EP0183909B1 - Rohrtrenner, insbesondere für Trinkwasserleitungen - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a pipe separator, in particular to be installed in drinking water pipes, with an inlet cylinder located one behind the other in the flow direction, a leakage-separating separation point and an outlet cylinder, and with a piston separating pipe, which is axially displaceable in the inlet cylinder and has a piston flange that can be acted upon on the inlet water side
- the pressure of the inlet water contrary to the action of a return spring, has to be shifted to a flow position bridging the separation point, in which the inlet valve and a non-return valve on the outlet side open.
- Pipe separators of the above type are known, e.g. B. by EP-AD 109 919 and DE-U-8 207 222. They are used wherever there is a risk that water enriched with harmful substances or otherwise contaminated water can get back into the feed water supply line network by sucking back or pushing back . Sucking back is understood to mean a backflow due to a drop in the supply pressure without an increase in pressure on the outlet side, and a backflow due to an increase in pressure on the outlet or outlet side with the supply pressure remaining essentially constant.
- the known pipe separators In order to be able to prevent both of the above-mentioned reflux possibilities, the known pipe separators must in any case be provided with an upstream shut-off valve, which must also be controlled as a function of the liquid pressure occurring in the outflow or process water side, for which purpose the known pipe separators are quite complex hydraulic or electromagnetic control is necessary.
- the invention is therefore based on the object of improving and perfecting a pipe separator of the type in question in such a way that it effectively protects the drinking water supply line against backflow of the process water caused by suction or backpressures, but without the cumbersome hydraulic or electromagnetic control of an upstream shut-off valve is sufficient.
- This object is achieved in that the piston separating pipe has at its outlet end a further piston flange to be acted on on the outlet water side, is to be closed by the check valve and has a radial breakthrough between its two piston flanges, which has to be closed on the cylinder housing side in the flow position of the piston separating pipe, on the other hand in the disconnected position with the disconnection point of the cylinder housing.
- the check valve advantageously consists of a valve body which is slidably seated on a valve rod attached to the outlet-side end of the piston separating tube and which is to be pressed by a compression spring against the outlet-side end of the piston separating tube forming the valve seat.
- the check valve which is present anyway in such a pipe separator and serves as a backflow preventer, is simultaneously used to correspondingly enlarge the discharge-side loading area of the piston separating pipe, namely in that this non-return valve closes the piston separating pipe on the rear side when the back pressure occurs and thus additionally in accordance with its effective loading area on the Displacement of the piston separation tube in its separation position contributes to the pressure rise occurring on the outlet side.
- the piston flanges at both ends of the piston separating tube can be provided with ring seals that bear against the inner wall of the cylinder housing. However, they can also be equipped with flexible membranes which are clamped on the circumference of the cylinder housing.
- the pipe separator shown in FIG. 1 is provided in a known manner with an inlet cylinder 2 having an inlet connection 1, a drainage point 3 draining off water, an outlet cylinder 5 having an outlet connection 4 and a piston separating pipe 6 which is axially displaceably guided in the inlet cylinder 2 and which has a piston flange 7 on the inlet side with an annular seal 7 'and can be moved under the pressure of the inlet water against the action of the return spring 8 in the flow position shown in Fig. 1.
- the inlet cylinder 2 and the outlet cylinder 5 are closed via screw connection flanges 2 ', 5' united in a common cylinder housing, which has a constriction 9 reaching towards the piston separating tube 6 behind the leakage-water separating point 3 and the viewing window 2 "opposite the latter.
- a constriction 9 reaching towards the piston separating tube 6 behind the leakage-water separating point 3 and the viewing window 2 "opposite the latter.
- two ring seals 10 which, in the illustrated flow position of the piston separating tube 6, on the latter on both sides of its radial breakthrough 6 '.
- the constriction 9 there are also longitudinally axially extending ventilation channels 11 for the chamber 5 ′′, which are sealed by the ring seals 13 provided in the connection separating surface 12.
- the inlet valve 14 which consists of the valve rod 15, which is fastened in a spoke-like manner in the inlet connection 1, and the valve body 16, which is sealed and slidably mounted thereon, the sealing end face 16 'of which cooperates with the valve seat surface 6 "present on the inlet-side end of the piston separating pipe 6 Sliding seal rings in the valve body 16 are designated 16 ".
- the valve rod 15 is provided with a Hohikanai 15 ', which can be connected to the inlet pressure chamber 17 through the transverse bore 15 "and which at the other end opens out freely at the end of the valve rod 15.
