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Die
Erfindung betrifft einen Systemtrenner mit einem Gehäuse, einem
eingangsseitigen Rückflussverhinderer,
einem ausgangsseitigen Rückflussverhinderer
und einem Ventil zum Freigeben oder Verschließen eines Ablasses (Ablassventil),
der zwischen den Rückflussverhinderern
angeordnet ist.
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Derartige
Systemtrenner sind aus den Druckschriften mit den Veröffentlichungsnummern
DE 198 54 951 C2 ,
DE 203 05 410 U1 und
EP 1 422 351 A1 bekannt.
Die aus diesen Druckschriften bekannten Systemtrenner weisen Gehäuse auf,
die aufgrund ihrer Konstruktion als relativ aufwändige Spritz- oder Gussteile
ausgeführt
sein müssen.
An den Gehäusen
sind äußere Stutzen
beispielsweise für
Messanschlüsse
und für
den Ablass vorgesehen. Darüber
hinaus sind im Innenraum des Gehäuses eine
Vielzahl von Hinterschnitten und Vorsprüngen und dergleichen eingeformt.
Diese Stutzen, Hinterschnitte und Vorsprünge können nicht durch eine spanende
Bearbeitung hergestellt werden. Vielmehr ist ein Gieß- oder
Spritzvorgang zur Herstellung des Gehäuses notwendig. Darüber hinaus
sind die Gehäuse
mehrteilig ausgeführt,
damit das Ablassventil, der eingangsseitige und der ausgangsseitige
Rückflussverhinderer
in dem Gehäuse
montiert werden können.
Zwar ist in der Druckschrift mit der Veröffentlichungsnummer
EP 1 422 351 A1 kein
mehrteiliges Gehäuse
dargestellt, konstruktionsbedingt muss dies jedoch ein mehrteiliges
Gehäuse
sein, da sonst eine Montage des Ablassventils und der eingangsseitigen beziehungsweise
ausgangsseitigen Rückflussverhinderer
nicht möglich
ist.
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Insgesamt
sind die Gehäuse
der bekannten Systemtrenner aufwändig
konstruiert und herzustellen. Hier setzt die vorliegende Erfindung
an.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Systemtrenner
vorzuschlagen, der als Ganzes möglichst
einfach herstellbar ist, wobei insbesondere Vereinfachungen am Gehäuse vorgenommen
werden sollen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass das Gehäuse
einstückig
ausgeführt
ist. Das erfindungsgemäße Gehäuse kann
einen gleichförmigen äußeren Querschnitt
aufweisen. Vorteilhaft ist die äußere Form
des Gehäuses
zylindrisch. Des Weiteren kann ein erfindungsgemäßes Gehäuse eine innere Fläche haben,
die frei von Hinterschnitten ist.
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Ein
einstückiges
Gehäuse
ist besonders vorteilhaft für
den Zusammenbau des erfindungsgemäßen Systemtrenners. Auch die
weiteren vorgenannten möglichen
Eigenschaften eines erfindungsgemäßen Systemtrenners beziehungsweise
eines Gehäuses
eines erfindungsgemäßen Systemtrenners
begünstigen
eine einfache Konstruktion und einen einfachen Zusammenbau eines
erfindungsgemäßen Systemtrenners.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Gehäuse spanend, zum Beispiel als
Drehteil hergestellt werden kann. Ein aufwändiges Gießen des Gehäuses ist dann nicht notwendig.
Vielmehr kann das Gehäuse
aus einem Rohr oder einer Stange durch Drehen und Bohren hergestellt
werden.
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Durch
den gleichförmigen äußeren Querschnitt
des Gehäuses
ist es möglich,
den Systemtrenner in ein Rohr einzusetzen. Kann der Systemtrenner
in ein Rohr eingesetzt werden, ist es nicht unbedingt notwendig,
dass das Gehäuse
des Systemtrenners druckfest ist. Die Druckfestigkeit kann dann durch
das den Systemtrenner umgebende Rohr gewährleistet werden. Ist das Gehäuse in ein
Rohr einsetzbar, kann das Gehäuse
daher aus Kunststoff und insbesondere als Kunststoffspritzgussteil
hergestellt sein.
