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Selbsttätige Entlüftungsvorrichtung, besonders für Warmwasserheizungsanlagen
Die Erfindung bezieht sich auf selbsttätige Vorrichtungen für die Entlüftung von
Rohrleitungen, Wärmetauschern u. dgl., insbesondere bei Warmwasserheizungsanlagen.
Bekannte Entlüftungsvorrichtungen dieser Art bestehen aus einem Behälter mit Schwimmer,
der in Abhängigkeit von der Flüssigkeitshöhe im Behälter beim Erreichen einer oberen
Stellung ein Entlüftungsventil schließt und beim Absinken in einer unteren Stellung
öffnet.
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Demgegenüber arbeitet die Entlüftungsvorrichtung gemäß der Erfindung
derart, daß sie eine gewisse Luftmenge ausläßt, wonach die Austrittsöffnung wieder
verschlossen wird, bis nach Ansammlung einer gewissen Luftmenge die Austrittsöffnung
erneut geöffnet wird usw. Das Entlüftungsventil hat also eine zeitlich wiederkehrende
Wirkungsweise, da ;es nur so oft und so lange geöffnet wird, als die Entlüftung
notwendig ist, dazwischen aber ganz geschlossen bleibt. Demgemäß ist die selbsttätige
Entlüftungsvorrichtung nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüftungsventil
über dem Schwimmerbehälter in einem besonderen Gehäuse angeordnet ist, dessen Rauminhalt
beträchtlich ,geringer ist als das beim Schließen in dem Schwimmergehäuse eingeschlossene
Luftvolumen und welches von dem Behälter durch einen gelochten Boden od. dgl. getrennt
ist. Das Entlüftungsventil ist mit einer etwa senkrechten, in
den
Schwimmerbehälter ragenden Spindel versehen, die in einem axial durch den Schwimmer
hindurchgehenden Rohr mit offenen Enden angeordnet und mit zwei Anschlägen, je einer
oben und unten, versehen ist, zwischen welchen und dem Schwimmer oder den die Bewegung
des Schwimmers übertragenden Teilen freies Spiel vorhanden ist, so daß während des
Absinkens des Schwimmers aus der Schließstellung das Entlüftungsventil vom Überdruck
in den Behälter und dem Gehäuse geschlossen gehaltem wird.
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Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung des
in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels einer Entlüftungsvorrichtung
nach der Erfindung.
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Fig. i ist ein teilweise schematischer, in etwa natürlicher Größe
gezeichneter, senkrechter Mittelschnitt einer Vorrichtung zur Verwendung in Warmwasseranlagen
mit unmittelbarer Entlüftung; Fig. 2 zeigt den oberen Teil der Vorrichtung nach
Fig. i, jedoch mit einem Abluftröhrchen; Fig. 3 ist eine Schrägansicht der Vorrichtung
nach Fig. i von außen und in kleinerem Maßstab; Fig.4 ist eine :entsprechende Außenansicht
der Vorrichtung nach Fig.2.
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Die dargestellte Vorrichtung ist im wesentlichen als ein Rotationskörper
ausgebildet. Sie soll mit senkrechter Achse an Rohrleitungen oder Wärmetauschern
angeschlossen werden. Die Vorrichtung besteht aus -einem Schwimmergehäuse i, das
kegelförmig ist und sich nach oben verjüngt. Das Schwimmergehäuse besteht aus einem
Mantel 2 und einem Boden 3, der mittels Schrauben 4 o.d. dgl. befestigt ist. Der
Boden 3 trägt einen Rohrnippel 5 für den. Anschluß einer nicht gezeichneten Rohrleiturig
oder eines Wärmetauschers. Ein Sieb 6 zwischen Mantel und Boden verhindert, daß
Verunreinigungen in das Gehäuse eintreten.
