DE8332918U1

DE8332918U1 - Armatur zum oeffnen und/oder absperren

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Publication number: DE8332918U1
Application number: DE19838332918U
Authority: DE
Original assignee: Strate Maschinenfabrik fur Abwassertechnik 3014 Laatzen De GmbH
Current assignee: Strate Maschinenfabrik fur Abwassertechnik 3014 Laatzen De GmbH
Priority date: 1983-11-11
Filing date: 1983-11-11
Publication date: 1984-04-26

Description

Armatur zum öffnen und/oder Absperren

Die Erfindung betrifft eine Armatur zum öffnen und/oder Absperren des Hauptförderweges eines Mediums, mit einem den Durchlaß des Mediums freigebenden oder absperrenden Absperrorgan, insbesondere Armatur in einer Rohrleitung mit Rückschlagklappe.

Armaturen dieser Art besitzen in vielen Bereichen der Technik eine erhebliche Bedeutung, da sich das Problem vor allem des Absperrens des Förderweges eines Mediums in großer Vielfalt stellt.

Als ein besonderes Beispiel kann eine Pumpstation genannt werden, wo das Medium Wasser in den Förderweg bildende Rohrleitungen transportiert wird. Das Absperrorgan befindet sich hier üblicherweise auf der Druckseite der Pumpe und ist als sogenannte Rückschlagklappe ausgebildet, wie sie z.B. durch die DE-OS 3 125 029 bekannt geworden ist

Ein Absperren der Rohrleitung mittels der Rückschlagklappe ist erforderlich, um ein Rückströmen des Wassers zu verhindern, wenn die Pumpe, welche das Wasser fördert, abgeschaltet wird. Ohne die Rückschlagklappe könnte nämlich das unter Druck geförderte Wasser durch die Pumpe

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hindurch zurückströmen und diese dadurch schädigen. Daher müssen die Rückschlagklappen auch in ihren Schließsitz gelangen/ bevor eine rückläufige Wasserströmung nach dem Abschalten der Pumpe einsetzt.

Zwar läßt sich mit dem Absperren des Förderweges durch die bekannte Rückschlagklappe eine Beschädigung der Pumpe durch ein Rückströmen der Wassersäule verhindern, jedoch ist zu beachten, daß der SchließVorgang des Absperrorgans - hier also der Rückschlagklappe - seinerseits mit gravierenden Nachteilen behaftet ist.

Beim Abschalten der Pumpe und beim SchließVorgang der Rückschlagklappe treten in der Praxis erhebliche Druckstöße auf, und zwar ein überdruck auf der der Pumpe abgewandten Seite der Rückschlagklappe und ein Unterdruck auf der anderen Seite der Rückschlagklappe. Diese extreme Druckdifferenz, die sich auszugleichen bestrebt ist, bewirkt, daß die Rückschlagklappe unter enormer Krafteinwirkung zwangsweise in den Schließsitz gelangt bzw. schlägt. Das Aufschlagen der Rückschlagklappe macht sich nicht nur akustisch bemerkbar, nachteilig ist vielmehr auch die sich dabei einstellende hohe mechanische Belastung der Armatur und vor allem auch der Pumpe sowie die damit verbundene Gefahr von Beschädigungen.

Die erwähnten großen Druckdifferenzen haben aber nicht nur das Schlagen der Rückschlagklappe zur Folge, gravieren·* der sind die nachteiligen Wirkungen, die sich durch die hohen Druckstöße ergeben können. In der praktischen Anwendung ist immer wieder festzustellen, daß die den Förderweg für das Medium bildenden Rohrleitungen den beim Absperren auftretenden hohen Druckstößen nicht standhalten und zerstört werden, Vor allem im Bereich der Armatur mit dem Stellglied zum Absperren, aber auch an Reflexionsetellen der entstehenden Druckwellen sind die Rohrleitungen besonders gefährdet.

Die durch die Druckstöße auftretenden Schäden und Folgekosten sind erheblich. Infolge der durch die Druckstöße hervorgerufenen Schwingungen können Gebäudeschaden sowie Schäden an der Anlage z.B. bei einem Kraftwerk auftreten. Trotz dieser bekannten nachteiligen Wirkungen ist es bisher nicht in zufriedenstellender Weise gelungen, die nachteiligen Folgen der bekannten Armaturen beim Schließvorgang zu beseitigen.

