DE102005061694A1

DE102005061694A1 - Systemtrenner mit Ablassventil und ausgangsseitigem Rückflussverhinderer

Info

Publication number: DE102005061694A1
Application number: DE102005061694A
Authority: DE
Inventors: Uwe Pfeiffer
Original assignee: Honeywell Technologies SARL
Current assignee: Garrett Motion SARL
Priority date: 2005-12-21
Filing date: 2005-12-21
Publication date: 2007-07-05
Also published as: DK1801298T3; PT1801298E; EP1801298A2; EP1801298B1; ES2389243T3; PL1801298T3; EP1801298A3

Abstract

Systemtrenner mit einem eingangsseitigen Rückflussverhinderer zum Unterbrechen einer Verbindung für eine Flüssigkeit zwischen einer Vordruckzone (2) und einer Mittelzone (14), einem ausgangsseitigen Rückflussverhinderer (13) zum Unterbrechen einer Verbindung für eine Flüssigkeit zwischen der Mittelzone (14) und einer Hinterdruckzone (3) und einem Ablassventil zum Entleeren der Mittelzone (14) von der Flüssigkeit, wobei sowohl der eingangsseitige Rückflussverhinderer (13), der ausgangsseitige Rückflussverhinderer als auch das Ablassventil ein Sperrelement (78) und einen Ventilsitz umfassen, die zum Herstellen und Unterbrechen der Verbindungen gegeneinander beweglich sind, wobei das Sperrelement (8) des Ablassventils und das Sperrelement (7) des eingangsseitigen Rückflussverhinderers fest miteinander verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Systemtrenner mit einem eingangsseitigen Rückflussverhinderer zum Unterbrechen einer Verbindung für eine Flüssigkeit zwischen einer Vordruckzone und einer Mittelzone des Systemtrenners, einem ausgangsseitigen Rückflussverhinderer zum Unterbrechen einer Verbindung für eine Flüssigkeit zwischen der Mittelzone und einer Hinterdruckzone und einem Ablassventil zum Entleeren der Mittelzone von der Flüssigkeit, wobei sowohl der eingangsseitige Rückflussverhinderer, der ausgangsseitige Rückflussverhinderer als auch das Ablassventil ein Sperrelement und einen Ventilsitz umfassen, die zum Herstellen und Unterbrechen der Verbindungen gegeneinander beweglich sind.

Ein derartiger Systemtrenner ist beispielsweise aus der noch zu veröffentlichenden deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2005 005 452.8 bekannt. Im dort beschriebenen Systemtrenner sind sowohl der eingangsseitige Rückflussverhinderer, der ausgangsseitige Rückflussverhinderer und das Ablassventil durch eine Vielzahl von Bauteilen gebildet. Insbesondere der eingangsseitige Rückflussverhinderer ist dabei sehr aufwändig ausgebildet. Von den insgesamt im Gehäuse verwendeten Bauteilen werden ca. 30 % für den eingangsseitigen Rückflussverhinderer verwendet. Der Rückflussverhinderer hat also einen sehr erheblichen Anteil am Gesamtaufwand des Systemtrenners. Dieses ist ein Nachteil, den es zu beheben gilt.

Ein weiterer Nachteil des in der Patentanmeldung beschriebenen Systemtrenners ist, dass bei einem Versagen des eingangsseitigen Rückflussverhinderers eine Betriebsstellung erreicht wird, bei der über längere Zeit Wasser aus der Entleerung austritt. Dieses Wasser geht unwiederbringlich verloren und kann darüber hinaus auch noch Schäden anrichten.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, den Aufwand für den Systemtrenner zu reduzieren. Dem erfindungsgemäßen Systemtrenner liegt ferner das Problem zugrunde, einen sicheren Betrieb des Systemtrenners möglich zu machen.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Sperrelement des Ablassventils und das Sperrelement des eingangsseitigen Rückflussverhinderers fest miteinander verbunden sind. Vorteilhaft können das Sperrelement des Ablassventils und das Sperrelement des eingangsseitigen Rückflussverhinderers durch ein gemeinsames Teil gebildet werden. Dadurch wird insgesamt die Anzahl der Teile für den eingangsseitigen Rückflussverhinderer und das Ablassventil reduziert. Der Aufwand für einen erfindungsgemäßen Systemtrenner ist dadurch deutlich kleiner als der Aufwand für den vorbeschriebenen Systemtrenner.

