DE8524288U1

DE8524288U1 - Diaphragm shut-off valve for negative pressure sewer pipes

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Publication number: DE8524288U1
Application number: DE19858524288
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-08-24
Filing date: 1985-08-24
Publication date: 1985-11-14

Description

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Sewer pipes

Die Erfindung betrifft ein Membran-Absperrventil für Unter- 1The invention relates to a diaphragm shut-off valve for under 1

druck-Abwasserleitungen mit einer durch einen vorbelasteten jpressure sewers with a pre-loaded j

Kolben und die Druckdifferenz an der Leitungswand in Schließ- jPiston and the pressure difference on the pipe wall in closing j

stellung und durch Beaufschlagung eines von ihrer Außenseite iposition and by acting on one of its outside i

begrenzten Hohlraums mit Unterdruck in die Öffnungsstellung _i limited cavity with negative pressure in the open position _i

bewegbaren Membran. 1movable membrane. 1

Ein derartiges Membran-Absperrventil ist in der DE-OS 26 52 878 j beschrieben und dient normalerweise zur Absperrung und vor- | übergehenden Öffnung eines Hausanschlusses. Es hat einen die Membran in Schließrichtung durch Gewicht belastenden und im Zusammenwirken mit dem Unterdruck im äußeren Hohlraum in die [ Such a membrane shut-off valve is described in DE-OS 26 52 878 j and is normally used to shut off and up | temporary opening of a house connection. It has a weight loading the membrane in the closing direction and, in interaction with the negative pressure in the outer cavity, into the [

geöffnete Stellung ziehenden Membrankolben, dessen Zylinderkammer über Zweigleitungen gleichzeitig mit dem äußeren Hohlraum mit Unterdruck beaufschlagbar ist. *open position pulling diaphragm piston, whose cylinder chamber via branch lines simultaneously with the outer cavity can be acted upon with negative pressure. *

Das geschilderte Ventil bietet zwar gegenüber einer vorher bekannten Ausführung gemäß DE-PS 1 609 245 den Vorteil, daß die Membran zum Öffnen auf der Außenseite mit Unterdruck beaufschlagt werden kann. Andererseits ist damit der Nachteil verbunden, daß die Kolbenstange durch den dazu erforderlichen äußeren Hohlraum hindurchgeführt und abgedichtet werden mußte. Die gleitende oder bewegliche Dichtung ist unter denThe described valve offers the advantage over a previously known embodiment according to DE-PS 1 609 245 that the membrane can be subjected to negative pressure on the outside to open it. On the other hand, that's the disadvantage connected that the piston rod are passed through the required outer cavity and sealed had to. The sliding or movable seal is among the

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gegebenen Umständen ein störanfälliges, sehr unerwünschtes Clement, da die in allen an eine Entwässerungsanlage angeschlossenen Häusern vorhandenen Ventile nach Möglichkeit viele Jahre lang wartungsfrei funktionieren sollen.Given the circumstances, a failure-prone, very undesirable clement, since all of them are connected to a drainage system If possible, valves in houses should function maintenance-free for many years.

Eine weitere Störungsquelle war bisher die im Betrieb verhältnismäßig schnell alternde Membran am Membrankolben. Auch an der Hauptmembran des Ventils traten oft Risse 'auf- wenn sie durch den Kolben in Zugrichtung belastet wurde. Eine schadhafte Membran konnte beträchtliche Folgeschäden verursachen, wenn sie nicht durch einen geschlossenen äußeren Hohlraum überdeckt war, weil dann Abwasser austreten konnte.Another source of interference so far has been that in operation rapidly aging membrane on the membrane piston. The main diaphragm of the valve also often cracked it was loaded in the pulling direction by the piston. A damaged membrane could cause considerable consequential damage, if it was not covered by a closed outer cavity, because then sewage could escape.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Membran-Absperrventil der eingangs genannten Art zu schaffen, welches trotz eines äußeren Hohlraums zur Überdeckung und Beaufschlagung der Außenseite der Membran mit Unterdruck nur aus sehr wenigen Teilen besteht, insbesondere nur sehr wenige bewegliche Teile hat und daher wesentlich einfacher, billiger und weniger störanfällig ist.The innovation is based on the task of a diaphragm shut-off valve to create of the type mentioned, which despite an outer cavity for covering and loading the outside of the membrane with negative pressure consists of very few parts, in particular very few moving parts Has parts and is therefore much simpler, cheaper and less prone to failure.

