EP1234919A2 - Wasserleitungselement mit Rückflussverhinderer - Google Patents

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EP1234919A2
EP1234919A2 EP01127986A EP01127986A EP1234919A2 EP 1234919 A2 EP1234919 A2 EP 1234919A2 EP 01127986 A EP01127986 A EP 01127986A EP 01127986 A EP01127986 A EP 01127986A EP 1234919 A2 EP1234919 A2 EP 1234919A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
backflow preventer
water pipe
water
pipe element
element according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP01127986A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1234919A3 (de
Inventor
Peter Schumacher
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.)
Kludi GmbH and Co KG
Original Assignee
Kludi GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Kludi GmbH and Co KG filed Critical Kludi GmbH and Co KG
Publication of EP1234919A2 publication Critical patent/EP1234919A2/de
Publication of EP1234919A3 publication Critical patent/EP1234919A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • E03C1/08—Jet regulators or jet guides, e.g. anti-splash devices

Definitions

  • the invention relates to a water pipe element with at least one Backflow preventer, especially for drinking water pipes / systems.
  • Backflow preventers ensure that the water flow itself at Pressure fluctuations and occurring pressures in the corresponding Water pipe is always formed in one direction only.
  • the arrangement of a Backflow preventer within a water pipe is there, for example of great importance, where at the end of the line the pumped water Contamination is subject and it must be prevented that in case of occurring Suppress contaminated water flow back into the supply line can.
  • non-return valve the closure element of which is not is spring loaded and can be used in water pipes due to the system and design
  • a finite response time i.e. the Backflow preventer takes a finite time to occur at an Back flow of water to close the line.
  • this finite shutter speed can occur within the water pipe backflowing volume of water at considerable speed adjust so that when closing the backflow preventer Kinetic energy of the back-flowing water in the backflow preventer is destroyed and / or reflected, leading to pressure surges in pipe systems leads because this energy of the water flowing back over the Backflow preventer on the pipeline and constructions surrounding the pipeline is dissipated or propagates through the lines in the form of a pressure wave.
  • the problem is also known to be electronic and sensory controlled fittings, due to the very fast closing characteristics of the electrically operated valve pressure peaks in the lines and Fittings occur.
  • the object of the invention is a water pipe element with a To provide a backflow preventer to use with this despite the use of a commercially available conventional check valve / check valve without Pressure compensation device the reduction of pressure peaks and pressure surges in Enable cables in a structurally simple and cost-effective manner without an intervention or a design change to the backflow preventer itself to have to make.
  • This task is solved by having the backflow preventer in and against the desired normal direction of water flow Water pipe element is arranged.
  • This Check valves usually have a cylindrical outer shape with a Coaxial O-ring arranged on the outer housing around the backflow preventer to be used tightly in a pipe element.
  • Backflow preventer and water pipe element designed such that the Backflow preventer at least when exposed to water in the desired flow direction on the inside of the water pipe element rests tightly to avoid flow around the non-return valve. This ensures that when the water flows in the provided flow direction through the water completely Backflow preventer passes through and not on the backflow preventer can flow past.
  • the backflow preventer also at a Exposure to water against the direction of flow, i.e. if the Backflow preventer goes into the closed position, sealing on the inside of the water element in order to also prevent backflow Water past the backflow preventer. In this case there will be a decrease in pressure already achieved in the lines simply by the backflow preventer is displaceable within the water pipe element.
  • the force against which the backflow preventer within the Water pipe element is displaceable can be realized for example be that the backflow preventer, which is a cylindrical outer casing can have, on its outside with coaxial grooves, in which Insert O-rings that hold the backflow preventer against the inside of the Seal the water pipe element. In this way it turns between the slidably mounted non-return valve, especially its O-ring / s and a frictional force on the inside of the water pipe element, which are used to dampen the displacement of the non-return valve can.
  • the backflow preventer in another embodiment, it is possible within the Water pipe element, for example at least one spring element to be arranged at which the backflow preventer has one end, for example the from the end of the water.
  • the backflow preventer can then in its closed position when shifting against the desired Water flow direction only shifted within the spring travel due to the usual spring characteristics, the spring, for example a compression spring, initially over a certain range constantly applies counteracting force, which with further compression of the Spring increased until the spring ultimately reached a maximum Collapse, forms a firm stop.
  • the backflow preventer has one Displacement that corresponds to the sum of both spring travel, the two Form springs with maximum compression in each case an end stop.
  • Such a spring can be placed on any within a water pipe element Way, for example by gluing, soldering, screwing, Clamps etc.
  • the slidably in the water pipe element arranged backflow preventer through the at least one spring element due to the force acting in the direction of flow to a fixed stop can be pressed, which is formed within the water pipe element, so that between the stop and the maximum compressed compression spring the maximum displacement of the slidably mounted non-return valve results within the water pipe element.
  • the water pipe element is given a finite extent, in particular a very compact design, in which the backflow preventer for example, is displaceable over a maximum range, which, for. B. the length of the non-return valve.
  • the backflow preventer at a shift against the water flow direction, in particular in its closed position, against one however, for example force generated by a spring, a flow of water against the Flow direction allows.
  • the reflux of the water can be influenced in such a way that how In a first alternative, the water only mentions the backflow preventer floats against the (spring) force in front of it, but is not able to Backflow preventer, whereas in a second alternative there is also the possibility that when a predefined one is reached Limit pressure to the water due to the construction also the possibility is granted after a shift of the backflow preventer by one predefined way to flow past the backflow preventer in order to reduce any pressure peaks.
