EP4092206A1 - Hydrant drainage - Google Patents
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- EP4092206A1 EP4092206A1 EP22183936.8A EP22183936A EP4092206A1 EP 4092206 A1 EP4092206 A1 EP 4092206A1 EP 22183936 A EP22183936 A EP 22183936A EP 4092206 A1 EP4092206 A1 EP 4092206A1
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- hydrant
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- riser pipe
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
- E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
- E03B9/00—Methods or installations for drawing-off water
- E03B9/02—Hydrants; Arrangements of valves therein; Keys for hydrants
- E03B9/04—Column hydrants
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
- E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
- E03B9/00—Methods or installations for drawing-off water
- E03B9/02—Hydrants; Arrangements of valves therein; Keys for hydrants
- E03B9/14—Draining devices for hydrants
Definitions
- the present invention relates to a fire hydrant.
- Hydrants are connected to a water distribution system and represent a faucet for drawing water in order to enable the fire brigade, but also public and private users, to draw water from the public water distribution system.
- the network pressure in the water distribution system is typically around 6 to 9 bar.
- hydrants are divided into above ground hydrants and underground hydrants.
- the pillar hydrant is permanently installed above ground and has outlets with standardized couplings.
- the underground hydrant is installed underground and covered by a ground cover from above.
- the underground hydrant is a water extraction point located below ground level, which is closed by the ground cover.
- Hydrants include a riser pipe with an interior and an exterior, the interior opening into the connection for water extraction.
- shut-off element which is arranged in the area of a ground-side inlet pipe. As long as the shut-off element is in the closed position, the interior of the riser pipe is sealed off from the hydrant inlet to protect it against frost.
- a spindle which is arranged essentially axially in the hydrant, is turned manually. By rotating the spindle, this rotation is transferred to a spindle nut, as a result of which the section of the spindle running axially in the hydrant, also known as the valve rod, is guided up and down axially.
- the shut-off device is located below the so-called frost line, so that the water does not freeze. Measures are known in the prior art which, after the closing of the Obturator related to the draining of water from the interior of the riser, so that the interior of the riser is free of water, which could otherwise freeze herein.
- the drainage of water from the interior of the riser is intended to prevent damage to the hydrant caused by freezing water.
- the drainage of the water from the interior of the riser pipe also serves to reduce corrosion inside the hydrant and to prevent nucleation in the stagnant water.
- Slide hydrants are also known in which the shut-off element comprises a slide and sealing surfaces that interact with it, into which the slide is pushed for shutting off.
- the pamphlet U.S. 3,858,599 discloses a hydrant with a drain device for draining water from the riser pipe of the hydrant after the shut-off device is closed.
- the discharge device disclosed comprises a discharge pipe arranged in the riser and above the shut-off element, which, after the shut-off element has been closed, connects the interior of the riser with its outside and opens into a gravel bed. This is intended to allow the water to be drained away with a reduced risk of clogging.
- a hydrant which comprises a riser pipe with an interior and an outside and a shut-off element which is designed to be able to be brought from at least one open position into at least one closed position and vice versa, and the shut-off element in the closed position is designed in such a way that the interior of the riser can be sealed against a hydrant inlet.
- the hydrant also comprises at least one first passage, via which the interior of the riser pipe can be brought into fluid connection with the outside of the hydrant, and a second passage, via which the pressurized hydrant inlet can be brought into fluid connection with the outside of the hydrant, the first and second passage can be brought into operative connection with one another, this operative connection generating a negative pressure by means of water flowing through the second passage, so that water located in the interior of the riser pipe is discharged via the first passage and the riser pipe is thereby drained.
- the hydrant also includes at least one actuator, which is designed to allow water to flow through the first passage and/or second passage for draining the interior of the riser pipe.
- Advantages of the present invention include: The water inside the riser pipe is reliably ejected from the hydrant inlet by the pressurized water using the Venturi principle. As a result, the riser pipe is reliably emptied by means of a strong vacuum.
- the structure is particularly simple and does not require any complex components, so that the drainage of the riser pipe is highly reliable.
- the passages can be closed. This prevents water from flowing back from the ground into the interior of the riser pipe. Thus, the interior of the riser is not contaminated with contaminated water.
- the drainage takes place by means of a strong negative pressure that is generated, so that drainage is possible even if the groundwater level is higher than the water level inside the riser pipe.
- the jet pump is integrated in the hydrant. Thus, no cumbersome and tedious work for laying drainage pipes and possibly other external components must be made. No further attachments are necessary.
- the hydrant's drainage system is particularly easy to operate.
- the drainage system can be retrofitted to many hydrant types. Furthermore, the drainage device can be used with almost all types of shut-off devices. Hydrants already installed in the field can be subsequently expanded with the drainage device of the hydrant according to the invention.
- the dewatering can be accelerated by providing several jet pumps of a dewatering device in the lower area of the riser.
- the jet pumps can be placed at a certain angular distance from each other.
- the drainage can be controlled manually or electrically, e.g. with the help of an actuator.
- the actuator can include an electrically or mechanically controllable valve.
- the passages can thus be opened and closed particularly reliably.
- Drainage can take place by turning a valve rod of the hydrant, which is usually used to open and close the shut-off device, into a predetermined rotational position.
- the Figures 1a-c each show a sectional view of a hydrant 100 in different valve positions according to a first variant of a first example.
- the hydrant 100 includes a riser pipe 102 with an interior 104.
- the riser pipe 102 opens into at least one outlet (not shown) for discharging water.
- the hydrant 100 is open, the water from a hydrant inlet 106 is transferred under pressure into the interior 104 of the riser pipe 102 .
- the hydrant 100 comprises a shut-off element 108, which can be opened from at least one open position (see Figure 1c ) in at least one closed position (see Figure 1b ) And vice versa is designed to be brought.
- the shut-off element 108 is designed to seal off the interior 104 of the riser pipe 102 in a fluid-tight manner from the hydrant inlet 106 .
- the shut-off element 108 comprises a main valve body 110 and at least one component of the hydrant 100 which interacts therewith for shutting off and has a sealing surface.
- the shut-off element 108 is generally a valve with the main valve body 110 which can be brought into contact with sealing surfaces of the hydrant 100 .
- the main valve body 110 is by means of an axially arranged drive device 111, which is designed as a valve rod, for example, can be moved axially in relation to the other interacting components of the shut-off element 108 .
- the main valve body 110 is pushed into the in Figure 1b upper valve position shown, in which the obturator 108 is closed.
- the main valve body 110 In order to open the obturator 108, the main valve body 110 is transferred downwards, as in FIG Figure 1c shown. In this position, the water flows from the hydrant inlet 106 under pressure into the riser pipe 102 via peripheral sections of the main valve body 110 that are exposed at least in sections.
- lateral valve vanes 112', 112" which for the axial guidance of the main valve body 110 in relation to static sections (also referred to as the main valve seat) of the shut-off element 108 are arranged on the main valve body 110 in a circumferentially interrupted manner and in this case at least in open position (see Figure 1c ) can be brought into contact with inner surface sections of the obturator 108 of the hydrant 100 .
- draining a hydrant means that the water in the interior 104 of the riser pipe 102 is discharged to the outside.
- the water is sucked out of the riser pipe 102 by means of a negative pressure, specifically with the aid of the water that is under pressure from the hydrant inlet 106, and discharged or ejected to the outside.
- the first and second passages can be brought into operative connection with one another in such a way that the water located in the interior of the riser pipe is expelled to the outside of the hydrant via the first passage by the energy (pressure) of the water flowing through the second passage.
- the riser pipe is reliably drained without any additional expenditure of energy (e.g. electrically, hydraulically).
- the dewatering is advantageously accomplished only with the aid of the pressure of the medium (water) conveyed in the water distribution system.
- the network pressure in the water distribution system is typically around 6 to 9 bar.
- the hydrant 100 includes a first passage 114', 114", via which a fluid connection between the interior 104 of the riser pipe 102 and the Outside of the hydrant 100 can be made.
- the first passage 114', 114" faces an opening area 115', 115" on the circumference of the main valve body 110 when the shut-off element 108 is in the drainage position, with a fluid connection again being established via the opening area 115', 115" with the interior 104 of the riser pipe 102.
- the first passage 114', 114'' is sealed off by peripheral sections or the wall of the main valve body 110.
- the first passage 114', 114'' can be sealed off by the wall or sealing surfaces of the valve wings 112', 112'' in the closed position of the hydrant 100.
- the valve vanes 112', 112" are also designed to close or open at least the first passage 114', 114" by means of their sealing surface.
- the first passage 114', 114" is only in the in Figure 1a drainage position shown via the opening area 115 ', 115 "with the interior 104 in connection.
- a second passage 116', 116" with the hydrant inlet 106 in fluid connection is available at the same time, also only in the in Figure 1a shown drainage position, a second passage 116', 116" with the hydrant inlet 106 in fluid connection.
