DE69006729T2 - Sicherheitsventil. - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft ein Sicherheitsventil, spezieller ein Ventil, das für den Einbau in Rohren für Flüssigkeiten vorgesehen ist.
• Insbesondere ist der Gegenstand der Erfindung ein Sicherheitsventil für die Kontrolle des Flüssigkeitsverbrauchs in einem Rohrleitungssystem, wobei das Sicherheitsventil für das Schließen des Leitungssystems sorgt, sobald eine unkontrollierte Flüssigkeitsabnahme stattfindet. Spezieller betrifft die Erfindung ein Ventil, das geschlossen wird, sobald ein ununterbrochener Flüssigkeitsstrom für eine bestimmte Zeit bestanden hat.
• Das Sicherheitsventil ist in erster Linie für den Einbau in der Zufuhr des Haushalts-Wasserleitungsnetzes vorgesehen, zu dem Zweck, daß im Fall leckender Wasserhähne, leckender Rohre oder ähnlichem nach Verstreichen einer Zeitspanne das Wasserleitungsnetz automatisch abgeschlossen wird, um Wasserschäden und ähnliches auf ein Minimum zu beschränken.
• Ein Sicherheitsventil für die Kontrolle der Wasserzufuhr bei Waschmaschinen ist aus FR-A-2.193.164 bekannt, das ein Sicherheitsventil beschreibt, worin der Antriebsmechanismus zum automatischen Schließen des Ventils mittels des kompletten Durchflusses durch das Ventil aktiviert wird. Auf diese Weise ist die Bewegung, die durch besagten Antriebsmechanismus ausgeführt wird, proportional zu der gesamten Flüssigkeitsmenge, die das Ventil passiert.
• Folglich weist die Vorrichtung, wie sie in FR-A-2.193.164 beschrieben ist, den Nachteil auf, daß das Ventil in Funktion der durch das Ventil strömenden Flüssigkeitsmenge geschlossen wird, aber nicht nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeit.
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Sicherheitsventil, das den genannten Nachteil nicht aufweist.
• Die vorliegende Erfindung hat daher ein Sicherheitsventil zum Gegenstand, umfassend ein mit einem Einlaß und einem Auslaß versehenes Gehäuse; und ein im Gehäuse angebrachtes Hauptsperrventil; und ist dadurch gekennzeichnet, daß es auch, einerseits, Mittel umfaßt, die mit dem Flüssigkeitsstrom zusammenwirken und die bei der Abnahme von Flüssigkeit und nach Verstreichen einer Zeitspanne das Hauptsperrventil schließen, die jedesmal in ihre Ausgangsposition zurückversetzt werden, wenn ein gleicher oder nahezu gleicher Druck in der Flüssigkeit am Einlaß und Auslaß des Sicherheitsventils erzeugt wird, dies als Ergebnis der Unterbrechung des Wasserverbrauchs, und die, wenn das Hauptsperrventil geschlossen ist, es geschlossen halten, solange ein bestimmter Druckabfall über dem Hauptsperrventil weiter existiert, wobei diese Mittel mittels eines Bypass angetrieben werden, dies mittels eines Kanals, der separat zum Hauptdurchfluß gelegen ist, und, andererseits, ein zweites, im Hauptdurchfluß angebrachtes Sperrventil, welches es gestattet, daß ein nahezu konstanter und ausreichender Druckabfall über den separaten Kanal erzeugt wird, auch mit einem sehr geringen Abnahmefluß.
• Vorzugsweise besteht der Bypass aus einem Kanal, der für eine parallele Verbindung über das zweite Sperrventil sorgt.
• In einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die vorgenannten Mittel hauptsächlich aus einem Bewegungsmechanismus, der nach einer bestimmten Strecke für das Schließen des Hauptsperrventils sorgt; Antriebsmitteln, die mittels des vorgenannten Bypass angetrieben werden, um den Bewegungsmechanismus zu bewegen; Kupplungsmitteln, die aus zumindest einem ersten Kupplungsteil und einem zweiten Kupplungsteil bestehen, die für eine Koppelung sorgen, welche zwischen den Antriebsmitteln und dem Bewegungsmechanismus eingeschaltet bzw. ausgeschaltet werden kann; Servomitteln, die die Kupplungsmittel während der Perioden, während derer ein Flüssigkeitsstrom am Einlaß erzeugt wird, einschalten; Rückstellmitteln, die mit den Bewegungsmitteln zusammenwirken und letztere in eine Ausgangsposition zurückversetzen, jedesmal, wenn die Flüssigkeitsabnahme gestoppt wird, wenn das Hauptsperrventil noch geöffnet ist; und Rückstellmitteln, die mit dem Hauptsperrventil zusammenarbeiten und die das Sperrventil von der geschlossenen in die offene Position versetzen können, wenn der Druckabfall über das Hauptsperrventil Null oder nahezu Null wird.
• Um die Merkmale der vorliegenden Erfindung besser zu verdeutlichen, ist im folgenden eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben, als Beispiel ohne jeden einschränkenden Charakter, mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, worin:
• Figur 1 das Sicherheitsventil in Draufsicht zeigt;
• Figur 2 einen Querschnitt gemäß der Linie II-II in Figur 1 zeigt;
• die Figuren 3 und 4 in einer der von Figur 2 ähnlichen Ansicht das Sicherheitsventil für verschiedene Positionen zeigen;
• die Figuren 5 und 6 in größerem Maßstab Querschnitte gemäß der Linien V-V und VI-VI in Figur 4 zeigen;
• die Figuren 7 und 8 verschiedene Positionen des in Figur 5 dargestellten Teils zeigen;
• Figur 9 das Sicherheitsventil in einer Ansicht, ähnlich der von Figur 2 zeigen, dies jedoch für eine andere Position.
• Wie in Figur 1 gezeigt, besteht das Sicherheitsventil hauptsächlich aus einem mit einem Einlaß 2 und einem Auslaß 3 versehenen Gehäuse 1, wobei der Einlaß 2 an eine Zufuhrguelle angeschlossen wird, während an den Auslaß 3 beispielsweise ein Verteilernetzwerk angeschlossen wird. Das Gehäuse 1, wie in Figur 2 dargestellt, umfaßt ein Hauptsperrventil 4 und Mittel, die mit dem Flüssigkeitsstrom zusammenwirken und das Hauptsperrventil 4 mit der Abnahme von Flüssigkeit und nach dem Verstreichen einer Zeitspanne schließen und die in ihre Ausgangsposition zurückversetzt werden, jedesmal wenn ein gleicher oder nahezu gleicher Druck in der Flüssigkeit am Einlaß 2 und dem Auslaß 3 des Sicherheitsventils erzeugt wird, und die, wenn das Hauptsperrventil 4 geschlossen ist, es so lange geschlossen halten, als ein bestimmter Druckabfall über dieses Hauptsperrventil 4 bestehen bleibt, wobei diese Mittel mittels eines Bypass durch einen Kanal 6 separat vom Hauptdurchfluß 5 angetrieben werden.