  • the latter alternative can be implemented, for example, in such a way that the Backflow preventer after covering a certain displacement releases a bypass line through which the back-flowing water on the Backflow preventer based on the desired one The upstream side of the backflow preventer flows in the direction of flow.
  • a bypass channel is formed, one mouth opening is always on the upstream side of the backflow preventer, whereas a further opening of the bypass channel by moving the Backflow preventer open on the downstream side of the backflow preventer or is closed.
  • the opening of the bypass channel is closed his.
  • a closure can e.g. through an appropriate seal on the backflow preventer, which is via the opening of the bypass channel sets.
  • Such an embodiment can preferably be implemented in that the Cross section of an area of the inner wall of the water pipe element in which the backflow preventer is movable in the direction of the desired flow is tapered at least in a partial area.
  • the backflow preventer which is preferably completely cylindrical, can thus within the water pipe element like a piston in two different Sliding sections with different inner diameters, the Backflow preventer through the spring force in a first area with little Inner diameter / cross-section is pressed in between Backflow preventer and the inside of the water pipe element a very little play results.
  • the small gap between the backflow preventer and the inside of the water pipe element for example, by an O-ring arranged coaxially to the backflow preventer or be sealed by any other sealing element.
  • a sealing element for example an O-ring, be arranged on the backflow preventer.
  • This construction therefore creates a structure Water pipe element with backflow preventer, which is a standard commercially available e.g. cylindrical check valve itself Valve actuator or valve plate forms with which a water flow around the Backflow preventer around can be released or shut off, depending on which position of the non-return valve due to the application of force and a possibly flowing back water or builds up pressure.
  • a standard commercially available e.g. cylindrical check valve itself Valve actuator or valve plate forms with which a water flow around the Backflow preventer around can be released or shut off, depending on which position of the non-return valve due to the application of force and a possibly flowing back water or builds up pressure.
  • an inventive one Water pipe element with backflow preventer on existing Arranging piping systems results from the fact that the Water pipe element at its respective ends connecting areas, has in particular internal and / or external thread to a line that has a corresponding connection area to be connectable.
  • the water line elements according to the invention can be fashioned retrospectively to existing pipe systems, for example with imperial or metric threads.
  • An important field of application of the water pipe elements according to the invention are sanitary fittings with at least one water supply line. Unless it is is provided, a backflow preventer in a water supply line to arrange, a construction with a is preferred here Water pipe element and a movable according to the invention Backflow preventer used.
  • FIG. 1 shows a water pipe element 1 according to the invention, in the Inside a cylindrical check valve 2 is arranged, which is commercially in the Is commercially available and has a diameter of DN 10.
  • the backflow preventer is inside the water pipe element 1 slidably arranged and is in the illustrated embodiment by a Compression spring 3, which within the water pipe element 1 with a Clamping structure 4 is arranged, pressed against an end stop 5, which this means that the water pipe element 1 in the flow direction 8 to tapered towards the end.
  • a screen 6 is also attached to the clamping device 4 in order to prevent dirt particles from the water from continuing to enter the Line to be carried.
  • the water element 1 according to the invention has line elements on its two Both an internal thread 7a and an external thread 7b end.
  • the backflow preventer 2 In the area of the inflow side 12 of the backflow preventer 2 is coaxial cylindrical housing of the backflow preventer 2 an O-ring 9 arranged so that the housing of the backflow preventer 2 against the inside of the Water pipe element 1 is sealed and for example for incoming water gives no possibility through the gap 14 between Backflow preventer 2 and water pipe element 1 the backflow preventer 2 to flow around.
  • FIG. 2 shows this displacement of the backflow preventer 2 within the Water pipe element 1, which on the one hand alone due to the Shift a pressure reduction takes place and on the other hand the Backflow preventer 2 from a first section with less Cross section / inner diameter in a second section with a larger one Cross section of the inside of the water pipe element 1 is shifted.
  • the O-ring 9 detaches from the inside of the water pipe element 2, so that the seal is released and water flowing back through the gap 14 between backflow preventer 2 and water pipe element 1 flow past the backflow preventer 2 and thus into the upstream area 12 can reach.
  • FIG. 3 shows an enlarged view of the flow direction tapered area 13 within which the cross section of the inside of the Water pipe element 1 changed. This area can be even by means of a slope or also step-wise, depending on how that Sealing is constructed.
  • a region 13 is shown in which the cross section of the inside of the Water pipe element 1 from a large diameter to one in The direction of flow is significantly smaller in diameter over a slope rejuvenated. Within the area with the smaller diameter, this results between the backflow preventer 2 and the water pipe element 1 only one very small gap 14, which in the case when the backflow preventer through the Spring is pressed against the stop 5, from the coaxially arranged and around the backflow preventer 2 circumferential O-ring 9 is sealed.
  • the backflow preventer 2 goes due to a backflow or standing water volume in the closed position, so from one certain pressure that is able to overcome the spring force that Backflow preventer 2 released from the stop 5 and contrary to the original Flow direction shifted so that the O-ring 9 is different from the tapering area 13 and water flowing back through the gap 14 the pressure peak can flow past the tapering region 13 dismantle.
