EP0649946A2 - Process for actuating a shut-off valve and a control system for actuating such a valve - Google Patents

Process for actuating a shut-off valve and a control system for actuating such a valve Download PDF

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EP0649946A2
EP0649946A2 EP94116591A EP94116591A EP0649946A2 EP 0649946 A2 EP0649946 A2 EP 0649946A2 EP 94116591 A EP94116591 A EP 94116591A EP 94116591 A EP94116591 A EP 94116591A EP 0649946 A2 EP0649946 A2 EP 0649946A2
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EP
European Patent Office
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valve
shut
chamber
pressure
piston
Prior art date
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EP0649946A3 (en
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Peter Martens
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Original Assignee
Roediger Anlagenbau GmbH
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Publication of EP0649946A3 publication Critical patent/EP0649946A3/en
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    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
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    • E03F1/00—Methods, systems, or installations for draining-off sewage or storm water
    • E03F1/006—Pneumatic sewage disposal systems; accessories specially adapted therefore
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    • Y10T137/7758—Pilot or servo controlled
    • Y10T137/7762—Fluid pressure type
    • Y10T137/7764—Choked or throttled pressure type
    • Y10T137/7768—Pilot controls supply to pressure chamber

Definitions

  • the invention relates to a method for actuating a shut-off valve and a control arrangement for actuating one according to the preambles of the independent claims 1 and 5.
  • a corresponding vacuum sewer system comprises, as essential components, house connection shafts with a currentless control arrangement and shut-off or suction valves, a subsequent pipe system with systematically arranged high and low Low points as well as a vacuum station with waste water collection tanks, waste water pumps, vacuum pumps, measurement and control technology.
  • shut-off valve Due to the mechanism present in the control arrangement, the shut-off valve is opened when the back pressure is present and the waste water is sucked off into the vacuum line.
  • the valve closes depending on the time after a few seconds via spring force and vacuum.
  • the wastewater itself collects at the lowest points in the piping system and is gradually pushed by the air flowing in over the following high points towards the vacuum station.
  • the wastewater is then conveyed from the collection station of the vacuum station to the wastewater treatment plant using conventional wastewater pumps via a pressure and free fall line.
  • the control arrangement assigned to the shut-off valve should allow automatic adaptation to the wastewater portions to be extracted and to the operating conditions in the drainage system.
  • a control arrangement of the type described at the outset is known under the name "AIRVAC”.
  • the time is controlled via the pressure-adjustable chamber, which is initially pressurized with atmospheric pressure.
  • It is also disadvantageous that the suction time from the existing negative pressure The entire system is dependent in an unfavorable manner, since the opening times in turn depend on the prevailing negative pressure.
  • Another disadvantage is that the second valve, which releases the negative pressure to the shut-off valve, can be opened at a low negative pressure, which, however, is not sufficient for suction. This increases the risk that wastewater can be lifted into the frost area of the line and freeze out there.
  • a pneumatic control device for a shut-off valve on a vacuum sewage line is known.
  • at least one control valve and a minimum vacuum valve are necessary in addition to a first valve actuated by a dynamic pressure and a structurally complex time control device.
  • the time control device which, among other things, comprises a membrane piston with a hollow pin, which is guided in a guide bushing, in order to open or close the control valves, a complex construction or assembly is required.
  • DE 38 23 515 A1 describes a suction gun by means of which waste water can be sucked out from a collecting container by means of negative pressure.
  • a control valve is required which can be operated manually or automatically. So that the control valve can be closed when the negative pressure drops, whereby the shut-off valve is separated from the negative pressure and thus the negative pressure line can be shut off, the control valve has a valve piston, which acts on axially and / or radially spring-loaded balls depending on the position of the valve piston. which are necessary to close the control valve.
  • the present invention is based on the problem of developing a method and a control arrangement of the type described above in such a way that a high level of operational reliability is ensured with a compact and structurally simple construction, with an essentially vacuum-independent time control taking place, i. That is, that after the back pressure has ceased to exist, the control arrangement closes the vacuum supply to the shut-off valve after a defined period of time. At the same time, it should be ensured that the valve controlling the vacuum to the shut-off valve always assumes a defined position at a vacuum, which ensures that wastewater can be drawn off via the shut-off valve.
  • the suddenly changing state (OPEN / CLOSE or CLOSE / OPEN) of the valve is brought about by so-called adjustable limiters, which act as spring-loaded balls acting on the valve piston of the second valve in the manner described below.
  • the spring force can be adjusted to allow opening or closing of the second valve or control valve only at previously defined vacuum values. This ensures that the waste water can only be lifted out of the storage space if there is sufficient negative pressure for suction. As a result, no waste water can be present in the frost area of the line leading to the shut-off valve.
  • the abruptly changing state can be reactivated by means of a magnet, the forces acting directly or indirectly on the second valve change spontaneously when predetermined pressure conditions occur.
  • the spring element acting on the valve piston of the second valve can be a spring which is arranged in the pressure-adjustable chamber or its region and exerts restoring forces on the valve piston.
  • restoring forces can also be caused by a membrane fastened in the chamber, which is connected to the valve piston.
  • the main task of such a membrane is to separate the chamber in terms of pressure from a first region, which can be connected to the negative pressure via the first valve, from a second region, which is always only subjected essentially to atmospheric pressure.
  • the membrane performs a guiding function for the valve piston.
  • first and second valves are arranged in a cylindrical housing having connections for the dynamic pressure and the negative pressure and a connection to the shut-off valve, the valve piston of the second valve being displaceably guided in a first housing section.
  • elements which act radially on the valve piston and engage therein when the valve is closed or open can be arranged as limiters in the first housing section which accommodates the valve piston in an axially displaceable manner.
  • the membrane connected to the valve piston of the second valve is held in a first position by means of a magnet or can be moved suddenly or largely suddenly from the first position into a second position or vice versa when the pressure or pressure in the chamber or its region has occurred , wherein in the first position the second valve shuts off the vacuum connection to the shut-off valve and in the second position releases the vacuum connection to the shut-off valve.
  • the housing opening be connected to the first housing section receiving the valve piston of the second valve and, when the valve is closed, the Negative pressure to the shut-off valve blocking position of the second valve is connected in terms of pressure to the shut-off valve via the housing section.
  • the compact control arrangement (10 which operates without power, but pneumatically, consists of a cylindrical housing (12) in which a first valve (14) or release valve, which is connected via a membrane (16) by an opening (18) in the housing (12). back pressure is reached, and a second valve or control valve (20) are arranged.
  • the valves (14) and (20) are arranged with their valve pistons (22) and (24) along the longitudinal axis of the housing (12).
  • the valve piston (24) of the control valve (20) is guided in a bore (26) in an intermediate base (28) of the housing (12).
  • Radially acting on the outer surface of the valve piston (24) are preferably three spring-loaded balls offset by 120 ° to one another, of which, for reasons of simplification, in principle two balls (30), (32) are shown, which can also be referred to as snap balls, and which engage in the circumferential annular grooves (34) and (36) in the end positions of the valve (20), that is to say with the valve (20) (FIGS. 1 and 2) or the valve (20) (FIGS. 3 and 4) open .
  • the spring force acting on the balls (30) and (32) can be changed via adjusting elements (38) and (40).
  • a spring element such as a coil spring (71) also acts on the valve piston (24) in the direction of the closed position of the valve (20).
  • valve piston (24) is displaceably arranged with its valve plate (46) in a valve chamber (21). From the valve chamber (20) there is a connection (42) which is connected to a shut-off valve of the vacuum sewage system which can be controlled via the compact control arrangement (10) in order to pressurize it with vacuum in order to enable opening.
  • connection (44) into the valve chamber (21) when the valve (20) is open, that is to say its valve disk (46) opens an opening (48) connected to the connection (44).
  • connection (44) also leads a channel (50) running in the housing jacket, which opens into a tubular inner housing section (52) receiving the valve piston (22) of the first valve (14) or exhaust valve, in order to open the valve (14) to be connected to an inner chamber (56) via its valve chamber (54).
  • valve (14) When the valve (14) is closed, the valve chamber (54) is closed with respect to the valve chamber (54) via a check valve (56).
  • a diaphragm (72) extends from a cylindrical extension (70) of the valve piston (24) which extends in the chamber (56) and which faces the inner wall the housing (12) is sealed.
  • valve (14) opens so that the negative pressure present at the connection (44) via the channel (50) can pass the valve piston (22) into the valve chamber (54) and the check valve opens, so that a vacuum is present in the chamber (56) (Fig. 2).
  • the control valve (20) opens abruptly and via the opening (48) connects to the connection (42) to the shut-off valve, so that this reaches a vacuum required to open the shut-off valve.
  • the waste water accumulated in the collecting container can be sucked off (Fig. 3).
  • the control valve (20) can thus suddenly switch back to the closed position (basic position according to FIG. 1). At this moment, the vacuum is interrupted via the connection (42) to the shut-off valve. Via the opening (68), the bore (26) surrounding the valve piston (24), the valve chamber (21) and the connection (42), pressure equalization continues to the shut-off valve so that it can close again.
  • valves (14) and (20) Due to the arrangement of the valves (14) and (20) within the cylindrical housing (12) and the course of the control channels (50), (66) within the housing wall and the guiding of the valve pistons (22) and (24) in the intermediate floors ( 28) and (60) or from these tubular guides (52) a compact structure is ensured.
  • the adjustable speed of the reduction of the negative pressure in the chamber (56) together with the spring (71) or the ball snappers (30), (32) provides a mechanical timer with a high level of functionality, with defined opening times of the shut-off valve without overlaps .
  • Another essential feature is the limiter realized by the snap balls, which ensures that, on the one hand, a sudden change in the state of the second valve occurs and, on the other hand, the valve can only be opened and thus the shut-off valve can be pressurized if the vacuum in the sewage system is sufficient, also really convey waste water through the shutoff valve.
  • FIG. 5 An alternative embodiment of a control arrangement corresponding to the structure and function of FIGS. 1 to 4 is shown in principle in FIG. 5. In principle, the same elements are provided with the same reference symbols.
  • the second valve (20) In order also to allow the second valve (20) to switch suddenly from its open to its closed position, i. H. to shut off the initially existing connection between the vacuum connection (44) and the connection (42) to a shut-off valve (not shown) (illustration in FIG. 5), no limiters realized by snap balls are provided. Instead, the second valve (20) is switched over spontaneously by means of a magnet (74) and a plate (76) assigned to it.
  • a magnet (74) is arranged in a stationary manner in the housing section (28) of the control arrangement, specifically coaxially with the valve piston (78) of the second valve (20). Opposite the magnet (74) there is a metal plate (76) which is connected to the membrane (72) which in turn starts from the inner wall of the chamber (56).
  • valve (20) ie the valve head (23)
  • the valve (20) can then be spontaneously lifted from the opening (48) leading to the negative pressure connection (44) when the negative pressure prevailing in the chamber (56) leads to the metal plate (76) force acting on the magnet (74) is overcome.
  • the valve piston moves in the direction of the arrow (80) to open the valve (20), so that there is a position which corresponds to FIGS. 3 and 4.
  • the holding force can be changed by the size of the metal plate (76), which in turn allows the time of the sudden opening of the valve (20) depending on the negative pressure prevailing in the chamber (56).
  • the valve (20) is basically also closed abruptly when the valve (14) is closed and via the opening (68) and the line (66) and the throttle (64) which can be replaced in the exemplary embodiment in FIG ) Atmospheric pressure flows into the chamber (56). This results in a pressure build-up whereby the valve piston (78) is moved to its closed position to a certain extent due to the spring force caused by the membrane (72), and then when the force acting on the plate (76) from the magnet (74) is sufficient to pull the plate (76) against the magnet (74) to cause a sudden changeover of the valve (20).
  • the valve (20) does not spontaneously switch from its upper end position to its lower closed end position from the beginning. Rather, the piston (78) is first slowly moved against the direction of the Pfeisl (80). In order to avoid that during this lifting movement an undesired overlap to the negative pressure led via the connection (42) to the shut-off valve and to the atmospheric pressure flowing through the opening (68) and the annular space (26) which coaxially surrounds the valve piston (78) takes place, the valve piston (78) on the valve seat side has a cylindrical extension (82) which, when the valve (20) is open, comes to rest against a circumferential seal (84), around the opening (68) to the atmosphere opposite the To lock chamber (21), which is in the connection between the vacuum connection (44) and the shut-off valve connection (42).
  • the axial extension of the cylindrical extension (82) with respect to the seal (84) is chosen so that sealing takes place only until the time when the plate (76) is gripped by the magnet (74) and attracted by it becomes.
  • valve head (23) bears against the valve seat (48), there is a connection between the connection (68) and the chamber (21) via the ring channel (26), since in this case the valve piston (78) is spaced apart from the seal (84 ) runs.