- the second passage 116', 116" leads to the outside.
- the shut-off element 108 when the shut-off element 108 is in the drainage position, the pressurized water can be expelled from the hydrant inlet 106 via the second passage 116', 116" to the outside of the hydrant 100.
- the first passage 114', 114" opens into one of the second Passage 116', 116 "connected section.
- the jet pump 113′, 113′′ includes a vacuum chamber 118′, 118′′ which is connected to the second passage 116', 116" and leads to the outside.
- the negative pressure chamber 118', 118" can be subjected to negative pressure by the water flowing out of the hydrant inlet 106 via the second passage 116', 116" under pressure (jet pump principle or venturi Principle).
- the negative pressure chamber 118', 118" to which negative pressure is applied is in turn fluidly connected to the interior 104 of the riser pipe 102 via the first passage 114', 114". The water is thus reliably sucked out of the inner space 104 of the riser pipe 102 by means of the generated negative pressure and discharged to the outside.
- valve leaves 112', 112" are thereto designed to close or open at least the first passage 114', 114" and the second passage 116', 116" by means of its sealing surface.
- a jet of water flows under full line pressure from the hydrant inlet 106 via the second passage 116', 116" into the vacuum space 118', 118".
- the vacuum space 118', 118" has a larger diameter than the second passage 116',116".
- a mixing of the media occurs between the fast-flowing water jet and the surrounding water from the riser pipe 102, as a result of which kinetic energy is transferred from the water jet from the hydrant inlet 106 to the surrounding water from the riser pipe 102 and thus a conveying mechanism
- the ejection of the medium creates a negative pressure in the negative pressure space 118', 118", as a result of which the water to be conveyed from the riser pipe 102 flows through the vacuum connection.
- the water from the interior 104 of the riser pipe 102 is ejected to the outside by the pressurized water from the hydrant inlet 106 via the jet pump principle or Venturi principle.
- the first variant of the first example shown shows two jet pumps 113′, 113′′.
- the time for removing the water from the riser pipe 102 is almost halved in relation to an example in which only one jet pump is provided.
- only a jet pump may be provided on the hydrant 100 .
- three or more jet pumps can also be provided on the hydrant 100 (not shown).
- the hydrant 100 in the in Figure 1a shown drainage position, the hydrant 100 is closed, which means that the direct fluid connection between the hydrant inlet 106 and the interior 104 of the riser pipe 102 is blocked.
- the main valve body 110 is moved axially downwards by means of the drive device 111 (valve rod).
- the drive device 111 valve rod
- the first passage 114′, 114′′ is sealed off in a fluid-tight manner from the interior 104 of the riser pipe 102 by peripheral sections of the valve vanes 112′, 112′′.
- the second passage 116′, 116′′ is sealed off in a fluid-tight manner from the hydrant inlet 106 by peripheral sections of the main valve body 110.
- the hydrant 100 is advantageously transferred from the drainage position to the closed valve position or closed position of the shut-off element 108 after the riser pipe 102 has been drained.
- the shut-off element 108 comprises a hydrant main valve, which is formed here by sections of the hydrant 100 itself (also referred to as the main valve seat or sealing surfaces of the hydrant) and the main valve body 110 . Said portions of the hydrant 100 may at least be associated with: first passage 114',114", second passage 116',116", jet pump 113',113", vacuum space 118',118", but not limited thereto.
- the jet pump 113′, 113′′ is designed to pump the water out of the interior 104 of the riser pipe 102 by means of direct impact discharge the water supplied to the hydrant inlet 106 to the outside.
- an actuator is provided which establishes a fluid connection between the interior 104 of the riser pipe 102 and the outside of the hydrant 100 and also between the hydrant inlet 106 and the outside of the hydrant 100 only in the drainage position.
- this actuator is included in the shut-off element 108 or main valve body 110 and the hydrant 100 itself. No further components are therefore necessary for opening and closing and the design has proven to be particularly simple and reliable. In addition, costs are saved.
- the jet pump 113′, 113′′ is designed to discharge the water from the interior 104 of the riser pipe 102 to the outside by means of direct action by the water supplied from the hydrant inlet 106.
- the riser pipe 102 of the hydrant 100 described in the example described may comprise a ventilation opening (not shown), by means of which a pressure difference between the interior 104 of the riser pipe 102 and the outside of the hydrant 100 during drainage of the riser pipe 102 is compensated. This prevents a negative pressure from developing in the interior 104 of the riser pipe 102 , which counteracts the ejection of the water to the outside of the hydrant 100 .
- the hydrant can include an indication device (not shown) by means of which the operator receives information about the water level in the interior 104 of the riser pipe 102 .
- the notification device can be operatively connected to the ventilation opening and can comprise at least one vibrating body which generates an audible vibration when air flows over and/or through it.
- a negative pressure is generated, which is compensated for by the ventilation opening. Air thus flows from outside into the interior space 104 of the riser pipe 102 .
- the negative pressure is generally created in the drainage position of the hydrant 100 . In the drainage position of the hydrant 100, the negative pressure can also be generated if the Riser 102 is already drained. The air flow can excite the vibrating body included in the indicator device to vibrate audibly.
- figure 2 shows a sectional view of the hydrant 100 in a second variant of the first example. Components that are the same or have the same effect in relation to the first variant of the first example are identified by the same reference symbols.
- the hydrant 100 shown also includes the first passage 114, the second passage 116 and the jet pump 113 with the vacuum chamber 118.
- the second variant differs from the first variant with regard to the design of the actuator. Furthermore, only one jet pump 113 is shown here.
- the actuator includes electrically controllable valves 120', 120", which release or block a fluid connection between the interior 104 of the riser pipe 102 and the jet pump 113 and a fluid connection between the hydrant inlet 106 and the jet pump 113.
- the first electrically controllable valve 120' releases or blocks a fluid connection between the riser pipe 102 and the jet pump 113.
- the second electrically controllable valve 120" is designed to release or block a fluid connection between the hydrant inlet 106 and the jet pump 113 .
- Both electrically controllable valves 120', 120" can be controlled via an electric control unit 122.
- the electrically controllable valves 120', 120" are each connected to the electric control unit 122 via a signal connection 124', 124".
- the signal connection 124', 124" can be an electrical signal line (cable) or a radio link (wireless link).
- valve position shown is that the hydrant 100 is closed by the main valve body 110, which means that no water is transferred from the hydrant inlet 106 upwards into the riser pipe 102.
- the two electrically controllable valves 120′, 120′′ can be controlled to open by means of the control unit 122 until the riser pipe 102 is drained (drainage position). After the riser pipe 102 has been drained, the two electrically controllable valves 120′ are opened. "120" closed.
- the control unit 122 can be controlled via the drive device 111 (valve rod) to open the two electrically controllable valves 120', 120'' or via a separate operation, for example a push button or a cable pull.
- the control unit 122 switches the two electrically controllable valves 120', 120" to their closed position as soon as the riser pipe 102 has been drained.
- the two electrically controllable valves 120', 120" can essentially simultaneously switch to the Opening and closing can be controlled.
- the first passage 114 is advantageously blocked first and then the second passage 116 is blocked.
- first the first valve 120' is actuated to close and then the second valve 120'' is actuated to close.
- a backflow of water in the direction of the interior space 104 of the riser pipe 102 can thus be prevented.
- the switchover can be controlled via a timer , which can be included, for example, in the control unit 122.
- control unit 122 can control the two electrically controllable valves 120', 120" to close as soon as a float (not shown), which serves as a sensor, an emptied State of the riser 102 is detected.
- a sensor 126 can be fitted in or on the first passage 114, which can establish the fluid connection between the interior space 104 of the riser pipe 102 and the jet pump 113, which sensor transmits information about the pumped water to the control unit 122.
- the sensor 126 is connected to the control unit 122 via a signal connection 128 .
- the signal connection 128 can be an electrical signal line or a radio connection.
- the Control unit 122 based on this detected condition, block the two electrically controllable valves 120', 120".
- only one electrically controllable valve can be provided, which opens or blocks the two passages 114, 116 simultaneously or briefly one after the other.
- this valve can also be arranged in the main valve and close or release at least one corresponding bore in the main valve.
- at least one mechanically controllable valve (not shown) can also be provided.
- the shut-off element 108 includes a hydrant main valve, which is formed here by sections of the hydrant 100 itself (sealing surfaces thereof) and the main valve body 110.
- figure 3 shows a sectional view of the hydrant 100 in a third variant of the first example. Components that are the same or have the same effect in relation to the first and/or second variant of the first example are identified by the same reference symbols.
- the hydrant 100 shown also includes the first passage 114 and the second passage 116, which can be brought into operative connection with one another here by means of a mechanical pump 130 in such a way that the water from the interior 104 of the riser pipe 102 is indirectly acted upon by the water supplied from the hydrant inlet 106 is discharged to the outside.
