EP0555837A1 - Systemtrenner - Google Patents

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EP0555837A1
EP0555837A1 EP93102087A EP93102087A EP0555837A1 EP 0555837 A1 EP0555837 A1 EP 0555837A1 EP 93102087 A EP93102087 A EP 93102087A EP 93102087 A EP93102087 A EP 93102087A EP 0555837 A1 EP0555837 A1 EP 0555837A1
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EP
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pressure
intermediate chamber
system separator
differential pressure
stabilizer
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EP93102087A
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Inventor
Rudolf Dipl.-Ing. Vollmer
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Garrett Motion SARL
Honeywell GmbH
Original Assignee
Honeywell GmbH
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Publication date
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    • 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
    • E03C1/106—Devices for preventing contamination of drinking-water pipes, e.g. means for aerating self-closing flushing valves using two or more check valves
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T137/3185—Air vent in liquid flow line
    • Y10T137/3294—Valved
    • Y10T137/3331—With co-acting valve in liquid flow path

Definitions

  • the present invention relates to a system separator according to the preamble of claim 1.
  • a system separator is a safety valve that is installed in the drinking water pipe and is intended to prevent backflow from the non-drinking water side.
  • the system separator consists in a known manner of two series-connected backflow preventer and a differential pressure-controlled drain valve, which vents an intermediate chamber between the two backflow preventer.
  • the task of the drain valve is to ventilate the intermediate chamber when the pressure drops below a certain differential pressure between the inlet side and the intermediate chamber, in order to prevent backflow from the outlet side to the inlet side.
  • a system separator 10 which in a known manner has two check valves 16 and 18 connected in series between an inlet 12 and an outlet 14.
  • the space 20 (intermediate chamber) between the two non-return valves 16 and 18 can be vented through a drain valve 22, the drain valve 22 being controlled by the differential pressure between the inlet 12 and the intermediate chamber 20, by a diaphragm 26 prestressed by a spring 24
  • Inlet 12 compares with the pressure in the intermediate chamber 20 to, when falling below a predetermined pressure of z. B. 0.5 bar to vent the intermediate chamber 20 by opening the drain valve 22.
  • the pressures of the medium, generally water, at the inlet 12, in the intermediate chamber 20 and at the outlet 14 can be connected to pressure gauges 28, 30 and 32 at pressure gauges 34, 36 and 38.
  • a differential pressure stabilizer 40 is arranged in the intermediate chamber 20.
  • differential pressure stabilizer 40 can also be integrated into the housing of the system separator 10.
  • the differential pressure stabilizer 40 consists of a cylindrical housing 42 which is provided on one side with an inlet 44 and on the other side with an outlet 46.
  • a membrane 52 is clamped between the two halves 48, 50 of the housing 42 as a pressurized displaceable member.
  • This pressurized displaceable member can also be predetermined by a bellows or a piston.
  • the membrane 52 is stretched between the two halves of a spring plate 54 and a spring 56 is supported between the spring plate 54 and the housing 42.
  • the spring plate 54 On the side facing away from the spring 56, the spring plate 54 has a circumferential sealing edge 58, which is provided for cooperation with an elastic sealing ring 60 inserted into the housing 42.
  • the inlet 44 of the differential pressure stabilizer 40 can be connected to the inlet 12 of the system separator 10 and the outlet 46 of the differential pressure stabilizer 40 is connected to the intermediate chamber 20 of the system separator 10.
  • the preloaded spring 56 determines the level of the differential pressure at which the diaphragm 52 moves.
  • the preload of the spring 56 is to be selected so that this differential pressure lies above the required response pressure of the drain valve 22 and below the opening pressure for the first check valve 16.
  • the drain valve 22 remains closed until the pressure difference between inlet 12 and intermediate chamber 20 becomes smaller than the response pressure of the drain valve 22. This case always occurs when pressure fluctuations in the supply network lead to pressure drops on the inlet side 12 of the system separator 10 lead. Since the intermediate chamber 20 is limited by two tightly closing non-return valves 16, 18, the pressure in the intermediate chamber 20 remains unaffected by pressure fluctuations on the inlet side 12 until the predetermined limit of z. B. 0.5 bar is reached and the drain valve 22 opens, so that there is again a differential pressure above the predetermined limit.
  • the pressure in the intermediate chamber 20 of the system separator 10 follows the pressure fluctuations on the Input side 12.
  • the differential pressure remains essentially constant.
  • the installation of the differential pressure stabilizer 40 makes the inlet pressure a reference variable for the intermediate chamber pressure.
  • the function of the differential pressure stabilizer 40 is effective with appropriate dimensioning of the membrane down to the negative pressure range on the inlet side.
  • FIG. 3 schematically shows a modified embodiment of the system separator 10 according to the invention, in which a pressure limiter 62 is arranged in addition to the differential pressure stabilizer 40.
  • This pressure limiter consists of a membrane 64 pressurized on one side, which is acted upon by the static pressure in the intermediate chamber 20 and is pressed against a prestressed spring 66 into a final position when a predetermined static pressure in the intermediate chamber 20 is exceeded, the chamber having the spring 66 over a vent, not shown, is connected to the atmosphere.
  • the diaphragm 64 moves through the pre-tensioned spring 66 and builds up the pressure in the intermediate chamber, which then leads to ventilation of the intermediate chamber.
  • the response range can be limited to a minimum pressure on the input side, which is in the overpressure range.
  • Fig. 4 shows a diagram which shows the pressure curve over time.
  • p1 the pressure on the input side 12 is designated and p2 denotes the pressure in the intermediate chamber 20. It can be seen that a constant differential pressure p between the input side 12 and the intermediate chamber 20 is predetermined by the arrangement of the differential pressure stabilizer 40. If the static pressure in the intermediate chamber 20 threatens to drop below a predetermined minimum pressure P min , the pressure limiter 62 takes effect and maintains this minimum pressure.

