DE7920120U1

DE7920120U1 - Mengen-regulier-ventil fuer bewaesserungsleitungen

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Publication number: DE7920120U1
Application number: DE19797920120
Authority: DE
Original assignee: Georg Fischer AG
Current assignee: Georg Fischer AG
Priority date: 1978-07-21
Filing date: 1979-07-13
Publication date: 1979-10-11
Also published as: CH634640A5

Description

PATENTANWÄLTE * ****

DIETRICH LEWINSKY
H .NZ-JOaCHIM HUBER
REINtR P PIkTSCH
Αϊ DNCHEN 2 1
C-OTTHARDSTR.81

GEORG FISCHER AKTIENGESELLSCHAFT, 8201 Schaffhausen 1

,- 2055/FIP / 10.7.1979 / li-bs

Mengen-Regulier-Ventil für Bewässerungsleitungen

t)ie Neuerung betrifft ein Mengen-Regulier-Ventil zum Einsetzen | in radiale Bohrungen von Bewässerungsleitungen zwecks gleichmassiger Flüssigkeitsverteilung, bestehend aus einem Flansch mit einer Umfangsnute und einem Ventilteil, dessen freier |

Durchfluss-Querschnitt drucklos möglichst gross und abhängig vom Innendruck in der Leitung veränderlich ist.

Es sind verschiedene Arten derartiger Mengen-Regulier-Ventile s-\ - auch Tropf er genannt - bekannt, welche zur Dosierung der Wassermenge oder aufgelöstem Dünger in Bewässerungsanlagen ein- | gesetzt werden. *

Ein mit einem Schraubanschluss versehenes Mengen-Regulier-Ventil ist durch die US-PS 2948 300 bekanntgeworden, welches mit einem federnden, stark gekrümmten Biegeträger als druckempfindlichen Ventilkegel versehen ist. Ferner ist im Zentrum eine kleine Druck-Ausgleichsbohrung vorhanden, welche ständig geöffnet bleibt.

Diese Ausführung ist stark von der Biegefestigkeit des Ventilkegels abhängig. Verschmutzen und Verstopfen der Druck-Aus-

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2 -

gleichsbohrung kann die Funktion aufheben, da dann das Ventil ganz schliessen würde. Bei kleinen Strömungsgeschwindigkeiten und hartem Ventilkegel-Material mit hohem Ε-Modul ist die Funktion auch nicht gewährleistet.

Durch die US-PS 3918 646 ist ein Mengen-Regulier-Ventil der eingangs genannten Art bekanntgeworden, dessen Nippelteil im Querschnitt V-förmig ausgebildet und mit einem darüber gestülpten Schlauch versehen ist, welcher bei Aussendruck wie eine Sehne zwischen den beiden Rippen des V-Profils eingebogen und über den \ ) beiden Kanten gedehnt wird. Dadurch entstehen für Elastomere ungünstige Beanspruchungen, da sich an dieser Stelle an dem Schlauch Flächenpressung, Zug, Reibung und Schubkräfte überlagern. Nachteilig ist auch, dass bei dieser Bauart es kaum möglich ist, ganz kleine Durchflussmengen zu erzielen, und dass mit Eigenschwingungen und Kavitations-Effekten gerechnet werden muss.

Aufgabe der vorliegenden Neuerung ist es, ein Mengen-Regulier-Ventil im Aufbau zu vereinfachen un<3 derart zu verbessern, dass die Empfindlichkeit der Flüssigkeitsdosierung erhöht und gleichzeitig die statische Festigkeit der Schnappverbindung zwischen Bewässerungsleitung und Ventil vergrössert wird um ein Heraus- \J pressen oder allmähliches Herauskriechen zu verhindern.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Gestaltungsmerkmale für die Erfindung vorgesehen.

Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich nach den weiteren Ansprüchen .

Die Neuerung ist in beiliegenden Zeichnungen beispielsweise in mehreren AusführungsVarianten dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigen:

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Fig. 1 eine Bewässerungsleitung mit daran angeordneten Mengen-Regulier-Ventilen

Fig. 2 eine erste AusführungsVariante eines Mengen-Regulierventils im Längsschnitt

jj Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III von Fig. 2 (J Fig. 4 einen Querschnitt entlang der Linie IV-IV von Fig. 2 Fig. 5 eine unterschiedliche AusführungsVariante des Durch-

flussquerschnittes von Fig. 4

Fig. 6 eine weitere AusführungsVariante des Durchflussquerschnittes von Fig. 4

Fig. 7 eine zweite Ausführungsvariante eines Mengen-Regulierventils im Längsschnitt

Fig. 8 einen Querschnitt entlang der Linie VIII-VIII von Fig. 7

Fig. 9 eine dritte AusführungsVariante eines Mengen-Regulier-[ ventils im Längsschnitt

Fig. IO eine vierte AusführungsVariante mit einer Stützhülse

im Längsschnitt

Fig. 11 einen Querschnitt entlang der Linie XI-XI von Fig.