- the pump 130 shown is designed as a radial centrifugal pump. However, the pump 130 can also be designed as an axial or diagonal centrifugal pump (not shown).
- the mechanical pump 130 may be a piston pump, a diaphragm pump, or any type of positive displacement pump.
- a turbine wheel 132 contained in the centrifugal pump 130 is acted upon by the water flowing under pressure from the hydrant inlet 106 and is rotated.
- a shaft 134 axially connected to the turbine wheel 132 protrudes into a vacuum chamber of the centrifugal pump 130 and lets it out Water flowing into the riser 102 through the first passage 114 will flow radially outward by centrifugal force.
- the water flows into an annular space 136 and is ejected to the outside via this.
- the first 114 and second 116 passage are opened and closed via a schematically illustrated slide device 138 (valve device). In the variant shown, the first 114 and second 116 passage are blocked by the sliding device 138 . By moving the slider 138 upwards, the first 114 and second 116 passages are opened. Alternatively, the first 114 and second 116 passages may be opened and closed via electric valves (not shown).
- Figures 4a-c each show a sectional view of a hydrant 200 in different valve positions according to a first variant of a second example.
- Figure 4b shows the hydrant 200 with a closed shut-off element 208. In this position, a hydrant inlet 206 and an interior space 204 of a riser pipe 202 are sealed off from one another in a fluid-tight manner by a main valve body 210 of the shut-off element 208.
- the main valve seat of the hydrant 200 is designed as a changeover valve seat 222 that can be inserted into and removed from the hydrant 200 .
- the main valve body 210 can be transferred from at least one open position to at least one closed position and vice versa by means of a drive device 211 relative to the changeover valve seat 222 .
- the drive device 211 is designed as an axially movable valve rod.
- the shuttle valve seat 222 is at a portion thereof (in Figs Figures 4a-c on the right side of the shuttle valve seat 222) is provided with a first opening 224, one end of which opens into a passage space 226.
- the passage space 226 is formed annularly around the changeover valve seat 222 and is closed off on the outside by material sections of the hydrant 200 .
- an opening area 227 of the main valve body 210 rests against an end of the first opening 224 opposite the passage space 226 .
- the opening area 227 of the main valve body 210 is in turn fluidly connected to the inner space 204 of the riser pipe 202 .
- the valve vane 212" is provided internally with a valve vane inner line (not shown) via which the opening area 227 can be brought into fluid communication with the inner space 204 of the riser pipe 202.
- the water in the riser pipe 202 flows through the first opening 224 into the through-conduction space 226.
- the interior space 204 of the riser pipe 202 is connected to the through-conduction space via the first opening 224 226 in fluid communication.
- the changeover valve seat 222 is ring-shaped and comprises at least two grooves made circumferentially on the outer surface, each for receiving a ring-shaped seal 228', 228", which seal the interior space 204 of the riser pipe 202, the passage space 226 and the hydrant inlet 206 from one another Alternating valve seat 222 also includes a second passage 216, via which the hydrant inlet 206 (in the Figure 4a drainage position shown) can be brought into fluid connection with the passage space 226 . Further, the second passage 216 is axially aligned across the passage space 226 to a first passage 214 which includes a vacuum space 218 . The second port 216 is in fluid communication with the outside of the hydrant 200 via the first port 214 .
- the first passage 214 and the second passage 216 each have a cylindrical cross section.
- the second passage 216 has a smaller diameter in relation to the first passage 214 .
- the first passage 214 has a circular cross section with a variable diameter in the longitudinal direction.
- the diameter in a first section of the first passage 214 tapers in the direction of flow and widens from a second section with a minimum diameter into a third section to the outside.
- the first passage 214 comprises a nozzle insertable in the hydrant body, in particular a venturi nozzle.
- the venturi nozzle may be trumpet-like.
- the first passage 214 therefore has a narrowed section which forms the vacuum space 218, within which the flow rate of the water is increased in relation to the other sections of the first passage 214, since the flow rate is inversely proportional to the pipe cross section.
- the increase in the flow rate of the water is accompanied by a drop in pressure. Due to the resulting pressure drop in the section of the first passage 214 with a minimal cross-section, ie the negative pressure space 218, the water is sucked out of the passage space 226 by means of negative pressure and ejected or discharged to the outside of the hydrant 200.
- the first passage 214 may have a cylindrical cross-section that is unchanged along its length. It proves to be advantageous if the ratio between the inside diameter of the first passage 214 (or between a minimum inside diameter thereof) and a minimum inside diameter of the second passage 216 is equal to 2:1 to 15:1, in particular 3:1 to 4:1 . In one embodiment, the minimum inner diameter of the first aperture 214 is preferably 8 mm to 19 mm and the minimum inner diameter of the second aperture 216 is preferably 2 mm to 2.5 mm.
- the first opening 224 is sealed at the upstream end by a sealing peripheral portion (sealing surface) of the main valve body 210 .
- the second passage 216 is sealed by a sealing peripheral portion (sealing surface) of the main valve body 210 so that the second passage 216 is sealed from the hydrant inlet 206 .
- the hydrant inlet 206 is also sealed off from the interior space 204 of the riser pipe 202 .
- the main valve body 210 In order to draw the water from the hydrant 200 starting from the closed position, the main valve body 210 is moved downwards via the drive device 211 until the water in the hydrant inlet 206 is pressurized by an opening Annular gap between the top of the main valve body 210 and the bottom of the changeover valve seat 222 flows upwards, i.e. up into the interior 204 of the riser pipe 202. After the water has been removed, the main valve body 210 is moved from the in Figure 4c valve position shown in the in Figure 4a shown drainage position transferred to eject the water that has accumulated in the riser pipe 202 to the outside of the hydrant 200.
- Figures 5a-c show a sectional view of the hydrant 200 in different valve positions according to a second variant of the second example.
- This second variant differs from the one in Figures 4a-c shown first variant is that the lower peripheral portion of the main valve body 210 in the closed position ( Figure 5a ) always rests sealingly on the inner circumference of the changeover valve seat 222.
- no water can flow from the hydrant inlet 206 via a directly vertically aligned recess on the main valve body 210 into the second passage 216 in the second variant of the second example, regardless of the valve position.
- the main valve body 210 is provided with a main valve body inner line (not shown) which establishes fluid communication between the hydrant inlet 206 and the inlet of the second passage 216 once the main valve body 210 is in the position shown in FIG Figure 5b shown drainage position.
- a connection of the main valve body inner line overlaps with the entrance of the second passage 216, as shown in FIG Figure 5b shown.
- the main valve body inner duct may be a recess at a peripheral portion of the main valve body 210 . In this case, this recess is not aligned directly vertically (not axially).
- the pressurized water from the hydrant inlet 206 only flows in this drainage position via the main valve body inner line into the second passage 216 and from there into the annular passage space 226 and further into the first passage 214.
- the passage space 226 is above the first opening 224 and a vane inner line (not shown) in fluid communication with the interior 204 of the riser 202 .
- the hydrant 200 starting from the in Figure 5c shown representation of the hydrant 200 in the open position (open shut-off element 208), by moving the main valve body 210 upwards directly into the drainage position, as in Figure 5b shown. After the riser pipe 202 has been drained, the main valve body 210 is then also directly moved further upwards in order finally to assume the closed position, as in FIG Figure 5a shown. It is thus advantageously possible to move the hydrant 200 from the open position ( Figure 5c ) via the drainage position ( Figure 5b ) to the closed position ( Figure 5a ) and vice versa.
- Figures 6a-c show a sectional view of the hydrant 200 in different valve positions according to a third variant of the second example.
- Figure 6d shows an enlargement of an in Figure 6c marked section X.
- the main valve body 210 is at least in the drainage position ( Figures 6c,d ) by means of an adjusting device 211 in relation to the fixed changeover valve seat 222.
- the shut-off element 208 is designed to allow water to flow through the first passage 214 and the second passage 216 by the main valve body 210, starting from the closed position of the hydrant 200 ( Figure 6b ), in relation to shuttle valve seat 222 ( Figures 6c,d ).
- the main valve body 210 To drain the hydrant 200, the main valve body 210 - from the closed position ( Figure 6b ) outgoing - reversed by means of the adjusting device 211 in relation to the changeover valve seat 222.
- the adjustment device 211 is formed by the aforementioned drive device or valve rod.
- the main valve body 210 is reversed by means of the adjusting device 211, by means of which the main valve body 210 is also moved up and down.
- other components can be adopted as the adjustment device for reversing the main valve body 210 .
- passage sections of the main valve body 210 overlap with both the first opening 224', 224" and the second passage 216.
- the aforementioned passage sections can, for example, be one or more recesses let into the main valve body 210, through which the pressurized water in the hydrant inlet 206 flows into the second passage 216 and through which the water flows out of the riser pipe 202 into the first opening 224', 224''.