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Das
Gehäuse
eines erfindungsgemäßen Systemtrenners
kann einen ersten zylindrischen Abschnitt aufweisen, der sich von
einem Eingang des Systemtrenners bis zu einem inneren umlaufenden Bund
erstreckt. Ein zweiter zylindrischer Abschnitt kann vorgesehen sein,
der sich vom Ausgang bis zu dem inneren umlaufenden Bund erstreckt.
Die innere Kontur des Gehäuses
ist damit sehr einfach und beispielsweise durch Drehen, Bohren oder
Fräsen
herstellbar.
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Das
Ablassventil eines erfindungsgemäßen Systemtrenners
kann einen Ventilsitz umfassen, der Teil eines Gehäuses ist
und insbesondere durch den inneren umlaufenden Bund des Gehäuses gebildet wird.
Das Ablassventil kann ferner einen im Gehäuse verschiebbaren Ventilring
umfassen. Der Ventilring kann mit einem Kolben fest, insbesondere
einstückig verbunden
sein, wobei der Kolben und der Ventilring einen Topf bilden.
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Der
Topf, der durch den Kolben und den Ventilring gebildet wird, kann
in Richtung zum Eingang und in Richtung zum Ausgang eine gleiche
wirksame druckbeaufschlagte Fläche
aufweisen, so dass der Systemtrenner druckausgeglichen, also vordruckunabhängig regelbar
ist.
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Der
Kolben des Topfes kann ein vorzugsweise zentrales Loch aufweisen,
welches mittels des eingangsseitigen Rückflussverhinderers verschließbar ist.
Der eingangsseitige Rückflussverhinderer
ist dazu vorteilhaft in dem Topf angeordnet. Der Topf eines erfindungsgemäßen Systemtrenners
kann einen im Wesentlichen gleichförmigen äußeren Querschnitt haben, was
eine kostengünstige
Herstellung des Topfes begünstigt.
In der Außenfläche des
Topfes können
Nuten vorgesehen sein, in welchen Vierlippendichtringe eingesetzt
sind, die einerseits zum Abdichten des Topfes gegen das Gehäuse und
andererseits zum Abdichten des Ablassventils dienen können.
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Der
Topf ist im übrigen
vorzugsweise in dem ersten zylindrischen Abschnitt des Gehäuses eingesetzt,
während
der ausgangsseitige Rückflussverhinderer
vorteilhaft in den zweiten zylindrischen Abschnitt des Gehäuses eingesetzt
werden kann.
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An
dem eingangsseitigen Ende des Gehäuses kann ein über die übrige äußere Mantelfläche des
Gehäuses
hinausragender Kragen vorgesehen sein. Dieser Kragen kann dazu benutzt
werden, den Systemtrenner, der in ein Rohr eingesetzt ist, am Ende
des Rohres festzulegen. Ist der Systemtrenner zum Einsetzen in ein
Rohr vorgesehen, ist es vorteilhaft, wenn in der äußeren Mantelfläche des
Gehäuses
Nuten vorgesehen sind, in welche Dichtungsringe eingesetzt sind,
die das Gehäuse
gegen das Rohr abdichten.
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Zwei
Ausführungsbeispiele
für erfindungsgemäße Systemtrenner
sind anhand der Zeichnung näher
beschrieben. Darin zeigt
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1 einen
Längsschnitt
durch einen ersten erfindungsgemäßen Systemtrenner
in einem ersten und einem zweiten Betriebszustand,
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2 den
Systemtrenner gemäß 1 in
einem weiteren Längsschnitt
im ersten und in einem dritten Betriebszustand und
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3 einen
zweiten erfindungsgemäßen Systemtrenner.
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Der
erste Systemtrenner gemäß der 1 und 2 und
der zweite Systemtrenner gemäß der 3 sind
in wesentlichen Teilen, die für
die Funktion des Systemtrenners bedeutend sind, gleichartig ausgeführt. Gleiche
Teile der Systemtrenner sind daher mit gleichen Bezugszeichen versehen
und werden für
den ersten Systemtrenner detailliert beschrieben. Danach werden
die Unterschiede zwischen dem ersten Systemtrenner und dem zweiten
Systemtrenner angegeben.