Fig= 12 eine fünfte AusführungsVariante entsprechend der Fig=

2 mit Stützhülse

Fig. 13 einen Längsschnitt eines auf der Rohraussenseite angeordneten Mengen-Regulier-Ventils

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- 4 Fig. 14 iC-inen Grundriss zur Ausführung nach Fig. 13

Fig. 15 einen Längsschnitt einer entsprechenden mehrteixigen Ausführung auf der Rohraussenseite.

Fig. 16 eine sechste Ausführungsvarxante eines Mengen-Regulier-Ventiles im Längsschnitt,

Fig. 17 eine Seitenansicht von Fig. 16,

Fig. 18 einen Schnitt entlang der Linie XVIII-XVIII von Fig. 16- und

r'ig. 19 einen Schnitt entlang der Linie XIX-XIX von Fig. 17.

Die Fig. 1 zeigt eine Bewässerungsleitung 1 mit in radiale Bohrungen 2 eingesetzten bzw. einsetzbaren Mengen-Regulier-v"entilen 3. Diese Mengen-Regulier-Ventile 3 bilden durch deren Durchflussöffnung 4 je eine Bewässerungsstelle und sollen eine gleichmässige Bewässerung auch bei schwankendem Wasserdruck in der Leitung 1 gewährleisten.

, Dieses auch in den Fig. 2 bis 6 vergrössert dargestellte Mengen-Regulier-Ventil besteht im wesentlichen aus einem rotationssymmetrischen Flansch 5 mit einer Umfangsnute 6 und einem Ventilteil 7. Der Uebergang vom Flansch 5 zum Ventilteil 7 ist vorzugsweise konisch ausgebildet, wodurch das Einschieben in die Bohrung 2 der Bewässerungsleitung 1 erleichtert wird. Im eingebauten Zustand kommt die Wandung 8 der Bewässerungsleitung 1 in die Umfangsnute 6 der Leitung 1 zu liegen. Der Ventilteil 7 ist axialsymmetrisch ausgebildet und kann wie aus den Fig. 2 bis 12 2u den verschiedenen Ausführungsvarianten ersichtlich, unterschiedliche Formen aufweisen.

Bei der in den Fig. 2 bis 6 gezeigten AusführungsVariante

weist der Querschnitt des Ventilteiles 7 als auch die Durchflussöffnung 4 eine längliche Form auf, wobei der Materialquerschnitt am inneren Ende 9 des Ventilteiles 7 durch z.B. bogenförmige Aussenkonturen 10 noch verkleinert wird. Der in Fig. 4 gezeigte Oeffnungs-Querschnitt ist als Langloch, mit zwei halbkreisförmigen Enden, der in Fig. 5 mit spitzen Enden und in Fig. 6 mit einem ovalen Querschnitt ausgeführt.

Das Prinzip der Durchfluss-Regulierung arbeitet derart, dass durch den ansteigenden Innendruck in der Leitung 1 sich der Aussendruck auf den Ventilteil 7 des Mengen-Regulier-Veiitils erhöht, wodurch dessen Ende 9 zusammengepresst wird. Wie in der Fig. 4 durch die strichpunktierten Linien 11 dargestellt, wird die Bohrung 3 dabei derart deformiert, dass der Oeffnungsquerschnitt aus zwei kleinen elliptischen Oeffnungen 16, welche durch einen Haarspalt 17 miteinander verbunden sind, besteht. Dadurch vermindert sich der Durchfluss. Bei absinkendem Druck vergrössert sich wieder die Durchflussöffnung 4,

Die Fig. 7 und 8 zeigen ähnliche Ausführungsformen, welche von der Funktion her als Schlauchventil arbeiten. Der Ventilteil 7 weist ebenfalls einen länglich-ovalen Querschnitt auf, wobei die Oeffnung als schlitzförmiges Sackloch 15 mit einer am unteren Ende 9 quer dazu verlaufenden Bohrung 12 ausgeführt ist. Im unbelasteten Zustand verlaufen die Wandungen 13 v.nä des Sacklochs parallel. Sobald ein äusserer Ueberdruck und/oder eine innere Strömung eintritt, krümmen sich die beiden Wandungen nach innen und vermindern den Durchflussquerschnitt gemäss dem strichpunktierten Profil 33 und 34. Durch entsprechende Formgebung der Oberfläche kann auch ein minimaler Querschnitt offenbleiben, wobei sich die Wandungen 13, 14 bei Druckentlastung wieder zurückstellen.

