EP0130306A2 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Rohrtrenners - Google Patents

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EP0130306A2
EP0130306A2 EP84104819A EP84104819A EP0130306A2 EP 0130306 A2 EP0130306 A2 EP 0130306A2 EP 84104819 A EP84104819 A EP 84104819A EP 84104819 A EP84104819 A EP 84104819A EP 0130306 A2 EP0130306 A2 EP 0130306A2
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EP
European Patent Office
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pressure
line
pipe separator
comparison
medium
Prior art date
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EP84104819A
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English (en)
French (fr)
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EP0130306B2 (de
EP0130306A3 (en
EP0130306B1 (de
Inventor
Jürgen Dipl.-Ing. Bälz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SCHUBERT & SALZER INGOLSTADT-ARMATUREN GMBH
Original Assignee
Schubert & Salzer Ingolstadt-Armaturen GmbH
Schubert und Salzer Maschinenfabrik AG
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Publication date
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First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=6202620&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP0130306(A2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Schubert & Salzer Ingolstadt-Armaturen GmbH, Schubert und Salzer Maschinenfabrik AG filed Critical Schubert & Salzer Ingolstadt-Armaturen GmbH
Priority to AT84104819T priority Critical patent/ATE41962T1/de
Publication of EP0130306A2 publication Critical patent/EP0130306A2/de
Publication of EP0130306A3 publication Critical patent/EP0130306A3/de
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Publication of EP0130306B2 publication Critical patent/EP0130306B2/de
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03C—DOMESTIC PLUMBING INSTALLATIONS FOR FRESH WATER OR WASTE WATER; SINKS
    • E03C1/00—Domestic plumbing installations for fresh water or waste water; Sinks
    • E03C1/02—Plumbing installations for fresh water
    • E03C1/10—Devices for preventing contamination of drinking-water pipes, e.g. means for aerating self-closing flushing valves
    • E03C1/104—Devices for preventing contamination of drinking-water pipes, e.g. means for aerating self-closing flushing valves using a single check valve
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03C—DOMESTIC PLUMBING INSTALLATIONS FOR FRESH WATER OR WASTE WATER; SINKS
    • E03C1/00—Domestic plumbing installations for fresh water or waste water; Sinks
    • E03C1/02—Plumbing installations for fresh water
    • E03C1/10—Devices for preventing contamination of drinking-water pipes, e.g. means for aerating self-closing flushing valves
    • E03C1/108—Devices for preventing contamination of drinking-water pipes, e.g. means for aerating self-closing flushing valves having an aerating valve

Definitions

  • the present invention relates to a method for adapting the response pressure to the pressure conditions given in the drain line in a device for preventing the backflow of a medium from a drain line into the feed line, and a device for carrying out this method.
  • Devices for preventing the backflow of a medium into the inflow line are used wherever there is a risk that contaminated water can be pressed or sucked back into the drinking water line network via a line connection.
  • Another area of application is the protection of lines that lead chemicals to reaction vessels.
  • a pipe separator must disconnect when the inlet pressure drops to a value that is 0.5 bar above the highest possible outlet pressure (safety: 0.5 bar) (supplement to DVGW worksheet W503, section 4.6). Is e.g. the highest possible level of non-drinking water in a system or the highest point of use 10 m above the pipe separator, the pipe separator must disconnect as soon as the inlet pressure drops to 1.5 bar (response pressure).
  • the response pressure is not only dependent on this static height of the water column downstream of the pipe separator, but also on a back pressure generated by pumps, compressors or the like and / or also on an excess pressure generated by steam or gas cushions (Waletzko pipe separator brochure, page 4 ).
  • the object of the invention is therefore to provide a method and a device with the aid of which the response pressure of a device having a pipe separator for preventing the backflow of a medium from a drain line into an inflow line to the pressure conditions in the outflow line can be adjusted in a substantially simpler manner is made possible.
  • the aim of the invention is to ensure that the response pressure is automatically adjusted to the pressure conditions in the drain line, even to changing pressure conditions.
  • “locally given pressure conditions” should be understood to mean the relationships between the inflow line and the outflow line, it not being important how the pressures that arise occur. So the pressure of the medium - as already mentioned - usually depends on the water column or the column of another medium, but this pressure can also be increased by pumps, compressors etc. Like. Be influenced.
  • This object is achieved according to the invention by comparing the pressures in the inflow and outflow lines, adding a constant safety value to the pressure in the outflow line and releasing the flow rate when the total value determined in this way is exceeded.
  • the drive of the device for preventing the backflow is not continuously connected to the inflow line; on the contrary, this connection is only established if a pressure comparison has shown that the pressure in the inflow line is the pressure in the drain pipe exceeds at least the predetermined constant safety value.
  • an increase in pressure caused by the flowing medium is prevented on the side of the comparison point facing the drain line. This is preferably done by generating a pressure reduction as a function of the flow velocity of the flowing medium, with which the side of the comparison point facing the drain line is acted upon.
  • a pipe separator is assigned a pressure comparison device with two opposite, equally large drive surfaces, which are connected to the pipe separator in terms of control and of which one of the two Drive surfaces through the medium of the inflow line and the oppositely arranged drive surface is acted upon by the medium of the drain line and a compression spring, the actuating force of which is fixed to a constant safety value regardless of the locally given pressure conditions.
  • the pressure comparison device which compares the pressures in the inflow line and in the outflow line, ensures that the device is adapted to the locally given pressure conditions.
  • the safety value specified by the applicable regulations or the desired safety value is taken into account by the pressure spring arranged on the side of the pressure comparison device facing the discharge line.
  • the comparison of the pressure conditions on the two sides of the pressure comparison device brings about a constant adaptation to static or dynamic changes in the pressure conditions and ensures that the pipe separator only releases the flow when the required response pressure is reached or even exceeded.
  • the design of the pressure comparison device does not need to be adapted to the local pressure conditions, which contributes to economical production and storage.
  • the pressure comparison device can be designed differently. According to an advantageous embodiment of the subject matter of the invention, a pressure comparison device is provided which is independent of the pipe separator and which has a control valve is assigned to control the supply of the medium in the inflow line for driving the pipe separator, which in turn is assigned a return spring which is fixed independently of the pressure conditions in the outflow line.
  • the object of registration is independent of the special design of the pipe separator.
  • "Pipe separator” in the sense of the present invention should be understood to mean any device for shutting off and venting a pipeline, even if no interruption of the pipeline can be generated by an air gap (DE-PS 3,024,545).
  • the control valve in the case of a pipe separator with a drive arranged outside the flow path of the medium, the control valve is designed such that it connects the drive of the pipe separator in its flow position with the inflow line and in its closed position with a relief line.
  • the subject of the invention can also be used in pipe separators with a drive arranged in the flow of the medium (DE-PS 1,600,981).
  • the control valve is arranged in the inflow line to the pipe separator and connected to a relief valve which is arranged in a relief line which branches off from a connecting line between the first closure member and the pipe separator.
  • the pipe separator is only acted upon by the medium pressure in the inflow line if this pressure exceeds the pressure in the outflow line by at least the safety value.
  • the control valve ensures that by shutting off the line acting on the drive of the pipe separator and possibly by releasing a relief line, the medium acting on the drive flows off under the action of the return spring of the pipe separator.
  • the pressure comparison device is an integrated component of the pipe separator.
  • the comparison surface of the pressure comparison device acted upon by the medium in the inflow line is thus formed by the drive surface of the pipe separator.
  • a decoupling device is arranged between the drain pipe and the drain pipe Comparative surface of the pressure comparison device.
  • a decoupling device can have different designs.
  • the decoupling device is connected to a backflow preventer downstream of the pipe separator.
  • the uncoupling device is arranged parallel to a backflow preventer connected downstream of the pipe separator and a control line with a secondary backflow preventer and has an injection pump connected downstream of this in the flow direction, which is surrounded by a suction space which is assigned to the drive surface of the pressure comparison device facing the discharge line.
  • a normal backflow preventer namely has a relatively large flow resistance in order to avoid impairment of the work of the pressure comparison device by an increase in pressure which arises when the medium flows on the outflow side of the device, and thus to ensure safe working.
  • the secondary backflow preventer helps here. Even if the main backflow preventer has already closed, the medium can flow through the secondary backflow preventer.
  • the injection pump causes the flowing medium to reduce the pressure in the surrounding suction space and in the pressure chamber of the pressure comparison device that communicates with it, whereby the injection pump decouples this pressure chamber as long as the medium is injected pump flows through. The pressure drop in the main backflow preventer can thus be reduced, which increases the flow rate.
  • the closure element of the secondary check valve is formed by a ball which is arranged in a chamber delimited in the flow direction by the injection pump.
  • the backflow preventer responds earlier than the pressure comparison device, it is provided in a further embodiment of the subject matter of the invention that the backflow preventer is acted upon in the closing direction with a force which, based on the surface exposed to the medium, exceeds the force of the compression spring in the control valve.
  • the invention is first explained using the example of the device shown in FIG. 1 for preventing the backflow of a medium from a discharge line 11 into an inflow line 10.
  • An essential part of this device is a pipe separator 2 known per se, the special design of which is in principle irrelevant for the present invention.
  • a control valve 3 is connected upstream of the pipe separator 2, which in turn is controlled by a pressure comparison device 4.
  • This pressure comparison device 4 is located between a first comparison line 40, which - in relation to the flow direction through the pipe separator 2 - opens into the inflow line 10 in front of the control valve 3, and a second comparison line 41, which downstream of the pipe separator 2 and a backflow preventer 5 in the drain line 11 opens.
  • control valve 3 and the pipe separator 2 are connected to one another via a connecting line 12, into which a relief line 13 opens.
  • a relief line 13 there is a relief valve 6 which is controlled by the pressure comparison device 4 at the same time as the control valve 3.
  • the pipe separator 2 shown in FIG. 1 has a housing 20 with a piston 21 which is displaceably guided therein and which is sealed off from the wall of the housing 20 by an annular seal 210.
  • the piston 21 merges into a pipe section 211 which, in the flow position of the pipe separator 2, extends into a pipe socket 22 at the end of the housing 20 facing away from the drain line 11.
  • an annular seal 220 is provided in order to seal the pipe piece 211 in its position retracted into the pipe socket 22 to the outside.
  • the pipe section 211 In the ventilation position, the pipe section 211 has left the pipe socket 22, so that an annular gap forms between the pipe section 211 and the pipe socket 22 and a ventilation opening 23 provided in the peripheral wall of the housing 20 is opened. In the area of this annular gap on the underside of the housing 20 there is a drainage connection 24 for spray water, which ends above a collecting funnel 25.
  • the housing 20 has a support ring 26 for a return spring 27 at the free end of the tube piece 211 in its venting position, at the other end of which the piston 21 is supported.
  • the housing 20 carries on its end face 200 facing the connecting line 12 a valve rod 29 with a closure element 290, which can work in the manner of a sliding seal with the inner circumference of the tube piece 211.
  • the mentioned backflow preventer 5 is arranged between the pipe separator 2 and the drain line 11. According to the embodiment shown in FIG. 1, it has a check cone 51 which is mounted and guided in a housing 50 and which is acted upon by a spring 52 in the direction of the pipe socket 22, the end of which is designed as a seat for the check cone 51.
