DE2800556C3 - Ventil zur Entlüftung und Belüftung insbesondere einer Abwasserleitung - Google Patents

Description

für einfache Anlagen und für relativ saubere Flüssigkeiten mit einer relativ geringen Gasabscheidung durchaus geeignet, nicht aber für Abwasseranlagen und insbesondere Abwasserleitungen. Eine erhebliche Schwierigkeit bei Abwasserleitungen besteht darin, daß die im Abwasser mitgeführten Verunreinigungen insbesondere die kleine Öffnung innerhalb des Ventils sehr rasch zusetzen, so daß schon nach einer kurzen Zeit von z. T. weniger als einem Tag die kleine Öffnung gereinigt werden muß. Oftmals ist sogar eine Reinigung notwendig, wenn sich die kleine Öffnung noch nicht ganz zugesetzt hat, denn die bei der Förderung von Abwasser abzuführenden Gasmengen sind oftmals so beträchtlich, daß bereits eine geringe Querschnittsverengung im Bereich der kleinen Öffnung zu einer mangelhaften Entlüftung führt. Dieser hohe Gasanteil rührt nicht nur aus Fäulnisgasen innerhalb des Abwassers her, sondern entsteht vor allem auch dadurch, daß einem über längere Entfernungen von beispielsweise mehreren Kilometern transportierten Abwasser fortlaufend Luft bzw. Sauerstoff zugeführt werden muß, damit es am Ende der Transpc·istrecke noch genauso leicht abbaubar bleibt wie vorher. Auch diese Gase müssen entlang der Transportstrecke langsam wieder beseitigt werden, da es anderenfalls durch Gaseinschlüsse in der Leitung zu so starken Rückschlägen kommen kann, daß die Gefahr eines Leitungsbruches besteht.

Bei längeren Abwasserleitungen genügt nicht ein einzelnes Ventil, sondern es muß eine größere Anzahl von Ventilen entlang der Leitung angeordnet werden. Dadurch wird der Aufwand für die ständige Reinigung der Ventile vervielfacht. Es entsteht dabei auch noch ein anderer wesentlicher Nachteil. In der ersten Entlüftungsphase während des Betriebsbeginns entweicht zunächst mit sehr hoher Geschwindigkeit die in der Leitung befindliche Luft durch die große Öffnung jedes Ventils. Entsprechend dem Vorankommen der Abwasserfront innerhalb der Leitung werden dann die großen öffringen der Ventile aufeinanderfolgend geschlossen, wobei allerdings noch nicht jegliches Gas aus der Leitung entfernt ist. Vielmehr sind in diesem Anfangsstadium noch überall Gaseinschlüsse vorhanden, die zum Teil erheblich komprimiert werden. Das führt an den noch offenen Ventilen zu besonders hohen Geschwindigkeiten sowohl de. ausströmenden Gases als auch der herannahenden Flüssigkeit. Das wiederum hat zur Folge, daß die großen Öffnungen der Ventile immer schlagartiger verschlossen werden, weil durch das Abbremsen der Wassersäule innerhalb des Ventils ein sehr starker Druckstoß entsteht. Diese Ventile mihsen deshalb Druckspitzen widerstehen, die annähernd dem 2()fachen des Nenndruckes entsprechen. Entsprechend aufwendig und teuer müssen diese Ventile gestaltet sein.

Durch die FR-PS 2232723 ist ein automatisches Entlüftungsventil bekanntgeworden, welches zwei Schwimmer enthält. Die beiden Schwimmer befinden sich in jeweils einer Schwimmkammer, die über dünne Luftkanäle miteinander in Verbindung stehen. Wegen dieser dünnen Kanäle ist das Ventil zur Entlüftung größerer Luftmengen ungeeignet. Einer der beiden Schwimmer ist an einem Scharnier befestigt was insofern von Nachteil ist, als bei unsauberem Wasser, z. B. bei Abwasser, das Scharnier durch Kalk oder andere Schmützaibiagerüngen leicht verklemmen und sich festsetzerl kann.

