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Die Erfindung bezieht sich auf einen Feuerhydrant mit einem
Standrohr mit verschließbarem oberen Auslaß und einer
Unterseite, die in Verbindung mit einer Druckleitung für
Wasser oder dergleichen steht, einem in dem Standrohr und an
dessen Unterseite angeordneten Ventilsitz, einem
Hauptventil, einem nach oben durch das Standrohr geführten
Ventilschaft, und oberhalb des Standrohres vorgesehenen
Bedienungsmitteln zum Auf- oder Abbewegen des Ventilschaftes, um
das Hauptventil freizugeben und es vom Sitz abzuheben bzw.
gegen ihn anzupressen, sowie einem frei beweglichen
Rückschlagventil, das in dem Durchlaß des Standrohres zwischen
dem Ventilsitz und der Druckleitung angeordnet und geführt
ist.
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Feuerhydranten des im Oberbegriff beschriebenen und in der
EP-A-0 113 913 offenbarten Typs sind typischerweise auf dem
Boden angeordnet und an ein unterirdisches
Rohrleitungssystem angeschlossen. Die hier auftretende Gefahr besteht
darin, daß sich Schmutz im Standrohr ansammelt, wenn der
Feuerhydrant nicht benutzt wird. Wenn das Hauptventil vom
Ventilsitz abgehoben und der obere Auslaß geschlossen oder
kein Wasser abgenommen wird, wird Flüssigkeit aus dem
Druckleitungssystem zuerst nach oben in das Standrohr
gedrückt und drückt die Luft darin zusammen. Nachdem die
Wasserströmung aufhört, sinkt der nach oben getragene Schmutz
nach unten und kann über das offene Ventil in das
Hauptleitungsnetz eindringen und somit das Wasser verschmutzen, was
eine Gefahr für die öffentliche Gesundheit mit sich bringt,
wenn dieses Wasser als Trinkwasser verwendet wird.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Betrieb des
Rückschlagventils zu verbessern und sieht zu diesem Zweck
einen Feuerhydrant vor, der sich dadurch auszeichnet, daß
das Rückschlagventil eine obere Fläche parallel zu der
Druckfläche an der Unterseite des Hauptventils aufweist,
wobei die untere Fläche des Hauptventils und die obere
Fläche des Rückschlagventils mit zusammenwirkenden,
komplementären Zentriermitteln ausgebildet sind, zum Beispiel einer
Ringnut mit in diese passenden Ringrippen, und in dem der
Rückschlagventilkörper mit einem oder mehreren
Führungselementen, wie in den Durchlaß vorspringenden Stiften,
versehen ist.
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Infolge der zur Unterseite des Hauptventils parallelen,
oberen Fläche des Rückschlagventils und der Führungsstifte,
die in den Durchlaß vorspringen, ist hiermit eine
senkrechte Führung des Rückschlagventils gesichert, und eine
Resonanz des Ventils, die einen Wasserschlag verursachen
kann, wird verhindert.
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Um ein reibungsfreies Öffnen des Rückschlagventils zu
bewirken, ist es zu empfehlen, die Umfangskante des
scheibenförmigen Ventils nach oben zu erweitern, welche mit einer
komplementären Ringfläche in dem Durchlaß zusammenwirkt.
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Damit das Rückschlagventil gut schließt, ist es zu
empfehlen, dessen Umfangskante mit einer darin ausgenommenen Nut
zur Aufnahme eines O-Rings auszubilden, der mit der
Ringfläche zusammenwirkt. Um zu verhindern, daß eine große
Strömungsgeschwindigkeit den O-Ring aus der Nut
herauszieht, wenn das Rückschlagventil halb geöffnet ist, und um
außerdem ein kleines, eingeschlossenes Schmutzwasservolumen
zwischen dem Rückschlagventil und dem Hauptventil zu
erzielen, sieht die Erfindung vor, die Ringfläche in dem
Durchlaß direkt mit der oberen Stirnfläche dieses als Ventilsitz
ausgebildeten Durchlasses zu verbinden. Wegen des relativ
scharfen Übergangs zwischen der Ringfläche und dem
Ventilsitz ist ein "toter" Raum gegenüber der Strömung entlang
des O-Rings geschaffen, so daß die darauf wirkenden
Strömungskräfte klein sind.
