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Hintergrund
der Erfindung
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Diese
Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf Ventile und mehr im besonderen
auf ein Umschaltventil zum Ändern
eines Fließpfades
eines Fluids.
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Ein
Umschaltventil ist bei einer Reihe von Anwendungen zur Handhabung
von Fluiden von Nutzen. Eine dieser Anwendungen ist das Führen von Wasser
zu und von einem Rückwaschfilter,
wie, es in einem Swimmingpool verwendet wird. Bei dieser Anwendung ändert das
Umschaltventil den Fließpfad des
Wassers zwischen einem Filterpfad und einem Rückwaschpfad. Beim Filterpfad
durchläuft
Wasser vom Swimmingpool den Filter und fließt dann zurück in den Swimmingpool. Beim
Rückwaschpfad
durchläuft
Wasser vom Swimmingpool den Filter in einer entgegengesetzten Richtung
und fließt
dann zu einem Abfluss. Wenn Wasser durch den Filterpfad fließt, halten
Mittel im Filter, wie etwa Sand, Verunreinigungen zurück und entfernen
sie aus dem Wasser. Wenn Wasser durch den Rückwaschpfad fließt, spült das Wasser
die Verunreinigungen aus den Mitteln und trägt die Verunreinigungen zum
Abfluss.
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Umschaltventile,
die mit Rückwaschfiltern verwendet
werden, fallen typischerweise in eine von zwei Kategorien: Multiport-Ventile
und Schieber-Ventile. Ein Beispiel eines Multiport-Ventils ist in
US 3,721,268 von Ehrlich
et al. gezeigt, während
ein Beispiel eines Schieber-Ventils in
US 4,714,551 von Bachofer et al. gezeigt
ist.
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Ein
typisches Multiport-Ventil hat einen oberen Körper, der drehbar auf einen
unteren Körper
befestigt ist. Ein oder mehrere ringförmige Dichtungsringe sind zwischen
den oberen und unteren Körpern angeordnet,
um äußere und/oder
innere Lecks zu verhindern. Der untere Körper weist eine Vielzahl von Öffnungen
auf, während
der obere Körper
eine Vielzahl von sich durch ihn erstreckenden Durchtritten aufweist.
Eine gezielte Drehung des oberen Körpers führt dazu, dass die Durchtritte
die Öffnungen
miteinander verbinden, um einen gewünschten Fließpfad herzustellen.
Da die Öffnungen
durch den oberen Körper
untereinander verbunden sind, ist der Wasserfluss durch das Multiport-Ventil
nicht-linear. Wie gesehen werden kann, erzeugt der nicht-lineare Fluss
durch das Multiport-Ventil
einen erheblichen Druckverlust.
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Zusätzlich zur
Einführung
eines erheblichen Druckverlustes neigt das typische Multiport-Ventil
dazu, aufgrund der Komplexität
seines Aufbaus teuer in der Herstellung zu sein. Das typische Multiport-Ventil neigt
weiterhin dazu, schwierig zu betätigen
zu sein, da sich der gesamte Dichtring in reibender Verbindung mit
entweder dem oberen oder dem unteren Körper befindet, wenn der obere
Körper
gedreht wird. Dieses große
Ausmaß von
reibender Verbindung lässt
den Dichtungsring sich schnell abnutzen, wodurch ein häufiger Ersatz
nötig wird.
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Ein
typisches Schieber-Ventil zur Verwendung mit einem Rückspülfilter
weist einen zylindrischen Körper
mit fünf
darin gebildeten Öffnungen auf.
Die erste, vierte und fünfte Öffnung sind
auf einer Seite des Körpers
angeordnet, während
die zweite und dritte Öffnung
auf der anderen Seite des Körpers angeordnet
sind. Wenn das Ventil sich in einer Filterposition befindet, tritt
Fluid aus einem Swimmingpool durch die erste Öffnung ein, tritt durch die
zweite Öffnung
aus, durchläuft
das Filter, tritt durch die dritte Öffnung ein und durchläuft die
vierte Öffnung
zurück in
den Swimmingpool. Wenn das Ventil zu einer Rückwaschposition bewegt wird,
tritt Fluid aus dem Swimmingpool durch die erste Öffnung ein,
tritt durch die dritte Öffnung
aus, durchläuft
das Filter in entgegengesetzter Richtung, tritt durch die zweite Öffnung ein
und durchläuft
die fünfte Öffnung zu
einem Abfluss.
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Eine
Steuerstange mit einer Vielzahl von daran gesicherten Ventilelementen
ist in dem Körper angeordnet
und lässt
sich in Längsrichtung
darin schieben. Die Steuerstange ist oft in Richtung einer Filterposition
mit einer Feder vorgespannt. Eine Vielzahl von Sitzringen sind um
die Steuerstange herum radial im Inneren des Körpers angeordnet. Die Ventilelemente
sind zwischen den Sitzringen beweglich und greifen dichtend in die
Sitzringe ein, um Wasser zwischen den maßgeblichen Öffnungen zu führen. Als
Folge davon sind weder die erste und zweite Öffnung noch die dritte und
vierte Öffnung
in einer Linie. Daher fließt
Wasser nicht-linear durch das Schieber-Ventil. Wie gesehen werden
kann, erzeugt der nicht-lineare Fluss durch das Schieber-Ventil
einen erheblichen Druckverlust.
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Zusätzlich zur
Erzeugung eines erheblichen Druckverlustes, neigt das typische Schieber-Ventil dazu,
aufgrund der Komplexität
seines Aufbaus teuer in der Herstellung zu sein. Das typische Schieber-Ventil
neigt weiterhin dazu, aufgrund des langen Wegs des Steuerstabes
schwierig zu betätigen
zu sein. Diese Schwierigkeit wird noch vergrößert, wenn die Steuerstange
gegen eine Federspannung bewegt wird. Der lange Weg der Steuerstange
neigt weiterhin dazu, eine schnelle Abnutzung der Sitzringe zu verursachen,
wodurch ein häufiger
Ersatz nötig
wird.