• Die letztgenannten Mittel bestehen hauptsächlich aus einem Bewegungsmechanismus 7, der nach einer bestimmten Strecke für das Schließen des Hauptsperrventils 4 sorgt; Antriebsmitteln 8, die mittels des vorgenannten Bypass angetrieben werden, um den Bewegungsmechanismus 7 zu bewegen; Kupplungsmitteln 9, die aus zumindest einem ersten Kupplungsteil 10 und einem zweiten Kupplungsteil 11 bestehen, die für eine Koppelung sorgen, welche zwischen den Antriebsmitteln 8 und dem Bewegungsmechanismus 7 ein- und ausgeschaltet werden kann; Servomitteln 12, die die Kupplungsmittel 9 während der Perioden, während derer ein Flüssigkeitsstrom am Einlaß 2 oder Auslaß 3 erzeugt wird, einschalten; Rückstellmitteln 13, die mit dem Bewegungsmitteln 7 zusammenwirken und letztere in eine Ausgangsposition zurückversetzen, jedesmal, wenn die Flüssigkeitsabnahme gestoppt wird, wenn das Hauptsperrventil 4 noch geöffnet ist; und den Rückstellmitteln 14, die mit dem Hauptsperrventil 4 zusammenwirken und die das Hauptsperrventil von der geschlossenen in die offene Position versetzen können, wenn der Druckabfall über das Hauptsperrventil Null oder nahezu Null wird.
• In der in den Figuren dargestellten Ausführungsform besteht der Bewegungsmechanismus 7 hauptsächlich aus einem drehbaren Element 15, das, wie in der Beschreibung weiter ausgeführt wird, mit dem Einschalten der Kupplungsmittel 9 durch die Antriebsmittel 8 bewegt wird, wie auch einem Führungsmechanismus 16, der mit dem Hauptsperrventil 4 und dem drehbaren Element 15 zusammenwirkt und welcher in einer bestimmten Winkelposition die axiale Bewegung des in einer radialen Fläche gelegenen Hauptsperrventils 4 gestattet, dies derart, daß dieses Ventil durch den Flüssigkeitsstrom gegen seinen Sitz 17 gedrückt wird, entweder mit Unterstützung elastischer Mittel, wie im weiteren noch beschrieben, oder nicht. Das drehbare Element 15 besteht hauptsächlich aus einem Zylinder, der mit dem Hauptsperrventil 4 verbunden ist, oder, wie in Figur 2 dargestellt, mit diesem in einem Stück hergestellt ist.
• Der vorgenannte Führungsmechanismus 16 besteht aus zumindest einer Stütze in Form einer Lippe 18, die mit dem drehbaren Element 15 mitdreht; einer kreisförmigen Führung 20 in Form eines Kragens oder ähnliches, worauf die Lippe 18 aufliegt und worüber sie gleiten kann, gelegen in einer radialen Fläche in Bezug auf die Längsachse 19 des Ventils; und zumindest einer axialen, in der Führung 20 angebrachten Rast 21, derart, daß mit der Rotation des drehbaren Elements 15 und der Lippe 18, die damit mitdreht, letztere in eine Position gebracht werden kann, wo sie sich gegenüber der Rast 21 befindet, so daß die Lippe 18 in der Rast eingreift und das Hauptsperrventil 4 gegen seinen Sitz 17 gedrückt werden kann.
• Das Sicherheitsventil weist vorzugsweise auch eine Strömungs-Bruchsicherungsvorrichtung auf, mit anderen Worten, eine Sicherheitsvorrichtung, die es gestattet, daß zu jedem Zeitpunkt bei Auftreten eines übermäßig großen Abnahmeflusses das Hauptsperrventil 4 automatisch geschlossen wird. Zu diesem Zweck ist die vorgenannte Lippe 18 Teil eines Teils 22, das in Bezug zu dem drehbaren Element 15 axial verschiebbar ist. Das Teil 22 kann beispielsweise über eine Sechskant-Führung 23, die auf dem drehbaren Element 15 vorgesehen ist, verschoben werden, wobei das Teil 22 in einer weitesten nicht gedrückten Position mittels einer Druckfeder 25, die um die Sechskant-Führung 23 montiert ist, gegen einen Anschlag 24 gedrückt wird. Die exakte Arbeitsweise des Ganzen ist im folgenden weiter beschrieben.
• Die Rückstellmittel 13, die den Bewegungsmechanismus in die Ausgangsposition zurückversetzen können, bestehen hauptsächlich aus einer Torsionsfeder 26, die das drehbare Element 15 in einen bestimmten Drehsinn zwingt, wobei die Bewegung mittels eines Anschlags 27 begrenzt wird, dadurch, daß das drehbare Eleinent 15 beispielsweise mit einer Lippe 28 oder einer beliebigen anderen hieran angebrachten Stütze in Kontakt kommt. Der Anschlag 27 ist vorzugsweise beweglich. Es ist deutlich, daß deswegen die Länge der Strecke der Lippe 18 über die Führung 20, bevor diese Lippe 18 gegenüber der Rast 21 plaziert wird, geändert werden kann. Um das Bewegen des Anschlags 27 zu ermöglichen, ist er in der in den Figuren dargestellten Ausführungsform auf einem drehbaren Regelelement 29 angebracht, dessen gewünschte Winkelposition mittels Stellmitteln 30 ausgerichtet werden kann. Das Regelelement 29 besteht hierbei aus einem Zylinder, der um das drehbare Element 15 herum angebracht ist. Der Anschlag 27 wird beispielsweise von einem vorspringenden Element in Form eines im Inneren des Zylinders vorhandenen Stabs gebildet. Die Stellmittel 30 werden durch einen Zapfen gebildet, der beispielsweise mittels eines Sechskant-Schlüssels gedreht werden kann, welcher auf seinem Umfang eine Verzahnung 31 aufweist, die in einen auf dem Umfang des drehbaren Regelelements 29 angebrachten Zahnkranz 32 eingreift, derart, daß durch die Rotation der Stellmittel 30 die Position des Anschlags 27 gewählt werden kann. Es ist deutlich, daß die Stellmittel 30 und/oder das drehbare Regelelement 29 für eine ausreichende Selbstrückhaltefunktion sorgen, derart, daß mit dem Antreiben des drehbaren Elements 15 das drehbare Regelement 29 nicht durch die Kraft der Torsionsfeder 26 mitgenommen wird. Es ist beachtet, daß die Torsionsfeder vorzugsweise an ihren Enden zwischen einerseits dem drehbaren Element 15 und andererseits dem drehbaren Regelelement 29 befestigt ist.
• In der dargestellten Ausführungsform stehen beide Kupplungsteile 10 und 11 der Kupplungsmittel 9 axial ausgerichtet in ihrer jeweiligen Verlängerung. An ihren gegeneinander gerichteten Seiten sind sie mit Verzahnungen in Form eines Zahnkranzes, 33 bzw. 34, ausgestattet. Das erste Kupplungsteil 10 weist einen zylindrischen Teil 35 auf, auf welchem eine Verzahnung vorhanden ist, über welche der Antrieb der Antriebsmittel 8 vollzogen wird. Das erste Kupplungsteil 10 kann mittels der Servomittel 12 axial auf das zweite Kupplungsteil zu bewegt werden, wobei die Verzahnungen 33-34 dann ineinandergreifen. Das zweite Kupplungsteil 11 ist mit dem drehbaren Element 15 verbunden oder bildet, wie in Figur 2 dargestellt, eine Einheit mit diesem. Figur 3 zeigt das Ineinandergreifen in in der gekoppelten Position.
• Die Antriebsmittel 8 bestehen hauptsächlich aus einer Turbine 37, die im vorgenannten Bypass angebracht ist, die über mehrere Übersetzungen, die durch Schnecken- und Zahnräder 38 bis 41 gebildet werden, an das erste Kupplungsteil 10 gekoppelt ist, insbesondere an die Verzahnung 36. Das erste Schneckenrad 38 ist auf der Welle 42 der Turbine 37 montiert. Die Schnecken- und Zahnradübersetzungen gestatten sehr große Übersetzungsverhältnisse. Vorzugsweise wird ein Übersetzungsverhältnis von zumindest 1/3.000 realisiert, während sich dies in einer praktischen Ausführungsform vorzugsweise auf 1/30.000 beläuft, was bedeutet, daß die Turbine 30.000 Umdrehungen zu vollziehen hat, damit das Kupplungsteil 10 eine Umdrehung vollzieht.