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Der
erste Systemtrenner weist ein Gehäuse 1 auf, welches
eine äußere zylindrische
Form mit einem gleichförmigen äußeren Querschnitt
hat. Dieses Gehäuse
weist an einem ersten Ende einen Eingang 2 und an einem
zweiten Ende einen Ausgang 3 auf. Im Bereich des Ausgangs 3 ist
in die äußere Mantelfläche des
Gehäuses 1 ein
Außengewinde
eingeschnitten, über
welches der erste Systemtrenner mit einer Rohrleitung verbunden
werden kann.
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Am
Eingang des Systemtrenners ist dagegen auf der Innenseite des Gehäuses ein
Innengewinde eingeschnitten, welches ebenfalls zur Verbindung des
Systemtrenners mit einer Rohrleitung dient.
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An
den Bereich des Gehäuses 1,
in den das Innengewinde eingeschnitten ist, schließt sich
ein erster zylindrischer Abschnitt an, in den ein Topf 9 eingesetzt
ist. Dieser Topf 9 wird aus einem Kolben, der den Boden
des Topfes bildet und einem Ventilring gebildet, wobei der Ventilring
und der Kolben einstückig
miteinander verbunden sind. Der Topf ist mit seinem Boden, d. h.
mit dem Kolben zum Eingang 2 hin in den ersten Abschnitt
des Gehäuses
eingesetzt und in diesem verschiebbar. Außerdem weist der Kolben eine
zentrale Bohrung auf.
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In
der äußeren Mantelfläche des
Topfes sind zwei Nuten vorgesehen, in welche Vierlippendichtringe 11, 11' eingesetzt
sind. Der Vierlippendichtring 11, der in der eingangsseitigen
umlaufenden Nut eingesetzt ist, dichtet den Topf gegen die Innenfläche des Gehäuses 1 ab.
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Auf
der Innenseite weist der Topf eine weitere umlaufende Nut auf, in
welche ein Stütz-
und Führungselement 12 eingesetzt
ist. Dieses Stütz-
und Führungselement 12 weist
eine zentrale Bohrung und weitere diese zentrale Bohrung umgebende Bohrungen
auf. In der zentralen Bohrung ist eine Kolbenstange geführt, die
einstückig
mit einem eingangsseitigen Kolben verbunden ist. Kolben und Kolbenstange
bilden zusammen einen eingangsseitigen Rückflussverhinderer. Zum Verhindern
eines Rückflusses
durch den Eingang 2 des Systemtrenners wirkt der Kolben
des Rückflussverhinderers 5 mit dem
Rand der Bohrung in dem Boden des Topfes 9 zusammen. Zum
Abdichten ist dabei eine Dichtung 6 vorgesehen, welche
in eine umlaufende Nut des Kolbens des Rückflussverhinderers 5 eingesetzt
ist.
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Der
Rückflussverhinderer 5 ist über eine
Feder 7 gegen das Stütz- und Führungselement 12 abgestützt, so
dass die Federkraft der Feder 7 den Rückflussverhinderer im ersten
Betriebszustand gegen den Rand der Bohrung in dem Boden des Topfes 9 drückt.
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Eine
weitere Feder 10, die ebenfalls an dem Führungs-
und Stützelement 12 abgestützt ist,
wirkt mit dem Topf 9 zusammen. Dazu stützt sich diese Feder 10 an
einem nach innen ragenden umlaufenden Bund am Ende des ersten Abschnitts
des Gehäuses ab.
Auf diesem umlaufenden Bund stützt
sich die Feder 10 ab und drückt den Topf in Richtung zum
Eingang 2.
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Am
Ende des ersten Abschnitts, noch vor dem umlaufenden Bund sind eine
oder mehrere Querbohrungen vorgesehen, welche Ablassöffnungen 4 des
Systemtrenners bilden. Diese Ablassöffnungen 4 können durch
den Ventilring des Topfes 9 verschlossen werden, wenn dieser
Ventilring an dem inneren umlaufenden Bund des Gehäuses anliegt (zweiter
und dritter Betriebszustand). Dieser innere umlaufende Bund bildet
nämlich
einen mit dem Ventilring zusammenwirkenden Ventilsitz. Damit dieses Ventil
dicht geschlossen werden kann, ist der Vierlippendichtring 11' in der Nut
des Topfes 9 vorgesehen.
