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Patent Searching and Data


Title:
SHUT-OFF ELEMENT OF A HYDRANT, HYDRANT AND MAIN VALVE SEAT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/076590
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a shut-off element (10) for use in a hydrant, the shut-off element (10) comprising a main valve body (12) and a sealing surface (16), which main valve body and sealing surface can be brought into mutually sealing contact, the sealing surface (16) being provided with a cut-out (20) in at least some portions of the inner periphery of the sealing surface, which cut-out is introduced into the sealing surface (16) with varying depth.

Inventors:
WENGER, Sascha (Schlossstrasse 2, 4702 Oensingen, 4702, CH)
Application Number:
EP2018/076004
Publication Date:
April 25, 2019
Filing Date:
September 25, 2018
Export Citation:
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Assignee:
VONROLL INFRATEC (INVESTMENT) AG (Bahnhofstrasse 23, 6300 Zug, 6300, CH)
International Classes:
E03B9/02; F16K1/42; F16K1/54; F16K47/02
Foreign References:
DE19625572A11997-01-16
AT399182B1995-03-27
EP0463702A11992-01-02
DE10309472B32004-04-22
DE4243756A11994-07-07
EP2218838A12010-08-18
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
OK PAT AG (Peter D. Rigling, Industriestrasse 47, 6300 Zug, 6300, CH)
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Claims:
Patentansprüche

1. Absperrorgan (10) zur Verwendung in einem Hydranten, wobei das Absperrorgan (10) einen Hauptventilkörper (12) und eine Dichtfläche (16) umfasst, welche in gegenseitig abdichtende Anlage bringbar sind, wobei die Dichtfläche (16) am Innenumfang hiervon wenigstens abschnittsweise mit einer Ausnehmung (20) versehen ist, welche mit

veränderlicher Tiefe in die Dichtfläche (16) hinein

eingetragen ist.

2. Absperrorgan (10) nach Anspruch 1, wobei die

Ausnehmung (20) in einem Abschnitt der Dichtfläche (16) ausgebildet ist, welcher von dem Hauptventilkörper (12) zum Öffnen und Schliessen des Absperrorgans (10) überfahrbar ist .

3. Absperrorgan (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ausnehmung (20) am Innenumfang der Dichtfläche (16) als durchgehende Ausnehmung (20) ausgebildet ist.

4. Absperrorgan (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ausnehmung (20) am Innenumfang der Dichtfläche (16) mehrere Teilausnehmungen umfasst.

5. Absperrorgan (10) nach Anspruch 4, wobei die

Teilausnehmungen umfänglich voneinander gleichmässig beabstandet sind.

6. Absperrorgan (10) nach Anspruch 4 oder 5, wobei sich die Ausnehmung (20) entlang der Axialrichtung der

Dichtfläche (16) unterschiedlich weit erstreckt.

7. Absperrorgan (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ausnehmung (20) am Innenumfang der Dichtfläche (16) bogenförmig ausgebildet ist.

8. Absperrorgan (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ausnehmung (20) am Innenumfang der Dichtfläche (16) geradlinige Abschnitte aufweist.

9. Absperrorgan (10) nach Anspruch 8, wobei die

Ausnehmung (20) keilförmig, dreieckförmig, trapezförmig und/oder sägezahnförmig ausgebildet ist.

10. Absperrorgan (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dichtfläche (16) dazu konfiguriert ist, einstückig mit einem Hydrantenkörper eines Hydranten ausgebildet zu werden.

11. Absperrorgan (10) nach Anspruch 10, wobei die

Dichtfläche (16) dazu konfiguriert ist, einstückig mit einem Steigrohr des Hydranten ausgebildet zu werden.

12. Absperrorgan (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner umfassend einen Hauptventilsitz, dessen Innenfläche als die Dichtfläche konfiguriert ist.

13. Hydrant, umfassend ein Absperrorgan (10), welches einen Hauptventilkörper (12) und eine Dichtfläche (16) umfasst, welche in gegenseitig abdichtende Anlage bringbar sind, wobei die Dichtfläche (16) am Innenumfang hiervon

wenigstens abschnittsweise mit einer Ausnehmung (20) versehen ist, welche mit veränderlicher Tiefe in die

Dichtfläche (16) hinein eingetragen ist.

14. Hydrant nach Anspruch 13, wobei die Dichtfläche (16) und der Hydrantenkörper einstückig ausgebildet sind.

15. Hydrant nach Anspruch 13 oder 14, ferner umfassend ein Steigrohr, wobei die Dichtfläche (16) und das Steigrohr einstückig ausgebildet sind.

16. Hydrant nach Anspruch 13, ferner umfassend einen

Hauptventilsitz, dessen Innenfläche als die Dichtfläche konfiguriert ist.

17. Hauptventilsitz für einen Hydranten, wobei der

Hauptventilsitz in einem Abschnitt eines Absperrorgans des Hydranten derart entnehmbar einsetzbar ist, dass der

Hauptventilsitz und ein im Hydranten umfasster

Hauptventilkörper in gegenseitig abdichtende Anlage bringbar sind, wobei der Hauptventilsitz am Innenumfang hiervon eine Dichtfläche ausweist, welche wenigstens abschnittsweise mit einer Ausnehmung versehen ist, welche mit veränderlicher Tiefe in die Dichtfläche (16) hinein eingetragen ist.

Description:
Absperrorgan eines Hydranten, Hydrant und Hauptventilsitz

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Absperrorgan eines Hydranten, einen Hydranten und einen Hauptventilsitz.

Hydranten sind mit einem Wasserverteilungssystem verbunden und stellen eine Armatur zur Entnahme von Wasser dar, um somit der Feuerwehr als auch öffentlichen und privaten Nutzern die Wasserentnahme aus dem Wasserverteilungssystem zu ermöglichen. Der Netzdruck im Wasserverteilungssystem beträgt typischerweise ca. 6 - 9 bar. Hydranten umfassen ein Steigrohr mit einem Innenraum und einer Aussenseite, wobei das Wasserverteilungssystem üblicherweise über ein bodenseitiges Einlaufrohr mit dem Innenraum verbunden ist. Die Wasserentnahme erfolgt über seitliche Anschlüsse aus dem Innenraum.