Das Problem wird ferner dadurch gelöst, dass das Sperrelement des Ablassventils und das Sperrelement des eingangsseitigen Rückflussverhinderers gekoppelt sind, um zu verhindern, dass das Ablassventil und der eingangsseitige Rückflussverhinderer gleichzeitig in einer geöffneten Stellung sein können.

Gemäß der Erfindung kann der Systemtrenner ein Gehäuse aufweisen, an dem der Ventilsitz des eingangsseitigen Rückflussverhinderers und des ausgangsseitigen Rückflussverhinderers vorgesehen ist. Bei dem vorbeschriebenen Systemtrenner war dagegen der Ventilsitz des eingangsseitigen Rückflussverhinderers in einem beweglichen Teil separat von dem Gehäuse gebildet. Auch hierdurch wird somit die Anzahl der Teile reduziert, die für einen erfindungsgemäßen Systemtrenner notwendig sind.

Das Gehäuse eines erfindungsgemäßen Systemtrenners kann zwischen dem Ventilsitz des eingangsseitigen Rückflussverhinderers und dem Ventilsitz des ausgangsseitigen Rückflussverhinderers einen die Mittelzone bildenden Bereich begrenzen.

Gemäß der Erfindung kann der Systemtrenner so ausgebildet sein, dass der die Mittelzone begrenzende Bereich des Gehäuses einen Abschnitt umfasst, in dem das aus dem Element des Ablassventils und dem Sperrelement des eingangsseitigen Rückflussverhinderers gebildete Teil verschiebbar ist. Das das Sperrelement des Ablassventils und das Sperrelement des eingangsseitigen Rückflussverhinderers bildende Teil kann darüber hinaus gegen eine Feder in eine geöffnete Stellung des eingangsseitigen Rückflussverhinderers bewegt werden.

Der Ventilsitz des eingangsseitigen Rückflussverhinderers kann vorzugsweise durch einen umlaufenden Bund im Gehäuse gebildet sein. Der umlaufende Bund kann durch eine Einfräsung auf der Innenseite des Gehäuses hergestellt werden. Insgesamt ist dadurch die Herstellung des Gehäuses durch eine sehr kostengünstige spanende Bearbeitung möglich.

Bei dem erfindungsgemäßen Systemtrenner kann sich im Bereich der Mittelzone an den Ventilsitz des eingangsseitigen Rückflussverhinderers zumindest ein Überstromkanal anschließen. Über diesen Überstromkanal kann in der geöffneten Stellung des eingangsseitigen Rückflussverhinderers das Sperrelement des eingangsseitigen Rückflussverhinderers überströmt werden, um eine Durchströmung des Systemtrenners zu ermöglichen. Der Überstromkanal kann durch die Einfräsung gebildet sein.

Das Sperrelement des Ablassventils und das Sperrelement des eingangsseitigen Rückflussverhinderers werden – wie bereits ausgeführt – durch ein Teil gebildet. Dieses Teil kann als Topf ausgeführt sein, wobei der Boden des Topfes vom Sperrelement des eingangsseitigen Rückflussverhinderers umfasst ist und die Wandung des Topfes das Sperrelement des Ablassventils beziehungsweise der Ablassventile bilden kann.

Der Topf kann in der Wandung zwischen dem Sperrelement des eingangsseitigen Rückflussverhinderers und dem Sperrelement des Ablassventils Ausnehmungen aufweisen, die zumindest bei geöffnetem Rückflussverhinderer in Wirkverbindung mit dem Überströmkanal stehen und so einen Flüssigkeitsfluss von der Vordruckzone in die Mittelzone ermöglichen.

Der Topf ist vorteilhaft so ausgestaltet, dass der Systemtrenner und insbesondere der eingangseitige Rückflussverhinderer druckausgeglichen ist. Dieses wird durch gleich druckwirksame Flächen des Topfes zur Vordruckzone und zur Mittelzone erreicht.

