DE3616589A1 - Rueckflussverhinderungseinrichtung, insbesondere in trinkwasserleitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rückflußverhinderungsein­ richtung, insbesondere in Trinkwasserleitungen, welche einen mittels Federkraft entgegen der Strömungsrichtung der Trinkwasserleitung gegen einen gehäuseseitigen Sitz angedrückten Verschlußkörper umfaßt, wobei der Sitz als vom Gehäuse getrenntes Teil ausgebildet und gegen eine, den Strömungskanal im Gehäuse erweiternde Gehäuseschulter axial abgestützt ist.

Derartige Rückflußverhinderungseinrichtungen sind bekannt. Sie sind entweder als unabhängiges Gerät oder innerhalb einer noch vorhandenen Gerätegruppe in das jeweilige Leitungssystem eingebaut. Ein Rückfließen wird über eine Flachmembrane verhindert, die auf der Strömungsrück­ seite des Verschlußkörpers so befestigt ist, daß ihr über den Verschlußkörper vorstehender Rand die rückströmen­ de Flüssigkeit gegen die die Dichtfläche des Verschluß­ körpers nach radial außen verlängernde Sitzfläche ange­ drückt wird.

Es ist ferner bekannt, den Verschlußkörper auf einer zentralen Führung, beispielsweise einer Mittelstange, fliegend, oder beidseitig zu lagern. Dadurch wird eine gewisse Stabilisierung des Verschlußkörpers auch bei verhältnismäßig kleinen Durchflußmengen erreicht.

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Auf­ gabe zugrunde, die Stabilisierung des Verschlußkörpers im Sinne einer genauen Zentrierung in Bezug auf die Längsachse des Sitzes zu verbessern, so daß noch klein­ ste Durchflußmengen sehr genau dosiert werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorge­ schlagen, daß bei einer Rückflußverhinderungseinrich­ tung der eingangs genannten Art zwischen Gehäuseschul­ ter und Sitz eine Flachmembrane mit die angeströmte Stirnseite des Verschlußkörpers umschließender Öffnung festgelegt ist, deren Randbereich eine Dichtkante bil­ det, welche gegen die die Sitzfläche entgegen der Strö­ mungsrichtung nach radial innen forsetzende Dichtfläche des Verschlußkörpers anliegt.

Vorzugsweise kann der die Dichtkante bildende Randbe­ reich der Flachmembrane in Strömungsrichtung schräg abgekantet sein.

Gemäß obigen Lösungsvorschlägen können auch bei vom Sitz leicht abgehobenem Verschlußkörper kleinste Durch­ flußmengen sicher eingestellt werden. Die kreisförmige Dichtkante der Flachmembrane steht dabei mit der als Kugelsegment ausgebildeten Dichtfläche des Verschlußkörpers in der Nähe seiner Schließstellung in Berührung.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Flachmembrane steuert also selbst kleinste Durchflußmengen durch die Rückflußver­ hinderungseinrichtung in Strömungsrichtung der Trink­ wasserleitung. Die Funktion dieser Flachmembrane ist damit völlig unabhängig zu sehen von einer weiteren auf der Strömungsrückseite des Verschlußkörpers angeord­ neten Flachmembrane, welche ein Rückströmen, also einen Strömungsdurchgang entgegen der Strömungsrichtung der Trinkwasserleitung, verhindert. Die letztgenannte Flachmem­ brane ist demzufolge nicht Gegenstand der Erfindung.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der dem Verschlußkörper benachbarte Innendurchmesser des Sitzes kleiner als der Außendurchmesser der sich quer zur Strömungsrichtung erstreckenden Stirnseite des Verschlußkörpers ist. Dadurch wird die Möglichkeit eröffnet, die Dichtkante der erfindungsgemäßen Flachmem­ brane an einer geeigneten Stelle der Dichtfläche des Verschlußkörpers zwischen dessen Stirnfläche und dem Innendurchmesser des Sitzes anzuordnen.

Bevorzugt ist dabei in weiterer Ausgestaltung vorgesehen, daß der dem Verschlußkörper benachbarte Innendurchmesser des Sitzes kleiner ist als der Durchmesser des an die Gehäuseschulter angrenzenden Strömungskanals. Das bedeutet, daß der Durchmesser des Strömungskanals zwischen jenem der Stirnseite des Verschlußkörpers und dem Inndurch­ messer des Sitzes liegt. Dabei wird als Innendurchmesser des Sitzes sein kleinster Innendurchmesser verstanden, welcher an die Dichtfläche des Verschlußkörpers angrenzt.

Aufgrund der genannten Durchmesserverhältnisse ergibt sich für die Flachmembrane die vorteilhafte Ausgestal­ tung, daß der durch die Dichtkante der Öffnung der Flachmembrane definierte Durchmesser dem Durchmesser des an die Gehäuseschulter angrenzenden Strömungskanals innerhalb enger Grenzen entspricht. Diese Grenze wird bevorzugt so definiert, daß der Durchmesser der Dicht­ kante, bezogen auf den Durchmesser des Strömungskanals, von diesem um nicht mehr als ±5% abweicht.