- valve vanes 212', 212" move out of the sealing contact with the first opening 224', 224" (as is particularly clear in Fig Figure 6d can be seen), so that the water can flow out of the interior 204 of the riser pipe 202 through the first opening 224', 224" into the annular passage space 226.
- the water is then pressurized by means of the jet pump effect explained above from the hydrant inlet 206 reliably discharged to the outside of the water that shoots in.
- the main valve body 210 is simply turned back again in order to release the in Figure 6b assume the closed position shown.
- a particular advantage of this embodiment is that the main valve body 210 does not require any further axial height adjustment in order to be brought into the position for draining.
- the operator can slide the main valve body 210 between two maximum valve positions, namely a fully open position (see Fig Figure 6a ) and a fully closed position (see Figure 6b ).
- a fully open position see Fig Figure 6a
- a fully closed position see Figure 6b
- no further height adjustment is necessary for drainage, but the main valve body 210 is merely turned at a specific angle in relation to the torsionally rigidly mounted changeover valve seat 222 .
- the shuttle valve seat 222 may be reversed relative to the main valve body 210 which is rigidly mounted.
- the second passage 216 is redirected or offset from the linear (substantially horizontal) course that the section facing the hydrant inlet 206 is redirected downwards (kinked).
- the inputs of the second passage 216 and the first opening 224' facing the hydrant inlet 206 can be spaced apart a little from each other. Due to the increased distance between the two entrances, the in Figure 6d clearly shown sealing of the two inputs against each other improved (enlarged sealing surface).
- FIGS 7a-c show a sectional view of a hydrant 300 according to a third example.
- the hydrant 300 shown is a slide hydrant.
- the shut-off element 308 includes a slide 310 which is pushed in or out via a drive device 311 in the path between the hydrant inlet 306 and the interior 304 of a riser pipe 302 .
- the shut-off element 308 thus includes the slide 310 and the sealing surfaces of the hydrant 300 that interact with it Figure 7a shown slide position of the hydrant 300, the drainage position is shown.
- passages to a jet pump 313 are released or blocked via the shut-off device 308 itself.
- the hydrant 300 is located in the in Figure 7a slide position shown in the drainage position. In this slide position, the direct fluid connection between the hydrant inlet 306 and the interior 304 of the riser pipe 302 is blocked by the slide 310 . At the same time, a fluid connection between the hydrant inlet 306 and the jet pump 313 is released via a second passage 316 . In the example shown, fluid communication is enabled through at least portions of the spool 310 itself. At the same time, a fluid connection between the interior space 304 and the jet pump 313 is released via a first passage 314 that is uninterrupted here throughout.
- the water flowing out of the hydrant inlet 306 via the second passage 316 flows into a vacuum chamber 318 of the jet pump 313 and sucks the water out of the interior 304 of the riser pipe 302 by means of a generated negative pressure via the first passage 314 and discharges it to the outside.
Abstract
Die Erfindung betrifft einen Hydranten (100), welcher ein Steigrohr (102) mit einem Innenraum (104) und einer Aussenseite und ein Absperrorgan (108) umfasst, welches aus zumindest einer Offenstellung in zumindest eine Schliessstellung und umgekehrt bringbar ausgebildet ist. Das Absperrorgan (108) ist in der Schliessstellung ausgebildet, dass der Innenraum (104) des Steigrohrs (102) gegenüber einem Hydranteneinlauf (106) abdichtbar ist. Der Hydrant (100) umfasst wenigstens einen ersten Durchlass (114), über welchen der Innenraum (104) des Steigrohrs (102) mit der Aussenseite des Hydranten (100) in Fluidverbindung bringbar ist, und einen zweiten Durchlass (116), über welchen der unter einem Druck stehende Hydranteneinlauf (106) mit der Aussenseite des Hydranten (100) in Fluidverbindung bringbar ist, wobei der erste (114) und zweite (116) Durchlass miteinander in Wirkverbindung bringbar sind. Diese Wirkverbindung erzeugt mittels durch den zweiten Durchlass (116) strömenden Wassers einen Unterdruck, sodass im Innenraum (104) des Steigrohrs (102) befindliches Wasser über den ersten Durchlass (114) abgeführt und dadurch das Steigrohr (102) entwässert wird, wobei der Hydrant (100) ferner mindestens ein Stellglied umfasst, welches dazu ausgebildet ist, ein Durchströmen von Wasser durch den ersten Durchlass (114) und/oder zweiten Durchlass (116) zum Entwässern des Innenraums (104) des Steigrohrs (102) freizugeben..The invention relates to a hydrant (100) which comprises a riser pipe (102) with an interior (104) and an outside and a shut-off element (108) which can be brought from at least one open position into at least one closed position and vice versa. In the closed position, the shut-off device (108) is designed such that the interior (104) of the riser pipe (102) can be sealed off from a hydrant inlet (106). The hydrant (100) comprises at least a first passage (114) via which the interior (104) of the riser pipe (102) can be brought into fluid connection with the outside of the hydrant (100), and a second passage (116) via which the the pressurized hydrant inlet (106) being fluidly connectable to the exterior of the hydrant (100), the first (114) and second (116) ports being operatively connectable to one another. This active connection creates a negative pressure by means of water flowing through the second passage (116), so that the water in the interior (104) of the riser pipe (102) is discharged via the first passage (114) and the riser pipe (102) is thereby drained, with the hydrant (100) further comprises at least one actuator which is designed to enable water to flow through the first passage (114) and/or second passage (116) for draining the interior (104) of the riser pipe (102).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hydranten. Hydranten sind mit einem Wasserverteilungssystem verbunden und stellen eine Armatur zur Entnahme von Wasser dar, um der Feuerwehr aber auch öffentlichen und privaten Nutzern die Wasserentnahme aus dem öffentlichen Wasserverteilungssystem zu ermöglichen. Der Netzdruck im Wasserverteilungssystem beträgt typischerweise ca. 6 bis 9 bar. Allgemein werden Hydranten unterschieden zwischen Überflurhydrant und Unterflurhydrant. Der Überflurhydrant ist oberirdisch fest installiert und hat Auslässe mit genormten Kupplungen. Der Unterflurhydrant ist unterirdisch installiert und durch eine Bodenabdeckung von oberhalb verdeckt. Somit ist der Unterflurhydrant eine unter dem Niveau des Bodens gelegene Wasserentnahmestelle, die durch die Bodenabdeckung verschlossen ist. Hydranten umfassen ein Steigrohr mit einem Innenraum und einer Aussenseite, wobei der Innenraum in den Anschluss zur Wasserentnahme mündet. Zum Öffnen und Schliessen von Hydranten sind diese mit einem Absperrorgan ausgerüstet, welches im Bereich eines bodenseitigen Einlaufrohres angeordnet ist. Solange sich das Absperrorgan in der Schliessstellung befindet, wird der Innenraum des Steigrohrs gegenüber dem Hydranteneinlauf frostsicher abgedichtet.The present invention relates to a fire hydrant. Hydrants are connected to a water distribution system and represent a faucet for drawing water in order to enable the fire brigade, but also public and private users, to draw water from the public water distribution system. The network pressure in the water distribution system is typically around 6 to 9 bar. In general, hydrants are divided into above ground hydrants and underground hydrants. The pillar hydrant is permanently installed above ground and has outlets with standardized couplings. The underground hydrant is installed underground and covered by a ground cover from above. Thus, the underground hydrant is a water extraction point located below ground level, which is closed by the ground cover. Hydrants include a riser pipe with an interior and an exterior, the interior opening into the connection for water extraction. To open and close hydrants, they are equipped with a shut-off element, which is arranged in the area of a ground-side inlet pipe. As long as the shut-off element is in the closed position, the interior of the riser pipe is sealed off from the hydrant inlet to protect it against frost.