Die Fig. 9 zeigt eine Ausführung, dessen Ventilteil 7 einen vorzugsweise rotatiönssymmetrischen, hülsenförmigen Regulier- j

kolben 20 aufweist, welcher zusammen mit einer zylindrischen Bohrung 21 bei Beaufschlagung einer inneren Kolbenfläche 22 mit Druck den Durchflussquerschnitt verringert. Der Durchfluss der Flüssigkeit wird durch mehrere Bohrungen 23 und den sich verändernden Ringspalt 19 und den Ringraum 24 ermöglicht.

Die Fig. 12 zeigt eine AusführungsVariante entsprechend der Fig. 2 wobei zusätzlich im Flanschteil eine Stützhülse 25 aus einem härteren Werkstoff angeordnet ist, während die Ummantelung und der Ventilteil 7 aus einem weichen Material hergestellt ( ) ist. Durch die Stützhülse 25 wird verhindert, dass das Mengen-Regulier-Ventil 3 aus den Leitungen i durch den Innendruck Lerausgedrückt wird, wobei gleichzeitig durch das weiche Material das Mengen-Regulier-Ventil 3 eine gut regulierende Wirkung aufweist.

Die Fig. 10 und 11 ssigen ebenfalls eine Ausführung mit einer Stützhülse 26, mit einer bis in den Ventilteil 7 durchgehenden rohrförmigen Verlängerung 27, welche am unteren Ende eine Ringfläche 28 aufweist. Der kegelförmig ausgebildete obere Ventilteil 7' ist ringsum geschlossen und der untere Ventilteil ist als elastischer Bügel 29 ausgebildet, dessen Breite mindestens ( ι dem Durchmesser der Ringfläche 28 entspricht.

Der zwischen dem elastischen Bügel 29 und der Ringfläche 28 vorhandene Spalt 30 verringert sich bei steigendem Leitungsinnendruck, wodurch die Mengenregulierung des Bewässerungsmediums stattfindet. Durch die aus einem härteren Material hergestellte Stützhülse 26 kann der umschliessende Ventilteil 7¹ und der Flansch 5 aus einem weicheren Material hergestellt sein, wodurch dann der elastische Bügel 29 ebenfalls eine feinfühlige Mengenregulierung ermöglicht. Das Material für die Stützhülsen 25, 26 kann aus einem harten Kunststoff oder einem korrosionsfestem Metall bestehen.

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Bei den meisten Ausführungsarten kann das Mengen-Regulier-Ventil auch auf der Rohraussenseite angeordnet werden.

Fig. 13 zeigt eine entsprechende Ausführung im Schnitt, während Fig. 14 den dazugehörigen Grundriss darstellt.

Der Flansch 5 besteht aus einem massiven Zylinder 41 und ist vom Material und von der Formgebung her relativ steif ausgebildet, während das Ventilteil 7 als Schiauchventil 42 weich verformbar ausgebildet ist■

Im vorliegenden Fall ist die DurchfInssöffnung 4 länglich schlitzförmig ausgebildet. Ein kleiner Ueberdruck von Innen reicht aus um die Regulierwirkung einzuleiten.

Eine entsprechende Ausführung aus 2 verschiedenen Materialien ist in Fig. 15 im Schnitt dargestellt.

Der Flansch 5 ist als eine feste Hülse 51 aus einem harten Elastomer oder aus einem elastischen Thermoplast ausgebildet und in die Wand 8 eingeklinkt. Als Thermoplaste können die Materialien Polyaethylen, Polyamid, Polypropylen oder Polyoxy-(, ) methylen verwendet werden. Das Ventilteil 7 besteht aus einem Flansch 52 und einem schlauchförmigen Ventil 53 mi+- einer Durchflussöffnung 4 und ist aus einem weic. =n Elastomer hergestellt. Das Ventilteil 7 wird zwischen der Hülse 51 und einem Deckel 54 mit einem Schnappverschluss 55 festgehalten.

