DE2930819A1

DE2930819A1 - Vorrichtung zur verhinderung des rueckflusses von wasser von einer verbrauchsstelle in eine wasserversorgungsleitung

Info

Publication number: DE2930819A1
Application number: DE19792930819
Authority: DE
Inventors: Bernard B Becker; John K Bowman; Cyril A Randall
Original assignee: Amtrol Inc
Current assignee: Amtrol Inc
Priority date: 1979-07-30
Filing date: 1979-07-30
Publication date: 1981-02-05
Also published as: DE2930819C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verhinderung des
Rückflusses von Wasser in einer Leitung.
Rückströmverhinderer sind in allen Trinkwasserversorgungsleitungen erforderlich, bei denen die Möglichkeit eines Rückflusses in die Versorgungsleitung aufgrund wechselnder Druckverhältnisse in der Versorgungs- und Ausgangsleitung besteht.
Derzeitig verwendete Rückflußverhinderer weisen allgemein zwei derart in Reihe angeordnete Sperrventile auf, daß Wasser mit genügendem Druck in der Versorgungslei~iig die Ventile öffnet und daher das Wasser frei zu den Auslaßrohren strömen kann. Es ist auch bekannt, in den Durchgang zwischen die Sperrventile ein Entlastungsventil einzuschalten, das sich automatisch öffnet, wenn eine Strömung in Rückwärtsrichtung aufgrund eines Druckabfalls in der Versorgungsleitung auftritt oder ein Versagen eines oder beider Sperrventile mit der Folge eintritt, daß der höhere Ausgangsleitungsdruck nicht mehr gehalten werden kann. Bei geöffnetem Entlastungsventil wird jegliches'verunreinigte oder vergiftete Wasser, das das stromabwärtige Sperrventil in Rückwärtsrichtung passiert, an die Atmosphäre abgelassen, so daß der Eintritt in die Versorgungsleitung verhindert wird.
Folgende US-Patentschriften zeigen ditsen Stand der Technik: 2 389 413; 2 503 4i4; 3 448 763; 3 636 968; 3 747 621; 4 054 153; 4 129 14; 2 706 488 und 4 090 527.
E Ein Ziel der Erfindung besteht darin, einen verbesserten Rückströmverhinderer zu schaffen, der den Druckabfall zwischen dem Einlaß und dem Auslaß auf ein Minimum bringt und dadurch einen höheren Strömungsdurchsatz bei gegebener Ventilgröße gestattet. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen einfacher aufgebauten Rückströmverhinderer zu schaffen, der die Wartung erleichtert. Noch ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen verbesserten Rückströmverhinderer zu schaffen, der in der Rohrleitung Sperrventile mit einem oder mehreren abnehmbaren Gehäuseteilen aufweist. Ein weiteres Ziel besteht darin, einen verbesserten Rohrleitungs-Rückströmverhinderel zu schaffen, der verglichen mit herkömmlichen Vorrichtungen eine kleinere Bauform aufweist, bei dem ferner die Einsetzung und Entfernung der Sperrventile aus der ZenLralkammer über eine Gehäuseöffnung möglich ist und der Befestigungseinrichtungen für die Sperrventile aufweist, die in der Zentralkammer gelegen sind. Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich für den Fachmann aus der nachfolgenden Bescllreibun.
Die Ziele und Vorteile der Erfindung werden durch das Gerät und die erfindungsgemäßen Verfahren erreicht.
Die Erfindung ist eine Verbesserung der Vorrichtungen des Standes der Technik, da sie einen Rückflußverhinderer schafft, der den Druckabfall zwischen dem Einlaß und dem Auslaß auf ein Minimum bringt, so daß bei einer gegebenen Ventilgröße ein höherer Strömungsdurchsatz möglich ist. Gleichzeitig wird durch die Erfindung ein einfacherer Aufbau geschaffen, der die Wartung vereinfacht und die Gebrauchsdauer vor dem Eintreten von Fehlfunktionen verlängert. Der Druckabfall im Rückflußverhinderer wird durch Schaffung eines geradlinigen Durchströmungspfades auf ein Minimum gebracht, während im Gegensatz hierzu bei bekannten Rückströmverhinderern ein gewundener Pfad vorliegt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist koaxial zueinander ausgerichtete Einlaß- und Auslaß öffnungen und einen geradlinigen Durchströmungspfad auf, wobei ein Paar von Sperrventilen im Strömungspfad angeordnet ist. Beide Sperrventile öffnen sich in Richtung der Fluidströmung und sind in eine normalerweise geschlossene Position federvorgespannt. Das Gehäuse des Rohrleitungs-ückströmverhinderers weist ein abnehmbares Oberteil auf, das im abgenommenen Zustand die Herausnahme beider Sperrventilanordnungen zur Wartung und Untersuchung ermöglicht, ohne daß dabei das Gehäuse von der Wasserleitung abgenommen werden müßte und das Entlastungsventil angetastet wird. Die Halteeinrichtung für die herausnehmbaren Sperrventile ist innen in einer Zentralkammer des Gehäuses angeordnet. Die jeweiligen Ventilanordnungen sind derart ausgebildet, daß sie eine fehlerhafte Montage im Gehäuse unterbinden.