  • the backflow preventer can be a commercially available one act cylindrical backflow preventer in the form of a cartridge, the closing element of the backflow preventer e.g. also be spring loaded can and therefore without an inflow in the desired direction, i.e. at standing water passes into the closed position or remains in it.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wasserleitungselement (1) mit einem Rückflußverhinderer (2) wobei der Rückflußverhinderer (2) in (8) und entgegen (11) der Wasserströmungsrichtung (8) verschieblich im Wasserleitungselement (1) angeordnet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine sanitäre Armatur, in deren Zulaufleitungen erfindungsgemäße Wasserleitungselemente eingesetzt werden. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Wasserleitungselement mit wenigstens einem Rückflussverhinderer, insbesondere für Trinkwasserleitungen/-anlagen.
Es ist bekannt, in Wasserleitungen zur Gewährleistung einer Wasserströmung in nur einer Richtung Rückflussverhinderer, insbesondere Rückschlagventile, anzuordnen. Hierbei sind die Rückflussverhinderer ortsfest in den Wasserleitungen untergebracht.
Mit Rückflussverhinderern wird sichergestellt, dass der Wasserstrom selbst bei Druckschwankungen und auftretenden Unterdrücken in der entsprechenden Wasserleitung immer nur in einer Richtung ausgebildet ist. Die Anordnung eines Rückflussverhinderers innerhalb einer Wasserleitung ist beispielsweise dort von grosser Bedeutung, wo am Leitungsende das geförderte Wasser einer Verschmutzung unterliegt und es zu verhindern gilt, dass bei auftretenden Unterdrücken kontaminiertes Wasser zurück in die Versorgungsleitung strömen kann.
Zum Beispiel Rückflussverhinderer, deren Verschlusselement nicht federbeaufschlagt ist und die in Wasserleitungen eingesetzt werden können, haben system- und konstruktionsbedingt eine endliche Ansprechzeit, d.h. der Rückflussverhinderer benötigt eine endliche Zeit, um bei einer auftretenden Rückströmung des Wassers die Leitung zu verschliessen. Während dieser endlichen Verschlusszeit kann sich innerhalb der Wasserleitung ein zurückströmendes Volumen des Wassers mit erheblicher Geschwindigkeit einstellen, so dass beim Schliessen des Rückflussverhinderers die Bewegungsenergie des zurückströmenden Wassers im Rückflussverhinderer vernichtet und/oder reflektiert wird, was zu Druckschlägen in Leitungssystemen führt, da diese Energie des zurückströmenden Wassers über den Rückflussverhinderer auf die Leitung und die Leitung umgebende Konstruktionen abgeführt wird oder sich in Form einer Druckwelle durch die Leitungen fortpflanzt.
Derartige Druckschläge in Leitungssystemen können zu funktionalen Beeinträchtigungen oder sogar Zerstörungen der Rückflussverhinderer, der Leitungen und umgebender Anbauten führen. Beispielsweise können Undichtigkeiten auftreten.
Es ist weiterhin bekannt, bei sanitären Armaturen, insbesondere solchen, die einen Temperaturthermostaten und ein davon getrennt angeordnetes Mengenregulierund Absperrventil aufweisen, Rückflussverhinderer in den Zulaufleitungen der Kaltund Warmwasserzuläufe anzuordnen. Durch diese Rückflussverhinderer soll vermieden werden, dass bei geschlossener Wasserentnahme ein Überströmen zwischen Kalt- und Warmwasseranschlüssen stattfindet.
Hierbei ergibt sich das Problem, dass sich bei geschlossenen
Rückflussverhinderern und gleichzeitig geschlossener Wasserentnahme innerhalb der Armatur ein durch die Rückflussverhinderer und das geschlossene Mengenregulierventil abgeschlossenes Wasservolumen ergibt, aufgrund dessen sich bei einer Erwärmung und Ausdehnung, beispielsweise durch Restwärme im Armaturengehäuse, wegen der Inkompressibilität des Wassers erhebliche Drücke einstellen. So sind bei derartigen Konstruktionen Druckspitzen im Bereich von bis zu 70 bar gemessen worden, die zu einem Bersten der Leitungen oder zu einer Zerstörung der Armatur führen können.
Es ist weiterhin das Problem bekannt, dass bei elektronisch und sensorisch gesteuerten Armaturen, aufgrund der sehr schnellen Schliesscharakteristik des elektrisch betätigten Armaturenventils Druckspitzen in den Leitungen und den Armaturen auftreten.
Um derartige Probleme zu vermeiden, ist es im Stand der Technik beispielsweise aus der WO 00/47924 bekannt, Rückschlagventile mit einer Vorrichtung zum Ableiten eines sich aufbauenden Überdruckes auszustatten. Derartige Rückschlagventile haben den Nachteil, dass bis dato die bekannten Rückschlagventile ohne eine solche Überdruckableitung einer aufwendigen feinmechanischen Überarbeitung unterzogen werden müssen, um innerhalb des Schliesselementes, z.B. des Ventiltellers eines Rückschlagventiles ein weiteres Ventil auszubilden, welches bei Druckspitzen und geschlossenen Rückschlagventil die Ableitung des Überdruckes zulässt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Wasserleitungselement mit einem Rückflussverhinderer bereit zu stellen, um mit diesem trotz Einsatz eines kommerziell erhältlichen üblichen Rückflussverhinderers/Rückschlagventils ohne Druckkompensationsvorrichtung den Abbau von Druckspitzen und Druckschlägen in Leitungen auf konstruktiv einfache und kostengünstige Weise zu ermöglichen, ohne einen Eingriff oder eine konstruktive Änderung am Rückflussverhinderer selbst vornehmen zu müssen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Rückflussverhinderer in und entgegen der gewünschten normalen Wasserströmungsrichtung verschieblich in dem Wasserleitungselement angeordnet ist.