Weiterhin ist durch die DE-PS 953 652 eine selbsttätige Entlüftungsvorrichtung bekanntgeworden, die insbesondere für Warmwasser-Heizungianlagen vorgesehen ist. Die bekannte Entlüftungsvorrichtung arbeitet derart, daß sie eine gewisse Luftmenge ausläßt, wonach die Austrittsöffnung wieder verschlossen wird, bis nach Ansammlung einer gewissen Luftmenge die Austrittsöffnung erneut geöffnet wird usw. Das Entlüftungsventil wird dabei also nur so oft und so lange geöffnet, als die Entlüftung notwendig ist. Dazwischen bleibt das Entlüftungsventil ganz geschlossen. Um dies zu erreichen, ist vorgesehen, daß das Entlüftungsventil über dem Schwimmerbehältcr in einem besonderen Gehäuse angeordnet ist, dessen Rauminhalt beträchtlich geringer ist als das beim Schließen in dem Schwimmergehäuse eingeschlossene Luftvolumen und welches von dem Behälter durch einen gelochten Boden getrennt ist. Durch diese Patentschrift ist es weiterhin bekanntgeworden, den Hohlraum des Schwimmers mit einer Flüssigkeit oder mit Bleischrot zu füllen oder mit einem Gewicht zu versehen, um das Gesamtgewicht des Schwimmers zu erhöhen. Zum Zwecke seiner Führung ist der Schwimmer mit einem axialen Rohr versehen, so daß er sich hauptsächlich nur senkrecht bewegen kann. Weiterhin enthält er auf seiner Oberfläche zwei Anschlagsstifte, die in zugeordneten Öffnungen gleiten können. Die Luft kann bei dieser bekannten Vorrichtung nur durch einen kleinen Spalt entweichen, so daß eine Entlüftung plötzlich auftretender großer Luftmengen nicht möglich ist und die Vorrichtung bei Abwässern nicht angewendet werden kann. Außerdem kann sich der Schwimmer sehr leicht verklemmen, wenn Schmutzwasser mit Schmutzstoffen in die Schwimmkammer eintritt. Da das Schmutzwasser sich um den gesamten

J5 Schwimmer herum verteilen kann, können sich die Schmutzstoffe nämlich leicht zwischen dem Schwimmer und der Gehäusewand des Schwimmergehäuses festsetzen.

Durch die DE-PS 362584 ist ein selbsttätiges Entlüftungsventil mit einem Schwimmer für Hochdruckleitungen bekanntgeworden, bei welchem das Entweichen der Luft nicht unmittelbar ins Freie, sondern zuerst in eine Vorschaltkammer erfolgt. In dpr Vorschaltkammer ist dabei ein Rückschlagventil vorgesehen, das auf einen bestimmten Druck i;i dieser Kammer eingestellt werden kann. Auf diese Weise wird in der Vorschaltkammer ein Druck erzeugt, der um einen bestimmten Betrag niedriger ist als der Druck, der ein durch den Schwimmer betätigtes Ventil belastei. Dadurch wird erreicht, daß das Schwimmerventil nur unter einem Druck arbeitet, der dem Unterschied der Drücke in der zu entlüftenden Leitung und in de." Vorschaltkammer entspricht. Dieses bekannte, aussciilieulich für Hochdruckleitungen vorgesehene und mit nur einem Schwimmer arbeitende Ventil ist aber nicht zur Fnt- und Belüftung z. B. einer Abwasserleitung geeignet, da es bei niedrigen Drücken nicht anspricht.

Durch die US-P¹^ 1 943462 isi weiterhin ein Entlüf-

bo tungsventil bekannt, dessen Schwimmer an seiner oberen Seite einen in einer Öffnung geführten Führungsstift enthält, wobei die Luft durch riie den Führungsstift aufnehmende Öffnung entweicht. Der Führungsstift weist an seinem unteren Ende eine

kegelstümpfartige Verdickurtg auf₍ durch die die Öffnung abgedichtet wird, wen» sich der Schwimmer nach oben bewegt. Bei diesem für Heizungsanlagen bestimmten und mit nur einem Schwimmer arbeitenden

Ventil ist die Aüstrittsöffnung für die Luft jedoch sehr klein, so daß ein Entweichen größerer Luftmengen, die plötzlich auftreten, nicht möglich ist. Außerdem ist der Schwimmer in einem nur kleinen Schwimmergehäuse geführt, so daß bei Abwässern mit Schmutzstoffen leicht ein Verklemmen des Schwimmers auftreten kann, wenn sich die Schmutzstoffe zwischen dem Schwimmer und der Außenwand des Schwimmergehäuses festsetzen.

Es ist weiterhin durch die FR-PS 2169514 bekanntgeworden, für das in ein Entlüftungsventil eintretende Wasser Aufprallflächen - die man auch als Prallteller bezeichnen kann - vorzusehen. Dadurch wird sozusagen ein Abbremsen der in das Ventil einströmenden Flüssigkeit erreicht, insbesondere wenn das Wasser sehr heftig in das Ventil hineinschießt. Dieses bekannte Ventil arbeitet ebenfalls nur mit einem Schwimmer und ist wie die oben beschriebenen Ventile nicht für die Ent- und Belüftung von Abwasserleitungen geeignet.