Bei einer Fehlfunktion eines oder beider Sperrventile entläßt eine zwischen den SperrvenLilen vorgesehene Entlastungsventilanordnung Wasser an die Atmosphärq, so daß es nicht in die WasserversorgmgReitung eindringen kann. Das Entlastungsventil ist mit einer flexiblen Membran verbunden und von dieser betätigt. Die Membran arbeitet ihrerseits aufgrund des Druckunterschieds zwischen dem Einlaßversorgungsdruck und dem Druck in der Zentralkammer, so daß beim Absinken des Druckunterschieds unter einen vorbestimmten Wert, was eine mögliche Rückflußsituation anzeigt, die Membran das Entlastungsventil öffnet und dadurch der Eintritt von Wasser in die ersorgungsleitung unterbunden wird.
Sowohl bei statischen (keine Strömung) und dynamischen (normale Strömung) Betriebsbedingungen des Rückströmverhinderungsventils werden beträchtliche Kräfte auf die Sperrventilanordnungen ausgeübt. Damit die Sperrventilanordnung stationär bleibt, muß diesen Kräften durch Kräfte entgegengewirkt werden, die durch Halteeinrichtungen über den Ventilkörper'auf die Sperrventilanordnung einwirken. Um eine Vorstellung von der Größe dieser Kräfte zu haben, wird ein Rückflußverhinderungsventil mit 3" betrachtet, das an seiner Ausgangsseite einem Druck von etwa 10,24 Bar (150 psi) und an seiner Einlaßseite einem Druck von 0 Einheiten ausgesetzt ist.(Dies ist eine potentielle Rückströmbedingung, gegen die das erfindungsgemäße Ventil speziell schützen soll.) Wenn man annimmt, daß der Dichtungsdurchmesser der 3 -Rückflußverhinderer-Auslaßsperrventilanordnung etwa 9,83cm beträgt, dann ist eine Fläche von etwa 75,81 cm2 dem Druck von 10,34 Bar ausgesetzt. Die auf das Auslaßsperrventil ausgeübte Kraft, der durch Aie Sperrventil-Halteeinrichtung entgegengewirt werden muß, beträgt dabei 798,32 kp.
Die in der Fig. 2 der Patentanmeldung P 28S54 003.6 dargestellte Halteeinrichtung weist einen durch die Gehäusewand geschraubten Stift auf; sie reicht nicht aus, um die Sperrventilanordnung dauerhaft stationär zu» halten. Unter Lastbedingungen können zwei bestimmte Bewegungen der Sperrventilanordnung auftreten. Das Sperrventilmaterial, das in Linienkontakt mit der Halteeinrichtung (einem eingeschraubten Stift) steht, wurde überlastet, gab daher nach und erlaubte der Ventilanordnung, sich in Richtung zur zentralen Ventilkörperkammer zu bewegen. Überdies wurde die Sperrventilanordnung zwangsweise gedreht (gespannt) und zwar unter der Einwirkung der äquivalenten Druckkraft, die auf die Mittellinie des Ventils ausgeübt wurde und die Haltekräfte, die auf den Umfang des Ventils angreifen. Aufgrund dieses Drehmomecs bzw. Kräftepaars drehte sich die gesamte Ventilanordnung und die diametral gegenüberliegend zur Halteeinrichtung (Stift) gelegene Sektion des Dichtungs-O-Rings wurde aus der Bohrung des Körpers herausgestoßen, so daß sie nicht mehr als Abdichtung wirken konnte.
Um diesen Zuständen abzuhelfen, wurde eine Halteeinrichtung entworfen, die den Ventilaufbau über einen Großteil seines Umfangs (ungefähr 3000) hält. Der erfindungsgemäß bevorzugt verwendete Haltering bietet eine beträchtliche Lagerfläche zwischen sich und dem Sperrventilaufbau und zwischen sich und dem Ventilkörper. Der Zustand hoher Beanspruchung, wie er zwischen dem Haltestift und der Nut des Sperrventilaufbaus auftritt, ist beseitigt. Die Abstützung durch den Ring ist symmetrisch, so daß überdies eine Verdrehung oder Rotation der Sperrventilanordnung unter der Bedingung eines stromabwärtigen Drucks beseitigt wird. Auf diese Weise wird die Zuverlässigkeit der Sperrventilanordnung als Dichtelement durch Verwendung des Rings als Halteeinrichtung beträchtlich erhöht.
Der innen angeordnete Haltering hat beträchtliche Herstellungsvorteile im Vergleich zu dem früheren, äußerlich angeordneten Haltestift. Eine Nut in dem Ventilkörper, in welche der Haltering paßt, kann während des gleichen Arbeitsvorgangs durch maschinelle Bearbeitung hergestellt werden, bei dem auch die die Sperrventilanordnung aufnehmende Bohrung fertiggestellt wird. Dadurch wird die Notwendigkeit beseitigt, das passende Loch für den Haltestift zu bohren, gegenzubohren, und mit einem Gewinde zu versehen. Die Anordnung im Inneren verhindert auch eine zufällige oder absichtliche Beeinflussung.
Der Ring als Halteeinrichtung weist im Vergleich zu dem Stift auch den Vorteil auf, daß er wartungsfreundlich ist (leicht entfernbar). Der Stift und das Loch im Körper, in das er eingeschraubt ist, stehen in fortwährender Berührung mit Wasser und deshalb tritt leicht Korrosion auf. Dies führt dazu, daß der Stift nach einem gewissen Zeitablauf schwer zu entfernen ist. Der Haltering andererseits liegt in einem leichter zugänglichen Bereich, ist nicht so eng eingepaßt wie ein Stift, kann mit einer Zange und einem Schraubenzieher gehandhabt werden und kann daher leicht entfernt werden, sogar nachdem Korrosion aufgetreten ist. Wartungsarbeiten können daher beträchtlich leichter ausgeführt werden.