Vorstehende Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Kolben in einem Zylinder verschieblich geführt ist, dessen vorderes Ende in den Hohlraum übergeht und dessen hinteres, an eine Unterdruckleitung angeschlossenes Ende mit dem Hohlraum über eine Drosselöffnung in Verbindung steht.The above object is achieved according to the invention in that the piston is guided displaceably in a cylinder, its front end merges into the cavity and its rear end connected to a vacuum line with communicates with the cavity via a throttle opening.

Für das Verständnis der Funktion des neuen Ventils ist davon auszugehen, daß während des Absaugvorgangs der Unterdruck in der Unterdruck-Abwasserleitung an derjenigen Stelle in Strömungsrichtung hinter dem Ventil, wo er für dessen Betätigungsmechanismus abgezweigt wird (siehe Patentanmeldung P35 25 729.6), etwas größer ist als unmittelbar am geöffneten Ventil. Zu Beginn eines Öffnungsvorgangs wird die Innenseite der Membran noch zum großen Teil durch das davor anstehende,To understand the function of the new valve, it must be assumed that the negative pressure in the vacuum sewer line at the point in the flow direction behind the valve where it is used for its actuation mechanism is branched off (see patent application P35 25 729.6), is slightly larger than immediately on the open Valve. At the beginning of an opening process, the inside of the membrane is still largely covered by the

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abzusaugende Abwasser belastet. Nach dem Unischalten der Steüerliitung des Ventils vom Umgebungsdruck auf Unterdruck mittels einer Steuervorrichtung, wie sie z.B. in der DE-PS 24 62 295 beschrieben ist, wird zunächst die Rückseite des Kolbens mit dem vollen zur Verfügung stehenden Unterdruck beaufschlagt und dadurch der Kolben entgegen seiner federnden oder Gewichtsbelastung in die Öffnungsstellung zurückgezogen. Wenn er mit der Membran verbunden ist, trägt er da*zu bei, diese in die Öffnungsstellung zu ziehen. Besteht dagegen keine feste Verbindung zwischen dem Kolben und der Membran, weil nur deren Druckbelastung im geschlossenen Zustand, aber keine Zugbelastung der Membran erwünscht ist, zieht sich der Kolben in der ersten Phase des Öffnungsvorgangs des Ventils allein zurück und bewegt sich dabei von der Membran fort. Unmittelbar anschließend pflanzt sich aber auch der Unterdruck durch die genannte Drosselöffnung hindurch in den die Membran überdeckenden äußeren Hohlraum hinein fort. Die Drosselöffnung besteht vorzugsweise aus einem verhältnismäßig groß bemessenen Ringspalt zwischen dem Kolben und der Zylinderwand, kann aber auch aus einer Bohrung in Längsrichtung durch den Kolben oder einerLeitungsverbindung am Ventilgehäuse bestehen. Sobald sich auf diesem Wege auf der Außenseite der Membran ein ausreichender Unterdruck aufgebaut hat, was auch durch _B das Zurückziehen des Kolbens unterstützt wird, bewegt sich die Membran in die Offenstellung. Das ist ohne weiteres verständlich, da sie auf der Innenseite etwa zur Hälfte dem Umgebungsdruck oder einem noch höheren Wasserdruck ausgesetzt ist, und der auf die Außenseite der Membran wirkende Unterdruck aus dem oben genannten Grunde stärker ist als der ohnehin nur etwa auf der Hälfte der Innenseite der Membran wirksame Unterdruck. Selbst bei geöffnetem Ventil ist die Druckdifferenz zwischen der Innen- und der Außenseite der Membran groß genug, um den unter Gewichts- und/oder Federbelastung stehenden Kolben nach dem Druckausgleich zwischen dem Zylinder raum und dem äußeren Hohlraum daran zu hindern, die Membran wieder in die Schließstellung zu drücken. Dies geschieht erstwastewater to be sucked off polluted. After switching off the control line of the valve from ambient pressure to negative pressure by means of a control device, as described for example in DE-PS 24 62 295, the back of the piston is first subjected to the full available negative pressure and thereby the piston against its resilient or weight load withdrawn to the open position. When connected to the membrane, it helps pull it into the open position. If, on the other hand, there is no fixed connection between the piston and the diaphragm, because only their pressure load in the closed state, but no tensile load on the diaphragm, is desired, the piston pulls back alone in the first phase of the opening process of the valve and moves away from the diaphragm . Immediately thereafter, however, the negative pressure is also propagated through the said throttle opening into the outer cavity covering the membrane. The throttle opening preferably consists of a relatively large annular gap between the piston and the cylinder wall, but can also consist of a bore in the longitudinal direction through the piston or a line connection on the valve housing. As soon as sufficient negative pressure has built up in this way on the outer side of the membrane, which is also supported by _B, the retraction of the piston, the diaphragm moves into the open position. This is easily understandable, since it is exposed to about half the ambient pressure or an even higher water pressure on the inside, and the negative pressure acting on the outside of the membrane is stronger than that on the inside anyway, for the reason mentioned above the membrane effective negative pressure. Even when the valve is open, the pressure difference between the inside and the outside of the membrane is large enough to prevent the piston under weight and / or spring loading after pressure equalization between the cylinder and the outer cavity from re-entering the membrane To press closed position. This is only happening