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Oben ist der Rand des Mantels 2 einwärts ge. bogen; in der so gebildeten
öffnung ist das Gehäuse 7 des eigentlichen Luftventils angebracht. Das Ventilgehäuse
7 ist zylindrisch mit einem Mantel 8 und einem Boden 9, der einen vorragenden Flansch
hat. Der eingebogene Rand des Mantels 2 ist zwischen dem Flansch des Bodens 9 und
einem Schraubring io festgeklemmt. Der Boden 9 des Ventilgehäuses ist mit einer
mutigen öffnung für die Ventilspindel 15 und mit zwei außermittigen öffnungen
i i für die Verbindung zwischen den Gehäusen i und 7 versehen. Das Ventilgehäuse
7 hat einen Deckel 12, dessen Unterseite zu einem Ventilsitz 13 ausgebildet und
mit einem axialen Ent lüftungskanal 14 versehen ist. Der Kanal 14 erweitert sich
in seinem oberen TeL,. der Innengewinde und seitliche Luftaustrittsöffnungen 14"
aufweist.
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Die beweglichen Teile des Ventils sind auf einer axialen Ventilspindel
15 befestigt, die oben in dem Kanal 14 mit einem Zwischenraum geführt ist, der eine
Entlüftung ermöglicht. Am oberen Ende ist die Spindel mit einem Steuerkegel 16
versehen, dessen breiterer Teil von einer Packung 17 in einem Packungshalter 18
umgeben ist. Ein Stück unter dem Packungshalter 18 ist an der -Spindel
15 eine obere Anschlagscheibe 19 mit einer Nabe 20 und am unteren
Ende der Spindel eine untere Anschlagscheibe -- i, gegebenenfalls verstellbar,
befestigt.
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In die mittige öffnung des Bodens 9 des Ventilgehäuses ist :ein Schutzröhrchen
22 eingepreßt, das die Spindel 15 teilweise umschließt. In dem Gehäuse i
befindet sich ein kegelstumpfförmiger Schwimmer 23 mit einem Mantel 24 und kreisscheibenförmigen
Endflächen 25 und 26, die durch das axiale Rohr 27 verbunden sind, das über die
Bodenfläche 26 etwas hinausragt. Der Mantel 24 und die Flächen 25 und 26 mit dem
axialen Rohr 27 umschließen den Hohlraum des Schwimmers, der mit einer Flüssigkeit
oder Bleischrot gefüllt oder mit einem Gewicht 28 versehen sein kann, um das Gesamtgewicht
des Schwimmers auszugleichen, was in folgendem näher erwähnt wird.
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Der Schwimmer wird von dem in seinem axialen Rohr angeordneten Schutzrohr
22 gesteuert, so daß er sich hauptsächlich nur senkrecht bewegen kann. Auf der Oberfläche
25 sind zwei Anschlagstifte29 angebracht. Das Ventil ist oben von einer Haube 30
abgedeckt, die mit :einer Schraube 31 an dem Deckel 12 befestigt ist. Zwischen der
Haube 3o und dem Mantel 2 des ,Schwimmergehäuses ist ein Spalt 32 vorgesehen, durch
den de Abluft entweichen kann, wie durch einen Pfeil angedeutet ist.
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Bei der Ausführung nach Fig. 2 und 4 entweicht die Luft durch ein
Röhrchen 33, das durch einen Nippel angeschlossen ist, der in den erw :eiterten
Teil des Kanals i ¢ eingeschraubt ist, dicht gegen eine Bodenpackung 3 5 anliegt
und die Löcher 14" abdichtet. Bei dieser Ausführung ist der Spalt 3 nicht notwendig.
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Die Vorrichtung wirkt in folgender We"se: Wenn Fig. i die Ausgangslage
zeigt, so strömt die Luft durch den Nippel 5, das Schwimmergehäuse i, das Ventilgehäuse
7 und den Ventilkanal 14 ins Freie. Bald tritt Wasser .in das Gehäuse i ein. Der
Schwimmer fängt an zu steigen, bewegt sich aber zunächst, ohne die Ventilvorrichtung
zu berühren. so daß die Spindel 15 in der Lage der Fig. i bleibt.
