DE3801036A1 - Automatische luftablassvorrichtung fuer fluessigkeitsrohrleitungen, mit druckausgleichssystem - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine automatische Luftablassvorrichtung für Flüssigkeitsrohrleitungen, die für die Verwendung bei den Wasserversorgungsnetzen in Wohngebieten besonders geeignet ist, die aber ebenfalls bei Erdöl-Fernleitungen und anderen beliebi­ gen Anlagen einsetzbar ist, in den eventuell entstandene Luft­ massen oder auch Gasmassen anderer Art, die sich aus jeden mö­ glichen Grund innerhalb der Leitungen befinden, verdrängt werden müssen, wobei die erfindungsmässige Vorrichtung ausserdem zur Einführung beliebiger Gasarten in die erwähnten Rohrleitungen geeignet ist.

Vorbekannte Lösungen

Bei bestimmten Arten von Rohrleitungen für Flüssigkeiten, wie z.B. bei den obengenannten Wasserversorgungsnetzen, bilden sich ziemlich oft Luftsäcke, die auf Instandshaltungsarbeiten in den Leitungsanlagen bzw. auf andere Ursachen zurückzuführen und für den einwandfreien Betrieb solcher Anlagen unerwünscht sind.

Um diese Problematik zu lösen, werden meistens Ablasshähne ein­ gesetzt, deren Hauptproblem aus einem gewissen Automationsmangel besteht, so dass der eigentliche Luftablassvorgang manuell erfol­ gen muss, d.h. durch eine spezifische Handbetätigung des entspre­ chenden Ablasshahnes zum erforderlichen Zeitpunkt bzw. wenn man es für angebracht hält.

Es gibt auch automatische Ablasshähne bzw. -Ventile, aber sie sind entweder mittels eines von einen Fühler abgegebenen und dort er­ haltenen Signals, oder mittels eines bestimmten Programmes zu be­ tätigen, was die Anlagenkosten erhöht und keine befriedigenden Ergebnisse erbringt.

Es werden schliesslich auch Entlüftungstanks eingesetzt, die mit einem durch einen Schwimmer betätigten Ventil ausgerüstet sind, wobei das Ventil sich sinngemäss dann öffnet, wenn Luft in dem Tank enthalten ist und dadurch der Flüssigkeitsspiegel gesunken ist. Um eine gute Funktion sicherzustellen, braucht diese Lösung aber ziemlich grosse Tankabmessungen und zwar we­ gen der erforderlichen Beziehungsgrösse zwischen dem Gewicht des Schwimmers und dem Öffnungsdurchmesser für den Gasaustritt. So­ mit sind auch diese Anlagen schwieriger zu installieren und werden dann teuerer, weil man dafür u.a. viel mehr Platz benö­ tigt.

Beschreibung der Erfindung

Die von der Erfindung beanspruchte automatische Luftablassvor­ richtung wurde speziell zur befriedigenden Lösung dieser Proble­ matik konzipiert, so dass sie einen vollautomatischen Betrieb sichert, indem sie sofort öffnet, wenn ein Lufteinschluss bzw. -Sack in der Leitung im Einflussbereich der Ablassvorrichtung eintritt.

Die Vorrichtung besteht im einzelnen aus einem runden Grundkörper, der in etwa die Form eines oben offenen Topfes hat und sich nach unten durch einen Hals, zur Koppelung mittels eines Flansches an die betreffende Flüssigkeitsleitung, verlängert, während er, in seiner oberen Öffnung einen weiteren Flansch zur Befestigung ei­ nes Deckels aufweist, der den Einbau der aussenstehenden, mit dem Deckel verbundenen Vorrichtungen ermöglicht, so dass diese zusam­ men mit den Deckel herausgenommen werden können. Solche Vorrich­ tungen bestehen grundsätzlich aus einem kugelförmigen, von einem senkrechten Rohr als Achse durchquerten und innerhalb des vom Grundkörper gebildeten Topfes axial verschiebbaren Schwimmer, wobei das senkrechte Rohr mit einem Verschluss in seinem obersten Ende, oberhalb des Schwimmers, ausgestattet ist, dessen Wirkung von einem Schliesssitz, der auf einer an der rohrförmigen Achse verschiebbar (schwimmend) aufgebauten Scheibe gestaltet ist, un­ terstützt wird. Die Scheibe kann luftdicht, mit Hilfe eines in dem Deckel vorhandenen O-Ringes, an dem genannten Deckel anlie­ gen. Die rohrförmige, vertikale Achse weist ausserdem, unmittel­ bar oberhalb des Verschlusses, eine Anzahl Bohrungen auf, die mehrere Längsreihen bilden und gegebenenfalls für den Ablass der bzw. des in der Leitung enthaltenen Luft bzw. Gases bestimmt sind.