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Abstract

Ein Systemtrenner (10), bestehend aus zwei in Durchlaßrichtung des Mediums hintereinandergeschalteten Rückflußverhinderern (16,18) und einem die Zwischenkammer (20) zwischen den beiden Rückflußverhinderern in die Atmosphäre entlüftenden Ablaßventil (22) ist mit einem Differenzdruckstabilisator (40) versehen, der den Differenzdruck zwischen Eingangsseite (12) und Zwischenkammer (20) auf einem annähernd konstanten Wert regelt. <IMAGE>

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Systemtrenner nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.
  • Ein Systemtrenner ist eine Sicherungsarmatur, die in die Trinkwasserleitung eingebaut wird und ein Rückfließen von der Nicht-Trinkwasserseite verhindern soll. Zu diesem Zweck besteht der Systemtrenner in bekannter Weise aus zwei hintereinandergeschalteten Rückflußverhinderern und einem differenzdruckgesteuerten Ablaßventil, welches eine Zwischenkammer zwischen den beiden Rückflußverhinderern entlüftet. Die Aufgabe des Ablaßventils ist es, bei Unterschreiten eines bestimmten Differenzdruckes zwischen Eingangsseite und Zwischenkammer, die Zwischenkammer zu belüften, um damit ein Rückfließen von der Ausgangsseite zur Eingangsseite zu verhindern.
  • Bei den bekannten und an sich bewährten Systemtrennern hat sich jedoch als Nachteil herausgestellt, daß bei Nulldurchfluß und den üblichen Druckschwankungen im Rohrnetz auf der Eingangsseite des Systemtrenners der zur Sicherheit erforderliche Differenzdruck kurzfristig unterschritten wird, wodurch das differenzdruckgesteuerte Ablaßventil anspricht und kurzzeitig Wasser aus der Zwischenkammer abläßt. Hierdurch entsteht einerseits ein unerwünschter Wasserverlust und andererseits wird dieses ständige Wasserablassen durch den nicht-fachkundigen Benutzer als Fehlverhalten des Systemtrenners interpretiert.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den eingangs erwähnten Systemtrenner bekannter Bauart so weiterzubilden, daß ein ständiger Wasserverlust verhindert wird, ohne daß hierbei die Sicherungsfunktion des Systemtrenners beeinträchtigt wird. Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Systemtrenners sind den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
  • Anhand eines in den Figuren der beiliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles sei im folgenden der Aufbau und die Funktion des erfindungsgemäßen Systemtrenners näher beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen durch Einbau eines Differenzdruckstabilisators erfindungsgemäß modifizierten Systemtrenner;
    Fig. 2
    die Ausgestaltung eines Differenzdruckstabilisators;
    Fig. 3
    eine Modifikation des erfindungsgemäßen Systemtrenners; und
    Fig. 4
    ein Diagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Systemtrenners.
  • Gemäß Fig. 1 ist ein Systemtrenner 10 dargestellt, der in bekannter Weise zwei zwischen einem Einlaß 12 und einem Auslaß 14 in Reihe geschaltete Rückflußverhinderer 16 und 18 aufweist. Der Raum 20 (Zwischenkammer) zwischen den beiden Rückflußverhinderern 16 und 18 ist durch ein Ablaßventil 22 entlüftbar, wobei das Ablaßventil 22 von dem Differenzdruck zwischen dem Einlaß 12 und der Zwischenkammer 20 gesteuert wird, indem eine durch eine Feder 24 vorgespannte Membran 26 den Druck am Einlaß 12 mit dem Druck in der Zwischenkammer 20 vergleicht, um bei Unterschreitung eines vorbestimmten Druckes von z. B. 0,5 bar die Zwischenkammer 20 durch öffnung des Ablaßventiles 22 zu entlüften.
  • Die Drücke des Mediums, im allgemeinen Wasser, am Einlaß 12, in der Zwischenkammer 20 und am Auslaß 14 sind über Druckentnahmestutzen 28, 30 und 32 an Manometer 34, 36 und 38 anschließbar.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist zwischen dem Druckentnahmestutzen 28, d.h. zwischen dem Einlaß 12 und dem Druckentnahmestutzen 30, d.h. der Zwischenkammer 20 ein Differenzdruckstabilisator 40 angeordnet.
  • Dem Fachmann liegt es auf der Hand, daß dieser Differenzdruckstabilisator 40 auch in das Gehäuse des Systemtrenners 10 integriert sein kann.
  • Gemäß Fig. 2 besteht der Differenzdruckstabilisator 40 aus einem zylindrischen Gehäuse 42, das auf einer Seite mit einem Einlaß 44 und auf der anderen Seite mit einem Auslaß 46 versehen ist. Zwischen den beiden Hälften 48, 50 des Gehäuses 42 ist als druckbeaufschlagtes verschiebliches Organ eine Membran 52 eingespannt. Dieses druckbeaufschlagte verschiebliche Organ kann ebenso durch einen Faltenbalg oder einen Kolben vorgegeben sein.