Zum Öffnen und Schliessen von Hydranten sind Absperrorgane bekannt, welche im Bereich oder nahe des Einlaufrohres angeordnet sein können. Absperrorgane sind z.B.

Hydrantenhauptventile, die einen axial verstellbaren

Hauptventilkörper umfassen, welcher mit einer Dichtfläche des Hydranten abdichtend abschliessen kann. Alternativ kann der Hauptventilkörper mit einer Dichtfläche eines

entnehmbar in den Hydranten einsetzbaren Hauptventilsitzes abdichtend abschliessen. Der Hauptventilkörper ist ein Abdichtelement, welches in einer Schliessstellung mit der Dichtfläche des Hydranten oder Hauptventilsitzes abdichtet und in einer Offenstellung eine Verbindung zwischen dem bodenseitigen Einlaufrohr und dem Innenraum des Steigrohrs freigibt. Hierbei kann der Hauptventilkörper mit einer Ventilstange gekoppelt sein, über welche der

Hauptventilkörper von der Schliessstellung in die

Offenstellung und umgekehrt verstellbar ist. Die

Ventilstange ist meist axial im Steigrohr des Hydranten angeordnet und kann manuell über ein Betätigungselement, z.B. ein Spindeltrieb, verstellt werden. Hierbei kann eine manuelle Umdrehung mittels des Betätigungselements in eine axiale Verstellung überführt werden, über welche die

Ventilstange und der hiermit gekoppelte Hauptventilkörper axial herauf und herunter geführt werden.

Ein Problem im Stand der Technik besteht darin, dass beim Schliessen des Hydranten Druckstösse im

Wasserverteilungssystem auftreten können. Die Intensität eines Druckstosses steigt hierbei mit zunehmend raschem Schliessen des Absperrorgans an. Durch die

Druckstossproblematik können Rohrbrüche im

Wasserverteilungssystem auftreten, welches schwerwiegende Folgen nach sich zieht. Neben dem Problem des hohen

Wasserverlustes im Wasserverteilungssystem und des

abnehmenden Wasserdrucks, treten nämlich zudem Probleme hinsichtlich einer Trinkwasserverschmutzung sowie Schäden an Gelände oder Strassen auf. Hohe Druckstösse können ebenso ein Platzen von z.B. einem Feuerwehr-Löschschlauch zur Folge haben. Durch die Druckstösse besteht auch die Gefahr, dass Wasser aus dem Schlauch zurück in das Wasserverteilungssystem gedrückt werden kann, wodurch

Schmutzwasser und/oder Löschschaum ins Trinkwasser gelangen können. Es ist zu erwähnen, dass die Druckstösse ebenso beim Öffnen des Hydranten auftreten können.

Zur Lösung des Problems ist es im Stand der Technik

bekannt, dass das Absperrorgan des Hydranten langsam geschlossen bzw. langsam geöffnet werden soll. Hierzu wird im Stand der Technik z.B. vorgeschlagen, beim Schliessen des Hydranten besonders die letzten Umdrehungen bzw. die letzte Umdrehung zum Schliessen des Absperrorgans langsam vorzunehmen, da die grösste Veränderung in der Wassermenge dann auftritt, wenn das Ventil fast geschlossen ist. Das Vorgenannte gilt ebenso beim Öffnen des Hydranten. Ein Problem dieser Lösung besteht allerdings darin, dass diese Massnahme z.B. bei einem dringenden Löscheinsatz in

Vergessenheit geraten kann oder aber z.B. durch

unzureichende Instruktion des Bedieners gar nicht erst bekannt war. So können die Druckstösse durch Bedienung durch ungeschultes Personal auftreten. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Absperrorgan vorzuschlagen, welches keine Druckstösse verursacht. Es ist ferner Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Hydranten mit einem solchen Absperrorgan, als auch einen Hauptventilsitz für ein solches Absperrorgan vorzuschlagen.

Die zuvor genannte Aufgabe wird durch ein Absperrorgan gemäss dem unabhängigen Anspruch 1, einen Hydranten gemäss dem unabhängigen Anspruch 13, sowie einen Hauptventilsitz gemäss dem unabhängigen Anspruch 17 gelöst. Weitere

vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus den abhängigen

Ansprüchen .

Erfindungsgemäss wird die vorgenannte Aufgabe gelöst durch ein Absperrorgan eines Hydranten, wobei das Absperrorgan einen Hauptventilkörper und eine Dichtfläche umfasst, welche in gegenseitig abdichtende Anlage bringbar sind, wobei die Dichtfläche am Innenumfang hiervon wenigstens abschnittsweise mit einer Ausnehmung versehen ist, welche mit veränderlicher Tiefe in die Dichtfläche hinein

eingetragen ist. Das erfindungsgemässe Absperrorgan umfasst eine Dichtfläche, welche mit einer Ausnehmung versehen ist, die in einem Innenflächenabschnitt der Dichtfläche bzw. einem Innenumfangsabschnitt der Dichtfläche mit

veränderlicher Tiefe in die Dichtfläche eingetragen ist. Sobald der Hauptventilkörper von z.B. einer Offenstellung in eine Schliessstellung des Hydranten verstellt wird, überfährt der Hauptventilkörper jenen Abschnitt der

Dichtfläche mit der eingetragenen Ausnehmung. Im Bereich dieser Verstellung des Hauptventilkörpers in Relation zur Dichtfläche fliesst das Wasser dann mit einem reduzierten Volumen über die sich über die Ausnehmung insgesamt noch eröffnende Querschnittsfläche in z.B. das Steigrohr des Hydranten. Durch die Formgebung der Ausnehmung kann sich diese insgesamt eröffnende Querschnittsfläche bei einem weiteren Verstellen des Hauptventilkörpers in Richtung zur Schliessstellung stetig verkleinern, wodurch auch das durchströmende Wasservolumen stetig weiter reduziert wird. Mit fortschreitendem Verstellen des Hauptventilkörpers in Richtung zur Schliessstellung gelangt der Hauptventilkörper schliesslich umfänglich in vollständige Anlage mit einem Abschnitt, der nicht mit der Ausnehmung versehen ist. In dieser Stellung ist das Absperrorgan vollständig

geschlossen .

