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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Belüftungsventil zum Belüften des Warmwassersystems eines Trinkwasser-Erwärmers enthaltend
- (a) ein Belüftungsgehäuse mit wenigstens einer Öffnung, über welche das Warmwassersystem mit der Atmosphäre verbindbar ist;
- (b) einen in dem Belüftungsgehäuse angeordneten Rückflussverhinderer, welcher bei Druckabfall in dem Warmwassersystem in Richtung des Warmwassersystems öffnet;
- (c) einen öffnungsseitig von dem Rückflussverhinderer angeordneten Verschluss, mit welchem die Öffnung des Belüftungsgehäuses abdichtend verschließbar ist, wobei der Verschluss einen Schließkörper zum Verschließen des Belüftungsgehäuses umfasst.
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Derartige Belüftungsventile öffnen, wenn der Druck in einem Warmwassersystem unter den Atmosphärendruck absinkt. Dann wird Luft in das System eingelassen. Auf diese Weise wird ein Unterdruck vermieden, der zum Beispiel entsteht, wenn heißes Wasser in dem System abkühlt.
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Das Belüftungsventil dient auch dem Zweck, Luft in das System einzulassen, wenn es z.B. zu Wartungszwecken entleert werden muss. Durch das Belüftungsventil wird der Druck auf Atmosphärendruck gehalten und verhindert, dass aufgrund des Unterdrucks eine Rücksaugwirkung erzeugt wird.
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Üblicherweise wird das Belüftungsventil am höchsten Punkt eines Hauses angeordnet. Bei einigen Systemen dient das Belüftungsventil aber auch der Sicherung des Heizungskessels. Dann wird mit dem Belüftungsventil insbesondere vermieden, dass der Heizungskessel bei Druckabfall implodiert.
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Ein Heizungskessel arbeitet thermostatgesteuert. Für den Fall, dass sich kein Wasser im Kessel befindet, schaltet der Thermostat die Heizung ab. Läuft im Störfall bei nicht ordnungsgemäßer Funktion des Thermostat der Kessel jedoch nicht leer, so beginnt das im Kessel befindliche Wasser zu kochen. Dies ist unerwünscht.
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Nachteilig bei bekannten Belüftungsventilen ist es, dass bei Ausfall des Rückflussverhinderers Wasser aus dem System austreten kann (Leckage). Bei Installationen ohne zusätzliche Sicherungsmaßnahmen führt dies zu einem Wasserschaden.
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ZA 2005/09552 offenbart ein Belüftungsventil mit einem Rückflussverhinderer, welcher bei Druckabfall in dem Warmwassersystem in Richtung des Warmwassersystems öffnet. Öffnungsseitig von dem Rückflussverhinderer ist zusätzlich ein Verschluss vorgesehen, mit welchem die Öffnung des Gehäuses abdichtend verschließbar ist. Der Verschluss ist von einer separaten Kappe mit einer Kappenöffnung gebildet. Die Kappe wird auf das Gehäuse mit dem Rückflussverhinderer aufgeschraubt und gegen dieses abgedichtet. In der Kappe ist ein Schwimmer angeordnet. Wenn Wasser durch den defekten Rückflussverhinderer austritt, drückt es den Schwimmer nach oben in Richtung der Kappenöffnung. Die Öffnung wird dann mit dem Schwimmer verschlossen und das Wasser kann nicht austreten. Zwischen Gehäuse und Kappe ist eine Dichtung erforderlich. Diese wird mit der Zeit spröde und muss bei Bedarf erneuert werden.
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Auf der Seite https://geyservalves.co.za wird ein Belüftunsventil mit einem zusätzlichen Verschluss angeboten. Der Verschluss wird anders als bei ZA 2005/09552 nicht von einem Schwimmer gebildet. Das Belüftungsventil schließt folglich nur, wenn Leckage mit größeren Strömungsvolumen auftritt, welche den Verschluss in den Sitz drückt. Kleine Leckagevolumen können daher ungehindert austreten.
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Die bekannten Belüftungsventile sind kompliziert aufgebaut und weisen eine Vielzahl von Dichtungen auf.