Schließlich hat der Ring als Halteeinrichtung im Vergleich zu dem Haltestift den Vorteil höherer Verläßlichkeit, da ein potentieller Leckpfad zwischen der Auslaßkammer und der Zetralkammer und zwischen der Zentralkammer und der Einlaßkaiser über das Stiftgewinde und den kurzen Dichtungsabstand zwischen de Stiftschraubenkopf und der Zentralkammer durch Verwendung eines Halteringes beseitigt sind.
Der bevorzugte Sperrventilsitz und die bevorzugte Sperrventilanordnungs-Halteeinrichtung gemäß der Erfindung umfaßt einen Sperrventilsitz, um dessen äußeren Umfang herum ein kreisförmiger Flansch angeordnet ist, dessen Durchmesser größer ist als der Sitzdurchmesser auf dem das Dichtungsglied (beispielsweise ein O-Ring) angeordnet ist. Die Bohrung im Ventilgehäuse, di den Sperrventilaufbau aufnimmt, weist zwei Durchmesser auf. Der kleinere Durchmesser steht in Berührung mit dem Dichtglied am Sperrventilsitz. Der größere Durchmesser ist größer als der Durchmesser des Sperrventilsitzflansches.
Die durch den Durchmesserwechsel in der Ventilgehäusebohrang gebildet Schulter begrenzt zusammen mit dem Anschlagflansch am Sperrventil die Einwärtsposition der Sperrventilanordnungen innerhalb des Ventilgehäuses. Der Abschnitt größeren Durchmessers der Ventilgehäusebohrung enthält eine konzentrische Nut, die sich von der Schulter am Übergang zum kleineren Bohrungsdurchmesser nach rückwärts zum Zentralhohlraum des Gehäuses erstreckt. Die Breite dieser Nut, die zwar geringer ist als die Breite der Bohrung mit großem Durchmesser, ist ausreichend, um die Sperrventil-Flanschbreite und überdies die Breite eines herausnehmbaren Haltegliedes aufzunehmen.
Gehäusematerial, welches an der Seite der Nut verbleibt, die entgegengesetzt zu der liegt, welche am Sitzflansch anstößt, verhindert eine axiale Bewegung der Sperrventilanordnung nachdem der Sicherungsring in die Nut eingeführt ist. Das Halteglied besteht vorzugsweise aus t einem Drahtring mit quadratischem Querschnitt, der sich um den Hauptteil der Innenseite der Nut herum erstreckt, um eine verhältnismäßig großeKontaktfläche zu bieten. Die Enden dieses Ringes erstrecken sich auswärts in die Sperrventilkammer, um die Herausnahme des Ringes zu ermöglichen. Ein Raum zwischen den wegragenden Enden des Ringes ist dazu vorgesehen, die Enden zusammenzudrücken, um zur Abnahme den Durchmesser des Ringes zu vermindern. Ein Segment des vorstehend genannten Gehäusematerials zwischen der Seite der Nut und den Sperrventilkammern ist entfernt, um einen Raum für die wegraqenden Enden des Halteglieds zu schaffen.
Obwohl das Halteglied bevorzugt ein Ring mit viereckigem bzw.
quadratischem Querschnitt ist, könnte auch irgendein Glied vom expandierenden Typ verwendet werden, welches in die erwähnte Nut eingepaßt werden kann.
Die Erfindung betrifft also eine Rückströmverhinderungsvorrichtung, die das Rückströmen von Wasser von einer Verbrauchsstelle in ein WasserversorgUngSystem verhindert. Die Vorrichtung weist ein Gehäuse mit koaxial zueinander ausgerichteten Einlaß- und Auslaßöffnungen auf und enthält koaxial zueinander ausgerichtete Einlaß- und Auslaß-Sperrventile. Die koaxiale Ausrichtung der Einlaß- und Auslaßöffnungen und der Einlaß-und Auslaß-Sperrventile dient dazu, den Druckabfall durch die Vorrichtung auf ein Minimum zu bringen. Zwischen dem Einlaß- und Auslaßventil ist ein membranbetätigtes Entlastungsventil angeordnet, welches sich öffnet, um den Durchgang zwischen den Sperrventilen mit einem Auslaß zu versehen, für den Fall, daß die Sperrventile eine Fehlfunktion aufweisen oder daß ein Druckabfall im Versorgungsleitungsdruck ausreichend groß ist, um ein tatsächliches oder mögliches Rückströmen zur Versorgungsleitung zu verursachen. Die intern ngeordneten Einlaß- und Auslaßsperrventile sind jeweils herlosnehmbar durch innen angeordnete H<lteringe an ihrem Platz festgelegt.
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt: Fig. 1 eine Draufsicht des erfindungsgemäßen Rückströmverhinderers; Fig. 2 eine Längsschnittdarstellung des Rückstrmverhinderers der Fig. 1 entlang der Linien A-A; Fig. 3 einen Querschnitt des Rückströmverhinderers der Fig. 1 entlang der Linien B-B; Fig. 4 eine Teilschnittansicht des Rückströmverhinderers der Fig. 1 entlang der Linien C-C; Fig. 5 eine Längsschnittansicht des Rückströmverhinderers der Fig. 1, wobei einer der Schnapp-(Sicherungs-) Ringe und eine der Sperrventilanordnungen in Abnahme-(oder Einsetz-)Position dargestellt sind; und Fig. 6 eine Längsschnittansicht eines weiteren Rückströmverhinderers gemäß der Erfindung.