Der Übergang des Hauptventilkörpers von der Offenstellung in die Schliessstellung entlang der Dichtfläche im Verlauf des Überfahrens des Abschnitts mit der eingetragenen

Ausnehmung kann als sanftes Schliessen definiert werden, da hierbei das Absperrorgan nicht abrupt schliesst, wie dies im Stand der Technik der Fall ist. Im Stand der Technik wird nämlich hingegen kurz vor Erreichen der

Schliessstellung ein sich umfänglich eröffnender Schlitz zwischen einem Abschnitt des Hauptventilkörpers und der Dichtfläche, durch welchen Schlitz das Wasser z.B. ins Steigrohr strömt, bei auch nur einer leichten axialen

Verstellung des Hauptventilkörpers in Richtung zur

Schliessstellung (auch als Umdrehung eines

Betätigungselements zum Schliessen eines Hydranten

bezeichnet) abrupt geschlossen, woraus die nachteiligen Druckstösse resultieren. Entgegen dem Stand der Technik erlaubt die vorliegende Erfindung jedoch ein sanftes

Schliessen des Hydranten, auch durch ungeschultes Personal, ohne dass Druckstösse auftreten. Die gleichen Vorteile der vorliegenden Erfindung stellen sich auch beim Öffnen des Hydranten ein. In einer bevorzugten Ausführung des Absperrorgans ist die Ausnehmung in einem Abschnitt der Dichtfläche ausgebildet, welcher von dem Hauptventilkörper zum Öffnen und Schliessen des Absperrorgans überfahrbar ist. Der mit der Ausnehmung versehene Abschnitt der Dichtfläche kann als Abschnitt zum sanften Schliessen bzw. Öffnen des Absperrorgans bezeichnet werden. Nachdem der Hauptventilkörper diesen Abschnitt mit der Ausnehmung überfahren hat, gelangt der

Hauptventilkörper in vollständig umfänglicher Anlage mit einem Abschnitt, welcher mit keiner Ausnehmung versehen ist, und dichtet somit zuverlässig ab.

Wie zuvor beschrieben, ist die Ausnehmung mit

veränderlicher Tiefe in die Dichtfläche hinein eingetragen. In einem Beispiel kann die Tiefe, mit der die Ausnehmung in die Dichtfläche hinein eingetragen ist (bezogen auf die axiale Ausrichtung der zylindrischen Dichtfläche) , in

Richtung zur Schliessstellung des Absperrorgans abnehmen. Die Ausnehmung kann, in dieser Richtung in die

Schliessstellung betrachtet, stufenfrei, bzw.

kontinuierlich in einen Abschnitt übergehen, der ohne

Ausnehmung konfiguriert ist. Die Ausnehmung kann in

radialer Richtung betrachtet (ausgehend von der Mittenachse der zylindrischen Dichtfläche) unterschiedlich tief in die Dichtfläche eingetragen sein. Mit anderen Worten, ein

Abschnitt der Ausnehmung, welche mit variabler Tiefe in die Dichtfläche eingetragen ist, kann bei Betrachtung einer jeweiligen axialen Verstellung des Hauptventilkörpers (in Relation zur Achse der Dichtfläche) als eine jeweilige Querschnittsfläche definiert werden, durch welche Wasser strömt - auch als sich eröffnende Querschnittsfläche bezeichnet. Die sich jeweils eröffnende Querschnittsfläche kann somit in Relation zur axialen Verstellung des

Hauptventilkörpers stehen. Mit fortschreitender Verstellung des Hauptventilkörpers in Richtung zur Schliessstellung nimmt die sich eröffnende Querschnittsfläche zunehmend ab und nimmt schliesslich den Wert Null an. Durch die variable Tiefe der Ausnehmung kann zusätzlich ein sanftes

Schliessen, bzw. Öffnen realisiert werden, wodurch

Druckstösse verhindert werden. Die Ausnehmung kann mit einer Tiefe in die Dichtfläche eingetragen sein, welche linear oder nichtlinear variiert.

In einer bevorzugten Ausführung des Absperrorgans ist die Ausnehmung am Innenumfang der Dichtfläche als durchgehende Ausnehmung ausgebildet. Das Profil der Ausnehmung kann durchgehend bzw. unterbrechungsfrei sein. Eine solche

Ausnehmung kann einen reduzierten Aufwand zur Herstellung gestatten. Hierdurch können Herstellungskosten reduziert werden .

In einer alternativen Ausführung des Absperrorgans umfasst die Ausnehmung am Innenumfang der Dichtfläche mehrere

Teilausnehmungen . Somit kann eine feinere Dosierung des durch die Teilausnehmungen (und somit insgesamt durch die Ausnehmung) durchströmenden Wassers erzielt werden. Es ist zu erwähnen, dass mit dem Wortlaut "Ausnehmung" eine zusammenhängende, bzw. durchgehende Ausnehmung, als auch eine mit Unterbrechungen versehene Ausnehmung (mehrere separate Ausnehmungen) , hier als Teilausnehmungen

bezeichnet, gemeint sein kann. In einer bevorzugten

Ausführung des Absperrorgans sind die Teilausnehmungen umfänglich voneinander gleichmässig beabstandet.