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dann, wenn die Steuervorrichtung des Ventils den Vakuumaiischluß zum Zylinderraum schließt und diesen stattdessen belüftet, d.h. mit der Außenatmosphäre in Verbindung bringt.when the control device of the valve closes the vacuum closes to the cylinder chamber and ventilates it instead, i.e. connects with the outside atmosphere.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispi<=ils näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment shown in the drawing.

Das gezeigte Membran-Absperrventil besteht aus einem an eine vSxtUUüu-rauuWasssrungSiSituny anzusCnxXcuBnusn VentilySnäüse 10, welches in bekannter Weise mit einer Aufwölbung 12 des Bodens mit einer darauf angebrachten Querrippe 14 ausgebildet ist. In eine obere Öffnung des Ventilgehäuses 10 ist mit dichtem Randanschluß eine Membran 16 eingesetzt. In dem dargestellten, geschlossenen Zustand legt sich die Membran 16 teilweise um die Rippe 14, so daß eine gute Dichtwirkung erhalten wird.The membrane shut-off valve shown consists of a valve nozzle 10 connected to a vSxtUUüu-rauuWasssrungSiSituny, which is formed in a known manner with a bulge 12 of the bottom with a transverse rib 14 attached thereon. In an upper opening of the valve housing 10 is sealed Edge connection a membrane 16 is used. In the illustrated, closed state, the membrane 16 lies partially around the rib 14 so that a good sealing effect is obtained.

Über der oberen Öffnung im Ventilgehäuse 10 ist ein Zylindergehäuse 18 auf dieses aufgesetzt. Dabei ist die Membran 16 fest und dicht zwischen den beiden Gehäuseteilen 10 und 18 eingespannt. Die feste Verbindung dieser Teile kann durch umgreifende Spannklammern, Spannbänder oder durch Verschrauben von Flanschen an den beiden Gehäuseteilen 10 und 18 ge~ währleistet sein.Above the upper opening in the valve housing 10 is a cylinder housing 18 placed on top of this. The membrane 16 is fixed and tight between the two housing parts 10 and 18 clamped. The fixed connection of these parts can be achieved by encompassing clamps, straps or by screwing be guaranteed by flanges on the two housing parts 10 and 18.