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Im
Stand der Technik offenbaren GB 324 239 A und GB 481 685 A jeweils
Umschaltventile, keines der Dokumente offenbart jedoch ein Umschaltventil mit
den unten stehenden Merkmalen des kennzeichnenden Teils von Anspruch
1.
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Basierend
auf dem Vorstehenden, besteht in der Technik ein Bedarf für ein Umschaltventil,
das einfach herzustellen ist, leicht zu betätigen ist und nicht einen wesentlichen
Druckverlust einführt,
wenn sich das Umschaltventil in einem Filtermodus befindet. Die
vorliegende Erfindung ist auf ein solches Umschaltventil gerichtet.
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Entsprechend
der Erfindung ist ein Umschaltventil zum Anschluss an ein Aufbereitungssystem
für eine
Fluid-Quelle vorgesehen, wobei das Aufbereitungssystem eine Aufbereitungsvorrichtung
aufweist, und wobei das Umschaltventil aufweist:
einen Ventilkörper mit:
axial
ausgerichteten ersten und zweiten Öffnungen, die auf gegenüberliegenden
Seiten des Ventilkörpers angeordnet
sind, wobei die erste Öffnung
für einen Anschluss
an die Fluid-Quelle und die zweite Öffnung für einen Anschluss an die
Aufbereitungsvorrichtung
vorgesehen ist;
axial ausgerichteten dritten und vierten Öffnungen, die
auf gegenüberliegenden
Seiten des Ventilkörpers angeordnet
sind, wobei die dritte Öffnung
für einen Anschluss
an die Aufbereitungsvorrichtung vorgesehen ist; und
einer im
Inneren des Ventilkörpers
angeordneten Ventilbaugruppe, die Fluid durch den Ventilkörper führt und
zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position drehbar
beweglich ist, wobei die Ventilbaugruppe ein erstes und zweites
Absperrorgan aufweist, das lineare Durchtritte zur jeweiligen Verbindung
der ersten und zweiten Öffnung
und der dritten und vierten Öffnung
definieren, wenn die Ventilbaugruppe in der ersten Position ist,
wobei sich der erste und zweite lineare Durchtritt jeweils axial
durch das erste und zweite Absperrorgan erstreckt;
wobei Fluid
durch die erste Öffnung
eintritt, durch die zweite Öffnung
austritt, die Aufbereitungsvorrichtung durchläuft, durch die dritte Öffnung eintritt
und durch die vierte Öffnung
austritt, wenn das Umschaltventil mit dem Aufbereitungssystem verbunden
ist und die Ventilbaugruppe sich in der ersten Position befindet; dadurch
gekennzeichnet, dass der Ventilkörper
weiterhin eine fünfte Öffnung aufweist
und dass das zweite Absperrorgan einen sperrenden Vorsprung aufweist,
die sich von dem zweiten Absperrorgan nach Außen erstreckt, um die vierte Öffnung zu
bedecken, wenn sich die Ventilbaugruppe in der zweiten Position
befindet, so dass, wenn das Umschaltventil mit dem Aufbereitungssystem
verbunden ist und die Ventilbaugruppe sich in der zweiten Position
befindet, Fluid durch die erste Öffnung
eintritt, durch die dritte Öffnung
austritt, die Aufbereitungseinrichtung durchläuft, durch die zweite Öffnung eintritt
und durch die fünfte Öffnung austritt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
besser mit Bezug auf die folgende Beschreibung, die angefügten Ansprüche und
die beiliegenden Zeichnungen verstanden. Hierbei zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht eines Filtersystems mit einem Umschaltventil;
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2 eine
perspektivische Explosionsansicht eines Gehäuses des Umschaltventils;
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3 eine
perspektivische Explosionsansicht einer Steuerbaugruppe;
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4 eine
teilweise aufgeschnittene Frontansicht des Umschaltventils mit einer
inneren Ventilbaugruppe in einer Filterposition; und
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5 eine
teilweise aufgeschnittene Seitenansicht des Umschaltventils mit
der inneren Ventilbaugruppe in einer Rückwaschposition.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Es
ist zu bemerken, dass in der folgenden detaillierten Beschreibung
identische Komponenten dieselbe Bezugsziffer haben, unabhängig davon,
ob sie in unterschiedlichen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung dargestellt sind. Es ist weiterhin zu
bemerken, dass die Zeichnungen nicht maßstabsgerecht sein mögen und
bestimmte Merkmale der Erfindung in einer gewissen schematischen
Form gezeigt werden können,
um die vorliegende Erfindung klar und deutlich zu offenbaren.
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Es
wird sich nun auf 1 bezogen. Es ist eine schematische
Ansicht eines Filtersystems 10 zur Verwendung mit einer
Fluid-Quelle, wie etwa einem Swimmingpool 12, gezeigt.
Ein Abfluss des Swimmingpools 12 ist mit dem Eingang einer
Pumpe 14 durch eine Saugleitung 16 verbunden.
Ein Ausgang der Pumpe 14 ist mit einer ersten Öffnung 18 eines
Umschaltventils 20 durch eine Ventileinlassleitung 22 verbunden.
Wie weiter unten detaillierter beschrieben, sind die zweite und
dritte Öffnung 24, 26 des
Umschaltventils 20 mit einem Filter 28 verbunden.
Eine Ventilausgangsleitung 30 verbindet eine vierte Öffnung 32 des
Umschaltventils 20 mit einem Einlass des Swimmingpools 12.
Eine Abflussleitung 34 verbindet eine fünfte Öffnung 36 des Umschaltventils 20 mit
einem Abfluss 38.
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Der
Filter 28 besitzt eine konventionelle Bauweise und schließt ein äußeres Gehäuse 40 mit
ersten und zweiten Flussverbindungen 42, 44 ein.
