DE1450628C3

DE1450628C3 - Flow controlled backflow preventer

Info

Publication number: DE1450628C3
Application number: DE19641450628
Authority: DE
Inventors: Theodor 5050 Porz Knott
Original assignee: Rheinische Metallwerke Gmbh, 5050 Porz
Priority date: 1964-04-28
Filing date: 1964-04-28
Publication date: 1976-03-11

Description

Die Erfindung betrifft einen strömungsgesteuerten Rückflußverhinderer, insbesondere für Trinkwasserleitungen, der mit einem im Gehäuse festen Strömungsleitkörper, der an seinem Umfang gegenüber dem Gehäuse einen ringförmigen Kanal frei läßt, versehen ist und der gegen die Strömungsrichtung durch ein axial bewegliches Verschlußstück in Form eines elastischen Faltenbalges, der unter inneren Überdruck setzbar ist, abschließbar ist.The invention relates to a flow-controlled backflow preventer, in particular for drinking water pipes, the one with a fixed flow guide body in the housing, the one on its circumference opposite the housing leaves an annular channel free, is provided and against the direction of flow through an axially movable closure piece in the form of an elastic bellows, which can be placed under internal overpressure, is lockable.

Derartige Rückflußverhinderer werden z. B. in Trinkwasserleitungen zum Schutz gegen Verschmutzung des Wassers durch Rücksaugen oder als absperrbare Rückschlagventile im Bereich von Drucksteigerungsanlagen verwendet. Wenn im ersten Anwendungsfall der Wasserdruck in einer Trinkwasserleitung wegfällt, etwa infolge Rohrbruchs, hat das Wasser innerhalb der Versorgungsleitung das Bestreben, zurückzufließen. Dabei besteht die Möglichkeit, daß von außen Schmutzwasser eingesaugt wird. Um dies zu verhindern, werden Rückflußverhinderer der vorbeschriebenen Art im Hausanschluß an Trinkwasserleitungen eingebaut. Wenn letztere in Ordnung ist und Wasser verbraucht wird, hält dessen Strömungsdruck den Faltenbalg axial elastisch zusammengedrückt, so daß er an seinem Umfang gegenüber dem Gehäuse den erwähnten ringförmigen Kanal freigibt. Beim Ausbleiben des Leitungsdruckes setzt sich der Faltenbalg auf Grund seiner Elastizität mit seiner geschlossenen Stirnseite auf einen Gehäusesitz und verhindert damit das Rückströmen des Wassers aus der Verbraucherinstallation. Der Rückflußverhinderer kann auch willkürlich gesperrt werden, indem der Balg unter Überdruck gesetzt wird, beispielsweise unter dem Druck der Versorgungsleitung durch öffnen einer entsprechenden Verbindung zwischen Faltenbalg und Versorgungsleitung. Diesem Überdruck sollen die Falten des Balges axial nachgeben, nicht aber sich statt dessen radial ausstülpen, weil dadurch der Dichtungsschluß erschwert und das Material des Balges übermä ßig beansprucht würde.Such backflow preventer z. B. in drinking water pipes to protect against contamination of the water through back suction or as lockable non-return valves used in the area of pressure increase systems. If in the first application the water pressure falls away in a drinking water pipe, for example as a result of a burst pipe, the water has within the supply pipe the desire to flow back. There is the possibility that dirty water from the outside is sucked in. To prevent this, backflow preventer of the type described above in the house connection installed on drinking water pipes. If the latter is okay and water is consumed, it lasts the flow pressure of which the bellows is axially elastically compressed so that it is opposite on its circumference the housing releases the aforementioned annular channel. If there is no line pressure Due to its elasticity, the bellows sits with its closed end face on a housing seat and thus prevents the water from flowing back out of the consumer installation. The backflow preventer can also be locked arbitrarily by putting the bellows under positive pressure, for example under the pressure of the supply line by opening a corresponding connection between the bellows and supply line. The folds of the bellows should yield to this overpressure axially, but not instead eject its radially, because this makes the seal more difficult and the material of the bellows overmä would be used over a period of time.