Ein Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Systemtrenner der Bauart CA ist anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt
1 einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Systemtrenner in der linken Hälfte der Figur in einer ersten Betriebsstellung und in einer rechten Seite der Figur in einer zweiten Betriebsstellung und
2 den Systemtrenner gemäß 1, in der linken Hälfte der Figur in der ersten Betriebsstellung und in der rechten Hälfte der Figur in einer dritten Betriebsstellung.
Der erfindungsgemäße Systemtrenner, wie er in den 1 und 2 dargestellt ist, weist ein Gehäuse auf, das im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgeführt ist. Eingangsseitig weist das Gehäuse ein Innengewinde und ausgangsseitig ein Außengewinde auf, um den Systemtrenner mit zuführenden beziehungsweise weiterführenden Rohrleitungen verschrauben zu können. Die äußere Mantelfläche des Gehäuses ist im Wesentlichen glatt und ohne Vorsprünge ausgeführt, so dass der Systemtrenner auch in eine Rohrleitung eingesetzt werden kann.
Der Systemtrenner umfasst einen eingangsseitigen Rückflussverhinderer, Ablass- bzw. Entleerungsöffnungen, die Ablassventile bilden und einen ausgangsseitigen Rückflussverhinderer 13.
Während der ausgangsseitige Rückflussverhinderer 13 als separates Bauteil ausgeführt ist, werden Elemente des Ablassventils und des eingangsseitigen Rückflussverhinderers durch das Gehäuse 1 gebildet. Sowohl der eingangsseitige Rückflussverhinderer als auch der ausgangsseitige Rückflussverhinderer und die Ablassventile umfassen Sperrelemente, die gegenüber einem stationären Ventilsitz verschiebbar sind. Die Ventilsitze des eingangsseitigen Rückflussverhinderers und der Ablassventile sind im Gehäuse 1 ausgebildet, während der Ventilsitz des ausgangsseitigen Rückflussverhinderers 13 ein ringförmiges Bauelement ist, das in das Gehäuse 1 eingeschoben ist, wie auch die übrigen Elemente des ausgangsseitigen Rückflussverhinderers, darunter das Sperrelement.
Der Ventilsitz des eingangsseitigen Rückflussverhinderers wird durch einen umlaufenden Bund an der inneren Wandung des Gehäuses 1 ausgebildet.
Zwischen dem Ventilsitz des eingangsseitigen Rückflussverhinderers und dem Ventilsitz des ausgangsseitigen Rückflussverhinderers befindet sich eine Mittelzone, die im übrigen von der Wandung des Gehäuses 1 des Systemtrenners begrenzt wird. Eingangsseitig vor dem Ventilsitz des eingangsseitigen Rückflussverhinderers liegt eine Vordruckzone 2, während ausgangsseitig hinter dem Ventilsitz des ausgangsseitigen Rückflussverhinderers 13 eine Hinterdruckzone gebildet ist. In der Innenwand des Gehäuses 1 im Bereich der Mittelzone 14 des Systemtrenners ist im Anschluss an den umlaufenden Bund des Ventilsitzes des eingangsseitigen Rückflussverhinderers eine ringförmige Nut vorgesehen, die einen Überströmkanal 5 bildet.
An den Ventilsitz des ausgangsseitigen Rückflussverhinderers schließt sich von der Innenseite der Wandung des Gehäuses 1 ein umlaufender Bund 11 an, an dem der Ventilsitz des ausgangsseitigen Rückflussverhinderers 13 anliegt. Benachbart zu diesem umlaufenden Bund 11 in der Mittelzone 14 sind Bohrungen 4 in der Wandung des Gehäuses 1 vorgesehen, die Durchtrittsöffnungen für die Ablassventile bilden. Der an der inneren Wand des Gehäuses 1 liegende Rand dieser Durchtrittsöffnungen 4 bildet jeweils einen Ventilsitz der Ablassventile.
Die Sperrelemente 8 der Ablassventile und das Sperrelement 7 des eingangsseitigen Rückflussverhinderers werden durch ein Teil ausgebildet, das durch einen Topf gebildet ist. Der Boden des Topfes mit einem unmittelbar an dem Boden angrenzenden Bereich bildet das Sperrelement 7 des eingangsseitigen Rückflussverhinderers. Angrenzend daran sind in der Wandung des Topfes Ausnehmungen 9 vorgesehen. Daran anschließend bildet die Wandung schließlich die Sperrelemente 8 der Ablassventile.
Der Topf 7, 8, 9, der die Sperrelemente 7, 8 und die Ausnehmungen 9 umfasst, ist verschiebbar in dem Gehäuse 1 gelagert. Der Topf wird dabei von einer Feder 10, die auf dem umlaufenden Bund 11 abgestützt ist, in Richtung Eingang des Systemtrenners gedrückt und ist durch Dichtungen 12, 12', 12'' gegenüber dem Gehäuse 1 abgedichtet.