• Es ist deutlich, daß der Kanal 6 tangential in der Kammer der Turbine 37 mündet. Die Flüssigkeit verläßt die Turbine entlang eines Durchgangs 43, der um die Welle 42 herum verläuft, jedoch kann sie auch gemäß einer Variante, wie bei einem Einstrahlwassermesser, an der gegenüberliegenden Seite des Einlasses ausfließen.
• In der dargestellten Ausführungsform bestehen die vorgenannten Servomittel 12 aus einem im Einlaß 2 angebrachten Sperrventil 44, welches mittels einer relativ leichten Feder 45 gegen die Richtung des Flüssigkeitsstroms in seinen geschlossenen Zustand gezwungen wird. Das Sperrventil 44 ist mittels einer Verbindung 46 mit dem ersten Kupplungsteil 10 verbunden. Die Kraft der Feder 45 ist so gewählt, daß das Sperrventil 44 sich bei der geringsten Druckdifferenz öffnet und das erste Kupplungsteil 10 mit dem zweiten Kupplungsteil 11 koppelt.
• Die Verbindung 46 ist teleskopisch einschiebbar und weist anschlagformende Mittel 47 auf, wie etwa einen Kragen, wie auch elastische Mittel, wie eine Druckfeder 48, die das erste Kupplungsteil 10 und das Sperrventil 44 in einen maximale Position voneinander drücken, wobei in dieser Position, und wenn das Sperrventil 44 geschlossen ist, dies wie in Figur 2, das erste Kupplungsteil 10 gerade nicht an das zweite Kupplungsteil 11 gekoppelt ist. Die teleskopische Verbindung 46 gestattet, daß, einerseits, nur eine geringe Bewegung des ersten Kupplungsteils 10 erforderlich ist, um die Kupplungsmittel 9 einzuschalten, und, andererseits, daß sich das Ventil 44 nach dem Einschalten der Kupplungsmittel 9 noch weiter öffnen kann, dies durch das Eindrücken der Feder 48.
• Die Feder 48 hat also die Funktion, vorzusehen, daß in eingedrückter Position und bei dem Gegenüberstellen der Lippe 18 und der Rast 21 das Hauptsperrventil 4 auch bereits bei sehr kleinen Strömen zugedrückt werden kann, derart, daß für das Schließen des Hauptsperrventils 4 kein Durchfluß einer bestimmten Menge erforderlich ist.
• Der Einlaß 49 des Kanals 6 befindet sich, wie schematisch in Figur 2 dargestellt, stromabwärts vom Sperrventil 44, aber stromaufwärts vom Hauptsperrventil 4. Dies bietet den Vorteil, daß mit der Abnahme von Flüssigkeit zuerst die Kupplungsmittel 9 mittels der Sperrventils 44 eingeschaltet werden, wonach erst Flüssigkeit durch den Kanal 6 strömen und die Turbine 37 getrieben werden kann.
• In Figur 2 ist der Kanal 6 nur schematisch angedeutet. Die exakte Position hiervon ist deutlicher in Figur 1 dargestellt.
• Um zu erreichen, daß bereits der geringste Flüssigkeitsstrom für den Antrieb der Turbine 37 sorgt, weist das Sicherheitsventil ein zweites Sperrventil 50 auf, das im Hauptdurchfluß 5 angebracht ist, stromabwärts vom Sitz des vorgenannten Sperrventils 44. Das Sperrventil 50 wird mittels einer Feder 51 in die geschlossene Position gezwungen und öffnet sich nur bei einer ausreichend großen Druckdifferenz. Der Einlaß 49 des Kanals 6 ist zwischen den jeweiligen Sitzen der beiden Sperrventile 44 und 50 angebracht, derart, daß bei einem geringen Flüssigkeitsstrom die Flüssigkeit nur durch den Kanal 6 strömt, während bei einem größeren Flüssigkeitsstrom und einer grösseren Druckdifferenz das Sperrventil 50 öffnet und die Flüssigkeit sowohl durch den Hauptdurchfluß 5 als auch durch den Kanal 6 strömt. Die Sperrventile 44 und 50 bestehen vorzugsweise beide aus zylindrischen Körpern, die axial entlang einander verschiebbar sind, wobei ein gegenseitiger Abschluß in Form eines nachgiebigen biegsamen Dichtung 52 oder Rollmembran vorgesehen ist.
• Die vorgesehenen Rückstellmittel 14 bestehen hauptsächlich aus einer Druckfeder 53, die das Hauptsperrventil 4 öffnen kann, wenn die Druckdifferenz der Drücke entlang beider Seiten des letzteren nahezu Null ist, die aber in ihrem weitesten Stand nicht unbedingt das Hauptsperrventil 4 und insbesondere das zweite Kupplungsteil 11 mit dem ersten Kupplungsteil 10 koppelt. Um letzteres zu erreichen, ist die Ausdehnung der Druckfeder 53 auf eine bestimmte Länge beschränkt, dies durch anschlagformende Elemente 54, 55 und 56. Um die Reibung zwischen den Rückstellmitteln 14 und dem drehbaren Element 15 auf ein Minimum zu begrenzen, ist die Kontaktzone 57 zwischen dem Element 54 und dem Teil 22 auf einen minimalen, nahezu einen Punktkontakt beschränkt.
• Das Sicherheitsventil weist vorzugsweise auch Mittel auf, die einen neuen Druckaufbau gestatten. In der dargestellten Ausführungsform gemäß Figur 2 bestehen diese Mittel aus einem Verbindungskanal 58, der die Räume vor und nach dem Hauptsperrventil 4 verbindet, wie auch aus hierin angebrachten Mitteln zur Durchflußregelung, beispielsweise einer Stellschraube 59, die durch Ein- bzw. Ausschrauben den Verbindungskanal in größerem oder geringerem Maß abschließt.
• Die Funktionsweise des Sicherheitsventils kann aus den Figuren 2 bis 9 abgeleitet werden und ist wie im folgenden beschrieben. Figur 2 zeigt das Sicherheitsventil im Ruhezustand. Bei der Abnahme von Wasser aus dem an den Auslaß 3 angeschlossenen Leitungsnetz wird der Druck am Auslaß 3 und somit auch hinter dem Sperrventil 44 geringer als am Einlaß 2. Daher wird, wie in Figur 3 dargestellt, das Sperrventil 44, das als Schaltventil arbeitet, bewegt, wodurch das erste Kupplungsteil 10 mit dem zweiten Kupplungsteil 11 ineinandergreift. Von diesem Zeitpunkt kann die Flüssigkeit bereits über den Kanal 6 durch die Turbine 37 strömen, wodurch diese zu drehen beginnt. Wenn ausreichend Flüssigkeit am Auslaß 3 benötigt wird und folglich ein ausreichender Druckabfall vor und hinter dem Sperrventil 50 vorliegt, wird letzteres ebenfalls geöffnet, so daß ein Zustand wie in Figur 4 dargestellt entsteht. In diesem Moment wird ein normaler Durchfluß realisiert, wobei die Flüssigkeit vom Einlaß 2 über den Hauptdurchfluß 5 zum Auslaß 3 strömt und wobei ein kleiner Teil der Flüssigkeit mit fast konstantem Fluß weiterhin durch den Kanal 6 strömt, da durch das Öffnen des Sperrventils 50 der Druckabfall über den Einlaß und Auslaß des Kanals 6 nahezu konstant gehalten wird.
• Die angetriebene Turbine sorgt dann dafür, daß das erste Kupplungsteil 10 via die Schnecken- und Zahnräder 38 bis 41 um seine Achse gedreht wird, welches seinerseits das zweite Kupplungsteil 11 und das drehbare Element 15 in seiner Drehbewegung mitnimmt. Das drehbare Element 15 wird dann gegen die Kraft der Torsionsfeder 26 gedreht, wobei das Teil 22 mit der Lippe 18 über die Führung 20 gleitet. Die Lippe 28 löst sich hierbei vom Anschlag 27.
