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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft eine Rohrtrenneranordnung zum physischen Trennen
eines stromaufwärtigen Flüssigkeitssystems von
einem stromabwärtigen Flüssigkeitssystem mittels
eines Ablassventils enthaltend
- (a) einen in
einem Gehäuse angeordneten stromaufwärtigen Rückflussverhinderer,
- (b) einem koaxial zu dem stromaufwärtigen Rückflussverhinderer
angeordneten stromabwärtigen Rückflussverhinderer
und
- (c) ein von einer Belastungsfeder beaufschlagtes, strömungsmäßig
zwischen den Rückflussverhinderern angeordnetes Ablassventil
mit einer gehäusefesten Sitzdichtung und einem mit der
Sitzdichtung zusammenwirkenden, beweglichen Ventilsitz, wobei
- (d) stromaufwärts von dem stromaufwärtigen Rückflussverhinderer
ein Eingangsdruck des stromaufwärtigen Flüssigkeitssystems,
- (e) zwischen den Rückflussverhinderern ein Mitteldruck
in einer Mitteldruckkammer und
- (f) stromabwärts von dem stromabwärtigen Rückflussverhinderer
ein Ausgangsdruck des stromabwärtigen Flüssigkeitssystems
herrscht.
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Rohrtrenner
oder Systemtrenner dienen dazu, einen Rückfluß von
Flüssigkeit aus einem stromabwärtigen Flüssigkeitssystem
in ein stromaufwärtiges Flüssigkeitssystem sicher
zu verhindern. Das stromaufwärtige Flüssigkeitssystem
kann dabei ein Trinkwassersystem sein. Das stromabwärtige
Flüssigkeitssystem kann z. B. ein Heizungssystem sein. Es
muß unbedingt verhindert werden, daß verunreinigtes
Wasser aus dem Heizungssystem beim Auf- oder Nachfüllen
des Heizungssystems in das Trinkwassersystem zurückfließt,
beispielsweise dadurch, daß der Druck im Trinkwassersystem
aus irgendeinem Grund zusammenbricht.
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Es
gibt sog. Rückflußverhinderer. Das sind federbelastete
Ventile, welche einen Flüssigkeitsdurchfluß nur
in einer Richtung, nämlich vom stromaufwärtigen
zum stromabwärtigen System zulassen. Solche Rückflußverhinderer
können aber undicht werden. Daher ist z. B. bei Trinkwasser
und Heizungswasser eine Trennung der Flüssigkeitssysteme allein
durch Rückflußverhinderer nicht zulässig.
Es muß eine physische Trennung der Flüssigkeitssysteme
erfolgen, derart daß im Störfall zwischen den
Systemen eine Verbindung zu einem Ablauf und zur Atmosphäre
hergestellt wird.
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System-
oder Rohrtrenner enthalten einen stromaufwärtigen, an das
stromaufwärtige Flüssigkeitssystem angeschlossenen
Rückflußverhinderer und einen stromabwärtigen
mit dem stromabwärtigen System verbundenen Rückflußverhinderer.
Zwischen den Rückflußverhinderern ist ein druckgesteuertes Ablassventil
angeordnet, welches einen Durchgang von dem stromaufwärtigen
Flüssigkeitssystem zu dem stromabwärtigen Flüssigkeitssystem
herstellt, wenn zwischen den beiden Flüssigkeitssystemen
ein ausreichendes Druckgefälle besteht, so daß die
Flüssigkeit sicher nur von dem stromaufwärtigen
zum stromabwärtigen Flüssigkeitssystem strömen
kann. Wenn dieses Druckgefälle nicht besteht, stellt das Ablassventil
eine Verbindung des Raumes zwischen den Rückflußverhinderern
mit der Atmosphäre und einem Ablauf her.
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Stand der Technik
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Aus
der
DE 198 54 951
C2 ist eine Anordnung bekannt, bei der der stromaufwärtige
Rückflußverhinderer in einem koaxialen Metallbalg
sitzt. Bei ansteigendem Eingangsdruck dehnt sich der Metallbalg
aus und bewegt das Ablassventil bis der Ventilsitz abdichtend am
Ventilkegel des Ablassventils sitzt. Erst dann öffnet der
stromaufwärtige Rückflußverhinderer.