- inlet cylinder 2 there is also an inner flange 2' "is present against which the piston flange 7 bears in the illustrated flow position of the piston separating tube 6.
- the return spring 8 is supported on the one hand on the piston flange 7 and on the other hand on the constriction 9.
- the piston separating tube 6 is provided with a radial opening 6 ′, in the form of a plurality of windows located between the connecting ribs 6 ′′ ′′.
- the piston separating tube 6 is provided with a further piston flange 18, which extends around its circumference with an existing ring seal 18 'on the inner wall of the outlet cylinder 5 is guided in a sealingly sliding manner.
- the piston separating tube 6 is here provided with a valve rod 20, which in turn is attached to it in the manner of a spoke, and a valve body 21 which is slidably mounted thereon and which acts under the action of the compression spring 22 arranged around the valve rod 20, which presses the valve body 21 against its valve seat surface 6 1v present at the piston separating tube end tries to push.
- the valve body 21, like the valve body 16, is provided with seals 21 ′′, via which it is sealingly guided on the valve rod 20.
- the above-described valve parts 20 to 22 form the check valve located on the outlet side.
- the inlet water flows exclusively through the piston separating tube 6, at the end of which the check valve body 21, depending on the flow rate or flow rate, acts against the action of the compression spring 22 pushes into the open position and thus finally reaches the drain pipe 4 via the defrosting chambers 19.
- the piston separating tube 6 is shifted to the left into its separating position, in which the radial openings 6 'come to lie at the level of the separating point 3 or the viewing window 2 "and thus the desired separating position
- the piston separating tube 6 hits the inlet valve body 16 with its front valve seat surface 6 ′′ and shifts it accordingly to the left.
- the water present in the inlet-side chamber 17 can escape through the hollow channel 15 'in the direction of the separation point 3, at least until the valve body 16 has covered the transverse bore 15 "in the valve rod 15.
- the pipe separator is in the separation position Removed water on the outlet side, there is a corresponding drop in pressure in the outlet-side pressurizing chamber 19, whereby the piston separating tube 6 can return to its flow position shown in FIG. 1 under the influence of the supply pressure prevailing in the inlet chamber 17.
- the pipe separator shown in Fig. 2 is of basically the same nature as that shown in Fig. 1.
- the corresponding parts are provided with the same reference numerals.
- the pipe separator housing consists of a stepped, essentially cylindrical middle part 23 and two funnel-shaped housing end parts 24, 25 arranged at both ends thereof. Between these end parts and the central part 23, a piston membrane 26 or 27 is clamped on its circumference.
- These membranes 26, 27 form together with those at the ends of the piston separating tube 6 existing ring flanges 26 ', 26 "or 27', 27” the piston flanges to be acted upon by the water pressures occurring in the working chambers 17 or 19, which ensure the corresponding displacement of the piston separating tube 6 into its flow or separation position.
- the two guide or slide rings 10 ' are also supported in the cylindrical middle part 23. The function of this pipe separator fully corresponds to the pipe separator shown in Fig. 1.
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Description
- Die Erfindung bezieht sich auf einen insbesondere in Trinkwasserleitungen einzubauenden Rohrtrenner mit in Durchströmungsrichtung jeweils hintereinanderliegendem Zulaufzylinder, leckwasserableitender Trennstelle und Ablaufzylinder sowie mit einem im Zulaufzylinder axial verschieblich geführten, einen zulaufwasserseitig beaufschlagbaren Kolbenflansch aufweisenden Kolbentrennrohr, das in seiner Trennstellung zulaufseitig durch ein Zulaufventil verschließbar und unter dem Druck des Zulaufwassers entgegen der Wirkung einer Rückstellfeder in eine die Trennstelle überbrückende Durchflußstellung zu verschieben ist, in der das Zulaufventil wie auch ein ablaufseitig vorhandenes Rückschlagventil öffnen.
