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Sicherheitsarmatur mit Druckminderer und Rückflußver-
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hinderer Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsarmatur, vorzugsweise
zum Einbau in die Zufuhrleitung zu einem Warmwasserbereiter, mit der Kombination
eines Druckminders und eines Rückflußverhinderers, enthaltend (a) ein Gehäuse mitzeinem
Einlaßanschluß und einem Auslaßanschluß, (b) eine Zwischenwand, die (b1) den Innenraum
des Gehäuses in eine mjt dem Einlaßanschluß verbundene Einlaßkammer und eine mit
dem Auslaßanschluß verbundene Auslaßkammer unterteilt und
(b2) einen
Ventildurchgang sowie auslaßseitig um den Ventildurchgang herum einen Ventilsitz
aufweist, (c) eine gleichachsig zu dem Ventildurchgang, einlaßseitig von diesem
angeordnete Membrankammer, die (C1) mit der Auslaßkammer in Verbindung steht und
(c2) auf der dem Ventildurchgang abgewandten Seite durch eine von einer Vorlast
beaufschlagte Membran abgeschlossen ist, und (d) einen in der Auslaßkammer angeordneten
Ventilteller, der über eine mit der Membran verbundene und abdichtend aus der Membrankammer
heraus- und durch die Einlaßkammer hindurchgeführten Ventil spindel relativ zu dem
Ventilsitz bewegbar ist.
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Sicherheitsarmaturen dieser Art sind bekannt. Sie sollen nachgeschaltete
Anlagenteile, beispielsweise einen Warmwasserbereiter, gegen Überschreitung des
zulässigen Drucks absichern und gleichzeitig das in den Leitungen geführte Trinkwasser
gegen Verunreinigungen infolge Rückfluß des Brauchwassers zu schützen.
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Es sind auch Sicherheitsarmaturen bekannt, die außer Druckminderer
und Rückflußverhinderer auch ein Sicherheitsventil sowie Schmutzfänger in einer
Baueinheit enthalten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in konstruktiv besonders
vorteilhafter Weise einen Druckminderer und einen Rückflußverhinderer zu kombinieren.
Dabei
soll das Regelverhalten des Druckminderers bei Beginn der
Wasserentnahme verbessert werden.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß (e) der Ventilteller
auf der Ventilspindel verschiebbar geführt ist, (f) der Ventilteller von einer Feder
in Schließstellung vorbelastet ist und (g) an der Ventilspindel ein Anschlag vorgesehen
ist, welcher die Bewegung des Ventiltellers in Öffnungsrichtung relativ zu der Ventilspindel
begrenzt.
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Der Ventilteller des Druckminderers bildet dabei zugleich den Rückflußverhinderer.
Zu Beginn der Wasserentnahme wird der Ventilteller, der unter dem Einfluß der Feder
an dem Ventilsitz anlag, zunächst gegen die Wirkung der Feder verschoben, bis er
an dem Anschlag zu Anlage kommt. Der Ventilteller hat dann eine durch den Anschlag
definierte Lage relativ zu der Ventilspindel. Seine Stellung zum Ventilsitz wird
durch die Membran des Druckminderers und die Bewegungen der Ventil spindel bestimmt.
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Üblicherweise entsteht zu Beginn der Wasserentnahme an Druckminderern
eine "unstabile Phase" . Der Druckminderer öffnet bei Beginn der Wasserentnahme
zu weit.
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Der dadurch entstehende zu hohe Ausgangsdruck wird wiederum an der
Membran wirksam. Es kann zu Resonanzerscheinungen kommen. Druckschwankungen an der
Auslaßseite können auch von der Anlage durch angeschlossene Luftpolster oder nicht
öffnende Rückflußverhinderer entstehen. Auch das kann zur Anregung von Schwingungen
des
Druckverminderers führen. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist der Ventilteller
des Druckminderers mit der relativ hohen Federvorspannung des Rückflußverhinderers
in Schließrichtung des Ventilsitzes vorbelastet. Dadurch wird einem anfänglichen
zu weiten öffnen des Druckminderers entgegengewirkt. Es hat sich gezeigt, daß die
Druckschwankungen, die bei dem Beginn der Wasserentnahme auftreten, hierdurch gedämpft
werden.