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Offenbarung der Erfindung
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Es ist Aufgabe der Erfindung ein Belüftungsventil der eingangs genannten Art zu schaffen, das einfacher aufgebaut ist und kostengünstig herstellbar.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Belüftungsgehäuse einteilig ausgebildet ist und sowohl der Rückflussverhinderer, als auch der Schließkörper in dem Belüftungsgehäuse angeordnet sind.
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Bei einer solchen Anordnung wird der Schließkörper zusammen mit dem Rückflussverhinderer in einem gemeinsamen, einteiligen Belüftungsgehäuse angordnet. Eine zusätzliche Kappe mit einer weiteren Öffnung und eine zusätzliche Dichtung sind nicht erforderlich. Dadurch hat die Anordnung weniger Bauteile und kann kostengünstiger hergestellt und vormontiert werden. Die Anordnung ist aber auch weniger anfällig, denn sie verwendet weniger Dichtungen.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Belüftungsgehäuse im Öffnungsbereich um eine vertikale Achse zylindrisch ausgebildet ist und seitliche Öffnungen aufweist. Anders als bekannte Anordnungen ist die Gehäuseöffnung nicht nach oben sondern seitlich ausgerichtet. Dann gelangt von oben herabfallender Schmutz und Staub nicht so leicht in das Belüftungsgehäuse. Die Gefahr, dass Partikel den Rückflussverhinderer blockieren, wird verringert.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Schließkörper axialbeweglich geführt ist. Dies kann insbesondere dadurch verwirklicht werden, dass der Schließkörper auf der Unterseite Rippen aufweist, mit welchen der Schließkörper in dem Belüftungsgehäuse geführt ist.
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Luft kann bei geöffnetem Belüftungsgehäuse gut zwischen den Rippen hindurchströmen, ohne dass ein störender Strömungswiderstand bewirkt wird.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schließkörper einen in den Öffnungsbereich ragenden Vorsprung aufweist, welcher sich von außen durch die seitlichen Öffnungen sichtbar in den zylindrischen Öffnungsbereich erstreckt, wenn der Schließkörper die Öffnung in dem Belüftungsgehäuse verschließt. Insbesondere kann der Schließkörper farbig, beispielsweise mit einer Signalfarbe, ausgebildet sein. Dann kann leicht von außen erkannt werden, ob der Rückflussverhinderer blockiert ist oder nicht.
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Eine besonders einfache Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass ein Anschlag vorgesehen ist, welcher die Bewegung des Schließkörpers nach unten, d.h. in Öffnungsrichtung begrenzt. Der Anschlag kann von einem Ventilsitzring gebildet sein, welcher gleichzeitig den Ventilsitz des Rückflussverhinderers bildet. Mit dem Anschlag wird einerseits vermieden, dass der Schließkörper nach unten fällt. Andererseits kann der Schließkörper bei der Montage leicht von unten in das Belüftungsgehäuse eingesteckt und mit dem Ventilsitzring in seiner Lage gehalten werden. Die Doppelfunktion des Ventilsitzrings ermöglicht die Realisierung der Funktionalitäten mit besonders wenig Komponenten.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lage des Ventilsitzrings in dem Belüftungsgehäuse durch einen Anschlag auf der Innenseite des Belüftungsgehäuses definiert ist. Der Ventilsitzring kann also nicht weiter nach oben als bis zu dem Anschlag in das Belüftungsgehäuse eingeführt werden. Dadurch wird die freie Bewegung des Schließkörpers in axialer Richtung ermöglicht. Statt eines Anschlags kann der Ventilsitzring auch eingeschraubt oder eingeklemmt werden. Dies ist bei der Herstellung und Montage jedoch aufwändiger.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Rückflussverhinderer ein Federwiderlager aufweist, welches in ein Innengewinde auf der Innenseite des Belüftungsgehäuses eingeschraubt ist. Das Federwiderlager des Rückflussverhinderers kann insbesondere kragenförmig und nach oben offen ausgebildet sein. Die Feder des Rückflussverhinderers ist nach unten auf das Federwiderlager abgestützt. Mit dem oberen Ende drückt die Feder auf den Ventilschließkörper des Rückflussverhinderers, typischerweise ein Ventilteller.