Der Schwimmer wird in dessen Hubbewegungen durch eine rohr­ förmige Achse, mit der er verbunden ist, vertikal und einwand­ frei geführt. Das untere Ende dieser Achse sitzt mit entsprechen­ dem Spiel in einer unten geschlossenen Lagerbüchse, die auf der Höhe des Anfangsbereichs des vom Grundkörper gebildeten und als Hals verlängerten Topfes liegt, wobei die Lagerbüchse mit zwei inneren O-Ringen, die die Axialbewegung der rohrförmigen Achse innerhalb der Büchse ermöglichen und gleichzeitig den Zufluss der Flüssigkeit in das untere, offene Rohrende behindern, versehen und ausserdem mit einem Haltegerüst fest verbunden ist. Dieses Haltegerüst ist an den Vorrichtungsdeckel mittels Gewindezapfen derart befestigt, dass er zusammen mit dem Deckel abgezogen wer­ den kann. Mit ihrem oberen Ende geht die genannte rohrförmige Achse mittig durch die den Schliesssitz tragende Scheibe hindurch bis einen weiteren, in den Deckel ausgestalteten, offenen Hals, in dem eine kleine Pfanne, mit einer mittigen Öffnung in deren Boden, zum Durchgang und zur Führung der rohrförmigen Achse, ent­ halten ist.

Bei diesem Aufbau der erfindungsmässigen Vorrichtung und nach vorheriger Durchführung einer Öffnung zum Einbau der automatischen Luftablassvorrichtung in der entsprechenden Rohrleitung, wird der Grundkörper an die Leitung angeflanscht. Unter normalen Betriebs­ bedingungen, d.h. wenn die Rohrleitung voll Flüssigkeit ist, wird diese ins Freie durch den Grundkörperhals auszutreten an­ streben und dabei den Schwimmer anheben, wobei die Flüssigkeit die den Schliesssitz tragende Scheibe gegen den O-Ring des Deckels und der mit seiner eigenen rohrförmigen Achse verbundene Verschluss seinerseits gegen den erwähnten Schliesssitz derart drücken werden, dass der Grundkörper der Luftablassvorrichtung luftdicht bezüglich des Umgebungsraums verschlossen sein wird. Wenn dagegen Luft bzw. ein anderes Gas in der Rohrleitung auftritt, wird dieses naturgemäss nach oben, bis in die Vorrichtungskammer fliessen und die dort bislang vorhandene Flüssigkeit ersetzen, wodurch der Schwimmer wieder absenken und sich von der den Schliesssitz tragenden Scheibe trennen wird. Da der Schliesssitz aber durch den in der Vorrichtungskammer weiterhin bestehenden Druck fest an dem Deckel verharren wird, kann das Gas trotzdem durch die Bohrungen der rohrförmigen Achse und durch das offene Ende die­ ser ins Freie entweichen.

Dieser Öffnungszustand bleibt solange erhalten, wie das betref­ fende Gas bzw. die Luft der Rohrleitung nicht vollständig abge­ lassen worden ist, d.h. solange keine neue Flüssigkeit in den Innenraum der Ablassvorrichtung eingelassen wird. Erst dann, wenn Flüssigkeit nochmals eingedrungen ist, wird diese den Schwimmer wieder anheben und den Schliesszustand des Verschlusses erneut herstellen.

Zur Weiterbildung des beschriebenen Aufbaues der Luftablassvor­ richtung ist noch vorgesehen, dass der sich am oberen Schluss­ bereich des Deckels befindliche Hals ebenfalls mit einem weiteren Flansch versehen wird, der den Anschluss einer Rohrleitung an die Gesamtvorrichtung ermöglicht, sei es zur Führung der abgelasse­ nen Luft oder zur Rückgewinnung und Wiederverwendung des betref­ fenden Gases, nämlich wenn die automatische Luftablassvorrichtung in Erdöl-Fernleitungen eingesetzt wird, in den die in der Leitung entstandenen und abzulassenden Gase noch verwertbar sind.