Abstract

The invention relates to a control system (10) for a subatmospheric-pressure-actuable shut-off valve, intended for a subatmospheric-pressure waste-water (sewage) system, comprising a first valve (14) which can be actuated by a dynamic pressure caused by accumulated wastewater, and a chamber (56) which can be pressure-adjusted via the first valve and in which, or adjacent to which, there is adjustably arranged a valve piston (24), acted upon by a spring (71), of a second valve (20) via which, in dependence on the pressure prevailing in the chamber, a subatmospheric pressure passes to the shut-off valve in order to open the same, wherein, in the absence of dynamic pressure, the first valve closes and a pressure change which is necessary for closing the second valve takes place in the chamber. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betätigen eines Absperrventils sowie Steueranordnung zum Betätigen eines solchen gemäß der Oberbegriffe der nebengeordneten Ansprüche 1 und 5.The invention relates to a method for actuating a shut-off valve and a control arrangement for actuating one according to the preambles of the independent claims 1 and 5.

Um die Gewässer rein zu halten, ist es erforderlich, daß das Abwasser in Kläranlagen gelangt. Häufig ist dies jedoch aufgrund unverhältnismäßig hoher Kosten für konventionelle Kanalisationssysteme oder wegen schwieriger örtlicher Verhältnisse wie mangelndes natürliches Gefälle, geringe Siedlungsdichte, ungünstiger Untergrund und der Durchquerung eines Wasserschutzgebietes nicht möglich. Aber auch für solche Problemfälle besteht die Möglichkeit, eine Kläranlagenentsorgung dann vorzunehmen, wenn eine Unterdruckentwässerung oder "Vakuum-Kanalisation" zur Anwendung gelangt.In order to keep the water clean, it is necessary that the wastewater reaches sewage treatment plants. However, this is often not possible due to the disproportionately high costs for conventional sewage systems or because of difficult local conditions such as a lack of natural gradient, low settlement density, unfavorable subsoil and the crossing of a water protection area. But even for such problem cases it is possible to dispose of sewage treatment plants if vacuum drainage or "vacuum sewerage" is used.

Eine entsprechende Vakuum-Kanalisation umfasst als wesentliche Bestandteile Haus-Anschlußschächte mit einer stromlos arbeitenden Steueranordnung und Absperr- oder Absaugventile, ein sich anschließendes Leitungssystem mit systematisch angeordneten Hoch- und Tiefpunkten sowie eine Vakuum-Station mit Abwassersammeltanks, Abwasserpumpen, Vakuumpumpen, Meß- und Regeltechnik.A corresponding vacuum sewer system comprises, as essential components, house connection shafts with a currentless control arrangement and shut-off or suction valves, a subsequent pipe system with systematically arranged high and low Low points as well as a vacuum station with waste water collection tanks, waste water pumps, vacuum pumps, measurement and control technology.

Um das Abwasser zu fördern, fließt dieses zunächst aus Gebäuden über übliche Freigefälle-Hausanschlußleitungen zu einem z.B. an einer Grundstücksgrenze gelegenen Schacht, in dem die ausschließlich pneumatisch gesteuerten Absperrventile und die zugehörige Steueranordnung untergebracht sind.In order to convey the wastewater, it first flows from buildings via the usual free fall house connection lines to a e.g. on a plot of land located in the exclusively pneumatically controlled shut-off valves and the associated control arrangement.

Durch den in der Steueranordnung vorhandenen Mechanismus wird beim Vorliegen eines festgelegten Staudrucks das Absperrventil geöffnet und das Abwasser in die Vakuumleitung abgesaugt. Das Ventil schließt zeitabhängig nach einigen Sekunden über Federkraft und Vakuum.Due to the mechanism present in the control arrangement, the shut-off valve is opened when the back pressure is present and the waste water is sucked off into the vacuum line. The valve closes depending on the time after a few seconds via spring force and vacuum.

