i g. 1 und 2. braucht lediglich die Verzögerungszeit entsprechend

Die zeichnerisch dargestellte Armatur 10 umfaßt ge- 30 eingestellt zu werden.

maß F i g. 1 und 2 ein als eine Rückschlagklappe 12 aus- In beiden Fällen — also sowohl bei der Ansteuerung gebildetes Absperrventil. In der Offenstellung der Rück- der Steuereinheit durch den Näherungsschalter 76 als schlagklappe 12 kann ein Medium — hier Wasser — auch durch den Verzögerungsschalter 78 — wird erunter der Einwirkung einer aus Gründen der Übersicht- reicht daß die Fremdsteuerung 70 aktiviert wird, um lichkeit der Zeichnung nicht dargestellten Pumpe längs 35 den Entlastungsweg 16 im Sinne einer Voreilung freizudes Förderweges 14 in Richtung des gestrichelt gezeich- geben, kurz bevor die Rückschlagklappe 12 den Fördernden Pfeiles A gefördert werden. weg 14 vollständig absperrt

In F i g. 1 und 2 ist ferner zu erkennen, daß sich im Unter Bezugnahme auf F i g. 2 und 4 wird nachfol-

Bereich der Rückschlagklappe 12 ein paralleler Entla- gend die Wirkungsweise der Armatur 10 erläutert. In

stungsweg 16 befindet welcher unterhalb der (geschlos- 40 Fi g. 1 ist durch den Pfeil C schon die Schließbewegung

senen) Rückschlagklappe 12 über die Mündung 20 und der Rückschlagklappe 12 nach dem Abschalten der

oberhalb der (geschlossenen) Rückschlagklappe 12 über Pumpe angedeutet und Fig. 2 zeigt die Rückschlag-

die Mündung 18 mit dem Förderweg 14 in Verbindung klappe 12 in einer Position kurz vor dem Erreichen des

steht. Schiießsitzes. Wie man in der Graphik in F i g. 4 oben

Die obere Mündung 18 ist in F i g. 1 durch einen Ven- 45 erkennen kann, wo die Schließkurve 58 der Sattelklappe

tilteller 22 verschlossen, so daß der Entlastungsweg 16 12 längs der Zeitachse 52 dargestellt ist gelangt die

gesperrt bzw. unwirksam ist Für die Schließstellung des Rückschlagklappe 12 zum Zeitpunkt fo in die Schließ-

Ventiltellers 22 sorgt eine Feder 28, welche sich in einem stellung.

Kolbengehäuse 36 befindet und zwischen einem Kolben Unterhalb der Schließkurve 58 ist in F i g. 4 längs der

40 und einer hinteren Endplatte 42 gespannt ist Der 50 Zeitachse 61 die Offenkurve 59 des Ventiltellers 22 dar-

Kolben 40 steht über eine Stange 24 mit dem Ventiltel- gestellt Wie man erkennen kann, öffnet der Ventilteller

ler 22 in Verbindung, so daß die Kraft der Feder 28 den 22 auf Grund einer Voreilung 4t\ bereits zu der Zeit t_v.

Ventilteller 22 in den Schließsitz drückt Zum Zeitpunkt iy ist nämlich die Fremdsteuerung 70

Auf der der Feder 28 abgewandten Seite des Kolbens z. B. durch den Näherungsschalter 76 eingeschaltet wor-

40 befindet sich in dem Kolbengehäuse 36 eine Kammer 55 den, so daß Druckluft über die Durchlaßöffnung 41 in

39, welche über eine Duchlaßöffnung 41 mit einer die Kammer 39 gelangt Dadurch wird der Kolben 40 —

Fremdsteuerung 70 in Verbindung steht Somit kann ein und über die Stange 24 auch der Ventilteller 22 — in

Medium — z. B. Druckluft oder eine hydraulische Flüs- F i g. 2 nach rechts bewegt so daß der Entlastungsweg

sigkeit — in die Kammer 39 geführt werden, um den 16 freigegeben ist bevor die Rückschlagklappe 12 ihren

Kolben 40 nach rechts zu bewegen. 60 Schließsitz vollständig erreicht hat Durch den gestri-

Die in F i g. 1 nur schematisch als Prinzip-Blockschalt- chelt gezeichneten Pfeil B ist angedeutet, daß in dieser

bild dargestellte Fremdsteuerung 70 umfaßt einen Position rückfließendes Wasser durch den Entlastungs-

Druckluftbehälter 72, welcher mit einer Steuereinheit weg 16 fließen kann. Dadurch wird das Entstehen der

74 verbunden ist so daß bei aktiver Steuereinheit 74 die eingangs geschilderten großen Druckspitzen in erhebli-

Druckluft über die Durchlaßöffnung 41 in die Kammer 65 chem Maße reduziert, denn über den Entlastungsweg 16

39 gelangen kann. kann schon rückströmendes Wasser abfließen, mit der

Die Steuereinheit 74 unterliegt der Beeinflußung ei- Folge, daß die Druckstöße bei vollständig verschlossenes Näherungsschalters 76, durch welchen die Steuer- ner Rückschlagklappe 12 vermindert sind.