• In den Figuren 2 bis 4 ist eine Ausgangsposition dargestellt, wobei, wie in Figur 5 weiter verdeutlicht, das Teil 22 einen Winkel A von 180 Grad beschreiben muß, bevor die Lippe 17 gegenüber der Rast 21 plaziert wird. In Figur 6 ist im Detail dargestellt, wie die Lippe 28 des drehbaren Elements 15 in dieser Ausgangsposition mit dem Anschlag 17 des gemäß Pfeil P verstellbaren Regelelelements 29 in Kontakt kommt.
• Es ist deutlich, daß durch die Bewegung des drehbaren Regelelements 29, mittels der Stellmittel 30, der Anschlag 27 in eine unterschiedliche Position gebracht werden kann, wodurch die Lippe 18 folglich auch eine unterschiedliche Ausgangsposition in Bezug zur Rast 21 einnimmt. In Figur 7 ist eine Ausgangsposition dargestellt, wobei das drehbare Element 15 und das hiermit verbundene Teil 22 wie auch die Lippe 18 zunächst einen Winkel A von nahezu 360 Grad beschreiben müssen, bevor die Lippe 18 gegenüber der Rast 21 plaziert ist. Figur 8 zeigt eine andere Einstellung, wobei der Winkel A sich auf ein Minimum beläuft. Die minimale und maximale Einstellung wird durch einen Anschlag 60 bestimmt, der in dem Zahnkranz 32 enthalten ist und bei der minimalen oder maximalen Position, entweder entlang einer Seite oder entlang der anderen Seite, in Kontakt mit dem drehbaren Zapfen 30 kommt.
• Wenn für eine bestimmte Periode ein ununterbrochener Flüssigkeitsstrom bestehen bleibt, wird nach einer bestimmten Zeit die Lippe 18 gegenüber der Rast 21 plaziert, mit dem Ergebnis, daß das Hauptsperrventil 4 sich axial bewegen kann und entweder durch Einwirken des Flüssigkeitsstroms oder unter Einfluß der Feder 48 im Fall geringer Durchflüsse, falls der Druckabfall über das Sperrventil wenig oder nichts zur Bewegung des Hauptsperrventils 4 gegen die Kraft der Feder 53 beiträgt, geschlossen werden kann. Hierbei greift die Lippe 18 in die Rast 21 ein. Dieser Zustand ist in Figur 9 dargestellt. Die Verbindung über die Kupplungsteile 10 und 11 bleibt unter dem Einfluß der durch die Feder 48 gegen die Kraft der Feder 53 ausgeübten Kraft bestehen, bis zum letzten Moment, in dem ein Flüssigkeitsdurchfluß besteht. Sofort nach dem Schließen des Hauptsperrventils 4 werden die Drücke vor und hinter den Sperrventilen 44 und 50 gleich, wodurch diese Ventile mittels ihrer Federn geschlossen werden. Als Ergebnis hiervon wird das erste Kupplungsteil 10 über die Verbindung 46 und mit Hilfe der anschlagformenden Mittel 47 vom zweiten Kupplungsteil 11 entkoppelt.
• Um das Hauptsperrventil 4 wieder zu öffnen, muß wiederum ein Druckaufbau am Einlaß 3 realisiert werden, der gleich oder fast gleich dem Druck in der Flüssigkeit am Einlaß 2 ist, derart, daß die Rückstellmittel 14 das Hauptsperrventil 4 erneut in geöffnete Position bringen können. Dieser Druckaufbau wird realisiert, weil eine sehr begrenzte Wassermenge durch den Verbindungskanal 58 von vor dem Hauptsperrventil 4 bis hinter das Hauptsperrventil gelangen kann, wobei es dann erforderlich ist, daß das Netz von Leitungen oder ähnlichem, das mit dem Auslaß 3 verbunden ist, wieder geschlossen wird. In diesem Fall wird dieses Leitungsnetz allmählich gefüllt, bis der Druckaufbau durchgeführt ist, wobei das Hauptsperrventil 4 geöffnet wird.
• In dem Fall, daß das mit dem Auslaß 3 verbundene Leitungsnetz bereits gesperrt ist, bevor die Lippe 18 die Rast 21 erreicht hat, wird der bewegliche Mechanismus 7 in die Ausgangsposition zurückversetzt, dies, weil in diesem Fall aufgrund des gleichen Drucks vor und hinter den Sperrventilen 44 und 50 letztere geschlossen werden, wodurch das erste Kupplungsteil 10 vom zweiten Kupplungsteil 11 gelöst und das drehbare Element 15 mittels der Torsionsfeder 26 zurückgedreht wird, bis die Lippe 28 am Anschlag 27 anliegt.
• Die Verwendung eines separaten Kanals 6 für den Antrieb bietet den Vorteil, daß ein relativ kleines und sehr exaktes Regel- und Meßelement, wie die Turbine 37, mit einer hohen Anfangsempfindlichkeit verwendet werden kann, so daß auch ein sehr begrenzter Flüssigkeitsverbrauch gemessen werden kann. Außerdem wird der Antrieb nahezu unabhängig von der Größe des totalen Durchflusses sein, der durch das Sicherheitsventil strömt, da - wie bereits zuvor verdeutlicht - der Durchfluß durch den Kanal 6 und durch die Turbine 37 nahezu konstant gehalten wird. Dadurch wird erreicht, daß die Bewegung der Lippe 18 hauptsächlich proportional zu der Zeitspanne ist, während der ein Flüssigkeitsstrom, ungeachtet dessen, ob groß oder klein, durch das Sicherheitsventil 1 bestehen bleibt. Durch das Regeln der Stellmittel 30 und das Versetzen des Anschlags 27 zwischen der minimalen und maximalen Position ist in der Praxis auch ein Regeln möglich zwischen einer Zeitspanne von annähernd einer Stunde, maximal, bis zu zwei Minuten, minimal.
• Das Sicherheitsventil gemäß der Erfindung bietet den Vorteil, daß mit dem zeitlich ausgedehnten Öffnen eines Wasserhahns, der mit dem Auslaß 3 verbunden ist, das Hauptsperrventil 4 schließt, jedoch leicht durch Schließen des Wasserhahns für eine Weile wieder geöffnet werden kann, bis ein erneuter Druckaufbau am Auslaß realisiert ist. Im Fall eines geplatzten Rohrs oder ähnliches bildet das Sicherheitsventil eine Sicherheitsvorrichtung, die eine automatische Schließung vollzieht, mit Ausnahme des möglichen, sehr minimalen Flüssigkeitsstroms durch den Verbindungskanal 58.
• Ereignet sich ein Rohrbruch oder ähnliches vor dem Auslaß 3, so wird der Druckabfall über das Hauptsperrventil 4 so groß, daß dieses gegen die Kraft der Druckfeder 25 geschlossen wird, ungeachtet der Position des Teils 22.
• Aus den Figuren ist deutlich, daß, um das Sicherheitsventil gut funktionieren zu lassen, die Feder 51 so gewählt ist, daß das Hauptsperrventil 50 geschlossen bleibt, bis ein Druckabfall erzeugt wird, der ausreichend groß ist, um die Kupplungsmittel 9 einzuschalten und eine Kraft abzugeben, die es dem Hauptsperrventil gestattet, gegen die Kraft seiner Rückstellmittel 14 zu schließen. Weiterhin müssen die elastischen Mittel 48 eine größere Spannung liefern als die Rückstellmittel 14 des Hauptsperrventils 4.
• Es ist deutlich, daß das Sicherheitsventil auch als Begrenzer funktionieren kann, um zu verhindern, daß für eine vorbestimmte Zeitspanne bestimmte Wassermengen abgenommen werden, wobei die Stellschraube 59 vollständig eingeschraubt sein kann, so daß der Verbindungskanal 58 geschlossen ist, und diese Stellschraube versiegelt wird, so daß das Hauptsperrventil 4 nur durch eine befugte Person wieder geöffnet werden kann.