Das in den Fig. 16 bis 19 dargestellte Mengen-Regulier-Ventil weist einen Flansch 5 auf, dessen oberhalb der Umfangsnute 6 angeordnete Flanschteil 60 länglich ausgebildet ist, wobei die Form z.B. oval oder wie gezeichnet doppe1-trapezförmig sein kann. Der unterhalb der Umfangsnute 6 angeordnete Flanschteil 61 ist in der Form gleich dem oberen FlansuhteiJ, 60, jedoch etwas kürzen ausgebildet. Er weist eine gerundete Anlagefläche

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62 auf, die dem Innendurchmesser der Bewässerungsleitung 1 an- I gepasst ist. Durch diese Ausbildung des Flansches 5 ist eine § sichere Anlage an der Wandung der Bewässerungsleitung gewähr- | leistet. Der Ventilteil 7 weist einen im Querschnitt dreieck- j; förmigen Teil 63 und einen halbkreisförmigen Teil 64 auf. Die | Durchflussöffnung 4 ist im Bereich des Ventilteils als Rhombus \_t ausgebildet. Im dreieckförmigen Teil 63 wird die Durchflussöffnung 4 von einer gleichmässigen dünnen Wandung 65 und im halbkreisförmigen Teil 64 von einer ungleichmässigen dicken Wandung 66 umgeben. Im Bereich des Flansches 5 ist die Durchflussöffnung 4 im Querschnitt rund ausgebildet.

Die im Bereich des Ventilteils 7 liegende Durchflussöffnung 4 weist mindestens an einer Seite der Innenwandung Längsnuten auf, welche ein Verstopfen des Mengen-Regulier-Ventils verhindern. Derartige Nuten können auch allseitig angeordnet werden. Durch die ungleichen Wandungen 65, 66 wird eine gute Mengen-Regulierwirkung bei unterschiedlichen Drücken erreicht.

Bei allen hier beschriebenen AusführungsVarianten der Mengen-Regulier-Ventile kann durch Aenderung der Material-Härte bzw. des Ε-Moduls die Durchflussmenge bei konstantem Druck variiert werden.

Eine weitere Verbesserung ergibt sich dadurch, dass insbesonders bei den AusführungsVarianten gemäss den Fig. 2 bis 9, 13-> 14 und 16 bis 19 der Flanschteil 5 aus einem harten Material mit Shore A-Härte 50-85, während das Ventilteil 7 aus einem weicheren Material mit Shore A-Härte 40-60 hergestellt ist. Dies verhindert ein unerwünschtes Herauskriechen des Mengen-Regulier-Ventils aus der Leitungsbohrung. Als Material können verschiedene Kunststoffe, wie Polyamid, Polyoxymethylen usw. verwendet werden. Selbstverständlich sind auch Ausführungen aus synthetischen Elastomeren oder auch Naturkautschuk verwendbar.

Bei sämtlichen AusführungsVarianten können für die Gewährleistung eines minimalen Durchflusses absichtliche Unebenheiten wie z.B. Riefen oder Noppen im Regulier-Querschnitt des Ventilteils vorgesehen werden.

Durch die neuerungsgemässe symmetrische Ausbildung des Ventilteils des Mengen-Regulier-Ventils wird eine einfache Herstellung ermöglicht und ungleiche bzw. unsymmetrische Beanspruchungen des Werkstoffes vermieden. Die gegenüber dem Ventilteil aus steiferem Material hergestellte bzw. der durch Stützhülsen versteifte Flansch gewährleistet einen festen Halt in der Bewässerungsleitung, wobei gleichzeitig durch den aus hochelastischem Material bestehenden Ventilteil eine betriebssichere feinfühlige Mengenregulierung erreicht wird.

Die zur Herstellung des neuerungsgemässen Mengen-Regulier-Ventils verwendeten Kunststoffe bzw. Elastomere enthalten mit Vorteil einen UV-Absorber um eine vorzeitige Alterung zu verhindern, insbesonders für diejenigen Einsatzgebiete mit extremer Sonnenbestrahlung.

Vorteilhafterweise können derartige Mengenregulierventile im | Spritzgussverfahren hergestellt werden. Dabei ist es möglich, mit 2 ve rschieden hart eingestellten Compound-Typen von der Flanschseite mit hartem Material und gleichzeitig oder zeitlich phasenverschoben auf der Ventilseite mit einem weichen Compound einzuspritzen.