Durch die Fremdsteuerung 70 wird also der Entlastungsweg 16 mit einer Voreilung gegenüber dem Erreichen des Schließsitzes der Rückschlagklappe 12 ab dem Zeitpunkt tv zwangsweise freigegeben. Die Zeitdauer, während welcher der Ventilteller 22 zwangsläufig in seine Offenstellung gebracht wird, beträgt mindestens At\, die Fremdsteuerung 70 hält also den Entlastungsweg 16 entgegen der Kraft der Feder 28 mindestens bis zum Zeitpunkt fo frei, also mindestens bis zum Schließen der Rückschlagklappe 12. Es ist aber auch möglich, die zwangsweise Offenstellung des Ventiltellers 22 bis kurz nach dem Zeitpunkt ίο beizubehalten.

Wenn nach der wählbaren Zeitdauer At\ die Fremdsteuerung 70 abgeschaltet wird, gelangt der Ventilteller 22 infolge der Wirkung der Kraft der Feder 28 wieder in seinen Schließsitz. Die Fremdsteuerung 70 bleibt von nun an unwirksam, gleichwohl kann der Entlastungsweg 16 aber noch wieder freigegeben werden.

Trotz des vorzeitigen Offnens des Ventiltellers 22 baut sich nämlich im Bereich der Mündung noch ein Druck auf, und sobald dieser ausreichend groß ist, um die Kraft der Feder 28 zu überwinden, wird der Ventilteller 22 in F i g. 2 nach rechts bewegt und der Entlastungsweg 16 wieder freigegeben. Nach dem Abschalten der Fremdsteuerung 70 übernimmt also sozusagen die Feder 28 die Öffnungsfunktion bei ausreichendem Druck im Bereich der Mündung 18. Je nach den dort herrschenden Druckverhältnissen wird also der Entlastungsweg 16 freigegeben bzw. wieder verschlossen, so daß auf diese Weise weiterhin ein Druckausgleich gewährleistet ist.

Zum besseren Verständnis und zur Verdeutlichung der erzielbaren Vorteile, wird nachfolgend anhand der Diagramme in Fig.3 nochmals das Entstehen der schädlichen Druckstöße bei einer bekannten Armatur erläutert.

Es sind jeweils drei Diagramme gezeigt Längs der oberen Zeitachse 52 ist durch die Schließkurve 58 der Schließvorgang der Rückschlagklappe dargestellt Entlang der zweiten Zeitachse 54 ist mittels der Druckkurve 60 der Druck oberhalb der Rückschlagklappe — dort wo sich bei der Armatur gemäß F i g. 1 und 2 die Mündung 18 befindet — dargestellt und längs der dritten Zeitachse 56 ist die Druckkurve 62 für den Druck unterhalb der Rückschlagklappe aufgetragen.

Obwohl nachfolgend auch auf F i g. 1 und 2 Bezug genommen wird, sei zur Vermeidung von Mißverständnissen ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die Kurven in F i g. 3 zum Stand der Technik gehören; es ist also bei der Beschreibung der Diagramme in F i g. 3 davon auszugehen, daß die Mündungen 18 und 20 und der Entlastungsweg 16 gemäß F i g. 1 und 2 nicht vorhanden sind.

Die obere Schließkurve 58 in F i g. 3 zeigt, wie sich in Abhängigkeit von der Zeit t die Rückschlagklappe 12 ihrem Schließsitz nähert. Während des Schließvorganges fließt in dem angenommenen Beispiel von einer Pumpe gefördertes Wasser in Richtung des Pfeiles A in Fi g. 1, und dabei werden oberhalb und unterhalb der Rückschlagklappe 12 die Druckkurven 60 und 62 gemessen. Die entsprechenden Drücke sind relativ gering.