  • Die Membran 52 ist zwischen die beiden Hälften eines Federtellers 54 gespannt und eine Feder 56 stützt sich zwischen dem Federteller 54 und dem Gehäuse 42 ab. Auf der der Feder 56 abgewandten Seite weist der Federteller 54 eine umlaufende Abdichtkante 58 auf, die zum Zusammenwirken mit einem in das Gehäuse 42 eingelegten elastischen Abdichtring 60 vorgesehen ist. Der Einlaß 44 des Differenzdruckstabilisators 40 ist mit dem Einlaß 12 des Systemtrenners 10 verbindbar und der Auslaß 46 des Differenzdruckstabilisators 40 wird mit der Zwischenkammer 20 des Systemtrenners 10 verbunden.
  • Aus diesem Aufbau ergibt sich folgende Funktion:
    Die vorgespannte Feder 56 bestimmt die Höhe des Differenzdrucks, bei dem sich die Membrane 52 bewegt. Die Vorspannung der Feder 56 ist so zu wählen, daß dieser Differenzdruck oberhalb des geforderten Ansprechdrucks des Ablaßventils 22 und unterhalb des öffnungsdrucks für den ersten Rückflußverhinderer 16 liegt.
  • Unter den kritischen Betriebsbedingungen, d.h. Systemtrenner 10 unter Betriebsdruck jedoch Nulldurchfluß bleibt das Ablaßventil 22 solange geschlossen, bis die Druckdifferenz zwischen Einlaß 12 und Zwischenkammer 20 kleiner wird als der Ansprechdruck des Ablaßventiles 22. Dieser Fall tritt immer dann ein, wenn Druckschwankungen im Versorgungsnetz zu Druckabsenkungen auf der Eingangsseite 12 des Systemtrenners 10 führen. Da die Zwischenkammer 20 durch zwei dicht schließende Rückflußverhinderer 16, 18 begrenzt wird, bleibt der Druck in der Zwischenkammer 20 von Druckschwankungen auf der Eingangsseite 12 unbeeinflußt, bis der vorbestimmte Grenzwert von z. B. 0,5 bar erreicht wird und das Ablaßventil 22 öffnet, damit sich wieder ein über dem vorbestimmten Grenzwert liegender Differenzdruck ergibt.
  • Durch Einbau des Differenzdruckstabilisators 40 zwischen den Druckentnahmestutzen 28 und 30 erfolgt bei einer eingangsseitigen Druckabsenkung eine Bewegung der Membran 52 unter Einwirkung der vorgespannten Feder 56. Da die Zwischenkammer 20 durch die beiden Rückflußverhinderer 16 und 18 verschlossen ist, führt die durch die eingangsseitige Druckabsenkung eingeleitete Bewegung der Membrane 52 ebenfalls zu einer Druckabsenkung in der Zwischenkammer 20 und verhindert damit, daß der zwischen Eingangsseite 12 und Zwischenkammer 20 anstehende Differenzdruck durch Druckschwankungen auf der Eingangsseite beeinflußt wird.
  • Mit anderen Worten ausgedrückt folgt der Druck in der Zwischenkammer 20 des Systemtrenners 10 den Druckschwankungen auf der Eingangsseite 12. Dadurch bleibt der Differenzdruck im wesentlichen konstant. Der Eingangsdruck wird durch den Einbau des Differenzdruckstabilisators 40 zur Führungsgröße für den Zwischenkammerdruck.
  • Hierdurch treten, solange die eingebauten Rückflußverhinderer einwandfrei funktionieren, keine Störungen durch eingangsseitige Druckschwankungen mehr auf, die zu einem ungewollten öffnen des Ablaßventiles führen. Die Funktion des Differenzdruckstabilisators 40 ist bei entsprechender Bemessung der Membrane bis in den Unterdruckbereich auf der Eingangsseite wirksam.
  • Fig. 3 zeigt schematisch eine modifizierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systemtrenners 10, bei dem zusätzlich zu dem Differenzdruckstabilisator 40 noch ein Druckbegrenzer 62 angeordnet ist. Dieser Druckbegrenzer besteht aus einer einseitig druckbeaufschlagten Membrane 64, die vom statischen Druck in der Zwischenkammer 20 beaufschlagt wird und gegen eine vorgespannte Feder 66 beim überschreiten eines vorbestimmten statischen Druckes in der Zwischenkammer 20 in eine Endlage gedrückt wird, wobei die die Feder 66 aufweisende Kammer über eine nicht-dargestellte Entlüftungsöffnung an die Atmosphäre angeschlossen ist. Beim Absenken unter den vorbestimmten statischen Druck in der Zwischenkammer 20 bewegt sich die Membrane 64 durch die vogespannte Feder 66 und baut den Druck in der Zwischenkammer auf, was dann zur Belüftung der Zwischenkammer führt. Hierdurch kann der Ansprechbereich auf einen minimalen Druck auf der Eingangsseite begrenzt werden, der im überdruckbereich liegt.
  • Fig. 4 zeigt ein Diagramm, welches den Druckverlauf über der Zeit darstellt. Mit p₁ ist der Druck auf der Eingangsseite 12 bezeichnet und p₂ bezeichnet den Druck in der Zwischenkammer 20. Man erkennt, daß durch die Anordnung des Differenzdruckstabilisators 40 ein konstanter Differenzdruck p zwischen Eingangsseite 12 und Zwischenkammer 20 vorgegeben wird. Falls der statische Druck in der Zwischenkammer 20 unter einen vorbestimmten Minimaldruck Pmin abzusinken droht, wird der Druckbegrenzer 62 wirksam und hält diesen Minimaldruck bei.