Bei einer derartigen Konstruktion kann auf die üblichen standardmässig erhältlichen Rückflussverhinderer zurückgegriffen werden, die in grossen Mengen und zu günstigen Preisen lagermässig im Handel verfügbar sind. Diese Rückflussverhinderer haben üblicherweise eine zylindrische Aussenform mit einem am Aussengehäuse angeordneten koaxialen O-Ring, um den Rückflussverhinderer in einem Leitungselement dicht einzusetzen.
Gegenüber der bisherigen festen Anordnung eines solchen Rückflussverhinderers z.B. in einem Wasserleitungselement ist das erfindungsgemässe
Wasserleitungselement dadurch ausgezeichnet, dass der Rückflussverhinderer längs der Wasserströmungsrichtung verschieblich in dem Element einliegt.
Die im Stand der Technik bekannten nachteiligen Fälle können bei einer derartigen erfindungsgemässen Konstruktion nicht auftreten, da beispielsweise bei einem sich einstellenden Rückfluss der Rückflussverhinderer aufgrund seiner endlichen Ansprechzeiten in die Schliessstellung übergeht, hierbei jedoch die kinetische Energie beispielsweise des zurückfliessenden Wassers nicht vollständig vom Rückflussverhinderer aufgenommen und aufgrund seiner Befestigung an die Leitung weitergegeben und/oder reflektiert wird. Vielmehr wird bei dem erfindungsgemässen Wasserleitungselement der Rückflussverhinderer nach dem Übergang in die Schliessstellung aufgrund der gegen ihn drückenden Flüssigkeitssäule zumindest in einem gewissen Teilbereich des Wasserleitungselementes in diesem verschoben bis der Rückflussverhinderer, beispielsweise aufgrund einer dämpfenden Kraft oder eines begrenzenden Anschlages, letztendlich zum Stillstand kommt.
Mit dieser Konstruktion kann verhindert werden, dass sich die Druckschläge in Wasserleitungen aufgrund ihrer enormen Kraftentfaltung negativ auf das Leitungssystem und darin angeschlossene Komponenten auswirkt.
Auch bei dem oben genannten Phänomen innerhalb sanitärer Armaturen mit Thermostaten und zwei Rückflussverhinderern in den Zulaufleitungen wirkt sich der Einsatz der erfindungsgemässen Wasserleitungselemente positiv aus, da bei einer Ausdehnung des abgeschlossenen Flüssigkeitsvolumens keinerlei Drücke mehr aufgebaut werden können, die zu einem Bersten der Leitungen oder zu einer Zerstörung der Kartuschen führen können, da die Rückflussverhinderer in den Zulaufleitungen aufgrund ihrer verschieblichen Anordnung dem sich aufbauenden Druck weichen, so dass durch die sodann einsetzende Verschiebung der Druck gezielt abgebaut werden kann.
In einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemässen Konstruktion sind Rückflussverhinderer und Wasserleitungselement derart ausgestaltet, dass der Rückflussverhinderer wenigstens bei Beaufschlagung durch Wasser in der gewünschten Strömungsrichtung an der Innenseite des Wasserleitungselementes dichtend anliegt, um ein Umströmen des Rückflussverhinderers zu vermeiden. Hierdurch wird gewährleistet, dass bei einem Strömen des Wassers in der vorgesehenen Strömungsrichtung das Wasser vollständig durch den Rückflussverhinderer durchtritt und nicht an dem Rückflussverhinderer vorbeiströmen kann.
Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass der Rückflussverhinderer auch bei einer Beaufschlagung durch Wasser entgegen der Strömungsrichtung, also wenn der Rückflussverhinderer in die Schliessstellung übergeht, dichtend an der Innenseite des Wasserelementes anliegt, um ebenfalls zu verhindern, dass zurückfliessendes Wasser an dem Rückflussverhinderer vorbeitritt. In diesem Fall wird ein Druckabbau in den Leitungen schon allein dadurch erreicht, dass der Rückflussverhinderer innerhalb des Wasserleitungselementes verschieblich ist.
In einer weiteren Alternative kann es vorgesehen sein, dass bei einem Rückfluss des Wassers und bei Verschlussstellung des Rückflussverhinderers dieser nach einem vordefinierten Verschiebeweg in dem Wasserleitungselement eine derartige Stellung einnimmt, dass zurückfliessendes Wasser trotz Verschlussstellung in einer geringen Menge an dem Rückflussverhinderer vorbeiströmen kann, um so einen überschüssigen Druck und die Zerstörung der Leitung zu vermeiden.
Bevorzugte Konstruktionen, die bei sämtlichen vorgenannten Alternativen eingesetzt werden können, ergeben sich dadurch, dass der Rückflussverhin derer bei einer geschlossenen Stellung entgegen der Wässerströmungsrichtung gegen eine Kraft verschieblich ist. Hierdurch wird erreicht, dass sich innerhalb des Wasserleitungselementes bei der zurückströmenden Wassersäule eine Dämpfung des Druckstosses bzw. ein Abbremsen der Wassersäule einstellt, was die Wassersäule aufgrund des kraftbeaufschlagten Rückflussverhinderers im Endeffekt zum Stillstand bringt, wobei die Dämpfung/Abbremsung der zurückströmenden Wassersäule eben gerade nicht abrupt, sondern allmählich erfolgt, so dass die in der Wassersäule enthaltene Energie auf sanfte Weise vernichtet wird und somit die Druckschläge/Druckstosse unterbleiben.