In einer bevorzugten Ausführung des Absperrorgans erstreckt sich die Ausnehmung entlang der Axialrichtung der

Dichtfläche unterschiedlich weit. Wie zuvor erwähnt, kann die Ausnehmung mehrere Teilausnehmungen umfassen. Somit kann sich z.B. mindestens eine der Teilausnehmungen entlang der Axialrichtung der Dichtfläche weiter erstrecken als wenigstens eine weitere der Teilausnehmungen. Beim

Schliessen des Absperrorgans strömt dann immer noch Wasser durch die wenigstens eine Teilausnehmung, welche sich weiter in die Dichtfläche erstreckt, während hingegen die Wasserzufuhr bei der wenigstens einen weiteren

Teilausnehmung bereits abgesperrt ist. Hierdurch kann eine weitere Feindosierung des durchströmenden Wasservolumens erzielt werden.

In einer bevorzugten Ausführung des Absperrorgans ist die Ausnehmung am Innenumfang der Dichtfläche bogenförmig ausgebildet. In einem Beispiel kann die Dichtfläche mit mehreren bogenförmigen Teilausnehmungen versehen sein. In einem weiteren Beispiel kann das Profil der Ausnehmung einem bogenförmigen Verlauf folgen, auch als wellenförmiger Verlauf bezeichnet. Der wellenförmige Verlauf eröffnet beim Öffnen und Schliessen des Absperrorgans eine bereichsweise variable Querschnittsfläche, durch welche das Wasser strömt. Die variable Querschnittsfläche kann in Relation zur Verstellung des Hauptventilkörpers stehen. Hierdurch kann das durchströmende Wasservolumen bis zum vollständigen Schliessen des Absperrorgans sanft reduziert werden, wodurch die Gefahr von Druckstössen reduziert wird. Ebenso kann das durchströmende Wasservolumen beim Öffnen des Absperrorgans auch sanft erhöht werden, wodurch ebenfalls die Gefahr von Druckstössen reduziert wird. In einem

Beispiel kann die bogenförmig ausgebildete Ausnehmung wenigstens abschnittsweise einer Funktion von einem Sinus- Kurvenverlauf folgen. In einem Beispiel kann die

bogenförmige Ausnehmung zwei Halbbögen aufweisen, welche in gleicher Ausrichtung zueinander gegenüberliegen. In diesem Beispiel können sich die beiden Bögen entlang der

Axialrichtung der Dichtfläche unterschiedlich weit

erstrecken, bzw. unterschiedliche Hochpunkte haben. Beim Schliessen des Absperrorgans strömt dann immer noch Wasser durch den Halbbogen mit der weitesten Erstreckung, während die Wasserzufuhr durch den anderen, jeweils

gegenüberliegenden Halbbogen bereits abgesperrt ist.

Hierdurch kann eine weitere Feindosierung des

durchströmenden Wasservolumens erzielt werden.

In einer Ausführung des Absperrorgans weist die Ausnehmung am Innenumfang der Dichtfläche geradlinige Abschnitte auf. In einer Ausführung des Absperrorgans ist die Ausnehmung keilförmig, dreieckförmig, trapezförmig und/oder

sägezahnförmig ausgebildet. Soweit sinnvoll, sind weitere geometrische Formen möglich. In einem Beispiel können sich Teilausnehmungen mit geradlinigen Abschnitten

unterschiedlich weit in Axialrichtung der Dichtfläche erstrecken. Beim Schliessen des Absperrorgans strömt dann immer noch Wasser durch wenigstens eine der

Teilausnehmungen, z.B. jeweils dreieckförmige, bzw.

keilförmige Teilausnehmungen, welche sich weiter erstreckt als wenigstens eine weitere der Teilausnehmungen, über welche hinweg die Wasserzufuhr bereits abgesperrt ist.

Hierdurch kann eine weitere Feindosierung des

durchströmenden Wasservolumens erzielt werden.

In einer bevorzugten Ausführung des Absperrorgans ist die Dichtfläche dazu konfiguriert, einstückig mit einem

Hydrantenkörper eines Hydranten ausgebildet zu werden. Die Dichtfläche kann z.B. beim Giessen eines Bauteils des Hydranten einstückig mit dem Material des Hydranten

ausgebildet werden. In einer Ausführung des Absperrorgans ist die Dichtfläche dazu konfiguriert ist, einstückig mit einem Steigrohr des Hydranten ausgebildet zu werden. Durch die einstückige Ausbildung der Dichtfläche im Verlauf der Herstellung des Steigrohrs von dem Hydranten, z.B. beim Giessen des Steigrohrs, können Kosten eingespart werden.

In einer alternativen Ausführung umfasst das Absperrorgan ferner einen Hauptventilsitz, dessen Innenfläche als die Dichtfläche konfiguriert ist. Der Hauptventilsitz kann ein Bauteil sein, welches im Absperrorgan, z.B. ein

Hauptventilabschnitt eines Hydranten, entnehmbar eingesetzt werden kann. Die Innenfläche des Hauptventilsitzes, bzw. dessen Dichtfläche, ist mit der zuvor beschriebenen

Ausnehmung versehen.

Die Erfindung betrifft ebenfalls einen Hydranten, umfassend ein Absperrorgan, welches einen Hauptventilkörper und eine Dichtfläche umfasst, welche in gegenseitig abdichtende Anlage bringbar sind, wobei die Dichtfläche am Innenumfang hiervon wenigstens abschnittsweise mit einer Ausnehmung versehen ist, welche mit veränderlicher Tiefe in die

Dichtfläche hinein eingetragen ist. Es ist somit ein

Hydrant geschaffen, welcher sanft geöffnet und geschlossen werden kann, wodurch nachteilhafte Druckstösse eliminiert werden .