  • the control valve 3 has a housing 30 which is divided transversely to the flow direction by a wall 31. In this wall 31 there is an opening 33 surrounded by a seat 32, which can be closed or released by a closure member 34.
  • the closure member 34 is connected via a lifting rod 35 to a piston 42 of the pressure comparison device 4.
  • This piston 42 is sealingly guided in a housing 43 and divides it into two pressure chambers 431 and 432.
  • the piston 42 is acted upon in the closing direction of the closure member 34 by a compression spring 44 which is supported on the end face of the housing 43 and whose actuating force is set to a constant safety value is what will be explained in more detail later.
  • the discharge line 11 is connected to the pressure chamber 432 of the housing 43 receiving the compression spring 44 via the comparison line 41, while the pressure chamber 431 of the housing 43 opposite the piston 42 is connected to the comparison line 40.
  • the piston 42 merges into a cylinder piece 420, with the aid of which it is guided in a guide tube 430.
  • the end face of the piston 42 facing the pressure chamber 432 forms a first comparison surface 423 of the pressure comparison device 4.
  • the second surface of the same size required for the pressure comparison is the sum of the effective end surface of the closure member 34 (comparison surface 424) and that of the cylinder piece 420 surrounding annular comparison surface 422 of the pressure chamber 431 facing the end of the piston 42 ge forms. Only the surface that corresponds to the cross-sectional area of the section 350 of the lifting rod 35 adjoining the closure member 34 is to be regarded as the effective end face of the closure member 34.
  • closure member 34 protrudes beyond the section 350, this protruding area of the closure member 34 results in a pressure equalization after it has been lifted off by the medium acting on the closure member 34 on both sides, while with the control valve 3 still closed, the surface exposed to the medium in the inflow line of the closure member 34 is determined by the size of the opening 33 which corresponds to the cross-sectional area of the cylinder piece 420.
  • the relief valve 6 is located in the guide tube 430, which connects the housing 43 of the pressure comparison device 4 to the housing 30 of the control valve 3.
  • the two line sections 130 and 131 of the relief line 13 open into this guide tube 430 in a mutually offset manner, the line section 130 leading to the connecting line 12 and the line section 131 ending above a collecting funnel 28.
  • the relief valve 6 essentially consists of a tapered section 60 of the lifting rod 35.
  • This section 60 is delimited by the cylinder piece 420 on the one hand and by the section 350 on the other hand.
  • the cylinder piece 420 has an annular seal 421 at its end facing the section 60.
  • the section 350 has two ring seals 61 and 62. These are arranged on the section 350 of the lifting rod 35 in such a way that the ring seal 61 is in the flow position of the control valve 3 between the line sections 130 and 131 of the relief line 13 which open into the guide tube 430 and are offset from one another.
  • the ring seal 61 In the closed position of the control valve 3, the ring seal 61 is located between the relief line 13 and the housing 30.
  • the further ring seal 62 is always located between the relief line 13 and the housing 30, regardless of the respective working position of the lifting rod 35.
  • the piston 42 of the pressure comparison device 4 will always begin its stroke movement in one or the other direction when the difference between the pressures in the inflow line 10 and in the outflow line 11 is due to the compression spring 44 security value in one direction or the other.
  • This start of stroke is completely independent of the local operating conditions and the pressure fluctuations that may occur in the inflow line 10 and / or the outflow line 11, as will be described in detail below with reference to FIG. 1.
  • FIG 1 shows the device just described in its construction in the shut-off and ventilation position. In this position, both the control valve 3 and the pipe separator 2 as well as the backflow preventer 5 are in their closed position, while the relief valve 6 is in its flow position.
  • the pressure ratio at the comparison surfaces 423 and 422 and 424 of the pressure comparison device also changes accordingly 4.As well as the pressure of the medium in the inflow line 10 acting on the end face of the closure member 34 (comparison surface 424) and on the comparison surface 422 surrounding the cylinder section 420, the pressure of the medium acting on the comparison surface 423 in the outflow line 11 and the compression spring 44 exceeds, the piston 42 begins its lifting movement. The closure member 34 is lifted from its seat 32, whereby the opening 33 of the control valve 3 is released.
  • the relief valve 6 reaches its closed position, in which the ring seal 61 closes the connection between the line sections 130 and 131 of the relief line 13.
  • the medium flowing through the opened control valve 3 can therefore not leave the connecting line 12 and acts on the piston 21 of the pipe separator 2 with the full pressure.
  • the piston 21 now moves into its other end position, in which the pipe section 211 is immersed in the pipe socket 22 and the ventilation opening 23 closes against the inside of this pipe socket 22.
  • the closure element 290 leaves the pipe section 211, so that the flow through the pipe separator 2 is also released.
  • the medium flowing through the pipe separator 2 now lifts the non-return cone 51 from its seat and thus opens the way through the backflow preventer 5 itself.
  • the backflow preventer 5 returns to its closed position.
  • the pressure acting on the comparison surface 423 now exceeds the pressure acting on the comparison surfaces 422 and 424.
  • the piston 42 is moved in the direction of the control valve 3, the closure member 34 of which thereby rests against its seat 32.
  • the ring seal 61 again releases the connection between the line sections 130 and 131 of the relief line 13, so that the pressure in the connection line 12 can be reduced by the medium flowing off via the relief line 13.
  • the return spring 27 exceeds the pressure of the medium acting on the piston 21 and pushes the piston 42 back into its basic position shown in FIG. 1, in which the closure element 290 prevents the flow through the pipe section 211 and the pipe section 211 allows air to enter.
  • the control of the device for preventing the backflow of a medium from the drain line 11 into the inflow line 10 is therefore not carried out by adapting the pipe separator 2 to the operating conditions present in the individual case.
  • the return spring 27 of the pipe separator 2 can thus be dimensioned independently of the response pressure required in each case. Rather, the pressures in the inflow line 10 and in the outflow line 11 are compared with one another in a comparison point (lifting rod 35 with comparison surfaces 423 and 422 and 424). In this case, the pressure on the side of the comparison point facing the discharge line 11 is increased by a constant safety value, which in the exemplary embodiment shown is effected by the compression spring 44 acting on the piston 42.
  • This compression spring 44 is therefore dimensioned such that the pressure it exerts on the piston 42 generates the pressure difference desired or prescribed by law as a safety value between the inflow line 10 and the outflow line 11. As soon as this pressure equilibrium is lost, this causes a stroke movement of the piston 42 in the corresponding stroke direction.
  • the device for preventing the backflow of the medium from the discharge line 11 into the inflow line 10 has been described in connection with a pipe separator 2, the drive (piston 21) of which is located in the flow path of the medium.
  • the invention is not limited to such an embodiment of the pipe separator 2.
  • Figure 3 shows a modified device with a pipe separator 2, the pressure chamber 81 is arranged outside the flow path of the medium.
  • the pipe separator 2 has a housing 80 which receives a pressure chamber 81 at its end facing the inflow line 10.
  • the pressure chamber 81 communicates with the inflow conduit 10 through the abzwei of this - constricting compare line 40, via a control valve 9 and a pressure chamber 81 ending in the control line 810 in connection.
  • the pressure chamber 81 is delimited by a piston 82 which is sealingly guided on the housing wall and on an inlet connection 800 connected to the inflow line 10.
  • a drive sleeve 820 Connected to the piston 82 is a drive sleeve 820 which is guided in the inlet 800 and whose end facing away from the inlet connector 800 is closed and carries a seal 821 which projects radially beyond the drive sleeve 820.
  • the drive sleeve 820 has one or more openings 822 on its circumference, which can be closed by a closure member 83 slidably mounted on the drive sleeve 820.
  • the closure member 83 is acted upon by a compression spring 84 which is supported on the piston 82 and which presses the closure member 83 against the seal 821.
  • the closure member 83 has a bulge 830 which encloses a chamber 831. The water can flow through this when the closure member 83 is lifted off the seal 821.
  • a connecting line 14 leading to the backflow preventer 5 is surrounded by a seal 801 with which the end of the bulge 830 of the closure member can cooperate.
  • the housing 80 is divided into two chambers 802 and 803 by a support ring 85.
  • a return spring 86 for the piston 82 is supported on the support ring 85.
  • the chamber 802 receives the closure member 83.
  • the control valve 9 is designed according to Figure 3 as a slide valve and has in a housing 90 two pistons 91 and 92, each with two ring seals 910 and 911 or 920 and 921 for sealing against the housing 90.
  • the pistons 91 and 92 are among themselves and with the Piston 42 ( Figure 1) or a membrane 45 ( Figure 3) of the pressure comparison device 4 connected by means of a piston rod 93.
  • a branch line 400 branches off from the comparison line 40. This is arranged and dimensioned such that it always opens into the housing 90 between the two pistons 91 and 92, regardless of the working position of the two pistons 91 and 92.
  • a relief line 94 also opens into the housing 90 in such a way that, in the end position of the pistons 91 and 92 shown, the branch line 400 is connected to the relief line 94, while the branch line 400 in the other end position of the pistons 91 and 92 is connected to the control line 810 communicates.
  • the control line 810 has an enlarged orifice 811 which, in the end position of the piston 92 shown, brings about a connection between the control line 810 and a relief line 95, while this connection is interrupted in the other end position of the piston 92.
  • the relief line 94 ends above a collecting funnel 940, while the relief line 95 ends above a collecting funnel 950.
  • the collecting funnels 940 and 950 can be combined to form a common component.
  • FIG. 3 shows a device which prevents a pressure increase on the side of the pressure comparison device 4 facing the drain line 11 caused by the medium flowing through the pipe separator.
  • a decoupling device 7 is arranged between the drain line 11 and the side of the pressure comparison device 4 facing the drain line 11.
  • a negative pressure is generated as a function of the flow velocity of the flowing medium, with which the side of the pressure comparison device 4 facing the drain line 11 is acted upon.
  • the decoupling device 7 between the drain line 11 and the comparison surface 423 of the pressure comparison device 4 facing the drain line 11 is arranged parallel to the backflow preventer 5. It has a control line 70 which on one side opens into the connecting line 14 between the pipe separator 2 and the backflow preventer 5 and on the other side into the drain line 11.
  • a secondary non-return valve 53 and an injection pump 71 are located one behind the other in the control line 70 in the flow direction.
  • the secondary non-return valve 53 has a ball 54 as a closure member, which is arranged in a chamber 55 which is enlarged relative to the control line 70.
  • the ball 54 is acted upon by a compression spring 56 which, when the control line 70 is not traversed by the medium, is held in contact with a conical wall 550 of the chamber 55 which merges into the control line 70.
  • the compression spring 56 in turn is supported on a conical wall 551 of the chamber 55 which merges into an injection nozzle 710.
  • the chamber 55 receiving the ball 54 is thus delimited by the injection pump 71.
  • the start 700 of the control line 70 which has a larger diameter than the injection nozzle 710, is arranged at a distance in front of the injection nozzle 710.
  • This beginning 700 of the control line 70 and the injection nozzle 710 essentially form the injection pump 71, which is surrounded by a suction space 72.