Die Kraft, gegen die der Rückflussverhinderer innerhalb des Wasserleitungselementes verschieblich ist, kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass der Rückflussverhinderer, der ein zylindrisches Aussengehäuse aufweisen kann, an seiner Aussenseite mit koaxialen Nuten versehen ist, in denen O-Ringe einliegen, die den Rückflussverhinderer gegen die Innenseite des Wasserleitungselementes abdichten. Auf diese Art und Weise stellt sich zwischen dem verschieblich gelagerten Rückflussverhinderer, insbesondere dessen O-Ring/en und der Innenseite des Wasserleitungselementes eine Reibungskraft ein, die für die Dämpfung der Verschiebung des Rückflussverhinderers genutzt werden kann.
In einer anderen Ausgestaltung ist es möglich, innerhalb des Wasserleitungselementes beispielsweise wenigstens ein Federelement anzuordnen, an dem der Rückflussverhinderer mit einem Ende, beispielsweise dem vom Wasser angeströmten Ende anliegt. Der Rückflussverhinderer kann sodann in seiner geschlossenen Stellung bei einer Verschiebung entgegen der gewünschten Wasserströmungsrichtung lediglich innnerhalb des Federweges verschoben werden, wobei aufgrund der üblichen Federcharakteristiken die Feder, beispielsweise eine Druckfeder, zunächst eine über einen gewissen Bereich konstant entgegenwirkende Kraft aufbringt, die sich bei weiterer Kompression der Feder erhöht, bis dass die Feder letztendlich bei einer maximalen Zusammenschiebung, einen festen Anschlag bildet.
Es ist auch möglich, den Rückflussverhinderer mit seinen beiden Enden jeweils an einem Federelement anliegen zu lassen. Der Rückflussverhinderer hat dann einen Verschiebeweg, der der Summe beider Federwege entspricht, wobei die beiden Federn in jeweils maximaler Stauchung einen Endanschlag bilden.
Eine derartige Feder kann innerhalb eines Wasserleitungselementes auf beliebige Art und Weise befestigt sein, beispielsweise durch Kleben, Löten, Schrauben, Klemmen etc.
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn der verschieblich in dem Wasserleitungselement angeordnete Rückflussverhinderer durch das wenigstens eine Federelement aufgrund der wirkenden Kraft in Strömungsrichtung an einen festen Anschlag anpressbar ist, der innerhalb des Wasserleitungselementes ausgebildet ist, so dass sich zwischen dem Anschlag und der maximal zusammengepressten Druckfeder der maximale Verschiebeweg des verschieblich gelagerten Rückflussverhinderers innerhalb des Wasserleitungselementes ergibt.
Durch die vorgenannten alternativen Ausführungen zur Begrenzung des maximalen Verschiebeweges erhält das Wasserleitungselement eine endliche Ausdehnung, insbesondere eine sehr kompakte Bauform, in der der Rückflussverhinderer beispielsweise über einen maximalen Bereich verschieblich ist, der z. B. der Länge des Rückflussverhinderers entspricht.
Bei den genannten Ausführungen des Wasserleitungselementes mit Rückflussverhinderer ist die Konstruktion derart, dass der Rückflussverhinderer bei einer Verschiebung entgegen der Wasserströmungsrichtung, also insbesondere in seiner geschlossenen Stellung, entgegen einer wie auch immer, beispielsweise durch eine Feder erzeugten Kraft, einen Fluss des Wassers entgegen der Strömungsrichtung ermöglicht.
Hierbei kann der Rückfluss des Wassers derart beeinflusst werden, dass wie erwähnt in einer ersten Alternative das Wasser den Rückflussverhinderer lediglich entgegen der (Feder-)Kraft vor sich hertreibt, nicht jedoch in der Lage ist, an dem Rückflussverhinderer vorbeizudringen, wohingegen in einer zweiten Alternative ebenfalls die Möglichkeit besteht, dass bei Erreichen eines vordefinierten Grenzdruckes dem Wasser aufgrund der Konstruktion auch die Möglichkeit eingeräumt wird, nach einer Verschiebung des Rückflussverhinderers um einen vordefinierten Weg an dem Rückflussverhinderer vorbeizuströmen, um somit eventuelle Druckspitzen abzubauen.
Letztgenannte Alternative kann beispielsweise derart realisiert sein, dass der Rückflussverhinderer nach dem Zurücklegen eines bestimmten Verschiebeweges eine Bypassleitung freigibt, durch die das zurückströmende Wasser an dem Rückflussverhinderer vorbei auf die bezogen auf die gewünschte Strömungsrichtung liegende Anströmseite des Rückflussverhinderers strömt.
Für diese Alternative kann beispielsweise in der Wandung des Wasserleitungselementes, in dem der Rückflussverhinderer verschieblich angeordnet ist, ein Bypasskanal ausgebildet sein, dessen eine Mündungsöffnung grundsätzlich auf der Anströmseite des Rückflussverhinderers liegt, wohingegen eine weitere Öffnung des Bypasskanales durch die Verschiebung des Rückflussverhinderers auf der Abströmseite des Rückflussverhinderers geöffnet oder geschlossen wird.