Das Zylindergehäuse 18 begrenzt im unteren Teil einen die Außenseite der Membran 16 überdeckenden Hohlraum 20 und bildet mit seinem oberen Teil einen Zylinder 22, in welchem mit einem verhältnismäßig großen Radialspiel ein Kolben 24 axial verschieblich geführt ist. Zwischen der oberen Endwand des Zylinders 22 und dem Kolben 24 ist eine Druckfeder 26 eingespannt. Sie hat das Bestreben, eine fest mit dem Kolben 24 verbundene breite kolbenstange 28 mit einem gabelförmig genuteten freien Ende derart gegen die Außenseite der Membran zu drücken, daß sich diese in der gezeigten Weise um die Querrippe 14 legt«In the lower part, the cylinder housing 18 delimits a cavity 20 covering the outside of the membrane 16 and forms it with its upper part a cylinder 22, in which a piston 24 axially with a relatively large radial play is displaceably guided. A compression spring 26 is clamped between the upper end wall of the cylinder 22 and the piston 24. She strives to have a firmly connected to the piston 24 wide piston rod 28 with a fork-shaped grooved to press free end so against the outside of the membrane that this is in the manner shown around the Transverse rib 14 lays "

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Das Ventil hat eine einzige Anschlußöffnung 30 in der oberen Endwand des Zylinders 22, der durch eine Steuervorrichtung ■':The valve has a single connection opening 30 in the upper one End wall of the cylinder 22, which is controlled by a control device ■ ':

mit der Außenatmosphäre verbunden wird, um das Ventil zu ^connected to the outside atmosphere to close the valve ^

schließen und geschlossen zu halten, zum Öffnen des Ventils Xj aber mit einer in Strömungsrichtung mit Abstand hinter dem /close and keep closed, to open the valve Xj but with a distance behind the /

Vsntil liegenden Stelle der Vaikuum-Entwässerungsleitung in i Vsntil lying point of the Vaikuum drainage line in i

Verbindung gebracht wird. Sobald dies geschieht, wird der Kolben 24 nach oben gezogen, wobei die Kolbenstange 28 vor- ρIs associated. As soon as this happens, the piston 24 is pulled upwards, with the piston rod 28 in front of ρ

übergehend von der Membran 16 abhebt. Unmittelbar anschließend | teilt sich der Unterdruck in Zylinder 22 durch den Ringspalt ; zwischen diesem und dem Kolben 24 auch dem Hohlraum 20 mit, ?transiently lifts off the membrane 16. Immediately afterwards | the negative pressure in cylinder 22 is divided by the annular gap; between this and the piston 24 also the cavity 20 with,?