  • This suction space 72 is connected to the pressure comparison device 4 via the comparison line 41.
  • the starting position of the device shown in FIG. 3 corresponds to that of the device shown in FIG. In this position, the difference between the pressures in the inflow line 10 and in the outflow line 11 is less than the safety value defined by the compression spring 44.
  • the pressure chamber 431 of the pressure comparison device 4 is connected to the outlet connection 94 and the pressure chamber 81 of the pipe separator 2 is connected to the outlet connection 95, so that both pressure chambers 431 and 81 are relieved.
  • the pressure ratio in the inflow line 10 and in the outflow line 11 changes in such a way that the pressure acting on the comparison surface 425 of the pressure comparison device 4 outweighs the pressure of the medium acting on the comparison surface 423 by more than the safety value, this begins on the comparison surface 425 acting medium to move the membrane 45 (or the piston 42) against the compression spring 44.
  • the membrane 45 takes the two pistons 91 and 92 with it via the piston rod 93, pressure equalization taking place through the opening 900 in the housing 90.
  • the connections between the Ver DC line 40 and the relief line 94 and between the control line 810 and the relief line 95 are interrupted, while the connection between the comparison line 40 and the control line 810 leading into the pressure chamber 81 is released.
  • the piston 82 of the pipe separator 2 which is acted upon in this way takes the closure member 83, which is supported on the seal 821 under the action of the compression spring 84, via the drive sleeve 82 until it runs onto the seal 801.
  • the spring 52 overcomes the pressure of the medium flowing in from the pipe separator 2 and brings the non-return cone 51 into its closed position.
  • the medium only flows through the secondary backflow preventer 53 and the injection pump 71, as a result of which the flow rate increases there and thereby also ensures that the pipe separator 2 remains in its flow position even with such small withdrawal quantities.
  • the pressure in the suction chamber 72 does not increase again until the withdrawal quantity drops further, so that the flow velocity in the injection pump 71 drops below a value specified by the construction. If the pressure difference between the inflow line 10 and the outflow line 11, which is predetermined by the compression spring 44, is undershot, the pressure comparison device 4 causes the pipe separator 2 to be returned to its closing and ventilation position.
  • the membrane 45 returns to the starting position shown in FIG. 3 when the safety value falls below (force of the compression spring 44).
  • the pistons 91 and 92 are adjusted via the piston rod 93, so that the connection between the comparison line 40 and the control line 810 is interrupted again and the connection between the comparison line 40 and the drain port 94 on the one hand and between the control line 810 and the drain port 95 on the other hand is released, so that the pressure chambers 431 and 81 are relieved and allow an accelerated return of the pipe separator 2 to its ventilation position.
  • the piston 82 of the pipe separator 2 is part of the pressure comparison device 4, the pressure chamber 81 of the pipe separator 2 facing the inflow line 10 simultaneously forming one of the two pressure chambers of the pressure comparison device 4.
  • This pressure chamber 81 is connected via one or more openings 401 - which corresponds to the comparison line 40 shown in FIGS. 1 and 3 - to a prechamber 804, which in turn is connected to the inflow line 10.
  • the openings 822 controlling the flow through the pipe separator 2 are in this case arranged at the end of the inlet connection 800 facing away from the inflow line 10, which end is closed on its end face 806 and has an annular seal 805 on its outer circumference.
  • the chamber between the support ring 85 and the piston 82 thus forms the other pressure chamber 432 of the pressure comparison device 4.
  • the sleeve-like closure member 87 has a ring-like bulge 870 between the support ring 85 and its free end, which is dimensioned such that in the flow position of the pipe separator 2, the bulge 870 establishes the connection between the openings 822 and a closure sleeve 88.
  • This closure sleeve 88 is displaceably guided on an outlet nozzle 807 projecting into the interior of the housing 80 and is pressed by a compression spring 89 in the direction of the inlet nozzle 800 against a stop 808 provided on the outlet nozzle 807.
  • the closure sleeve 88 At its end facing the inlet connection 80, the closure sleeve 88 carries a sealing ring 801 for cooperation with the free end of the closure member 87.
  • the return spring 860 defines the safety value, which determines the pressure difference from which the pipe separator 2 is to assume its flow position. If this safety value is exceeded by the pressure difference between the inflow line 10 (pressure chamber 81) and the outflow line 11 (pressure chamber 432), the piston 82 moves the closure member 87, which thereby runs onto the closure sleeve 88 and prevents ventilation via the ventilation opening 23. At the same time, the bulge 870 releases the connection between the inflow line 10 and the outflow line 11, the backflow preventer 5 and the decoupling device 7 operating in the manner already described above.
  • the pipe separator 2 then returns in a corresponding manner.
  • the device shown in FIG. 1 can also be modified such that the pressure comparison device 4 is integrated in the pipe separator 2.
  • a corresponding embodiment is shown in FIG. 2.
  • One pressure chamber 432 of the pressure comparison device 4 is formed by the space between the piston 21 and the support ring 26, while the other pressure chamber 431 is formed by the space of the pipe separator 2 connected to the inflow line 10.
  • the return spring 270 acts on the piston 21 with the predetermined safety value.
  • the work of this device corresponds to that of the device shown in FIG.
  • a decoupling device 7 can also be provided in the embodiment shown in FIG. FIG. 2 shows a decoupling device 7 which is designed differently than the device shown in FIGS. 3 and 4.
  • the decoupling device 7 is connected to the backflow preventer 5.
  • the decoupling device 7 essentially consists of a sleeve 510 which has on its outer circumference for sealing against the housing 50 two ring seals 511 and 512 which are arranged at a distance from one another.
  • the comparison line 41 opens into the housing 50 at the end facing away from the pipe separator 2.
  • the connection between the pipe separator 2 and the drain line 11 is interrupted, while the connection between the drain line 11 and the comparison line 41 is released.
  • the pressure comparison device 4 can thus compare the two pressures in the inflow line 10 and in the outflow line 11 and, if a pressure difference exceeding the safety value is exceeded, allow the pipe separator 2 to be acted upon in order to bring it into the flow position.
  • the check cone 51 is lifted from its seat by the pressure of the medium flowing through the pipe separator 2 now acting on the check cone 51.
  • the ring seal 511 shuts off the connection between the pipe socket 22 and the comparison line 41 on the one hand and with the ring seal 512 the connection between the drain line 11 and the comparison line 41 on the other hand.
  • a pressure comparison device 4 two equally large drive surfaces act on the one side from the pressure of the medium located in the inflow line 10 and on the other side from the pressure of the medium located in the outflow line 11 will.
  • the drive surfaces are formed by the opposing surfaces of a single or double piston (not shown) or are also composed of several partial surfaces (see FIG. 1).
  • the drive surface 423 of the pressure comparison device 4 facing the drain line 11 is additionally acted upon by a compression spring 44, 270 or 860, which is dimensioned in accordance with the legally prescribed or desired safety value.

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Abstract

Zum Anpassen des Anpreßdruckes an die in der Abflußleitung (11) gegebenen Druckverhältnisse werden bei der Einrichtung zum Verhindern des Rückflusses eines Mediums in die Zuflußleitung (10) die Drücke in der Zuflußleitung (10) und in der Abflußleitung (11) miteinander verglichen. Dem Druck in der Abflußleitung (11) wird dabei ein konstanter Sicherheitswert hinzugerechnet. Bei Überschreiten des so ermittelten Gesamtdruckes wird der Durchfluß freigegeben. Zu diesem Zweck weist die Einrichtung einen Rohrtrenner (2) auf, welchem eine Druckvergleichsvorrichtung (4) zugeordnet ist. Dieser besitzt zwei einander gegenüberliegende gleichgroße Vergleichsflächen (423, 425), die steuermäßig mit dem Rohrtrenner (2) in Verbindung stehen. Eine der beiden Vergleichsflächen (423) ist durch das Medium der Zuflußleitung (10) und die entgegengesetzt angeordnete Vergleichsfläche (425) durch das Medium der Abflußleitung (11) sowie eine Druckfeder (44) beaufschlagt. Dabei ist die Stellkraft der Druckfeder (44) unabhängig von den örtlich gegebenen Druckverhältnissen auf einen konstanten Sicherheitswert festgelegt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anpassen des Ansprechdruckes an die in der Abflußleitung gegebenen Druckverhältnisse bei einer Vorrichtung zum Verhindern des Rückflusses eines Mediums aus einer Abflußleitung in die Zuflußleitung sowie eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens.
  • Einrichtungen zum Verhindern des Rückflusses eines Mediums in die Zuflußleitung werden überall dort eingesetzt, wo die Gefahr besteht, daß verunreinigte Wasser über einen Leitungsanschluß in das Trinkwasserleitungsnetz gedrückt oder rückgesaugt werden kann. Ein weiteres Einsatzgebiet ist der Schutz von Leitungen, die Chemikalien zu Reaktionsgefäßen führen.
  • Nach den geltenden Bestimmungen muß ein Rohrtrenner trennen, wenn der Eingangsdruck auf einen Wert absinkt, der 0,5 bar über dem höchstmöglichen Ausgangsdruck liegt (Sicherheit: 0,5 bar) (Ergänzung zum DVGW-Arbeitsblatt W503, Abschnitt 4.6). Befindet sich z.B. der höchstmögliche Nichttrinkwasserspiegel einer Anlage oder die höchste Entnahmestelle 10 m über dem Rohrtrenner, so muß der Rohrtrenner bereits bei Absinken des Eingangsdruckes auf 1,5 bar (Ansprechdruck) trennen.
  • Der Ansprechdruck ist aber nicht allein von dieser statischen Höhe der dem Rohrtrenner nachgeschalteten Wassersäule abhängig, sondern auch von einem durch Pumpen, Kompressoren oder dgl. erzeugten Gegendruck und/oder auch von einem durch Dampf- oder Gaspolster erzeugten Überdruck (Prospekt Waletzko Rohrtrenner, Seite 4). Dies bedeutet, daß der Rohrtrenner nicht allein nach dem vorgesehenen Leitungsquerschnitt zu bemessen ist, sondern darüber hinaus auch noch an den höchsten in Frage kommenden Gegendruck an der Ausgangsseite des Rohrtrenners anzupassen ist. Dies geschieht bei bekannten Rohrtrennern durch eine entsprechende Wahl der Rückstellfeder des Rohrtrenners. Dies aber erfordert beim Hersteller die Fertigung und beim Installateur die Lagerhaltung einer Vielzahl der verschiedensten Rohrtrenner-Ausführungen, um zum gegebenen Zeitpunkt jeweils den richtigen Rohrtrenner zur Verfügung zu haben. Da bei gleichen äußeren Abmessungen die unterschiedlichen vorgesehenen Ansprechdrücke nicht sofort erkennbar sind, besteht außerdem die Gefahr, daß hinsichtlich des Ansprechdruckes falsch bemessene Rohrtrenner eingebaut werden, was eine Herabsetzung der Sicherheit bedeutet.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe eine Anpassung des Ansprechdruckes einer einen Rohrtrenner aufweisenden Einrichtung zum Verhindern des Rückflusses eines Mediums aus einer Abflußleitung in eine Zuflußleitung an die in der Abflußleitung gegebenen Druckverhältnisse in wesentlich einfacherer Weise ermöglicht wird. Insbesondere soll mit der Erfindung erreicht werden, daß eine Anpassung des Ansprechdruckes an die in der Abflußleitung gegebenen Druckverhältnisse selbsttätig erfolgt, und zwar selbst an sich ändernde Druckverhältnisse.