In einer Ausführung des Hydranten sind die Dichtfläche und der Hydrantenkörper einstückig ausgebildet. In dieser Konfiguration ist ein Abschnitt, bzw. Bauteil, des

Hydranten als Dichtfläche selber ausgebildet. In einer Ausführung umfasst der Hydrant ein Steigrohr, wobei die

Dichtfläche und das Steigrohr einstückig ausgebildet sind. In dieser Konfiguration ist ein Abschnitt des Steigrohrs als Dichtfläche selber ausgebildet. Die vorgenannten

Konfigurationen erlauben Kosteneinsparungen. Beispielsweise wird die Dichtfläche beim Giessen des Steigrohrs hierin ausgebildet . In einer alternativen Ausführung umfasst der Hydrant ferner einen Hauptventilsitz, dessen Innenfläche als die

Dichtfläche konfiguriert ist. Die Innenfläche des

Hauptventilsitzes ist mit der zuvor beschriebenen

Ausnehmung versehen. Der Hauptventilsitz kann

vorteilhafterweise ausgewechselt werden, beispielsweise infolge von Verschleiss oder geänderten Anforderungen.

Somit ist der erfindungsgemässe Hydrant besonders

wartungsfreundlich und hat gleichzeitig die Eigenschaft, dass er frei von Druckstössen geöffnet und geschlossen werden kann.

Die Erfindung ist ebenfalls auf einen Hauptventilsitz für einen Hydranten gerichtet, wobei der Hauptventilsitz in einem Abschnitt eines Absperrorgans des Hydranten derart entnehmbar einsetzbar ist, dass der Hauptventilsitz und ein im Hydranten umfasster Hauptventilkörper in gegenseitig abdichtende Anlage bringbar sind, wobei der Hauptventilsitz am Innenumfang hiervon eine Dichtfläche aufweist, welche wenigstens abschnittsweise mit einer Ausnehmung versehen ist, welche mit veränderlicher Tiefe in die Dichtfläche hinein eingetragen ist. Es ist somit ein Hauptventilsitz geschaffen, welcher beispielsweise infolge von Verschleiss einfach ausgetauscht werden kann. Der erfindungsgemässe Hauptventilsitz erlaubt es, dass ein hiermit bestückter

Hydrant z.B. auch durch ungeschultes Personal geöffnet und geschlossen werden kann, ohne dass hierbei Druckstösse auftreten . Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die

vorstehenden Ausführungsvarianten beliebig kombinierbar sind. Lediglich diejenigen Kombinationen von

Ausführungsvarianten sind ausgeschlossen, die durch die Kombination zu Widersprüchen führen würden.

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Dabei zeigen:

Fig. la-e mehrere Schnittansichten von einem Absperrorgan eines Hydranten in einer ersten

Ausführungsform;

Fig. 2a-e mehrere Schnittansichten von einem Absperrorgan eines Hydranten in einer zweiten

Ausführungsform;

Fig. 3a-e mehrere Schnittansichten von einem Absperrorgan eines Hydranten in einer dritten

Ausführungsform,·

Fig. 4a-e mehrere Schnittansichten von einem Absperrorgan eines Hydranten in einer vierten

Ausführungsform; Fig. 5a-e mehrere Schnittansichten von einem Absperrorgan eines Hydranten in einer fünften

Ausführungsform;

Fig. 6 eine Schnittansicht von einem Absperrorgan

eines Hydranten in einer sechsten

Ausführungsform; und

Fig. 7a-c eine Schnittansicht von einem Absperrorgan

eines Hydranten in einer siebten

Ausführungsform.

Die Figuren 1 bis 5 zeigen beispielhaft fünf

Ausführungsformen eines erfindungsgemässen Absperrorgans 10 in jeweils fünf Ansichten. Hierbei zeigen die jeweils mit "Fig. a) " gekennzeichneten Figuren, also Figuren la,

2a,..., 5a, jeweils eine Ansicht der Absperrorgane 10 der jeweiligen Ausführungsform ohne einen Hauptventilkörper, um hierdurch eine deutliche Ansicht zu erhalten. Die weiteren Figuren, d.h. "Figuren b)-e)", zeigen die Absperrorgane 10 der jeweiligen Ausführungsform in jeweils unterschiedlichen Stellungen eines Hauptventilkörpers 12. Es ist zu erwähnen, dass die jeweiligen "Figuren a) " das Absperrorgan 10 in einer Schnittansicht entlang einer Mittenachse von zwei gegenüberliegenden Entwässerungsbohrungen 14 zeigen, während die "Figuren b) -e) " jeweils eine hierzu um 90° gedrehte Schnittansicht zeigen. Das Absperrorgan 10 umfasst eine Dichtfläche 16, wobei der Hauptventilkörper 12 und die Dichtfläche 16 in gegenseitig abdichtende Anlage bringbar sind. Mit anderen Worten, kann der Hauptventilkörper 12 derart verstellt werden, dass er mit der Dichtfläche 16 umfänglich abdichtet. Die "Figuren b) -e) " zeigen das Absperrorgan 10 ausgehend von einer

Offenstellung (jeweils "Figuren b)": Absperrorgan

vollständig offen) über jeweils zwei Zwischenstellungen (jeweils "Figuren c,d)") (in den folgenden

Ausführungsformen detaillierter erläutert) bis hin zu einer Schliessstellung (jeweils "Figuren e)": Absperrorgan vollständig geschlossen) .

Die in Figuren 1-4 gezeigten Ausführungsformen betreffen ein Absperrorgan 10, welches in Strömungsrichtung des

Wassers geschlossen wird (in den genannten Figuren 1-4 in Richtung von unten nach oben) , während die in Figuren 5-7 gezeigten Ausführungsformen jeweils ein Absperrorgan 10 betreffen, welches entgegen der Strömungsrichtung des

Wassers geschlossen wird (in den genannten Figuren 5-7 in Richtung von oben nach unten) . Der Hauptventilkörper 12 wird über eine Ventilstange 18 axial in die

Schliessstellung (hier z.B. in den genannten Figuren 1-4 in Richtung nach oben) oder in die Offenstellung (hier z.B. in den genannten Figuren 1-4 in Richtung nach unten)

verstellt. Obwohl bei den in Figuren 1-4 gezeigten

Ausführungsformen nicht gezeigt, kann der Hauptventilkörper 12 mit Flügeln (z.B. zwei gegenüberliegende Flügel)

versehen sein, welche sich an der Dichtfläche 16 abstützen, um den Hauptventilkörper 12 somit zuverlässig axial entlang der Mittenachse zu führen. In den genannten

Ausführungsformen, bei welchen das Absperrorgan 10 in

Strömungsrichtung des Wassers geschlossen wird, können sich die Flügel in Relation zum Hauptventilkörper 12 nach oben erstrecken, um somit zuverlässig mit der Dichtfläche 16 in Anlage zu gelangen.