Zum Öffnen oder Schliessen des Absperrorgans wird eine Spindel, welche im Wesentlichen axial im Hydranten angeordnet ist, manuell umdreht. Durch Umdrehen der Spindel wird diese Umdrehung an eine Spindelmutter überführt, wodurch der axial im Hydranten verlaufende Abschnitt der Spindel, auch Ventilstange genannt, axial hoch und runter geführt wird. Das Absperrorgan ist unterhalb der sogenannten Frostgrenze angeordnet, sodass es zu keinem Einfrieren des Wassers kommt. Es sind im Stand der Technik Massnahmen bekannt, die, nach dem Schliessen des Absperrorgans, das Ableiten von Wasser aus dem Innenraum des Steigrohrs betreffen, damit der Innenraum des Steigrohrs frei von Wasser ist, welches ansonsten hierin gefrieren könnte. Das Ableiten von Wasser aus dem Innenraum des Steigrohrs soll durch gefrierendes Wasser verursachende Beschädigungen des Hydranten verhindern. Ebenso dient das Ableiten des Wassers aus dem Innenraum des Steigrohrs zur Reduktion von Korrosion im Inneren des Hydranten sowie zur Verhinderung von Keimbildung im abgestandenen Wasser. Es sind ebenso Schieberhydranten bekannt, bei welchen das Absperrorgan einen Schieber und hiermit zusammenwirkende Abdichtflächen umfasst, in welche der Schieber zum Absperren hineingeschoben wird.To open or close the shut-off element, a spindle, which is arranged essentially axially in the hydrant, is turned manually. By rotating the spindle, this rotation is transferred to a spindle nut, as a result of which the section of the spindle running axially in the hydrant, also known as the valve rod, is guided up and down axially. The shut-off device is located below the so-called frost line, so that the water does not freeze. Measures are known in the prior art which, after the closing of the Obturator related to the draining of water from the interior of the riser, so that the interior of the riser is free of water, which could otherwise freeze herein. The drainage of water from the interior of the riser is intended to prevent damage to the hydrant caused by freezing water. The drainage of the water from the interior of the riser pipe also serves to reduce corrosion inside the hydrant and to prevent nucleation in the stagnant water. Slide hydrants are also known in which the shut-off element comprises a slide and sealing surfaces that interact with it, into which the slide is pushed for shutting off.
Die Druckschrift
Es besteht im Stand der Technik ein Problem darin, dass Entwässerungseinrichtungen zum Entwässern des Steigrohr-Innenraums verstopfen können und somit nur eine ungenügende Entwässerung stattfindet. Die Verstopfungen können aufgrund von einer Verstopfung der Mündungsstelle von jeweiligen Entwässerungsrohren herrühren, beispielsweise indem das Erdreich im Abschnitt der Mündungsstelle des Entwässerungsrohrs verdichtet wird. Ebenso besteht eine Gefahr darin, dass das Entwässerungsrohr ganz oder zumindest teilweise zufriert, falls es z.B. nicht ordnungsgemäss unterhalb der Frostgrenze verlegt ist. Es ist ebenso nachteilhafterweise nicht immer sichergestellt, dass das Erdreich im Bereich des Steigrohrs des Hydranten eine erforderliche Durchlässigkeit aufweist, um die benötigte Wassermenge zuverlässig aus dem Steigrohr abzuleiten. Im Stand der Technik fliesst das Wasser lediglich durch den Druck der Wassersäule im Innenraum des Steigrohrs aus diesem heraus. Ein weiteres Problem im Stand der Technik besteht darin, dass bei einem hohen Grundwasserpegel ein ungewollter Rücklauf von Wasser aus dem Boden in das Innere des Steigrohrs stattfindet und das Steigrohr hierdurch mit unreinem Wasser gefüllt wird. Ein hoher Grundwasserpegel ist u.a. in Seenähe, Flussnähe oder allgemein in der Nähe eines Gewässers anzutreffen. Der Grundwasserpegel kann zum Beispiel hervorgerufen durch starke Regenfälle ansteigen. Neben der zuvor genannten Gefahr des Gefrierens von Wasser besteht somit eine weitere Gefahr einer Keimbildung im Inneren des Hydranten. Hierdurch können Keime mit Frischwasser aus dem Wasserverteilungsnetz in Berührung kommen. Beim Gebrauch des Hydranten wird somit keimbelastetes Wasser ausgestossen, welches zur Gesundheitsgefährdung von Mensch und Tier führen kann. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Hydranten vorzuschlagen, dessen Steigrohr zuverlässig entwässert werden kann.There is a problem in the prior art that drainage devices for draining the interior space of the riser can become clogged and therefore only insufficient drainage takes place. The blockages can result from a blockage of the mouth of respective drainage pipes, for example by compacting the soil in the portion of the mouth of the drainage pipe. There is also a risk that the drainage pipe will completely or at least partially freeze over if, for example, it is not laid properly below the frost line. It is also disadvantageous that it is not always ensured that the soil in the area of the riser pipe of the hydrant has the required permeability in order to reliably drain the required amount of water out of the riser pipe. In the prior art, the water only flows out of the riser pipe as a result of the pressure of the water column in the interior of the riser pipe. Another problem in the prior art is that with a high groundwater level, an unwanted return of water from the Soil takes place in the interior of the riser and the riser is thereby filled with impure water. A high groundwater level can be found near a lake, near a river or generally near a body of water. The groundwater level can, for example, rise due to heavy rainfall. In addition to the previously mentioned risk of water freezing, there is a further risk of nucleation inside the hydrant. As a result, germs can come into contact with fresh water from the water distribution network. When using the hydrant, water contaminated with germs is discharged, which can endanger the health of humans and animals. It is therefore the object of the present invention to propose a hydrant whose riser pipe can be reliably drained.
Diese Aufgabe wird durch einen Hydranten gemäss dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved by a hydrant according to independent claim 1. Further advantageous features emerge from the dependent claims.
Erfindungsgemäss wird die vorgenannte Aufgabe gelöst durch einen Hydranten, welcher ein Steigrohr mit einem Innenraum und einer Aussenseite und ein Absperrorgan umfasst, welches aus zumindest einer Offenstellung in zumindest eine Schliessstellung und umgekehrt bringbar ausgebildet ist, und wobei das Absperrorgan in der Schliessstellung derart ausgebildet ist, dass der Innenraum des Steigrohrs gegenüber einem Hydranteneinlauf abdichtbar ist. Der Hydrant umfasst ferner wenigstens einen ersten Durchlass, über welchen der Innenraum des Steigrohrs mit der Aussenseite des Hydranten in Fluidverbindung bringbar ist, und einen zweiten Durchlass, über welchen der unter einem Druck stehende Hydranteneinlauf mit der Aussenseite des Hydranten in Fluidverbindung bringbar ist, wobei der erste und zweite Durchlass miteinander in Wirkverbindung bringbar sind, wobei diese Wirkverbindung mittels durch den zweiten Durchlass strömenden Wassers einen Unterdruck erzeugt, sodass im Innenraum des Steigrohrs befindliches Wasser über den ersten Durchlass abgeführt und dadurch das Steigrohr entwässert wird. Der Hydrant umfasst ferner mindestens ein Stellglied, welches dazu ausgebildet ist, ein Durchströmen von Wasser durch den ersten Durchlass und/oder zweiten Durchlass zum Entwässern des Innenraums von dem Steigrohr freizugeben.According to the invention, the aforementioned object is achieved by a hydrant which comprises a riser pipe with an interior and an outside and a shut-off element which is designed to be able to be brought from at least one open position into at least one closed position and vice versa, and the shut-off element in the closed position is designed in such a way that the interior of the riser can be sealed against a hydrant inlet. The hydrant also comprises at least one first passage, via which the interior of the riser pipe can be brought into fluid connection with the outside of the hydrant, and a second passage, via which the pressurized hydrant inlet can be brought into fluid connection with the outside of the hydrant, the first and second passage can be brought into operative connection with one another, this operative connection generating a negative pressure by means of water flowing through the second passage, so that water located in the interior of the riser pipe is discharged via the first passage and the riser pipe is thereby drained. The hydrant also includes at least one actuator, which is designed to allow water to flow through the first passage and/or second passage for draining the interior of the riser pipe.
Vorteile der vorliegenden Erfindung umfassen:
Das Wasser im Inneren des Steigrohrs wird mittels des Venturi-Prinzips durch das mit Druck beaufschlagte Wasser aus dem Hydranteneinlauf zuverlässig ausgestossen. Hierdurch wird das Steigrohr mittels starkem Unterdruck zuverlässig entleert.Advantages of the present invention include:
The water inside the riser pipe is reliably ejected from the hydrant inlet by the pressurized water using the Venturi principle. As a result, the riser pipe is reliably emptied by means of a strong vacuum.
Der Aufbau ist besonders einfach und kommt ohne komplexe Bauteile aus, sodass eine hohe Zuverlässigkeit der Entwässerung des Steigrohrs gegeben ist.The structure is particularly simple and does not require any complex components, so that the drainage of the riser pipe is highly reliable.
Die Entwässerung des Wassers aus dem Inneren des Steigrohrs findet besonders schnell statt.The drainage of the water from the inside of the riser pipe takes place particularly quickly.
Nach der Entwässerung des Steigrohrs sind die Durchlässe verschliessbar. Hierdurch wird ein Rücklauf von Wasser aus dem Erdreich in den Innenraum des Steigrohrs verhindert. Somit wird der Innenraum des Steigrohrs nicht mit verunreinigtem Wasser kontaminiert.After the riser pipe has been drained, the passages can be closed. This prevents water from flowing back from the ground into the interior of the riser pipe. Thus, the interior of the riser is not contaminated with contaminated water.