Die erste Flussverbindung 42 ist mit der zweiten Öffnung 24 des
Umschaltventils 20 verbunden, während die zweite Flussverbindung 44 mit
der dritten Öffnung 26 des
Umschaltventils 20 verbunden ist. Der Filter 28 kann
von einem Bett-Typ sein, wobei Wasser durch ein Bett eines Filtermediums,
wie etwa Sand, gefiltert wird, oder von einem Kieselgur-Typ, wobei
Wasser durch ein Drahtnetz mit einer darauf abge lagerten Beschichtung
von Kieselgur gefiltert wird. Die Beschichtung kann auf dem Drahtnetz
gebildet werden, indem eine Aufschlämmung von Wasser und Kieselgur
erstellt und diese durch den Filter 28 zirkuliert wird,
so dass das Wasser durch das Drahtnetz durchtritt, während die
Kieselgur von dem Drahtnetz zurückgehalten
und darauf abgelagert wird. Beide Filtertypen können durch umgekehrtes Durchströmen von
Wasser durch den Filter 28 gereinigt werden, was oft als
Rückwaschen
bezeichnet wird.
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Es
wird nun auf 2 Bezug genommen. Es ist eine
perspektivische Explosionsansicht eines Gehäuses 46 des Umschaltventils 20 gezeigt.
Das Gehäuse 46 umfasst
einen Ventilkörper 48 mit
den sich davon erstreckenden ersten bis fünften Öffnungen 18, 24, 26, 32, 36.
Vorzugsweise ist der Ventilkörper 48 im
Ganzen aus einem steifen Kunststoff geformt, wie etwa Polyvinylchlorid-Kunststoff
(PVC). Der Ventilkörper 48 ist
zylindrisch und besitzt obere und untere Enden 50, 52 mit
einem Gewinde. Das obere Ende 50 schließt eine ringförmige Oberteilkante 54 mit
einem Paar von darin gebildeten gegenüberliegenden Oberteilnuten 56 ein.
Obwohl nicht gezeigt, schließt das
untere Ende 52 auf ähnliche
Weise eine Unterteilkante mit einem Paar von darin gebildeten gegenüberliegenden
Unterteilnuten ein.
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Jede
der ersten bis fünften Öffnungen 18, 24, 26, 32, 36 ist
zylindrisch und öffnet
sich durch eine ringförmige Öffnung 58 in
den Ventilkörper 48,
die im Ventilkörper 48 gebildet
ist. Die erste und die vierte Öffnung 18, 32 befinden
sich an einer vorderen oder ersten Seite 60 des Ventilkörpers 48,
während
die zweite und dritte Öffnung 24, 26 sich
an einer gegenüberliegenden,
rückseitigen
oder zweiten Seite 62 des Ventilkörpers 48 befinden.
Die erste und zweite Öffnung 18, 24 befinden
sich beim unteren Ende 52 des Ventilkörpers 48 und sind
miteinander in Linie gebracht. Die dritte und vierte Öffnung 26, 32 befinden sich
beim oberen Ende 50 des Ventilkörpers 48 und sind
miteinander in Linie gebracht. Die fünfte Öffnung 36 ist in einem
im Wesentlichen rechten Winkel zu den ersten bis vierten Öffnungen 18, 24, 26, 32 und zwischen
der ersten und zweiten Öffnung 18, 24 und dem
unteren Ende 52 des Ventilkörpers 48 angeordnet.
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Eine
obere Deckelbaugruppe ist ausgestaltet, um am oberen Ende 50 des
Ventilkörpers 48 gesichert
zu werden. Die obere Deckelbaugruppe schließt einen oberen Einsatz 66 und
einen aus einem Paar von Klemmdeckeln 68 ein.
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Bevorzugt
ist der obere Einsatz 66 im ganzen aus einem steifen Kunststoff
geformt, wie etwa Acrylnitril-Butadien-Styrol-Kunststoff (ABS).
Der obere Einsatz 66 umfasst ein im allgemeinen ringförmiges Element 70 mit
einer darin geformten Mittelöffnung 72.
Ein ringförmiger
Kragen 74 erstreckt sich von einer unteren Oberfläche des
ringförmigen
Elements 70 nach unten und ist nach Innen von einer umgebenden
Kante 76 des ringförmigen
Elementes 70 beabstandet. Ein O-Ring 78 ist für die Anordnung um
den ringförmigen
Kragen 74 vorgesehen. Ein Paar von gegenüberliegenden
Vorsprüngen 80 erstreckt
sich von der umgebenden Kante 76 abwärts. Erste und zweite Anschlagklötze 82, 84 erstrecken sich
von einer oberen Oberfläche
des ringförmigen Elements 70 aufwärts. Der
erste und zweite Anschlagklotz 82, 84 sind in
Richtung auf die Mittelöffnung 72 angeordnet
und in einem im allgemeinen rechten Winkel zueinander ausgerichtet.
Eine „Rückwasch"-Markierung kann
an dem ringförmigen
Element 70 benachbart zu dem ersten Anschlagklotz 82 angebracht
werden, während
eine „Filter"-Markierung an dem ringförmigen Element 70 benachbart
zu dem zweiten Anschlagklotz 84 angebracht werden kann.
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Der
obere Einsatz 64 ist ausgestaltet, um über dem oberen Ende 50 des
Ventilkörpers 48 so angebracht
zu werden, dass sich der ringförmige Kragen 74 und
der O-Ring 78 in das obere Ende 50 erstrecken
und dass die Vorsprünge 80 von
den oberen Nuten 56 aufgenommen werden. Mit einem so angebrachten
oberen Einsatz 66 wird der O-Ring 78 zwischen
dem ringförmigen
Kragen 74 und einer inneren Oberfläche 86 des Ventilkörpers 48 zusammengedrückt, wodurch
er dazwischen eine Dichtung bildet.