Durch das Buch »Armaturen-Technik« von Dipl.-Ing. R. Weisbrod, Vereinigte Armaturen-Gesellschaft mbH, Mannheim, 1973, Seite 238. ist schließlich noch ein Ventil der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art bekanntgeworden. Dieses bekannte Ventil enthält als Schwimmer zwei Ventilkugeln, die in einem Gehäuse angeordnet sind. Die größere der beiden Ventilkugeln tritt nur beim Füllen und Entleeren der Leitung in Tätigkeit. Die kleinere Ventilkugel wird beim Füllen und Entleeren der Leitung in gleicher Weise wie die größere Ventilkugel durch die Veränderung des Wasserspiegels im Gehäuse gesteuert. Jedoch ist der kleineren Ventilkugel eine relativ enge Bohrung zugeordnet, die nur den Ein- und Austritt eines schwachen Luftstrahls zuläßt. Daher ist die Hauptaufgabe dieser kleinen Ventilkugel das Auslassen von Luft bei innerem Überdruck. Dieses bekannte Ventil hat sich in der Praxis jedoch nicht als optimal erwiesen. Es ist außerdem relativ aufwendig und kompliziert aufgebaut. So sind z. B. zwei getrennte Ventilkammern für die beiden Ventilliu^cili νυίgcsciiclt. /-tuuciuciti lai zwiaciicti ucn üci- den Ventilkammernein besonderes Absperrventil angeordnet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, das die Mangel der bekannten Ventile vermeidet, indem es einen störungsfreien und dementsprechend wartungsfreien Betrieb über eine lange Zeitdauer gewährleistet und zugleich keine nennenswerten Druckspitzen beim Verschließen der großen Öffnung enstehen läßt. Das Ventil soll dennoch relativ einfach im Aufbau sein, und es soll eine sichere Führung der beiden Schwimmer erreicht werden, so daß diese nicht verklemmen können.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei der Erfindung vorgesehen, daß

a) zwischen der großen Öffnung und der zugehörigen Schließringfläche für die Kugel ein %'on oben in das Gehäuse hineinragendes Rohr eingefügt ist,

b) der der kleinen Öffnung zugeordnete Schwimmer ein mit mindestens einem an seinem oberen Ende angeordneten, in eine buchsenartige Führung eingreifenden Führungsstift senkrecht geführter Hohlkörper ist, und

c) die Schließringfläche am unteren Ende des Rohres unterhalb derjenigen Wasserstandshöhe in dem Gehäuse angebracht ist, bei der der Schwimmer für die kleine Öffnung infolge seines Aufschwimmerts ein Verschließen der kleinen öffnung bewirkt,

Bei der Erfindung ist also der Ventilsitz für die der großen öffnung zugeordneten Kugel von der Gehüuseöbefseite aus in das Gehäüseihnere liineinverlagert, so daß die große Öffnung bereits bei einem sehr niedrigen Flüssigkeitsstand innerhalb des VentÜgehäuses

ίο verschlossen wird. Dadurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß die bei Betriebsbeginn zunächst turbulent mit sehr hoher Geschwindigkeit in das Gehäuse einschießende Flüssigkeit nach dem Verschließen der großen öffnung einen sehr großen Puffer in Form eines oberhalb des Flüssigkeitspiegels verbleibenden Gaspolsters vorfindet, von dem sie relativ weich abgebremst wird. Damit können die bisher bei den bekannten Ventilen auftretenden hohen Druckspitzen vermieden werden. Außerdem führt diese Maßnahme dazu, daß sich bereits in verhältnismäßig großem Abstand von der kleinen öffnung ein verhältnismäßig ruhiger Flüssigkeitsspiegel ausbildet und zugleich eine verhältnismäßig große Gasmenge durch die kleine öffnung hindurch entweichen muß, bevor diese sich ebenfalls schließt. Diese beiden Effekte wiederum haben in vorteilhafter Weise zur Folge, daß die kleine öffnung gut gegen Schmutzwasser-Spritzer geschützt werden kann und zugleich für einen besonders langen Zeitraum kräftig durchgeblasen wird, wo-

jo durch einer Verschmutzung und einem eventuellen Zusetzen der kleinen Öffnung vorgebeugt wird. Der obere, an sich bekannte Führungsstift am Schwimmer für die kleine öffnung besorgt (gegebenenfalls in Verbindung mit dem zweiten unteren Führungsstift) nicht

J5 nur eine reibungsfreie senkrechte Führung dieses Schwimmers, sondern kann auch sehr vorteilhaft für den Schließvorgang herangezogen werden. Das kann in unterschiedlicher Weise geschehen.