In den Fig. 1 bis 5 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das gewöhnlich bei einem Wasserrohr oder ähnlichem mit einem Durchmesser im Bereich bis zu etwa einem Zoll verwendet wird. Die Fig. 6 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, das gewöhnlich bei einem Wasserrohr und ähnlichem mit einem Durchmesser von 2 oder mehr Zoll verwendet wird (1" = 2,54 cm).
Das in der Fig. 1 bis 5 dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Rückströmverhinderers umfaßt ein Gehäuse 10 mit einem Einlaß 12 und einem Auslaß 14, sowie einem Deckel 16.
Der Deckel 16 ist am Gehäuse 10 abnehmbar durch Bolzen 18 gehalten. Der Einlaß 12 und der Auslaß 14 weisen bei 20 und 22 jeweils ein Innengewinde zum Eingriff mit Einlaß- und Auslaßanschlußstücken 24 und 26 auf. Diese Anschlußstücke 24 und 26 können in den Einlaß 12 bzw. den Auslaß 14 eingeschraubt werden, um die Verbindung des Gehäuses mit Einlaß-und Auslaßrohren (nicht gezeigt) geeigneten Durchmesser zu ermöglichen. Die genaue Größe der Anschlußstücke 24 und 26 hängL natüriich von der jeweiligen Anlage ab, in welcher der Rückflußverhinderer verwendet wird. O-Ringe 23 und 25 schaffen die erforderliche wasserdichte Abdichtung zwischen den Umfängen des Einlasses 12 und dem Einlaß-Anschlußstück 24 bzw. dem Auslaß 14 und dem Auslaß-Anschlußstück 26.
Im Inneren des Gehäuses 10 sind eine Einlaßkammer 28, eine Zentralkaitituer (Hohlraum) 30 und eine Auslaßkammer 32 gebildet.
Die Einlaßkammer 28 ist von der Zentralkammer 30 durch eine Sperrventilanordnung 34 getrennt und die Zentralkammer 30 ist von der Auslaßkammer 32 durch eine Sperrventilanordnung 36 getrennt. Wie am besten in den Fig. 1 und 2 zu sehen ist, sind die drei Kammern 28, 30 und 32 koaxial ausgerichtet und wenn die Sperrventilanordnungen 34 und 36 geöffnet sind bilden sie einen geraden Durchflußpfad für das Wasser. Die Vermeidung eines gewundenen Strömungspfades, wie er bei herkömmlichen Rückströmverhinderern vorliegt, dient dazu, den Druckabfall zwischen dem Einlaß und dem Auslaß auf ein Minimum zu bringen und ermöglicht einen höheren Strömungsdurchsatz bei gegebener Ventilgröße. Auf diese Weise kann bei einem gegebenen Einlaßdruck ein höherer Auslaßdruck aufrecht erhalten werden.
Ein Ventilsitz 38 ist durch einen inneren Rand (Anschlagflansch) 39 des Ventilsitzes 38 und durch einen Sicherungsring 41 (Haltevorrichtung) lösbar auf einem Vorsprung 42 gehalten. Der Rand 39 und der Sicherungsring 41 passen eng in die Nut 19 des Vorsprungs 42 und sind durch den inneren Rand 21 darin gehalten.
Der kleine Durchmesser der Gehäusebohrung (welcher den Vorsprung 42 bildet) und die angrenzende Schulter in der Nut 19 begrenzen zusammen mit dem Anschlagflansch 39 die Position der Sperrventilanordnung 34. Die Fig. 3 zeigt eine Öffnung oder Ausnehmung 1 5 im oberen Teil des inneren Randes 21, die derart angeordnet ist, daß die nach außen ragenden Greiffinger 180 des Sicherungsringes 41 sich ausdehnen können, um die Sperrventilanordnung 34 an ihrem Platz zu halten. Die Ausnehmung 15 bietet auch Raum für das Zusammendrücken der Greiffinger 180,so daß der Sicherungsring 41 aus der Nut 19 herausgenonmen werden kann. rher Rand bzw. die Leiste 21 ist durch Material der Gehäusebohrung mit großem Durchmesser gebildet, nachdem die Nut 19 (beispiel.weise durch maschinelle Bearbeitung) geformt worden ist. Der O-Ring 54 (Sperrventilsitz-Dichtglied) bewirkt die erforderliche wasserdichLe Abdichtung zwischen den Umfängen des Ventilsitzes 38 und dem Vorsprung 42.
Der Ventil sitz 40 ist auf dem Vorsprung 44 durch den inneren Rand bzw. die Leiste 43 (Anschlagflansch) des Ventilsitzes 40 und durch einen Sicherungsring 45 lösbar gehalten. Die Leiste 43 und der Sicherungsring 45 passen eng in die Nut 11 des Vorsprungs 44 und sind darin durch die innere Leiste 13 gehalten. Eine öffnung oder Ausnehmung 17 ist derart im oberen Teil der Leiste 13 angeordnet, daß sich die nach außen ragenden Greiffinger 182 eines Sicherungs-(Schnapp-) Rings 45 ausdehnen können, um die Sperrventilanordnung 36 an ihrem Platz zu halten. Die Ausnehmung bzw. der Ausbruch 17 bietet auch Raum für das Zusammendrücken der Greiffinger 182, so daß der Sicherungsring 45 aus der Nut 11 herausgenommen werden kann; dies ermöglicht dann, daß das Sperrventil 36, wie in der Fig. 5 gezeigt ist, leicht entfernt werden kann.