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Bevorzugt
ist der Klemmdeckel 68 im ganzen aus einem steifen Kunststoff
geformt, wie etwa ABS-Kunststoff. Der Klemmdeckel 68 ist
im allgemeinen zylindrisch und umfasst eine Seitenwandung 88 mit
einer inneren Oberfläche,
in der ein Gewinde 90 gebildet ist. Eine Vielzahl von beabstandeten
Rippen 92 ist um den Umfang der Seitenwandung 88 angeordnet
und erstreckt sich vertikal. Der Klemmdeckel 68 ist ausgestaltet,
um auf das obere Ende 50 des Ventilkörpers 48 über den
oberen Einsatz 66 geschraubt zu werden, um so den oberen
Einsatz 66 am Ventilkörper 48 zu
sichern. Die Rippen 92 helfen einem Bediener, den Klemmdeckels 68 beim
Anbringen oder Entfernen des Klemmdeckels 68 zu greifen.
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Eine
untere Deckelbaugruppe ist ausgestaltet, um am unteren Ende 52 des
Ventilkörpers 48 gesichert
zu werden. Die untere Deckelbaugruppe umfasst einen unteren Einsatz 96 und
den anderen der Klemmdeckel 68.
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Bevorzugt
ist der untere Einsatz 96 im ganzen aus einem steifen Kunststoff
gefertigt, wie etwa ABS-Kunststoff. Der untere Einsatz 96 umfasst
ein um eine Nabe 100 angeordnetes ringförmiges Element 98.
Die Nabe 100 definiert eine Aussparung 102 mit
einer aufwärts
gerichteten Öffnung.
Ein ringförmiger
Kragen 104 erstreckt sich von einer oberen Oberfläche des
ringförmigen
Elements 98 aufwärts. Der
ringförmige
Kragen 104 ist um die Nabe 100 angeordnet und
nach innen von einer umlaufenden Kante 106 des ringförmigen Elementes 98 beabstandet.
Ein O-Ring 108 ist zur Anbringung um den ringförmigen Kragen 104 vorgesehen.
Ein Paar von gegenüberliegenden
Vorsprüngen 110 erstreckt
sich von der umlaufenden Kante 106 aufwärts.
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Der
untere Einsatz 96 ist ausgestaltet, um über dem unteren Ende 52 des
Ventilkörpers 48 so angebracht
zu werden, dass sich der ringförmige Kragen 104 und
der O-Ring 108 in das untere Ende 52 erstrecken
und dass die Vorsprünge 110 von
den unteren Nuten aufgenommen werden. Mit einem so angebrachten
unteren Einsatz 96 wird der O-Ring 108 zwischen
dem ringförmigen
Kragen 104 und der inneren Oberfläche 86 des Ventilkörpers 48 zusammengedrückt, wodurch
er dazwischen eine Dichtung bildet.
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Der
Klemmdeckel 68 ist ausgestaltet, um auf das untere Ende 52 des
Ventilkörpers 48 über den unteren
Einsatz 96 geschraubt zu werden, um so den unteren Einsatz 96 am
Ventilkörper 48 zu
sichern.
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Es
wird nun auf 3 Bezug genommen. Es ist eine
Explosionsansicht einer Steuerbaugruppe gezeigt, die aus einer internen
Ventilbaugruppe 114 und einem Hebel 198 besteht.
Die innere Ventilbaugruppe 114 ist zur Anordnung im Inneren des
Gehäuses 46 vorgesehen.
Die innere Ventilbaugruppe 114 umfasst ein Blockier-Absperrorgan 116,
ein Umschalt-Absperrorgan 118 und ein Stop-Absperrorgan oder
eine Abfalldichtung 120.
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Bevorzugt
ist das Blockier-Absperrorgan 116 im ganzen aus einem steifen
Kunststoff geformt, wie etwa ABS-Kunststoff. Das Blockier-Absperrorgan 116 umfasst
einen im allgemeinen zylindrischen Körper 122 und einen
sperrenden Vorsprung 124. Der Körper 122 ist hohl
und besitzt gegenüberliegende offene
Enden 126, die im allgemeinen konkav sind. Zylindrische
Anbauten 128 sind zentral mit dem Körper 122 an dessen
gegenüberliegenden
oberen und unteren Bereichen verbunden. Die Anbauten 128 sind
miteinander in Linie und sind senkrecht zum Körper 122 ausgerichtet.
Jeder der Anbauten 128 definiert eine Öffnung 130. Eine Vielzahl
von beabstandeten Graten 132 erstreckt sich in jede der Öffnungen 130 um
deren Umfang.
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Der
sperrende Vorsprung 124 umfasst einen Sockel (nicht gezeigt),
der mit einem im allgemeinen halbkugelförmigen Kopf 134 (am
besten in 4, 5 gezeigt)
verbunden ist. Der Sockel ist mit einem seitlichen Bereich des Körpers 122 verbunden und
beabstandet den Kopf 134 vom Körper 122. Der Kopf 134 besitzt
eine Fläche 136,
die durch eine umlaufende Kante 138 begrenzt wird. Die
Fläche 136 ist in
einer seitlichen Richtung konvex. Ein Paar von Ohren 140 erstreckt
sich jeweils von gegenüberliegenden
Bereichen der umlaufenden Kante 134 zu den Enden 126 des
Körpers 122.
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Bevorzugt
ist das Umschalt-Absperrorgan 118 im ganzen aus einem steifen
Kunststoff geformt, wie etwa ABS-Kunststoff. Das Umschalt-Absperrorgan 118 umfasst
einen im allgemeinen zylindrischen Körper 142. Der Körper 142 ist
hohl und besitzt gegenüberliegende
offene Enden 144, die im allgemeinen konkav sind. Zylindrische
Anbauten 146 sind zentral mit dem Körper 142 an dessen
gegenüberliegenden
oberen und unteren Bereichen verbunden. Die Anbauten 146 sind
miteinander in Linie gebracht und senkrecht zum Körper 142 ausgerichtet.
Jeder der Anbauten 146 definiert eine im allgemeinen ringförmige Öffnung 148.
Eine Vielzahl von beabstandeten Graten 150 erstreckt sich
in jede der Öffnungen 148 um
deren Umfang.