  • Unter "örtlich gegebenen Druckverhältnissen" sollen im Sinne der vorliegenden Erfindung die Verhältnisse zwischen der Zuflußleitung und der Abflußleitung verstanden werden, wobei es keine Rolle spielt, wie die auftretenden Drücke entstehen. So ist der Druck des Mediums - wie zuvor schon erwähnt - in der Regel von der Wassersäule bzw. der Säule eines anderen Mediums abhängig, doch kann dieser Druck auch durch Pumpen, Kompressoren u. dgl. beeinflußt werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Drücke in der Zufluß- und in der Abflußleitung miteinander verglichen werden, daß dem Druck in der Abflußleitung ein konstanter Sicherheitswert hinzugerechnet wird und daß bei Überschreiten des so ermittelten Gesamtwertes der Durchfluß freigegeben wird. Hierdurch steht der Antrieb der Einrichtung zum Verhindern des Rückflusses nicht ständig mit der Zuflußleitung in Verbindung; vielmehr wird diese Verbindung nur dann hergestellt, wenn sich durch einen Druckvergleich gezeigt hat, daß der Druck in der Zuflußleitung den Druck in der Abflußleitung um mindestens den vorgegebenen konstanten Sicherheitswert übersteigt. Dies macht die Einrichtung unabhängig von dem durch Vorschriften oder Gesetze als Mindest-Sicherheitswert festgelegten Ansprechdruck. Die Einrichtungen brauchen somit nicht jeweils für die verschiedenen in der Praxis vorkommenden Ansprechdrücke unterschiedlich gebaut zu werden und brauchen daher auch keine Angaben des Ansprechdruckes aufzuweisen. Im Interesse einer rationellen Produktion und Lagerhaltung wird deshalb der Ansprechdruck der Einrichtung unabhängig von den gegebenen Druckverhältnissen auf einen niedrigen Wert festgesetzt. Eine Beeinträchtigung der Funktionssicherheit ist damit nicht gegeben.
  • Um die Steuerungssicherheit der Einrichtung zu erhöhen, wird gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung an der der Abflußleitung zugewandten Seite der Vergleichsstelle ein durch das fließende Medium bewirkter Druckanstieg verhindert. Vorzugsweise geschieht dies dadurch, daß in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit des fließendes Mediums eine Druckreduzierung erzeugt wird, mit welchem die der Abflußleitung zugewandte Seite der Vergleichsstelle beaufschlagt wird.
  • Zur Durchführung des Verfahrens ist bei einer Einrichtung zum Verhindern des Rückflusses eines Mediums in die Zuflußleitung erfindungsgemäß vorgesehen, daß einem Rohrtrenner eine Druckvergleichsvorrichtung mit zwei einander gegenüberliegenden gleich großen Antriebsflächen zugeordnet ist, die steuermäßig mit dem Rohrtrenner in Verbindung stehen und von denen die eine der beiden Antriebsflächen durch das Medium der Zuflußleitung und die entgegengesetzt angeordnete Antriebsfläche durch das Medium der Abflußleitung sowie eine Druckfeder beaufschlagt ist, deren Stellkraft unabhängig von den örtlich gegebenen Druckverhältnissen auf einen konstanten Sicherheitswert festgelegt ist. Für die Anpassung der Vorrichtung an die örtlich gegebenen Druckverhältnisse sorgt die Druckvergleichsvorrichtung, welche die Drücke in der Zuflußleitung und in der Abflußleitung miteinander vergleicht. Dabei wird der durch die geltenden Bestimmungen vorgegebene oder der gewünschte Sicherheitswert durch die auf der der Abflußleitung zugewandten Seite der Druckvergleichsvorrichtung angeordnete Druckfeder berücksichtigt. Der Vergleich der Druckverhältnisse auf den beiden Seiten der Druckvergleichsvorrichtung bewirkt eine stete Anpassung an statische oder auch dynamische Veränderungen der Druckverhältnisse und stellt sicher, daß der Rohrtrenner nur dann den Durchfluß freigibt, wenn der erforderliche Ansprechdruck erreicht oder sogar überschritten wird. Ebensowenig wie für den Rohrtrenner ist auch für die Druckvergleichsvorrichtung eine konstruktive Anpassung an die örtlich gegebenen Druckverhältnisse nicht erforderlich, was zu einer wirtschaftlichen Fertigung und Lagerhaltung beiträgt.
  • Die Druckvergleichsvorrichtung kann unterschiedlich ausgebildet sein. Gemäß einer vorteilhaften Ausführung des Erfindungsgegenstandes ist eine vom Rohrtrenner unabhängige Druckvergleichsvorrichtung vorgesehen, welcher ein Steuerventil zur Steuerung der Zufuhr des in der Zuflußleitung befindlichen Mediums zum Antrieb des Rohrtrenners zugeordnet ist, welchem seinerseits eine unabhängig von den in der Abflußleitung gegebenen Druckverhältnissen festgelegte Rückstellfeder zugeordnet ist.
  • Prinzipiell ist der Anmeldegegenstand von der speziellen Ausbildung des Rohrtrenners unabhängig. Unter "Rohrtrenner" im Sinne der vorliegenden Erfindung soll dabei jede Vorrichtung zum Absperren und Belüften einer Rohrleitung verstanden werden, selbst wenn keine Unterbrechung der Rohrleitung durch einen Luftspalt erzeugt werden kann (DE-PS 3.024.545). Erfindungsgemäß ist bei einem Rohrtrenner mit einem außerhalb des Durchflußweges des Mediums angeordneten Antrieb das Steuerventil so ausgebildet, daß es den Antrieb des Rohrtrenners in dessen Durchflußstellung mit der Zuflußleitung und in dessen Schließstellung mit einer Entlastungsleitung verbindet.
  • Der Erfindungsgegenstand läßt sich aber auch bei Rohrtrennern mit einem im Durchfluß des Mediums angeordneten Antrieb zur Anwendung bringen (DE-PS 1.600.981). Erfindungsgemäß ist in diesem Fall das Steuerventil in der Zuflußleitung zum Rohrtrenner angeordnet und mit einem Entlastungsventil verbunden, welches in einer Entlastungsleitung angeordnet ist, welche von einer Verbindungsleitung zwischen dem ersten Verschlußorgan und dem Rohrtrenner abzweigt.
  • In beiden Fällen wird erreicht, daß der Rohrtrenner nur dann durch den Mediumdruck in der Zuflußleitung beaufschlagt wird, wenn dieser Druck den Druck in der Abflußleitung um mindestens den Sicherheitswert übersteigt. Sowie der Druck in der Zuflußleitung unter den um den Sicherheitswert erhöhten Druck in der Abflußleitung abfällt, wird vom Steuerventil aus bewirkt, daß durch Absperren der den Antrieb des Rohrtrenners beaufschlagenden Leitung und evtl. durch Freigeben einer Entlastungsleitung das den Antrieb beaufschlagende Medium unter Einwirkung der Rückstellfeder des Rohrtrenners abfließt.
  • Gemäß einer besonders kompakten Ausbildung des Erfindungsgegenstandes ist die Druckvergleichsvorrichtung ein integrierter Bestandteil des Rohrtrenners. Die vom Medium in der Zuflußleitung beaufschlagte Vergleichsfläche der Druckvergleichsvorrichtung wird somit durch die Antriebsfläche des Rohrtrenners gebildet.
  • Um sicherzustellen, daß die Druckänderung in der Abflußleitung, die sich durch Freigabe des Durchflusses durch den Rohrtrenner ergibt, nicht zu einer instabilen Steuerung des Rohrtrenners führen kann, ist gemäß einer weiteren Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, daß zwischen der Abflußleitung und der der Abflußleitung zugewandten Vergleichsfläche der Druckvergleichsvorrichtung eine Abkopplungsvorrichtung angeordnet ist. Eine solche Abkopplungsvorrichtung kann verschieden ausgebildet sein. Gemäß einer einfachen Ausführung ist die Abkopplungsvorrichtung mit einem dem Rohrtrenner nachgeschalteten Rückflußverhinderers verbunden.
  • Um bei freigegebenem Durchfluß durch den Rohrtrenner nicht für die gesamte Dauer des Durchflusses die Druckvergleichsvorrichtung abkoppeln zu müssen, ist in zweckmäßiger Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, daß die Ablopplungsvorrichtung parallel zu einem dem Rohrtrenner nachgeschalteten Rückflußverhinderer angeordnet ist und eine Steuerleitung mit einem Neben-Rückflußverhinderer und einer diesem in Durchflußrichtung nachgeschalteten Injektionspumpe aufweist, welche von einem Saugraum umgeben ist, welcher der der Abflußleitung zugewandten Antriebsfläche der Druckvergleichsvorrichtung zugeordnet ist. Eine solche Vorrichtung besitzt zudem große Vorteile bei niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten. Ein normaler Rückflußverhinderer hat nämlich einen relativ großen Strömungswiderstand, um eine Beeinträchtigung der Arbeit der Druckvergleichsvorrichtung durch einen beim Fließen des Mediums auf der Abflußseite der Vorrichtung entstehenden Druckanstieg zu vermeiden und um so ein sicheres Arbeiten zu gewährleisten. Dies bedeutet aber, daß der Rückflußverhinderer bei geringen Strömungsgeschwindigkeiten bereits dann seine Schließstellung einnimmt, wenn der geforderte Druckunterschied zwischen der Zuflußleitung und der Abflußleitung noch überschritten wird. Abhilfe schafft hier der Neben-Rückflußverhinderer. Selbst wenn der Haupt-Rückflußverhinderer bereits geschlossen hat, ist ein Fließen des Mediums durch den Neben-Rückflußverhinderer möglich. Die Injektionspumpe bewirkt durch das fließende Medium eine Druckreduzierung in dem sie umgebenden Saugraum und in der hiermit kommunizierenden Druckkammer der Druckvergleichsvorrichtung, wodurch die Injektionspumpe eine Abkopplung dieser Druckkammer bewirkt, so lange das Medium durch die Injektionspumpe hindurchfließt. Der Druckabfall im Haupt-Rückflußverhinderer kann somit herabgesetzt werden, wodurch die Durchflußleistung erhöht wird.
  • In zweckmäßiger Ausgestaltung einer solchen eine Injektionspumpe aufweisenden Abkopplungsvorrichtung wird das Verschlußelement des Neben-Rückflußverhinderers durch eine Kugel gebildet, welche in einer in Durchflußrichtung durch die Injektionspumpe begrenzten Kammer angeordnet ist.
  • Um zu gewährleisten, daß der Rückflußverhinderer früher als die Druckvergleichsvorrichtung anspricht, ist in weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes vorgesehen, daß der Rückflußverhinderer in Schließrichtung mit einer Kraft beaufschlagt ist, welche - bezogen auf die dem Medium ausgesetzte Fläche - die Kraft der Druckfeder im Steuerventil übersteigt.