Das Abwasser selbst sammelt sich an den Tiefpunkten im Leitungssystem und wird von nachschießender Luft nach und nach über die folgenden Hochpunkte in Richtung der Vakuum-Station geschoben. Aus dem Sammeltank der Vakuum-Station wird sodann das Abwasser mit üblichen Abwasserpumpen über eine Druck- und Freigefälleleitung zur Kläranlage gefördert.The wastewater itself collects at the lowest points in the piping system and is gradually pushed by the air flowing in over the following high points towards the vacuum station. The wastewater is then conveyed from the collection station of the vacuum station to the wastewater treatment plant using conventional wastewater pumps via a pressure and free fall line.

Die dem Absperrventil zugeordnete Steueranordnung sollte dabei ein automatisches Anpassen an die abzusaugenden Abwasserportionen und an die Betriebsbedingungen im Ableitungssystem ermöglichen.The control arrangement assigned to the shut-off valve should allow automatic adaptation to the wastewater portions to be extracted and to the operating conditions in the drainage system.

Eine Steueranordnung der eingangs beschriebenen Art ist unter der Bezeichnung "AIRVAC" bekannt. Die Zeitsteuerung erfolgt über die druckeinstellbare Kammer, die zu Beginn mit Atmosphärendruck beaufschlagt ist. Eine eindeutige AUF/ZU-Stellung des den Unterdruck zu dem Absperrventil leitenden zweiten Ventils ist nicht gegeben. Dies bedeutet, daß die Menge des Abwassers bzw. Abwasser-Luftgemischs pro Öffnungstakt des Absperrventils nicht eindeutig definiert ist. Dies kann insbesondere bei großem Abwasseranfall zu Funktionsstörungen führen. Ferner ist es von Nachteil, daß die Absaugzeit vom vorhandenen Unterdruck in einer fuhr das gesamte System ungünstigen Weise abhängig ist, da die Öffnungszeiten ihrerseits von dem herrschenden Unterdruck abhängig sind.A control arrangement of the type described at the outset is known under the name "AIRVAC". The time is controlled via the pressure-adjustable chamber, which is initially pressurized with atmospheric pressure. There is no clear OPEN / CLOSE position of the second valve guiding the negative pressure to the shut-off valve. This means that the amount of waste water or waste water / air mixture per opening stroke of the shut-off valve is not clearly defined. This can lead to malfunctions, especially in the case of large amounts of wastewater. It is also disadvantageous that the suction time from the existing negative pressure The entire system is dependent in an unfavorable manner, since the opening times in turn depend on the prevailing negative pressure.

Nachteilig ist des weiteren, daß ein Öffnen des den Unterdruck zum Absperrventil freigebenden zweiten Ventils bei schon geringem Unterdruck erfolgen kann, der jedoch nicht zum Absaugen ausreicht. Hierdurch erwächst die Gefahr, daß Abwasser in den Frostbereich der Leitung angehoben und dort ausfrieren kann.Another disadvantage is that the second valve, which releases the negative pressure to the shut-off valve, can be opened at a low negative pressure, which, however, is not sufficient for suction. This increases the risk that wastewater can be lifted into the frost area of the line and freeze out there.

Aus der DE 37 27 661 A1 ist eine pneumatische Steuervorrichtung für ein Absperrventil an einer Unterdruckabwasserleitung bekannt. Um eine genaue Einstellung und zuverlässige Funktion der Steuervorrichtung zu gewährleisten, ist neben einem von einem Staudruck betätigtem ersten Ventil und einer konstruktiv aufwendigen Zeitsteuereinrichtung zumindest ein Steuerventil sowie ein Mindestunterdruckventil notwendig.From DE 37 27 661 A1 a pneumatic control device for a shut-off valve on a vacuum sewage line is known. In order to ensure a precise setting and reliable functioning of the control device, at least one control valve and a minimum vacuum valve are necessary in addition to a first valve actuated by a dynamic pressure and a structurally complex time control device.

Durch den komplexen mechanischen Aufbau insbesondere der Zeitsteuereinrichtung, die unter anderen, einen Membrankolben mit Hohlzapfen, der in einer Führungsbuchse geführt ist, umfasst, um die Steuerventile zu öffnen oder zu schließen, ist eine aufwendige Konstruktion bzw. Montage erforderlich.Due to the complex mechanical structure, in particular of the time control device, which, among other things, comprises a membrane piston with a hollow pin, which is guided in a guide bushing, in order to open or close the control valves, a complex construction or assembly is required.

Die DE 38 23 515 A1 beschreibt eine Absaugpistole, über die aus einem Sammelbehälter Abwasser mittels Unterdruck abgesaugt werden kann. Neben eines in einer Unterdruckleitung, über die das Abwasser abgesaugt wird, vorhandenen und diese schließenden bzw. öffnenden Absaugventils ist ein Steuerventil erforderlich, das manuell oder automatisch betätigbar ist. Damit das Steuerventil bei abfallendem Unterdruck geschlossen werden kann, wodurch das Absperrventil vom Unterdruck getrennt wird und somit die Unterdruckleitung abgesperrt werden kann, weist das Steuerventil einen Ventilkolben auf, auf den in Abhängigkeit von der Stellung des Ventilkolbens axial und/oder radial federbelastete Kugeln einwirken, die zum Schließen des Steuerventils notwendig sind.DE 38 23 515 A1 describes a suction gun by means of which waste water can be sucked out from a collecting container by means of negative pressure. In addition to a suction valve which is present in a vacuum line, via which the waste water is drawn off, and which closes or opens it, a control valve is required which can be operated manually or automatically. So that the control valve can be closed when the negative pressure drops, whereby the shut-off valve is separated from the negative pressure and thus the negative pressure line can be shut off, the control valve has a valve piston, which acts on axially and / or radially spring-loaded balls depending on the position of the valve piston. which are necessary to close the control valve.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Steueranordnung der zuvor beschriebenen Art so weiterzubilden, daß bei kompaktem und konstruktiv einfachem Aufbau eine hohe Betriebssicherheit gewährleistet ist, wobei eine im wesentlichen unterdruckunabhängige Zeitsteuerung erfolgt, d. h., daß nach Wegfall des Staudrucks die Steueranordnung die Unterdruckzuführung zu dem Absperrventil nach einer definierten Zeitspanne schließt. Dabei soll gleichzeitig gewährleistet sein, daß das den Unterdruck zum Absperrventil steuernde Ventil stets eine definierte Stellung bei einem Unterdruck einnimmt, der sicherstellt, daß über das Absperrventil Abwasser abgesaugt werden kann.The present invention is based on the problem of developing a method and a control arrangement of the type described above in such a way that a high level of operational reliability is ensured with a compact and structurally simple construction, with an essentially vacuum-independent time control taking place, i. That is, that after the back pressure has ceased to exist, the control arrangement closes the vacuum supply to the shut-off valve after a defined period of time. At the same time, it should be ensured that the valve controlling the vacuum to the shut-off valve always assumes a defined position at a vacuum, which ensures that wastewater can be drawn off via the shut-off valve.

Das Problem wird erfindungsgemäß im wesentlichen durch die den nebengeordneten Ansprüchen zu entnehmenden Merkmale gelöst. Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.According to the invention, the problem is essentially solved by the features to be found in the subordinate claims. Further training results from the subclaims.

Erfindungsgemäß erfolgt eine eindeutige AUF/ZU-Stellung des den Unterdruck zu dem Absperrventil leitenden zweiten Ventils. Folglich ist die Stellung des Absperrventils eindeutig definiert.According to the invention there is a clear OPEN / CLOSE position of the second valve guiding the vacuum to the shut-off valve. As a result, the position of the shut-off valve is clearly defined.

