DE4442444A1

DE4442444A1 - Ventileinrichtung zur selbsttätigen Entleerung einer Rohrleitung

Info

Publication number: DE4442444A1
Application number: DE4442444A
Authority: DE
Inventors: Louwrens Bout; Robert Britz; Werner Busemeyer
Original assignee: Sisto Armaturen SA
Current assignee: Sisto Armaturen SA
Priority date: 1994-11-29
Filing date: 1994-11-29
Publication date: 1996-05-30

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Ventileinrichtung zur Entleerung einer Rohrleitung bei Absinken des in der Rohrleitung herrschenden Druckes unter einen vorgegebenen Wert. Die Ventileinrichtung ist am Tiefpunkt der Rohrleitung angeordnet und über einen Einlaß mit der Rohrleitung verbunden; sie besitzt einen Auslaß, über den die in der Rohrleitung befindliche Flüssigkeit abzuführen ist.

Die vollständige Entleerung einer Rohrleitung wird überall dort gefordert, wo ein Verbleiben der in der Rohrleitung befindlichen Flüssigkeit zu Verunreinigungen, Schäden oder anderen Störungen führen kann. Hier ist z. B. an bakteriologische Verunreinigungen von Trinkwasser, an ein Einfrieren der Rohrleitung, an chemische Reaktionen oder Auskristallisationen zu denken.

Bisher wurden für die Entleerung von Rohrleitungen Ventileinrichtungen eingesetzt, die einer Betätigung von Hand oder durch einen Motor bedurften, also einen gewissen Aufwand notwendig machten. Da die Tiefpunkte solcher Rohrleitungen und damit die der Entleerung dienenden Ventileinrichtungen oft an entlegenen, teilweise schwer zugänglichen Stellen liegen, boten sich vor allem durch Elektromotor betätigte Einrichtungen an. Neben dem für die Installation und Wartung solcher Einrichtungen zu treibenden Aufwand fällt hier noch eine Störanfälligkeit ins Gewicht, deren Ursachen nicht allein in der Einrichtung selbst zu suchen sind. Daneben ist auch mit Beschädigungen der elektrischen Zuleitung durch mechanische Einwirkung oder durch Brand zu rechnen.

Das Signal zur Betätigung des Motors einer solchen Entleerungseinrichtung kann automatisch, beispielsweise in Abhängigkeit von einem über Sensor ermittelten Rohrleitungsdruck, oder von Hand erfolgen. Während für die selbsttätige Betätigung des Motors ein weiterer Aufwand zu treiben ist, hat die Betätigung von Hand den Nachteil eines möglichen menschlichen Versagens, beispielsweise Vergessens.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventileinrichtung zu schaffen, die eine selbsttätige Entleerung der Rohrleitung bei einem Absinken des herrschenden Druckes unter einem vorgegebenen Wert bewirkt, die also keines Motors, keiner Sensoren oder Zuleitungen bedarf.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ventileinrichtung gelöst, die über folgende Merkmale verfügt:

a) in einer Kammer der Ventileinrichtung ist ein als Kolben oder Membran ausgebildetes Stellglied angeordnet, das als Betätigungselement eines mit ihm verbundenen Verschlußgliedes eines oberhalb eines Auslasses angeordneten Ventils dient;
b) eine in Schließrichtung des Verschlußgliedes wirkende Druckbeaufschlagung des Stellgliedes erfolgt über eine Zuleitung von in der Rohrleitung befindlichem Medium in die Kammer;
c) eine Entleerungsleitung verbindet den Einlaß mit einem vor dem Ventil gelegenen Raum; die Entleerungsleitung besitzt außerdem eine Verbindung mit der Kammer;
d) das Stellglied wird durch eine entsprechend dem vorgegebenen Öffnungsdruck des Ventils ausgelegte Feder in Öffnungsrichtung des Ventils beaufschlagt;
e) dem Ventil ist ein Drosselelement vorgeschaltet, welches bei einer wieder einsetzenden Füllung der Rohrleitung einen Druckanstieg in der Kammer bewirkt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Betätigung der erfindungsgemäßen Ventileinrichtung erfolgt ohne jede Fremdenergie. Durch den in der Rohrleitung herrschenden Betriebsdruck wird die Ventileinrichtung geschlossen gehalten. Erst das Absinken des Druckes in der Rohrleitung unter einen vorgegebenen Wert bewirkt das Öffnen des Ventils durch die entsprechend diesem Druck ausgelegte, auf das Stellglied der Ventileinrichtung wirkende Feder. Das Ventil wird geschlossen, wenn in der Rohrleitung ein oberhalb des Öffnungsdruckes der Feder liegender Druck aufgebaut wird, der sich dem Stellglied aufgrund des durch das Drosselelement bewirkten Druckaufbaues innerhalb der Ventileinrichtung mitteilt und das Stellglied gegen den Federdruck bewegt.