- Rohrtrenner obiger Art sind bekannt, z. B. durch das EP-A-D 109 919 und das DE-U-8 207 222. Sie werden überall dort eingesetzt, wo die Gefahr besteht, das mit gesundheitsschädlichen Stoffen angereichtertes oder sonstwie verunreinigtes Wasser durch Rücksaugen oder Rückdrücken in das Speisewasser-Versorgungsleitungsnetz gelangen kann. Dabei wird unter Rücksaugen ein Rückfluß durch Abfall des Versorgungsdruckes ohne ablaufseitige Druckerhöhung und unter Rückdrücken ein Rückfluß durch Druckerhöhung auf der Ab- bzw. Auslaufseite bei im wesentlichen konstant bleibendem Versorgungsdruck verstanden. Um beide der vorerwähnten Rückflußmöglichkeiten verhindern zu können, müssen die bekannten Rohrtrenner in jedem Falle mit einem vorgeschalteten Absperrventil versehen werden, das auch in Abhängigkeit von dem in der Ablauf- bzw. Brauchswasserseite auftretenden Flüssigkeitsdruck gesteuert werden muß, wozu bei den bekannten Rohrtrennern eine recht aufwendige hydraulische oder elektromagnetische Steuerung notwendig ist.
- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Rohrtrenner der in Rede stehenden Gattung dahingehend zu verbessern und zu vervollkommnen, daß er die Trinkwasserzuleitung wirksam gegen durch Rücksog oder Rückdrücke bedingten Rückfluß des Brauchwassers schützt, dabei aber ohne die dazu bisher für notwendig gehaltene umständliche hydraulische oder elektromagnetische Steuerung eines vorgeschalteten Absperrventils auskommt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Kolbentrennrohr an seinem ablaufseitigen Ende einen weiteren, ablaufwasserseitig zu beaufschlagenden Kolbenflansch aufweist, durch das Rückschlagventil zu verschließen ist und zwischen seinen beiden Kolbenflanschen einen radialen Durchbruch besitzt, der in der Durchflußstellung des Kolbentrennrohres zylindergehäuseseitig zu verschließen, dagegen in der Trennstellung mit der Trennstelle des Zylindergehäuses zu verbinden ist. Auf diese Weise kommt man zu einem Rohrtrenner, dessen unter Wirkung einer Rückstellfeder stehendes Kolbentrennrohr nicht nur vom Zulaufwasserdruck, sondern auch vom Ablaufwasserdruck beaufschlagbar ist und daher bei entsprechendem Druckanstieg in der Ablauf- bzw. Brauchwasserseite das Kolbentrennrohr entgegen seiner zulaufseitigen Wasserdruckbeaufschlagung mit Unterstützung der Rückstellfeder auch in seine Trennstellung zu verschieben vermag, in der die Ablaufseite von der Zulaufseite wirksam getrennt wird. Für die vorbeschriebene Funktion bedarf es grundsätzlich keines besonderen vorgeschalteten Absperrventils und jedenfalls auch keiner zusätzlichen hydraulischen oder elektromagnetischen Steuerung.
- Das Rückschlagventil besteht vorteilhaft aus einem auf einer am ablaufseitigen Ende des Kolbentrennrohres befestigten Ventilstange gleitverschieblich sitzenden Ventilkörper, der durch eine Druckfeder gegen das den Ventilsitz bildende ablaufseitige Ende des Kolbentrennrohres zu drücken ist. Hierdurch wird das bei einem solchen Rohrtrenner ohnehin vorhandene, als Rückflußverhinderer diendende Rückschlagventil zugleich dazu benutzt, um die ablaufseitige Beaufschlagungsfläche des Kolbentrennrohres entsprechend zu vergrößern, dadurch nämlich, daß dieses Rückschlagventil bei auftretendem Rückdruck das Kolbentrennrohr rückseitig verschließt und somit entsprechend seiner wirksamen Beaufschlagungsfläche zusätzlich an der Verschiebung des Kolbentrennrohres in seine Trennstellung durch den auftretenden ablaufseitigen Druckanstieg mitwirkt.
- Die beidendig am Kolbeptrennrohr vorhandenen Kolbenflansche können mit an der Zylindergehäuseinnenwandung anliegenden Ringdichtungen versehen sein. Sie können aber auch mit flexiblen Membranen ausgerüstet sein, die an ihrem Umfang am Zylindergehäuse eingespannt sind.
- Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben. Dabei zeigt
- Fig. 1 eine erste Ausführungsform des Rohrtrenners in axialem Längsschnitt, mit hälftig geschnittenem Kolbentrennrohr, und
- Fig. 2 eine zweite Ausführungsform, ebenfalls in axialem Längsschnitt.