Der Faltenbalg eines durch die DT-AS 11 19 068 bekannten Rückflußverhinderers erfüllt diese Forderungen nur unvollkommen, da er frei beweglich am Strömungsleitkörper sitzt. Seine Falten verlaufen dabei in Umfangsrichtung und sind außen aus strömungstechnischen Gründen zylindrisch abgeflacht, so daß unter dem Einfluß des in den Balg geleiteten Schließdruckes die inneren schwächeren Knickstellen der Falten bestrebt sind, sich radial auszubeulen, wodurch eine übermäßige Deformation des Balggummis und ein Verkanten der Balgstirnseite gegenüber dem Gehäusesitz verursacht werden. Es tritt somit nur eine mangelhafte Absperrung ein, es sei denn, daß der Balg dieses bekannten Rückflußverhinderers sehr starkwandig ausgeführt wird, was aber den Strömungswiderstand und damit den Druckverlust im Rückflußverhinderer in unzuträglicher Weise vergrößern würde.The bellows one from the DT-AS 11 19 068 known Backflow preventer fulfills these requirements only imperfectly, since it can move freely on the flow guide body sits. Its folds run in the circumferential direction and are outwardly from fluidic Reasons flattened cylindrically, so that under the influence of the closing pressure directed into the bellows the inner weaker kinks of the folds tend to bulge out radially, creating an excessive Deformation of the bellows rubber and tilting of the bellows face relative to the housing seat caused will. There is thus only an inadequate barrier, unless the bellows known this Backflow preventer is made very thick-walled, but what the flow resistance and thus would increase the pressure loss in the backflow preventer in an unacceptable manner.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, an Rückflußverhinderern der bekannten Art bei einfacher Bauweise das Verschlußstück unter allen Betriebsbedingungen am Verkanten zu verhindern und damit einen einwandfreien Abschluß zu gewährleisten. Insbesondere soll beim willkürlichen Unterdrucksetzen des Balges eine wesentliche radiale Aufweitung des Balges vermieden werden, ohne daß dieser eine die Betriebseigenschaften verschlechternde Wandstärke erhalten muß.The invention is based on the object of backflow preventer of the known type with a simple construction to prevent the closure piece from tilting under all operating conditions and thus a to ensure a flawless conclusion. In particular, when arbitrarily pressurizing the bellows a substantial radial expansion of the bellows can be avoided without affecting the operating properties deteriorating wall thickness must receive.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung die Kombination folgender Merkmaie vor:To solve this problem, the invention proposes the combination of the following features:

a) Der Faltenbalg ist wendelförmig ausgebildet;a) The bellows is helical;

b) der Strömungsleitkörper enthält eine Führungsbuchse für eine Kolbenstange, die mit ihrer Stirnseite am Faltenbalg befestigt ist.b) the flow guide body contains a guide bushing for a piston rod, which with its end face is attached to the bellows.

