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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Spülventil.
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In
Niederschlagswasser- und Schmutzwasser-Verwaltungssystemen werden Auffangbecken entlang
der Rohrleitungsnetze in vorbestimmten Zwischenräumen platziert.
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Aufgrund
der Sedimentablagerung, die durch den allgemeinen Ruhestatus des
angesammelten Wassers – bevor
es an die nachgeordneten Bestimmungsziele weitergeleitet werden
kann – verursacht
wird, bilden sich Rückstände in diesen
Auffangbecken, die sich in deren Böden anhäufen und außerdem an deren Wänden kleben
bleiben, welches einen hygienischen und sanitären Betriebszustand verursacht,
der nach den derzeit geltenden gesetzlichen Bestimmungen nicht zulässig ist.
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Um
diesem Nachteil vorzubeugen, werden derzeit Spülventile eingesetzt, die in
diesen besagten Auffangbecken eingetaucht werden und mit einer herkömmlichen
Unterwasserpumpe in Verbindung stehen, welche zum weiterleiten des
angesammelten Wassers zu einer nachgeordneten Rohrleitung ausgelegt
ist, und welche das automatische Aktivieren eines Wasserdruckstrahls
ermöglichen,
der angepasst ist, um die in den Auffangbecken angesammelte, gesamte
Wassermenge in Bewegung zu halten, womit das nachteilige Ablagerungsphänomen zum größten Teil
eingeschränkt
werden kann.
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Konventionelle
Spülventile
bestehen im Wesentlichen aus einem Ventilkörper, in dessen Innenraum eine
Kammer vorgesehen ist, in der eine Kugel aus schwerem Material – normalerweise
Metall – durch
Schwerkraft positioniert angeordnet wird, wobei diese Kugel ausgelegt
so ist, um wie ein Durchfluss-Steuerelement in Bezug auf einen erzwungenen
Durchfluss in Form eines Venturi-Düsentrichters zu wirken, der
in der Rohrleitung ausgebildet wird, wobei der Zulauf des Wassers
von der Pumpe herkommt und durch den genannten Ventilkörper hindurchführt.
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Der
Saugvorgang, der nachgeschaltet durch das Abdrosseln des erzwungenen
Durchflusses erzeugt wird, welcher wiederum von dem Zulauf des aus
der Pumpe ankommenden Wassers bestimmt wird, zieht die Kugel nach
oben, die sich normalerweise in einer unterhalb des Rohres ausgebildeten Kammer
befindet, wobei der Saugvorgang die Kugel so anzieht, dass der Durchlassabschnitt
der Röhre verschlossen
und der Wasserdurchlauf automatisch unterbrochen wird und somit
eine Vielzahl von Wasserstrahlimpulsen erzeugt werden kann, welche
die in den Auffangbecken vorhandene gesamte Wassermenge in Bewegung
halten.
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Genauer
erklärt,
wird die besagte Kugel zunächst
von einer elastischen Membran angehoben, die sich in einer hermetischen
Koppelbeziehung auf dem Boden der Kammer befindet, in welcher die Membran
aufgenommen ist, und die über
eine Zufuhr von Öl
schrittweise angehoben wird, das in einem passend bereitgestellten
Reservoir enthalten ist, welches in dem Ventilkörper integriert eingebaut ist,
wobei die besagte Ölzufuhr
von dem Saugvorgang ausgelöst
wird, welcher in der Membran durch den röhrenförmigen Venturi-Durchfluss hervorgerufen
wird, und wobei das Anheben der Membran die Kugel allmählich zur
Mündung
des erzwungenen Durchflusses befördert – wenn die
Position der Kugel dergestalt ist, dass sie in den aus der Pumpe
kommenden Wasserstrom eingreift und sie dabei – wie bereits erwähnt – so angeschoben
wird, dass sie die Mündung des
Durchlaufs blockiert.
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Die
Patentdokumentation
EP
0 472 509 A1 offenbart ein Spülventil für eine Abwasserpumpstation
gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Die
Patentdokumentation WO 99/54565 offenbart eine Vorrichtung bezüglich einer
automatischen Zirkulation in einem Abwasserbehälter mit einem Mischventil,
das ein Gehäuse
aufweist, welches mit einem Einlass bereitgestellt ist, der mit
einer Pumpstation verbunden ist, und das einen Auslass aufweist,
in dem ein Ventilsitz zum Einrasten eines schwenkenden Ventilelements
definiert ist. Das schwenkende Ventilelement wird durch eine Kugel ausgebildet,
die in einem Schacht gleitet, der mit dem Ventilgehäuse verbunden
ist. Der Schacht ist mit einem Verschlusskopfteil bedeckt, das mit
mindestens einer steuerbaren Verbindungsleitung versehen ist, welche
die Steuerung der Gaszufuhr zwischen dem Schacht und einer äußeren Gasquelle
ermöglicht. Das
schwenkende Ventilelement wird von einer geöffneten Position in eine geschlossene
Position abwärts
bewegt, in der es in den Ventilsitz – während der Betriebsausführung im
Innenraum des Schachtes mithilfe einer Niveaureduzierung der Flüssigkeit – einrastet.