Bei f₀ ist die Rückschlagklappe 12 in ihren Schließsitz gelangt (F i g. 2), der Förderweg für das Medium Wasser ist also unterbrochen. Von Bedeutung ist nun, wie die Druckkurven 60 und 62 verlaufen. Innerhalb einer Zeitdauer At ändern sich die Druckwerte zunächst kaum; wobei Ax in F i g. 3 etwa Vi₀ Sekunden ist

Bei U beginnt allerdings ein erheblicher Druckaufbau. Wie die mittlere Kurve in F i g. 3 zeigt entstehen große Druckspitzen 64, wobei sich diese Druckspitzen nach Art einer Schwingung nur langsam abbauen. Solange die Kurve 60 oberhalb der Zeitachse t verläuft, handelt es sich um einen Überdruck.

In der unteren Druckkurve 62 ist zu erkennen, daß sich nach fi eine Druckspitze 66 als Unterdruck aufbaut, dem Druckspitzen 68 (Überdruck) folgen, bis der Druck unterhalb der Rückschlagklappe 12 nach längerer Zeit oszillierend gegen Null geht.

ίο Die Druckkurven 60 und 62 bedeuten absolute Druckwerte, so daß man für die Zeit nach ii bezüglich der Belastung die Druckdifferenz zwischen den Druckspitzen 64 und 66 in Betracht ziehen muß, wobei diese Druckdifferenz extreme Werte annimmt. Daraus resultieren dann die eingangs beschriebenen negativen Folgen, die zu einem Platzen der verwendeten Rohrleitungen bzw. der Armatur führen können.

Der nach dem Schließen der Rückschlagklappe 12 bei einer bekannten Armatur entstehende Druckstoß führt zu einer Ausdehnung bzw. Ausbauchung des Gehäuses der Armatur, welche meistens aus Stahl besteht. Wenn das Stahlgehäuse diesem Druckstoß nicht standhalten kann, kann die Armatur zerbersten.

Bei der vorliegenden Lösung wird dieser Gefahr mit einfachen Mitteln begegnet. Durch die Voreilung wird nämlich bereits vor dem endgültigen Schließen der Rückschlagklappe 12 der Entlastungsweg 16 freigegeben, so daß schon zu diesem Zeitpunkt Maßnahmen für eine Entlastung der gefährlichen Druckstöße getroffen sind. Aber auch nach dem vollständigen Schließen der Rückschlagklappe 12 ist weiterhin ein Druckausgleich möglich, da auch bei abgeschalteter Fremdsteuerung der Entlastungsweg 16 freigegeben wird, wenn der Druck im Bereich der Mündung 18 groß genug ist, die Kraft der Feder 28 zu überwinden und den Ventilteller 22 in seine Offenstellung zu bringen.

Weiterhin werden wegen des erheblichen Abbaues der Druckstöße auch die extremen Schlaggeräusche der Rückschlagklappe 12 vermindert, so daß die Pumpstationen erheblich leiser arbeiten können.

Bei der bisher beschriebenen Armatur gemäß F i g. 1 und 2 wurde lediglich ein einziger Entlastungsweg 16 vorausgesetzt. Es ist aber bei größeren Rohrdurchmessern für den Förderweg 14 auch ohne weiteres möglich, auf dem Umfang verteilt mehrerer solche Entlastungswege mit durch die Fremdsteuerung 70 beeinflußbaren Ventiltellern 22 vorzusehen.

In der Querschnittsansicht gemäß F i g. 5 ist eine Armatur 10 — ausgehend von den Prinzipdarstellungen in F i g. 1 und 2 — detaillierter dargestellt, und zwar ohne die Fremdsteuerung 70. Dabei sind gleiche Teile aus F i g. 1 und 2 mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Um den Entlastungsweg 16 im normalen Betriebszustand — also bei vollständig geöffneter Rückschlagklappe 12 — sicher im Bereich der Mündung 18 abzudichten, besitzt der Ventilteller 22 einen Dichtungsring 26, der an der Innenwand des Entlastungsweges 16 anliegt
Das dem Ventilteller 22 zugewandte Ende der Stange 24 ist als Stangenkopf 34 ballig bzw. kugelförmig ausgebildet und in einer Ausnehmung des Ventiltellers 22 gehalten, mit der Folge, daß gelenkige Bewegungen des Ventiltellers 22 relativ zur Stange 24 möglich sind. Durch eine Scheibe 32 wird die Stange 24 am Ventilteller 22 gehalten.

Die in dem Kolbengehäuse 36 befindliche Feder 28 drückt gegen den Kolben 40 und gegen die Endplatte 42 und wirkt über die Stange 24 in gewünschter Weise auf

den Ventilteller 22 ein, welcher in der normalen Betriebsstellung durch die Federkraft der Feder 28 im Schließsitz gehalten wird.