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Bei
bekannten Rohrtrennern, wie z. B. auch in der
DE 102 14 747 oder
DE 10 2005 031 422 offenbart,
ist das Ablassventil ein in einem Armaturengehäuse verschiebbarer
Kolben. Dieser Kolben weist einen zentralen Durchgang und an seiner
stromabwärtigen Stirnfläche einen ringförmigen
Ventilsitz auf, der an einer armaturenfesten Ringdichtung axial
zur Anlage kommt. Der Durchgang stellt dann eine zur Atmosphäre
hin geschlossene Verbindung zwischen stromaufwärtigem und
stromabwärtigen Flüssigkeitssystem her. Der stromaufwärtige
Rückflußverhinderer sitzt in dem Durchgang. Dadurch
wirkt auf den Kolben gegen eine in Öffnungsrichtung wirksame
Feder die Druckdifferenz zwischen dem Eingangsdruck im stromaufwärtigen
Flüssigkeitssystem und einem Mitteldruck, der sich in einem
Mitteldruckraum zwischen Kolben und stromabwärtigen Rückflußverhinderer
einstellt. Damit ein Durchfluß zu dem stromabwärtigen
System stattfinden kann, muß schon diese Druckdifferenz
ein vorgegebenes, durch die Federkraft bestimmtes Maß überschreiten.
Der Ablassventilkörper ist dabei koaxial zu den Rückflussverhinderern
angeordnet.
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Wenn – als
Beispiel – ein unter geringem Wasserdruck stehendes Heizungssystem
aus einem Trinkwassersystem über den Systemtrenner gefüllt werden
soll, wird durch den Eingangsdruck im Trinkwassersystem zunächst
der Kolben des Ablassventils gegen die Wirkung der darauf wirkenden
Feder in seine Betriebsstellung gedrückt, in welcher er
die Verbindung zur Atmosphäre und zu dem Ablauf unterbricht
und eine Verbindung zwischen Trinkwassersystem und Heizungssystem
herstellt. Dann werden die stromaufwärtigen und stromabwärtigen
Rückflußverhinderer aufgedrückt. Es strömt
Trinkwasser zu dem Heizungssystem und füllen dieses auf
oder nach.
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Das
Heizungssystem wird dann auf einen Ausgangsdruck aufgefüllt,
der unterhalb des Eingangsdrucks liegt. Im normalen Betrieb wird
die Differenz zwischen Eingangsdruck und Ausgangsdruck durch den
Druckabfall an den Rückflußverhinderern, also
durch die Stärke der Federn der Rückflußverhinderer
bestimmt. Der Mitteldruck liegt entsprechend dem Druckabfall an
dem stromaufwärtigen Rückflußverhinderer
und dem Druckabfall an dem stromaufwärtigen Rückflußverhinderer
dazwischen. Die Druckdifferenz zwischen Eingangsdruck und Mitteldruck
muß größer sein als ein durch die Belastungsfeder
des Ventilkörpers des Ablassventils bestimmter Grenzwert.
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Die
bekannten Rohrtrenner bestehen überwiegend aus metallischen
Komponenten, z. B. aus Messing oder Kupfer.
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Offenbarung der Erfindung
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine Rohrtrenneranordnung der eingangs
genannten Art kostengünstig und wartungsfreundlich zu gestalten.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst,
dass
- (g) der Ventilsitz des Ablassventils mit
der stromabwärtigen Seite eines in dem Gehäuse
senkrecht zur Öffnungsrichtung der Rückflussverhinderer
beweglichen, federbeaufschlagten Kolbens verbunden ist, und
- (h) der Kolben über einen an dem stromaufwärtigen
Rückflussverhinderer vorbei führenden Verbindungskanal
gegen die Federwirkung der Belastungsfeder mit Eingangsdruck beaufschlagt
ist.
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Das
Ablassventil ist also senkrecht zur Fließrichtung zwischen
den Rückflussverhinderern angeordnet. Entsprechend kann
das Gehäuse mit geringeren Abmessungen, insbesondere mit
geringerer Baulänge und geringerem Durchmesser ausgeführt werden.