Der schlagartig sich ändernde Zustand (AUF/ZU bzw. ZU/AUF) des Ventils wird durch sogenannte einstellbare Begrenzer bewirkt, die als auf den Ventilkolben des zweiten Ventils einwirkende federbeaufschlagte Kugeln in nachstehend beschriebener Art einwirken. Dabei kann die Federkraft eingestellt werden, um nur bei vorher festgelegten Unterdruckwerten ein Öffnen bzw. Schließen des zweiten Ventils oder Steuerventil zuzulassen. Hierdurch ist sichergestellt, daß ein Anheben des Abwassers aus dem Stauraum nur dann erfolgen kann, wenn ein ausreichender Unterdruck zum Absaugen herrscht. Folglich kann im Frostbereich der zum Absperrventil führenden Leitung kein Abwasser anstehen.The suddenly changing state (OPEN / CLOSE or CLOSE / OPEN) of the valve is brought about by so-called adjustable limiters, which act as spring-loaded balls acting on the valve piston of the second valve in the manner described below. The spring force can be adjusted to allow opening or closing of the second valve or control valve only at previously defined vacuum values. This ensures that the waste water can only be lifted out of the storage space if there is sufficient negative pressure for suction. As a result, no waste water can be present in the frost area of the line leading to the shut-off valve.

Alternativ kann der schlagartig sich ändernde Zustand mittels eines Magneten reasiliert werden, dessen mittelbar oder unmittelbar auf das zweite Ventil einwirkende Kräfte sich dann spontan ändern, wenn sich vorgegebene Druckverhältnisse einstellen.Alternatively, the abruptly changing state can be reactivated by means of a magnet, the forces acting directly or indirectly on the second valve change spontaneously when predetermined pressure conditions occur.

Das den Ventilkolben des zweiten Ventils beaufschlagende Federelement kann eine Feder sein, die in der druckeinstellbaren Kammer oder deren Bereich angeordnet ist und Rückstellkräfte auf den Ventilkolben ausübt.The spring element acting on the valve piston of the second valve can be a spring which is arranged in the pressure-adjustable chamber or its region and exerts restoring forces on the valve piston.

Alternativ können Rückstellkräfte auch von einer in der Kammer befestigten Membran hervorgerufen werden, die mit dem Ventilkolben verbunden ist. Hauptaufgebe einer solchen Membran ist jedoch, die Kammer druckmäßig vone inem über das erste Ventil mit dem Unterdruck verbindbaren ersten Bereich von einem zweiten Bereich zu trennen, der stets nur im wesentlichen mit Atmosphärendruck beaufschlagt ist. Gleichzeitig übt die Membran Führungsfunktion für den Ventilkolben aus.Alternatively, restoring forces can also be caused by a membrane fastened in the chamber, which is connected to the valve piston. The main task of such a membrane, however, is to separate the chamber in terms of pressure from a first region, which can be connected to the negative pressure via the first valve, from a second region, which is always only subjected essentially to atmospheric pressure. At the same time, the membrane performs a guiding function for the valve piston.

In Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das erste und zweite Ventil in einem zylindrischen, Anschlüsse für den Staudruck und den Unterdruck sowie einen Anschluß zum Absperrventil aufweisenden Gehäuse angeordnet sind, wobei der Ventilkolben des zweiten Ventils in einem ersten Gehäuseabschnitt geführt verschiebbar ist.In an embodiment it is provided that the first and second valves are arranged in a cylindrical housing having connections for the dynamic pressure and the negative pressure and a connection to the shut-off valve, the valve piston of the second valve being displaceably guided in a first housing section.

Um ein schlagartiges Umschalten zu ermöglichen, können in dem ersten den Ventilkolben axial verschiebbar aufnehmenden Gehäuseabschnitt radial auf den Ventilkolben einwirkende und in diesem bei geschlossenem bzw. geöffnetem Ventil einrastende Elemente als Begrenzer angeordnet sein. Insbesondere ist jedoch vorgesehen, daß die mit dem Ventilkolben des zweiten Ventils verbundene Membran mittels eines Magneten in einer ersten Position gehalten oder bei erfolgter vorgegebener Druckänderung in der Kammer oder deren Bereich schlagartig oder weitgehend schlagartig aus der ersten Position in eine zweite Position oder umgekehrt bewegbar ist, wobei in der ersten Position das zweite Ventil die Unterdruck-Verbindung zu dem Absperrventil absperrt und in der zweiten Position die Unterdruck-Verbindung zu dem Absperrventil freigibt.In order to enable a sudden changeover, elements which act radially on the valve piston and engage therein when the valve is closed or open can be arranged as limiters in the first housing section which accommodates the valve piston in an axially displaceable manner. In particular, however, it is provided that the membrane connected to the valve piston of the second valve is held in a first position by means of a magnet or can be moved suddenly or largely suddenly from the first position into a second position or vice versa when the pressure or pressure in the chamber or its region has occurred , wherein in the first position the second valve shuts off the vacuum connection to the shut-off valve and in the second position releases the vacuum connection to the shut-off valve.

Um einen Druckausgleich im Absperrventil vornehmen zu können, wird des weiteren vorgeschlagen, daß die Gehäuseöffnung mit dem den Ventilkolben des zweiten Ventils aufnehmenden ersten Gehäuseabschnitt in Verbindung steht und bei geschlossener, den Unterdruck zu dem Absperrventil sperrenden Stellung des zweiten Ventils über den Gehäuseabschnitt druckmäßig mit dem Absperrventil verbunden ist.In order to be able to equalize the pressure in the shut-off valve, it is further proposed that the housing opening be connected to the first housing section receiving the valve piston of the second valve and, when the valve is closed, the Negative pressure to the shut-off valve blocking position of the second valve is connected in terms of pressure to the shut-off valve via the housing section.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüche, den diesen zu entnehmenden Merkmalen -für sich und/oder in Kombination-, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispiels.Further details, advantages and features of the invention result not only from the claims, the features to be extracted from them - individually and / or in combination - but also from the following description of a preferred embodiment to be taken from the drawing.

Es zeigen:

Fig. 1
eine Prinzipdarstellung einer ersten Ausführungsform einer Kompaktsteueranordnung bei fehlendem Staudruck,
Fig. 2
die Kompaktsteueranordnung nach Fig. 1 nach Vorliegen eines Staudruckes,
Fig. 3
die Kompaktsteueranordnung nach Fig. 1 und Fig. 2, bei der über ein Ventil eine Verbindung zu einem Absperrventil eines Unterdruck-Abwassersystems herstellbar ist,
Fig. 4
die Kompaktsteueranordnung nach Fig. 3, jedoch nach Wegfall des Staudruckes, und
Fig. 5
eine zweite Ausführungsform einer Kompaktsteueranordnung.
Show it:
Fig. 1
1 shows a basic illustration of a first embodiment of a compact control arrangement in the absence of a dynamic pressure,
Fig. 2
1 after the presence of a dynamic pressure,
Fig. 3
1 and 2, in which a connection to a shut-off valve of a vacuum sewage system can be established via a valve,
Fig. 4
the compact control arrangement of FIG. 3, but after the back pressure has been eliminated, and
Fig. 5
a second embodiment of a compact control arrangement.

Den Fig. 1 bis 4 bzw. 5 ist rein prinzipiell der Aufbau und die Funktion der erfindungsgemäßen Kompaktsteueranordnung (10) für ein durch Unterdruck betätigbares Absperrventil bestimmt für ein Unterdruck-Abwassersystem zu entnehmen.1 to 4 and 5, in principle, the structure and function of the compact control arrangement (10) according to the invention for a shut-off valve which can be actuated by vacuum are intended for a vacuum sewage system.

Die stromlos, jedoch pneumatisch arbeitende Kompaktsteueranordnung (10) besteht aus einem zylindrischen Gehäuse (12), in dem ein erstes Ventil (14) oder Auslöseventil, das über eine Membran (16) von einem über eine Öffnung (18) des Gehäuses (12) gelangenden Staudruck beaufschlagbar ist, und ein zweites Ventil oder Steuerventil (20) angeordnet sind. Die Ventile (14) und (20) sind mit ihren Ventilkolben (22) und (24) entlang der Längsachse des Gehäuses (12) angeordnet.The compact control arrangement (10), which operates without power, but pneumatically, consists of a cylindrical housing (12) in which a first valve (14) or release valve, which is connected via a membrane (16) by an opening (18) in the housing (12). back pressure is reached, and a second valve or control valve (20) are arranged. The valves (14) and (20) are arranged with their valve pistons (22) and (24) along the longitudinal axis of the housing (12).