Das Einsetzen des Sperrventils 34 erfolgt nach dem umgekehrten Verfahren der Fig. 5. (Der Ausbruch bzw. die Ausnehmung 17 bedeutet, daß Material 13 der Gehäusebohrung mit großem Durchmesser entfernt ist, damit die Enden 182 in die zentrale Kammer 30 hineinragen können.) Ein O-Ring 56 (Sperrventilsitz-Dichtglied) bewirkt die erforderliche wasserdichte Abdichtung zwischen den Umfängen des Ventilsitzes 40 und dem Vorsprung 44.
Der Ventilsitz 38 weist eine Vielzahl von umfangsmäßig beabstandeten, radial einwärts ragenden Stegen 5 auf, welche ein Ventilführungsglied 60 abstützen. Es kann irgendeine Anzahl von umfangsmäßig beabstandeten Stegen 58 vorgesehen sein, so lange die Fluidströmung durch den Ventil sitz nicht übermäßig eingeschränkt wird.
Das Ventilführungsglied 60 lagert gleitend einen Ventilstößel 62, an dessem einen Ende mittels eines Sicherungsrings 66 ein Federlager 64 befestigt ist. Neben dem gezeigten, in eine Umfangsnut eingreifenden Sicherungsring, isL auch eine beliebige andere Vorrichtung im Rahmen der Erfindung möglich, um das Abgleiten des Federlagers 64 von dem Ende des Ventilstößels 62 zu verhindern. Am entgegengesetzten Ende des Ventilstößels 62 ist eine Scheibe 68, ein Ventilglied 70 und eine Stützplatte 72 angeordnet.Das Ventilglied 70 besteht aus hartem Gummi oder einem ähnlichen flexiblen Material, das wirksam die Fluidströmung sperrt, wenn es in Eingriff mit der flachen Lippe 71 des Ventilsitzes 38 gebracht wird. Die Scheibe 68, das Ventilglied 70 nd die Stützplatte 72 sind starr an einem im Durchmesser verringerten Endteil 74 des Jentilstößels 62 durch Deformierung dieses über die Stützplatte 72 hinausragenden Endteils befestigt, wie am besten in der Fig. 2 zu sehen ist. Alternativ hierzu könnte der im Durchmesser verminderte Endteil 74 mit einem Gewinde versehen sein, wobei dann zum Halten der Scheibe 68, des Ventilgliedes 70 und der Stützplatte 72 eine aufgeschraubte Mutter verwendet würde. Zum Festhalten der genannten Teile in zusammengebauter Beziehung kann auch irgendeine andere Einrichtung verwendet werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Der O-Ring 76 ist in einer Ausnehmung in der Scheibe 68 um den Teil 74 veritiinderten Durchmessers herum angeordnrt, um einen Fluiddurchtritt durch das zusammengebaute Ventil zu verhindern. Zwischen das Federlager 64 und die Ventilführung 60 ist, wie in der Fig. 2 gezeigt, eine Druckfeder 78 eingesetzt, so daß das Ventilglied 70 normalerweise gegen den Ventilsitz 38 vorgespannt ist.
Die Ventilanordnung 36 ist nach Aufbau und Funktion der Ventilanordnung 34 vergleichbar und deshalb ist ilt Ausnahme der folgenden Ausführungen keine detaillierte Erläuterung erforderlich. Der Ventilsitz 40 ist nicht so breit wie der Ventilsitz 38, was bedeutet, daß die vorspringenden Stege 58 des Ventilsitzes 40 nicht so breit sind wie die vorspringenden Stege 58 des Ventilsitzes 38. Ein O-Ring 56 ist vor dem Rand bzw.
der Leiste 43 des Ventilsitzes 40 angeordnet, während der O-Ring 54 jenseits der Leiste 39 des Ventilsitzes 38 gelegen ist. In der Fig. 2 sind die Unterschiede des Aufbaus bildlich dargestellt.
Die Ventilanordnungen 34 und 36 können nicht umgekehrt in ihre jeweiligen Öffnungen eingebaut werden, da die Gestalt der Ventilsitze 38 bzw. 40 dies nicht gestattet. Ein irrtümlicher Einbau der Sperrventilancrdnung 34 anstelle der Sperrventilanordnung 36, oder umgekehrt, kann dadurch verhindert werden, daß der Außendurchmesser des Ventilsitzes 38 geringfügig unterschiedlich zu dem des Ventilsitzes 40 bemessen wird.
Somit passen die Ventilsitze 38 oder 40 einfach nicht in die jeweils für den anderen Sitz vorgesehene Öffnung.
Das Gehäuse 10 weist Öffnungen 84 und 86 mit Innengewinde auf, die mit den Kammern 28 bzw. 32 in Verbindung stehen.
In dem Deckel 16 ist eine ähnliche Öffnung 88 mit Innengewinde zur Verbindung mit der Zentralkammer 30 vorgesehen.
Diese Gewindeöffnungen können mit (nicht gezeigten) Druckmeßgeräten oder anderen Druckanzeigern oder -Aufzeichnungsgeräten verbunden werden, um eine visuelle Anzeige des Wasserdrucks in jeder Kammer zu liefern. Wenn derartige visuelle Anzeigen nicht gewünscht sind, können die Öffnungen 84, 86 und 88 durch Einbringung von Außengewindestopfen oder Sperrhähnen abgedichtet werden.