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In
dem Bereich des inneren umlaufenden Bundes ist eine weitere Querbohrung
vorgesehen, die einen Messanschluss 15 bildet, wobei dieser Messanschluss 15 mit
einem nicht dargestellten Stopfen verschließbar ist.
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Der
innere umlaufende Bund begrenzt einen zweiten zylindrischen Abschnitt
im Gehäuse 1 des Systemtrenners,
in dem ein ausgangsseitiger Rückflussverhinderer 13 eingesetzt
ist. Dieser ausgangsseitige Rückflussverhinderer
ist als Einsteckteil montiert und verfügt durch eine Feder über eine
definierte Öffnungskraft.
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Durch
die beiden Rückflussverhinderer 5, 13 werden
drei verschiedene Druckzonen innerhalb des Gehäuses beziehungsweise des Systemtrenners
geschaffen, nämlich
eine Vordruckzone, in welcher der Eingangsdruck vor dem eingangsseitigen
Rückflussverhinderer 5 herrscht,
eine Hinterdruckzone, in welcher der Druck hinter dem ausgangsseitigen
Rückflussverhinderer 13 herrscht,
und eine Mitteldruckzone, in der ein Druck zwischen der Eingangs- und Ausgangsseite
herrscht. Diese Mittelzone wird auch als Mittelkammer 14 bezeichnet.
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Im
ersten Betriebszustand, wie er in der 1 und in
der 2 in der jeweils linken Bildhälfte dargestellt ist, ist die
Druckdifferenz zwischen der Vordruckzone und der Mittelkammer 14 und
die Druckdifferenz zwischen der Mittelkammer 14 und der
Hinterdruckzone so, dass beide Rückflussverhinderer 5, 13 geschlossen
sind. Ein Durchfluss durch das Gehäuse 1 beziehungsweise
durch den Systemtrenner ist nicht möglich. Ein solcher Zustand
ist beispielsweise erreicht, wenn der Systemtrenner völlig drucklos
ist oder wenn der Eingangsdruck unter die Drucksumme aus Mitteldruck
und Druckverlust über die
Feder 7 abfällt
(Trennstellung).
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In
dem ersten Betriebszustand ist das Ablassventil aus dem Ventilring
und dem Ventilsitz geöffnet,
so dass die Mittelkammer 14 mit der Umgebung des Systemtrenners
verbunden ist und eine Flüssigkeit
aus der Mittelkammer 14 in die Umgebung abgelassen wird.
Die Mittelkammer 14 wird dabei vollständig entleert, da es keine
Hinterschnitte gibt, die Totwasserzonen erzeugen.
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Wird
nun in der Vordruckzone ein ausreichender Druck aufgebaut, bewegt
sich aufgrund der Wahl der Federkonstanten zunächst der Topf 9 in Richtung
zum inneren umlaufenden Bund und der Ventilring des Topfes 9 verschließt dabei
die Ablassöffnung 4,
so dass der Systemtrenner mittels der Dichtungen 11, 11' gegen die Umgebung
abgedichtet ist. Der zweite Betriebszustand, wie er in der 1 in der
rechten Bildhälfte
dargestellt ist, ist erreicht. Der eingangsseitige und der ausgangsseitige
Rückflussverhinderer 5 und 13 sind
in diesem zweiten Betriebszustand weiterhin geschlossen, so dass
kein Durchfluss durch den Systemtrenner möglich ist. Dieses ist beispielsweise
in dem Zustand der Fall, in dem am Ausgang des Systemtrenners keine
Flüssigkeit
abgenommen wird.
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Wird
dann der Druck in der Vordruckzone weiter erhöht und ist die Druckkraft,
die auf den Kolben des eingangsseitigen Rückflussverhinderers 5 wirkt
größer als
die Federkraft der Feder 7, öffnet der eingangsseitige Rückflussverhinderer 5 und
in der Mittelkammer 14 kann ein Druck aufgebaut werden. Dasselbe
geschieht bei Druckabfall auf der Ausgangsseite, wie beispielsweise
durch eine beginnende Flüssigkeitsabnahme
verursacht. Dieser Druck bewirkt letztendlich ein Öffnen des
ausgangsseitigen Rückflussverhinderers 13.