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Bei einem Rückfluß schließt das Ventil unter dem Einfluß der Feder,
und zwar unabhängig von der Stellung der Ventil spindel.
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Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme
auf die zugehörige Zeichnung näher erläutert, die einen Schnitt durch eine Sicherheitsarmatur
zeigt.
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Die Sicherheitsarmatur enthält ein Gehäuse 10 mit einem Einlaßanschluß
12 und einem Auslaßanschluß 14.
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Ein Zwischenwand 16 unterteilt den Innenraum des Gehäuses 10 in eine
mit dem Einlaßanschluß 12 verbundene Einlaßkammer 18 und eine mit dem Auslaßanschluß
14 verbundene Auslaßkammer 20. Die Zwischenwand weist einen Ventildurchgang 22 sowie
auslaßseitig um den Ventildurchgang 22 herum einen Ventilsitz 24 auf.
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Gleichachsig zu dem Ventildurchgang 22 und einlaßseitig von diesem
ist eine Membrankammer 26 vorgesehen, die mit der Auslaßkammer 20 in Verbindung
steht.
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Auf der dem Ventildurchgang 22 abgewandten Seite ist die Membrankammer
26 durch eine von einer Vorlast beaufschlagten Membran 28 abgeschlossen. In der
Auslaßkammer 20 ist ein Ventilteller 30 angeordnet, der über
eine
mit der Membran 28 verbundene und abdichtend aus der Membrankammer 26 heraus- und
durch die Einlaßkammer 18 hindurchgeführte Ventilspindel 32 relativ zu dem Ventilsitz
24 bewegbar ist.
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Der Ventilteller 30 ist auf der Ventilspindel 32 verschiebbar geführt.
Der Ventilteller 30 ist von einer Feder 34 in Schließstellung vorbelastet. An der
Ventilspindel 32 ist ein Anschlag vorgesehen, welcher die Bewegung des Ventiltellers
30 in Offnungsrichtung relativ zu der Ventilspindel 32 begrenzt. Auf diese Weise
wirkt das Ventil 30 des Druckminderers zugleich als Rückflußverhinderer. Auf der
Ventilspindel 32 ist eine Sicherungsscheibe 36 angebracht, an welcher ein Federteller
38 anliegt. Die auf den Ventilteller 30 wirkende Feder 34 stützt sich an dem Federteller
ab.
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An dem Ventilteller 30 ist ein die Ventilspindel 32 abdichtend umschließender
Kragen 40 vorgesehen, der in der Endstellung des Ventiltellers 30 an dem als besagten
Anschlag wirkenden Federteller 38 zur Anlage kommt.
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Der Ventildurchgang 22 und der Ventilsitz 24 sind von einem Ventilsitzeinsatz
42 gebildet, der in einen Durchbruch 44 der Zwischenwand 16 abdichtend eingesetzt
ist und mit einem Flansch 46 einlaßseitig an der Zwischenwand 16 anliegt. Die Abdichtung
erfolgt mittels eines in einer Ringnut des Ventilsitzeinsatzes angeordneten O-Ringes
48.
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Das Gehäuse 10 weist einen den Einlaßanschluß 12 und Auslaßanschluß
14 und die Zwischenwand 16 enthaltenden Gehäuseunterteil 50 und einen in den Gehäuseunterteil
50 eingesetzten, die Membrankammer 26 enthaltenden Steuerteil 52 auf. In der Einlaßkammer
18 ist zwischen der Zwischenwand 16 und einer die Einlaßkammer 18 begrenzenden Wandung
54 des Steuerteils 52 um den
Ventildurchgang 22 und die Ventilspindel
32 herum ein mantelförmiger Schmutzfänger 56 angeordnet.