Die Entwässerung erfolgt mittels einem erzeugten starken Unterdruck, sodass die Entwässerung sogar dann ermöglicht ist, wenn der Grundwasserpegel höher steht als der Wasserpegel im Innenraum des Steigrohrs.The drainage takes place by means of a strong negative pressure that is generated, so that drainage is possible even if the groundwater level is higher than the water level inside the riser pipe.
Die Strahlpumpe ist im Hydranten integriert. Somit müssen keine umständlichen und langwierigen Arbeiten zum Verlegen von Entwässerungsrohren und möglicherweise weiteren externen Bauteilen vorgenommen werden. Es sind keine weiteren Anbauten notwendig.The jet pump is integrated in the hydrant. Thus, no cumbersome and tedious work for laying drainage pipes and possibly other external components must be made. No further attachments are necessary.
Die Entwässerungseinrichtung des Hydranten ist besonders einfach in der Bedienung.The hydrant's drainage system is particularly easy to operate.
Die Entwässerungseinrichtung kann bei vielen Hydrantentypen nachträglich nachgerüstet werden. Ferner kann die Entwässerungseinrichtung bei nahezu allen Typen von Absperrorganen verwendet werden. Bereits im Feld installierte Hydranten können mit der Entwässerungseinrichtung des erfindungsgemässen Hydranten nachträglich erweitert werden.The drainage system can be retrofitted to many hydrant types. Furthermore, the drainage device can be used with almost all types of shut-off devices. Hydrants already installed in the field can be subsequently expanded with the drainage device of the hydrant according to the invention.
Die Entwässerung kann beschleunigt werden, indem mehrere Strahlpumpen einer Entwässerungseinrichtung im unteren Bereich des Steigrohrs bereitgestellt werden. Die Strahlpumpen können bei einem bestimmten Winkelabstand voneinander angeordnet werden.The dewatering can be accelerated by providing several jet pumps of a dewatering device in the lower area of the riser. The jet pumps can be placed at a certain angular distance from each other.
Die Entwässerung kann manuell oder elektrisch angesteuert werden, z.B. mit Hilfe von einem Stellglied. Das Stellglied kann ein elektrisch oder mechanisch ansteuerbares Ventil umfassen. Somit können die Durchlässe besonders zuverlässig geöffnet und gesperrt werden.The drainage can be controlled manually or electrically, e.g. with the help of an actuator. The actuator can include an electrically or mechanically controllable valve. The passages can thus be opened and closed particularly reliably.
Die Entwässerung kann erfolgen, indem eine Ventilstange des Hydranten, welche üblicherweise zum Öffnen und Schliessen des Absperrorgans dient, in eine vorbestimmte Drehposition gedreht wird.Drainage can take place by turning a valve rod of the hydrant, which is usually used to open and close the shut-off device, into a predetermined rotational position.
Der Hydrant wird anhand von beispielhaften Ausführungsformen und entsprechenden Zeichnungen, die den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränken sollen, näher erläutert. Dabei zeigen:
-
Figuren 1a-c eine Schnittansicht von einem Abschnitt eines Absperrorgans von einem Hydranten in unterschiedlichen Ventilstellungen gemäss einer ersten Variante eines ersten Beispiels; -
Figur 2 eine Schnittansicht von einem Abschnitt eines Absperrorgans von einem Hydranten gemäss einer zweiten Variante des ersten Beispiels; -
Figur 3 eine Schnittansicht von einem Abschnitt eines Absperrorgans von einem Hydranten gemäss einer dritten Variante des ersten Beispiels; -
Figuren 4a-c eine Schnittansicht von einem Abschnitt eines Absperrorgans von einem Hydranten in unterschiedlichen Ventilstellungen gemäss einer ersten Variante eines zweiten Beispiels; -
Figuren 5a-c eine Schnittansicht von einem Abschnitt eines Absperrorgans von einem Hydranten in unterschiedlichen Ventilstellungen gemäss einer zweiten Variante des zweiten Beispiels; -
Figuren 6a-d eine Schnittansicht von einem Abschnitt eines Absperrorgans von einem Hydranten in unterschiedlichen Ventilstellungen gemäss einer dritten Variante des zweiten Beispiels; und -
Figuren 7a-c eine Schnittansicht von einem Abschnitt eines Absperrorgans von einem Schieberhydranten in unterschiedlichen Schieberstellungen gemäss einem dritten Beispiel.
-
Figures 1a-c a sectional view of a portion of a shut-off element of a hydrant in different valve positions according to a first variant of a first example; -
figure 2 a sectional view of a portion of a shut-off element of a hydrant according to a second variant of the first example; -
figure 3 a sectional view of a portion of a shut-off element of a hydrant according to a third variant of the first example; -
Figures 4a-c a sectional view of a portion of a shut-off element of a hydrant in different valve positions according to a first variant of a second example; -
Figures 5a-c a sectional view of a portion of a shut-off element of a hydrant in different valve positions according to a second variant of the second example; -
Figures 6a-d a sectional view of a portion of a shut-off element of a hydrant in different valve positions according to a third variant of the second example; and -
Figures 7a-c a sectional view of a portion of a shut-off element of a sliding hydrant in different slide positions according to a third example.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen des Hydranten im Detail beschrieben.Preferred embodiments of the hydrant are described in detail below.
Die
Das Absperrorgan 108 umfasst einen Hauptventilkörper 110 und wenigstens ein hiermit zum Absperren zusammenwirkendes Bauteil des Hydranten 100 mit einer Dichtfläche. Das Absperrorgan 108 ist allgemein ein Ventil mit dem Hauptventilkörper 110, welcher mit Dichtflächen des Hydranten 100 in Anlage bringbar ist. Der Hauptventilkörper 110 ist mittels einer axial angeordneten Antriebsvorrichtung 111, welche z.B. als Ventilstange ausgebildet ist, axial in Relation zu den weiteren zusammenwirkenden Bauteilen des Absperrorgans 108 bewegbar. Zum Schliessen des Hydranten 100 wird der Hauptventilkörper 110 mittels der Antriebsvorrichtung 111 in die in
Zur detaillierteren Erläuterung der Entwässerung des Hydranten 100 wird nun Bezug genommen auf
Hierzu umfasst der Hydrant 100 einen ersten Durchlass 114',114", über welchen eine Fluidverbindung zwischen dem Innenraum 104 des Steigrohrs 102 und der Aussenseite des Hydranten 100 hergestellt werden kann. Wie in
Zum Ausstossen des Wassers aus dem Innenraum 104 des Steigrohrs 102 steht gleichzeitig, ebenfalls nur in der in
Im Folgenden wird detailliert auf die Strahlpumpe 113',113" Bezug genommen. Die Strahlpumpe 113',113" umfasst einen Unterdruckraum 118',118" welcher an den zweiten Durchlass 116',116" anschliesst und nach aussen führt. Der Unterdruckraum 118',118" ist durch das aus dem Hydranteneinlauf 106 über den zweiten Durchlass 116',116" unter Druck ausströmende Wasser mit Unterdruck beaufschlagbar (Strahlpumpen-Prinzip beziehungsweise Venturi-Prinzip). Der mit Unterdruck beaufschlagte Unterdruckraum 118',118" steht wiederum über den ersten Durchlass 114',114" mit dem Innenraum 104 des Steigrohrs 102 in Fluidverbindung. Somit wird das Wasser mittels erzeugtem Unterdruck zuverlässig aus dem Innenraum 104 des Steigrohrs 102 herausgesaugt und an die Aussenseite abgeführt.In the following, reference is made in detail to the
In der in
Am Eingang der Strahlpumpe 113',113"strömt ein Wasserstrahl unter vollem Leitungsdruck von dem Hydranteneinlauf 106 über den zweiten Durchlass 116',116" in den Unterdruckraum 118',118" ein. Der Unterdruckraum 118',118" hat einen grösseren Durchmesser als der zweite Durchlass 116',116". Zwischen dem schnellströmenden Wasserstrahl und dem umgebenden Wasser aus dem Steigrohr 102 entsteht eine Vermischung der Medien, wodurch kinetische Energie vom Wasserstrahl aus dem Hydranteneinlauf 106 auf das umgebende Wasser aus dem Steigrohr 102 übertragen wird und somit ein Fördermechanismus zur Verfügung gestellt wird. Durch das Ausstossen des Mediums entsteht im Unterdruckraum 118',118" ein Unterdruck, wodurch das aus dem Steigrohr 102 zu fördernde Wasser durch den Vakuumanschluss nachströmt.At the inlet of the