Die Reduzierung des Flüssigkeitsniveaus wird
mithilfe des Gases ausgeführt,
das von der äußeren Quelle
in den Schacht kontrolliert eingeleitet wird.
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Obwohl
hiermit eine im Wesentlichen zufriedenstellende Betriebsleistung
gegeben ist, lassen herkömmliche
Spülventile
weitere Verbesserungswünsche
offen, insbesondere was deren gesamten Aufbau betrifft, welcher
in herkömmlichen
Ventilen überwiegend
kompliziert und letzten Endes bruchempfindlich und daher teuer ist.
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In
der Tat bringen herkömmliche
Spülventile das
Einpassen in den aus elasthomerischen Material hergestellten Ventilkörper-Blasebalgen
mit sich, mit denen die Ölbehälterkammer
ausgebildet ist, deren Zustand sich – auch bedingt durch deren
fixe Platzierung in einer aggressiven Umgebung – mit der Zeit verschlechtert
und sie daher ersetzt werden müssen, was
in Bezug auf deren Herausholens aus den Auffangbecken, deren unbedingt
einzuhaltender Säuberung,
deren Reparatur und deren anschließend zu erfolgender Neuinstallierung
einen erheblichen Zeitverlust bedeutet.
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Darüber hinaus
können
sich die schweren Metallkugeln durch die in den Auffangbecken vorhandenen
Flüssigkeiten
leicht zersetzen und durch die heftigen Einwirkungen beschädigt werden,
denen sie ausgesetzt sind, wenn der Wasserdurchfluss blockiert wird,
wobei das anschließende
Abfallen der Kugel außerdem
die Membranen beschädigt,
mit denen herkömmliche
Spülventile
ausgestattet sind.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend
aufgeführten
Nachteile nach dem bisherigen Stand der Technik zu beseitigen, indem
ein Spülventil
zur Verfügung
gestellt wird, welches einen einfachen Aufbau aufweist, strapazierfähig und
dauerhaft haltbar ist, einen geringen Kostenaufwand mit sich bringt,
und welches keine Elemente besitzt, die aus Materialen hergestellt
sind, welche sich aufgrund der Nutzung und der Betriebsausführung in
einer besonders aggressiven Umgebung zersetzen können.
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Diese
Aufgabe und weitere Ziele, die nachstehend besser zu erkennen sind,
werden mithilfe eines Spülventils
gemäß dem anhängenden
Patentanspruch 1 gelöst.
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Weitere
kennzeichnende Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
gehen aus der Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
eines Spülventils
noch besser hervor, die aber lediglich anhand eines nicht einzuschränkenden
Ausführungsbeispiels
mit der zugehörigen
Zeichnung dargestellt wird, in der:
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1 eine
Querschnittsansicht des Spülventils
gemäß der vorliegenden
Erfindung und
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2 eine
insgesamte Vorderansicht hierzu ist.
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Mit
Bezug auf die Figuren kennzeichnet die Bezugsziffer 1 ein
Spülventil,
welches aus einem Ventilbehälterelement 2 besteht,
das im Innenraum hohl ist, und in dem eine Kammer 2b ausgebildet
ist, und welches mit einem Ventil 2c zum Entströmen von Luft
versehen ist, die sich darin ansammeln kann, welches auf der oberen
Seite ausgerichtet und an dessen unterer Seite 2a mit einem
Rohr 3 verbunden ist, in das ein Flüssigkeitsstrom einfließt, wobei
es sich in diesem bestimmten Fall bei der Flüssigkeit um Wasser handelt,
welches aus einer Pumpeneinrichtung kommt, die konventioneller Art
und daher nicht dargestellt ist, und die in einem Auffangbecken
zum Auffangen von so genanntem Niederschlagswasser oder Schmutzwasser
eingetaucht ist.