Bei den jeweils gezeigten Absperrorganen 10 ist die

Dichtfläche 16 am Innenumfang von einem verengten Abschnitt des Absperrorgans 10 selber vorgesehen. Mit anderen Worten, bildet ein Innenflächenabschnitt des Absperrorgans 10 selber die Dichtfläche 16. Das Absperrorgan 10 kann Teil eines Hydranten, z.B. ein Steigrohr, sein. Obwohl nicht gezeigt, kann alternativ ein austauschbarer Hauptventilsitz vorgesehen sein, dessen Innenumfangsfläche mit der

Dichtfläche versehen ist. Der Hauptventilsitz kann in den Hydranten, z.B. in das Steigrohr, eingesetzt werden. Es ist zu erwähnen, dass mit dem Ausdruck "Innenumfang der

Dichtfläche" die Innenfläche, bzw. Innenumfangsfläche von der Dichtfläche selber gemeint ist.

Die jeweiligen Dichtflächen 16 sind abschnittsweise mit einer Ausnehmung 20 versehen, über welche das Wasser in der Zwischenstellung des Hauptventilkörpers 12 weiterhin strömen kann. Hierauf wird im Folgenden bei Betrachtung der einzelnen Ausführungsformen detaillierter eingegangen. Im Folgenden wird auf die einzelnen Ausführungsformen gesondert eingegangen, Über die Zeichnung hinweg sind gleichen oder gleichwertigen Bauteilen oder Ausformungen die gleichen Bezugszeichen zugesprochen.

Die in der Ausführungsform von Figuren la-e gezeigte

Dichtfläche 16 ist mit einer hierin eingetragenen

Ausnehmung 20 bzw. Ausformung versehen, welche keilförmig ausgebildet bzw. ausgeformt sein kann. In der gezeigten Ausführungsform ist die Ausnehmung 20 z.B. durch zwei Keile bzw. eine keilförmige Ausnehmung gebildet. Die keilförmige Ausnehmung kann durchgängig ausgenommen sein. Alternativ sind keilförmige Ausnehmungen bzw. Ausformungen durch

Abschnitte der Dichtfläche unterbrochen und können somit zwei Teilausnehmungen bilden. Unabhängig davon, ob mehrere "unterbrochene" Teilausnehmungen vorliegen oder nicht, wird hier einheitlich von "Ausnehmung" gesprochen.

Die keilförmige Ausnehmung 20 ist in einem Abschnitt der Dichtfläche 16 ausgebildet, der von dem Hauptventilkörper 12 beim Schliessen des Absperrorgans 10 überfahren wird (siehe Figuren lc,d), wobei der Hauptventilkörper 12 dann in einem weiteren Abschnitt der Dichtfläche 16 zum Liegen kommt. In diesem weiteren Abschnitt gelangt der

Hauptventilkörper 12 voll umfänglich mit der Dichtfläche 16 in Anlage (siehe Fig. le: Schliessstellung) . Während der Hauptventilkörper 12 den Abschnitt der Dichtfläche 16 mit der keilförmigen Ausnehmung 20 überfährt, fliesst das

Wasser über eine insgesamt veränderliche Querschnittsfläche, die insgesamt zwischen dem Umfang des Hauptventilkörpers 12 und der keilförmigen Ausnehmung 20 eröffnet ist. Durch die Formgebung der keilförmigen

Ausnehmung 20 nimmt diese Querschnittsfläche mit

zunehmender Verstellung des Hauptventilkörpers 12 in

Richtung zur Schliessstellung weiter ab. Somit wird auch das durchströmte Wasservolumen stetig reduziert. Die Fig. lc zeigt das Absperrorgan 10 in einem offenen Zustand, wobei sich der Hauptventilkörper 12 bereits im

Einflussbereich der Ausnehmung 20 von der Dichtfläche 16 befindet, auch als "sanft schliessende" Geometrie

bezeichnet .

In der hier gezeigten Ausführung erstreckt sich zudem ein Keil der keilförmigen Ausnehmung 20 weiter in die

Dichtfläche 16 hinein als der gegenüberliegende Keil, bzw. haben die beiden Keile unterschiedliche Hochpunkte. Mit anderen Worten, erstrecken sich die beiden Keile

unterschiedlich weit in die Dichtfläche 16 hinein.

Hierdurch strömt über den sich weiter erstreckenden Keil auch dann noch Wasser, wenn der gegenüberliegende Keil bereits durch den Hauptventilkörper 12 vollständig

abgesperrt ist. So ist in Fig. ld das Absperrorgan 10 in einem teilweise geschlossenen Zustand gezeigt, wobei das Wasser in diesem Zustand nur noch einseitig (in der Fig. ld über den Keil auf der linken Seite) strömt, woraus sich eine sanft schliessende Geometrie bzw. Konfiguration auf den letzten Umdrehungen bzw. auf der letzten Umdrehung zum Schliessen des Absperrorgans 10 einstellt. Die keilförmige Ausnehmung 20 erlaubt eine weitere Feindosierung der

Wasserströmung auf den letzten Umdrehungen bzw. auf der letzten Umdrehung zum Schliessen des Absperrorgans 10.