Die bisherigen Erläuterungen beschränkten sich zwar auf das Medium Wasser, welches in Rohrleitungen gefördert wird, dies ist jedoch lediglich als beispielhaft anzusehen, denn die gleiche Problematik tritt generell auch bei anderen Medien auf, die in Förderwegen transportiert werden, wobei

die Notwendigkeit besteht, eine Armatur mit einem Absperrvorgang zum Absperren des Förderweges vorzusehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beschriebenen Nachteile zu vermeiden und eine Armatur zu schaffen, welche mit einfachen Mitteln die Entstehung der schädlichen hohen Druckstöße verhindert.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Armatur dadurch, daß parallel zum Absperrorgan ein Entlastungsweg vorgesehen ist, welcher oberhalb und unterhalb des Absperrorgans in den Hauptförderweg einmündet, und daß die Mündung durch ein druckabhängiges Schließorgan durchlässig schaltbar und verschließbar ist.

Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, in kritischen Phasen, in denen sich Druckstöße im System aufbauen können, einen Druckausgleich zu ermöglichen, indem ein Entlastungsweg hergestellt wird, der eine Verbindung der Bereiche oberhalb und unterhalb des Absperrorgans ermöglicht. Durch diese Verbindung, die im normalen Betrieb unwirksam ist und nur bei Erreichen eines bestimmten Druckes zur Verfügung steht, kann ein Druckausgleich herbeigeführt werden, wodurch die bei den bekannten Armaturen auftretenden hohen Druckstöße in erheblichem Maße abgebaut werden können.

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Der parallele Entlastungsweg wird wegen des druckabhängigen Schließorgans nur bei Erreichen eines bestimmten Druckes freigegeben, wobei der entsprechende Wert beliebig einstellbar ist. Durch entsprechende Dimensionierung kann daher der mit der Erfindung ermöglichte Druckausgleich so eingestellt werden, daß die eingangs beschriebenen nachteiligen Wirkungen vermieden sind. Nachdem der Druckausgleich hergestellt ist, gelangt das Schließorgan wieder in seinen Schließsitz, so daß der Entlastungsweg verschlossen ist. Dieser Vorgang kann sich kurzzeitig wiederholen. Die mit dem Absperrorgan angestrebte Wirkung - nämlich das Absperren des Hauptförderweges - wird durch das Vorhandensein des Entlastungsweges nicht beeinträchtigt, denn dieser ist nur zum Zwecke des Druckausgleiches geöffnet.

In zweckmäßiger Ausgestaltung besitzt das druckabhängige Schließorgan für den Entlastungsweg einen Ventilteller, der unter der Einwirkung einer Feder in seinen Schließsitz gehalten wird. Nur bei Erreichen eines wählbaren Druckes gelangt der Ventilteller entgegen der Wirkung der Federkraft in seine Offenstellung.

Andere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnung zu entnehmen und in den Unteransprüchen angegeben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die teilweise Darstellung einer Armatur in einer Querschnittsansicht mit einem zum Teil noch geöffneten Absperrorgan,

Fig. 2 eine Darstellung gemäß Fig. 1, jedoch mit im Schließsitz befindlichem Absperrorgan und durchlässigem Entlastung sweg, und

Fig. 3 eine weitere Querschnittsanischt einer Armatur.

In den Prinzipdarstellungen gemäß Fig. 1 und 2 besitzt die Armatur 10 ein als Rückschlagklappe 12 ausgebildetes Absperrorgan. in der Offenstellung der Rückschlagklappe 12 kann ein Medium - hier Wasser - unter der Einwirkung einer nicht dargestellten Pumpe längs des Förderweges 14 in Richtung des gestrichelt gezeichneten Pfeiles A gefördert werden. Im Bereich der Rückschlagklappe 12 befindet sich ein paralleler Entlastungsweg 16, welcher unterhalb der Rück-

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schlagklappe 12 über die Mündung 20 und oberhalb der Rückschlagklappe 12 über die Mündung 18 mit dem Förderweg 14 verbunden ist.