Die erfindungsgemäße Ventileinrichtung ist sowohl für Rohrsysteme geeignet, die nur selten mit Flüssigkeit gefüllt werden, z. B. in Feuerlöschanlagen, als auch für ständig gefüllte Rohrleitungen, die nur in Ausnahme- oder Notfällen geleert werden, z. B. in Chemieanlagen.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß gestaltete Ventileinrichtung.

Das im wesentlichen rohrförmig gestaltete Gehäuse 1 der Ventileinrichtung besitzt einen Einlaß 2; sein Auslaß 3 wird durch ein in das Gehäuse 1 eingesetztes Schraubelement 4 gebildet. Dem Einlaß 2 ist eine Zylinderkammer 5 nachgeschaltet, in welcher ein Kolben 6 angeordnet ist. Unterhalb des Kolbens 6 ist eine Entlüftungsöffnung 7 im Gehäuse 1 vorgesehen. Der Kolben 6 besitzt eine Kolbenstange 8, die lösbar mit einem Ventilglied 9 verbunden ist. Der Sitz 10 des Ventilgliedes 9 wird wiederum durch das Schraubelement 4 gebildet.

Der Kolben 6 wird durch eine Schraubenfeder 11, die sich auf einem in das Gehäuse 1 eingesetzten Schraubelement 12 abstützt, in Öffnungsrichtung des Ventilgliedes 9 mit Druck beaufschlagt. In das Gehäuse 1 sind zwei Bohrungen 13, 14 eingebracht, in die eine Entleerungsleitung 15 eingesetzt ist. Die Bohrungen 13, 14 sind so angeordnet, daß der Einlauf 2 und die Zylinderkammer 5 mit einem das Verschlußglied 9 umgebenden Raum 16 verbunden sind. Der Querschnitt der Entleerungsleitung 15 ist so bemessen, daß er eine dem Raum 16 vorgeschaltete Drosselstelle bildet.

Wird die dargestellte Ventileinrichtung in einer Feuerlöschanlage verwendet, deren Rohrleitung bis auf den seltenen Einsatzfall von Löschwasser entleert bleibt, so bleibt das Ventilglied 9 aufgrund des geringen, auf die Oberfläche des Kolbens 6 wirkenden Innendruckes der Rohrleitung in seiner Öffnungsposition, da die Schraubenfeder 11 den Kolben 6 in seiner oberen Stellung hält. Die Rohrleitung der Feuerlöschanlage wird also belüftet. Wird nun im Einsatzfall unter Druck stehendes Löschwasser in die Rohrleitung eingespeist, erfolgt zunächst ein Abfluß dieses Wassers über den Einlaß 2, die Entleerungsleitung 15, den Raum 16 und den Auslaß 3 der Ventileinrichtung. Aufgrund der Drosselwirkung der Entleerungsleitung 15 baut sich sehr schnell in der Zylinderkammer 5 ein Druck auf, der den Kolben 6 entgegen der durch die Schraubenfeder 11 ausgeübten Kraft nach unten bewegt. Dadurch wird das Ventilglied 9 auf seinem Sitz 10 zur Anlage gebracht. Der sich nun auch im Raum 16 aufbauende, auf das Ventilglied 9 wirkende Druck hält zusammen mit dem auf den Kolben 6 lastenden Druck die Ventileinrichtung geschlossen.