  • Auf einfachste Weise ist mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung eine Anpassung an sich ändernde stationäre oder wechselnde Druckverhältnisse möglich, ohne daß hierzu unterschiedliche Rohrtrenner erforderlich sind. Eine Anpassung an Druckschwankungen vollzieht sich stets selbsttätig in der Weise, daß ein Schließen des Rohrtrenners dann erfolgt, wenn der vorgegebene Sicherheitswert, um welchen der Druck der Zuflußleitung den Druck der Abflußleitung überschreiten soll, unterschritten wird. Somit ist eine einzige Ausführung des Rohrtrenners für sämtliche Druckverhältnisse gleichermaßen geeignet.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes mit einem sich im Durchflußweg des Mediums angeordneten Antrieb für den Rohrtrenner, dem ein durch eine Druckvergleichsvorrichtung gesteuertes Steuerventil vorgeschaltet ist;
    • Figur 2 eine Abwandlung der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung mit einer in den Rohrtrenner integrierten Druckvergleichsvorrichtung;
    • Figur 3 eine andere Ausführung der erfinderischen Vorrichtung, in welcher sich der Antrieb für den Rohrtrenner außerhalb des Durchflußweges des Mediums befindet, wobei dem Antrieb des Rohrtrenners ein von der Druckvergleichsvorrichtung gesteuertes Steuerventil vorgeschaltet ist; und
    • Figur 4 eine Abwandlung der in Figur 3 gezeigten Vorrichtung mit einer in den Rohrtrenner integrierten Druckvergleichsvorrichtung.
  • Die Erfindung wird zunächst am Beispiel der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung zum Verhindern des Rückflusses eines Mediums aus einer Abflußleitung 11 in eine Zuflußleitung 10 erläutert. Wesentlicher Bestandteil dieser Vorrichtung ist ein an sich bekannter Rohrtrenner 2, dessen spezielle Ausbildung für die vorliegende Erfindung prinzipiell ohne Belang ist.
  • Dem Rohrtrenner 2 ist ein Steuerventil 3 vorgeschaltet, das seinerseits durch eine Druckvergleichsvorrichtung 4 gesteuert wird. Diese Druckvergleichsvorrichtung 4 befindet sich zwischen einer ersten Vergleichsleitung 40, die - bezogen auf die Durchflußrichtung durch den Rohrtrenner 2 - vor dem Steuerventil 3 in die Zuflußleitung 10 einmündet, und einer zweiten Vergleichsleitung 41, die nach dem Rohrtrenner 2 und einem diesem zugeordneten Rückflußverhinderer 5 in die Abflußleitung 11 einmündet.
  • Das Steuerventil 3 und der Rohrtrenner 2 sind über eine Verbindungsleitung 12 miteinander verbunden, in welche eine Entlastungsleitung 13 einmündet. In dieser Entlastungsleitung 13 befindet sich ein Entlastungsventil 6, das gleichzeitig mit dem Steuerventil 3 von der Druckvergleichsvorrichtung 4 gesteuert wird.
  • Der in Figur 1 dargestellte Rohrtrenner 2 besitzt ein Gehäuse 20 mit einem hierin verschiebbar geführten Kolben 21, welcher durch eine Ringdichtung 210 gegenüber der Wand des Gehäuses 20 abgedichtet ist. Auf seiner der Verbindungsleitung 12 abgewandten Seite geht der Kolben 21 in ein Rohrstück 211 über, das sich in der Durchflußstellung des Rohrtrenners 2 bis in einen Rohrstutzen 22 an dem der Abflußleitung 11 abgewandten Ende des Gehäuses 20 erstreckt. Im Rohrstutzen 22 ist eine Ringdichtung 220 vorgesehen, um das Rohrstück 211 in seiner in den Rohrstutzen 22 eingefahrenen Stellung nach außen hin abzudichten.
  • In der Belüfterstellung hat das Rohrstück 211 den Rohrstutzen 22 verlassen, so daß sich zwischen dem Rohrstück 211 und dem Rohrstutzen 22 ein Ringspalt bildet und eine in der Umfangswand des Gehäuses 20 vorgesehene Belüftungsöffnung 23 freigegeben wird. Im Bereich dieses Ringspaltes ist auf der Unterseite des Gehäuses 20 ein Ablaufstutzen 24 für Spritzwasser vorgesehen, welcher oberhalb eines Auffangtrichters 25 endet.
  • Das Gehäuse 20 besitzt in Höhe des freien Endes des sich in seiner Belüfterstellung befindlichen Rohrstückes 211 einen Stützring 26 für eine Rückstellfeder 27, an deren anderem Ende sich der Kolben 21 abstützt. Außerdem trägt das Gehäuse 20 an seiner der Verbindungsleitung 12 zugewandten Stirnseite 200 eine Ventilstange 29 mit einem Verschlußelement 290, das in Art einer Gleitdichtung mit dem Innenumfang des Rohrstückes 211 zusammenarbeiten kann.
  • Der erwähnte Rückflußverhinderer 5 ist zwischen Rohrtrenner 2 und Abflußleitung 11 angeordnet. Er besitzt gemäß der in Figur 1 gezeigten Ausführung einen in einem Gehäuse 50 gelagerten und geführten Rückschlagkegel 51, der durch eine Feder 52 in Richtung zum Rohrstutzen 22 beaufschlagt ist, dessen Ende als Sitz für den Rückschlagkegel 51 ausgebildet ist.
  • Das Steuerventil 3 besitzt ein Gehäuse 30, das quer zur Durchflußrichtung durch eine Wand 31 unterteilt ist. In dieser Wand 31 ist eine von einem Sitz 32 umgebene Öffnung 33 vorgesehen, die durch ein Verschlußorgan 34 geschlossen oder freigegeben werden kann. Das Verschlußorgan 34 steht über eine Hubstange 35 mit einem Kolben 42 der Druckvergleichsvorrichtung 4 in Verbindung. Dieser Kolben 42 wird dichtend in einem Gehäuse 43 geführt und unterteilt dieses in zwei Druckkammern 431 und 432. Der Kolben 42 ist in Schließrichtung des Verschlußorganes 34 durch eine sich an der Stirnseite des Gehäuses 43 abstützende Druckfeder 44 beaufschlagt, deren Stellkraft auf einen konstanten Sicherheitswert festgelegt ist, was später noch näher erläutert werden wird. Mit der die Druckfeder 44 aufnehmenden Druckkammer 432 des Gehäuses 43 ist über die Vergleichsleitung 41 die Abflußleitung 11 verbunden, während die in bezug auf den Kolben 42 gegenüberliegenden Druckkammer 431 des Gehäuses 43 mit der Vergleichsleitung 40 verbunden ist.
  • Auf seiner dem Verschlußorgan 34 zugewandten Seite geht der Kolben 42 in ein Zylinderstück 420 über, mit dessen Hilfe er in einem Führungsrohr 430 geführt wird.
  • Bei dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel bildet die der Druckkammer 432 zugewandte Stirnseite des Kolbens 42 eine erste Vergleichsfläche 423 der Druckvergleichsvorrichtung 4. Die zum Druckvergleich benötigte gleichgroße zweite Fläche wird aus der Summe der wirksamen Stirnfläche des Verschlußorganes 34 (Vergleichsfläche 424) und der das Zylinderstück 420 umgebenden ringförmigen Vergleichsfläche 422 der der Druckkammer 431 zugewandten Stirnseite des Kolbens 42 gebildet. Als wirksame Stirnfläche des Verschlußorganes 34 ist dabei nur die Fläche anzusehen, die der Querschnittsfläche des sich an das Verschlußorgan 34 anschließenden Abschnittes 350 der Hubstange 35 entspricht. Überragt das Verschlußorgan 34 den Abschnitt 350, so ergibt sich in diesem überragenden Bereich des Verschlußorganes 34 nach dessen Abheben ein Druckausgleich durch das auf beiden Seiten auf das Verschlußorgan 34 einwirkende Medium, während bei noch geschlosenem Steuerventil 3 die dem in der Zuflußleitung befindlichen Medium ausgesetzte Fläche des Verschlußorganes 34 durch die mit der Querschnittsfläche des Zylinderstückes 420 übereinstimmenden Größe der Öffnung 33 festgelegt wird.
  • Das Entlastungsventil 6 befindet sich im Führungsrohr 430, welcher das Gehäuse 43 der Druckvergleichsvorrichtung 4 mit dem Gehäuse 30 des Steuerventils 3 verbindet. In dieses Führungsrohr 430 münden in zueinander versetzter Weise die beiden Leitungsabschnitte 130 und 131 der Entlastungsleitung 13 ein, wobei der Leitungsabschnitt 130 zur Verbindungsleitung 12 führt und der Leitungsabschnitt 131 über einem Auffangtrichter 28 endet. Es ist jedoch auch möglich, den Leitungsabschnitt 131 ebenfalls über dem Auffangtrichter 25 enden zu lassen.
  • Das Entlastungsventil 6 besteht im wesentlichen aus einem verjüngten Abschnitt 60 der Hubstange 35. Dieser Abschnitt 60 wird durch das Zylinderstück 420 einerseits und durch den Abschnitt 350 andererseits begrenzt. Zur Abdichtung gegenüber dem Führungsrohr 430 weist das Zylinderstück 420 an seinem dem Abschnitt 60 zugewandten Ende eine Ringdichtung 421 auf. Der Abschnitt 350 besitzt zwei Ringdichtungen 61 und 62. Diese sind auf dem Abschnitt 350 der Hubstange 35 so angeordnet, daß sich die Ringdichtung 61 in der Durchflußstellung des Steuerventils 3 zwischen den versetzt zueinander in das Führungsrohr 430 mündenden Leitungsabschnitten 130 und 131 der Entlastungsleitung 13 befindet. In der Schließstellung des Steuerventils 3 befindet sich die Ringdichtung 61 zwischen der Entlastungsleitung 13 und dem Gehäuse 30. Die weitere Ringdichtung 62 befindet sich unabhängig von der jeweiligen Arbeitsstellung der Hubstange 35 stets zwischen der Entlastungsleitung 13 und dem Gehäuse 30.
  • Aus dem geschilderten Aufbau der Vorrichtung ergibt sich, daß der Kolben 42 der Druckvergleichsvorrichtung 4 seine Hubbewegung in der einen oder in der anderen Richtung stets dann beginnen wird, wenn die Differenz zwischen den Drücken in der Zuflußleitung 10 und in der Abflußleitung 11 den durch die Druckfeder 44 festgelegten Sicherheitswert in der einen oder in der anderen Richtung passiert. Dieser Hubbeginn ist dabei völlig unabhängig von den örtlichen Betriebsbedingungen und den evtl. auftretenden Druckschwankungen in der Zuflußleitung 10 und/oder der Abflußleitung 11, wie nachstehend anhand der Figur 1 detailliert beschrieben wird.