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Nach einem bevorzugten, weiteren Vorschlag der Erfindung
ist das Hauptventil mit einem Mantel aus elastischem
Material bedeckt. Zusätzlich kann das Hauptventil in Stegen
oder Ansätzen geführt sein, die in dem Standrohr angebracht
sind, um die Führung des Hauptventils ausschließlich axial
zu halten, was zu einer besseren Führung des
Rückschlagventils beiträgt und dadurch die Resonanzerscheinung bei
"losem" Rückschlagventils verhindert.
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Schließlich wird vorgeschlagen, das Hauptventil über ein
Universalgelenk mit dem Ventilschaft oder dem Druckelement
zu verbinden.
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Die vorstehend erwähnten und anderen Merkmale werden in der
folgenden Figurenbeschreibung weiter erklärt. In den
angefügten Zeichnungen zeigen:
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Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch den Feuerhydrant
nach der Erfindung,
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Fig. 2, 3 und 4 jede einen senkrechten Schnitt
entsprechend der Fig. 1 der Unterseite des Standrohres
mit einem darin untergebrachten Haupt- und
Rückschlagventil in drei unterschiedlichen Stellungen,
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Fig. 5 ein alternatives Ausführungsbeispiel der Führung
des Rückschlagventils in dem Durchlaß des
Standrohres.
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In den Figuren ist das Standrohr mit dem Bezugszeichen 1
bezeichnet, das an seinem oberen Ende mit einem
verschließbaren
Durchgang 2 versehen ist. Am Durchgang 2 ist
eine Kupplung 3 zum Anschließen an eine Gegenkupplung
angeordnet, die an einem Wasserschlauch oder dergleichen
befestigt ist. Der Durchgang 2 ist mit Hilfe eines Deckels 4
verschlossen.
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Das Standrohr 1 ist an der Unterseite mit einem Durchlaß 5
und einem Anschlußflansch 6 versehen, der mit Hilfe von
Schrauben 7 auf einem Flansch 8 einer Druckleitung (nicht
gezeigt) eines Hauptleitungsnetzes befestigt werden kann.
Oberhalb des Durchlasses 5 erstreckt sich eine ringförmige,
horizontale Stirnfläche 9, die als Sitz für ein darauf zu
pressendes Hauptventil 10 dient. Das Hauptventil 10 ist
über eine Steuerstange oder einen Ventilschaft 11 mit einem
Steuermechanismus verbunden, der außerhalb des Standrohres
1 auf der oberen Seite, am Durchgang 2 angrenzend,
angeordnet ist. Der Steuermechanismus hat eine Abstützung 12, in
die beim Bezugszeichen 14 eine Gewindestange 13 drehbar
eingebaut ist. Die Gewindestange 13 ist am oberen Ende mit
einem Verbindungsstift 15 versehen, auf den eine Buchse 16
mit einem Vierkantkopf mit Festklemmsitz montiert werden
kann.
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Die Gewindestange 13 wirkt mit einer Schraubenmutter 17
zusammen, die in dem oberen Ende des Gewindeschaftes 11 nicht
drehbar aufgenommen ist. Der Gewindeschaft ist an dem
oberen Ende 18 mit einer axialen Sackbohrung zur Aufnahme des
unteren Endes der Gewindestange 13 versehen.
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Man erkennt ohne weiteres, daß die an sich bekannte
Betriebsweise des Ventilschaftes 11 ein Abheben des Ventils
10 vom Ventilsitz 9 und dessen Anpressen darauf bewirkt,
wenn die Gewindestange 13 mit einem geeigneten Handwerkzeug
in Drehung versetzt wird. Diese Drehung bewirkt eine
Bewegung der Schraubenmutter 17 nach oben und unten und deshalb
des Ventilschaftes 11 mit dem daran gekoppelten Hauptventil
10. Auf diese Weise kann das Standrohr 1 durch Abheben des
Ventils 10 an der Unterseite des Flansches 8 mit Wasser aus
dem Hauptleitungsnetz gefüllt werden, oder aber durch
Verstellen des Ventils 10 auf dem Sitz 9 davon abgesperrt
werden. Etwaiges im Standrohr 1 vorhandene Wasser kann über
eine Entwässerungsöffnung 19 entleert werden, so daß keine
Gefahr des Einfrierens auftreten kann. Es ist anzumerken,
daß, wenn das Ventil 10 abgehoben wird, die
Entwässerungsöffnung 19 durch dessen Seite verschlossen wird, siehe Fig.
3 und 4, so daß es bei Benutzung des Feuerhydranten keine
Verluste infolge von Undichtigkeit gibt.