Es ist zwar bekannt, den Schließkörper eines Ventils über einen wendeiförmigen Balg aus gummielastischem Material zu betätigen, weil diese Balgform besonders elastisch ist. Die Erfindung nutzt aber eine andere Eigenschaft des wendeiförmigen Balgs, nämlich die große radiale Steifigkeit der einzigen gewendelten Falte des Balgs, verglichen mit der Anordnung mehrerer Umfangsfalten axial nebeneinander. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Balgs wird ein willkürliches Schließen des Rückflußverhinderers auch bei verhältnismäßig hohem Leitungsdruck möglich, ohne daß der Balg deshalb besonders starkwandig sein muß, so daß der neue Rückflußverhinderer trotz der zusätzlichen Verwendbarkeit als willkürlich betätigbares Absperrventil mit großem Öffnungshub und entsprechend geringem Durchströmwiderstand arbeiten kann, vor allem, wenn dabei zur Vermeidung des erwähnten Abnikkens der Faltenbalg stirnseitig mit einer im Strömungsleitkörper geführten Kolbenstange verbunden ist.
Der Rückflußverhinderer kann mit einer Drosselbohrung im Strömungsleitkörper versehen sein. In diesem Fall besteht gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Möglichkeit, daß die Drosselbohrung mittels einer Umgehungsleitung, die vorzugsweise innerhalb des Gehäuses verläuft, über ein Steuerventil mit dem Einlaßstutzen verbunden ist und daß das Steuerventil in Sperrstellung des Faltenbalges selbsttätig entwässert. Auf diese Weise kann der Rückflußverhinderer in an sich bekannter Weise leicht in seine Sperrstellung gebracht werden.It is known to actuate the closing body of a valve via a helical bellows made of rubber-elastic material, because this shape of the bellows is particularly elastic. However, the invention uses another property of the helical bellows, namely the great radial rigidity of the single helical fold of the bellows, compared with the arrangement of several circumferential folds axially next to one another. The inventive design of the bellows allows the backflow preventer to close at will, even at relatively high line pressure, without the bellows therefore having to be particularly thick-walled, so that the new backflow preventer works despite the additional use as an arbitrarily actuated shut-off valve with a large opening stroke and correspondingly low flow resistance can, especially if the bellows is connected at the end to a piston rod guided in the flow guide body in order to avoid the aforementioned buckling.
The backflow preventer can be provided with a throttle bore in the flow guide body. In this case, according to a further feature of the invention, there is the possibility that the throttle bore is connected to the inlet port via a control valve by means of a bypass line, which preferably runs within the housing, and that the control valve drains automatically in the closed position of the bellows. In this way, the backflow preventer can easily be brought into its blocking position in a manner known per se.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigtSome exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. It shows

F i g. 1 einen Rückflußverhinderer mit Drosselbohrung, F i g. 1 a backflow preventer with throttle bore,

F i g. 2 einen Rückflußverhinderer, der willkürlich vom abzusperrenden Leitungsdruck sperrbar ist,F i g. 2 a backflow preventer that can be blocked at will by the line pressure to be shut off,

F i g. 3a, 3b einen der F i g. 2 entsprechenden Rückflußverhinderer, jedoch mit vollständig gekapselter Gleitführung, undF i g. 3a, 3b one of the FIGS. 2 corresponding backflow preventer, but with completely encapsulated sliding guide, and

F i g. 4a, 4b einen Rückflußverhinderer wie in F i g. 3, jedoch ohne äußere Umgehungsleitung.F i g. 4a, 4b a backflow preventer as in FIG. 3, but without an external bypass.

Im zweiteiligen Gehäuse 1 ist mit radialen Distanzrippen 2 der starre Strömungsleitkörper 3 fest, welcher gegen die nach links vorzustellende Strömungsrichtung durch ein bewegliches Verschlußstück in Form eines eingeklemmten und/oder eingeschraubten wendeiförmigen Faltenbalgs 4 abgeschlossen ist, dessen geschlossene Stirnseite durch den Teller 5 versteift ist, welcher in die Kolbenstange 6 übergeht, die in einer Führungsbuchse 7 in Form einer Gleitbuchse des Strömungsleitkörpers 3 sitzt. Infolge der guten Parallelführung des Faltenbalgs 4 kann dieser stirnseitig als Lippendichtung 8 gegenüber dem Gehäusesitz 9 ausgebildet sein, wodurch der Dichtungsschluß noch weiter verbessert ist.The two-part housing 1 has radial spacer ribs 2, the rigid flow guide body 3, which is against the flow direction to be advanced to the left by a movable closure piece in the form of a clamped and / or screwed-in helical Bellows 4 is completed, the closed end face is stiffened by the plate 5, which merges into the piston rod 6, which is in a guide bushing 7 in the form of a sliding bushing of the flow guide body 3 is seated. As a result of the good parallel guidance of the bellows 4, the latter can act as a lip seal on the end face 8 opposite the housing seat 9, whereby the sealing connection is improved even further.