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Bei einer besonders kostengünstigen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das einteilige Belüftungsgehäuse aus Kunststoff gefertigt ist.
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Wenn der Schließkörper von einem Schwimmer gebildet ist, hat dies den Vorteil, dass die Öffnung des Belüftungsgehäuses auch bei kleinen Volumenströmen geschlossen wird. Es ist aber auch möglich, andere Schließkörper zu verwenden. Gewicht und Konsistenz des Schwimmers kann - muss aber nicht - so gewählt werden, dass er auf einer Wasseroberfläche schwimmt.
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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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Figurenliste
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- 1 ist ein Querschnitt durch ein Belüftungsventil mit einem ordnungsgemäß arbeitenden, geschlossenen Rückflussverhinderer und einem Schließkörper zur Verhinderung von Leckage.
- 2 ist ein Querschnitt durch das Belüftungsventil aus 1 durch eine winkelversetzte Schnittebene.
- 3 ist ein Querschnitt durch das Belüftungsventil aus 1 mit einem geöffneten Rückflussverhinderer während der Belüftung.
- 4 ist ein Querschnitt durch das Belüftungsventil aus 1, bei dem der Rückflussverhinderer nicht ordnungsgemäß arbeitet und die Gehäuseöffnung verschlossen ist.
- 5 ist eine Explosionsdarstellung durch das Belüftungsventil aus 1.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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In den Figuren ist ein allgemein mit 10 bezeichnetes Belüftungsventil dargestellt. Das Belüftungsventil 10 umfasst ein einteiliges Belüftungsgehäuse 12 mit einem allgemein mit 14 bezeichneten Rückflussverhinderer. Das Belüftungsgehäuse 12 ist in einem mittleren Bereich 16 im Wesentlichen zylindrisch um eine vertikale Achse. Es weist im oberen Bereich 18 einen kleineren Durchmesser auf. Der untere Bereich 20 des Belüftungsgehäuses 12 hat einen größeren Durchmesser. Das Belüftungsgehäuse 12 besteht aus kostengünstigem Kunststoff. Es sind aber selbstverständlich auch andere Materialien, etwa Metall, geeignet. Mit dem unteren Bereich 20 ist es in ein Anschlussrohr des Warmwassersystems oder in einen mit dem Anschlussrohr fest verbundenen Adapter 21 eingeschraubt. Zu diesem Zweck ist das untere Belüftungsgehäuse mit einem Außenprofil 22 versehen. Zur Wartung und zum Ersatz des Belüftungsventils kann das Belüftungsgehäuse mit den darin befindlichen Komponenten einfach abgeschraubt werden.
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In mittleren Bereich 16 ist der Rückflussverhinderer 14 angeordnet. Der Rückflussverhinderer 14 umfasst ein Sitzteil 24 in Form eines Ventilsitzrings, das mit einer Dichtung 26 von unten in das Belüftungsgehäuse 12 eingeschoben ist. Das Belüftungsgehäuse 12 weist im mittleren Bereich 16 einen Rand 28 auf. Der Rand 28 bildet einen Anschlag für den Ventilsitzring 24. Der Ventilsitzring 24 liegt an diesem Rand 28 an. Ein mit einer Feder 32 vorgespannter Ventilteller 34 bildet zusammen mit dem Sitzteil 24 ein Ventil 36. Ein Federwiderlagerkörper 38 dient als Widerlager für die Feder 32.
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Der obere Bereich 18 des Belüftungsgehäuse 12 ist an den mittleren Bereich des Belüftungsgehäuses 12 angeformt. Das Belüftungsgehäuse 12 ist nach oben geschlossen. In der seitlichen Wandung des oberen Bereichs 18 sind zwei Öffnungen 44 vorgesehen.