Das Kolbengehäuse 36 ist durch einen Gehäusedekkel 38 abgeschlossen, durch welchen mittig ein Gewin- s debolzen 30 geführt ist. Der Gewindebolzen 30 ist in die Stange 24 eingeschraubt. Mittels einer Stellschraube 44 ist eine Einwirkung auf die Endplatte 42 möglich, um die Federkraft der Feder 28 einstellen zu können. Die Stellschraube 44 bildet also eine Spannvorrichtung, welche eine Beeinflussung der Vorspannung der Feder 28 erlaubt. Durch Drehen der Schraube 44 auf dem Gewindebolzen 30 kann nämlich der Abstand zwischen dem Kolben 40 und der Endplatte 42 zueinander beeinflußt werden, und somit ist es möglich, die Feder 28 in ge- is wünschter Weise zu spannen. Auf der Stellschraube 44 befindet sich noch eine Kontermutter 50.

Auf das äußere Ende des Gewindebolzens 30 ist eine Stellmutter 46 aufgeschraubt, bei deren Betätigung bzw. Drehung über die Stange 24 und den Gewindebolzen 30 eine Beeinflussung auf die örtliche Lage des Ventiltellers 22 möglich ist Wenn der Wunsch besteht, den Förderweg 14 oberhalb der geschlossenen Rückschlagklappe 12 zu entleeren, läßt sich dies in einfacher Weise durch Drehung der Stellmutter 46 bewerkstelligen, indem der Ventilteller 22 in seine Offenstellung gelangt. Als Folge davon wird der Entlastungsweg 16 freigegeben, so daß die angestrebte Entleerung erfolgen kann.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

35

40

45

50

55

60

65

Claims (1)

1 2 in ihren Schließsitz gelangen, bevor eine rückläufige Patentansprüche: Wasserströmung nach dem Abschalten der Pumpe einsetzt

1. Absperrventil, insbesondere Rückschlagklappe, Wenn auch die bekannte Rückschlagklappe im Sinne in einer Hauptförderleitung einer Pumpe oder der- 5 der oben angesprochenen Forderung ein Absperren des gleichen, mit einer parallel zur Hauptförderleitung Förderweges zur Vermeidung eines Rückströmens der verlaufenden Entlastungsleitung, die oberhalb und Wassersäule bzw. des geförderten Wassers verhindern unterhalb des Absperrventils in die Hauptförderlei- kann, so ist doch zu beachten, daß der zugehörige tung einmündet und in der ein druckabhängig schalt- Schließvorgang der Rückschlagklappe mit erheblichen bares Ventil vorgesehen ist derart, daß das druckab- io Problemen verbunden ist

hängige Ventil bei geöffnetem Absperrventil in sei- In der Praxis ist nämlich zu beobachten, daß beim

ner Schließstellung gehalten ist und durch in der Abschalten der Pumpe und beim Schließvorgang der

Hauptförderleitung auftretende Druckeinwirkung in Rückschlagklappe erhebliche Druckstöße auftreten,

Rückströmrichtung öffnet, dadurch gekenn- und zwar ein Überdruck auf der der Pumpe abgewand-

ze ich net, daß das druckabhängige Ventil (22) 15 ten Seite der Rückschlagklappe und ein Unterdruck auf

durch eine Fremdsteuerung (70) zu einem wählbaren der anderen Seite der Rückschlagklappe. Diese extre-

Zeitpunkt (fy) für eine wählbars Zeitdauer (Ati) in men Druckdifferenzen, die sich auszugleichen bestrebt

seine Offenstellung bringbar ist bevor das Absperr- sind, bewirken, daß die Rückschlagklappe unter enor-

ventil (12) seinen Schließsitz eingenommen hat mer Krafteinwirkung zwangsweise in den Schließsitz

2. Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch ge- 20 gelangt bzw. schlägt

kennzeichnet daß die Fremdsteuerung (70) einen Das Aufschlagen der Rückschlagklappe macht sich Drucklufterzeuger (72) umfaßt welcher zu dem bei den bekannten Pumpstationen akustisch störend bewählbaren Zeitpunkt mit einer Durchlaßöffnung (41) merkbar. Gravierender ist aber der Nachteil, der sich verbindbar ist die in einer Wand eines Kolbenge- durch die beim Aufschlagen einstellende hohe mechanihäuses vorgesehen ist, in dem ein in Schließrichtung 25 sehe Belastung der Armatur und vor allem auch der des druckabhängigen Ventils federbelastetes und Pumpe ergibt und der die Gefahr von damit verbunmit dessen Verschlußstück über eine Kolbenstange denen Beschädigungen hervorruft
verbundener Kolben verschiebbar angeordnet ist, Die erwähnten großen Druckdifferenzen haben aber und über die das kolbenstangenseitige Ende des KoI- nicht nur das Schlagen der Rückschlagklappe zur Folge, bens mit Druckmedium in Öffnungsrichtung des 30 Gravierender sind die nachteiligen Wirkungen, die sich druckabhängigen Ventils beaufschlagbar ist durch die hohen Druckstöße innerhalb der Armatur