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Obere
und untere Ablenkplatten 152, 154 sind mit dem
Körper 142 verbunden
und erstrecken sich davon in entgegengesetzten Richtungen. Die obere
Ablenkplatte 152 ist mit einem Seitenbereich des Körpers 142 in
Richtung auf dessen Oberteil verbunden, während die untere Ablenkplatte 154 mit
einem gegenüberliegenden
Seitenbereich des Körpers 142 in
Richtung auf dessen Unterteil verbunden ist. Die obere und untere
Abdeckplatten 152, 154 sind beide im allgemeinen
halbkreisförmig
und haben jeweils bogenförmige äußere Kanten 156, 158.
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Bevorzugt
ist die Abfalldichtung 120 im ganzen aus einem steifen
Kunststoff geformt, wie etwa ABS-Kunststoff. Die Abfalldichtung 120 umfasst
einen Kopf 160, der mit einem zylindrischen Sockel 162 verbunden
ist. Eine zylindrische Höhlung
(nicht gezeigt) erstreckt sich durch den Sockel 162 und
endet im Inneren des Kopfes 160. Eine Furche (nicht gezeigt)
grenzt an die Höhlung
an und erstreckt sich von dort nach außen. Der Kopf 160 ist
im allgemeinen scheibenförmig
und konvex in einer seitlichen Richtung. Eine ringförmige Kerbe 164 ist
in dem Kopf zur Aufnahme eines O-Rings 166 gebildet. Die
Kerbe 164 ist nach innen von einer umlaufenden Kante 168 des
Kopfes 160 beabstandet.
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Eine
Abfallwelle 170 ist zur Verbindung mit der Abfalldichtung 120 vorgesehen.
Die Abfallwelle 170 besteht bevorzugt aus einem steifen
Kunststoff und umfasst einen im allgemeinen zylindrischen Sockel 172,
der mit einem Hauptkörper 174 verbunden ist.
Ein zylindrischer Anbau 176 erstreckt sich vom Hauptkörper 174 in
einem im wesentlichen rechten Winkel. Ein ringförmiger Kragen 178 ist
zwischen dem Sockel 172 und dem Hauptkörper 174 angebracht.
Der Sockel 172 besitzt eine Vielzahl von Nuten 180,
die um seinen Umfang angeordnet sind, wobei eine Vielzahl von Längs-Kerben 182 um
den Umfang des Hauptkörpers 174 gleichmäßig beabstandet sind.
Ein Schließ-Grat 184 erstreckt
sich über
die Länge
des Anbaus 176. Eine Körperbohrung
(nicht gezeigt) erstreckt sich durch den Hauptkörper 174, während eine
Sockelbohrung 186 sich durch den Sockel 172 erstreckt.
Die Sockelbohrung 168 kann mit einem Gewinde versehen sein.
Eine zylindrische Aussparung 188 ist in dem Anbau 176 gebildet.
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Eine
zentrale Welle 190 ist zur Verbindung des Blockier-Absperrorgans 116 mit
dem Umschalt-Absperrorgan 118 vorgesehen. Die zentrale Welle 190 besteht bevorzugt
aus einem steifen Kunststoff und hat im allgemeinen zylindrische
Form. Eine Vielzahl von Kerben 192 ist in der zentralen
Welle 190 gebildet. Die Kerben 192 sind gleichmäßig um den
Umfang der zentralen Welle 190 beabstandet und erstrecken
sich über
die Länge
der zentralen Welle 190. Eine Bohrung 194 erstreckt
sich durch die zentrale Welle 190.
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Eine
Endwelle 196 ist zur Verbindung des Blockier-Absperrorgans 116 mit
einem Hebel 198 vorgesehen. Die Endwelle 196 besteht
bevorzugt aus einem steifen Kunststoff und umfasst einen Absperrorganbereich 200 und
einen Halterungsbereich 202. Ein ringförmiger Kragen 206 ist
zwischen dem Absperrorganbereich 200 und dem Halterungsbereich 202 angeordnet.
Eine Vielzahl von Längs-Kerben 208 ist
gleichmäßig um den
Umfang des Halterungsbereichs 202 beabstandet, während eine
Vielzahl von Nuten 210 gleichmäßig um den Umfang des Absperrorganbereichs 200 beabstandet
ist. Eine untere Bohrung 212 erstreckt sich durch den Absperrorganbereich 200,
während
eine obere Bohrung (nicht gezeigt) sich durch den Halterungsbereich 202 erstreckt.
Die obere Bohrung kann mit einem Gewinde versehen sein.
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Bevorzugt
ist der Hebel 198 im ganzen aus einem steifen Kunststoff geformt,
wie etwa ABS-Kunststoff. Der Hebel 198 ist im allgemeinen rechteckig,
wobei eine leichte Biegung im Hebel gebildet ist, in Richtung auf
dessen bogenförmiges
inneres Ende 214. Eine rechteckige Ausstülpung oder ein
Zeiger 216 erstreckt sich vom inneren Ende 214 weg.
Eine im allgemeinen ringförmige
untere Höhlung 218 und
ein ringförmiges
oberes Loch (nicht gezeigt) sind in dem Hebel 198 am inneren
Ende 214 gebildet. Die untere Höhlung 218 erstreckt
sich durch eine untere Oberfläche
des Hebels 198, während
das obere Loch sich durch eine obere Oberfläche des Hebels 198 erstreckt.
Eine Vielzahl von beabstandeten Graten 222 erstreckt sich
in die untere Höhlung 218 um
den Umfang der unteren Höhlung 218.
Das obere Loch erstreckt sich in die untere Höhlung 218 und kann
mit einem Gewinde versehen sein.
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Es
wird nun auf 4 Bezug genommen. Es ist eine
Frontansicht des vollständig
zusammengebauten Umschaltventils 20 gezeigt. Ein Bereich
des Umschaltventils 20 ist ausgeschnitten, um dessen Inneres
besser zu zeigen.