Damit kann eine Durchströmung
des Systemtrenners einsetzen. Der dritte Betriebszustand ist erreicht,
wie er in 2 in der rechten Bildhälfte dargestellt
ist.
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Tritt
nun ein ausgangsseitiges Rückdrücken der
Flüssigkeit
oder ein eingangsseitiges Rücksaugen
der Flüssigkeit
auf, schließen
die beiden Rückflussverhinderer 5, 13 und
der zweite Betriebszustand wird eingenommen, in dem eine Durchströmung verhindert
ist. Im Falle des eingangsseitigen Rücksaugens verbleibt der Systemtrenner
jedoch nicht in diesem zweiten Betriebszustand, sondern der Topf 9 wird
aufgrund der Kraft der Feder 10 zum Öffnen des Ventils verschoben,
wodurch die Ablauföffnungen 4 freigegeben
werden. Die Mittelkammer 14 wird über die Ablassöffnungen 4 belüftet und
Flüssigkeit,
die in der Mittelkammer 14 enthalten ist, kann aus dem
Systemtrenner austreten.
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Vom
Aufbau und der Funktion entspricht der Systemtrenner gemäß der 3 dem
vorbeschriebenen Systemtrenner gemäß der 1 und 2. Ein
wesentlicher Unterschied zwischen dem ersten Systemtrenner und dem
zweiten Systemtrenner liegt darin, dass das Gehäuse 1 des ersten Systemtrenners
als druckfestes Gehäuse
ausgeführt
ist. Dieses Gehäuse
und damit der gesamte Systemtrenner kann als eigenes Bauteil zwischen
zwei Rohrleitungen eingesetzt werden.
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Das
Gehäuse 1 des
zweiten Systemtrenners muss nicht druckfest, sondern lediglich flüssigkeitsdicht
ausgeführt
sein. Ein üblicherweise
in dem Systemtrenner herrschender Druck könnte das Gehäuse 1 zerstören. Das
Gehäuse 1 des
zweiten Systemtrenners ist jedoch so ausgeführt, dass es in eine druckfeste
Rohrleitung eingeschoben werden kann. Die Druckstabilität wird dann
durch die das Gehäuse 1 des
Systemtrenners umgebende Rohrleitung 30 gewährleistet.
Zur Fixierung des zweiten Systemtrenners in einer Rohrleitung 30 weist
der zweite Systemtrenner an einer Seite am Gehäuse einen Kragen 22 auf,
der einen größeren Außendurchmesser
hat als die Rohrleitung 30. Dargestellt ist der Kragen
hier auf der Eingangsseite. Die Rohrleitung 30 weist an
diesem Ende ein Außengewinde
auf und mittels einer Überwurfmutter 32 kann
die zweite Rohrleitung 31 an die erste Rohrleitung 30 angeschlossen
werden, wobei die Überwurfmutter
einerseits die zweite Rohrleitung 31 und zugleich den zweiten
Systemtrenner fest mit der ersten Rohrleitung 30 verbindet.
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Auf
der Außenseite
des Gehäuses 1 des zweiten
Systemtrenners sind zwei Nuten vorgesehen, in welche Dichtungsringe 21, 21' eingelegt sind. Über diese
Dichtungsringe 21, 21' ist das Gehäuse 1 des zweiten
Systemtrenners gegen die erste Rohrleitung 30 abgedichtet.
Damit ein Entleeren des zweiten Systemtrenners in dem ersten Betriebszustand
möglich
ist, weist die erste Rohrleitung mindestens eine Querbohrung auf,
die sich mit der Auslassöffnung 4 im
Gehäuse
des zweiten Systemtrenners überdeckt. Diese
Querbohrung bildet eine Fortsetzung 4' der Ablassöffnung 4 des Systemtrenners.
Eine entsprechende Querbohrung ist auch im Bereich des Messanschlusses 15 vorgesehen,
die mit dem Bezugszeichen 15' gekennzeichnet
ist.