Claims (32)

1.- Sicherheitsventil, umfassend ein mit einem Einlaß (2) und einem Auslaß (3) versehenes Gehäuse (1); und ein im Gehäuse (1) angebrachtes Hauptsperrventil (4); dadurch gekennzeichnet, daß es weiter, einerseits, Mittel umfaßt, die mit dem Flüssigkeitsstrom zusammenwirken und die bei der Abnahme von Flüssigkeit und nach Verstreichen einer Zeitspanne das Hauptsperrventil (4) schließen, die jedesmal in ihre Ausgangsposition zurückversetzt werden, wenn ein gleicher oder nahezu gleicher Druck in der Flüssigkeit am Einlaß (2) und Auslaß (3) des Sicherheitsventils (4) erzeugt wird, und die, wenn das Hauptsperrventil (4) geschlossen ist, es geschlossen halten, solange ein bestimmter Druckabfall über dem Hauptsperrventil (4) weiter existiert, wobei diese Mittel mittels eines Bypass angetrieben werden, dies mittels eines Kanals (6), der separat zum Hauptdurchfluß (5) gelegen ist und, andererseits, ein zweites, im Hauptdurchfluß (5) angebrachtes Sperrventil (50), welches es gestattet, daß ein nahezu konstanter und ausreichender Druckabfall über den separaten Kanal (6) erzeugt wird, auch mit einem sehr geringen Abnahmefluß.