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Der
untere Einsatz 96 (gezeigt in 2) ist über dem
unteren Ende 52 des Ventilkörpers 48 in der oben
beschriebenen Weise angeordnet. Einer der Klemmdeckel 68 ist
auf das untere Ende 52 des Ventilkörpers 48 über dem
unteren Einsatz 96 geschraubt, wodurch der untere Einsatz 96 am
Ventilkörper 48 gesichert
und die Dichtung dazwischen gebildet wird. Der Sockel 172 der
Abfallwelle 170 ist drehbar in der Aussparung 102 des
unteren Einsatzes 96 angeordnet, so dass der ringförmige Kragen 178 an
die Nabe 100 stößt. Der
Anbau 176 der Abfallwelle 170 ist in der Höhlung der
Abfalldichtung 120 angeordnet, so dass der Schließgrat 184 von
der Furche aufgenommen ist, wodurch die Abfalldichtung 120 gegen
eine Drehbewegung um den Anbau 176 gesichert ist. Der Hauptkörper 174 der
Abfallwelle 170 ist im Inneren der Öffnung 148 in einem
der unteren der Anbauten 146 des Umschalt-Absperrorgan 118 angeordnet,
so dass sich die Grate 150 des Anbaus 146 in die
Kerben 182 des Hauptkörpers 174 erstrecken,
wodurch der Hauptkörper 174 gegenüber einer
Drehbewegung im Inneren der Öffnung 148 gesichert
ist.
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Die
zentrale Welle 190 verbindet das Umschalt-Absperrorgan 118 mit
dem Blockier-Absperrorgan 116. Ein unteres Ende der zentralen
Welle 190 ist im Inneren der Öffnung 148 in einem
oberen der Anbauten 146 des Umschalt-Absperrorgans 118 angeordnet,
so dass sich die Grate 150 des Anbaus 146 in die
Kerben 192 der zentralen Welle 190 erstrecken,
wodurch das untere Ende der zentralen Welle 190 gegenüber einer
Drehbewegung im Inneren der Öffnung 148 gesichert
ist. Ein oberes Ende der zentralen Welle 190 ist im Inneren
der Öffnung 130 in
einem unteren der Anbauten 128 des Blockier-Absperrorgans 116 angeordnet,
so dass sich die Grate 132 des Anbaus 128 in die
Kerben 192 der zentralen Welle 190 erstrecken,
wodurch das obere Ende der zentralen Welle 190 gegenüber einer
Drehbewegung im Inneren der Öffnung 130 gesichert
ist.
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Der
obere Einsatz 66 ist über
dem oberen Ende 50 des Ventilkörpers 48 in der oben
beschriebenen Weise angeordnet. Der andere der Klemmdeckel 68 ist
auf das obere Ende 50 des Ventilkörpers 48 über den
oberen Einsatz 66 geschraubt, wodurch der obere Einsatz 66 am
Ventilkörper 48 gesichert und
die Dichtung dazwischen gebildet wird. Der Absperrorganbereich 200 der
Endwelle 196 ist im Inneren der Öffnung 130 in einem
der oberen der Anbauten 128 des Blockier-Absperrorgans 116 angeordnet, so
dass sich die Grate 132 des Anbaus 128 in die
Nuten 210 des Absperrorganbereiches 200 erstrecken, wodurch
der Absperrorganbereich 200 der Endwelle 196 gegenüber einer
Drehbewegung im Inneren der Öffnung 130 gesichert
wird.
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Der
Halterungsbereich 202 der Endwelle 196 erstreckt
sich durch die Mittelöffnung 72 im
oberen Einsatz 66. Der Hebel 198 ist über dem
Halterungsbereich 202 der Endwelle 196 angeordnet,
so dass der Zeiger 216 des Hebels 198 zwischen
dem ersten und zweiten Anschlagklotz 82, 84 positioniert
ist. Der Halterungsbereich 202 der Endwelle 196 ist
in der unteren Höhlung 218 des
Hebels 198 so angeordnet, dass sich die Grate 222 des
Hebels 198 in die Kerben 208 der Endwelle 196 erstrecken,
wodurch der Halterungsbereich 202 der Endwelle 196 gegenüber einer Drehbewegung
im Inneren der unteren Höhlung 218 gesichert
ist. Ein Befestigungsbolzen 230 (gezeigt in 4, 5)
kann durch das obere Loch im Hebel 198 und in die obere
Bohrung der Endwelle 196 geschraubt werden, um so den Hebel 198 an
der inneren Ventilbaugruppe 114 zu sichern.
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Wenn
das Umschaltventil 20 wie oben beschrieben vollständig zusammengesetzt
ist, ist die innere Ventilbaugruppe 114 drehbar im Inneren
des Ventilkörpers 48 angeordnet.
Das Blockier-Absperrorgan 116 ist zwischen der dritten
und vierten Öffnung 26, 32 des
Ventilkörpers 48 angeordnet,
während
das Umschalt-Absperrorgan 118 zwischen
der ersten und zweiten Öffnung 18, 24 des
Gehäuses 46 angeordnet
ist. Die Abfalldichtung 120 ist vertikal mit der fünften Öffnung 36 ausgerichtet.
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Die
innere Ventilbaugruppe 114 kann zwischen einer Filterposition
(gezeigt in 4) und einer Rückwaschposition
(gezeigt in 5) durch Bewegung des Hebels 198 gedreht
werden, so dass der Zeiger 216 sich zwischen dem ersten
und zweiten Anschlagklotz 82, 84 bewegt. Wenn
die innere Ventilbaugruppe 114 sich in der Filterposition
befindet, erstreckt sich der Körper 122 des
Blockier-Absperrorgans 116 der
Länge nach
zwischen der dritten und vierten Öffnung 26, 32,
und der Körper 142 des
Umschalt-Absperrorgans 118 erstreckt sich der Länge nach
zwischen der ersten und zweiten Öffnung 18, 24.
Zusätzlich
ist der Kopf 160 der Abfalldichtung 120 über der
fünften Öffnung 36 angeordnet.