In einer ersten, für den rauhen Feldbetrieb besonders geeigneten Ausführungsform ist dabei vorgesehen, daß der obere Führunasstift des Schwimmers un-

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seinem unteren Ende eine kegelstumpfartige Verdikkung zur eigentlichen Abdichtung der kleinen Öffnung aufweist. Der Führungsstift ist dabei im Durchmesser kleiner als die lichte Weite der kleinen öffnung, so daß er die Öffnung nicht verschließt, sondern permanent den Durchgang freihält. Die kegelstumpfartige Verdickung am unteren Ende dieses Führungsstiftes wird beim Aufschwimmen des Schwimmers gegen den unteren Rand der kleinen Öffnung gedrückt, wo sich vorzugsweise ein O-Ring zu besseren Abdichtung befindet. Da in der Regel ein intermittierendes Entlüften durch die kleine Öffnung hindurch stattfindet, ist der Schwimmer durch den sich fortwährend absenkenden und wieder ansteigenden Flüssigkeitsspiegel dauernd in einer Aufwärts- und Abwärtsbewegung begriffen, die ein ständiges Freistoßen der kleinen Öffnung mit Hilfe des Stiftes, also eine ständige zusätzliche Reinigungswirkung zur Folge hat.

Eine alternative Ausführungsform besteht darin, daß die kleine Öffnung mit Hilfe eines Elektro-Magnet-Ventils verschließbar ist, welches nach Maßgabe eines berührungslosen Schalters öffnet oder schließt, wobei der Schalter von dem oberen Führungsstift am Schwimmer für die kleine Öffnung nach Maßgabe der Wasserstandshöhe im Gehäuse betätigt wird. Das

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Eleklro-Magnet-Ventil kanu dabei so ausgelegt werden, daß es vor Spritzern und damit vor Verunreinigungen geschützt ist. Es besteht deshalb auch nicht die Gefahr, daß es sich mit der Zeil zusetzt. Diese alternative Ausführungsform des Ventils hat den Vorteil, daß der Öffnungsvorgang nicht mehr von der Druckdifferenz zwischen dem Geliäuseinnendruck und dem Umgebungsdruck abhängig ist. Daher ist sie besonders für die Fälle geeignet, in denen der Schwimmer, wie es mit den bekannten Zweikugel-Vcntilen und auch mit der erstgenannten Ausführungsform d Erfindung bei extrem hoher Druckdifferenz geschehen kann, trot/ absinkendem Wasserspiegel innerhalb des Gehäuses die kleine öffnung nicht mehr freigibt, sondern durch den starken Innendruck unverändert gegen die kleine öffnung gedrückt bleibt Allerdings benötigt diese alternative Ausführungsform eine elektrische Versorgung, gegebenenfalls einen Verstärker sowie zusätzlich den Näherungsschalter und das Elcktro-Magnet-Ventil. sie ist also insgesamt etwas aufwendiger als die erstgenannte Ausfiihrungsform.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht eines crsk.ii Alisführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 2 im Schema zwei Betriebszustände des vereinfacht dargestellten Ventils gemäß Fig. 1, und

Fig. 3 eine schematische Schnittansicht als Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des Ventils 1 dargestellt. Dieses Ventil besitzt ein Gehäuse 2, das an seinem unteren Rand einen Zulauf 4 aufweist. Dieser kann z. B. das Gehäuse 2 mit einer Leitung oder einem Behälter verbinden. Zum ersten Ählirpmcpn rlpr pinttrnmpnrlpn

ist

halb des Zulaufes 4 ein Prallteller 5 angeordnet. An der Oberseite des Gehäuses befindet sich auf der linken Seite eine große Öffnung 6 und auf der rechten Seite eine kleine Öffnung 8. Durch diese beiden Öffnungen 6 und 8 entweichen die entlüfteten Gase ins Freie.

Von der großen Öffnung 6 aus ragt in das Innere des Gehäuses 2 hinein ein Rohr herab, an dessen unterem Ende als Sitzringfläche 12 ein O-Ring angeordnet ist. Der dient zusammen mit einer Kugel 14, die unterhalb des Rohres 10 innerhalb eines Käfigs 16 geführt ist, zur Abdichtung des Rohres 10 und damit der großen Öffnung 6. Die Kugel 14 ist als Schwimmer ausgebildet.