Ein durch gestrichelte Linien angedeuteter Meßanschluß 15 kann zum Messen des Druckes in der Mittelzone 14 durch ein geeignetes Messgerät genutzt werden. Man erhält dann einen Systemtrenner der Bauart BA.
In den 1 und 2 ist jeweils in der linken Bildhälfte die erste Betriebsstellung des Systemtrenners dargestellt. In dieser ersten Betriebsstellung ist sowohl der eingangsseitige als auch der ausgangsseitige Rückflussverhinderer geschlossen, während das Ablassventil geöffnet ist.
In der ersten Betriebsstellung sind die Druckverhältnisse zwischen der Vordruckzone 2, der Mittelzone 14 und der Hinterdruckzone 3 so, dass die Feder 10 den Topf 7, 8, 9 und somit auch das Sperrelement 7 des eingangsseitigen Rückflussverhinderers nach oben drückt, so dass das Sperrelement 7 des eingangsseitigen Rückflussverhinderers an dem Ventilsitz des eingangsseitigen Rückflussverhinderers anliegt. In dieser ersten Betriebsstellung sind die Durchtrittsöffnungen 4 der Ablassventile nicht durch die Sperrelemente 8, d. h. die Wandung des Topfes 7, 8, 9 abgedeckt. In einer geeigneten Einbaulage des Systemtrenners kann damit die Flüssigkeit in der Mittelzone aus dem Gehäuse 1 des Systemtrenners austreten.
In der ersten Betriebsstellung wird das Sperrelement des ausgangsseitigen Rückflussverhinderers gegen dessen Ventilsitz gedrückt, so dass ein Rückfluss der in der weiterführenden Leitung anstehenden Flüssigkeit verhindert ist.
In der zweiten Betriebsstellung, wie sie in 1 in der rechten Hälfte dargestellt ist, ist die Druckdifferenz zwischen der Mittelzone 14 und der Vordruckzone höher, so dass der Topf 7, 8, 9 von dem in der Vordruckzone anstehenden Druck gegen den Druck der Feder 10 in Richtung Ausgang gedrückt wird. In dieser zweiten Betriebsstellung übergreifen die Sperrelemente 8 der Ablassventile die Durchtrittsöffnungen 4, so dass die Verbindung zwischen der Mittelzone und der Umgebung des Systemtrenners unterbrochen ist. Sowohl der eingangsseitige Rückflussverhinderer, die Ablassventile als auch der ausgangsseitige Rückflussverhinderer 13 sind in der zweiten Betriebsstellung weiter geschlossen.
Wird der Druck in der Vordruckzone 2 weiter erhöht, wie es in der rechten Hälfte der 2 dargestellt ist, wird der Topf 7, 8, 9 weiter gegen den Druck der Feder verschoben, und zwar solange, bis der Topf 7, 8, 9 mit seinem ausgangsseitigen Rand an dem umlaufenden Bund 11 anschlägt. In dieser Stellung übergreifen die Sperrelemente 8 der Ablassventile weiter die Durchtrittsöffnungen 4 der Ablassventile, so dass keine Flüssigkeit aus der Mittelzone austreten kann. Gleichzeitig sind die Überströmkanäle 5 freigegeben, so dass durch die Überströmkanäle 5 am Sperrelement 7 des eingangsseitigen Rückflussverhinderers vorbei und durch die Ausnehmungen 9 Flüssigkeit aus der zuführenden Leitung beziehungsweise der Vordruckzone 2 in die Mittelzone 14 eintreten kann. Der Druck in der Mittelzone 14 steigt an, so dass aufgrund des höheren Drucks in der Mittelzone 14 auch der ausgangsseitige Rückflussverhinderer geöffnet wird und ein Durchströmen des Systemtrenners möglich ist.
Erfolgt später am Ende der weiterführenden Leitung keine Flüssigkeitsabgabe, erhöht sich der Druck in der Hinterdruckzone am Ausgang des Systemtrenners. Der ausgangsseitige Rückflussverhinderer schließt dadurch. Auch der Druck in der Mittelzone erhöht sich, so dass die Feder 10 den eingangsseitigen Rückflussverhinderer schließt, wobei die Ablassventile aufgrund der Wahl der Federvorspannung durch den Eingangsdruck weiter geschlossen bleiben, das heißt der Systemtrenner wird in die zweite Betriebsstellung gebracht.
Kommt es hingegen in der zuführenden Leitung zu einem Rücksaugen von Flüssigkeit, so drückt die Feder 10 das Topfteil 7, 8, 9 unter Öffnung der Ablassventile weiter in Richtung der Eingangsseite, also in die erste Betriebsstellung. Die Mittelzone wird dadurch entleert, und ein Rücktransport von möglicherweise kontaminierter Flüssigkeit von der Ausgangsseite in die Versorgungsseite ist dadurch sicher ausgeschlossen.
Dieselbe Sicherheit mit Entleerung der Mittelzone ergibt sich auch bei einem möglichen Rückdrücken von der Ausgangsseite, beispielsweise durch einen Druckschlag in der nachfolgenden Leitung, falls der ausgangsseitige Rückflussverhinderer defekt sein sollte.