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Der vorstehend beschriebene Feuerhydrant bildet einen Teil
des Standes der Technik, und es wird ferner davon
ausgegangen, daß seine Wirkungsweise und Funktion dem Fachmann
geläufig sind.
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Nach der Erfindung ist unter dem Hauptventil 10 ein
Rückschlagventil 20 angeordnet, das hier als ein
scheibenförmiger Körper mit drei oder vier Führungsstiften 21 entlang
des Umfangs auf seiner unteren Fläche ausgebildet ist.
Diese Führungsstifte liegen an der Innenwand des
Durchlasses 5 flach an.
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Die Umfangskante des scheibenförmigen Rückschlagventils 20
erweitert sich nach oben, mit anderen Worten, sie ist
leicht konisch und schließt an eine ringförmige, sich nach
oben erweiternde Fläche des Durchlasses 5 an, die an die
obere, als Ventilsitz für das Hauptventil 10 dienende,
Stirnfläche 9 anschließt. In der Umfangsfläche 22 des
Rückschlagventils 20 ist eine Nut ausgenommen, in der ein O-
Ring 23 aufgenommen ist. Dieser O-Ring liegt sich in der
Stellung nach Fig. 1 gegen die Ringfläche des Durchlasses 5
an.
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Das Hauptventil 10 besteht aus einem Kern aus unelastischem
Material, das mit einem Mantel aus elastischem Material 25
bedeckt ist. Es ist anzumerken, daß der Kern des
Hauptventils an der Unterseite mit einem nach außen vorspringenden
Radialflansch 26 ausgebildet ist, der über den Ventilsitz 9
hinausragt.
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Über dem Flansch 26 erstreckt sich der Kern anfänglich in
einem zylindrischen Teil, der über eine bestimmte Höhe nach
oben derart verläuft, daß die in das Standrohr 1
einmündende Öffnung des Entleerungskanals 19 beim Zusammenwirken
mit dem angrenzenden Mantel 25 abgesperrt ist, wenn das
Ventil in der den Fig. 3, 4 entsprechenden Stellung steht.
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Der Kern verläuft weiter in einem Kegelstumpfabschnitt, in
dem eine Sackbohrung 27 aufgenommen ist. Die Sackbohrung
hat in einer bestimmten Höhe über deren Unterseite eine
ringförmige Rille 28, die zur Aufnahme eines Ringes 29
dient.
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Der Ventilschaft 11 ist an der Unterseite mit einem enger
werdenden Abschnitt 30 versehen, der gleichfalls mit einer
ringförmigen Rille 31 versehen ist, in die der Ring 29
hineinpaßt. Das untere Ende des enger werdenden Abschnitts 30
ist abgerundet und kann auf die Unterseite der Sackbohrung
27 drücken, wenn der Ventilschaft in das Ventil 10
eingebaut ist, wie es in der Fig. 1 gezeigt ist.
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Es ist anzumerken, daß die Ummantelung aus elastischem
Material 25 am Absatz zwischen dem Übergang des
Ventilschaftes zum enger werdenden Abschnitt 30 mit einem einstückig
geformten O-Ring 32 versehen sein kann, um die Sackbohrung
27 gegen den Wasserstand im Standrohr 1 abzudichten. Im
zusammengebauten Zustand funktioniert dieser O-Ring 32
außerdem als axiale Ausrichtung des Ventilkörpers 10 relativ zur
Mittellinie des Ventilschaftes 11.
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Um eine gute Führung des Ventils 10 im Standrohr 1 zu
erreichen, sind an dessen Innenseite mindestens drei
Verstärkungsrippen 33 angegossen, wobei die Berührungsfläche
dieser Verstärkungsrippen mit dem Ventil 10 bearbeitet ist.
Die Verstärkungsrippen 33 sind notwendigerweise so
angeordnet, wie es im erweiterten Teil des Standrohres 1 gezeigt
ist, um einen ausreichenden Durchlaß des durchzuführenden
Wassers zu realisieren.
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Es ist schließlich anzumerken, daß die Bodenfläche des
Ventils 10, insbesondere die Ummantelung 25, eine ringförmige
Verstärkungsrippe 35 hat, die mit einer in der oberen
Fläche des Rückschlagventils 20 ausgenommenen Ringnut 36
zusammenwirkt. Die Verstärkungsrippe und die Nut wirken wie
Zentriermittel, um das frei bewegliche Rückschlagventil in
der Mitte des Hauptventils zu halten. Andere
Ausführungsbeispiele sind möglich.