Mittels einer überraschend einfachen Lösung wird somit das Wasser aus dem Innenraum 104 des Steigrohrs 102 durch das unter Druck stehende Wasser aus dem Hydranteneinlauf 106 über das Strahlpumpen-Prinzip beziehungsweise Venturi-Prinzip nach aussen ausgestossen. Hierdurch wird das Wasser im Steigrohr 102 besonders rasch und zuverlässig nach aussen abgeführt. In der in den
In der in
Bei der in
Wie zuvor erwähnt, ist die Strahlpumpe 113',113" dazu ausgebildet, das Wasser aus dem Innenraum 104 des Steigrohrs 102 mittels direkter Beaufschlagung durch das auf dem Hydranteneinlauf 106 zugeführte Wasser nach aussen abzuführen. In der ersten Variante des ersten Beispiels ist hierbei ein Stellglied vorgesehen, welches lediglich in der Entwässerungsstellung eine Fluidverbindung zwischen dem Innenraum 104 des Steigrohrs 102 und der Aussenseite des Hydranten 100 als auch zwischen dem Hydranteneinlauf 106 und der Aussenseite des Hydranten 100 herstellt. In der in den
In dem zuvor beschriebenen Beispiel ist die Strahlpumpe 113',113" dazu ausgebildet, das Wasser aus dem Innenraum 104 des Steigrohrs 102 mittels direkter Beaufschlagung durch das aus dem Hydranteneinlauf 106 zugeführte Wasser nach aussen abzuführen.In the example described above, the
Obwohl nicht gezeigt, kann das Steigrohr 102 des in dem beschriebenen Beispiel (als auch in weiteren Beispielen) beschriebenen Hydranten 100 eine Belüftungsöffnung umfassen (nicht gezeigt), mittels welcher ein Druckunterschied zwischen dem Innenraum 104 des Steigrohrs 102 und der Aussenseite des Hydranten 100 beim Entwässern des Steigrohrs 102 ausgeglichen wird. Somit wird verhindert, dass im Innenraum 104 des Steigrohrs 102 ein Unterdruck entsteht, welcher dem Ausstossen des Wassers an die Aussenseite des Hydranten 100 entgegenwirkt. Ferner kann der Hydrant eine Hinweiseinrichtung (nicht gezeigt) umfassen, mittels welcher der Bediener einen Hinweis über den Wasserstand im Innenraum 104 des Steigrohrs 102 erhält. Beispielsweise kann die Hinweiseinrichtung mit der Belüftungsöffnung wirkverbunden sein und wenigstens einen Schwingungskörper umfassen, welcher beim Überströmen und/oder Durchströmen von Luft eine hörbare Schwingung erzeugt. Beim Entwässern des Steigrohrs 102 wird ein Unterdruck erzeugt, welcher durch die Belüftungsöffnung ausgeglichen wird. Es strömt somit Luft von ausserhalb in den Innenraum 104 des Steigrohrs 102 nach. Der Unterdruck wird allgemein in der Entwässerungsstellung des Hydranten 100 erzeugt. In der Entwässerungsstellung des Hydranten 100 kann der Unterdruck auch dann erzeugt werden, wenn das Steigrohr 102 bereits entwässert ist. Die Luftströmung kann den in der Hinweiseinrichtung umfassten Schwingungskörper zu einer hörbaren Schwingung anregen. Solange der Schwingungskörper eine hörbare Schwingung erzeugt, gelangt also der Bediener darüber in Kenntnis, dass sich der Hydrant 100 (noch) in der Entwässerungsstellung befindet. Somit wird der Bediener wenigstens darauf hingewiesen bzw. erinnert, den Hydranten 100 nach der Entwässerungsstellung (
Die zweite Variante unterscheidet sich von der ersten Variante in Bezug auf die Ausführung des Stellorgans. Ferner ist hier nur eine Strahlpumpe 113 gezeigt. In der zweiten Variante des ersten Beispiels umfasst das Stellglied elektrisch ansteuerbare Ventile 120',120", welche eine Fluidverbindung zwischen dem Innenraum 104 des Steigrohrs 102 und der Strahlpumpe 113 sowie eine Fluidverbindung zwischen dem Hydranteneinlauf 106 und der Strahlpumpe 113 freigeben oder sperren. Genauer gesagt, gibt das erste elektrisch ansteuerbare Ventil 120' eine Fluidverbindung zwischen dem Steigrohr 102 und der Strahlpumpe 113 frei oder sperrt diese. Ferner ist das zweite elektrisch ansteuerbare Ventil 120" dazu ausgebildet, eine Fluidverbindung zwischen dem Hydranteneinlauf 106 und der Strahlpumpe 113 freizugeben oder zu sperren. Beide elektrisch ansteuerbare Ventile 120',120" sind über eine elektrische Steuereinheit 122 ansteuerbar. Die elektrisch ansteuerbaren Ventile 120',120" sind über jeweils eine Signalverbindung 124',124" mit der elektrischen Steuereinheit 122 verbunden. Die Signalverbindung 124',124" kann eine elektrische Signalleitung (Kabel) oder eine Funkverbindung (drahtlose Verbindung) sein.The second variant differs from the first variant with regard to the design of the actuator. Furthermore, only one
In der in
Wie zuvor erwähnt, schaltet die Steuereinheit 122 die beiden elektrisch ansteuerbaren Ventile 120',120" in ihre Schliessstellung um, sobald das Steigrohr 102 entwässert ist. Die beiden elektrisch ansteuerbaren Ventile 120',120" können beim Übergang in die Entwässerungsstellung im Wesentlichen gleichzeitig zum Öffnen und Schliessen angesteuert werden. Vorteilhafterweise wird beim Übergang von der Entwässerungsstellung in die Schliessstellung zunächst der erste Durchlass 114 gesperrt und anschliessend der zweite Durchlass 116 gesperrt. Mit anderen Worten, wird zunächst das erste Ventil 120' zum Schliessen angesteuert und anschliessend das zweite Ventil 120" zum Schliessen angesteuert. Somit kann ein Rückfluss von Wasser in Richtung zum Innenraum 104 des Steigrohrs 102 verhindert werden. Die Umschaltung kann über eine Zeitsteuerung gesteuert werden, welche beispielsweise in der Steuereinheit 122 umfasst sein kann. In einem alternativen Beispiel kann die Steuereinheit 122 die beiden elektrisch ansteuerbaren Ventile 120',120" zum Schliessen ansteuern, sobald über einen Schwimmer (nicht gezeigt), welcher als ein Sensor dient, ein entleerter Zustand des Steigrohrs 102 erfasst wird. In einem weiteren Beispiel kann im oder am ersten Durchlass 114, welcher die Fluidverbindung zwischen dem Innenraum 104 des Steigrohrs 102 und der Strahlpumpe 113 herstellen kann, ein Sensor 126 angebracht sein, welcher einen Hinweis über das geförderte Wasser an die Steuereinheit 122 überträgt. Der Sensor 126 ist hierzu über eine Signalverbindung 128 mit der Steuereinheit 122 verbunden. Die Signalverbindung 128 kann eine elektrische Signalleitung oder eine Funkverbindung sein. Sobald der Sensor 124 erfasst, dass der erste Durchlass 114 kein Wasser mehr führt, da das Steigrohr 102 inzwischen vollständig entwässert ist, wird die Steuereinheit 122, basierend auf diesem erfassten Zustand, die beiden elektrisch ansteuerbaren Ventile 120',120" sperren.As mentioned above, the
In einem nicht skizzierten Beispiel kann nur ein elektrisch ansteuerbares Ventil vorgesehen sein, welches die beiden Durchlasse 114,116 gleichzeitig oder kurzzeitig hintereinander nachfolgend öffnet oder sperrt. Beispielsweise kann dieses Ventil auch im Hauptventil angeordnet sein und wenigstens eine entsprechende Bohrung im Hauptventil verschliessen oder freigeben. Anstelle der hier beschriebenen elektrisch ansteuerbaren Ventile 120',120" kann auch mindestens ein mechanisch ansteuerbares Ventil (nicht gezeigt) vorgesehen sein.In an example that is not outlined, only one electrically controllable valve can be provided, which opens or blocks the two
Bei der in
In der Entwässerungsstellung wird ein in der Kreiselpumpe 130 umfasstes Turbinenrad 132 durch das aus dem Hydranteneinlauf 106 unter Druck zuströmende Wasser beaufschlagt und umdreht. Eine axial mit dem Turbinenrad 132 verbundene Welle 134 ragt in einen Unterdruckraum der Kreiselpumpe 130 und lässt das aus dem Steigrohr 102 durch den ersten Durchlass 114 einströmende Wasser mittels Zentrifugalkraft radial nach aussen strömen. Das Wasser strömt hierbei in einen Ringraum 136 und wird hierüber nach aussen ausgestossen. Der erste 114 und zweite 116 Durchlass werden über eine schematisch dargestellte Schiebeeinrichtung 138 (Ventileinrichtung) geöffnet und geschlossen. In der gezeigten Variante sind der erste 114 und zweite 116 Durchlass über die Schiebeeinrichtung 138 gesperrt. Durch ein Bewegen der Schiebeeinrichtung 138 nach oben werden der erste 114 und zweite 116 Durchlass geöffnet. Der erste 114 und zweite 116 Durchlass können alternativ auch über elektrische Ventile (nicht gezeigt) geöffnet und geschlossen werden.In the drainage position, a