Es hat sich gezeigt, daß trotz des Pralltellers 5 bei heftig in das Gehäuse 2 hineinschießendem Abwasser eine geringe Menge Wasser auf die Kugel 14 zuströmt. Die Gestalt des sie umgebenden Käfigs 16 jedoch sorgt dafür, daß eine Ablenkung des Abwassers von der Sitzringfläche 12 auf die Außenseite des Rohres 10 erfolgt. Sollte eine geringe Abwassermenge dennoch in das Rohr 10 gelangen, so dringt sie nicht nach außen, sondern sie wird innerhalb des Rohres 10 aufgefangen und so lange darin gehalten, bis die Kugel 14 bei abgesenktem Flüssigkeitsspiegel innerhalb des Gehäuses 2 und nachlassendem Druck von der Sitzringfläche 12 abfällt.

Die Dichtfläche der kleinen Öffnung 8 ist ebenfalls mit Hilfe eines O-Ringcs 18 gebildet. Er wirkt jedoch bei diesem Abdichtorgan nicht mit einer Kugel zusammen, sondern mit einem Schwimmer, der als Zylinder 20 ausgebildet ist und der am unteren Ende in einer Halterung 22 und an seinem oberen Ende mit einem Führungsstifl 24 geführt ist. Der Stift 24 befindet sich dabei unabhängig von der jeweiligen Höhenlage des Zylinders 20 stets innerhalb der kleinen Öffnung 8, so daß die Führung an dieser Stelle niemals verlorengeht. An seinem unteren Ende weist der Stift 24 eine kegelstumpfartigc Verdickung 26 auf. die hei aufschwimmendem Zylinder 20 die kleine Öffnung 8 gegen den O-Rirtg 18 abdichtet. Zur Zentrierung des Zylinders 20 ist an dessen unterem Ende ein weiterer Führungsstift 28 angebracht, der im dargestellten Beispiel als Rohrstutzen ausgebildet ist und mit ausreichendem Spiel in eine l-ii'isijiclIiciiuc Öffnung innerhalb der Halterung 22 eingreift. Die Halterung dient außerdem zur Festlegung der untersten Lage des Zylinders 20.

Das aus der kleinen Öffnung 8 entweichende Gas gelangt nicht direkt ins Freie, sondern wird mit Hilfe einer Leitung 30 mit dem oberen Teil des Rohres 10 verbunden. Dadurch wird sichergestellt, daß irgendwelche durch die kleine Öffnung 8 mitgerissenen Flüssigkeitsteile in dem Rohr 10 gefangen werden und nur relativ trockenes Gas ins Freie gelangt. Sowohl das aus dem Rohr 10 als auch aus der Leitung 30

jo entweichende Gas strömt an einer Abdeckung 32 vorbei, die das Eindringen von Schmutz und Regen in das Ventil 1 von außen verhindert.

Zur Einjustierung der Ansprechhöhe, also der Schwimmlage des Zylinders 20, ist an seiner Unter-

r> seitc ein Stopfen 34 vorgesehen, mit dessen Hilfe das Innere des Zylinders 20 mit einem Ballaststoff, z. B. mit Wasser gefüllt werden kann. Wie weiter unten noch näher erläutert wird, kann damit die Größe der jeweils oberhalb des Flüssigkeitsspiegels innerhalb des Gehäuses 2 befindlichen Gaspolster festgelegt werr)pn

Der in Fig. 1 dargestellte Betriebszustand liegt vor Inbetriebnahme z. B. einer zu entlüftenden Abwasserleitung vor. Sobald nach Förderbeginn Abwasser in das Gehäuse 2 eindringt, steigt der Wasserspiegel, wobei die Kugel 14 entsprechend mit angehoben wird. In der Regel ist der Zulauf dabei so stürmisch, daß kein definierter Flüssigkeitsspiegel vorhanden ist, sondern es läßt sich wegen der Turbulenz nur ein mittlerer Flüssigkeitsspiegel definieren. Dieser liegt in der Regel höher als die tatsächliche Lage der Kugel 14. D^s bedeutet, daß unmittelbar nach dem Verschließen des Rohres 10 durch die Kugel 14 der Flüssigkeitsstand innerhalb des Gehäuses einige Zentimeter oberhalb des O-Ringes 12 steht.

Zu diesem Zeitpunkt kann das in dem Gehäuse 2 eingeschlossene Gas (zunächst vornehmlich noch die ursprünglich in der Leitung enthaltene Luft) nur noch durch die kleine Öffnung 8 entweichen, die wegen ihrer kleinen Querschnittsfläche das Abströmen des Gases behindert. Dabei wirkt das verbleibende Gaspolster als Dämpfergegen irgendwelche Druckwellen innerhalb der Wassersäule, die bei bisher bekannten Ventilen zu erheblichen Druckspitzen innerhalb des Gehäuses geführt haben. Mit zunehmendem Entweichen des Gases steigt der Wasserspiegel innerhalb des Gehäuses 2 so weit an, daß auch der Zylinder 20 aufschwimmt, und in dem Augenblick, in dem sich die

kcgclsUimpfartige Verdickitng 26 an den 0-Ring anlegt, kann kein Gas mehr aus dem Gehäuse 2 entweichen.