Der Ventilkolben (24) des Steuerventils (20) wird in einer Bohrung (26) eines Zwischenbodens (28) des Gehäuses (12) geführt aufgenommen. Dabei wirken radial auf die Außenfläche des Ventilkolbens (24) vorzugsweise drei um 120° zueinander versetzte federvorgespannte Kugeln, von denen aus Gründen der Vereinfachung rein prinzipiell zwei Kugeln (30), (32) eingezeichnet sind, die auch als Schnappkugeln bezeichnet werden können, und die in den Endstellungen des Ventils (20), also bei geschlossenem Ventil (20) (Fig. 1 und 2) bzw. geöffnetem Ventil (20) (Fig. 3 und 4) in radial umlaufende Ringnuten (34) und (36) eingreifen. Dabei ist über Stellelemente (38) und (40) die auf die Kugeln (30) und (32) einwirkende Federkraft veränderbar.The valve piston (24) of the control valve (20) is guided in a bore (26) in an intermediate base (28) of the housing (12). Radially acting on the outer surface of the valve piston (24) are preferably three spring-loaded balls offset by 120 ° to one another, of which, for reasons of simplification, in principle two balls (30), (32) are shown, which can also be referred to as snap balls, and which engage in the circumferential annular grooves (34) and (36) in the end positions of the valve (20), that is to say with the valve (20) (FIGS. 1 and 2) or the valve (20) (FIGS. 3 and 4) open . The spring force acting on the balls (30) and (32) can be changed via adjusting elements (38) and (40).

Die Kugelschnapper (30) und (32) üben dabei die Funktion von Begrenzern derart aus, daß in nachstehend beschriebener Art das Ventil (20) schlagartig von seiner geschlossenen in seine geöffnete Stellung umschaltet und umgekehrt.The ball catches (30) and (32) exercise the function of limiters in such a way that, in the manner described below, the valve (20) switches suddenly from its closed to its open position and vice versa.

Ferner wirkt auf den Ventilkolben (24) in Richtung der Schließstellung des Ventils (20) ein Federelement wie Schraubenfeder (71).A spring element such as a coil spring (71) also acts on the valve piston (24) in the direction of the closed position of the valve (20).

Der Ventilkolben (24) ist mit seinem Ventilteller (46) verschiebbar in einer Ventilkammer (21) angeordnet. Von der Ventilkammer (20) geht ein Anschluß (42) aus, der mit einem über die Kompaktsteueranordnung (10) ansteuerbaren Absperrventil des Unterdruck-Abwassersystem verbunden ist, um dieses mit Unterdruck zu beaufschlagen, um ein Öffnen zu ermöglichen.The valve piston (24) is displaceably arranged with its valve plate (46) in a valve chamber (21). From the valve chamber (20) there is a connection (42) which is connected to a shut-off valve of the vacuum sewage system which can be controlled via the compact control arrangement (10) in order to pressurize it with vacuum in order to enable opening.

Der hierzu erforderliche Unterdruck strömt über einen Anschluß (44) dann in die Ventilkammer (21), wenn das Ventil (20) geöffnet ist, also sein Ventilteller (46) eine mit dem Anschluß (44) verbundene Öffnung (48) freigibt.The vacuum required for this flows through a connection (44) into the valve chamber (21) when the valve (20) is open, that is to say its valve disk (46) opens an opening (48) connected to the connection (44).

Von dem Anschluß (44) führt des weiteren ein in dem Gehäusemantel verlaufender Kanal (50), der in einem den Ventilkolben (22) des ersten Ventils (14) oder Auslaßventils aufnehmenden rohrförmigen Innengehäuseabschnitt (52) mündet, um bei geöffnetem Ventil (14) über dessen Ventilkammer (54) mit einer Innenkammer (56) verbunden zu sein.From the connection (44) also leads a channel (50) running in the housing jacket, which opens into a tubular inner housing section (52) receiving the valve piston (22) of the first valve (14) or exhaust valve, in order to open the valve (14) to be connected to an inner chamber (56) via its valve chamber (54).

Die Ventilkammer (54) ist bei geschlossenem Ventil (14) über ein Rückschlagventil (56) gegenüber der Ventilkammer (54) verschlossen.When the valve (14) is closed, the valve chamber (54) is closed with respect to the valve chamber (54) via a check valve (56).

Der rohrförmige Gehäuseabschnitt (52), der koaxial von einem Abschnitt der Feder (71) umgeben ist, geht von einem weiteren Gehäusezwischenboden (60) aus, in dem über ein Stellelement (62) eine querschnittsveränderbare Öffnung (64) verläuft, über die eine Verbindung zwischen der Kammer (56) und einer Steuerleitung (66) erfolgt, die von einer Gehäuseöffnung (68) ausgeht, um in nachstehender beschriebener Weise einen Druckausgleich in der Kammer (56) vorzunehmen.The tubular housing section (52), which is coaxially surrounded by a section of the spring (71), starts from a further intermediate housing base (60), in which a cross-section-variable opening (64) extends via an adjusting element (62), via which a connection between the chamber (56) and a control line (66), which starts from a housing opening (68) in order to compensate for pressure in the chamber (56) as described below.

Die durch ein Filter verschließbare Öffnung (68) stellt nicht nur eine Verbindung zu dem Steuerkanal (66), sondern auch über die Bohrung (26) in dem Gehäuseboden (28) eine Verbindung zu der Ventilkammer (21) her, uni bei geschlossenem Ventil (20) einen Druckausgleich zu dem Absperrventil herzustellen, damit dieses schließen kann.The opening (68), which can be closed by a filter, not only creates a connection to the control channel (66), but also to the valve chamber (21) via the bore (26) in the housing base (28), uni when the valve ( 20) Establish pressure equalization to the shut-off valve so that it can close.

Uni die Kammer (56) gegenüber einer unmittelbaren Verbindung zu der Gehäuseöffnung (68) abzudichten, geht von einer sich in der Kammer (56) erstreckenden zylindrischen Erweiterung (70) des Ventilkolbens (24) eine Membran (72) aus, die gegenüber der Innenwand des Gehäuses (12) abgedichtet ist.To seal the chamber (56) from a direct connection to the housing opening (68), a diaphragm (72) extends from a cylindrical extension (70) of the valve piston (24) which extends in the chamber (56) and which faces the inner wall the housing (12) is sealed.

Wird bei Erreichen einer bestimmten Abwassermenge in einem Staurohr über die Öffnung (18) auf die Membran (16) ein Staudruck übertragen, so öffnet das Ventil (14), so daß der an dem Anschluß (44) anstehende Unterdruck über den Kanal (50) an dem Ventilkolben (22) vorbei in die Ventilkammer (54) gelangen kann und das Rückschlagventil öffnet, so daß in der Kammer (56) ein Unterdruck ansteht (Fig. 2).If a dynamic pressure is transferred to the membrane (16) via the opening (18) when a certain amount of waste water is reached in a pitot tube, the valve (14) opens so that the negative pressure present at the connection (44) via the channel (50) can pass the valve piston (22) into the valve chamber (54) and the check valve opens, so that a vacuum is present in the chamber (56) (Fig. 2).

Erreicht der Unterdruck in der Kammer (56) einen Wert, der ausreicht, um einerseits die Kraft der sich an den Zwischenboden (60) abstützenden Feder (71) und andererseits die der auf den Ventilkolben (24) einwirkenden Schnappkugeln (30), (32) zu überwinden, so öffnet das Steuerventil (20) schlagartig und stellt über die Öffnung (48) eine Verbindung zu dem Anschluß (42) zu dem Absperrventil her, so daß zu diesem ein zum Öffnen des Absperrventils erforderlicher Unterdruck gelangt. Als Folge hiervon kann das in dem Sammelbehälter angesammelte Abwasser abgesaugt werden (Fig. 3).If the vacuum in the chamber (56) reaches a value which is sufficient, on the one hand, for the force of the spring (71) supported on the intermediate floor (60) and, on the other hand, that of to overcome on the valve piston (24) acting snap balls (30), (32), the control valve (20) opens abruptly and via the opening (48) connects to the connection (42) to the shut-off valve, so that this reaches a vacuum required to open the shut-off valve. As a result, the waste water accumulated in the collecting container can be sucked off (Fig. 3).