  • Figur 1 zeigt die soeben in ihrem Aufbau beschriebene Vorrichtung in der Absperr- und Belüftungsstellung. In dieser Stellung befinden sich sowohl das Steuerventil 3 als auch der Rohrtrenner 2 als auch der Rückflußverhinderer 5 in ihrer Schließstellung, während sich das Entlastungsventil 6 in seiner Durchflußstellung befindet.
  • Steigt nun der Drück in der Zuflußleitung 10 gegenüber dem Druck in der Abflußleitung 11 an bzw. nimmt der Druck in der Abflußleitung 11 gegenüber jenem in der Zuflußleitung 10 ab, so ändert sich entsprechend auch das Druckverhältnis an den Vergleichsflächen 423 sowie 422 und 424 der Druckvergleichsvorrichtung 4. Sowie der auf die Stirnfläche des Verschlußorganes 34 (Vergleichsfläche 424) und auf die den Zylinderabschnitt 420 umgebende Vergleichsfläche 422 einwirkende Druck des sich in der Zuflußleitung 10 befindlichen Mediums den auf die Vergleichsfläche 423 einwirkenden Druck des Mediums in der Abflußleitung 11 sowie der Druckfeder 44 übersteigt, beginnt der Kolben 42 seine Hubbewegung. Dabei wird das Verschlußorgan 34 von seinem Sitz 32 abgehoben, wodurch die Öffnung 33 des Steuerventils 3 freigegeben wird. Gleichzeitig gelangt das Entlastungsventil 6 in seine Schließstellung, in welcher die Ringdichtung 61 die Verbindung zwischen den Leitungsabschnitten 130 und 131 der Entlastungsleitung 13 verschließt. Das das geöffnete Steuerventil 3 durchfließende Medium kann somit die Verbindungsleitung 12 nicht verlassen und beaufschlagt mit dem vollen Druck den Kolben 21 des Rohrtrenners 2. Der Kolben 21 bewegt sich nun in seine andere Endstellung, in welcher das Rohrstück 211 in den Rohrstutzen 22 eingetaucht ist und die Belüftungsöffnung 23 gegen das Innere dieses Rohrstutzens 22 abschließt. Bei dieser Bewegung des Rohrkolbens 21 verläßt das Verschlußelement 290 das Rohrstück 211, so daß auch der Durchfluß durch den Rohrtrenner 2 freigegeben ist. Das den Rohrtrenner 2 durchfließende Medium hebt nun den Rückschlagkegel 51 von seinem Sitz ab und öffnet sich somit selber den Weg durch den Rückflußverhinderer 5.
  • Durch entsprechende Ausbildung von Steuerventil 3, Rohrtrenner 2 und Rückflußverhinderer 5, so daß hier der Druckabfall den Sicherheitswert der Druckfeder 44 übersteigt, wird verhindert, daß sich bei fließendem Medium in der Abflußleitung 11 ein so hoher Druck aufbaut, daß die Druckvergleichsvorrichtung 4 ein erneutes Schließen des Steuerventils 3 und somit auch des Rohrtrenners 2 bewirkt. Es ist dabei zweckmäßig, wenn die Feder 52 des Rückflußverhinderers 5 den Rückschlagkegel 51 in Schließrichtung mit einer solchen Kraft beaufschlagt, die - bezogen auf die dem Medium ausgesetzte Fläche - die Kraft der Druckfeder 44 der Druckvergleichsvorrichtung 4 übersteigt. Hierdurch wird sichergestellt, daß erst dann, wenn die Entnahmemenge des Mediums unter ein vorgegebenes Mindestmaß abfällt, der Druck in der Abflußleitung 11 wieder einen Wert erreicht, der um weniger als den durch die Druckfeder 44 vorgegebenen Sicherheitswert den Druck in der Zuflußleitung 10 unterschreitet. Jetzt kehrt der Rückflußverhinderer 5 in seine Schließstellung zurück. Außerdem übersteigt jetzt der auf die Vergleichsfläche 423 einwirkende Druck den auf die Vergleichsflächen 422 und 424 einwirkenden Druck. Hierdurch wird der Kolben 42 in Richtung zum Steuerventil 3 bewegt, dessen Verschlußorgan 34 sich hierdurch wieder an seinen Sitz 32 anlegt. Gleichzeitig gibt die Ringdichtung 61 wieder die Verbindung zwischen den Leitungsabschnitten 130 und 131 der Entlastungsleitung 13 frei, so daß sich der Druck in der Verbindungsleitung 12 durch Abfließen des Mediums über die Entlastungsleitung 13 abbauen kann. Dadurch übersteigt die Rückstellfeder 27 den auf den Kolben 21 einwirkenden Druck des Mediums und schiebt den Kolben 42 in seine in Figur 1 gezeigte Grundstellung zurück, in welcher das Verschlußelement 290 den Durchfluß durch das Rohrstück 211 verhindert und das Rohrstück 211 den Luftzutritt freigibt.
  • Die Steuerung der Einrichtung zum Verhindern des Rückflusses eines Mediums aus der Abflußleitung 11 in die Zuflußleitung 10 erfolgt somit nicht durch eine Anpassung des Rohrtrenners 2 an die im Einzelfall vorliegenden Betriebsbedingungen. Die Rückstellfeder 27 des Rohrtrenners 2 kann somit unabhängig vom jeweils erforderlichen Ansprechdruck dimensioniert sein. Vielmehr werden in einer Vergleichsstelle (Hubstange 35 mit Vergleichsflächen 423 sowie 422 und 424) die Drücke in der Zuflußleitung 10 und in der Abflußleitung 11 miteinander verglichen. Dabei wird der Druck auf der der Abflußleitung 11 zugewandten Seite der Vergleichsstelle um einen konstanten Sicherheitswert erhöht, was im gezeigten Ausführungsbeispiel durch die auf den Kolben 42 einwirkende Druckfeder 44 erfolgt. Diese Druckfeder 44 ist deshalb so bemessen, daß der von ihr auf den Kolben 42 ausgeübte Druck die zwischen der Zuflußleitung 10 und der Abflußleitung 11 gewünschte oder gesetzlich vorgegebene Druckdifferenz als Sicherheitswert erzeugt. Sowie dieses Druckgleichgewicht verloren geht, bewirkt dies eine Hubbewegung des Kolbens 42 in der entsprechenden Hubrichtung.
  • Am Beispiel der Figur 1 ist die Einrichtung zum Verhindern des Rückflusses des Mediums aus der Abflußleitung 11 in die Zuflußleitung 10 im Zusammenhang mit einem Rohrtrenner 2 beschrieben worden, dessen Antrieb (Kolben 21) sich im Durchflußweg des Mediums befindet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine derartige Ausführung des Rohrtrenners 2 beschränkt.
  • Figur 3 zeigt eine abgewandelte Vorrichtung mit einem Rohrtrenner 2, dessen Druckkammer 81 außerhalb des Durchflußweges des Mediums angeordnet ist. Der Rohrtrenner 2 besitzt ein Gehäuse 80, das an seinem der Zuflußleitung 10 zugewandten Ende eine Druckkammer 81 aufnimmt. Die Druckkammer 81 steht mit der Zuflußleitung 10 über die von dieser abzwei- genden Vergleichsleitung 40, über ein Steuerventil 9 und eine in der Druckkammer 81 endende Steuerleitung 810 in Verbindung. Die Druckkammer 81 wird außer durch die Gehäusewandung durch einen Kolben 82 begrenzt, der dichtend an der Gehäusewandung und an einem an die Zuflußleitung 10 angeschlossenen Zulaufstutzen 800 geführt wird. Mit dem Kolben 82 ist eine im Zulauf stutzen 800 geführte Antriebshülse 820 verbunden, deren dem Zulaufstutzen 800 abgewandtes Ende verschlossen ist und eine radial über die Antriebshülse 820 hinausragende Dichtung 821 trägt. An ihrem der Dichtung 821 zugewandten Ende besitzt die Antriebshülse 820 auf ihrem Umfang ein oder mehrere Öffnungen 822, die durch ein auf der Antriebshülse 820 verschiebbar gelagertes Verschlußorgan 83 verschlossen werden können. Hierzu wird das Verschlußorgan 83 mit Hilfe einer sich am Kolben 82 abstützenden Druckfeder 84 beaufschlagt, welche das Verschlußorgan 83 gegen die Dichtung 821 drückt. Das Verschlußorgan 83 besitzt eine Ausbauchung 830, welch eine Kammer 831 umschließt. Durch diese kann das Me fließen, wenn das Verschlußorgan 83 von der Dichtung 821 abgehoben ist.
  • Eine zum Rückflußverhinderer 5 führende Verbindungsleitung 14 ist von einer Dichtung 801 umgeben, mit welcher das Ende der Ausbauchung 830 des Verschlußorganes zusammenarbeiten kann. Das Gehäuse 80 wird durch einen Stützring 85 in zwei Kammern 802 und 803 unterteilt. Am Stützring 85 stützt sich eine Rückstellfeder 86 für den Kolben 82 ab. Die Kammer 802 nimmt in der gezeigten Belüfterstellung das Verschlußorgan 83 auf. Auf der Unterseite der Kammer 803 befindet sich ein Ablaufstutzen 24, der oberhalb eines Auffangtrichters 25 endet.
  • Das Steuerventil 9 ist gemäß Figur 3 als Schieberventil ausgebildet und besitzt in einem Gehäuse 90 zwei Kolben 91 und 92 mit je zwei Ringdichtungen 910 und 911 bzw. 920 und 921 zur Abdichtung gegenüber dem Gehäuse 90. Die Kolben 91 und 92 sind untereinander und mit dem Kolben 42 (Figur 1) oder einer Membran 45 (Figur 3) der Druckvergleichsvorrichtung 4 mit Hilfe einer Kolbenstange 93 verbunden. Von der Vergleichsleitung 40 zweigt eine Zweigleitung 400 ab. Diese ist so angeordnet und bemessen, daß sie unabhängig von der Arbeitsstellung der beiden Kolben 91 und 92 stets zwischen den beiden Kolben 91 und 92 in das Gehäuse 90 mündet. In das Gehäuse 90 mündet ferner eine Entlastungsleitung 94 in der Weise, daß in der gezeigten Endstellung der Kolben 91 und 92 die Zweigleitung 400 mit der Entlastungsleitung 94 in Verbindung steht, während die Zweigleitung 400 in der anderen Endstellung der Kolben 91 und 92 mit der Steuerleitung 810 in Verbindung steht. Die Steuerleitung 810 besitzt eine vergrößerte Mündung 811, die in der-gezeigten Endste=llung des Kolbens 92 eine Verbindung zwischen Steuerleitung 810 und einer Entlastungsleitung 95 bewirkt, während diese Verbindung in der anderen Endstellung des Kolbens 92 unterbrochen ist. Die Entlastungsleitung 94 endet über einem Auffangtrichter 940, während die Entlastungsleitung 95 über einem Auffangtrichter 950 endet. Die Auffangtrichter 940 und 950 können dabei zu einem gemeinsamen Bauteil zusammengefaßt werden.