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Wenn die Anschlagstifte 29 bei steigendem Schwimmer gegen die Unterseite
der Anschlagscheibe 19 stoßen, wird -die Spindel 15 mit der Packung i? gehoben.
Wird diese bei weiterem Anheben gegen die Sitzkante 13 gepreßt, so wird auch die
Abluftöffnung geschlossen. Damit endet das Steigen des Schwimmers, weil die Luft
nicht mehr entweichen kann. Die Luft aus der Rohrleitung sammelt sich nun in dem
Schwimmergehäuse. Der Schwimmer sinkt allmählich, aber das Luftventil bleibt durch
den im Ventilgehäuse herrschenden überdruck geschlossen, der die Packung 17 andrückt.
Wenn der Schwimmer noch weiter gesunken ist, trifft das axiale Rohr 27 auf die untere
Anschlagscheibe2i. Die Spindel i5 bleibt jedoch mit ihrem Kegel i 6 auf dem Ventilsitz,
während der Schwimmer ungeachtet des weiteren Sinkens des Wassers im Schwimmergehäuse
nicht weiter absinkt.
Je mehr das Wasser :sinkt, desto größer wird
die vom Schwimmer auf die untere Anschlagscheibe 2 1 ausgeübte Belastung. Bei einem
gewissen Wasserstand überwindet die Belastung durch den Schwimmer die vom Überdruck
nach aufwärts ausgeübte Kraft. In diesem Augenblick wird die Spindel mit dem Kegel
plötzlich vom Ventilsitz abgehoben und sinkt in die Lage, die in Fig. i dargestellt
ist. Die Luft fängt sogleich an auszuströmen, und der Vorgang wiederholt sich.
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Es ist wichtig, daß das Luftventil im richtigen Augenblick geschlossen
wird, damit kein Wasser austreten kann.
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'Wenn das Wasser langsam in das Schwimmergehäuse einströmen würde,
was nahezu vermieden wird, so würde allein der Wasserstand für die Schwimmerlage
maßgebend sein und das Ventil bei einer gewissen Höhe des Wasserstandes geschlossen
werden. Das Wasser strömt jedoch mit großer Geschwindigkeit ins Gehäuse und übt
daher einen nach oben gerichteten dynamischen Druck auf die untere Anschlagscheibe
21 und auf die Bodenfläche 26 des Schwimmers aus. Auch durch die Reibung am Schwimmermantel
wirkt das strömende Wasser hebend. Durch diese dynamische Kraft wird der Schwimmer
mit dem Ventilkegel in einem früheren Zeitpunkt in Schließstellung gehoben, als
dem Wasserstand entspricht. Das Ventil schließt sozusagen im voraus. Demzufolge
sinkt der Schwimmer unmittelbar nach dem Schließen des Ventils ein wenig ab, und
die Anschlagstifte liegen nicht mehr gegen die obere Anschlägscheibe an. Die Spindel
15 mit den daran angebrachten Teilen der Vorrichtung wird. nur von dem überdruck
in den Gehäusen beeinflußt. Wäre dies nicht der Fall, so würden die Anschlagstifte
unmittelbar nach dem Schließen des Ventils gegen die obere Anschlagscheibe treffen
und das Schließen unsicher machen.
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Die Vorrichtung muß nicht unbedingt als Rotationskörper ausgebildet
sein. Die Bauteile können in verschiedener Weise abgeändert werden. Es ist auch
nicht nötig, daß der Schwimmer wie im beschriebenen Beispiel unmittelbar auf die
Spindel wirkt. Seine Kraft und Bewegung kann mit Hebeln od. dgl. auf die Spindel
übertragen werden.
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Die Lochung des Bodens 9 des Ventilgehäuses kann durch andere gleichwertige
Ausführungen ersetzt werden. Die Anschlagstifte 29 können gegen andere gleichwirkende
Anschlagteile ausgetauscht werden.
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Um eine zu große dynamische Kraftwirkung des strömenden Wassers zu
vermeiden, kann ein Sieb oder eine gelochte Scheibe in den Nippel s eingesetzt werden.