2.- Sicherheitsventil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß besagter Kanal (6) parallel in Bezug auf das zweite Sperrventil (50) vorgesehen ist.

3.- Sicherheitsventil gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgenannten Mittel hauptsächlich aus einem Bewegungsmechanismus (7) bestehen, der nach einer spezifischen Strecke für das Schließen des Hauptsperrventils (4) sorgt; aus Antriebsmitteln (8), die mittels des vorgenannten Bypass angetrieben werden, um den Bewegungsmechanismus (7) anzutreiben; Rückstellmitteln (13), die mit dem Bewegungsmechanismus (7) zusammenwirken und letzteren in eine Ausgangsposition zurücksetzen, jedesmal, wenn die Abnahme von Flüssigkeit gestoppt wird, wenn das Hauptsperrventil (4) noch geöffnet ist; und Rückstellmitteln (14), die das Hauptsperrventil (4) von der geschlossenen in die offene Position bringen können, wenn die Druckdifferenz über das Hauptsperrventil (4) Null oder nahezu Null wird.

4.- Sicherheitsventil gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es auch Kupplungsmittel (9) aufweist, bestehend aus zumindest einem ersten Kupplungsteil (10) und einem zweiten Kupplungsteil (11), die für eine Koppelung sorgen, die zwischen den Antriebsmitteln (8) und dem Bewegungsmechanismus (7) ein- und ausgeschaltet werden kann; wie auch Servomittel (12), die die Kupplungsmittel (9) während der Zeitspannen einschalten, während derer ein Flüssigkeitsstrom am Einlaß (2) erzeugt wird, wobei mit dem Entkoppeln der Kopplungsmitel (9) die Rückstellmittel (13), die mit dem Bewegungsmechanismus (7) zusammenarbeiten, in Funktion treten.