welcher sich an den Zylinderraum anschließt. Dadurch kommt es zwar zum Druckausgleich am Kolben 24, so daß sich die gegen die Membran 16 gerichtete Kraft der Feder 26 wieder bemerkbar machen kann, andererseits reicht dann jedoch der Druckunterschied zwischen der Innen- und der Außenseite der Membran 16 aus, um diese trotz der Belastung durch die Feder 26 offen zu halten. Es ergibt sich sogar ein natürlicher Automatismus insofern, als die auf die Membran 16 in Öffnungsrichtung wirkende Kraft solange besonders groß ist, wie eine bestimmte Abwasserportion durch das Ventil hindurch abgesaugt wird. Auch im Falle einer sich anbahnenden Verstopfung an der Engstelle des Ventils bei 14 stellt sich ein besonders großer Druckunterschied an der Membran 16 ein, der zu deren weiterer Öffnung und damit zum Durchlaß der Verstopfungsteile führt. Nach dem Durchfluß des Abwassers spielt es während des Nachströmens von Luft keine Bolle, daß sich die Membran 16 teilweise wieder zur geschlossenen Stellung hin bewegt. Auch dabei ist eine natürliche automatische Regelung wirksam, weil die in Öffnungsrichtung wirkende Druckdifferenz an der Membran umso größer wird, je weiter sich ds- Ventil schließt. Erst wenn der Anschluß 30 mit der Außer. . ^Sphäre in Verbindung gebracht wird, drückt diese den Kolben 24 und die Membran 16 nach unten in dichte Anlage an die Querrippe 14.which adjoins the cylinder space. This results in pressure equalization on the piston 24, so that the opposite the diaphragm 16 can make the directed force of the spring 26 noticeable again, on the other hand, however, the pressure difference is then sufficient between the inside and the outside of the membrane 16 in order to keep it in place despite the load from the spring 26 keep open. There is even a natural automatism insofar as that on the membrane 16 in the opening direction acting force is particularly great as long as a certain portion of waste water is sucked through the valve will. Even in the case of an impending clogging at the narrow point of the valve at 14, a particularly large one arises Pressure difference at the membrane 16, which leads to its further opening and thus to the passage of the clogging parts. After the sewage has passed through, it plays during the post-flow of air no boll that the membrane 16 moves partially back to the closed position. Also there a natural automatic control is effective because the pressure difference acting in the opening direction on the membrane the larger it becomes, the further the ds valve closes. Only when the connection 30 with the outside. . ^ Sphere in connection is brought, this presses the piston 24 and the membrane 16 down into tight contact with the transverse rib 14.

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Es ist ersichtlich, daß bei dem neuen Ventil selbst dann kein äußerer Schaden eintreten kann, wenn die Membran 16 reißt, weil eventuell austretendes Abwasser im Hohlraum 20 zurückgehalten wird. Die Rißgefahr ist allerdings geringer als bei herkömmlichen Membran-Absperrventilen, da keine Zugkraft auf die Membran ausgeübt wird. Der unter Federbelastung 26 oder einer Gewichtsbelastung stehende Kolben 24 dient in bevorzugter Ausführung lediglich dazu, in Schließstellung für dichte Anlage der Membran 16 an der Querrippe 14 zu sorgen.It can be seen that the new valve cannot cause any external damage even if the membrane 16 ruptures, because any waste water that may escape is retained in the cavity 20. However, the risk of cracking is lower than with conventional diaphragm shut-off valves, as no tensile force is exerted on the diaphragm. The spring loaded 26 or a weight load standing piston 24 serves in a preferred embodiment only to in the closed position for to ensure tight fit of the membrane 16 on the transverse rib 14.

Es ist weiterhin ersichtlich, daß der Betätigungsmechanismus des Ventils außerordentlich einfach ist. Das in bevorzugter Ausführung vorgeschlagene verhältnismäßig große Radialspiel zwischen dem Kolben 24 und der Zylinderwand 22, welches zur Herstellung einer Strömungsverbindung zwischen dem Innenraum des Zylinders 22 und dem Hohlraum 20 auf der Außenseite der Membran 16 dient, hat im Hinblick auf die sonst einzuhaltenden Fertigungstoleranzen oder die sonst erforderliche Anordnung eines Membrankolbens fertigungstechnische Vorteile und erspart außerdem einen besonderen Leitungs- oder Kanalanschluß für den Hohlraum 20. Außerdem ist das verhältnismäßig große Radialspiel günstig im Hinblick auf Reibung und Verschleiß am Kolben und der Zylinderwand.It can also be seen that the actuating mechanism of the valve is extremely simple. The relatively large radial play proposed in the preferred embodiment between the piston 24 and the cylinder wall 22, which is used to produce a flow connection between the interior of the cylinder 22 and the cavity 20 on the outside of the membrane 16, has to be observed with regard to the otherwise Manufacturing tolerances or the otherwise required arrangement of a diaphragm piston, manufacturing advantages and also saves a special line or duct connection for the cavity 20. In addition, this is proportionate large radial play favorable in terms of friction and wear on the piston and the cylinder wall.