Sobald das Abwasser im erforderlichen Umfang abgesaugt ist, bricht der auf die Membran (16) wirkende Staudruck in einem Umfang zusammen, daß das Auslöseventil (14) und damit auch das Rückschlagventil (58) geschlossen werden und somit ein Unterdruck nicht mehr über dem Kanal (50) in die Kammer (56) gelangen kann (Fig. 4). Gleichzeitig tritt in der Kammer (56) über die Gehäuseöffnung (68) und den Steuerkanal (66) sowie die im Querschnitt einstellbare Öffnung (64) ein Druckausgleich ein. In Abhängigkeit von der Schnelligkeit des Druckausgleichs, die durch den Querschnitt der Öffnung (64) vorgegeben ist, wird der das Zusammenziehen der Feder (71) verursachende Unterdruck abgebaut, so daß die Federkraft bei weiterem Druckausgleich in der Kammer (56) die einstellbaren Kräfte der Schnappkugeln (30), (32) überwinden kann. Somit kann das Steuerventil (20) schlagartig in die geschlossene Stellung (Grundstellung gemäß Fig. 1) zurückschalten. In diesem Moment wird der Unterdruck über den Anschluß (42) zu dem Absperrventil unterbrochen. Über die Öffnung (68), die den Ventilkolben (24) umgebende Bohrung (26), die Ventilkammer (21) und den Anschluß (42) setzt sich sodann ein Druckausgleich zum Absperrventil hin fort, so daß dieses wieder schließen kann.As soon as the wastewater has been sucked off to the required extent, the dynamic pressure acting on the membrane (16) collapses to such an extent that the release valve (14) and thus also the check valve (58) are closed and a negative pressure is no longer above the channel ( 50) can get into the chamber (56) (FIG. 4). At the same time, pressure equalization occurs in the chamber (56) via the housing opening (68) and the control channel (66) and the opening (64) which can be set in cross section. Depending on the speed of the pressure equalization, which is predetermined by the cross section of the opening (64), the negative pressure causing the contraction of the spring (71) is reduced, so that the spring force with further pressure equalization in the chamber (56) the adjustable forces of Snap balls (30), (32) can overcome. The control valve (20) can thus suddenly switch back to the closed position (basic position according to FIG. 1). At this moment, the vacuum is interrupted via the connection (42) to the shut-off valve. Via the opening (68), the bore (26) surrounding the valve piston (24), the valve chamber (21) and the connection (42), pressure equalization continues to the shut-off valve so that it can close again.

Aufgrund der definierten Stellungen des Steuerventils (20) und des schlagartigen Umschaltens von seiner geöffneten in seine geschlosse Stellung und umgekehrt, können keine Überschneidungen hinsichtlich des Anstehens des Unterdrucks auftreten.Due to the defined positions of the control valve (20) and the sudden switch from its open to its closed position and vice versa, there can be no overlaps with regard to the presence of the negative pressure.

Durch die Anordnung der Ventile (14) und (20) innerhalb des zylindrischen Gehäuses (12) und dem Verlauf der Steuerkanäle (50), (66) innerhalb der Gehäusewandung sowie des Führens der Ventilkolben (22) und (24) in den Zwischenböden (28) und (60) bzw. von diesen ausgehenden rohrförmigen Führungen (52) ist ein kompakter Aufbau gewährleistet.Due to the arrangement of the valves (14) and (20) within the cylindrical housing (12) and the course of the control channels (50), (66) within the housing wall and the guiding of the valve pistons (22) and (24) in the intermediate floors ( 28) and (60) or from these tubular guides (52) a compact structure is ensured.

Durch die einstellbare Geschwindigkeit des Abbaus des Unterdrucks in der Kammer (56) zusammen mit der Feder (71) bzw. den Kugelschnappern (30), (32) wird ein mechanischer Zeitschalter hoher Funktionstüchtigkeit zur Verfügung gestellt, wobei definierte Öffnungszeiten des Absperrventils ohne Überschneidungen vorliegen.The adjustable speed of the reduction of the negative pressure in the chamber (56) together with the spring (71) or the ball snappers (30), (32) provides a mechanical timer with a high level of functionality, with defined opening times of the shut-off valve without overlaps .

Wesentliches Merkmal ist des weiteren der durch die Schnappkugeln realisierte Begrenzer, der sicherstellt, daß einerseits eine schlagartige Zustandsänderung des zweiten Ventils eintritt und andererseits nur dann ein Öffnen des Ventils und somit eine Unterdruckbeaufschlagung des Absperrventils erfolgen kann, wenn der Unterdruck in dem Abwassersystem ausreicht, auch wirklich Abwasser durch das Absperrventil zu fördern.Another essential feature is the limiter realized by the snap balls, which ensures that, on the one hand, a sudden change in the state of the second valve occurs and, on the other hand, the valve can only be opened and thus the shut-off valve can be pressurized if the vacuum in the sewage system is sufficient, also really convey waste water through the shutoff valve.

Eine dem Aufbau und der Funktion der Fig. 1 bis 4 entsprechende alternative Ausführungsform einer Steueranordnung ist rein prinzipiell in Fig. 5 dargestellt. Dabei werden grundsätzlich gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.An alternative embodiment of a control arrangement corresponding to the structure and function of FIGS. 1 to 4 is shown in principle in FIG. 5. In principle, the same elements are provided with the same reference symbols.

Um ebenfalls ein schlagartiges Umschalten des zweiten Ventils (20) von seiner geöffneten in seine geschlossene Stellung zu ermöglichen, d. h. die zunächst bestehende Verbindung zwischen dem Unterdruckanschluß (44) und dem Anschluß (42) zu einem nicht dargestellten Absperrventil abzusperren (Darstellung Fig. 5), sind keine durch Schnappkugeln verwirklichte Begrenzer vorgesehen. Vielmehr wird ein spontanes Umschalten des zweiten Ventils (20) mittels eines Magneten (74) und einer diesem zugeordneten Platte (76) realisiert.In order also to allow the second valve (20) to switch suddenly from its open to its closed position, i. H. to shut off the initially existing connection between the vacuum connection (44) and the connection (42) to a shut-off valve (not shown) (illustration in FIG. 5), no limiters realized by snap balls are provided. Instead, the second valve (20) is switched over spontaneously by means of a magnet (74) and a plate (76) assigned to it.

So ist im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 ein Magnet (74) in dem Gehäuseabschnitt (28) der Steueranordnung ortsfest angeordnet, und zwar koaxial zum Ventilkolben (78) des zweiten Ventils (20). Dem Magneten (74) gegenüberliegend ist eine Metallplatte (76) vorgesehen, die mit der Membran (72) verbunden ist, die ihrerseits von der Innenwandung der Kammer (56) ausgeht.In the exemplary embodiment in FIG. 5, a magnet (74) is arranged in a stationary manner in the housing section (28) of the control arrangement, specifically coaxially with the valve piston (78) of the second valve (20). Opposite the magnet (74) there is a metal plate (76) which is connected to the membrane (72) which in turn starts from the inner wall of the chamber (56).

Wird - wie im Zusammenhang mit dem Funktionsablauf der Steueranordnung (10) der Fig. 1 bis 4 erläutert wurde - die Kammer (56) im erforderlichen Umfang mit Unterdruck beaufschlagt, so kann dann das Ventil (20), also der Ventilkopf (23) von der zu dem Unterdruckanschluß (44) führenden Öffnung (48) spontan abgehoben werden, wenn der in der Kammer (56) herrschende Unterdruck die auf die Metallplatte (76) von dem Magneten (74) einwirkende Kraft überwindet. In diesem Moment bewegt sich der Ventilkolben in Richtung des Pfeils (80), um das Ventil (20) zu öffnen, so daß eine Stellung vorliegt, die der Fig. 3 bzw. Fig. 4 entspricht.If - as has been explained in connection with the functional sequence of the control arrangement (10) of FIGS. 1 to 4 - the chamber (56) is subjected to the required amount of negative pressure, the valve (20), ie the valve head (23), can then be spontaneously lifted from the opening (48) leading to the negative pressure connection (44) when the negative pressure prevailing in the chamber (56) leads to the metal plate (76) force acting on the magnet (74) is overcome. At this moment, the valve piston moves in the direction of the arrow (80) to open the valve (20), so that there is a position which corresponds to FIGS. 3 and 4.