Claims

Systemtrenner mit einem eingangsseitigem Rückflussverhinderer zum Unterbrechen einer Verbindung für eine Flüssigkeit zwischen einer Vordruckzone (2) und einer Mittelzone (14), einem ausgangsseitigem Rückflussverhinderer (13) zum Unterbrechen einer Verbindung für eine Flüssigkeit zwischen der Mittelzone (14) und einer Hinterdruckzone (3) und einem Ablassventil zum Entleeren der Mittelzone (14) von der Flüssigkeit, wobei sowohl der eingangsseitige Rückflussverhinderer (13), der ausgangseitige Rückflussverhinderer als auch das Ablassventil ein Sperrelement (7, 8) und einen Ventilsitz umfassen, die zum Herstellen und Unterbrechen der Verbindungen gegeneinander beweglich sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (8) des Ablassventils und das Sperrelement (7) des eingangsseitigen Rückflussverhinderers fest miteinander verbunden sind.
Systemtrenner nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (8) des Ablassventils und das Sperrelement (7) des eingangsseitigen Rückflussverhinderers gekoppelt sind, um zu verhindern, dass das Ablassventil und der eingangsseitige Rückflussverhinderer gleichzeitig in einer geöffneten Stellung sein können.
Systemtrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (8) des Ablassventils und das Sperrelement (7) des eingangsseitigen Rückflussverhinderers durch ein gemeinsames Teil (6) gebildet werden.
Systemtrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Systemtrenner ein Gehäuse (1) aufweist, an dem der Ventilsitz des eingangsseitigen Rückflussverhinderers und des ausgangsseitigen Rückflussverhinderers (13) vorgesehen sind.
Systemtrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) zwischen dem Ventilsitz des eingangsseitigen Rückflussverhinderers und dem Ventilsitz des ausgangsseitigen Rückflussverhinderers (14) einen die Mittelzone (14) bildenden Bereich begrenzt.
Systemtrenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der die Mittelzone (14) begrenzende Bereich des Gehäuses (1) einen Abschnitt umfasst, in dem das aus dem Element des Ablassventils und dem Sperrelement des eingansseitigen Rückflussverhinderers gebildete Teil verschiebbar ist.
Systemtrenner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das das Sperrelement des Ablassventils und das Sperrelement des eingangseitigen Rückflussverhinderers bildende Teil (6) gegen eine Feder (10) in eine geöffnete Stellung des eingangsseitigen Rückflussverhinderers bewegbar ist.
Systemtrenner nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz des eingangsseitigen Rückflussverhinderers durch einen umlaufenden Bund im Gehäuse gebildet ist.
Systemtrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich in der Mittelzone (14) an den Ventilsitz des eingangsseitigen Rückflussverhinderers zumindest ein Überströmkanal (5) anschließt, über den in einer geöffneten Stellung des eingangsseitigen Rückflussverhinderers das Sperrelement des eingangsseitigen Rückflussverhinderers überströmt wird.
Systemtrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement des Ablassventils und das Sperrelement des eingangseitigen Rückflussverhinderers bildende Teil (6) ein Topf (6) ist, dessen Boden vom Sperrelement des eingangsseitigen Rückflussverhinderers umfasst ist.
Systemtrenner nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung des Topfes (6) das Sperrelement des Ablassventil umfasst.
Systemtrenner nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Topf (6) in der Wandung zwischen dem Sperrelement des eingangsseitigen Rückflussverhinderers und dem Sperrelement Ablassventils Ausnehmungen (9) aufweist, die zumindest bei geöffnetem Rückflussverhinderer in Wirkverbindung mit dem Überströmkanal (5) stehen.
Systemtrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Systemtrenner druckausgeglichen ist.
Systemtrenner nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die eingangsseitige druckwirksame Fläche des Topfes gleich der ausgangsseitigen druckwirksamen Fläche des Topfes ist.