Das Blockier-Absperrorgan 116 wirkt als eine Leitungsführung zur
Leitung von Fluid zwischen der dritten und vierten Öffnung 26, 32 in
einer linearen Weise. Ähnlich wirkt das
Umschalt-Absperrorgan 118 als eine Leitungsführung zur
Führung
von Fluid zwischen der ersten und zweiten Öffnung 18, 24 in
einer linearen Weise. Der O-Ring 166 am Kopf 160 der
Abfalldichtung 120 bildet jedoch eine Dichtung mit der
inneren Oberfläche 86 des
Ventilkörpers 48 um
die fünfte Öffnung 36,
wodurch die fünfte Öffnung 36 gegenüber dem
Inneren des Ventilkörpers 48 abgedichtet
wird.
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Jegliches
Fluid, das zwischen dem Blockier-Absperrorgan 116 und dem
Ventilkörper 48 austritt,
und jegliches Fluid, das zwischen dem Umschalt-Absperrorgan 118 und
dem Ventilkörper 48 austritt,
wird innerhalb des Ventilkörpers 48 durch
die durch die Abfalldichtung 120 und den oberen und unteren
Einsatz 66, 96 gebildeten Dichtungen zurückgehalten.
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Es
wird sich nun auf 5 bezogen. Es ist eine aufgeschnittene
Seitenansicht des Umschaltventils 20 mit der inneren Ventilbaugruppe 114 in
der Rückwaschposition
gezeigt. Wenn sich die innere Ventilbaugruppe 114 in der
Rückwaschposition
befindet, erstreckt sich der Körper 122 des
Blockier-Absperrorgans 116 quer zur Richtung zwischen der
dritten und vierten Öffnung 26, 32 und
der Körper 142 des
Umschalt-Absperrorgans 118 erstreckt sich quer zu der Richtung
zwischen der ersten und zweiten Öffnung 18, 24.
Zusätzlich
ist die Abfalldichtung 120 von der fünften Öffnung 36 beabstandet,
um so der fünften Öffnung 36 zu
erlauben, mit dem Inneren des Ventilkörpers 48 in Verbindung
zu treten. Der sperrende Vorsprung 124 des Blockier-Absperrorgans 116 ist
so über
der vierten Öffnung 32 angeordnet, dass
die Oberfläche 136 des
sperrenden Vorsprungs 124 mit der inneren Oberfläche 86 des
Ventilkörpers 48 um
die vierte Öffnung 32 abschließt, wodurch
die vierte Öffnung 32 gegenüber dem
Inneren des Ventilkörpers 48 abgeschlossen
wird.
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Die äußere Kante 158 der
unteren Ablenkplatte 154 schließt mit der inneren Oberfläche 86 des Ventilkörpers 48 an
dessen erster Seite 60 ab. Die untere Ablenkplatte 154 ist
unterhalb der Öffnung 58 der
ersten Öffnung 18 und
oberhalb der Öffnung 58 der
fünften Öffnung 36 angeordnet.
Die untere Ablenkplatte 154 arbeitet mit dem Körper 142 des
Umschalt-Absperrorgans 118 zusammen, um Fluid, das durch
die erste Öffnung 18 in
den Ventilkörper 48 eintritt,
aufwärts
zu leiten, entlang der ersten Seite 60 des Ventilkörpers 48.
Sobald es sich ober halb des Umschalt-Absperrorgans 118 befindet,
wechselt das Fluid aus der ersten Öffnung 18 über zu der
zweiten Seite 62 des Ventilkörpers 48 und verlässt den
Ventilkörper 48 durch
die dritte Öffnung 26.
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Die äußere Kante 152 der
oberen Ablenkplatte 152 schließt mit der inneren Oberfläche 86 des Ventilkörpers 48 auf
dessen zweiter Seite 62 ab. Die obere Ablenkplatte 152 ist
oberhalb der Öffnung 58 der
zweiten Öffnung 24 positioniert
und hindert dadurch Fluid aus der ersten Öffnung 18 an der Abwärtsbewegung
in die zweite Öffnung 24 oder
die fünfte Öffnung 36.
Der sperrende Vorsprung 124 des Blockier-Absperrorgans 116 hindert
Fluid aus der ersten Öffnung 18 daran,
den Ventilkörper 48 durch die
vierte Öffnung 32 zu
verlassen. Auf diese Weise arbeiten das Umschalt-Absperrorgan 118 und
das Blockier-Absperrorgan 116 zusammen, um einen Durchtritt
durch den Ventilkörper 48 zu
definieren, der die erste Öffnung 18 mit
der dritten Öffnung 26 verbindet,
wenn die innere Ventilbaugruppe 114 sich in der Rückwaschposition
befindet.
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Die
obere Ablenkplatte 152 arbeitet weiterhin mit dem Körper 142 des
Umschalt-Absperrorgans 118 zusammen,
um Fluid, das durch die zweite Öffnung 24 in
den Ventilkörper 48 gelangt,
abwärts
zu leiten, entlang der zweiten Seite 62 des Ventilkörpers 48.
Unterhalb des Umschalt-Absperrorgans 118 verlässt das
Fluid aus der zweiten Öffnung 24 den
Ventilkörper 48 durch
die fünfte Öffnung 36.
Die untere Ablenkplatte 154 hindert Fluid aus der zweiten Öffnung 24 daran,
entlang der ersten Seite 60 des Ventilkörpers 48 zu der ersten Öffnung 18 aufwärts zu gelangen.
Auf diese Weise hilft das Umschalt-Absperrorgan 118, einen
Durchtritt durch den Ventilkörper 48 zu
definieren, der die zweite Öffnung 24 mit
der fünften Öffnung 36 verbindet,
wenn die innere Ventilbaugruppe 114 sich in der Rückwaschposition
befindet.
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Mit
Rückbezug
auf 1 wird nun der Betrieb des Filtersystems 10 beschrieben
werden. Die innere Ventilbaugruppe 114 ist durch Drehen
des Hebels 198 in die Filterposition gestellt, so dass
der Zeiger 216 an den zweiten Anschlagklotz 84 anstößt. Wenn
die innere Ventilbaugruppe 114 sich in der Filterposition
befindet, zieht die Pumpe 14 Wasser aus dem Swimmingpool 12 und
pumpt es zu dem Umschaltventil 20 durch die Ventileinlassleitung 22.