Bei Beendigung des Einsatzes der Feuerlöschanlage fällt der Druck in der Rohrleitung ab; die in Schließrichtung der Ventileinrichtung auf den Kolben 6 und das Verschlußglied 9 wirkende Druckbeaufschlagung verringert sich. Sobald der Druck unter den Öffnungsdruck der Schraubenfeder 11 absinkt, schiebt diese den Kolben 6 nach oben, das Ventilglied 9 wird von seinem Sitz 10 abgehoben. Das in der Rohrleitung befindliche Wasser wird über den Einlaß 2, die Entleerungsleitung 15, den Raum 16 und den Auslaß 3 abgeführt. Da oberhalb des Kolbens 6 kein Totraum verbleibt, in dem sich Wasser ansammeln könnte, und da der Verlauf der Bohrungen 13,14 und der Entleerungsleitung 15 zur Schwerkraft hin gerichtet ist fließt das Wasser der Rohrleitung restlos ab. Da die Rohrleitung zudem über die nun geöffnete Ventileinrichtung belüftet wird, ergibt sich eine vollständige Trocknung des Innenraumes von Rohrleitung und Ventileinrichtung. Auf der Anwesenheit von Feuchtigkeit basierende bakteriologische Verunreinigungen werden somit vermieden.

Claims

1. Ventileinrichtung zur selbsttätigen Entleerung einer Rohrleitung bei Absinken des in der Rohrleitung herrschenden Druckes unter einen vorgegebenen Wert, wobei die am Tiefpunkt der Rohrleitung angeordnete und über einen Einlaß (2) mit der Rohrleitung verbundene Ventileinrichtung über folgende Merkmale verfügt:

a) in einer Kammer (5) der Ventileinrichtung ist ein als Kolben oder Membran ausgebildetes Stellglied (6) angeordnet, das als Betätigungselement eines mit ihm verbundenen Verschlußgliedes (9) eines oberhalb eines Auslasses (3) angeordneten Ventils dient;
b) eine in Schließrichtung des Verschlußgliedes (9) wirkende Druckbeaufschlagung des Stellgliedes (6) erfolgt über eine Zuleitung von in der Rohrleitung befindlichem Medium in die Kammer (5);
c) eine Entleerungsleitung (15) verbindet den Einlaß (2) mit einem vor dem Ventil gelegenen Raum (16); die Entleerungsleitung (15) besitzt außerdem eine Verbindung mit der Kammer (5);
d) das Stellglied (6) wird durch eine entsprechend dem vorgegebenen Öffnungsdruck des Ventils ausgelegte Feder (11) in Öffnungsrichtung des Ventils beaufschlagt;
e) dem Ventil ist ein Drosselelement vorgeschaltet, welches bei einer wieder einsetzenden Füllung der Rohrleitung einen Druckanstieg in der Kammer (5) bewirkt.

2. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Entleerungsleitung durch eine oder mehrere innerhalb des Gehäuses verlaufende Bohrungen gebildet wird.

3. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Entleerungsleitung durch eine Rohrleitung (15) gebildet wird, die außerhalb des Gehäuses (1) verläuft und die den Einlaß (2) und die Kammer (5) mit dem vor dem Ventil gelegenen Raum (16) verbindet.

4. Ventileinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, deren Entleerungsleitung (15) aufgrund ihrer Dimensionierung die dem Ventil vorgeschaltete Drosselstelle bildet.

5. Ventileinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, welche ein rohrförmiges Gehäuse (1) mit folgenden, mit Ausnahme der außenliegenden Entleerungsleitung (15) jeweils in der Gehäuseachse gelegenen Elementen besitzt:

a) einen Einlaß (2),
b) eine Kammer (5), die unmittelbar an den Einlaß (2) anschließt, aber einen größeren Durchmesser als dieser besitzt
c) ein in der Kammer (5) angeordnetes Stellglied (6) mit einer Betätigungsstange (8),
d) ein mit der Betätigungsstange (8) fest verbundenes Verschlußglied (9) eines Ventils,
e) ein in das Gehäuse (1) eingesetztes, die Betätigungsstange (8) führendes Schraubelement (12),
f) eine Schraubenfeder (11), die sich auf dem Schraubelement (12) abstützt und die das Stellglied (6) in Öffnungsrichtung des Ventilgliedes (9) mit Druck beaufschlagt,
g) ein in das Gehäuse eingesetztes Schraubelement (4), das den Sitz (10) für das Verschlußglied (9) bildet und das den Auslaß (3) der Ventileinrichtung enthält.

6. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, bei welchem sämtliche Leitungsteile (15) und Anschlüsse (13, 14) einen zur Schwerkraft hin gerichteten Verlauf besitzen.

7. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Kammer (5), das Stellglied (6) und der Anschluß der Kammer (5) an die Entleerungsleitung (15) so aufeinander abgestimmt sind, daß bei geöffnetem Ventil keine Flüssigkeit innerhalb der Ventileinrichtung verbleibt.