  • Figur 3 zeigt eine Vorrichtung, welche einen durch das den Rohrtrenner durchfließende Medium bewirkten Druckanstieg auf der der Abflußleitung 11 zugewandten Seite der Druckvergleichsvorrichtung 4 verhindert. Zu diesem Zweck ist zwischen der Abflußleitung 11 und der der Abflußleitung 11 zugewandten Seite der Druckvergleichsvorrichtung 4 eine Abkopplungsvorrichtung 7 angeordnet. Bei der in Figur 3 gezeigten Ausführung der Abkopplungsvorrichtung 7 wird in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit des fließenden Mediums ein Unterdruck erzeugt wird, mit welchem die der Abflußleitung 11 zugewandte Seite der Druckvergleichsvorrichtung 4 beaufschlagt wird.
  • Wie Figur 3 zeigt, ist die Abkopplungsvorrichtung 7 zwischen der Abflußleitung 11 und der der Abflußleitung 11 zugewandten Vergleichsfläche 423 der Druckvergleichsvorrichtung 4 parallel zum Rückflußverhinderer 5 angeordnet. Sie weist eine Steuerleitung 70 auf, die auf der einen Seite in die Verbindungsleitung 14 zwischen Rohrtrenner 2 und Rückflußverhinderer 5 und auf der anderen Seite in die Abflußleitung 11 einmündet. In der Steuerleitung 70 befinden sich in Durchflußrichtung hintereinander ein Neben-Rückflußverhinderer 53 und eine Injektionspumpe 71.
  • Der Neben-Rückflußverhinderer 53 weist als Verschlußorgan eine Kugel 54 auf, welche in einer gegenüber der Steuerleitung 70 erweiterten Kammer 55 angeordnet ist. Die Kugel 54 ist durch eine Druckfeder 56 beaufschlagt, welche, wenn die Steuerleitung 70 durch das Medium nicht durchflossen wird, in Anlage an einer in die Steuerleitung 70 übergehenden konischen Wand 550 der Kammer 55 gehalten wird. Die Druckfeder 56 ihrerseits stützt sich an einer in eine Injektionsdüse 710 übergehende konische Wand 551 der Kammer 55 ab. Die die Kugel 54 aufnehmende Kammer 55 wird somit durch die Injektionspumpe 71 begrenzt.
  • Im Abstand ist vor der Injektionsdüse 710 der im Vergleich zur Injektionsdüse 710 einen größeren Durchmesser aufweisende Beginn 700 der Steuerleitung 70 angeordnet. Dieser Beginn 700 der Steuerleitung 70 und die Injektionsdüse 710 bilden im wesentlichen die Injektionspumpe 71, welche von einem Saugraum 72 umgeben ist. Dieser Saugraum 72 ist über die Vergleichsleitung 41 mit der Druckvergleichsvorrichtung 4 verbunden.
  • Die Ausgangsstellung der in Figur 3 gezeigten Vorrichtung entspricht jener der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung. In dieser Stellung ist die Differenz zwischen den Drücken in der Zuflußleitung 10 und in der Abflußleitung 11 geringer als der durch die Druckfeder 44 festgelegte Sicherheitswert. Die Druckkammer 431 der Druckvergleichsvorrichtung 4 steht mit dem Ablaufstutzen 94 und die Druckkammer 81 des Rohrtrenners 2 steht mit dem Ablaufstutzen 95 in Verbindung, so daß beide Druckkammern 431 und 81 entlastet sind.
  • Verändert sich das Druckverhältnis in der Zuflußleitung 10 und in der Abflußleitung 11 in der Weise, daß der auf die Vergleichsfläche 425 der Druckvergleichsvorrichtung 4 einwirkende Druck den auf die Vergleichsfläche 423 einwirkenden Druck des Mediums um mehr als den Sicherheitswert überwiegt, so beginnt das auf die Vergleichsfläche 425 einwirkende Medium, die Membran 45 (oder den Kolben 42) gegen die Druckfeder 44 zu verschieben. Die Membran 45 nimmt hierbei über die Kolbenstange 93 die beiden Kolben 91 und 92 mit, wobei durch die Öffnung 900 im Gehäuse 90 ein Druckausgleich erfolgt. Hierdurch werden die Verbindungen zwischen der Vergleichsleitung 40 und der Entlastungsleitung 94 sowie zwischen der Steuerleitung 810 und der Entlastungsleitung 95 unterbrochen, während die Verbindung zwischen der Vergleichsleitung 40 und der in die Druckkammer 81 führenden Steuerleitung 810 freigegeben wird. Der hierdurch beaufschlagte Kolben 82 des Rohrtrenners 2 nimmt über die Antriebshülse 82 das sich unter Einwirkung der Druckfeder 84 an der Dichtung 821 abstützende Verschlußorgan 83 mit, bis dieses auf die Dichtung 801 aufläuft.
  • Hierdurch ist eine Belüftung durch die Belüftungsöffnung 23 nicht mehr möglich. Bei der weiteren Bewegung von Kolben 82 und Antriebshülse 820 wird das Verschlußorgan 83 von der Dichtung 821 abgehoben, so daß die Öffnung(en) 822 freigegeben wird (werden). Das Medium kann somit durch den Rohrtrenner 2 und den Rückflußverhinderer 5 fließen, wobei die Abkopplungsvorrichtung 7 die Druckkammer 432 der Druckvergleichsvorrichtung 4 von der Abflußleitung 11 abkoppelt. Dies geschieht wie folgt:
    • Befindet sich der Rohrtrenner 2 in seiner Durchflußstellung, so fließt das Medium nicht nur durch den Rückflußverhinderer 5, sondern durchströmt auch die durch den Neben-Rückflußverhinderer 53 gegen Rückfließen des Mediums abgesicherte Steuerleitung 70. Durch die Injektionspumpe 71 wird bei strömendem Medium im Saugraum 72 ein Unterdruck erzeugt, mit welchem die Druckvergleichsvorrichtung 4 beaufschlagt wird, so daß dort eine Druckreduzierung bewirkt wird. Selbst bei geringen Entnahmemengen und kleinen Fließgeschwindigkeiten des Mediums kann somit in der Druckkammer 432 der Druckvergleichsvorrichtung 4 kein Druckanstieg auftreten, was ein Schließen des Rohrtrenners 2 zur Folge haben würde.
  • Bei niedrigen Fließgeschwindigkeiten überwindet die Feder 52 den Druck des vom Rohrtrenner 2 zuströmenden Mediums und bringt den Rückschlagkegel 51 in seine Schließstellung. Hierdurch fließt das Medium nur noch durch den Neben-Rückflußverhinderer 53 und die Injektionspumpe 71, wodurch sich dort die Strömungsgeschwindigkeit erhöht und dadurch auch bei derartigen geringen Entnahmemengen dafür Sorge trägt, daß der Rohrtrenner 2 in seiner Durchflußstellung verbleibt. Erst dann, wenn die Entnahmemenge noch weiter absinkt, so daß die Strömungsgeschwindigkeit in der Injektionspumpe 71 unter einen durch die Konstruktion vorgegebenen Wert abfällt, steigt der Druck im Saugraum 72 wieder an. Wenn die durch die Druckfeder 44 vorgegebene Druckdifferenz zwischen der Zuflußleitung 10 und der Abflußleitung 11 unterschritten wird, bewirkt die Druckvergleichsvorrichtung 4 wieder ein Rückführen des Rohrtrenners 2 in seine Schließ-und Belüftungsstellung.
  • Wenn die Abkopplungsvorrichtung 7 wieder einen Druckanstieg in der Druckkammer 432 ermöglicht, so kehrt bei Unterschreiten des Sicherheitswertes (Kraft der Druckfeder 44) die Membran 45 in die in Figur 3 gezeigte Ausgangsstellung zurück. Über die Kolbenstange 93 werden die Kolben 91 und 92 verstellt, so daß die Verbindung zwischen Vergleichsleitung 40 und Steuerleitung 810 wieder unterbrochen und die Verbindung zwischen der Vergleichsleitung 40 und dem Ablaufstutzen 94 einerseits und zwischen der Steuerleitung 810 und dem Ablaufstutzen 95 andererseits freigegeben wird, so daß die Druckkammern 431 und 81 entlastet werden und eine beschleunigte Rückkehr des Rohrtrenners 2 in seine Belüftungsstellung ermöglichen.
  • In den bisher beschriebenen Ausfüllrungsbeispielen ist die Druckvergleichsvorrichtung 4 immer außerhalb des Rohrtrenners 2 angeordnet. Dies ist jedoch nicht Voraussetzung. Anhand der Figur 4 wird eine Abwandlung der in Figur 3 gezeigten Ausführung erörtert, bei welcher die Druckvergleichsvorrichtung 4 in den Rohrtrenner 2 integriert ist.
  • Der Kolben 82 des Rohrtrenners 2 ist hierbei Teil der Druckvergleichsvorrichtung 4, wobei die der Zuflußleitung 10 zugewandte Druckkammer 81 des Rohrtrenners 2 gleichzeitig eine der beiden Druckkammern der Druckvergleichsvorrichtung 4 bildet. Diese Druckkammer 81 steht über eine oder mehrere Öffnungen 401 - welche der in den Figuren 1 und 3 gezeigten Vergleichsleitung 40 entspricht - mit einer Vorkammer 804 in Verbindung, die ihrerseits mit der Zuflußleitung 10 verbunden ist.
  • Die den Durchfluß durch den Rohrtrenner 2 steuernden Öffnungen 822 sind in diesem Fall an dem der Zuflußleitung 10 abgewandten Ende des Zulaufstutzen 800 angeordnet, welches Ende an seiner Stirnseite 806 verschlossen ist und auf seinem Außenumfang eine Ringdichtung 805 aufweist. Zwischen dem Zulaufstutzen 800 und einer vom Stützring 85 getragenen Ringdichtung 850 wird ein hülsenartiges Verschlußorgan 87 geführt, das integrierter Bestandteil des Kolbens 82 ist. Die Kammer zwischen Stützring 85 und Kolben 82 bildet somit die andere Druckkammer 432 der Druckvergleichsvorrichtung 4.
  • Das hülsenartige Verschlußorgan 87 weist zwischen dem Stützring 85 und seinem freien Ende eine ringartige Ausbauchung 870 auf, die derartig bemessen ist, daß in der Durchflußstellung des Rohrtrenners 2 die Ausbauchung 870 die Verbindung zwischen den Öffnungen 822 und einer Verschlußhülse 88 herstellt. Diese Verschlußhülse 88 wird auf einem in das Innere des Gehäuses 80 ragenden Auslaufstutzen 807 verschiebbar geführt und durch eine Druckfeder 89 in Richtung zum Zulaufstutzen 800 gegen einen am Auslaufstutzen 807 vorgesehenen Anschlag 808 gedrückt. An ihrem dem Zulaufstutzen 80 zugewandten Stirnende trägt die Verschlußhülse 88 einen Dichtring 801 zur Zusammenarbeit mit dem freien Stirnende des Verschlußorganes 87.