Zusammenfassung

Die Neuerung betrifft ein Mengen-Regulier-Ventil zum Einsetzen in Bewässerungsleitungen zwecks gleichmässiger Flüssigkeitsverteilung, bestehend aus einem rotationssymmetrischen Flansch (5) und einem Ventilteil (7), dessen Durchflussöffnung (4) abhängig vom Innendruck in der Leitung veränderlich ist. Das Mengen-Regulier-Ventil (2) ist so ausgebildet, dass ein fester Sitz in der Leitung (1) und eine empfindliche Mengenregulierung gewährleistet ist. Dies wird dadurch erreicht, dass der Ventilteil , \ (7) zu dessen Längsachse symmetrisch und von der Form her und vorzugsweise auch vom Material her leicht verformbar ausgebildet ist und dass der Flansch (5) aus einem verformungssteifen Material oder verformungssteif - vorzugsweise durch eine Stützhülse - ausgebildet ist. Durch eine derartige achssymmetrische Ausbildung des Ventilteils (7) werden ungleiche Beanspruchungen vermieden und die Betriebssicherheit erhöht.

(Fig. 1)

Claims

Schutzansprüche

1. Mengen-Regulier-Ventil zum Einsetzen in radiale Bohrungen von Bewässerungsleitungen zwecks gleichmässiger Flüssigkeitsverteilung, bestehend aus einem Flansch mit einer Umfangsnute und einem Ventil-Teil, dessen freier Durchfluss-Querschnitt drucklos möglichst gross und abhängig vom Innendruck in der Leitung veränderlich ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilteil (7) zu mindestens einer durch die Längsachse gehenden Ebene symmetrisch und vom Material und/oder von der Gestalt her leicht verformbar ausgebildet ist und dass der Flansch (5) vom Material und/oder der Gestalt her verformungssteif ausgebildet ist.

2. Mengen-Regulier-Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (5) aus einem Kunststoff bzw. Elastomer mit hoher H'-irte bzw. hohem Ε-Modul und der Ventilteil

(7) aus einem Kunststoff bzw. Elastomer mit niedriger Härte bzw. Ε-Modul gesteht, wobei beide Teile (5, 7) miteinander unlösbar verbunden sind.

3. Mengen-Regulier-Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilteil (7) als ein im Querschnitt längliches Schlauch-Ventil mit einer schlitzförmigen Durchflussöffnung (4) ausgebildet ist» (Fig. 2 bis 6)

4. Mengen-Regulier-Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussöffnung (4) aus einem schlitzförmigen Sackloch (15) und einer an dessen unteren Ende mindestens eine quer dazu verlaufenden Bohrung (12) besteht. (Fig. 7 und 8)

5. Mengen-Regulier-Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilteil (7) einen hülsenförmigen Regulierkolben (20) aufweist. (Fig. 9)

6. Mengen-Regulier-Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Regulierkolben (20) und das Ventilteil (7) rotations-symmetrisch ausgebildet ist. (Fig. 9)

7. Mengen-Regulier-Ventil nach Anspruch 1 oder einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (7) eine Stützhülse (25, 26) aufweist. (Fig. 10, 12)

8. Mengen-Regulier-Ventil nach Anspruch 1 und Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützhülse (26) mit einer rohrförmigen Verlängerung (27) im Bereich des Ventilteiles

(7) versehen ist und dass der Ventilteil (7) einen über die

ί Oeffnung der rohrförmigen Verlängerung (27) verlaufenden

ί elastischen Bügel (29) aufweist. (Siehe Fig. 11 und 12)

9. Mengen-Reguliar-Ventil nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch aus einem Elastomer im Härtebereich von Shore A = 50-85 und der Ventilteil aus einem Elastomer im Härtebereich Shore A = 40-60 hergestellt ist.

10. Mengen-Regulier-Ventil nach Anspruch 1 bis 9, dadurch ge- \. ν kennzeichnet, dass der Flansch (5) und der Ventiltreil (7) aus einem Kunststoff bzw. Elastomer besteht, welches sinen UV-Absorber enthält.

11. Mengen-Regulier-Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflüssöffnung (4) im Ventilteil \7) beidseits einer durch deren Längsachse gehenden Ebene jeweils uncerschiedliche Wandungen (65, 66) aufweist. (Fig. 16 bis 1;))

12. Mengen-Regulier-Ventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussöffnung (4) im Ventilteil (7) im Querschnitt als Rhombus ausgebildet ist.

13. Mengen-Regulier-Ventil nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilteil (7) sich im Querschnitt aus einem halbkreisförmigen und einem dreieckigen Teil (63, 64) zusammensetzt.

14. Mengen-Regulier-Ventil nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussoffnüng (4) an mindestens einer Seite Längsnuten (67) aufweist.