Das Wasser gelangt durch die erste Öffnung 18 in das Umschaltventil 20,
bewegt sich axial durch das Um schalt-Absperrorgan 118 und
verlässt
das Umschaltventil 20 durch die zweite Öffnung 24. Das Wasser gelangt
durch die erste Flussverbindung 42 in das Filter 28 und
tritt in einer ersten Richtung durch das Filterbett oder das beschichtete
Drahtnetz, was bewirkt, dass Verunreinigungen im Wasser entfernt
werden und durch das Filterbett oder beschichtete Drahtnetz zurückgehalten
werden. Das gefilterte Wasser verlässt dann das Filter 28 durch
die zweite Flussverbindung 44 und tritt wieder durch die
dritte Öffnung 26 in das
Umschaltventil 20 ein. Das gefilterte Wasser bewegt sich
axial durch das Blockier-Absperrorgan 116 und verlässt das
Umschaltventil 20 durch die vierte Öffnung 32. Das gefilterte
Wasser bewegt sich dann zurück
zum Swimmingpool 12 durch die Ventilausgangsleitung 30.
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Die
innere Ventilbaugruppe 114 wird durch Drehen des Hebels 198 in
die Rückwaschposition
gebracht, so dass der Zeiger 216 an den ersten Anschlagklotz 82 anstößt. Wenn
die innere Ventilbaugruppe 114 sich in der Rückwaschposition
befindet, zieht die Pumpe 14 Wasser aus dem Swimmingpool 12 und
pumpt es durch die Ventileingangsleitung 22 zum Umschaltventil 20.
Das Wasser gelangt durch die Öffnung 18 in
das Umschaltventil 20, bewegt sich aufwärts durch das Umschaltventil 20 und
verlässt das
Umschaltventil 20 durch die dritte Öffnung 26. Das Wasser
gelangt durch die zweite Flussverbindung 44 in das Filter 28 und
tritt durch das Filterbett oder das beschichtete Drahtnetz in einer
entgegengesetzten, zweiten Richtung, was die Verunreinigungen aus
dem Filterbett oder dem beschichteten Drahtnetz herausspült. Wenn
das Filter 28 vom Kieselgur-Typ ist, spült das Wasser außerdem Kieselgur aus
dem Drahtnetz. Die Verunreinigungen (und ggf. die Kieselgur) werden
mit dem Wasser vermischt, um eine Abfallmischung zu bilden und dann
aus dem Filter 28 getragen. Die Abfallmischung verlässt den
Filter 28 durch die erste Flussverbindung 42 und
gelangt wieder durch die zweite Öffnung 24 in
das Umschaltventil 20. Die Abfallmischung bewegt sich abwärts durch
den Ventilkörper 48 und
verlässt
das Umschaltventil 20 durch die fünfte Öffnung 36. Die Abfallmischung
gelangt durch die Abflussleitung 34 zum Abfluss 38.
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Es
sollte aus der vorstehenden Beschreibung des Aufbaus und des Betriebs
des Umschaltventils 20 erkannt werden, dass das Umschaltventil 20 eine
zahlreiche Vorteile gegenüber
Umschaltventilen nach dem Stand der Technik bietet. Der Aufbau des
Umschaltventils 20 erlaubt dem Umschaltventil 20,
für eine
besondere Anwendung umkonfiguriert zu werden. Beispielsweise kann
der Ventilkörper 48 umgedreht
werden und die oberen und unteren Deckelbaugruppen getauscht werden,
wenn das Umschaltventil 20 in einem anderen Filtersystem
verwendet werden soll, bei dem die erste und zweite Flussverbindung 42, 44 des
Filters 28 in ihrer Position vertauscht sind. Wenn das
Umschaltventil 20 in dieser Weise konfiguriert ist, erstreckt
sich der Sockel 172 der Abfallwelle 170 durch
die Mittelöffnung 72 des oberen
Einsatzes 66 und in die untere Höhlung 218 des Hebels 198,
während
der Halterungsbereich 202 der Endwelle 196 drehbar
in der Aussparung 102 des unteren Einsatzes 96 angeordnet
ist. Die Grate 222 des Hebels 198 erstrecken sich
in die Nute 180 des Sockels 172, um so die Abfallwelle 170 gegenüber einer
Drehbewegung im Inneren der unteren Höhlung 218 zu sichern.
Der Befestigungsbolzen 230 kann durch das obere Loch im
Hebel 198 und in die Sockelbohrung 186 der Abfallwelle 170 geschraubt
werden, um so den Hebel 198 an der inneren Ventilbaugruppe 114 zu
sichern.
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Der
Aufbau des Umschaltventils 20 erlaubt es weiterhin, dass
das Umschaltventil 20 unter Verwendung von weniger Arbeit
hergestellt wird als andere Umschaltventile nach dem Stand der Technik. Die
Bestandteile des Umschaltventils 20 können maschinengeformt sein
und können
schnell miteinander verbunden werden, wobei im äußersten Fall nur ein Befestigungselement
(der Befestigungsbolzen 230) verwendet wird.
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Zusätzlich dazu,
dass es vielseitig einsetzbar und einfach herzustellen ist, führt das
Umschaltventil 20 nicht einen wesentlichen Druckverlust
in das Filtersystem 10 ein, wenn das Umschaltventil 20 sich
in der Filterposition befindet, da das Wasser linear durch das Umschalt-Absperrorgan 118 und
das Blockier-Absperrorgan 116 fließt.
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Obwohl
die bevorzugte Ausführungsform dieser
Erfindung gezeigt und beschrieben wurde, soll es verstanden werden,
dass auf eine Vielzahl von Modifikationen und Umgestaltungen der
Teile zurückgegriffen
werden kann, ohne vom Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen,
wie er hiermit offenbart und beansprucht ist.