Beschreibung der Zeichnungen

Zur Vervollständigung vorliegender Beschreibung und zum besseren Begreifen der Erfindungsmerkmale wird eine Zeichnung, als An­ hang und Bestandteil der Beschreibung, beigelegt, in der beispiels­ weise zur Erläuterung der Erfindung und keinesfalls im einschrän­ kendem Sinne ein Seitenschnitt vom Durchmesser einer erfindungs­ gemäss ausgeführten automatischen Luftablassvorrichtung für Flüssigkeitsrohrleitung dargestellt wird.

Bevorzugte Ausführung der Erfindung

Bei Betrachtung dieser Figur kann man feststellen, dass die beanspruchte automatische Luftablassvorrichtung aus einen run­ den Grundkörper 1 besteht, der eine Art nach oben offenen Topf bildet und sich nach unten durch einen Hals 2 verlängert, der mit einem Flansch 3 zu dessen Befestigung auf der entsprechen­ den Rohrleitung 4 endet, so dass der Halsöffnungsanfang sich bestimmungsgemäss gegenüber einer in der Rohrleitung 4 vorgefer­ tigten Öffnung 5 befindet, während der Körper 1 einen weiteren Flansch 6, zur Befestigung des dazugehörenden Deckels 7 mittels einem in diesem eingebauten Zusatzflansch 8, in seiner oberen Öffnung aufweist.

Der Grundkörper 1 bildet, zusammen mit dem Deckel 7, eine Kammer 9, in der ein vorzugsweise kugelförmiger Schwimmer 10 aufgenommen wird, der von einer rohrförmigen Achse 11 diametral und vertikal durchquert wird, deren unteres Ende in einer unten geschlos­ senen und sich auf der Höhe des Übergangsbereichs von Körper 1 zum Hals 2 befindlichen Lagerbüchse 12 mit entsprechenden Spiel sitzt. Diese Lagerbüchse 12 ist mit einem Paar inneren O-Ringen 13 versehen, die den Innenraum der Lagerbüchse 12 und daher auch das untere offene Ende der Achse 11 luftdicht verschliessen, aber gleichzeitig die axiale Bewegung der rohrförmigen Achse 11 er­ möglichen.

Die Lagerbüchse 12 ist auf einem Haltegerüst 14 starr befestigt, das innerhalb des vom Grundkörper 1 gebildeten Topfes aufgenom­ men wird, aber gleichzeitig mit dem Deckel 7 mittels Gewindezap­ fen 15 verbunden ist, wobei diese Gewindezapfen 15 nach oben zei­ gen und dort direkt auf den Deckel 7 selbst eingeschraubt, wäh­ rend sie nach unten, mittels eines Spannsatzes bestehend aus Mut­ ter und Gegenmutter, an die betreffenden Seitenschenkel 16 des Haltegerüstes 14 befestigt werden.

Der Deckel 7 verlängert sich nach oben mit einem Hals 17, in dem eine Pfanne 18 enthalten ist, die mittig in ihrem Boden ei­ ne Öffnung und eine entsprechende darauf gelegene Büchse 19 auf­ weist, so dass diese Gestaltung ein zweite Führung für die rohr­ förmige Achse 11 in deren oberen Endbereich bildet.

Durch diesen Aufbau ist die aus dem Schwimmer 10 und der zusam­ mengehörigen rohrförmigen Achse 11 bestehende Baugruppe materiell vom Grundkörper 1 vollständig getrennt und von ihm unabhängig, so dass sie aus diesem, zusammen mit dem Deckel 7, nach oben heraus­ genommen werden kann, um somit die Instandshaltungsarbeiten zu ermöglichen bzw. erleichtern.

Zusätzlich zur beschriebenen Hauptgestaltung der erfindungsmäs­ sigen Vorrichtung, ist die rohrförmige Achse 11 mit einen auf ihr entsprechend eingebauten Verschluss 20 oberhalb des Schwim­ mers 10 versehen. Über diesen Verschluss 20 ist eine Scheibe 21 vorhanden, die zum Tragen eines Schliesssitzes 22 für den Ver­ schluss 20 dient und auf der Achse 11 aufgesteckt ist, wo­ bei der Umfang dieser Scheibe 21 zum Anliegen auf dem inneren Öffnungsanfang des Deckelhalses 17, über einen O-Ring 23 zur Ab­ dichtung der Anschlussstelle, bestimmt ist.

Die rohrförmige Achse 11 weist ausserdem eine Reihe Bohrungen 24, unmittelbar über dem Verschluss 20, auf, die zum Luftdurchlass von der Kammer 9 in das Innere der rohrförmigen Achse 11 und von dieser ins Freie durch das innerhalb der Pfanne 18 stehende of­ fene Achsenende 25 bestimmt sind.