So kann beispielsweise in dem Fall, wo der Rückflussverhinderer bei einer Wasserbeaufschlagung in normaler Strömungsrichtung durch die Feder in einen Endanschlag gepresst wird, die Mündungsöffnung des Bypasskanales geschlossen sein. Ein derartiger Verschluss lässt sich z.B. durch eine entsprechende Dichtung am Rückflussverhinderer realisieren, die sich über die Öffnung des Bypasskanales legt. Wird nun der Rückflussverhinderer bei zurückströmendem Wasser und geschlossener Stellung gegen die Federkraft verschoben, so wird die Mündungsöffnung des Bypasskanales geöffnet, so dass das Wasser durch den Bypasskanal auf die Anströmseite des Rückflussverhinderers entweichen kann. Hierdurch ergibt sich auf der Abströmseite des Rückflussverhinderers ein Druckabbau, so dass dieser nach dem Druckabbau wiederum durch die Feder in den Endanschlag zurückgepresst wird.
In einer anderen alternativen Ausgestaltung kann es konstruktiv vorgesehen sein, dass das Wasser nach einer Verschiebung des Rückflussverhinderers entgegen der Strömungsrichtung den Rückflussverhinderer selbst vollständig umströmt, weil dieser sich aus einer Dichtposition (Abdichtung zwischen Rückflussverhinderer und Innenseite des Wasserleitungselementes) herausbewegt.
Eine derartige Ausgestaltung lässt sich bevorzugt dadurch realisieren, dass der Querschnitt eines Bereiches der Innenwand des Wasserleitungselementes, in dem der Rückflussverhinderer verschieblich ist, in Richtung der gewünschten Strömung zumindest in einem Teilbereich verjüngend ausgebildet ist.
Der Rückflussverhinderer, der bevorzugt vollständig zylindrisch ausgebildet ist, kann somit innerhalb des Wasserleitungselementes wie ein Kolben in zwei verschiedenen Teilbereichen mit unterschiedlichem Innendurchmesser gleiten, wobei der Rückflussverhinderer durch die Federkraft in einen ersten Bereich mit geringem Innendurchmesser/-querschnitt gepresst wird, in dem sich zwischen Rückflussverhinderer und der Innenseite des Wasserleitungselementes ein sehr geringes Spiel ergibt. In diesem ersten Teilbereich kann der geringe Spalt zwischen dem Rückflussverhinderer und der Innenseite des Wasserleitungselementes beispielsweise durch einen koaxial zum Rückflussverhinderer angeordneten O-Ring oder durch ein beliebiges anderes Dichtelement abgedichtet sein.
Durch das Zurückdrücken des Rückflussverhinderers bei einer Druckbeaufschlagung entgegen der Wasserströmungsrichtung gleitet der Rückflussverhinderer zumindest mit einem Teil seines Gehäuses aus diesem ersten Bereich mit geringem Spiel heraus und erreicht einen zweiten Bereich mit einem grösseren Querschnitt / Innendurchmesser, in dem sich ein grösseres Spiel zwischen dem Gehäuse des Rückflussverhinderers und der Innenseite des Wasserleitungselementes ergibt. In diesem Bereich kann ein an dem Rückflussverhinderer angeordneter O-Ring oder sonstiges Dichtelement nicht mehr an der Innenseite des Wasserleitungselementes anliegen, so dass hierdurch die Abdichtung zwischen Rückflussverhinderer und Innenseite aufgehoben wird und zurückströmendes Wasser an dem Rückflussverhinderer vorbeiströmen kann.
Auf diese Art und Weise ergibt sich eine Konstruktion, bei der der sich verjüngende Teilbereich des Wasserleitungselementes einen Ventilsitz bildet, an den der Rückflussverhinderer mit einem hieran angepassten Dichtbereich, insbesondere durch die Federkraft dichtend anlegbar ist.
In dem Dichtbereich kann wie erwähnt ein Dichtelement, beispielsweise ein O-Ring, an dem Rückflussverhinderer angeordnet sein.
Durch diese Konstruktion ergibt sich also ein Aufbau eines Wasserleitungselementes mit Rückflussverhinderer, bei dem ein standardmässig kommerziell erhältlicher z.B. zylindrischer Rückflussverhinderer selbst ein Ventilstellglied bzw. Ventilteller bildet, mit dem ein Wasserfluss um den Rückflussverhinderer herum freigegeben oder abgesperrt werden kann, je nachdem welche Stellung der Rückflussverhinderer aufgrund der Kraftbeaufschlagung und eines eventuell zurückströmenden Wassers oden aufgebauten Druckes einnimmt.
Eine besonders einfache Möglichkeit, ein erfindungsgemässes Wasserleitungselement mit Rückflussverhinderer an bestehenden Leitungssystemen anzuordnen, ergibt sich dadurch, dass das Wasserleitungselement an seinen jeweiligen Enden Verbindungsbereiche, insbesondere Innen- und/oder Aussengewinde aufweist, um mit einer Leitung, die einen entsprechenden Verbindungsbereich aufweist, verbindbar zu sein. Auf diese Art und Weise können die erfindungsgemässen Wasserleitungselemente nachträglich an bestehende Leitungssysteme, beispielsweise mit zölligen oder metrischen Gewinden angebracht werden.
Ein wichtiges Anwendungsfeld der erfindungsgemässen Wasserleitungselemente sind sanitäre Armaturen mit wenigstens einer Wasserzufuhrleitung. Sofern es vorgesehen ist, in einer Wasserzufuhrleitung einen Rückflussverhinderer anzuordnen, wird hier bevorzugt eine Konstruktion mit einem Wasserleitungselement und einem erfindungsgemässen verschieblichen Rückflussverhinderer verwendet.
So kann verhindert werden, dass sich zum einen Druckschläge in den Leitungen ergeben und sich zum anderen Druckspitzen aufgrund eines zwischen Rückflussverhinderer und Mischkartusche abgeschlossenen Wasservolumens ergeben.