Im Normalbetrieb sind die Sperrventilanordnungen 34 und 36 geschlossen, so daß sie jeglichen Durchgang von Wasser durch die Vorrichtung unterbinden. Ein normaler Wasserdruck in der mit dem Einlaß 12 verbundenen Versorgungsleitung reicht aus, um die Kraft der Sperrventilfedern zu überwinden und die Sperrventile 34 und 36 zu öffnen, so daß Wasser durch das Auslaßrohr (nicht gezeigt) fließen kann. Natürlich tritt beim Durchgang des Wassers durch die Sperrventile 34 und 36 ein Druckabfall auf, der jedoch aufgrund des geradlinigen Verlaufs des Strömungspfades durch die Vorrichtung auf ein Minimum gebracht ist.
Wenn sich bei relativ konstantem Einlaßdruck ein stromabwärtiger Druck aufbauen sollte, wird der Druckunterschied über den Speriventilen kleiner, so daß die Sperrventilfedern die Sperrventile schließen können, um eine Rückströmung durch die Vorrichtung zu unterbinden.
Wenn die beiden Sperrventilanordnungen 34 und 36 perfekt arbeiten würden, so würde die beschriebene Vorrichtung unter allen Bedingungen die Rückströmung unterbinden. Da jedoch auch ein so einfacher und verläßlicher Mechanismus wie ein Sperrventil Fehlfunktionen unterworfen ist (wie Verklemmung im offenen Zustand, Fremdkörper, die zwischen dem Ventil und dem Ventil sitz eingeklemmt sind, Bruch des Ventilstößels oder ähnliches), kann durch derartige Vorfälle die beschriebene Vorrichtung außer Betrieb gesetzt werden. Es ist jedoch von äußerster Wichtigkeit, jede Möglichkeit einer Fehlfunktion auszuschließen, da ansonsten die Wasserversorgung verunreinigt werden könnte und andere Benutzer des Wassersystems dabei in Gefahr kommen könnten.
Die beschriebene Vorrichtung ist gegen Fehlfunktion dadurch gesichert, laß ein zwischen die Kammer 30 und eine Ablaßleitung angeschlossenes membranbetätigtes Entlastungsventil vorgesehen ist. Wie aus der Fig. 3 ersichtlich, ist die Entlastungsventilanordnung 90 seitlich von der Achse des Einlasses 12 und des Auslasses 14 versetzt im Gehäuse 10 angeordnet und steuert die Fluidströmung durch die Ablaßleitung 92. Die Kammer 30 steht mit der Venilanordnung 90 über (i) den Durchgang 94 und die Kammer 96 sowie (ii) die Kammer 98 und den Durchgang 112 in Verbindung.
Die Entlastungsventilanordnung 90 umfaßt Ventilelemente 102 und 104, die durch einen Ventilstößel 106 miteinander verbunden sind. Jedes der Ventilelemente 102 und 104 weist eine Vielzahl von nach unten ragenden Stegen 108 auf, die gleitend an den Seiten des Ventilsitzes 110 und der Öffnung 112 anliegen, um die Elemente während der Bewegung der Ventilanordnung damit in koaxialer Ausrichtung zu halten. In einer Umfangsnut im Ventilelement 104 ist ein O-Ring 114 vorgesehen, um die erforderliche Abdichtung zu schaffen, wenn das Element 104 geschlossen ist. Das Ventilelement 102 umfaßt eine Ventilscheibe 116 aus hartem flexiblem Material, wie Gummi, und einen Membrankolben 118. Die Ventilscheibe 116 liegt am Ventilsitz 110 an, der durch Verschraubung am Gehäuse 10 befestigt ist, um die Fluidströmung zwischen der Kammer 96 und der Kammer 100 abzusperren. Eine Druckfeder 120 liegt an der inneren Gehäusewand 122 und dem Membrankolben 118 an, um normalerweise die Entlastungsventilanordnung 90 in geöffneter Stellung vorzuspannen. Die Entlastungsventilanordnllng 90 kann an der Membran 124 befestigt sein, und zwar mittels einer auf einen Teil des Ventilstößels 106, der sich durch eine Öffnung in der Membran 124 und der Stützplatte 123 hindurcherstreckt, aufgeschraubten Mutter 126.
Die Membran 124 ist einstückig mit der zwischen das Gehäuse 10 und den Deckel 16 passenden Dichtung ausgeführt und unterbindet eine Verbindung zwischen der Kammer 96 und der Kammer 128. (Die Gestalt der einstückigen Dichtungs-Membran 124 ist am besten durch die gestrichelte Linie in der Fig. 1 dargestellt.) Die Kammer 128 weist den Einlaßdruck auf, da sie über den Durchgang 130 im Gehäuse 10 mit der Einlaßkammer 28 in Verbindung steht, wie im einzelnen in der Fig. 4 gezeigt ist. Die Kammer 96 weist relativ den gleichen Druck wie die Kammer 30 auf, da sie mit dieser über den Durchgang 94 in Verbindung steht. Die durch den Druckunterschied zwischen den Kammern 128 und 96 (verursacht durch den Druckabfall über die Sperrventilanordnung 34 ) erzeugte Kraft ist groß genug, um die Kraft der Feder 120 zu überwinden und die Ventilelemente 102 und 104 unter normalen Betriebsbedingungen in geschlossener Position zu halten. Im Normalbetrieb tritt also kein Wasser durch die Ablaßleitung 92 aus. Wenn sich jedoch ein stromabwärtiger Druck aufbaut, (wobei angenommen wird, daß in einem der Sperrventile eine Fehlfunktion auftritt, so daß sie nicht wie vorstehend beschrieben schließen) und der Druckunterschied zwischen den Kammern 28 und 30 (und folglich auch zwischen den Kammern 128 und 96) unter einem bestimmten Wert abfällt, dann bewirkt die Feder 120, daß sich die Entlastungsventilanordnung 19 öffnet.