Es ist schliesslich im Deckenhals 17 ein weiterer Flansch 26 vorgesehen, der den Anschluss einer Rohrleitung oder eines ande­ ren Mittels zum Sammeln der von der Ablassvorrichtung beseitig­ ten Gasen ermöglicht. Eine solche Möglichkeit ist besonders vor­ teilhaft für eine Verwendung der automatischen Luftablassvorrich­ tung in Erdöl-Fernleitungen, bei den die aus der Rohrleitung 4 herausgeführten Gase verwertet werden sollen, sowie auch in sonstigen Fällen jeglicher Art, bei den die Gase, aus irgend­ welchem Grund, nicht direkt in die Umgebung abgelassen werden dürfen.

Gemäss der vorstehend beschriebenen Gestaltung und ausgehend von der in der Figur dargestellten Stellung der automatischen Luft­ ablassvorrichtung, d.h.von der Ruhestellung der Rohrleitung 4, es können, wenn diese in Betrieb gesetzt wird, zwei mögliche Zu­ stände eintreten: entweder kommt Luft oder ein anderes Gas in die Gerätekammer 9 hinein oder nicht. Im ersteren Fall wird die in der Figur dargestellte Stellung aufrechterhalten und das Gas entweicht direkt durch die Deckelöffnung ins Freie bis zur voll­ ständigen Gasbeseitigung, d.h. bis die Flüssigkeit in die Kammer 9 hineinfliesst und sie somit den Schwimmer 10 anhebt, wobei die­ ser, bei seinem Aufwärtshub, die aus Verschluss 20, Schliess­ sitz 22 und Scheibe 21 bestehende Baugruppe nach oben mitschleppt, bis die Scheibe 21 gegen die Deckeldichtung bzw. O-Ring 23 an­ liegt und die Ablassvorrichtung dadurch verschlossen wird. Im zweiten Fall dagegen, wenn kein Gas in der Rohrleitung 4 vorhanden ist, bedeutet deren Inbetriebsetzung eine sofortige Überschwemmung der Kammer 9 mit Flüssigkeit, so dass der Schwim­ mer 10 sofort aufsteigt und die Ablassöffnung gleich wie in dem ersten Fall schliesst.

Bei diesem Dienstzustand der Rohrleitung 4, sobald ein Gassack, aus irgendeinem beliebigen Grund, in der Leitung 4, nämlich in dem Einflussbereich der automatischen Luftablassvorrichtung, auftritt, kommt das Gas sofort in die Kammer 9 hinein und ersetzt die dort vorhandene Flüssigkeit. Das dadurch verursachte Absin­ ken des Flüssigkeitsspiegels veranlasst auch das gleichzeitige Absinken des Schwimmers 10, wobei die Scheibe 21 ihre Andrück­ stellung gegen die Dichtung bzw. den O-Ring 23 weiterhin auf­ rechterhält und zwar wegen dem in der Kammer 9 herrschenden Druck, der sich dadurch nicht wesentlich geändert hat, so dass, bei diesem Abwärtshub des Schwimmers 10, bei dem auch die rohr­ förmige Achse 11 nach unten mitgeschleppt wird, trennt sich der Verschluss 20 von seinem Sitz 21 ab und dazwischen stellen sich die Bohrungen 24, die den Austritt des Gases entweder ins Freie oder in eine an dem Deckelhalsflansch 26 angeschlossenen Leitung solange ermöglichen, bis das Gas vollkommen entwichen ist. Erst dann wird die Flüssigkeit wieder ansteigen und den Schwimmer 10 nochmals anheben, womit der Schliesszustand wieder hergestellt wird.

Zusätzlich zu dieser Hauptfunktion als Luftablassvorrichtung, es ist damit auch möglich, Luft oder andere beliebige Flüssigkei­ ten in die Rohrleitung 4 einzuführen, soweit es aus irgendeinem Grund zweckmässig oder erforderlich sein sollte, und zwar durch den Anschluss der jeweiligen Zuführungsleitung an den Deckel­ flansch 26.

Mit den beschriebenen Massnahmen wird eine automatische Luft­ ablassvorrichtung für Flüssigkeitsrohrleitungen geschaffen, die sich, durch das blosse Auftreten eines Gases in der betreffen­ den Rohrleitung, vollautomatisch in Betrieb setzt.

Eine ausführlichere Beschreibung der Erfindung ist sinngemäss nicht erforderlich, da jeder Fachmann den Neuerungsumfang und die Reichweite der Erfindung, sowie die daraus hervorgehenden Vorteile den vorstehenden Darlegungen entnehmen kann.