Wenn sich in diesem Betriebszustand nun weiteres Gas aus dem Abwasser abscheidet, sammelt es sich im oberen Teil des Gehäuses 2 und drückt den Wasserspiegel wieder nach unten. Dadurch sinkt der Zylinder 20 mit dem Wasserspiegel, bis die kleine Öffnung 8 wieder freigegeben wird. Bei heftigem Gasanfall stellt sich auf diese Weise selbsttätig eine intermittierende Entlüftung ein, d. h. Entlüftungsperioden und Gas-Sammclperiodcn wechseln sich ab. Nur bei geringen Gasmengen ergibt sich innerhalb des Gehäuses 2 ein Druckgleichgewicht, das den Zylinder 20 annähernd konstant in einer Höhe hält, in der eine stetige, geringe Gasmenge durch die kleine Öffnung 8 entweicht.

Je höher der Innendruck bei vorgegebener Ouerschnittsfläche der kleinen Öffnung 8 ist, desto weiter muß das Wasser innerhalb des Gehäuses absinken, bis der Zylinder 20 die kleine Öffnung 8 freigibt. Dies ist schematisch anhand der Fig. 2 verdeutlicht. In der Fig. 2 A ist derjenige Zustand dargestellt, bei dem die Entlüftungsperiode beendet ist und der Wasserspiegel durch nachströmendes Gas wieder abwärts gedrückt wird. Die Eintauchtiefe des Zylinders 20 in das Wasser entspricht seinem Schwimmverhalten unter freien Verhältnissen. In der Fig. 2B ist der Wasserspiegel so weit abgesunken, daß im nächsten Augenblick der Zylinder 20 aufgrund fehlenden Auftriebes die durch den Innendruck aufgebrachte Haltekraft überwindet und so weit abfällt, wie es seiner natürlichen Schwimmlage innerhalb des jetzt vorhandenen Wasserspiegels entspricht.

Da der Zylinder 20 über den Stopfen 34 mit Wasser oder einem anderen Ballaststoff gefüllt werden kann, läßt sich sein Schwimmverhalten sehr leicht an die jeweiligen Betriebsbedingungen anpassen. Wenn der Gehäuseinnendruck relativ zum Umgebungsdruck sehr hoch werden kann, genügt es somit, den Zylinder 20 entsprechend zu beschweren. Das ist sehr viel einfacher als die theoretisch auch mögliche Maijnahme, die Querschnittsfläche der kleinen Öffnungen 8 zu vermindern. Zwar führt andererseits ein Beschweren der Zylinder 20 dazu, daß er erst bei höherem Wasserspiegel aufwärts getragen wird, so daß die Abdichtung der kleinen Öffnung 8 erst entsprechend spät mit aufsteigendem Wasserspiegel erfolgt. Das beeinflußt den laufenden Betriebszustand aber nicht nachteilig-

Eine alternative Ausführungsform, bei der die kleine Öffnung 8' bei jeweils gleichen Wasserständen geöffnet bzw. verschlossen wird, ist in Fig. 3 dargestellt. Diese Ausführungsform entspricht in ihrem grundsätzlichen Aufbau der Ausführungsform gemäß Fig. 1, so daß nachfolgend nur noch die Unterschiede zu Fig. 1 erläutert werden.

Der Zylinder #)' dient nicht mehr direkt zur Abdichtung der kleinen Öffnung 8', sondern wirkt indirekt über einen (z. B. induktiv wirkenden) berührungslosen Schalter 40, der oberhalb eines an dem Zylinder angebrachten Zapfens 36 installiert ist und der als Näherungsschalter ausgebildet ist. Der Zapfen 36 ist dabei in einer Führung 38 gehalten; diese ist an der Oberseite des Gehäuses 2 befestigt und entspricht bezüglich der Führung des Zylinders 20' der

to kleinen Öffnung 8 gemäß dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1. Da bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 der Zylinder 20' vollkommen von dem Gehäuse 2 eingeschlossen ist, wirken als Kräfte nur der Auftrieb und das Eigengewicht, so daß jegliche Beeinflussung

Ij durch den Differenzdruck zwischen dem Gehäuseinneren und der äußeren Umgebung entfällt. Dies hat zur Folge, daß der Zylinder 20' stets in einer gleichen Schwimmhöhe relativ zu dem gerade vorhandenen Wasserstand verbleibt, wobei er an seiner durch die Änderung des Wasserstandes bewirkten Bewegung durch die Halterung 22 bzw. durch das Anstoßen des Zapfens 36 an den Näherungsschalter 40 in einer Mittellage gehalten wird.