- Der in Fig. 1 abgebildete Rohrtrenner ist in bekannter Weise mit einem einen Zulaufstutzen 1 aufweisenden Zulaufzylinder 2, einer leckwasserableitenden Trennstelle 3, einem einen Ablaufstutzen 4 aufweisenden Ablaufzylinder 5 und einem im Zulaufzylinder 2 axial verschieblich geführten Kolbentrennrohr 6 versehen, das einen zulaufseitig gelegenen Kolbenflansch 7 mit einer Ringdichtung 7' aufweist und unter dem Druck des Zulaufwassers entgegen der Wirkung der Rückstellfeder 8 in die in Fig. 1 dargestellte Durchflußstellung verschoben werden kann.
- Der Zulaufzylinder 2 und der Ablaufzylinder 5 sind über Schraubverbindungsflansche 2', 5' zu einem gemeinsamen Zylindergehäuse vereinigt, das hinter der leckwasserableitenden Trennstelle 3 und dem letzterer gegenüberliegenden Sichtfenster 2" eine zum Kolbentrennrohr 6 heranreichende Einschnürung 9 aufweist. In dieser befinden sich zwei Ringdichtungen 10, die in der dargestellten Durchflußstellung des Kolbentrennrohres 6 an letzterem beidseitig seines radialen. Durchbruchs 6' anliegen. In der Einschnürung 9 liegen weiterhin längs axial verlaufende Belüftungskanäle 11 für die Kammer 5", die durch die in der Verbindungstrennfläche 12 vorhandenen Ringdichtungen 13 abgedichtet sind.
- Vor dem Kolbentrennrohr 6 befindet sich das Zulaufventil 14, das aus der im Zulaufstutzen 1 speichenartig befestigten Ventilstange 15 und dem darauf abgedichtet gleitverschieblich lagernden Ventilkörper 16 besteht, dessen abdichtende Stirnfläche 16' mit der am zulaufseitigen Ende des Kolbentrennrohres 6 vorhandenen Ventilsitzfläche 6" zusammenwirkt. Die Gleitdichtungsringe im Ventilkörper 16 sind mit 16" bezeichnet. Die Ventilstange 15 ist mit einem Hohikanai 15' versehen, der durch die Querbohrung 15" mit der Zulauf-Beaufschlagungskammer 17 in Verbindung stehen kann und der an seinem anderen Ende stirnseitig aus der Ventilstange 15 frei ausmündet. Im Zulaufzylinder 2 ist noch ein Innenflansch 2'" vorhanden, an dem der Kolbenflansch 7 in der dargestellten Durchflußstellung des Kolbentrennrohres 6 anliegt. Die Rückstellfeder 8 stützt sich einerseits am Kolbenflansch 7 und andererseits an der Einschnürung 9 ab.
- Das Kolbentrennrohr 6 ist, wie schon erwähnt, mit einem radialen Durchbruch 6' versehen, und zwar in Gestalt mehrerer zwischen den Verbindungsrippen 6"' gelegener Fenster. An seinem ablaufseitigen Ende ist das Kolbentrennrohr 6 mit einem weiteren Kolbenflansch 18 versehen, der an seinem Umfang mit einer hier vorhandenen Ringdichtung 18' an der Innenwandung des Ablaufzylinders 5 abdichtend gleitverschieblicht geführt ist.
- Dieser Kolbenflansch 18 wird von dem in der Ablaufkammer 19 herrschenden Wasserdruck beaufschlagt. Weiterhin ist das Kolbentrennrohr 6 hier mit einer wiederum speichenartig an ihm befestigten Ventilstange 20 und einem darauf gleitverschieblich gelagerten Ventilkörper 21 versehen, der unter Wirkung der um die Ventilstange 20 herum angeordneten Druckfeder 22 steht, die den Ventilkörper 21 gegen seine am Kolbentrennrohrende vorhandene Ventilsitzfläche 61v zu drücken sucht. Der Ventilkörper 21 ist ebenso wie der Ventilkörper 16 mit Dichtungen 21" versehen, über die er abdichtend auf der Ventilstange 20 geführt ist. Die vorbeschriebenen Ventilteile 20 bis 22 bilden das ablaufseitig gelegene Rückschlagventil.