5.- Sicherheitsventil gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es Mittel umfaßt, die nach dem Schließen des Hauptsperrventils (4) einen erneuten Druckaufbau hinter diesem Ventil gestatten.

6.- Sicherheitsventil gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, welche einen erneuten Druckaufbau gestatten, hauptsächlich aus einem Verbindungskanal (58) bestehen, der den Raum vor und hinter dem Hauptsperrventil (4) verbindet.

7.- Sicherheitsventil gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (58) Mittel zur Durchflußregulierung aufweist.

8.- Sicherheitsventil gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Durchflußregulierung hauptsächlich aus einer Stellschraube (59) bestehen, die durch Einschrauben bzw. Ausschrauben den Verbindungskanal (58) in größerem oder geringerem Maße abschließt.

9.- Sicherheitsventil gemäß einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungsmechanismus (7) hauptsächlich aus einem drehbaren Element (15) besteht, das mit dem Einschalten der Kupplungsmittel (9) durch die Antriebsmittel (8) bewegt wird, und einem Führungsmechanismus (16), der mit dem Hauptsperrventil (4) und dem drehbaren Element (15) zusammenwirkt und in einer bestimmten Winkelposition die Bewegung des Hauptsperrventils (4) von der offenen in die geschlossene Position gestattet.

10.- Sicherheitsventil gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Element (15) mit dem Hauptsperrventil (4) verbunden ist oder mit diesem in einem Stück gefertigt ist.

11.- Sicherheitsventil gemäß Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsmechanismus (16) aus zumindest einer Lippe (18) besteht, die mit dem drehbaren Element (15) mitdreht; einer kreisförmigen Führung (20), auf welcher die Lippe (18) aufliegen und worüber sie gleiten kann; und einer axialen Rast (21) in der kreisförmigen Führung (20), worin die Lippe (18) eingreifen kann, dergestalt, daß das Hauptsperrventil (4) hierdurch geschlossen wird.

12.- Sicherheitsventil gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Anschlag (27) umfaßt, der die Ausgangsposition des drehbaren Elements (15) bestimmt.

13.- Sicherheitsventil gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgenannte Anschlag (27) für das drehbare Element beweglich ist, wobei das Ausrichten des Anschlags mittels Stellmitteln (30) geschieht.

14.- Sicherheitsventil gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (27) Teil eines Regelelements (29) ist, das um das drehbare Element (15) gedreht werden kann.

15.- Sicherheitsventil gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Regelelement (29) einen Zahnkranz (32) aufweist und daß die Stellmittel (29) aus einer drehbaren Welle mit einer Verzahnung (31), die in den Zahnkranz (32) eingreift, bestehen.

16.- Sicherheitsventil gemäß einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellmittel (13) für den Bewegungsmechanismus (7) hauptsächlich aus einer Torsionsfeder (26) bestehen.

17.- Sicherheitsventil gemäß einem der Ansprüche 4 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Kupplungsteile (10, 11) mittels Verzahnungen (33, 34), die an ihren gegeneinander gerichteten Seiten angebracht sind, ineinandergreifen können.

18.- Sicherheitsventil gemäß einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Kupplungsteile (10, 11) an ihren gegeneinander gerichteten Seiten Verzahnungen (33, 34) aufweisen, mit denen sie ineinandergreifen können; daß das erste Kupplungsteil (10) rotierend durch die vorgenannten Antriebsmittel (8) angetrieben wird; und daß das zweite Kupplungsteil (11) Teil des vorgenannten drehbaren Elements (15) oder damit verbunden ist.