Wenn sich das Entlastungsventil öffnet, strömt das Wasser durch die Ablaßleitung 92 hinaus, jedoch keinesfalls zurück in die Versorgungsleitung, so daß eine Verunreinigung der Wasserversorgung vermieden wird. Die Ablaßleitung 92 kann mit einem Ablaßrohr (nicht gezeigt) verbunden werden, um das Wasser von dem Einsatzort des Rückströmverhinderers wegzuführen.
Durch die Wand des Gehäuses 10 hindurch ist ein Entlüftungsloch 138 gebildet, welche eine Verbindung zwischen der Kammer 100 und der Umgebungsatmosphäre herstellt. Wenn daher der gemäß den Regeln des Rohrleitungsbaus in dem mit der Ablaßleitung 92 verbundenen Ablaßrohr erforderliche Luftspalt gelegentlich verstopft wird, dann wirkt das Entlüftungsloch 138 u.s sekundärer Luftspalt, um den Aufbau eines negativen Drucks in der Karnmer 100 zu verhindern. Für den Fall, daß das Ablaßrohr verstopft ist, gibt überdies das aus dem Entlüftungsloch 138 herausströmende Wasser ein vor diesem Zustand warnendes Warnsignal.
Obwohl die Entlastungsventilanordnung 90 bei einer Fehlfunktion der Sperrventilanordnungen einen ausreichenden Schutz bietet, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung überdies derart aufgebaut, daß die Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer derartigen Fehlfunktion auf ein Minimum gebracht ist. Die Stützplatte 72 kann einen zurückgesetzten ringförmigen Abschnitt angrenzend an seinen Umfang aufweisen. Wenn der Ventilstößel 62 und die Ventilführung 60 soweit abgenutzt sein sollten, daß der Ventilstößel 62 bezüglich der Ventilführung 60 verkantet wird, so ermöglicht der zurückgesetzte Teil eine Auslenkung einer Seite des Ventilgliedes 70,um das Aufliegen des Ventilgliedes 70 auf dem gesamten Umfang des Ventilsitzes 38 sicherzustellen.
Die Stützplatte 72 kann einen von dem Umfang des Ventilelements 70 beabstandeten Umfangsflansch aufweisen, so daß Wasser in den durch den zurückgesetzten Teil begrenzten ringförmigen Raum eindringen kann. Der Aufbau eines stromabwärtigen Wasser-.
drucks, der das Schließen des Sperrventils herbeiführt, unterstützt die Anlage des Ventilelements 70 am Ventilsitz 38 dadurch, daß Wasser in den ringförmigen Raum eindringt und gegen das flexible Ventilglied 70 wirkt. Eine ähnlich geformte Stützplatte kann an der Sperrventilanordnung 36 verwendet werden.
Die Fig. 5 stellt die Einfachheit der Entfernung und Einsetzung der Sperrventilanordnunger 34 und 36 dar. Überdies zeigt die Fig. 5 den erfindungsgemäßen Vorteil, daß der Rückströmverhinterer eine kleine Bauform aufweist, wodurch sich allein beim Baumaterial große Einsparungen ergeben.
In der Fig. 6 ist ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Fig. 6 ist ähv"'ich der Fig. 3.
Das in Fig. 6 dargestellte Ausführungsbeispiel ist nahezu das gleiche wie das Ausführungsbeispiel der Fig.3, mit Ausnahme der nachfolgend aufgezählten Unterschiede. Der Eintritt in die Zentralkammer 30 erfolgt durch eine Seitenöffnung, die von der Abdeckung 140 eingeschlossen ist. Ein in einer Umfangsnut im Gehäuse 10 angeordneter O-Ring 142 bildet die erforderliche wasserdichte Abdichtung zwischen dem Gehäuse 10 und der Abdeckung 140. Die Sperrventilanordnungen 34 und 36 werden durch die von der Abdeckung 140 bedeckte Seitenöffnung eingeführt und herausgenommen. Aus der Fig. 6 ist zu ersehen, daß sich die Abdeckung 16 nicht über die Zentralkammer 30 erstreckt, sondern lediglich die Entlastungsventilanordnung überdeckt. Diese Ausführungsform ist daher mit zwei getrennten öffnungen und Abdeckungen (16 und 140) versehen. Die Membran 124 erstreckt sich nicht über den oberen Rand der Fläche der Zentralkammer 30, wie bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3, Sa bei diesem Ausführungsbeispiel keine obere Eintrittsöffnung vorgesehen ist. Dieses Ausführungsbeispiel wird normalerweise nit größeren Flüssigkeitsströmungsrohren (von gewöhnlich wenigstens 2" Durchmesser) verwendet.