Die Stoffe, Form, Grösse und Anordnung der einzelnen Bauteile dürfen bestimmungsgemäss verschieden sein, vorausgesetzt, dass solche Abweichungen keine wesentliche Änderung der Erfindungs­ merkmale darstellen.

Sämtliche Angaben dieser Beschreibung sind immer im weiteren und nicht im beschränkenden Sinne zu betrachten.

Claims (3)

1. Automatische Luftablassvorrichtung für Flüssigkeitsrohrleitun­ gen mit einem Druckausgleichssystem, im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß dass sie aus einem vorzugsweise runden Grundkörper besteht, der eine Art nach oben offenen Topf bil­ det und sich nach unten durch einen ebenfalls offenen Hals verlängert, der mit einem Flansch zu dessen Befestigung an die entsprechende Rohrleitung versehen ist, während der Körper ei­ nen weiteren Flansch in seiner oberen Öffnung, zur Befestigung eines zusätzlichen Deckels, aufweist, wobei im Innenraum zwischen dem Körper und dem Deckel eine Kammer entsteht, in der ein vorzugsweise kugelförmiger Schwimmer, mit einer rohrförmigen, ihm diametral und vertikal durchquerenden Achse verbunden, enthalten ist und sich auf- und abwärts verschieben kann, so dass diese aus dem Schwimmer und der Achse bestehende Baugruppe sich axial in der Kammer bewegt, wozu die rohrför­ mige Achse mit deren unteren Ende in einer sich auf der Höhe des Übergangsbereichs vom Körper zum unteren Hals befindlichen und einen wesentlichen kleineren Durchmesser als der Hals aufwei­ senden Lagerbüchse mit entsprechendem Spiel sitzt, während sie in deren oberen Ende in eine kleine, innerhalb der als Hals ausgebildeten oberen Deckelverlängerung aufgenommenen Pfanne geführt wird und die Besonderheit hat, dass diese rohrförmige Achse einen fest darauf angebrachten Verschluss unmittelbar über den Schwimmer aufnimmt, wobei der Verschluss mit einem auf einer schwimmend auf der rohrförmigen Achse eingebauten Scheibe liegenden Schliesssitz zusammen wirkt, so dass diese aus dem Verschluss, den Schliesssitz und der Scheibe bestehen­ de Baugruppe mit ihrem Umfang gegen eine in der inneren Öff­ nugsseite des Deckelhalses angebrachten Dichtung anliegen kann, während in der genannten rohrförmigen Achse, unmittelbar über dem erwähnten Verschluss, mehrere Reihen Bohrungen vorgesehen sind, die eine Durchflussverbindung zwischen der Vorrichtungs­ kammer und dem Innenraum der hohlen rohrförmigen Achse, zwischen dem Verschluss und dessen Sitz beim Trennungszustand dieser Teile und oberhalb der den Sitz tragenden Scheibe, wenn diese von der Deckeldichtung abgehoben ist und auf dem Verschluss liegt, herstellen, damit die Luft bzw. das Gas ins Freie, durch das offene, obere Ende der rohrförmigen Achse, austreten kann.

2. Automatische Luftablassvorrichtung für Flüssigkeitsrohrlei­ tungen mit einem Druckausgleichssystem, nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, dass die Lagerbüchse, in der das untere Ende der rohrförmigen, mit dem Schwimmer verbundenen Achse mit Spiel gelagert ist, nach unten geschlossen ist, ein Paar in­ nerer O-Ringe zur Abdichtung des unteren Ende der rohrförmigen Achse enthält und ausserdem auf einem Haltegerüst starr befe­ stigt ist, das sich innerhalb des Grundkörpers befindet, aber mittels Gewindezapfen mit dem Deckel verbunden ist, so dass die gesamte Wirkgruppe der Ablassvorrichtung, auch wenn sie räumlich innerhalb des Grundkörpers enthalten ist, von dieser nach oben zusammen mit dem Deckel herausgenommen werden kann, wenn dieser ausgebaut wird.

3. Automatische Luftablassvorrichtung für Flüssigkeitsrohrleitun­ gen mit einem Druckausgleichssystem, nach vorstehenden Ansprü­ chen, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Deckelhals auch mit einem Flansch endet, der den Anschluss einer Sammelleitung für die aus der Hauptrohrleitung beseitigten Gase, vor allem wenn solche Gase nicht direkt in die Aussenumgebung abgelassen werden dürfen oder wenn sie verwertet werden sollen, ermöglicht.