Im Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 trägt zur Schmierung der nach außen offenen Gleitbuchsenführung 7a das abzusperrende Medium bei, während bei den übrigen besonders für aggressive Medien geeigneten Ausführungsformen die Führungsbuchse 7 gegenüber dem abzusperrenden Fluid kappenartig geschlossen ist.In the embodiment according to FIG. 2 contributes to the lubrication of the sliding bush guide, which is open to the outside 7a the medium to be shut off, while the others are particularly suitable for aggressive media Embodiments, the guide bush 7 closed like a cap with respect to the fluid to be shut off is.

Für ein schonendes schlagfreies Arbeiten des Balgs sorgt die Drosselbohrung 10 im Strömungsleitkörper 3 durch eine gewisse Verzögerung des Druckausgleichs zwischen dem ansprechenden Faltenbalg 4 und dem ihn umgebenden Ringraum. Wie die F i g. 2, 3 und 4 zeigen, kann dieser Drosselbohrung 10 eine Umgehungsleitung 11 in den Einlaßstutzen 12 angeschlossen sein. In der Umgehungsleitung 11 liegt ein in Sperrstellung selbsttätig entwässerndes Steuerventil 13, etwa ein Dreiwegehahn, welcher die linke Hälfte der Umgehungsleitung 11 entweder mit der rechten zum Einlaßstutzen 12 führenden Leitungshälfte verbindet öder mit einem Entwässerungsstutzen. The throttle bore 10 in the flow guide body 3 ensures that the bellows work gently and without impact by a certain delay in the pressure equalization between the appealing bellows 4 and him surrounding annulus. As the F i g. 2, 3 and 4 show, this throttle bore 10 can be a bypass line 11 be connected to the inlet port 12. In the bypass line 11 is automatically in the locked position dewatering control valve 13, such as a three-way cock, which is the left half of the bypass line 11 either with the right to the inlet port 12 leading Half of the pipe connects to a drainage nozzle.

Die Drosselbohrung 10 und die Umgehungsleitung 11 könnten auch wegfallen, wenn das Ventil nur als Rückflußverhinderer gebraucht wird. In diesem Fall wäre der Hohlraum aus Strömungsleitkörper 3 und Faltenbalg 4 gegen das abzusperrende Fluid vollständig gedichtet, so daß die zweckmäßig aus Material mit Dauerschmiereigenschaften bestehende Kolbenstangenführung stets sauber und wartungsfrei bleibt und die Balgfederung pneumatisch verstärkt ist.The throttle bore 10 and the bypass line 11 could also be omitted if the valve is only used as Backflow preventer is needed. In this case, the cavity would consist of flow guide body 3 and Bellows 4 completely sealed against the fluid to be shut off, so that the appropriate material with Long-term lubrication properties, the existing piston rod guide always remains clean and maintenance-free and the Bellows suspension is pneumatically reinforced.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Flow-controlled backflow preventer, especially in drinking water pipes, with a fixed flow guide body in the housing, which on its circumference opposite the housing a Annular channel is free, is provided and counter to the direction of flow by an axially movable Closure piece in the form of an elastic bellows, which can be set under internal overpressure is, is lockable, characterized by the combination of the following features:

a) the bellows (4) is helical;

b) the flow guide body (3) contains a guide bushing (7 or 7a) for a piston rod (6) which is fixed on the front side of the bellows (4).

2. Backflow preventer according to claim 1 with a throttle bore in the flow guide body, characterized characterized in that the throttle bore (3) by means of a bypass line (11), which is preferably runs inside the housing (1), connected to the inlet port (12) via a control valve (13) is and that the control valve (13) drains automatically in the blocking position of the bellows.