Damit ist eine erhebliche Materialersparnis verbunden, welche die
Herstellungskosten reduziert.
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Vorzugsweise
weist das Gehäuse zwei koaxiale Anschlussstutzen zum Einbau
in eine Rohrleitung auf und einen zur Achse der Anschlussstutzen senkrechten
Stutzen, in welchen ein Einsatzteil mit der Sitzdichtung des Ablassventils
eingesetzt ist. Durch diesen senkrechten Stutzen sind die Kompenenten
z. B. zu Wartungszwecken oder zum Ersatz leicht zugänglich.
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Das
Einsatzteil kann einen Ablauftrichter aufweisen. Es kann ferner
ein Führungsglied zur Führung des beweglichen
Ventilsitzes aufweisen. In einer besonders kostengünstigen
Variante der Erfindung ist das Einsatzteil aus Kunststoff gefertigt.
Das Einsatzteil ist also im Gegensatz zu den Trichteranordnungen
des Standes der Technik nicht nur ein bloßer Trichter,
sondern bildet auch einen Teil des Ablassventils. Mit der Verwendung
eines integrierten Kunststoffteils ist erheblich weniger metallischer Werkstoff
erforderlich. Dadurch kann die Armatur wirtschaftlicher hergestellt
werden.
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In
einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der
Ventilsitz einen kleineren Durchmesser auf als der Kolben. Der auf
den Kolben wirkende Eingangsdruck erzeugt somit aufgrund des größeren
Durchmessers eine größere Kraft in Schließrichtung
des Ablassventils, als dies mit dem Ventilsitz der Fall wäre.
Entsprechend besser ist die Dichtkraft des Ablassventils.
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Auch
der Kolben und der Ventilsitz können als integriertes Kunststoffelement
ausgebildet sein.
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Vorzugsweise
ist der stromaufwärtige Rückflussverhinderer von
einer Rückflussverhindererpatrone gebildet, welche in ein
Einschubteil eingesetzt ist, wobei das Einschubteil mit Außenrippen
versehen ist, deren Zwischenraum eine Verbindung zwischen dem Verbindungskanal
und dem Einlass herstellen. Dadurch wird eine besonders kompakte
Anordnung erreicht. Das Einschubteil kann ebenfalls aus Kunststoff
gefertigt sein.
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Ausgestaltungen
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein Ausführungsbeispiel ist
nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
näher erläutert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
ein Querschnitt durch eine Rohrtrenneranordnung mit einen Kunststoff-Trichtereinsatz
mit geöffnetem Auslassventil.
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2 ist
ein Querschnitt durch die Rohrtrenneranordnung aus 1 mit
geschlossenem Auslassventil zum Befüllen oder Nachfüllen.
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3 ist
eine perspektivische Darstellung der Rohrtrenneranordnung aus 1 und 2.
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4 zeigt
den Kolbeneinsatz im Detail.
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5 zeigt
den Trichtereinsatz im Detail.
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6 zeigt
den Einsatz für die einlassseitige Rückflussverhindererpatrone
im Detail.
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7 ist
ein Querschnitt durch die Rohrtrenneranordnung aus 1 und 2 entlang
der Schnittlinie A-A in 1.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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In 1 ist
eine allgemein mit 10 bezeichnete Armatur in Form einer
Rohrtrenneranordnung dargestellt. Die Rohrtrenneranordnung 10 umfasst
ein Gehäuse 12 mit einem als Einlassstutzen 14 ausgebildeten
Einlass und einem koaxial dazu angeordneten Auslassstutzen 16 als
Auslass. Die Rohrtrenneranordnung 10 wird in eine Rohrleitung
(nicht dargestellt) zum Beispiel zwischen einer einlassseitig angeordneten
Trinkwasserversorgung vor einer auslassseitig angeordneten Heizungsanlage
(nicht dargestellt) eingebaut. Das Wasser fließt also von
der Trinkwasserversorgung durch den Einlass in die Armatur und von
dort aus dem Auslass heraus.
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Zwischen
Einlass und Auslass sind ein stromaufwärtiger 18 und
ein stromabwärtiger Rückflussverhinderer 20 vorgesehen.