Besonders bevorzugt ist der Einsatz bei sanitären Armaturen mit einem Thermostaten, der sowohl von einer Kalt- als auch von einer Warmwasserleitung gespeist wird, um Mischwasser zu bereiten, welches erst in einer nachgeordneten Mengenregulierkartusche abgesperrt wird. Hier ist es Aufgabe von jeweils in der Kalt- und Warmwasserzuleitung angeordneten Rückflussverhinderern, ein Überströmen zwischen kaltem und warmen Wasser zu vermeiden. Auch hier kann durch den Einsatz erfindungsgemässer Wasserleitungselementen mit Rückflussverhinderer das Auftreten von Druckschlägen und Druckspitzen vermieden werden.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den nachfolgenden Figuren dargestellt.
Es zeigen:
Figur 1:
Ein erfindungsgemässes Wasserleitungselement mit einem Rückflussverhinderer, der in Strömungsrichtung durch eine Feder an einen Anschlag gepresst wird.
Figur 2:
Ein Rückflussverhinderer, der aufgrund zurückströmenden Wassers aus seinem Endanschlag in der geschlossenen Stellung gegen die Feder verschoben ist.
Figur 3
Die Detailansicht des sich verjüngenden Bereiches an der Innenseite des Wasserleitungselementes innerhalb des Verschiebeweges des Rückflussverhinderers mit der Konstruktion einer Dichtung.
Die Figur 1 zeigt ein erfindungsgemässes Wasserleitungselement 1, in dessen Inneren ein zylindrischer Rückflussverhinderer 2 angeordnet ist, der kommerziell im Handel erhältlich ist und einen Durchmesser der Normweite DN 10 aufweist.
Der Rückflussverhinderer ist innerhalb des Wasserleitungselementes 1 verschieblich angeordnet und wird im dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine Druckfeder 3, die innerhalb des Wasserleitungselementes 1 mit einer Klemmkonstruktion 4 angeordnet ist, gegen einen Endanschlag 5 gedrückt, der sich dadurch ergibt, dass sich das Wasserleitungselement 1 in Strömungsrichtung 8 zu seinem Ende hin stufenartig verjüngt.
An der Klemmvorrichtung 4 ist des weiteren ein Sieb 6 angebracht, um zu verhindern, dass durch das Wasser eingetragene Schmutzpartikel weiterhin in der Leitung mitgeführt werden. Zum Einbau oder Anbau an bestehende Leitungselemente weist das erfindungsgemässe Wasserelement 1 an seinen beiden Enden sowohl ein Innengewinde 7a als auch ein Aussengewinde 7b auf.
In der Figur 1 wird das Wasserleitungselement 1 in Pfeillrichtung 8 mit einem Wasser, beispielsweise mit Wasser, beaufschlagt, so dass der Rückflussverhinderer 2 aufgrund der wirkenden Kräfte, insbesondere der Kraft durch die Feder 3 gegen den Endanschlag 5 gedrückt wird und hierbei geöffnet ist, so dass das Wasser in der normalen Strömungsrichtung 8 den Rückflussverhinderer 2 durchströmen kann.
Im Bereich der Anströmseite 12 des Rückflussverhinderers 2 ist koaxial am zylindrischen Gehäuse des Rückflussverhinderers 2 ein O-Rring 9 angeordnet, so dass das Gehäuse des Rückflussverhinderers 2 gegen die Innenseite des Wasserleitungselementes 1 gedichtet ist und sich beispielsweise für das anströmende Wasser keine Möglichkeit ergibt, durch den Spalt 14 zwischen Rückflussverhinderer 2 und Wasserleitungselement 1 den Rückflussverhinderer 2 zu umströmen.
Wenn sich nun auf der Abströmseite 10 ein Überdruck aufbaut und der Rückflussverhinderer 2 in geschlossener Stellung ist, wird dieser ab einem bestimmten Druck, der insbesondere durch die Auswahl der Feder 3 einstellbar ist, gegen die Kraft der Feder 3 von dem Endanschlag 5 aus, in Pfeilrichtung 11 und damit entgegen der normalen Strömungsrichtung verschoben.
Die Figur 2 zeigt diese Verschiebung des Rückflussverhinderers 2 innerhalb des Wasserleitungselementes 1, wodurch zum einen schon allein aufgrund der Verschiebung ein Druckabbau stattfindet und zum anderen der Rückflussverhinderer 2 aus einem ersten Teilbereich mit geringerem Querschnitt/Innendurchmesser in einen zweiten Teilbereich mit einem grösseren Querschnitt der Innenseite des Wasserleitungselementes 1 verschoben wird.
Durch die Verschiebung des Rückflussverhinderers 2 in den Bereich mit grösserem Querschnitt löst sich der O-Ring 9 von der Innenseite des Wasserleitungselementes 2, so dass die Abdichtung aufgehoben wird und zurückströmendes Wasser durch den Spalt 14 zwischen Rückflussverhinderer 2 und Wasserleitungselement 1 an dem Rückflussverhinderer 2 vorbeiströmen und so in den anströmseitigen Bereich 12 gelangen kann.
Hierdurch ergibt sich ein Druckabbau im Bereich 10, so dass im Anschluss an den Druckabbau der Rückflussverhinderer 2 wiederum an den Endanschlag 5 gepresst wird, wie es die Figur 1 zeigt.