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Die Ventilspindel 32 weist einen rohrförmigen, mit einer Längsbohrung
58, mit der Auslaßkammer 20 in Verbindung stehenden Abschnitt auf, dessen Längsbohrung
58 über radiale Bohrungen 60 mit der Membrankammer 26 verbunden ist.
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Die Membran 28 ist ringförmig mit einem zentralen Durchbruch 62 ausgebildet
und mit einem ebenfalls ringförmigen, einen zentralen Durchbruch aufweisenden Membranteller
64 verbunden. Der Membranteller bildet membranseitig um den zentralen Durchbruch
herum einen Sicherheitsventilsitz 66. Der Sicherheitsventilsitz 66 des Membrantellers
64 ist an einen an der Ventilspindel 32 vorgesehenen Sicherheitsventilteller 68
anlegbar.
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Eine erste Belastungsfeder 70 stützt sich am Gehäuse 10 ab und wirkt
auf den Membranteller 64 im Sinne einer Öffnung des Druckmindererventils 24,30.
Eine zweite Belastungsfeder 72 stützt sich an der Ventil spindel 32 ab und wirkt
auf den Membranteller 64 im Sinne einer Anlage des an dem Membranteller 64 gebildeten
Sicherheitsventilsitztes 66 an dem Sicherheitsventilteller 68.
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Im einzelnen weist der Membranteller 64 einen tellerförmigen Oberteil
74 mit einem zentralen Durchbruch 76 auf, wobei die erste Belastungsfeder 70 an
diesem Oberteil 74 anliegt. Der Membranteller 64 weist weiterhin einen Unterteil
78 auf. Der Unterteil 78 besteht aus einem ringscheibenförmigen Teil 80 mit einem
zentralen Durchbruch 82, welcher zum den Durchbruch 82 herum den Sicherheitsventilsitz
66 bildet, sowie einer Führungshülse 84, welche oberhalb des Oberteils 74 gleitbeweglich
auf der Ventilspindel 32 geführt ist, und Verbindungsstegen 86, welche sich durch
den zentralen
Durchbruch 76 des tellerförmigen Oberteils 74 erstrecken
und den ringscheibenförmigen Teil 80 mit der Führungshülse 84 verbinden. Der Innenrand
der ringförmigen Membran 28 ist zwischen dem tellerförmigen Oberteil 74 und dem
ringförmigen Teil 80 des Unterteils 78 eingespannt. Die zweite Belastungsfeder 72
liegt um die Führungshülse 84 herum an den Stirnseiten der Stege 86 an.
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Auf der Ventil spindel 32 sitzt eine Federbuchse 88 mit einer Schulter
90, an welcher sich die zweite Belastungsfeder 72 abstützt. In dem Gehäuse des Steuerteils
52 ist eine mit einem Gewinde versehene Einstellspindel 92 verdrehbar gelagert,
die ein den Angriff eines Werkzeugs gestattendes Ende, z.B. einen Vierkant 94, aufweist.
Auf der Einstellspindel 92 ist eine geradgeführte Mutter 96 geführt, an welcher
sich die die Membran 28 belastende erste Belastungsfeder 70 abstützt. Auf das besagte
Ende 94 der Einstellspindel 92 ist eine Plombenhülse 98 aufgesetzt, die eine mit
einem zentralen Durchbruch versehene Zwischenwand 100 aufweist. Durch die Einstellspindel
92 verläuft fluchtend mit diesem Durchbruch eine Längsbohrung 102. Eine mit der
Federbuchse 88 verbundene Spindel 104 erstreckt sich durch die Längsbohrung 102
und ist mittels einer Sicherungsscheibe 106 gesichert. Die Plombenhülse 98 ist an
ihrem äußeren Ende durch eine Plombe 108 abgeschlossen.