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In den Hohlraum innerhalb des oberen Bereichs 18 ragt ein Vorsprung 52 eines Schließkörpers 46. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Schließkörper als Schwimmer ausgebildet. Es ist aber auch möglich, nicht schwimmende Schließkörper zu verwenden, die von der Kraft einer Strömung bewegt werden. Der Schwimmer 46 hat im mittleren Bereich 48 einen Außendurchmesser, der größer ist als der Innendurchmesser des oberen Bereichs 18 des Belüftungsgehäuses 12. In einer Ringnut in dem Schwimmer 46 ist eine Dichtung 50 vorgesehen. Der Schwimmer 46 weist auf der Oberseite einen kreuzförmigen Vorsprung 52 auf. Der Vorsprung ist rot gefärbt. Im unteren Bereich ist der Schwimmer 46 mit Rippen 54 versehen. Die Rippen 54 erstrecken sich bis zur Innenwandung des mittleren Bereichs 16 des Belüftungsgehäuses 12. Mit den Rippen 54 ist der Schwimmer innerhalb des im mittleren Bereich 16 des Belüftungsgehäuses 12 gebildeten Hohlraums 56 axialbeweglich geführt.
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Zur Montage wird zunächst der Schließkörper 46 mit der Dichtung 50 von unten in das Belüftungsgehäuse 12 gesteckt. Anschließend wird der Ventilsitzring 24 mit der Dichtung 26 bis zum Anschlag eingesteckt. Der Ventilsitzring 24 begrenzt die Bewegung des Schließkörpers 46 nach unten, auch wenn kein Wasser in dem Belüftungsgehäuse 12 vorhanden ist. Danach wird das mit einem Außengewinde versehene Federwiderlager 38 in ein zugehöriges Gewinde in der Innenwandung des Belüftungsgehäuses 12 eingeschraubt. Dabei wird der Ventilteller 34 mit der Feder 32 in den Ventilsitz 24 gedrückt. Man erkennt, dass alle Komponenten von der gleichen Seite in das einteilige Belüftungsgehäuse 12 einsetzbar bzw. einschraubbar sind. Das Federwiderlager 38 hält den Ventilsitzring 24 in seiner Lage. Nichts kann nach unten bewegt werden.
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Die Anordnung arbeitet wie folgt:
- Im normalen Betrieb, der in 1 dargestellt ist, liegt ein Wasserdruck oberhalb des Atmosphärendrucks im Belüftungsgehäuse 12 an. Dann ist das Ventil 36 des Rückflussverhinderers 14 geschlossen. Der Hohlraum 56 oberhalb des Schwimmers und der Bereich 60 zwischen Rückflussverhinderer 14 und Schwimmer 46 ist trocken. Wenn der Wasserdruck im Bereich 62 unterhalb des Rückflussverhinderers absinkt und sich ein Unterdruck aufbaut, öffnet das Ventil 36 gegen den Druck der Feder 32. Dann kann Luft in das Warmwassersystem eintreten, bis ein Ausgleich stattfindet. Dies ist in 3 gut zu erkennen.
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Für den Fall, dass der Rückflussverhinderer 14 nicht ordnungsgemäß arbeitet, kann Wasser aus dem Warmwassersystem in den Bereich 60 hinter dem Ventil gelangen. Dies ist in 4 illustriert. Das Wasser hebt den Schwimmer 46 und schiebt ihn nach oben vor den oberen Bereich 18 des Belüftungsgehäuses 12. Am Übergang zwischen mittlerem Bereich 16 und oberen Bereich 18 drückt die Dichtung 50 auf das Belüftungsgehäuse 12. Auf diese Weise wird der Bereich unterhalb der Öffnungen 44 von dem Schwimmer 46 mit der Dichtung 50 abdichtend verschlossen. Diese Situation ist in 4 dargestellt. Der Vorsprung 52 erstreckt sich in dieser Position bis auf die Höhe der Öffnungen 44. Durch seine rote Signalfarbe wird sofort erkennbar, dass der Schwimmer 46 arbeitet und der Rückflussverhinderer 14 ausgetauscht oder gewartet werden muss. Wenn statt eines Schwimmers ein anderer Schließkörper 46 verwendet wird, drückt die Wasserströmung den Schließkörper 46 vor die Öffnung.
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Die Anordnung verhindert somit einen Wasseraustritt aus dem Belüftungsventil auch dann, wenn der Rückflussverhinderer 46 nicht ordnungsgemäß arbeitet.