Damit ergeben sich für die Ausbildung der erfindungs­ gemäßen Flachmembrane in dem an ihre Öffnung angrenzenden Randbereich verschiedene Lösungsmöglichkeiten. Es kann zweckmäßig sein, den Durchmesser der Dichtkante gering­ fügig größer zu wählen als jenen des Strömungskanals; in diesem Fall wird die Anlage der Dichtkante an der Dichtfläche des Verschlußkörpers durch die Strömung aktiv unterstützt, der Verschlußkörper damit auch bei sehr kleinen Strömungen in einer stabilen zentrischen Lage gehalten.

Der Durchmesser der Dichtkante kann aber auch geringfügig größer gewählt werden als der Durchmesser des Strömungs­ kanals. Bei dieser Lösung ist die Dichtkante geschützt hinter dem Strömungskanal angeordnet; sie reagiert daher besonders empfindlich und hebt leichter von der Dichtfläche des Verschlußkörpers ab, so daß auch noch kleinste Sickermengen in Strömungsrichtung der Trinkwasser­ leitung kontrolliert werden können. Der stabilisierende Beitrag dieser Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Flachmembrane ist jedoch geringer, verglichen mit der vorstehend erläuterten Ausführungsform mit kleinerem Öffnungsdurchmesser.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht schließlich darin, daß die Dichtkante der erfin­ dungsgemäßen Flachmembrane in der Schließstellung des Verschlußkörpers an diesem unter Vorspannung aufgrund elastischer Verformung des die Öffnung der Flachmembrane begrenzenden Randbereichs anliegt. Diese Ausgestaltung gewährleistet die genaue Dosierung kleinster Durchfluß­ mengen auch dann noch, wenn der Verschlußkörper mehr als deutlich vom Sitz abgehoben ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch eine Rückflußverhinderungseinrichtung, welche in einem nur teilweise darge­ stellten Gehäuse eines Rohrtrenners untergebracht ist;

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt im Bereich der Dichtkante einer am Verschlußkörper der Rückflußverhinderungseinrichtung anliegenden Flachmembrane; und

Fig. 3 eine Variante zu Fig. 2.

In Fig. 1 ist ein Endabschnitt eines Gehäuses (1) eines Rohrtrenners dargestellt, in dessen Endbereich eine Rückflußverhinderungseinrichtung (13) eingesetzt ist. Die Rückflußverhinderungseinrichtung umfaßt einen an einer Gehäuseschulter (14) anliegenden Sitz (11), der nach außen mittels einer ringförmigen Dichtung (3) gegenüber dem Gehäuse (1) abgedichtet ist. Der Sitz (11) besitzt eine als Kugelsegment ausgebildete Sitzfläche (15), gegen welche ein Verschlußkörper (10) dichtend anliegt. Der Verschlußkörper (10) besitzt eine angeströmte Stirnseite (28), welche eine radiale Ebene beschreibt. Er ist auf einer Mittelstange (2) gelagert, welche mit einem nicht dargestellten zentralen Steuerrohr in dem nicht dargestellten Teil des Rohrtrenners verbunden ist. Auf der Mittelstange (2) sitzt ferner ein Köcher (7) mit radialen Stegen (6), die mit einem Führungsteil (9), welcher an der Innenwand des Gehäuses (1) anliegt, verbunden sind. Das Gehäuse (1) ist stirnseitig mittels eines Dichtrings (5) nach außen, d. h. gegenüber einer Anschlußmuffe (8) abgedichtet. Die Anschlußmuffe (8) ist mittels mehrerer Schrauben (16) mit der Stirnseite des Gehäuses (1) verschraubt. Der Verschlußkörper (10) wird mittels einer schraubenförmigen Druckfeder (17) gegen die Strömungsrichtung gemäß Pfeil (P) an den Sitz (11) angedrückt. Die Druckfeder (17) ist gespannt zwischen einem Köcher (7) einerseits und einem Gegenstück (18) andererseits, welches auf der Strömungsrückseite gegen Verschlußkörper (10) abgestützt ist. Zwischen dem Gegenstück (18) und dem Verschlußkörper (10) ist eine Flachmembrane (4) eingeklemmt, deren über die Anlagefläche des Verschlußkörpers (10) über­ stehender Rand (19) an der Sitzfläche (15) des Sitzes (11) anliegt. Die auf der Strömungsrückseite des Ver­ schlußkörpers (10) vorgesehene Flachmembrane (4) ver­ hindert ein Rückfließen des Wassers entgegen der Strö­ mungsrichtung gemäß Pfeil (P). Zwischen dem Sitz (11) und der Gehäuseschulter (14) ist eine weitere Flachmem­ brane (12) vorgesehen, deren Randbereich (20) in Strö­ mungsrichtung gemäß Pfeil (P) schräg abgekantet ist. Die Dichtkante (21) (s. Fig. 2 und 3) des Randbereichs (20) liegt auf der Strömungsvorderseite des Verschluß­ körpers (10) gegen dessen kugelsegmentartige Dichtflä­ che (22) an.