Die Erfindung erlaubt, dass das über die Ausnehmung 20 durchgeleitete Wasservolumen auf den letzten Umdrehungen bzw. auf der letzten Umdrehung zum Schliessen des

Absperrorgans 10 in einer bestimmten Relation stetig abnimmt und nicht abrupt abgesperrt wird, wie dies im Stand der Technik der Fall ist. Die vorliegende Erfindung

verhindert somit wirksam das Auftreten von Druckstössen, und zwar auch dann, wenn der Hydrant von einem z.B.

ungeschulten Personal bedient wird.

Die Figuren 2a-e zeigen eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemässen Absperrorgans 10. In dieser Ausführung ist die Ausnehmung 20, welche in die Dichtfläche 16 eingetragen ist, ebenfalls keilförmig ausgebildet. Im

Gegensatz zu der in Figuren la-e gezeigten Ausführung, erstrecken sich die gegenüberliegenden Keile der Ausnehmung 20 jedoch gleich weit. Hierdurch wird das Absperrorgan 10 über die gegenüberliegenden Keile im Wesentlichen

gleichzeitig geschlossen.

Die Figuren 3a-e zeigen eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemässen Absperrorgans 10. In dieser Ausführung ist die Ausnehmung 20 durch mehrere Teilausnehmungen konfiguriert, welche keilförmig bzw. dreieckförmig, mit symmetrischen Formschrägen, ausgebildet sind. In dieser Ausführung können sich die Teilausnehmungen in Relation zueinander unterschiedlich weit in die Dichtfläche 16 erstrecken. In einem Beispiel erstrecken sich jeweils benachbarte Teilausnehmungen unterschiedlich weit in die Dichtfläche 16, wobei sich jede Teilausnehmung im

Wesentlichen gleich weit in die Dichtfläche 16 erstrecken kann, wie die jeweils übernächste Teilausnehmung.

Selbstverständlich sind jegliche Kombinationen von

Erstreckungen in die Dichtfläche 16 möglich. Es kann auch möglich sein, dass sich alle Teilausnehmungen in Relation zueinander unterschiedlich weit in die Dichtfläche 16 erstrecken. Wie in Figur 3 gezeigt, können entlang der Innenumfangsfläche der Dichtfläche 16 beispielsweise insgesamt zehn keilförmige Teilausnehmungen vorgesehen sein (aus darstellhaften Gründen sind in Fig. 3a nur fünf keilförmige Teilausnehmungen zu erkennen) . Diese

Teilausnehmungen erstrecken sich, ausgehend von ihrer

Basis, vom unteren Ende der Dichtfläche 16, bzw. seitens des Wassereinlasses, in die Dichtfläche 16 hinein, wobei sie sich stetig verjüngen und jeweils mit ihrer Spitze abschliessen . Die Teilausnehmungen können mit ihren Spitzen in jenen Abschnitt der Dichtfläche 16 glatt bzw. absatzfrei übergehen, welcher keine Ausnehmung aufweist. Die Spitzen der Teilausnehmungen enden z.B. in einem Abschnitt der

Dichtfläche 16, welcher die Hälfte oder etwas weniger als die Hälfte der Gesamterstreckung von der Dichtfläche 16 ausmacht. Somit kann z.B. gewährleistet werden, dass der Hauptventilkörper 12 mit jenem Abschnitt der Dichtfläche 16 in zuverlässige gegenseitige Anlage gelangt, welcher keine Ausnehmung aufweist, und das Absperrorgan 10 somit

zuverlässig abgedichtet wird.

Bei der in Fig. 3c gezeigten Stellung des

Hauptventilkörpers 12 in Relation zur Dichtfläche 16 befindet sich der Hauptventilkörper 12 im Einflussbereich der sanft schliessenden Sitzgeometrie. In dieser Stellung strömt das Wasser durch die sich insgesamt eröffnende

Querschnittsfläche aller keilförmigen Teilausnehmungen. In Fig. 3d hat der Hauptventilkörper 12 die Teilausnehmungen so weit überfahren, dass das Wasser lediglich über die Spitzen jener Teilausnehmungen strömt, welche sich weiter in die Dichtfläche 16 hinein erstrecken. In dem gezeigten Beispiel strömt das Wasser über die Spitze von jeweils jeder zweiten Teilausnehmung, welche sich im Wesentlichen gleich weit in die Dichtfläche 16 hinein erstrecken. Mit anderen Worten, strömt das Wasser über jeweils die Spitze von jenen Teilausnehmungen, welche durch eine

Teilausnehmung voneinander getrennt sind.

Selbstverständlich können Teilausnehmung, welche sich im Wesentlichen gleich weit in die Dichtfläche 16 hinein erstrecken, auch durch zwei oder mehr Teilausnehmungen voneinander getrennt sein. Es sind weitere Beispiele möglich, welche angeben, auf welche Weise Teilausnehmungen mit jeweils im Wesentlichen gleichen Erstreckungen in die Dichtfläche 16 hinein kombiniert werden können.

Beispielsweise können sich auch alle Teilausnehmungen in Relation zueinander unterschiedlich weit in die Dichtfläche 16 hinein erstrecken. Dem oben aufgeführten Beispiel mit insgesamt zehn dreieckförmigen Teilausnehmungen folgend, strömt das Wasser somit nur noch über die sich eröffnende Querschnittsfläche an den Spitzen von fünf keilförmigen Teilausnehmungen. Somit erlaubt das Absperrorgan 10 eine weitere Feindosierung der Wasserströmung auf den letzten Umdrehungen bzw. auf der letzten Umdrehung zum Schliessen des Absperrorgans 10.