Die Rückflussverhinderer 18 und 20 öffnen
in Richtung des Auslasses. Die Rückflussverhinderer 18 und 20 sitzen
in einer Rückflussverhindererpatrone 22 bekannter
Bauart und brauchen daher hier nicht weiter beschrieben werden.
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Der
stromabwärtige Rückflussverhinderer 20 ist
koaxial zum Auslassstutzen 16 direkt mit einer Dichtung 24 in
eine Gehäusebohrung 26 eingesetzt. Oberhalb der
Rückflussverhinderer 18 und 20 ist jeweils
eine mit einem Stopfen 28 bzw. 30 verschlossener
Prüfanschluss 32 und 34 vorgesehen. Der
Prüfanschlüsse 32 ist mit dem Einlass
verbunden. Der Prüfanschluss 34 ist mit dem Auslass
verbunden. Auf diese Weise kann z. B. mittels eines Manometers der Eingangs-
und Ausgangsdruck ermittelt werden.
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Der
stromaufwärtige Rückflussverhinderer 18 sitzt
in einem Einschubteil 36. Das Einschubteil ist in 6 gesondert
dargestellt. Das Einschubteil ist zylindrisch und weist auf der
Mantelfläche Rippen 38 auf. Die zwischen den Rippen 38 gebildeten
Zwischenräume 40 ermöglichen eine Wasserströmung zwischen
dem Einlass und dem Prüfanschluss in Form des Kanals 32.
An den Stirnseiten ist das Einschubteil 36 offen. Die Verwendung
des Einschubteils ermöglicht es, den Prüfstutzen
zum Prüfen des Eingangsdrucks weiter mittig anzuordnen,
wodurch die Anordnung besonders kompakt wird.
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Zwischen
dem stromaufwärtigen Rückflussverhinderer 18 und
dem stromabwärtigen Rückflussverhinderer 20 weist
das Gehäuse 12 eine weitere Gehäusebohrung 40 auf.
Die Gehäusebohrung 40 verläuft senkrecht
zur Gehäusebohrung 26. Sie mündet in
einem nach unten in 1 ragenden Stutzen 42.
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In
den Stutzen 42 ist ein allgemein mit 44 bezeichnetes
Einsatzteil eingeschraubt. Das Einsatzteil 44 ist in 5 gesondert
dargestellt. Das Einschraubteil 44 ist im wesentlichen
zylindrisch aufgebaut und weist im Mittelteil 46 ein Gewinde 48 auf.
Mit dem Gewinde 48 wird das Einsatzteil 44 in
den Stutzen 42 eingeschraubt, bis es mit einer Schulter 50 an der
Stirnseite des Stutzens 42 anschlägt. Der Ablauftrichter 52 ist über
Stege 54 mit dem Mittelteil 46 verbunden.
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Ein
in den Stutzen 42 ragender, oberer Teil 56 des
Einsatzteils 44 hat einen gegenüber dem Mittelteil 46 geringeren
Durchmesser. Radial verlaufende Stege 60 verbinden den
mit dem Gewinde 48 versehenen, äußeren
Teil mit einem eine Sitzdichtung 64 aufnehmenden Mittelteil 62.
Die Sitzdichtung 64 (1) wird
mit einem Teller 66 in ihrer Lage gehalten. Der Teller 66 weist
einen Gewindezapfen auf, der in das Mittelteil 62 eingeschraubt
ist.
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Die
Stege 60 verbinden den Mittelteil 46 ferner mit
einem Führungsglied 68. Das Führungsglied 68 ist
mit einer Dichtung 70 ebenfalls in den Stutzen 42 eingesteckt.
Das Führungsglied weist eine Mittenbohrung 72 auf.
In der Mittenbohrung 72 ist ein mit der Sitzdichtung 64 zusammenwirkender,
koaxial zur Langsachse des Stutzens 42 beweglicher Ventilsitz 74 geführt.
Die Sitzdichtung 64 und der Ventilsitz 74 bilden
ein Ablassventil. Der Ventilsitz 74 hat somit einen geringeren
Durchmesser als die Gehäusebohrung 40 und als
der Stutzen 42.