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Das
Rohr 3 wird mit einer Abdrosselung bzw. einem Düsentrichter 4 bereitgestellt,
der die Form eines Venturi-Rohres
annimmt, und der an das Ventilkörperelement 2 direkt
nachgeschaltet ausgerichtet ist.
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Das
besagte Ventilkörperelement 2 weist
in dessen oberem Innenraumabschnitt eine erste Membran 5 auf,
die zum Anschieben eines Durchfluss-Steuerelements 6 ausgelegt
ist, welches den Düsentrichter 4 steuert
und in dem hohlen Ventilkörperelement 2 hin
und her gleitet, wobei die erste Membran 5 mit mindestens
einem Reservoir 7 verbunden ist, das nicht komprimierbares
Liquid – normalerweise Öl – enthält, und
das an die interne Kammer 2b in dem Ventilkörperelement 2 angeschlossen ist.
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Das
Durchfluss-Steuerelement 6 ist mit mindestens zwei Körperelementen 8 und 9 zusammengesetzt,
die beide vorzugsweise kugelförmig
sind, und die mittels eines Tragschenkels 10 durchgängig miteinander
verbunden sind – dabei
schwenkt das erste Kugelelement 8 hin und her und das zweite
Kugelelement 9 wirkt wie ein Ballastladung und verschließt den Venturi-Düsentrichter 4,
wobei die Kugelelemente 8 und 9 unterschiedlich
dahingehend sind, dass der Durchmesser des ersten Kugelkörpers 8 größer als
der Durchmesser des zweiten Kugelkörpers 9 ist.
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Das
Ventilkörperelement 2 ist
mit dem Rohr 3 über
einen dazwischen eingebrachten Anschlusskanal 3a verbunden,
der einen graduierten Kalibrierdurchmesser aufweist, welcher aus
den Durchmessern des ersten Kugelkörpers 8 und des zweiten
Kugelkörpers 9 besteht,
um so nur den Durchlass des ersten Kugelkörpers 8 erlauben und
den zweiten Kugelkörper 9 zurückhalten
zu können.
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Das
Reservoir 7 ist mit der internen Kammer 2b in
dem Ventilkörperelement 9 über einen
korrespondierenden, zweiten Anschlusskanal (welcher in der Zeichnung
nicht dargestellt ist) verbunden und führt zu einem oberen Kontaktbereich
zwischen der ersten Membran 5 und der Decke der internen
Kammer 2b, wobei dessen Querschnittsdurchlauf mithilfe einer
Drosseleinrichtung 11 regulierbar ist, die im Wesentlichen
von einem zylinderförmigen
Wählschalter 12 ausgebildet
wird, der so angebracht ist, dass er sich in diesem Querschnittsdurchlauf
quer gerichtet und hermetisch drehen und dabei Durchlassöffnungen
mit vorbestimmten Durchmessern aufweisen kann, wobei die Drehung
des besagten Wählschalters
mit dem Querschnitt einer Öffnung
ausgerichtet wird, die einen wählbaren
Durchmesser besitzt.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
des Spülventils 1 ist
das Reservoir 7 in Bezug auf die interne Kammer 2b des
Ventilkörperelements 2 äußerlich
ausgerichtet; darüber
hinaus sind das Reservoir 7 und die Decke der internen
Kammer 2b des Ventilkörperelements 2 in
einem angrenzenden Element 13 für den oberen Verschluss des
Ventilkörpers
ausgebildet.
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Das
Reservoir 7 besteht aus einem kugelförmigen Hohlraum 7a,
der in dem oberen Verschlusselement 13 ausgebildet ist
und in einem nach unten gerichteten Bereich mithilfe einer zweiten,
elastisch verformbaren Membran 14 hermetisch abgeschlossen
wird.
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Sowohl
die erste Membran 5 als auch die zweite Membran 14 sind
wie eine kugelförmige
Kuppe geformt, aber in einer alternativen Ausführungsform gemäß der vorliegenden
Erfindung kann sie auch als ein einzelner Monolithkörper ausbildet
sein.
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Letztlich
weist zumindest die erste Membran 5 auf der Fläche, die
hin zu dem Durchfluss-Steuerelement 6 gerichtet ist, einen
Kontaktzahn 15 zum Kontaktieren mit dem ersten hin und
her schwenkenden Kugelkörper 8 auf.