In Fig. 1 ist die Mündung 18 durch einen Ventilteller 22 verschlossen, so daß der Entlastungsweg 16 unwirksam ist. Der Ventilteller 22 steht nämlich über eine Stange 24 unter der Einwirkung einer Feder 28, welche den Ventilteller 22 in den Schließsitz drückt.

In Fig. 1 ist durch den Pfeil C schon die Schließbewegung der Rückschlagklappe 12 angedeutet, und Fig. 2 zeigt die Rückschlagklappe 12 in geschlossener Stellung. Infolge der Unterbrechung des Förderweges 14 baut sich oberhalb der Rückschlagklappe 12 im Bereich der Mündung 18 ein druck auf.

Wenn dieser einen bestimmten Wert erreicht hat, wird der Ventilteller 22 durch die Druckeinwirkung entgegen der Kraft der Feder 28 in die Offenstellung gebracht, so daß der parallele Entlastungsweg 16 freigegeben ist, wie der gestrichelt gezeichnete Pfeil B verdeutlicht.

über den Entlastungsweg 16 kann nun ein Druckausgleich herbeigeführt werden und ein zuvor in Richtung des Pfeiles Ά in Fig. 1 gefördertes Medium kann in geringer Menge für eine bestimmte Zeitdauer in Richtung des Pfeiles B zurück-

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fließen. Sobald sich die Druckstöße soweit abgebaut haben, daß die auf den Ventilteller 22 infolge des Druckes ausgeübte Kraft kleiner als die Kraft der Feder 28 ist, bringt letztere den Ventilteller 22 wieder in den Schließsitz. Nunmehr ist die Absperrung des Förderweges voll wirksam geworden.

Wenn der Entlastungsweg 16 nicht vorhanden ist, kann der nach dem Schließen der Rückschlagklappe 12 bei bekannten Armaturen entstehende Druckstoß zu einer Ausdehnung bzw. Ausbauchung des Gehäuses der Armatur führen, welche meistens aus Stahl besteht. Wenn das Stahlgehäuse diesem Druckstoß nicht standhält, kann die Armatur sogar zerbersten.

Bei der Erfindung wird dieser Gefahr mit einfachen Mitteln begegnet. Durch den bei Vorhandensein eines mittels der Feder 28 einstellbaren Druckes wird nämlich im Bereich der Rückschlagklappe 12 ein Entlastungsweg 16 zur Verfügung cestellt, was zu einer Entlastung der gefährlichen Druckstöße führt. Ein weiterer Vorteil, der durch die Erfindung geschaffen wird, besteht darin, daß infolge des geschaffenen Druckausgleiches auch die extremen Schl^ggeräusche der Rückschlagklappe 12 vermindert werden.

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Bel der soweit beschriebenen neuen Armatur gemäß Flg. 1 und 2 wurde nur ein einziger Entlastungsweg vorausgesetzt. Bei besonders großen Rohrdurchmessern für den Förderweg 14 1st es auch möglich, auf dem Umfang verteilt mehrerer solcher Entlastungswege 16 anzuordnen.

Ausgehend von den Prinzipdarstellungen In Flg. 1 und 2 1st In Flg. 3 in einer teilweisen Ansicht ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Armatur 10 gezeigt/ wobei gleiche Teile aus Fig. 1 und 2 mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Um im normalen Betriebszustand - also bei geöffneter Rückschlagklappe 12 - eine sichere Abdichtung der Mündung 18. zu erzielen, besitzt der Ventilteller 22 einen !Dichtungsring 26, der an der Innenwand des Entlastungsweges anliegt. Das dem Ventilteller 22 zugewandte Ende der Stange 24 ist als Stangenkopf 34 ballig bzw. kugelförmig ausgebildet und in einer Ausnehmung des Ventiltellers 22 befindlich, mit der Folge, daß gelenkige Bewegungen des Ventiltellers 22 relativ zur Stange 24 möglich sind. Durch eine Scheibe 32 wird die Stange 24 an dem Ventilteller 22 gehalten.

Die in einem Federgehäuse 36 befindliche Feder 28 drückt gegen zwei Endplatten 4O und 42 und wirkt über die Stange 24 auf den Ventilteller 22 ein, der durch die Federkraft

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im Schließsitz gehalten wird. Der Ventilteller 22 bleibt solange in seiner Schließstellung/ bis der auf seine Fläche einwirkende Druck die Federkraft überwindet.