Claims (6)

  1. Systemtrenner, bestehend aus zwei in Durchflußrichtung eines Mediums hintereinander geschalteten Rückflußverhinderern und einem die Zwischenkammer zwischen den beiden Rückflußverhinderern in die Atmosphäre entlüftenden Ablaßventil, welches von dem Druck zwischen der Eingangsseite und der Zwischenkammer gesteuert wird, gekennzeichnet durch die Anordnung eines Differenzdruckstabilisators (40) zwischen Eingangsseite (12) und Zwischenkammer (20).
  2. Systemtrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzdruckstabilisator (40) aus einem dichtend in einem Gehäuse (42) verschieblichen Organ (52) besteht, das einerseits durch eine Feder (56) und den Zwischenkammerdruck vorgespannt ist und andererseits von dem Druck des Mediums auf der Eingangsseite (12) beaufschlagt wird.
  3. Systemtrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzdruckstabilisator (40) zwischen zwei Druckentnahmestutzen (28,30) angeordnet ist.
  4. Systemtrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzdruckstabilisator (40) in das Gehäuse des Systemtrenners (10) integriert ist.
  5. Systemtrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die zusätzliche Anordnung eines Druckbegrenzers (62), bestehend aus einem weiteren dichtend in einem Gehäuse verschiebbaren Organ (64), das einerseits von dem Mediumsdruck in der Zwischenkammer (20) und andererseits von einer Feder (66) beaufschlagt wird.
  6. Systemtrenner nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Vereinigung von Differenzdruckstabilisator (40) und Druckbegrenzer (62) in einem Gehäuse.
EP93102087A 1992-02-14 1993-02-11 Systemtrenner Expired - Lifetime EP0555837B1 (de)

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