Bei der Annäherung des Zapfens 36 an den Nähcrungsschülter 40 bewirkt eine an der Oberseite des Zapfens befindliche, nicht dargestellte Metallplatte die Betätigung des Näherungschalters, dessen Schaltsignal über einen Verstärker 42 einem Elektro-Magnet-Ventil 44 zugeführt wird. Das Ventil 44 wird da-

durch geschlossen, so daß durch die kleine Öffnung 8' über die Leitung 46 kein Gas mehr aus dem Gehäuse 2 entweichen kann. Die weiter in das Gehäuse 2 einströmende Gasmenge sammelt sich im oberen Bereich des Gehäuses und drückt den Wasserspiegel zunehmend nach unten. Dabei folgt der Zylinder 20' dem absinkenden Wasserstand ohne Beeinflussung von außen bis zu der Höhe, bei der die Betätigung des Näherungsschalters 40 durch den absinkenden Zapfen 36 aufgehoben wird. Durch diesen Schaltvor-

4U gang wird das Elektro-Magnei-Ventil 44 wieder geöffnet, so daß das oberhalb des Wassers in dem Gehäuse 2 angesammelte Gas nun wieder um lh üic kleine Öffnung 8' und die nachfolgende Leitung 46 entweichen kann. Eine vor der kleinen Öffnung 8' angeordnete Abdeckung 48 sorgt dabei dafür, daß keine Flüssigkeitsteilchen und keine Schmutzpartike! in die Leitung 46 gelangen können.

Abweichend von der zeichnerischen Darstellung kann in beiden Ausführungsformen der Prallteller 5 als herabschraubbarer Ventildeckel ausgeführt sein. Das empfiehlt sich immer dann, wenn während des Betriebes der an den Zulauf 4 angeschlossenen Leitung Wartungsarbeiten an dem Ventil 1 vorgenommen werden müssen, was z. B. bei einer insgesamt abnehmbaren oder teilweise in Form von Deckeln abnehmbaren Oberseite des Gehäuses 2 sehr leicht möglich ist.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Ventil zur Ent- und Belüftung insbesondere einer Abwasserleitung, bestehend aus einem Gehause mit zwei parallelgeschalteten, darin in Führung gehaltenen Schwimmern, und mit jeweils einer großen und einer kleinen verschließbaren Öffnung an der Oberseite des Gehäuses, wobei mindestens der eine Schwimmer einen Schließ- IQ körper zum Verschließen der großen Öffnung darstellt und als Kugel ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß

a) zwischen der großen Öffnung (6) und der zugehörigen Schließringfläche (12) für die Kugel (14) ein von oben in das Gehäuse (2) hineinragendes Rohr (10) eingefügt ist,

b) der der kleinen Öffnung (8) zugeordnete Schwimmer (20) ein mit mindestens einem an sekt 2m oberen Ende angeordneten, in M eine buchsenartige Führung (8, 38) eingreifenden Führungsstift (24, 36) senkrecht geführter Hohlkörper ist, und

c) die Schließringfläche am unteren Ende des Rohres unterhalb derjenigen Wasserstandshöhe in dem Gehäuse angebracht ist, bei der der Schwimmer (20) für die kleine Öffnung infolge seines Aufschwimmens ein Verschließen der kleinen Öffnung (8) bewirkt.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn- jo zeichnet, daß der der kleinen Öffnung (8) zugeordnete Schwimmer einen Schließkörper für die kleine Öffnung (8) darstellt unj als mit einem Ballaststoff füllbarer Zylinder (20) ausgebildet ist, der auch an seinem unteren Ende e.jen in eine buchsenartige Führung (22) eingreifenden Führungsstift (28) besitzt.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Führungsstift (24) des Zylinders (20) unmittelbar in der kleinen Öffnung (8) geführt ist und an seinem unteren Ende eine kegelstumpfartige Verdickung (26) zur eigentlichen Abdichtung der kleinen Öffnung (8) aufweist.

4. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kleine Öffnng (8) mit Hilfe eines Elektro-Magnet-Ventils (44) verschließbar ist, welches nach Maßgabe eines berührungslosen Schalters (40) öffnet oder schließt, wobei der Schalter von dem oberen Führungsstift (36) am >o Schwimmer (20) für die kleine Öffnung (8) nach Maßgabe der Wasserstandshöhe im Gehäuse (2) betätigt ist.

5. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die kleine vi Öffnung (8) an eine Leitung (30) angeschlossen ist, deren anderes Ende oberhalb des Rohres (10) mündet.

ft. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Zu- μ leitung (4) in einem vorgegebenen Abstand innerhalb des Gehäuses (2) ein Prallteller (5) angeordnet ist,

7. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließringflächc für die Kugel (14) bzw. für die kegelstumpfartige Verdickung (26) jeweils aus einem Q-Ring (14, 18) besteht.

Die Erfindung betrifft ein Ventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Entlüftungsventile, die zugleich eine Belüftung eines Flüssigkeitssystems (entweder einer Leitung oder auch eines Behälters) besorgen können, sind seit langem bekannt. In ihrer einfachsten Form bestehen sie aus einem an das System angeschlossenen Gehäuse mit einem Zulauf an der Unterseite und einer Öffnung an der Oberseite, wobei unterhalb der Öffnung Führungen für einen als Kugel ausgebildeten Schwimmer angeordnet sind. Bei diesen Ventilen befindet sich die Kugel, solange das System nicht völlig mit Flüssigkeit gefüllt ist und nur Luft in dem Gehäuse enthalten ist, im Abstand unterhalb der Öffnung, so daß bei Betriebsbeginn während des Füllens des Systems die Luft durch die Öffnung hindurch ungehindert nach außen entweichen kann. Wenn dann im Verlaufe des Füllvorgangs die Flüssigkeit in das Gehäuse eintritt, schwimmt die Kugel auf und verschließt die obere Öffnung, bevor der Flüssigkeitspegel dorthin gelangt ist und Flüssigkeit nach außen treten kann. Der umgekehrte Vorgang spielt sich bei Betriebsende während des Entleerens des Systems ab, d. h. dann sinkt der Flüssigkeitspegel in dem Gehäuse wieder ab, die Kugel gibt die obere Öffnung wieder frei und das System wird wieder belüftet.

Wenn sich währe-rd des laufenden Betriebes nicht zusätzlich Gas aus der Flüssigkeit abscheidet bzw. bei kurzen Betriebsperioden, beispielsweise bei einer stetig abwechselnden Füllung und Entleerung eines Behälters oder einer Leitung, reichen diese einfachen Ventile vollständig aus. Aber schon bei ic^:cht verunreinigten Flüssigkeiten, beispielsweise bei normalem Flußwasser, ist ein Gasabscheidung so gut wie unvermeidbar. Diese Gasabscheidung führt dazu, daß sich im Laufe längerer Betriebsperioden das Gehäuse mit Luft füllt, aber der innerhalb des Gehäuses vorherrschende Druck verhindert es, daß die Kugel mit dem absinkenden Flüssigkeitsstand die Öffnung freigibt. Damit ist selbst dann, wenn sich das gesamte Gehäuse mit Luft gefüllt hat, keine Entlüftung des Systems mehr möglich. Erst bei nachlassendem Druck, also bei Unterbrechung des Betriebes, gibt die Kugel die öffnung frei und die erforderliche Entlüftung tritt ein.

Zur Beseitigung dieses Mangels sind bereits Ventile entwickelt worden, die mit zwei Öffnungen direkt an der Oberseite des Gehäuses ausgerüstet sind, nämlich einer großen Öffnung zur schnellen Entlüftung und Belüftung bei Betriebsbeginn, Betriebsende bzw. Betriebsunterbrechung, und einer kleinen Öffnung, die während des laufenden Betriebes wirksam ist. Beiden öffnungen ist dabei jeweils ein annähernd gleich großer, als Kugel ausgebildeter Schwimmer zugeordnet, und der Durchmesser der kleinen Öffnung ist so gewählt, daß die Kugel bei absinkendem Flüssigkeitsspiegel infolge einer Gasabscheidung während des laufenden Betriebes auch dann abfallen kann, wenn sich innerhalb des Gehäuses eine Druckdifferenz zwisehen dem Gehäuseinnendruck und dem Umgebungsdruck außerhalb des Gehäuses aufgebaut hat. Dadurch kann das laufend abgeschiedene und in dem Gehäuse eingeschlossene Gas durch die kleine öffnung hindurch entweichen, bis der dann entstehende Flüssigkeitsspiegel die Kugel für die kleine öffnung so weit angehoben hat, daß die kleine Öffnung wieder Verschlossen ist,

Diese etwas aufwendigeren Ventiltypen sind zwar