Gemäß den Fig. 2 und 3 ist die Zone um den Randbe­ reich (20) der Flachmembrane (12) vergrößert darge­ stellt. Beide Figuren unterscheiden sich letztlich nur durch die Ausbildung der Flachmembrane (12), wobei deren Dichtkante (21) in Fig. 2 einen kleineren Durch­ messer beschreibt als in Fig. 3 und deren Randbereiche (20) nicht abgekantet ist. In Fig. 2 ist der Durchmes­ ser der Dichtkante (21) kleiner als jener des Strö­ mungskanals (23); in Fig. 3 ist der Durchmesser des Strömungskanals geringfügig (23) kleiner als jener der Dichtkante (21).

In jedem Fall ist der kleinste Innendurchmesser (24) des Sitzes (11) größer als der Innendurchmesser des Strömungskanals (23). Der kleinste Innendurchmesser (24) des Sitzes (11) reicht nicht ganz an die radiale Anlagefläche (25) der Gehäuseschulter (14) heran, sondern setzt sich in einer radial nach außen gerichteten Schräg­ fläche (26) fort, welche der Flachmembrane (12) die Möglichkeit für eine axiale Einfederung gibt, wenn sich der Verschlußkörper (10) mit seiner Dichtfläche (22) von der Sitzfläche (15) des Sitzes (11) infolge der Anströmung in Richtung des Pfeils (P) abhebt. Es ist in diesem Sinne vorstellbar, daß die Flachmembrane (12) in ihrer entspannten Stellung aus der Lage gemäß den Fig. 2 und 3 nach rechts knicken würde, wenn der Verschlußkörper (10) gänzlich abgehoben wäre. Infolge der gezeichneten Schließlage des Verschlußkörpers (10) wird die Flachmembrane (12) nach links bis zur vollständi­ gen Anlage an der radialen Anlagefläche (25) der Gehäuse­ schulter (14) verformt, was lediglich nicht für deren Randbereich (20) gilt. Infolge dieser Verformung wandert die Dichtkante (21) entlang der Dichtfläche (22) des Verschlußkörpers (10) radial nach innen, wobei sie in der gezeichneten Schließstellung unter Vorspannung am Verschlußkörper (10) anliegt.

Claims (7)

1. Rückflußverhinderungseinrichtung, insbesondere in Trinkwasserleitungen, welche einen mittels Federkraft entgegen der Strömungsrichtung der Trinkwasserleitung gegen einen gehäuseseitigen Sitz (11) angedrückten Verschlußkörper (10) umfaßt, wobei der Sitz (11) als vom Gehäuse (1) getrenntes Teil ausgebildet und gegen eine den Strömungskanal (23) im Gehäuse (1) erweiternde Gehäuseschulter (14) axial abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Gehäuseschulter (14) und Sitz (11) eine Flachmembrane (12) mit die angeströmte Stirnseite (28) des Verschlußkörpers (10) umschließender Öffnung fest­ gelegt ist, deren Randbereich (20) eine Dichtkante (21) bildet, welche gegen die die Sitzfläche (15) ent­ gegen der Strömungsrichtung (P) nach radial innen fortsetzende Dichtfläche (22) des Verschlußkörpers (10) anliegt.

2. Rückflußverhinderungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Dichtkante (21) bildende Randbereich (20) der Flachmembrane (12) in Strömungsrichtung (P) schräg abgekantet ist.

3. Rückflußverhinderungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Verschlußkörper (10) benachbarte Innen­ durchmesser des Sitzes (11) kleiner ist als der Außen­ durchmesser der sich quer zur Strömungsrichtung (P) erstreckenden Stirnseite (28) des Verschlußkörpers (10).

4. Rückflußverhinderungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Verschlußkörper (10) benachbarte Innen­ durchmesser des Sitzes (11) kleiner ist als der Durch­ messer des an die Gehäuseschulter (14) angrenzenden Strömungskanals (23).

5. Rückflußverhinderungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Dichtkante (21) der Öffnung der Flachmembrane (12) definierte Durchmesser dem Durchmes­ ser des an die Gehäuseschulter (14) angrenzenden Strö­ mungskanals (23) innerhalb enger Grenzen entspricht.

6. Rückflußverhinderungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Dichtkante (21), bezogen auf den Durchmesser des Strömungskanals (23), von diesem um nicht mehr als ±5% abweicht.

7. Rückflußverhinderungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtkante (21) in der Schließstellung des Verschlußkörpers (10) an diesem unter Vorspannung auf­ grund elastischer Verformung des die Öffnung der Flach­ membrane (12) begrenzenden Randbereichs (20) anliegt.