  • In der in Figur 4 gezeigten Arbeitsstellung der Vorrichtung, in welcher das Medium den Rohrtrenner 2 nicht durchfließt, wirkt der Druck des in der Abflußleitung 11 befindlichen Mediums über die Steuerleitung 70, den Saugraum 72 und die Vergleichsleitung 41 voll auf den Kolben 82 ein. Die Rückstellfeder 860 legt bei dieser Ausführung den Sicherheitswert fest, der bestimmt, ab welcher Druckdifferenz der Rohrtrenner 2 seine Durchflußstellung einnehmen soll. Wird dieser Sicherheitswert durch die vorhandene Druckdifferenz zwischen der Zuflußleitung 10 (Druckkammer 81) und der Abflußleitung 11 (Druckkammer 432) überschritten, so verschiebt der Kolben 82 das Verschlußorgan 87, das hierdurch auf die Verschlußhülse 88 aufläuft und eine Belüftung über die Belüftungsöffnung 23 unterbindet. Gleichzeitig gibt die Ausbauchung 870 die Verbindung zwischen der Zuflußleitung 10 und der Abflußleitung 11 frei, wobei der Rückflußverhinderer 5 und die Abkopplungsvorrichtung 7 in der zuvor bereits beschriebenen Weise arbeiten.
  • Die Rückkehr des Rohrtrenners 2 erfolgt dann in entsprechender Weise.
  • Auch die in Figur 1 gezeigte Vorrichtung kann dahingehend abgewandelt werden, daß die Druckvergleichsvorrichtung 4 in den Rohrtrenner 2 integriert ist. Eine entsprechende Ausführung zeigt Figur 2. Im Gegensatz zu der in Figur 1 gezeigten Ausführung trägt der Stützring 26 in der in Figur 2 gezeigten Ausbildung eine Ringdichtung 260, die sich dichtend am Rohrstück 211 anlegt. Die eine Druckkammer 432 der Druckvergleichsvorrichtung 4 wird durch den Raum zwischen Kolben 21 und Stützring 26 gebildet, während die andere Druckkammer 431 durch den mit der Zuflußleitung 10 in Verbindung stehenden Raum des Rohrtrenners 2 gebildet wird. Die Rückstellfeder 270 beaufschlagt den Kolben 21 mit dem vorgegebenen Sicherheitswert.
  • Die Arbeit dieser Vorrichtung entspricht jener der in Figur 3 dargestellten Vorrichtung.
  • Auch bei der in Figur 2 gezeigten Ausführung kann eine Abkopplungsvorrichtung 7 vorgesehen werden. In Figur 2 ist eine Abkopplungsvorrichtung 7 gezeigt, die anders ausgebildet ist als die in den Figuren 3 und 4 gezeigte Vorrichtung.
  • Gemäß Figur 2 ist die Abkopplungsvorrichtung 7 mit dem Rückflußverhinderer 5 verbunden. Die Abkopplungsvorrichtung 7 besteht im wesentlichen aus einer Hülse 510, die auf ihrem Außenumfang zur Abdichtung gegenüber dem Gehäuse 50 zwei im Abstand zueinander angeordnete Ringdichtungen 511 und 512 aufweist. Die Vergleichsleitung 41 mündet an dem dem Rohrtrenner 2 abgewandten Ende in das Gehäuse 50 ein.
  • In der Schließstellung des Rückschlagkegels 510 ist die Verbindung zwischen Rohrtrenner 2 und Abflußleitung 11 unterbrochen, während die Verbindung zwischen Abflußleitung 11 und Vergleichsleitung 41 freigegeben ist. Die Druckvergleichsvorrichtung 4 kann somit die beiden Drücke in der Zuflußleitung 10 und in der Abflußleitung 11 miteinander vergleichen und bei Überschreiten einer den Sicherheitswert übersteigenden Druckdifferenz die Beaufschlagung des Rohrtrenners 2 ermöglichen, um diesen in die Durchflußstellung zu bringen. Durch den jetzt auf den Rückschlagkegel 51 einwirkenden Druck des den Rohrtrenner 2 durchfließenden Mediums wird der Rückschlagkegel 51 von seinem Sitz abgehoben. Die Ringdichtung 511 sperrt die Verbindung zwischen Rohrstutzen 22 und Vergleichsleitung 41 einerseits und mit der Ringdichtung 512 die Verbindung zwischen Abflußleitung 11 und Vergleichsleitung 41 andererseits ab. Gleichzeitig wird die Verbindung zwischen Rohrtrenner 2 und Abflußleitung 11 freigegeben, da das Medium zwischen Rückschlagkegel 51 und Hülse 510 hindurchfließen kann. Ein durch dieses nun ermöglichte Fließen des Mediums bewirkter Druckanstieg in der Abflußleitung 11 kann sich in der Vergleichsleitung 41 nicht auswirken, da durch die Hülse 510 die Verbindung zur Vergleichsleitung 41 unterbrochen ist. Bei einem Ansteigen des Druckes in der Abflußleitung 11, beispielsweise durch Beendigung einer Entnahme, kehrt der Rückschlagkegel 51 in seine Schließstellung zurück. Hierbei versperrt er auf der einen Seite die Verbindung zwischen Rohrtrenner 2 und Abflußleitung 11, während er auf der anderen Seite die Verbindung zwischen Abflußleitung 11 und Vergleichsleitung 41 wieder freigibt. Die Druckvergleichsvorrichtung 4 ist somit wieder eingeschaltet worden für weitere Druckvergleiche.
  • Trotz der vielfachen Abwandlungsmöglichkeiten des Erfindungsgegenstandes ist allen Ausführungen gemeinsam, daß in einer Druckvergleichsvorrichtung 4 zwei gleich große Antriebsflächen auf der einen Seite vom Druck des sich in der Zuflußleitung 10 befindlichen Mediums und auf der anderen Seite vom Druck des sich in der Abflußleitung 11 befindlichen Mediums beaufschlagt werden. Die Antriebsflächen werden dabei durch die einander gegenüberliegenden Flächen eines Einfach- oder Doppelkolbens (nicht gezeigt) gebildet oder aber auch aus mehreren Teilflächen zusammengesetzt (siehe Figur 1). Die der Abflußleitung 11 zugewandte Antriebsfläche 423 der Druckvergleichsvorrichtung 4 wird dabei zusätzlich durch eine Druckfeder 44, 270 bzw. 860 beaufschlagt, die entsprechend dem gesetzlich vorgegebenen oder gewünschten Sicherheitswert dimensioniert wird.
  • Dies ermöglicht es, die Rückstellfeder 27 bzw. 86 des Rohrtrenners 2 unabhängig von den örtlich und betrieblich auftretenden stationären und/oder dynamischen Druckverhältnissen zu dimensionieren; wenn die Rückstellfeder 270 bzw. 860 des Rohrtrenners 2 gleichzeitig die Druckfeder der Druckvergleichsvorrichtung 4 bildet, so ist sie entsprechend dem vorgesehenen Sicherheitswert zu dimensionieren.
  • Die vorstehende Beschreibung zeigt, daß der Anmeldegegenstand in vielfältiger Weise abgewandet werden kann. Weitere Abwandlungen sind durch Austausch von Merkmalen untereinander oder durch ihren Ersatz durch Äquivalente sowie Kombinationen hiervon möglich und fallen in den Rahmen der vorliegenden Erfindung.

Claims (13)

1. Verfahren zum Anpassen des Ansprechdruckes an die in der Abflußleitung gegebenen Druckverhältnisse bei einer Vorrichtung zum Verhindern des Rückflusses eines Mediums aus einer Abflußleitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Drücke in der Zuflußleitung und in der Abflußleitung miteinander verglichen werden, daß dem Druck in der Abflußleitung ein konstanter Sicherheitswert hinzugerechnet wird und daß bei Überschreiten des so ermittelten Gesamtdruckes der Durchfluß freigegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß abflußseitig ein durch das fließende Medium bewirkter Druckanstieg verhindert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit des fließenden Mediums der Druck abflußseitig reduziert wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine einem Rohrtrenner (2) zugeordnete Druckvergleichsvorrichtung (4), welche zwei einander gegenüberliegende gleichgroße Vergleichsflächen (423; 422, 424 - 423; 425) aufweist, die steuermäßig mit dem Rohrtrenner (2) in Verbindung stehen, wobei eine der beiden Vergleichsflächen (422, 424 - 425) durch das Medium der Zuflußleitung (10) und die entgegengesetzt angeordnete Vergleichsfläche (423) durch das Medium der Abflußleitung (11) sowie eine Druckfeder (44 - 270 - 860) beaufschlagt ist, deren Stellkraft unabhängig von den örtlich gegebenen Druckverhältnissen auf einen konstanten Sicherheitswert festgelegt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine vom Rohrtrenner (2) unabhängige Druckvergleichsvorrichtung (4), welcher ein Steuerventil (3, 9) zur Steuerung der Zufuhr des in der Zuflußleitung (10) befindlichen Mediums zum Antrieb (21, 82) des Rohrtrenners (2) zugeordnet ist, wobei dem Rohrtrenner (2) eine unabhängig von den in der Abflußleitung (11) gegebenen Druckverhältnissen festgelegte Rückstellfeder (27, 86) zugeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, mit einem außerhalb des Durchflußweges des Mediums angeordneten Antrieb für den Rohrtrenner, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (9) den Antrieb (81) des Rohrtrenners (2) in dessen Durchflußstellung mit der Zuflußleitung (10) und in dessen Schließstellung mit einer Entlastungsleitung (95) verbindet.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, mit einem im Durchflußweg des Mediums angeordneten Antrieb für den Rohrtrenner, dadurch gekennzeichnet , daß das Steuerventil (3) in der Zuflußleitung (10) zum Rohrtrenner (2) angeordnet und mit einem Entlastungsventil (6) verbunden ist, welches in einer Entlastungsleitung (13) angeordnet ist, welche von einer Verbindungsleitung (12) zwischen dem Steuerventil (3) und dem Rohrtrenner (2) abzweigt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckvergleichsvorrichtung (4) ingetrierter Bestandteil des Rohrtrenners (2) ist.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen der Abflußleitung (11) und der der Abflußleitung (11) zugewandten Vergleichsfläche (423) der Druckvergleichsvorrichtung (4) eine Abkopplungsvorrichtung (7) angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkopplungsvorrichtung (7) mit einem dem Rohrtrenner (2) nachgeschalteten Rückflußverhinderer (5) verbunden ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkopplungsvorrichtung (7) parallel zu einem dem Rohrtrenner (2) nachgeschalteten Rückflußverhinderer (5) angeordnet ist und eine Steuerleitung (70) mit einem Neben-Rückflußverhinderer (53) und einer diesem nachgeschalteten Injektionspumpe (71) aufweist, welche von einem Saugraum (72) umgeben ist, welcher der der Abflußleitung (11) zugewandten Vergleichsfläche (423) der Druckvergleichsvorrichtung (4) zugeordnet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement des Neben-Rückflußverhinderers (53) durch eine Kugel (54) gebildet wird, welche in einer in Durchflußrichtung durch die Injektionspumpe (71) begrenzten Kammer (55) angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 12, mit einem dem Rohrtrenner nachgeschalteten Rückflußverhinderer, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückflußverhinderer (5) in Schließrichtung mit einer Kraft beaufschlagt ist, welche - bezogen auf die dem Medium ausgesetzte Fläche - die Kraft der Druckfeder (44 - 270 - 860) der Druckvergleichsvorrichtung (4) übersteigt.
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