Der Hauptventilsitz des Hydranten 200 ist in dem gezeigten Beispiel als ein in den Hydranten 200 einsetzbarer und herausnehmbarer Wechsel-Ventilsitz 222 ausgebildet. Der Hauptventilkörper 210 ist mittels einer Antriebsvorrichtung 211 gegenüber dem Wechsel-Ventilsitz 222 aus zumindest einer Offenstellung in zumindest eine Schliessstellung und umgekehrt überführbar. In dem zweiten Beispiel ist die Antriebsvorrichtung 211 als eine axial bewegbare Ventilstange ausgebildet. Der Wechsel-Ventilsitz 222 ist an einem Abschnitt hiervon (in den
Der Wechsel-Ventilsitz 222 ist ringförmig ausgebildet und umfasst wenigstens zwei umlaufend an der Aussenfläche eingebrachte Nuten zur Aufnahme von jeweils einer ringförmigen Dichtung 228',228", welche den Innenraum 204 des Steigrohrs 202, den Durchleitungsraum 226 und den Hydranteneinlauf 206 gegeneinander abdichten. Der Wechsel-Ventilsitz 222 umfasst ferner einen zweiten Durchlass 216, über welchen der Hydranteneinlauf 206 (in der in
In der in den
Obwohl nicht gezeigt, kann der erste Durchlass 214 einen über die Länge hinweg unverändert zylindrischen Querschnitt haben. Es erweist sich als vorteilhaft, wenn das Verhältnis zwischen dem Innendurchmesser des ersten Durchlasses 214 (bzw. zwischen einem minimalen Innendurchmesser hiervon) und einem minimalen Innendurchmesser des zweiten Durchlasses 216 gleich 2:1 bis 15:1 insbesondere 3:1 bis 4:1 beträgt. In einer Ausführungsform beträgt der minimale Innendurchmesser des ersten Durchlasses 214 bevorzugt 8 mm bis 19 mm und beträgt der minimale Innendurchmesser des zweiten Durchlasses 216 bevorzugt 2 mm bis 2,5 mm. Nachdem der Innenraum 204 des Steigrohrs 202 entleert ist, kann der Hauptventilkörper 210 über die Antriebsvorrichtung 211 axial ein Stück weit nach unten bewegt werden, um die in
In der in
Der Hauptventilkörper 210 ist hingegen mit einer Hauptventilkörper-Innenleitung (nicht gezeigt) bereitgestellt, welche eine Fluidverbindung zwischen dem Hydranteneinlauf 206 und dem Eingang des zweiten Durchlasses 216 herstellt, sobald sich der Hauptventilkörper 210 in der in
Gemäss der zweiten Variante des zweiten Beispiels stellt sich der Vorteil ein, dass der Hydrant 200, ausgehend von der in
In der in
Durch ein Bewegen des Hauptventilkörpers 210 - von der Offenstellung (
Zum Entwässern des Hydranten 200 wird der Hauptventilkörper 210 - von der Schliessstellung (
Durch das Umdrehen des Hauptventilkörpers 210 auf eine vorbestimmte Drehposition überdecken sich Durchleitungsabschnitte des Hauptventilkörpers 210 mit sowohl der ersten Öffnung 224',224" als auch dem zweiten Durchlass 216. Die zuvor genannten Durchleitungsabschnitte können beispielsweise eine oder mehrere in den Hauptventilkörper 210 eingelassene Aussparungen sein, über welche das unter Druck stehende Wasser im Hydranteneinlauf 206 in den zweiten Durchlass 216 strömt und über welche das Wasser aus dem Steigrohr 202 in die erste Öffnung 224',224" strömt.By rotating the
In der in
Ein besonderer Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass der Hauptventilkörper 210 keiner weiteren axialen Höhenverstellung bedarf, um in die Position zum Entwässern überführt zu werden. Der Bediener kann den Hauptventilkörper 210 wie gewohnt zwischen zwei maximalen Ventilstellungen verschieben, nämlich einer vollständig geöffneten Stellung (siehe
Obwohl nicht dargestellt, kann in einem alternativen Beispiel der Wechsel-Ventilsitz 222 in Relation zum drehstarr gelagerten Hauptventilkörper 210 umdreht werden. Wie insbesondere deutlich in
In der in
In der in
Wie zuvor erwähnt, befindet sich der Hydrant 300 in der in
Gleiche Bezugszeichen weisen auf die gleichen oder entsprechenden Merkmale des erfindungsgemässen Hydranten hin, wenngleich nicht in jedem Fall und in Bezug auf jede Figur nicht im Detail darauf hingewiesen wird.The same reference symbols indicate the same or corresponding features of the hydrant according to the invention, although this is not pointed out in detail in every case and in relation to every figure.
- 100;200;300100;200;300
- Hydranthydrant
- 102;202;302102;202;302
- Steigrohrriser
- 104;204;304104;204;304
- Innenrauminner space
- 106;206;306106;206;306
- Hydranteneinlaufhydrant inlet
- 108;208;308108;208;308
- Absperrorganshut-off device
- 110;210110;210
- Hauptventilkörpermain valve body
- 111;211;311111;211;311
- Antriebsvorrichtungdrive device
- 112',112";212',212"112',112";212',212"
- Ventilflügelvalve vane
- 113,113',113";213;313113,113',113";213;313
- Strahlpumpejet pump
- 114,114',114";214;314114,114',114";214;314
- erster Durchlassfirst pass
- 116,116',116";216;316116,116',116";216;316
- zweiter Durchlasssecond passage
- 118,118',118";218;318118,118',118";218;318
- Unterdruckraumvacuum room
- 120',120"120',120"
- elektrisch ansteuerbares Ventilelectrically controllable valve
- 122122
- Steuereinheitcontrol unit
- 124',124"124',124"
- Signalverbindungsignal connection
- 126126
- Sensorsensor
- 128128
- Signalverbindungsignal connection
- 130130
- mechanische Pumpemechanical pump
- 132132
- Turbinenradturbine wheel
- 134134
- WelleWave
- 136136
- Ringraumannulus
- 138138
- Schiebeeinrichtungsliding device
- 222222
- Wechsel-Ventilsitzinterchangeable valve seat
- 224,224',224"224,224',224"
- erste Öffnungfirst opening
- 226226
- Durchleitungsraumconduction room
- 227227
- Öffnungsbereichopening area
- 228',228"228',228"
- ringförmige Dichtungannular seal
- 310310
- Schieberslider
Claims (21)
wobei der Hydrant (100) wenigstens einen ersten Durchlass (114), über welchen der Innenraum (104) des Steigrohrs (102) mit der Aussenseite des Hydranten (100) in Fluidverbindung bringbar ist, und einen zweiten Durchlass (116) umfasst, über welchen der unter einem Druck stehende Hydranteneinlauf (106) mit der Aussenseite des Hydranten (100) in Fluidverbindung bringbar ist, wobei der erste (114 ) und zweite (116) Durchlass miteinander in Wirkverbindung bringbar sind, wobei diese Wirkverbindung mittels durch den zweiten Durchlass (116) strömenden Wassers einen Unterdruck erzeugt, sodass im Innenraum (104) des Steigrohrs (102) befindliches Wasser über den ersten Durchlass (114) abgeführt und dadurch das Steigrohr (102) entwässert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydrant (100) ferner mindestens ein Stellglied umfasst, welches dazu ausgebildet ist, ein Durchströmen von Wasser durch den ersten Durchlass (114) und/oder zweiten Durchlass (116) zum Entwässern des Innenraums (104) von dem Steigrohr (102) freizugeben.Hydrant (100), comprising a riser pipe (102) with an interior (104) and an outside and a shut-off element (108) which is designed to be able to be brought from at least one open position into at least one closed position and vice versa, and the shut-off element (108) in the closed position is designed in such a way that the interior (104) of the riser pipe (102) can be sealed off from a hydrant inlet (106),
wherein the hydrant (100) comprises at least a first passage (114) via which the interior (104) of the riser pipe (102) can be brought into fluid connection with the outside of the hydrant (100), and a second passage (116) via which the pressurized hydrant inlet (106) can be brought into fluid communication with the outside of the hydrant (100), wherein the first (114) and second (116) passage can be brought into operative connection with one another, this operative connection being able to be brought into operative connection by means of through the second passage (116 ) flowing water generates a negative pressure, so that the water in the interior (104) of the riser pipe (102) is discharged via the first passage (114) and the riser pipe (102) is thereby drained, characterized in that the hydrant (100) also has at least one actuator, which is designed to allow water to flow through the first passage (114) and/or second passage (116) for draining the interior (104) of the S release the dough tube (102).
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