3. Absperrventil nach einem der vorhergehenden selbst ergeben können.

Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß In der praktischen Anwendung ist immer wieder fest-

die Fremdsteuerung (70) eine Steuereinheit (74) um- zustellen, daß die den Förderweg für das Medium bil-

faßt, die über einen Verzögerungsschalter (78) ein- 35 denden Rohrleitungen den beim Absperren auftreten-

schaltbar ist, welcher beim Abschalten der Pumpe den hohen Druckstößen nicht standhalten können und

wirksam ist. zerstört werden. Vor allem im Bereich der Anordnung

4. Absperrventil nach einem der vorhergehenden Pumpe-Armatur mit dem Absperrorgan, aber auch bis Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die zu den Reflektionsstellen der auftretenden Druckwellen Steuereinheit (74) mittels eines Näherungsschalters 40 und darüber hinaus an weiter entfernten Schwachstellen (76) einschaltbar ist, welcher durch einen die Winkel- sind die Rohrleitungen besonders gefährdet.

stellung des Absperrorgans (12) anzeigenden Zeiger Es ist darauf hinzuweisen, daß die durch die Druckstö-

angesteuert ist. ße möglichen Schäden und Folgekosten von erheblichem Umfang sind. Infolge der durch die Druckstöße

45 hervorgerufenen Schwingungen können Gebäudeschäden sowie Schäden in der Anlage z. B. bei einem Kraftwerk auftreten.

Die Erfindung betrifft ein Absperrventil gemäß dem Trotz dieser in der Fachwelt bekannten nachteiligen

Oberbegriff des Anspruchs 1. Wirkungen ist es allerdings bisher nicht in zufriedenstel-

Bekanntlich kommt Armaturen dieser Gattung in vie- 50 lender Weise gelungen, die negativen Folgen der be-

len Bereichen der Technik eine große Bedeutung zu, da kannten Armaturen beim Schließvorgang vollständig zu

sich das Problem vor allem des Absperrens des Förder- beseitigen.

weges eines Mediums in großer Vielfalt stellt. Als be- In der eigenen älteren Patentanmeldung sonderes Beispiel sei auf eine Pumpstation hingewiesen, P 33 41 433.5-12 ist schon vorgeschlagen worden, paralbei welcher das Medium Wasser in den Förderweg bil- 55 IeI zum Absperrorgan einen Bypass vorzusehen, an desdenden Rohrleitungen transportiert wird. Das erwähnte sen Mündung auf der der Pumpe abgewandten Seite des Absperrorgan befindet sich hier üblicher Weise auf der Absperrorgans sich ein druckabhängiges Schließorgan Druckseite der. Pumpe und ist als Rückschlagklappe befindet, durch welches der Bypass in Abhängigkeit des ausgebildet, die z. B. durch die DE-OS 31 25 029 be- herrschenden Druckes durchlässig schaltbar oder verkannt geworden ist. 60 schließbar ist.

Bei solchen Pumpstationen ist ein Absperren der Dieser ältere Vorschlag ist zwar an sich sehr elegant, Rohrleitung mittels der Rückschlagklappe erforderlich, denn es wird ermöglicht, mit einfachen Mitteln das Entum ein Rückströmen des Wassers zu verhindern, wenn stehen der schädlichen hohen Druckstöße zumindest die das Wasser fördernde Pumpe abgeschaltet wird. Oh- teilweise zu unterdrücken. In den gefährlichen Phasen, ne das Vorhandensein der Rückschlagklappe könnte 65 in denen sich Druckstöße im System aufbauen können, nämlich das unter Druck geförderte Wasser durch die wird durch den Bypass nämlich ein gewisser Druckaus-Pumpe hindurch zurückströmen und diese dabei be- gleich herbeigeführt, sofern der herrschende Druck schädigen. Daher müssen die Rückschlagklappen auch groß genug ist, das druckabhängige Schließorgan zu