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Der vorstehend beschriebene Feuerhydrant arbeitet wie
folgt:
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Ausgehend von der in der Fig. 1 gezeichneten Stellung kann
der Benutzer das Hauptventil 10 durch Bewegung der
Gewindestange 13 in die richtige Richtung anheben, wodurch der
Ventilschaft 11 nach oben bewegt wird und das Ventil 10
mitnimmt. Wenn an der Unterseite des Rückschlagventils 20
Druck vom Hauptleitungsnetz anliegt, bewegt sich dieses
Ventil unmittelbar nach oben und verbleibt bei
ausreichendem Druck am Hauptventil 10 anliegend. Die Wasserströmung
ist so, daß der gesamte Schmutz, der sich möglicherweise im
Standrohr 1 angesammelt haben könnte, mit ihr zusammen
durch die Auslaßöffnung 2 des Standrohres 1 transportiert
werden kann. Diese Stellung ist in der Fig. 4 gezeigt.
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Wenn das Ventil 4 und damit die Auslaßöffnung 2 geschlossen
ist, wird die Luft im Standrohr 1 komprimiert und die
Wasserströmung im Durchlaß 5 unterbrochen. Unter dem Einfluß
der Schwerkraft senkt sich das Rückschlagventil 20 ab, so
daß die Umfangskante 22 mit der Ringfläche im Durchlaß 5 in
Kontakt kommt, wodurch der Durchlaß abgesperrt ist.
Jeglicher nach unten sinkende Schmutz kann deshalb nicht in die
Druckleitung des Hauptleitungsnetzes eindringen. Es ist
hier anzumerken, daß das Absenken des Rückschlagventils 20
infolge der Führung der Stifte 21 im Durchlaß 5 zuverlässig
stattfinden kann, so daß das Absperren ringsherum
einwandfrei ist. Sobald der Druck in der Druckleitung ansteigt und
es irgendeine Strömung durch den Durchlaß 5 nach oben gibt,
hebt das Rückschlagventil 20 ab, und es kann, abhängig von
der Stärke der Strömung, in einer dazwischenliegenden
Stellung schwebend verbleiben, wie es in der Fig. 3 gezeigt
ist. Die Strömung wird sofort fächerförmig in den
erweiterten Abschnitt des Standrohres 1 getragen, so daß jeglicher
angesammelte Schmutz auch unmittelbar in Turbulenz versetzt
und im Standrohr 1 nach oben transportiert wird.
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Sobald sich der Druckabfall umkehrt oder die Strömung
aufhört, senkt sich das Ventil 20 schneller wieder auf den
Ventilsitz ab, als der im Standrohr sitzende Schmutz und
sperrt es vom Hauptleitungsnetz ab.
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Der Feuerhydrant kann wieder geschlossen werden, wenn der
Ventilschaft 11 durch Drehung der Gewindestange 13 in die
entgegengesetzte Richtung nach unten geführt wird, wodurch
das Hauptventil 10 mit seiner unteren Fläche auf die obere
Fläche des Rückschlagventils 20 angepreßt wird, bis die
Kante des Hauptventils auf dem Ventilsitz 9 ruht.
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Die Führung des Hauptventils 10 ist wegen der
Verstärkungsrippen 33 gesichert, so daß die untere Fläche genau
parallel zur oberen Fläche des Rückschlagventils 20 bleibt.
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Wegen des Universalgelenks zwischen Ventilschaft 11 und
Ventilkörper 10 ist das Aufsetzen des Ventils auf den
Ventilsitz problemlos möglich. Es ist hier weiter anzumerken,
daß die Druckkraft des Ventilschaftes 11 durch den Kontakt
zwischen dem unteren Ende des Ventilschaftes und dem Boden
der Sackbohrung im Ventil direkt auf den Ventilkörper 10
übertragen werden kann.
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Die Fig. 5 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel der
Ventilführung für das Rückschlagventil 20. Zu diesem Zweck
ist der Ventilkörper deshalb mit einem Mittelstift 40
versehen, der in einer Buchse 41 aufgenommen ist, die mit der
Wand des Durchlasses 5 über radial gerichtete Arme 42
verbunden ist. Der Stift 40 kann deshalb eine senkrechte
Führung des Rückschlagventils 20 in Übereinstimmung mit den
Stiften 21 des vorhergehenden Ausführungsbeispiels sichern.