Die Figuren 4a-e zeigen eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemässen Absperrorgans 10. In dieser Ausführung ist die Ausnehmung 20 durch mehrere Teilausnehmungen konfiguriert, welche hier keilförmig mit asymmetrischen Formschrägen, bzw. sägezahnförmigen Formschrägen ausgeformt sind. In dieser Ausführung erstrecken sich alle

Teilausnehmungen gleich weit in die Dichtfläche 16 hinein. Beispielsweise können auch hier entlang der

Innenumfangsfläche von der Dichtfläche 16 insgesamt zehn sägezahnförmige Teilausnehmungen vorgesehen sein, welche sich, mit ihrer Basis beginnend, vom unteren Ende der

Dichtfläche 16, bzw. von der Seite des Wassereinlasses, so weit in die Dichtfläche 16 hinein erstrecken, dass die Spitzen der Teilausnehmungen in einem Abschnitt der

Dichtfläche 16 enden, welcher etwas weniger als die Hälfte der Gesamterstreckung von der Dichtfläche 16 ausmacht.

Bei der in Fig. 4c gezeigten Stellung des

Hauptventilkörpers 12 befindet sich dieser im

Einflussbereich der sanft schliessenden Sitzgeometrie. In dieser Stellung strömt das Wasser durch die sich insgesamt eröffnende Querschnittsfläche aller sägezahnförmigen

Teilausnehmungen. In Fig. 4d hat der Hauptventilkörper 12 die Dichtfläche 16 so weit überfahren, dass alle

Teilausnehmungen gleichzeitig geschlossen sind. Die

sägezahnförmigen Formschrägen ermöglichen eine weitere Feindosierung der Wasserströmung auf den letzten

Umdrehungen bzw. auf der letzten Umdrehung zum Schliessen des Absperrorgans 10.

Die Figuren 5a-e zeigen eine fünfte Ausführungsform des erfindungsgemässen Absperrorgans 10. In dieser Ausführung ist das Absperrorgan 10 entgegen der Strömungsrichtung des Wassers schliessend (in den Figuren von oben nach unten) . Der Hauptventilkörper 12 ist mit zwei Flügeln 22 (in den Figuren ist nur ein Flügel 22 zu erkennen) versehen, welche sich an der Dichtfläche 16 abstützen, um den

Hauptventilkörper 12 somit zuverlässig axial entlang der Mittenachse zu führen. In dieser Ausführungsform ist die Dichtfläche 16 ebenfalls mit einer Ausnehmung 20 versehen, welche hier durch zwei keilförmige Teilausnehmungen

konfiguriert ist, deren Formschrägen symmetrisch sind. Die beiden keilförmigen Teilausnehmungen erstrecken sich unterschiedlich weit in die Dichtfläche 16, sodass das Absperrorgan 10 versetzt schliesst (siehe hierzu auch die Beschreibung zu Figuren la-e) .

Bei der in Fig. 5c gezeigten Stellung des

Hauptventilkörpers 12 befindet sich dieser im

Einflussbereich der sanft schliessenden Sitzgeometrie. In dieser Stellung strömt das Wasser durch die sich insgesamt eröffnende Querschnittsfläche der beiden keilförmigen Teilausnehmungen . In Fig. 5d hat der Hauptventilkörper 12 die Dichtfläche 16 so weit überfahren, dass das Wasser lediglich über die sich noch eröffnende Querschnittsfläche der einen keilförmigen Teilausnehmung (in der Figur die linke Teilausnehmung) strömt, welche sich weiter als die andere Teilausnehmung in die Dichtfläche 16 hinein

erstreckt. In der Fig. 5e ist der Hauptventilkörper 12 so weit verstellt, dass er vollständig in umfängliche

Abdichtung mit der Dichtfläche 16 zum Liegen kommt und das Absperrorgan 10 somit vollständig geschlossen ist. Durch die Ausbildung der Dichtfläche 16 mit den beschriebenen keilförmigen Teilausnehmungen mit asymmetrischen

Formschrägen ist eine weitere Feindosierung der

Wasserströmung auf den letzten Umdrehungen bzw. auf der letzten Umdrehung zum Schliessen des Absperrorgans 10 ermöglicht .

Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht von einem Absperrorgan 10 eines Hydranten in einer sechsten Ausführungsform. In dieser Ausführung ist das Absperrorgan 10 ebenso derart konfiguriert, dass es entgegen der Wasserströmung

geschlossen wird. Aus darstellhaften Gründen ist der

Hauptventilkörper ausgelassen. Die Dichtfläche 16 weist eine Ausnehmung 20 aus vier keilförmigen Teilausnehmungen (aus darstellhaften Gründen sind nur zwei keilförmige Teilausnehmungen gezeigt) mit asymmetrischen und

spiegelverkehrten Formschrägen auf. Die keilförmigen Teilausnehmungen können eine variierende Tiefe haben, welche in Richtung zu den Spitzen der keilförmigen

Teilausnehmungen hin stetig abnimmt und in den Abschnitt der umfänglich abdichtenden Fläche übergeht bzw. hierin im Wesentlichen glatt ausläuft. Die gezeigte Konfiguration lässt sich herstellungstechnisch besonders vorteilhaft und zuverlässig realisieren.

Figuren 7a-c zeigen das Absperrorgan 10 in einer siebten Ausführungsform. Hierbei zeigen Figuren 7a, b das

Absperrorgan 10 in einer Schnittansicht, während Fig. 7c das Absperrorgan 10 in einer perspektivischen Ansicht zeigt. Aus darstellhaften Gründen ist der Hauptventilkörper ausgelassen. Das Absperrorgan 10 ist derart konfiguriert, dass es entgegen der Wasserströmung geschlossen wird. In dieser Ausführungsform bildet die sich eröffnende

Querschnittsfläche der Dichtfläche 16 einen Übergang von einem kreisförmigen Querschnitt zu einer Ausnehmung 20 mit elliptischem Querschnitt. Durch die elliptische Formgebung der Ausnehmung 20 wird ermöglicht, dass das Wasservolumen in einem Übergangsbereich zwischen dem kreisförmigen

Querschnitt und dem elliptischen Querschnitt stetig

abnimmt, wenn dieser Übergangsbereich durch den

Hauptventilkörper überfahren wird.