Die Figur 3 zeigt in vergrösserter Darstellung den sich in Strömungsrichtung verjüngenden Bereich 13, innerhalb dessen sich der Querschnitt der Innenseite des Wasserleitungselementes 1 verändert. Dieser Bereich kann sich gleichmässig mittels einer Schräge oder auch stufenförmig verändern, je nachdem wie die Abdichtung konstruiert ist.
Dargestellt ist ein Bereich 13, in dem sich der Querschnitt der Innenseite des Wasserleitungselementes 1 von einem grossen Durchmesser auf einen in Strömungsrichtung liegenden deutlich geringeren Durchmesser über eine Schräge verjüngt. Innerhalb des Bereiches mit dem geringeren Durchmesser ergibt sich zwischen dem Rückflussverhinderer 2 und dem Wasserleitungselement 1 nur ein sehr geringer Spalt 14, der in dem Fall, wenn der Rückflussverhinderer durch die Feder gegen den Anschlag 5 gepresst wird, von dem koaxial angeordneten und um den Rückflussverhinderer 2 umlaufenden O-Ring 9 abgedichtet wird.
Geht nun der Rückflussverhinderer 2 aufgrund eines zurückfliessenden oder stehenden Wasservolumens in die geschlossene Stellung, so wird ab einem bestimmten Druck, der in der Lage ist die Federkraft zu überwinden, der Rückflussverhinderer 2 vom Anschlag 5 gelöst und entgegen der ursprünglichen Strömungsrichtung verschoben, so dass sich der O-Ring 9 von dem sich verjüngenden Bereich 13 abhebt und zurückströmendes Wasser durch den Spalt 14 an dem verjüngenden Bereich 13 vorbeiströmen kann um so die Druckspitze abzubauen.
Bei dem Rückflussverhinderer kann es sich um einen kommerziell erhältlichen zylindrisch ausgebildeten Rückflussverhinderer in Form einer Patrone handeln, wobei das Schliesselement des Rückflussverhinderers z.B. auch federbelastet sein kann und somit ohne eine Anströmung in der gewünschten Richtung, d.h. bei stehendem Wasser in die geschlossene Stellung übergeht oder in dieser verbleibt.
Mit der dargestellten Konstruktion können bei Einsatz standardmässig erhältlicher z.B. zylindrisch ausgeformter Rückflussverhinderer Wasserleitungselemente ausgebildet werden, die eine Überdruckableitung und die Vermeidung von Druckschlägen auf einfache Art und Weise ohne eine Modifikation der Mechanik der Rückflussverhinderer ermöglichen.

Claims (13)

  1. Wasserleitungselement mit einem Rückflußverhinderer dadurch gekennzeichnet, daß der Rückflußverhinderer (2) in (8) und entgegen (11) der Wasserströmungsrichtung (8) verschieblich im Wasserleitungselement (1) angeordnet ist.
  2. Wasserleitungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückflußverhinderer (2) wenigstens bei Beaufschlagung durch Wasser in Strömungsrichtung (8) an der Innenseite (15) des Wasserleitungselements (1) dichtend anliegt, um ein Umströmen des Rückflußverhinderers (2) zu vermeiden.
  3. Wasserleitungselement nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei geschlossenem Rückflußverhinderer (2) dieser entgegen (11) der Wasserströmungsrichtung (8) gegen eine Kraft verschieblich ist.
  4. Wasserleitungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft von einem im Wasserleitungselement (1) angeordneten Federelement (3) erzeugt wird, an dem der Rückflußverhinderer (2) anliegt.
  5. Wasserleitungselement nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückflußverhinderer (2) durch das Federelement (3) an einen Anschlag (5) im Wasserleitungselement (1) pressbar ist.
  6. Wasserleitungselement nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückflußverhinderer (2) bei einer Verschiebung entgegen (11) der Wasserströmungsrichtung (8), insbesondere in geschlossener Stellung entgegen der Federkraft, einen Fluß des Wassers entgegen (11) der Strömungsrichtung (8) ermöglicht.
  7. Wasserleitungselement nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückflußverhinderer (2) bei einer Verschiebung entgegen (11) der Wasserströmungsrichtung (8) einen Bypass freigibt.
  8. Wasserleitungselement nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser nach einer Verschiebung des Rückflußverhinderers (2) entgegen (11) der Strömungsrichtung (8) den Rückflußverhinderer (2) umströmt.
  9. Wasserleitungselement nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Innenwand (15) des Wasserleitungselementes (1), in dem der Rückflußverhinderer (2) verschieblich ist, in Strömungsrichtung (8) zumindest in einem Teilbereich (13) sich verjüngt.
  10. Wasserleitungselement nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der sich verjüngende Teilbereich (13) des Wasserleitungselementes (1) einen Ventilsitz (13) bildet, an den der Rückflußverhinderer (2) mit einem hieran angepaßten Dichtbereich, insbesondere durch die Federkraft, dichtend anlegbar ist.
  11. Wasserleitungselement nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Dichtbereich ein Dichtelement (9), insbesondere ein O-Ring (9) am Rückflußverhinderer (2) angeordnet ist.
  12. Wasserleitungselement nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es an seinen Enden Verbindungsbereiche, insbesondere Innen- (7a) und/oder Außengewinde (7b) aufweist, um mit einer Leitung verbindbar zu sein.
  13. Sanitäre Armatur, mit wenigstens einer Wasserzufuhrleitung dadurch gekennzeichnet, daß in/an einer Wasserzufuhrleitung ein Wasserleitungselement (1) nach einem der vorherigen Ansprüche angeordnet ist.
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