Durch die Größe der Metallplatte (76) kann die Haltekraft verändert werden, wodurch wiederum der Zeitpunkt des schlagartigen Öffnen des Ventils (20) in Abhängigkeit von dem in der Kammer (56) herrschenden Unterdruck vorgegeben werden kann.The holding force can be changed by the size of the metal plate (76), which in turn allows the time of the sudden opening of the valve (20) depending on the negative pressure prevailing in the chamber (56).

Das Schließen des Ventils (20) erfolgt grundsätzlich auch schlagartig nämlich dann, wenn das Ventil (14) geschlossen und über die Öffnung (68) sowie die Leitung (66) und die im Ausführungbeispiel der Fig. 5 austauschbare und die Zeitsteuerung bewirkende Drossel (64) Atmosphärendruck in die Kammer (56) strömt. Hierdurch erfolgt ein Druckaufbau, wodurch der Ventilkolben (78) aufgrund der von der Membran (72) hervorgerufenen Federkraft im gewissen Umfang in sein Schließstellung bewegt wird, uni sodann, wenn die von dem Magneten (74) auf die Platte (76) einwirkende Kraft ausreicht, die Platte (76) an den Magneten (74) heranzuziehen, ein als schlagartig zu bezeichnendes Umschalten des Ventils (20) zu bewirken.The valve (20) is basically also closed abruptly when the valve (14) is closed and via the opening (68) and the line (66) and the throttle (64) which can be replaced in the exemplary embodiment in FIG ) Atmospheric pressure flows into the chamber (56). This results in a pressure build-up whereby the valve piston (78) is moved to its closed position to a certain extent due to the spring force caused by the membrane (72), and then when the force acting on the plate (76) from the magnet (74) is sufficient to pull the plate (76) against the magnet (74) to cause a sudden changeover of the valve (20).

Wie zuvor beschrieben wurde, erfolgt nicht von Anfang an ein spontanes Umschalten des Ventils (20) von seiner oberen Endstellung in seine untere geschlossene Endstellung. Vielmehr erfolgt zunächst ein langsames Bewegen des Kolbens (78) entgegen der Richtung des Pfeisl (80). Um zu vermeiden, daß während dieser Hubbewegung eine unerwünschte Überschneidung zu dem über den Anschluß (42) zu dem Absperrventil geführten Unterdruck und dem über die Öffnung (68) und den Ringraum (26), der koaxial den Ventilkolben (78) umgibt, strömenden Atmosphärendruck erfolgt, weist der Ventilkolben (78) ventilsitzseitig eine zylindrische Erweiterung (82) auf, die bei geöffnetem Ventil (20) gegen eine umlaufende Dichtung (84) zum Anliegen kommt, um die Öffnung (68) zur Atmosphäre hin gegenüber der Kammer (21), die in der Verbindung zwischen dem Vakuumanschluß (44) und dem Absperrventilanschluß (42) liegt, zu sperren. Dabei ist die axiale Erstreckung der zylindrischen Erweiterung (82) in bezug auf die Dichtung (84) so gewählt, daß eine Abdichtung nur bis zu dem Zeitpunkt erfolgt, zu dem die Platte (76) von dem Magneten (74) erfaßt und von diesem angezogen wird.As described above, the valve (20) does not spontaneously switch from its upper end position to its lower closed end position from the beginning. Rather, the piston (78) is first slowly moved against the direction of the Pfeisl (80). In order to avoid that during this lifting movement an undesired overlap to the negative pressure led via the connection (42) to the shut-off valve and to the atmospheric pressure flowing through the opening (68) and the annular space (26) which coaxially surrounds the valve piston (78) takes place, the valve piston (78) on the valve seat side has a cylindrical extension (82) which, when the valve (20) is open, comes to rest against a circumferential seal (84), around the opening (68) to the atmosphere opposite the To lock chamber (21), which is in the connection between the vacuum connection (44) and the shut-off valve connection (42). The axial extension of the cylindrical extension (82) with respect to the seal (84) is chosen so that sealing takes place only until the time when the plate (76) is gripped by the magnet (74) and attracted by it becomes.

Sobald der Ventilkopf (23) am Ventilsitz (48) anliegt, ist eine Verbindung zwischen dem Anschluß (68) und der Kammer (21) über den Ringkanal (26) gegeben, da in diesem Fall der Ventilkolben (78) beabstandet zur Dichtung (84) verläuft.As soon as the valve head (23) bears against the valve seat (48), there is a connection between the connection (68) and the chamber (21) via the ring channel (26), since in this case the valve piston (78) is spaced apart from the seal (84 ) runs.

Claims (14)