19.- Sicherheitsventil gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kupplungsteile (10, 11) der Kupplungsmittel (9) entlang derselben Achse gedreht werden können und daß das erste Kupplungsteil (10) mittels der 5Servomittel (12) axial verschiebbar ist, derart, daß durch seine axiale Bewegung die Kupplungsmittel (9) eingeschaltet werden.

20.- Sicherheitsventil gemäß Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel (8) hauptsächlich aus einer im Bypass angebrachten Turbine (37) bestehen, die an das erste Kupplungsteil (10) der Kupplungsmittel (9) gekoppelt ist.

21.- Sicherheitsventil gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kupplungsteil (10) und die Turbine (37) über mehrere Schnecken- und Zahnradübersetzungen miteinander verbunden sind.

22.- Sicherheitsventil gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecken- und Zahnradübersetzungen ein Gesamtübersetzungsverhältnis von zumindest 1/3.000 aufweisen.

23.- Sicherheitsventil gemäß einem der Ansprüche 4 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Servomittel (12) hauptsächlich aus einem axial beweglichen, im Einlaß (2) angebrachten Sperrventil (44) bestehen, das beim Öffnen das erste Kupplungsteil (10) an das zweite Kupplungsteil (11) koppelt, wobei, einerseits, dieses Sperrventil (44) mittels einer Feder (45) in seine geschlossene Position gezwungen wird und, andererseits, es bereits geöffnet wird, sobald es einer geringen Druckdifferenz unterworfen ist.

24.- Sicherheitsventil gemäß Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kupplungsteil (10) der Kupplungsmittel (9) und das hiermit zusammenwirkende Sperrventil (44) in Bezug zueinander axial ausgerichtet sind und daß beide miteinander verbunden sind mittels einer teleskopisch einschiebbaren Verbindung (46), welche mit anschlagformenden Mitteln (47) versehen ist, sowie mit elastischen Mitteln (48), die das erste Kupplungsteil (10) und das Sperrventil (44) in eine maximale Position auseinanderdrücken, wobei in Ruhestellung das erste Kupplungsteil (10) sich genau vor dem zweiten Kupplungsteil (11) befindet, dergestalt, daß sogar nach dem Koppeln der beiden Kupplungsteile (10, 11) das Sperrventil (44) der Servomittel (l2) sich noch weiter gegen die Kraft der vorgenannten elastischen Mittel (48) öffnen kann.

25.- Sicherheitsventil gemäß Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (49) des Kanals (6) zur Turbine (37) sich stromabwärts vom Sitz des Sperrventils (44) der Servomittel (12) befindet, jedoch stromaufwärts vom Sitz des Hauptsperrventils (4).

26.- Sicherheitsventil gemäß einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß stromabwärts vom Sperrventil (44), das das Einschalten der Kupplungsmittel (9) steuert, ein zweites Sperrventil (50) im Hauptdurchf luß angebracht ist, das mittels einer Feder (51) in geschlossener Position gehalten wird und mit der Abnahme von Wasser durch den Flüssigkeitsdruck offengedrückt werden kann, wobei der Einlaß (49) des Kanals (6) zur Turbine (37) in dem Raum beginnt, der zwischen dem Sitz des Sperrventils (44), womit das erste Kupplungsteil (10) bewegt wird und der Sitz des zweiten Sperrventils (50), das stromaufwärts davon angebracht ist, gelegen ist.

27.- Sicherheitsventil gemäß Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (51) so gewählt ist, daß das Sperrventil (50) geschlossen bleibt, bis ein Druckabfall erzeugt wird, der ausreichend groß ist, um die Kupplungsmittel (9) einzuschalten und eine Kraft zu liefern, die es dem Hauptsperrventil (4) gestattet, gegen die Kraft der Rückstellmittel (14) des letzteren zu schließen.

28.- Sicherheitsventil gemäß Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgenannten elastischen Mittel (48) eine größere Spannkraft liefern als die Rückstellmittel (14) des Hauptsperrventils (4).

29.- Sicherheitsventil gemäß Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß beide vorgenannten Sperrventile (44, 50) konzentrisch montiert sind, wobei die gegenseitige Versiegelung zwischen beiden Ventilen aus einer nachgiebigen, biegsamen Dichtung (52) besteht.

30.- Sicherheitsventil gemäß einem der Ansprüche 3 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellmittel (14) für das Hauptsperrventil (4) hauptsächlich aus einer Feder (53) bestehen, die eine Druckkraft auf das Hauptsperrventil (4) ausübt, in der Richtung, die der Fließrichtung der Flüssigkeit entgegengesetzt ist.

31.- Sicherheitsventil gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Strömungs- Bruchsicherheitsvorrichtung aufweist.

32.- Sicherheitsventil gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitsventil eine Strömungs-Bruchsicherheitsvorrichtung aufweist, die hauptsächlich aus einer Kupplung zwischen dem Hauptsperrventil (4) und dem vorgenannten Führungsmechanismus (16) besteht, der die Bewegung des Hauptsperrventils (4) bis zu seinem Sitz gestattet, und einer in dieser Kupplung montierten Strömungsbruchfeder (25), die nur die Bewegung des Hauptsperrventils (4) in Bezug auf den Führungsmechanismus (16) bei einer bestimmten hohen Druckdifferenz über dem Hauptsperrventil (4) gestattet.