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Der
Ventilsitz 74 des Ablassventils ist über Stege 78 fest
mit der stromabwärtigen Seite eines in der Gehäusebohrung 40 senkrecht
zur Öffnungsrichtung der Rückflussverhinderer 18 und 20 beweglichen
Kolbens 76 verbunden. Das so gebildete Kolben-Sitz-Teil 80 ist
in 4 gesondert dargestellt. Man erkennt, dass die
wirksame Kolbenfläche 82 größer
ist, als der Sitzdurchmesser des Sitzes 74.
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Eine
Feder 84 stützt sich einerseits auf der Unterseite 86 des
Kolbens 76 ab. Andererseits stützt sich die Feder
an der Oberseite 88 des gehäusefesten Einsatzteils 44 ab.
Die Feder 84 sucht den Kolben nach oben in 1 zu
drücken und so den mit dem Kolben 76 verbundenen
Ventilsitz 74 in einer Offenstellung des Ablassventils
zu halten.
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Die
Gehäusebohrungen 26 und 40 bilden in dem
sich kreuzenden Bereich unterhalb des Kolbens 76 eine Mitteldruckkammer.
Die Mitteldruckkammer wird von dem Kolben 76 und der Oberseite 88 des Einsatzteils 44 einerseits
und andererseits von den Rückflussverhinderern 18 und 20 begrenzt.
Bei geringem Eingangsdruck im Einlass 14 liegt die in 1 dargestellte
Situation vor. Dann sind die Rückflussverhinderer 18 und 20 geschlossen.
Der Kolben 76 ist in einer oberen Position. Der Ventilsitz 74 ist
in einer oberen, geöffneten Stellung. Wenn mm der stromabwärtige
Rückflussverhinderer 20 undicht ist, fließt
das Wasser in die Mitteldruckkammer und nach unten durch das Ablassventil
nach unten in die Atmosphäre ab.
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Zum
Befüllen der Heizungsanlage oder dergleichen wird eine
Absperrung (nicht dargestellt) geöffnet. Dann herrscht
im Einlass 14 ein erhöhter Eingangsdruck. Diese
Situation ist in 2 dargestellt.
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Der
Kolben 76 ist immer über einen an dem stromaufwärtigen
Rückflussverhinderer 18 vorbei führenden
Verbindungskanal 32 und einen Durchgang 90 am
Prüfstutzen gegen die Federwirkung der Belastungsfeder 84 mit
Eingangsdruck beaufschlagt. Bei erhöhtem Eingangsdruck
wird der Kolben wie in 2 dargestellt nach unten gedrückt.
Anschließend öffnen die Rückflussverhinderer 18 und 20.
Dann herrscht in der Mitteldruckkammer Eingangsdruck. Das Wasser
fließt durch den stromaufwärtigen Rückflussverhinderer 18 in
die Mitteldruckkammer und von dort durch den stromabwärtigen
Rückflussverhinderer 20 zum Auslass 16.
Die auf den Kolben nach unten wirkende Kraft des Eingangsdrucks
ist größer, als die Federkraft und die von unten
auf den Kolben nach oben wirkende Kraft des Mitteldrucks. Das Ablassventil
ist dadurch geschlossen.
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3 zeigt
die Anordnung in perspektivischer Darstellung. Man erkennt, dass
die Anordnung besonders kompakt ist. Die Baulänge ist gegenüber bekannten
Anordnungen gering. Die Durchmesser sind ebenfalls gering. Da das
Einsatzteil 44 und der Kolben 76 aus Kunststoff
gefertigt sind, ist der Materialverbrauch für Metall gering.
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7 zeigt
die Anordnung entlang der Schnittlinie A-A in 1.
Hier ist der Prüfstutzen 100 zum Prüfen
des Mitteldrucks gut zu erkennen. Ein gegenüberliegender
Prüfstutzen hat die gleiche Funktion und ermöglicht
den richtungsunabhängigen Einbau der Anordnung in eine
Rohrleitung, die z. B. entlang einer Wand verläuft.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 19854951
C2 [0005]
- - DE 10214747 [0006]
- - DE 102005031422 [0006]