Verfahren zum Steuern eines durch Unterdruck betätigbaren Absperrventils bestimmt für eine Unterdruck-Abwassersystem, wobei - ein erstes Ventil (14) von einem durch angesammeltes Abwasser hervorgerufenen Staudruck betätigt wird, - über das erste Ventil eine Kammer (56) druckmäßig eingestellt wird, in der oder angrenzend an dieser ein gegebenenfalls von einem Federelement (71, 72) beaufschlagter Ventilkolben (24) eines zweiten Ventils (20) verschiebbar angeordnet ist, - über das zweite Ventil in Abhängigkeit von dem in der Kammer herrschenden Druck Unterdruck an das Absperrventil gelangt, um dieses zu öffnen, und - bei fehlendem Staudruck das erste Ventil schließt und in der Kammer eine zum Schließen des zweiten Ventils erforderliche Druckänderung erfolgt, dadurch gekennzeichnet,
daß auf das zweite Ventil (20) sprunghaft sich ändernde Kräfte (30, 32, 38, 74, 76) derart einwirken, daß bei einer vorgegebenen Druckänderung in der Kammer (56) oder in deren Bereich das zweite Ventil schlagartig schließt, um das Absperrventil gegenüber dem Unterdruck abzusperren.Method of controlling a vacuum operated shut-off valve intended for a vacuum sewage system, wherein a first valve (14) is actuated by a dynamic pressure caused by accumulated waste water, a chamber (56) is set in terms of pressure via the first valve, in or adjacent to which a valve piston (24) of a second valve (20), which is possibly acted upon by a spring element (71, 72), is arranged displaceably, - Via the second valve, depending on the pressure prevailing in the chamber, negative pressure reaches the shut-off valve in order to open it, and - If there is no back pressure, the first valve closes and the pressure in the chamber changes to close the second valve, characterized by
that suddenly changing forces (30, 32, 38, 74, 76) act on the second valve (20) in such a way that with a predetermined pressure change in the chamber (56) or in the region thereof, the second valve closes abruptly around the shut-off valve shut off from the negative pressure. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kammer (56) oder deren Bereich zum Öffnen des zweiten Ventils (20) mit Unterdruck beaufschlagt wird, der bei fehlendem auf das erste Ventil (14) einwirkendem Staudruck einstellbar abgebaut wird.Method according to claim 1,
characterized by
that the chamber (56) or its region for opening the second valve (20) is subjected to negative pressure, which is reduced adjustable in the absence of dynamic pressure acting on the first valve (14). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei vorgegebener Druckänderung in der Kammer (56) oder deren Bereich das zweite Ventil (20) schlagartig derart umgeschaltet wird (ZU/AUF bzw. AUF/ZU), daß entweder Unterdruck zu dem Absperrventil gelangt oder zu diesem hin gesperrt wird.The method of claim 1 or 2,
characterized by
that with a predetermined pressure change in the chamber (56) or its area, the second valve (20) is suddenly switched over (CLOSED / OPEN or OPEN / CLOSED) such that negative pressure either reaches the shut-off valve or is blocked towards it. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das zweite Ventil (20) in seiner Unterdruck zu dem Absperrventil sperrenden Stellung von einer Kraft gehalten wird, die bei Vorhandensein eines Staudrucks nur dann überwunden wird, wenn ein zum Absaugen von Abwasser erforderlicher Unterdruck herrscht.Method according to at least one of the preceding claims,
characterized by
that the second valve (20) is held in its negative pressure relative to the shut-off valve blocking position by a force which, in the presence of a dynamic pressure, can only be overcome if there is a negative pressure required for the suction of waste water. Steueranordnung (10) für ein durch Unterdruck betätigbares Absperrventil, bestimmt für ein Unterdruck-Abwassersystem, umfassend ein von einem durch angesammeltes Abwasser hervorgerufenen Staudruck betätigbares erstes Ventil (14), eine über das erste Ventil druckeinstellbare Kammer (56), in der oder angrenzend an dieser ein gegebenenfalls von einem Federelement (71, 72) beaufschlagter Ventilkolben (24) eines zweiten Ventils (20) verschiebbar angeordnet ist, über das in Abhängigkeit von dem in der Kammer herrschenden Druck an das Absperrventil zu dessen Öffnen ein Unterdruck gelangt, wobei bei fehlendem Staudruck das erste Ventil schließt und in der Kammer eine zum Schließen des zweiten Ventils erforderliche Druckänderung erfolgt,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf das zweite Ventil (20) derart sprunghraft sich ändernde Kräfte (30, 32, 38) einwirken, daß bei einer vorgegebenen Druckänderung in der Kammer oder in deren Bereich das zweite Ventil schlagartig die Verbindung zu dem Absperrventil schließt.Control arrangement (10) for a vacuum-operated shut-off valve, intended for a vacuum-waste water system, comprising a first valve (14) which can be actuated by a back pressure caused by accumulated waste water, a chamber (56) which can be pressure-adjusted via the first valve, in or adjacent to a valve piston (24) of a second valve (20), which is optionally acted upon by a spring element (71, 72), is displaceably arranged, via which, depending on the pressure prevailing in the chamber, a negative pressure is applied to the shut-off valve to open it Dynamic pressure closes the first valve and there is a pressure change in the chamber required to close the second valve,
characterized by
that forces (30, 32, 38) which act in such a sudden manner act on the second valve (20) in such a way that with a predetermined pressure change in the chamber or in its region the second valve suddenly closes the connection to the shut-off valve. Steueranordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf das zweite Ventil (20) zumindest ein Begrenzer (30, 32) oder Halteelement (74, 76) derart einwirkt, daß ein Öffnen des zweiten Ventils nur bei einem ein Fördern des Abwassers durch das Absperrventil ermöglichenden Unterdruck erfolgt.Control arrangement according to at least one of the preceding claims,
characterized by
that at least one limiter (30, 32) or holding element (74, 76) acts on the second valve (20) in such a way that the second valve is opened only when the underpressure enables the waste water to be conveyed through the shut-off valve. Steueranordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das den Ventilkolben (24) des zweiten Ventils (20) beaufschlagende Federelement (71) in der druckeinstellbaren Kammer (56) oder deren Bereich angeordnet ist.Control arrangement according to at least one of the preceding claims,
characterized by
that the spring element (71) acting on the valve piston (24) of the second valve (20) is arranged in the pressure-adjustable chamber (56) or its region. Steueranordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der innerhalb der Kammer (56) verschiebbare Ventilkolben (24, 70) des zweiten Ventils (20) von einer Membran (72) gehalten ist, die ihrerseits gegenüber dem Bereich der Kammer abgedichtet ist, in dem die notwendige Druckänderung zum schlagartigen Umschalten des zweiten Ventils erfolgt.Control arrangement according to at least one of the preceding claims,
characterized by
that the valve piston (24, 70) of the second valve (20), which is displaceable within the chamber (56), is held by a membrane (72) which in turn is sealed off from the region of the chamber in which the pressure change required for the sudden changeover of the second Valve takes place. Steueranordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das erste und das zweite Ventil (14, 20) in einem vorzugsweise zylindrischen, Anschlüsse (18, 44) für den Staudruck und den Unterdruck sowie einen Anschluß (42) zum Absperrventil aufweisenden Gehäuse (12) angeordnet sind und daß der Ventilkolben (24) des zweiten Ventils (20) in einem ersten Gehäuseabschnitt (28) geführt verschiebbar ist, daß in den, ersten den Ventilkolben (24) axial verschiebbar aufnehmenden Gehäuseabschnitt (28) radial auf den Ventilkolben einwirkende und in diesem bei geschlossenem bzw. geöffneten, Ventil einrastende Elemente (30, 32) als Begrenzer angeordnet sind oder daß die mit dem Ventilkolben (24) des zweiten Ventils (20) verbundene Membran (72) mittels eines Magneten (74) in einer ersten Position gehalten oder bei erfolgter vorgegebener Druckänderung in der Kammer (56) oder deren Bereich schlagartig oder weitgehend schlagartig aus der ersten Position in eine zweite Position oder umgekehrt bewegbar ist, wobei in der ersten Position das zweite Ventil (20) die Unterdruck-Verbindung zu dem Absperrventil absperrt und in der zweiten Position die Unterdruck-Verbindung zu dem Absperrventil freigibt.Control arrangement according to at least one of the preceding claims,
characterized by
that the first and second valves (14, 20) are arranged in a preferably cylindrical housing (12) having connections (18, 44) for the dynamic pressure and negative pressure and a connection (42) to the shut-off valve, and that the valve piston (24 ) of the second valve (20) is displaceably guided in a first housing section (28), that in the first housing section (28), which receives the valve piston (24) axially displaceably, acts radially on the valve piston and in it when the valve is closed or opened latching elements (30, 32) are arranged as limiters or that the membrane (72) connected to the valve piston (24) of the second valve (20) is held in a first position by means of a magnet (74) or when a predetermined pressure change has taken place in the chamber (56) or its region can be moved suddenly or largely suddenly from the first position to a second position or vice versa, in the first position the second V entil (20) shuts off the vacuum connection to the shut-off valve and in the second position releases the vacuum connection to the shut-off valve. Steueranordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Elemente (30, 32) federbeaufschlagte Kugeln sind, die in in dem Ventilkolben (28) entsprechend dem Ventilhub zueinander beabstandeten umlaufenden Ringnuten (34, 36) bei geschlossenem bzw. geöffnetem Ventil einrasten.Control arrangement according to at least one of the preceding claims,
characterized by
that the elements (30, 32) are spring-loaded balls which are arranged in circumferential annular grooves spaced apart from one another in the valve piston (28) in accordance with the valve stroke (34, 36) engage with the valve closed or open. Steueranordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß von dem Anschluß (44) für den Unterdruck eine Steuerleitung (50) zu einem den Ventilkolben (22) des ersten Ventils (14) aufnehmenden und durch dessen Ventilteller absperrbaren zweiten Gehäuseabschnitt (52) führt, wobei vorzugsweise die Steuerleitung (50) zumindest abschnittsweise als im Gehäusemantel verlaufender Kanal ausgebildet ist.Control arrangement according to at least one of the preceding claims,
characterized by
that leads from the connection (44) for the negative pressure to a control line (50) to a valve piston (22) of the first valve (14) receiving and shut off by its valve plate second housing section (52), preferably the control line (50) at least in sections is designed as a channel running in the housing jacket. Steueranordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ventilteller des ersten Ventils (14) in einer zur Kammer (56) hin über ein Rückschlagventil (58) absperrbaren Ventilkammer (54) verschiebbar angeordnet ist.Control arrangement according to at least one of the preceding claims,
characterized by
that the valve disk of the first valve (14) is arranged displaceably in a valve chamber (54) which can be shut off towards the chamber (56) via a check valve (58). Steueranordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die eine verbleibende Öffnungszeit des zweiten Ventils (20) bei fehlendem Staudruck auf das erste Ventil (14) vorgebende Druckänderung in der Kammer (56) oder deren Bereich über eine querschnittsveränderbare Öffnung (64) erfolgt, die mit einer vorzugsweise durch einen Filter verschließbare Gehäuseöffnung (68) verbunden ist.Control arrangement according to at least one of the preceding claims,
characterized by
that the remaining opening time of the second valve (20) in the absence of dynamic pressure on the first valve (14) prescribing pressure change in the chamber (56) or its region takes place via an opening (64) which can be changed in cross section and which has a housing opening which can preferably be closed by a filter (68) is connected. Steueranordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gehäuseöffnung (68) mit dem den Ventilkolben (24) des zweiten Ventils (20) aufnehmenden ersten Gehäuseabschnitt (28) in Verbindung steht und bei geschlossener, den Unterdruck zu dem Absperrventil sperrender Stellung des zweiten Ventils über den Gehäuseabschnitt druckmäßig mit dem Absperrventil verbunden ist.Control arrangement according to at least one of the preceding claims,
characterized by
that the housing opening (68) is in communication with the valve piston (24) of the second valve (20) receiving the first housing section (28) and, when the second valve is in the closed position which blocks the vacuum to the shut-off valve, is connected via the housing section in terms of pressure to the shut-off valve is.
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