Das Federgehäuse 36 ist durch einen Gehäusedeckel 38 abgeschlossen/ durch welchen mittig ein Gewindebolzen 30 und eine Stellschraube 44 geführt sind. Der Gewindebolzen 30 ist in die Stange 24 eingeschraubt, und die Stellschraube 44 wirkt auf die rechte Endplatte 4 2 <sin.

Die Stellschraube 44 bildet eine Spannvorrichtung, welche eine Einstellung der Feder 28 erlaubt. Durch Drehen der Schraube 44 auf dem Gewindebolzen 30 kann nämlich der Abstand der beiden Endplatten 40 und 42 zueinander beeinflußt werden, und somit ist es möglich, die Feder 28 in gewünschter Weise zu spannen. Übrigens befindet sich auf der Stellschraube 44 noch eine Kontermutter 50.

Auf das äußere Ende des Gewindebolzens 30 ist noch eine Stellmutter 46 aufgeschraubt, bei deren Betätigung bzw. Drehung über die Stange 24 und den Gewindebolzen 30 eine Beeinflussung auf die örtliche Lage des Ventiltellers 22 ermöglicht wird. Wenn der Wunsch besteht, den Förderweg Ϊ4 oberhalb der geschlossenen Rückschlagklappe 12 zu entleeren, kann dies in vorteilhafter Weise durch Drehung der Stellmutter 46 bewerkstelligt werden, denn dann läßt sich

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der Ventilteller 22 In seine Offenstellung bringen. Als Folge davon wird der Entlastungsweg 16 freigegeben, so daß die angestrebte Entleerung erfolgen kann.

Zwar wurde die Erfindung voranstehend anhand einer Armatur mit einer Rückschlagklappe beschrieben, wie sie bei der Förderung von Wasser vorgesehen ist, jedoch soll darauf hingewiesen werden, daß sich die Erfindung hierauf nicht beschränkt. Sie kann vielmehr mit Vorteil überall dort eingesetzt werden, wo ein Medium längs eines Förderweges vorzugsweise unter Druck gefördert wird, und wo die Notwendigkeit besteht, den Förderweg mittels eines Absperrorgans bei Bedarf unterbrechen bzw. absperren zu können. Die dabei auftretenden schädlichen Druckstöße werden durch die Erfindung mit einfachen Mitteln soweit abgebaut, daß schädliehe Nebenwirkungen nicht mehr zu befürchten sind.

Claims

DIPL.-ING. UWETHÖ'M'EN'·' : EUROPEAN PATENTATTORNEY εtrate GmbH... 446/17 S_c h_^_^ ?_?. nspriiche

1. Armatur zum öffnen und/oder Absperren des Hauptförderweges eines Mediums, mit einem den Durchlaß des Mediums freigebenden oder absperrenden Absperrorgan, insbesondere Armatur in einer Rohrleitung mit Rückschlagklappe, d^djir£h__g_ejcejinzei£hnet_r daß parallel zum Absperrorgan (12) ein Entlastungsweg (16) vorgesehen ist, welcher Oberhalb und unterhalb des Absperrorgans (12) in den Hauptförderweg (14) einmündet (18, 20), und daß die Mündung (18) durch ein druckabhängiges Schließorgan (22) durchlässig schaltbar und verschließbar ist.

2. Armatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, äaß das druckabhängige Schließorgan einen im Bereich der Mündunq (18) im Entlastuncjsweq (16) befindlichen Ventilteller (22) umfaßt, der unter der Einwirkung einer Feder (28) seinen Schließsitz einnimmt.

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3. Armatur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller (22) einen Dichtungsring (26) besitzt, welcher in der Schließstellung an der Wand des Entlastungsweges (16) anliegt.

4. Armatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller (22) gelenkig mit dem einen Ende einer Stange (24) verbunden ist, deren anderes Ende mit der Feder (28) beaufschlagt ist.

5. Armatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (28) mittels einer Spannvorrichtung (44, 38) einstellbar ist.

6. Armatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller (22) mit einem Gewindebolzen (30) in Verbindung steht.

7. Armatur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindebolzen (30) in die Stange (24) eingeschraubt ist.