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Die beschriebene Sicherheitsarmatur arbeitet wie folgt: Bei Durchströmen
der Armatur in der durch Pfeile angedeuteten Fließrichtung hebt der Ventilteller
30 von dem Ventilsitz 24 gegen die Wirkung der Feder 34 ab, bis der Kragen 40 an
dem als Anschlag wirkenden Federteller 38 zur Anlage kommt. über die Bohrungen 58
und 60 wird der Druck der Auslaßkammer 20 auf die Membrankammer 26 übertragen, so
daß er an der Membran 28 wirksam wird.
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Die Membran 28 und damit die Ventilspindel 32 führt einen Hub aus.
Der Ventilteller 30 stellt sich dabei so ein, daß der in der Membrankammer 26 wirksame
Druck der Kraft der ersten Belastungsfeder 76 die Waage hält.
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Wie eingangs schon beschrieben, wirken die Verschiebbarkeit des Ventiltellers
33 auf der Ventilspindel 32 und die Feder 34 einem zu weiten Öffnen des Druckmindererventils
30,24 zu Beginn der Wasserentnahme entgegen und dämpft somit Schwingungen die sonst
auftreten würden. Durch die Federn 70 und 72 ist bei normalem Arbeiten des Druckminderers
der Ventilsitz 66 in Anlage an dem an der Ventilspindel 32 vorgesehenen Sicherheitsventilteller
68 gehalten. Die Ventilspindel 32 bewegt sich somit zusammen mit dem Membranteller
64.
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Bei einem Rückfluß fällt die dynamische Druckdifferenz an dem Ventilteller
30 weg, die normalerweise den Ventilteller 30 gegen die Wirkung der Feder 34 in
die dargestellte Anschlagstellung drückt. Infolgedessen geht der Ventilteller 30
unter dem Einfluß der Feder 34 in die Schließstellung. Das Druckmindererventil wirkt
gleichzeitig als Rückflußverhinderer.
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Wenn das Druckmindererventil 30,24 in der dargestellten Schließstellung
ist und durch Erwärmung des Wassers im Warmwasserbereiter ein Druckanstieg über
den Schließdruck des Druckminderers hinaus stattfindet, wird die Feder 72 überwunden.
Der Membranteller 64 wird relativ zu der Ventil spindel 32 weiter angehoben und
hebt mit dem Sicherheitsventilsitz 66 von dem Sicherheitsventilteller 68 der Ventilspindel
32 ab. Es kann jetzt Wasser über die Bohrungen 58 und 60, die Membrankammer 26,
die zentralen Durchbrüche 82 und 76, zwischen den Stegen 86 hindurch und längs der
Belastungsfeder 70 zu einem Auslaß an der Oberseite des Steuerteils 52 gelangen.
Die zweite Blastungsfeder 72 gewährleistet
dabei eine Differenz
zwischen dem Schließdruck des Druckmindererventils und dem Ansprechdruck des Sicherheitsventils
66,68. Dadurch wird sichergestellt, daß das Sicherheitsventil nicht beim normalen
Arbeiten des Druckminderers ständig anspricht.
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Durch die Plombenhülse 98 ist eine gegen Manipulation gesicherte Einstellung
der Belastungsfedern 70 und 72 gewährleistet.
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Die beschriebene Konstruktion gestattet eine einfache Demontage zu
Wartungs- oder Austauschzwecken. Der Steuerteil 52 kann mit dem Ventilsitzeinsatz
46 und dem Ventilteller 30 aus dem Gehäuseunterteil 50 herausgezogen werden. Nach
Abnehmen der Sicherungsscheibe 36 mittels eines geeigneten Werkzeugs kann der Ventilteller
30 von der Ventilspindel 32 abgezogen werden.
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Es kann dann die Ventilspindel 32 aus dem Wandungsteil 54 des Steuerteils
52 herausgezogen werden, um diesen Wandungsteil mit der Führung für die Ventil spindel
32 oder die Dichtung auszuwechseln. Ebenso kann der O-Ring 48 ausgetauscht werden.
Der Schmutzfänger 56 kann herausgenommen und ausgetauscht und gereinigt werden.
Die beschriebene Konstruktion ist daher besonders wartungsfreundlich
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