- In der in Fig. 1 dargestellten Durchflußstellung des Rohrtrenners werden durch den in der Zulaufkammer 14 herrschenden Wasserdruck der Kolbenflansch 7 in seiner Anschlagstellung am Innenflansch 2"' und damit das Kolbentrennrohr 6 in seiner weitest nach rechts verschobenen Durchflußposition gehalten. Das über den Zulaufstutzen 1 zuströmende Trinkwasser fließt an dem Zulaufventilkörper 16 vorbei, der in seiner dargestellten Anschlagstellung an dem auf der Ventilstange 15' sitzenden Begrenzungsanschlag 15"' gehalten wird. Weiterhin fließt das Leitungswasser durch die Axialbohrung 6v des Kolbentrennrohres 6 hindurch. Da der Radialdurchbrüche 6' des Kolbentrennrohres durch die beidseitig davon vorhandenen Ringdichtungen 10 in der GehäuseEinschnürung 9 abgedichtet sind, fließt das Zulaufwasser ausschließlich durch das Kolbentrennrohr 6 hindurch, an dessen Ende es den Rückschlagventilkörper 21 je nach Strömungsgeschwindigkeit bzw. Durchlaufmenge gegen die Wirkung der Druckfeder 22 in Offenstellung schiebt und somit schließlich über die Abtaufkammern 19 in den Ablaufstutzen 4 gelangt. Sobald es aber wasserablaufseitig und damit auch in der Ablaufkammer 19 zu einem hinreichenden Druckanstieg kommt, sei es durch Unterbrechen der ablaufseitigen Wasserentnahme oder aus anderen Gründen, beispielsweise durch plötzlich auftretende Pumpenrückdrücke od. dgl., wird der Rückschlagventilkörper 21 gegen die Ventilsitzfläche 6'v am Kolbentrennrohr 6 gedrückt, das dadurch für den Wasserrücklauf gesperrt wird. Sodann wird durch die Beaufschlagung des Ventilkörpers 21 wie auch des Kolbenflansches 18 das Kolbentrennrohr 6 nach links in seine Trennstellung verschoben, in der die radialen Durchbrüche 6' in Höhe der Trennstelle 3 bzw. des Sichtfensters 2" zu liegen- kommen und somit die gewünschte Trennstellung zwischen-Zu- und Ablaufseite erreicht wird. Bei der vorerwähnten Verschiebebewegung des Kolbentrennrohres 6 trifft letzteres mit seiner stirnseitigen Ventilsitzfläche 6" auf den Zulaufventilkörper 16 und verschiebt diesen entsprechend nach links. Das in der zulaufseitigen Kammer 17 vorhandene Wasser kann über den Hohlkanal 15' in Richtung zur Trennstelle 3 entweichen, jedenfalls so lange, bis der Ventilkörper 16 die Querbohrung 15" in der Ventilstange 15 abgedeckt hat. Der Rohrtrenner befindet sich in Trennstellung. Wird sodann wieder Wasser ablaufseitig entnommen, kommt es zu entsprechendem Druckabfall in der ablaufseitigen Beaufschlagungskammer 19, wodurch das Kolbentrennrohr 6 unter dem Einfluß des in der Zulaufkammer 17 herrschenden Versorgungsdruckes wieder in seine in Fig. 1 dargestellte Durchflußstellung gelangen kann.
- Der in Fig. 2 dargestellte Rohrtrenner ist von grundsätzlich gleicher Beschaffenheit wie der in Fig. 1 abgebildete. Die dabei jeweils übereinstimmenden Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Unterschiedlich ist hier, daß das Rohrtrenner-Gehäuse aus einem abgestuften, im wesentlichen zylindrischen Mittelteil 23 sowie zwei beidendig davon angeordneten, sich trichterförmig verengenden Gehäuseendteilen 24, 25 besteht. Zwischen diesen Endteilen und dem Mittelteil 23 ist jeweils eine Kolbenmembran 26 bzw. 27 an ihrem Umfang eingespannt. Diese Membranen 26, 27 bilden zusammen mit den an den Enden des Kolbentrennrohres 6 vorhandenen Ringflanschen 26', 26" bzw. 27', 27" die von den in den Arbeitskammern 17 bzw. 19 auftretenden Wasserdrücken zu beaufschlagenden Kolbenflansche, die für die entsprechende Verschiebung des Kolbentrennrohres 6 in seine Durchfluß- oder Trennstellung sorgen. Außer den beiden O-Ringen 10 als Dichtringe sind hier noch die beiden Führungs- bzw. Gleitringe 10' im zylindrischen Mittelteil 23 gelagert. Die Funktion dieses Rohrtrenners stimmt mit dem in Fig. 1 dargestellten Rohrtrenner voll überein.
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