Abweichend vom dargestellten Ausführungsbeispiel könnte zur Verbindung des Innenraums des Zylinders 22 mit dem Hohlraum 20 auch eine Axialbohrung im Kolben 24 vorhanden sein. Eine weitere Alternative wäre z.B. eine äußere Leitungsverbindung zwischen dem oberen Ende des Zylinders 22 und dem unteren Teil des Zylindergehäuses 18 im Bereich des Hohlraums 20. Bei allen diesen Ausführungen sorgt die Drosselwir'-.ung der Verbindung zwischen dem Zylinder 22 und dem Hohlraum 20 dafür, daß bei einer Druckänderung am Anschluß 30 jeweils der Kolben 24 sehr schnell reagiert. Dies ist besonders wichtig beim Schließen des Ventils, weil sich die Membran 16 durch schlagartige Betätigung zuverlässiger in den ange-In a departure from the illustrated embodiment, the interior of the cylinder 22 could be connected to the cavity 20 there may also be an axial bore in the piston 24. Another alternative would be an external line connection, for example between the upper end of the cylinder 22 and the lower part of the cylinder housing 18 in the region of the cavity 20. In all of these designs, the throttle curve provides the connection between the cylinder 22 and the cavity 20 so that when there is a change in pressure at the connection 30 in each case the piston 24 reacts very quickly. This is especially important when closing the valve because the diaphragm is moving 16 through sudden actuation more reliable in the

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strebten dicht schließenden Sitz bringen läßt/ insbesondere wenn sich Schmutz an der Innenseite der Membran angesetzt hat.Strived to bring a tight fit / especially when dirt has accumulated on the inside of the membrane Has.

Wenn unter Inkaufnahme der Zugbelastung der Membran auch ein besonders schneller Öffnungsvorgang erwünscht ist, kann die Kolbenstange 28 in bekannter Weise fest mit der Membran verbunden werden. Dann wird diese nicht nur durch den Unterdruck auf ihrer Außenseite, sondern auch durch den Kolben 24 in die geöffnete Stellung gezogen.If, while accepting the tensile load on the membrane, a particularly fast opening process is desired, the Piston rod 28 are firmly connected to the membrane in a known manner. Then this is not only caused by the negative pressure on its outside, but also pulled by the piston 24 into the open position.

Irn Hinblick auf Korrosionsgefahr und die Herstellungskosten bestehen die Gehäuseteile 10 und 18 sowie der Kolben 24 vorzugsweise aus Kunststoff.With regard to the risk of corrosion and manufacturing costs the housing parts 10 and 18 and the piston 24 are preferably made of plastic.

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Claims

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1. Diaphragm shut-off valve for negative pressure sewer pipes with a piston preloaded and the pressure difference on the pipe wall in the closed position and by applying negative pressure to a cavity delimited on its outside into the open position movable membrane, characterized in that the piston (24) is in a cylinder (22) is displaceably guided, the front end of which merges into the cavity (20) and its rear end to a vacuum line (30) connectable end to the cavity (20) via a throttle opening in connection stands.

2. Membrane shut-off valve according to claim 1, characterized characterized in that the throttle opening through a gap or a groove between the piston and Cylinder is formed.

3. Diaphragm shut-off valve according to claim 2, characterized in that the throttle opening is formed by an annular gap between the piston (24) and cylinder (22).

4. Diaphragm shut-off valve according to claim 1, characterized

characterized in that the throttle opening is formed by an axially extending through the piston (24) Bore is formed.

5. Diaphragm shut-off valve according to one of the preceding

Proverbs, characterized

that the piston (24) can move relative to the membrane (16) *

6. Diaphragm shut-off valve according to one of the preceding claims, characterized in that that the piston (24) is preloaded in the closed position (16) by a spring (26).