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Die
Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist wie folgt: Zu Beginn
des Betriebs verursacht das Eintauchen des Spülventils 1 einen Zulauffluss – in die
interne Kammer 2b des Ventilkörperelements 2 – mit der
in dem Auffangbecken anwesenden Flüssigkeit, was mit einem automatischen
Ausströmen der
Luft einhergeht, die in dem korrespondierenden Ventil 2c vorhanden
ist, und damit erfolgt ein konsequentes Gleiten des Durchfluss-Steuerelements 6, womit
der Durchlass über
das Rohr 3 und den Düsen-Trichter 4 vollständig geöffnet hergestellt
wird.
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Wenn
dann ein Wasserzufluss von der Pumpe (die nicht dargestellt ist) über das
Rohr 3 zum Wasserauffangbecken geschickt wird, erzeugt
der Düsen-Trichter 4,
der sich wie ein Venturi-Rohr betätigt, einen Saugvorgang, der
im Innenraum der besagten Kammer 2b ausbreitend diffundiert,
und der die erste Membran 5 nach unten zieht.
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Die
allmähliche
Verformung der besagten Membran 5 wiederum zieht Öl aus dem
Reservoir 7 über
die korrespondierende Verbindungsleitung bzw. den Anschlusskanal,
dessen Durchlass und demzufolge Abflussmengenrate durch ein Betätigen des
zylinderförmigen
Wählschalters 12 reguliert
wird. Öl strömt aus und
in die Kammer 2b hinein, genauer gesagt, in den Zwischenraum
zwischen der ersten Membran 5 und der Decke der genannten
Kammer 2b, wobei allmählich
die erste Membran 5 schrittweise verformt wird.
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Die
erste Membran 5, die sich mithilfe des Kontaktzahnes 15 mit
dem ersten Kugelkörper 8 in einem
Kontakt befindet (wobei dieser sich nach unten schiebt), wird bei
diesem Vorgang durch das Gewicht des zweiten kugelförmigen Ballastelements 9 unterstützt, das über den
verbindenden Tragschenkel 10 übertragen wird.
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Wenn
der zweite Kugelkörper 9 einen
solches Eintauchniveau erreicht hat, dass er von dem Saugvorgang
beeinflusst wird, welcher von dem Düsen-Trichter 4 erzeugt
worden ist, wird er solange in seine Richtung gezogen, bis sich
der Kugelkörper selbst
auf der Vorderseite des Trichters ausgerichtet hat und ihn verschließt, wobei
folglich der Wasserzufluss unterbrochen wird, der von der Pumpe
ankommt, und der daraufhin zum Auffangbecken umgeleitet wird.
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Der
Druck der demzufolge in der Kammer 2b erzeugt wird, wirkt
auch auf die Membran 5 ein, wobei allmählich das Öl zum Reservoir 7 schrittweise zurückbefördert wird,
bis die Membran 5 in ihre ursprüngliche Position zurückkehren
kann.
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Sobald
die Schubkraft der Pumpe aufhört, streben
auch die Kugelkörper 8 und 9 danach,
die durch das Gleiten des ersten Kugelkörpers 8 angehoben
und aufwärts
gezogen werden, in die ursprüngliche
Position zurückzukehren.
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Jedes
darauf folgende Einspritzen der Pumpe bestimmt wieder den vorstehend
beschriebenen Betriebsvorgang des Spülventils 1, welches
demzufolge eine Vielzahl von heftigen Wasserstrahlen innerhalb der
Auffangbecken erzeugt und damit das darin angesammelte Wasser in
Bewegung hält
sowie die Bildung von Ablagerungen verhindert.
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Bei
der praktischen Betriebsausführung
ist festgestellt worden, dass die vorstehend beschriebene Erfindung
die beabsichtigten Ziele und Aufgaben erfüllt.
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Die
so vorgestellte Erfindung lässt
zahlreiche Modifikationen und Variationen zu, welche alle dem Schutzumfang
der anhängenden
Patentansprüche unterliegen.
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Für die Ausführungspraxis
können
die verwendeten Materialien sowie die Formgebungen und Abmessungen
gemäß den beliebigen
Anforderungen angepasst werden, ohne dass dabei der Schutzumfang
der anhängenden
Patentansprüche
aufgegeben wird.
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Wenn
eine Bezugsziffer den in einem Patentanspruch erwähnten technischen
Merkmalen folgt, sind derartige Bezugsziffern lediglich zum Zwecke des
besseren Verständnisses
der Patentansprüche hinzugefügt worden,
und demzufolge stellen diese Bezugsziffern keine einschränkende Auswirkung
auf die Beschreibung eines jeden erfindungsgemäßen Elementes dar, da sie lediglich
anhand von Ausführungsbeispielen
mit solchen Bezugsziffern in Verbindung gebracht werden.