Claims

Vorrichtunq zur Verhinderunq des Rückflusses von Wasser von einer Verbrauchsstelle in eine Wasser versorqungsleitung Patentansprüche 1. Vorrichtung zur Verhinderung des Rückflusses von Wasser von einer Verbrauchsstelle in eine Wasserversorgungsleitung, g e k e n n z e i c h n e t durch a) ein Gehäuse (10) mit einer Wassereinlaßöffnung (12), einer Wasserauslaßöffnung (14) und einer AbLaßöffnung (92), wobei die Wassereinlaß- und Wasserauslaßöffnungen koaxial zueinander ausgerichtet sind und das Innere des Gehäuses eine Einlaßkammer (28), eine Zentralkammer (30) und eine Auslaßkammer (32) definiert und diese Kammern koaxial zueinander und zu der Wassereinlaßöffnung und der Wasserauslaßöffnung zur Bildung eines geradlinigen Strömungsweges für das Wasser ausgerichtet sind, während das Innere des Gehäuses überdies eine Ablaßkammer eingrenzt, die mit der Ablaßöffnung und der Zentralkammer in Verbindung steht, b) eine erste dem Inneren des Gehäuses zwischen der Einlaß-und der Zentralkammer herausnehmbar befestigte Sperrventilanordnung, welche zur Verhinderung des Wasserdurchflusses in eine geschlossene Position vorgespannt ist und sich zur Ermöglichung des Wasserdurchflusses dann öffnet, wenn der Wasserdruck in der Wassereinlaßkammer einen vorbestimmten Wert überschreitet, c) eine erste herausnehmbare Halteeinrichtung (41), die die erste Sperrventilanordnung (34) in befestigter Stellung hält und die innerhalb der Zentralka ner angeordnet ist, d) eine zweite im Innern des Gehäuses zwischen der Zentralkammer und der Auslaßkammer herausnehmbar befestigte Sperrventilanordnung (36), die zur Verhinderung der Durchströmunq von Wasser in geschlossener Position vorgespannt ist und sich zur Ermöglichung der Durchströmung von Wasser dann öffnet, wenn der Wasserdruck in der Zentlalkammer einen vorbes+immten Wert überschreitet, e) eine zweite herausnehmbare Halteeinrichtung (45), die die zweite Sperrventilanordnung in befestigter Position hält und innerhalb der Zentralkammer angeordnet ist, f) ein innerhalb des Gehäuses zwischen der Zentralkammer und der Ablaßkammer angeordnetes Entlastungsventil (90), das in geöffneter Stellung vorgespannt ist, g) eine am Gehäuse und am Entlastungsventil angeordnete flexible Membran (124), deren eine Seite mit der Zentralkammer und deren andere Seite mit der Einlaßkammer in Verbindung stehen, so daß der normale Druckunterschied zwischen der Einlaßkammer und der Zentralkammer eine Schließung des Entlastungsventils bewirkt und dadurch eine Wasserströmung von der Zentralkammer zu der Ablaßkammer verhindert wird, und h) eine abnehmbar am Gehäuse über einer Öffnung derart befestigte Abdeckung, daß bei Entfernung der Abdeckung die erste und die zweite Sperrventilanordnung aus dem Gehäuseinneren ohne Entfernung der flexiblen Membran herausnehmbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch q e k e n n z e i c hn e t , da die erste Sperrventilnordung (34) aufweist a) einen erstEnVentilsiz (38) mit einer ersten äußeren ringfölmigen Schulter, b) ein erstes Ventilglied, welches zwischen einer offenen Position in der das erste Ventilglied von dem ersten Ventilsitz wegversetzt ist, und einer geschlossenen Position bewegbar ins4, in welcher das erste Ventilglied in Berührung mit dem ersten Ventilsitz steht, und c) eine erste Vorspannungseinrichtung zur Vorspannung des ersten Ventilgliedes in eine normalerweise gesch'-,Dsene Position, wobei die erste abnehmbare Halteeinrichtung (41) einen expandierbaren Ring mit einer Lücke und jeweils einem Greifarm an jedem Ende, der im rechten Winkel zur Ebene des expandierbaren Rings angeordnet ist, umfaßt, wobei der innere Befestigungsabschnitt des Gehäuses zwischen der Einlaßkammer und der Zentralkammer eine ringförmige Nut enthält, deren der Einlaßkammer zugewandter Rand oder Lippe einen inneren Durchmesser aufweist, der geringer ist als der Außendurchmesser der äußeren ringförmigen Schulter des ersten Ventilsitzes, und deren der Zentralkammer zugewandter Rand oder Lippe einen Innendurchmesser aufweist, der größer ist als der Außendurchmesser der äußeren ringförmigen Schulter des ersten Ventilsitzes, und wobei der expandierbare Ring t rart in die Nut paßt, daß er die äußere ringförmige Schulter in der Nut eng hält und beim Zusanuuendrücken aus der Nut herausnehmbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die zweite Sperrventilanordnung aufweist a) einen ersten Ventilsitz mit einer äußeren ringförmigen Schulter, b) ein zweites Ventilglied, welches zwischen einer geöffneten Stellung in der es von dem zweiten Ventilsitz wegversetzt ist und einer geschlossenen Stellung bewegbar ist, in der es in Berührung mit dzn zweiten Ventilsitz steht, und c) zweite Vorspannungseinrichtungen zur Vorspannung des zweiten Ventilgliedes in eine normalerweise !schlossene Position, daß die zweite herausnehmbare Halteeinrichtung einen expandierbaren Ring mit einer Lücke und jeweils eine im rechten Winkel zur Ebene des expanuierbaren Rings an jedem Ende angeordneten Greifarm aufweist, daß der innere Befestigungsabschnitt des Gehäuses zwischen der Zentralkammer und den Auslaßkammern eine ringförmige Nut aufweist, deren der Auslaßkammer zugewandter Ränd oder Lippe einen Innendurchmesser aufweist, der geringer ist als der Außendurchmesser der äußeren ringförmigen Schulter des zweiten Ventilsitzes und deren der Zentralkammer zugewandter Rand oder Lippe einen Innendurchmesser hat, der größer ist als der Außendurchmesser der äußeren ringförmigen Schulter des zweiten Ventilsitzes, und daß der expandierbare Ring derart in die Nut paßt, daß er die äußere ringförmige Schulter eng in der Nut hält und beim Zusammendrücken aus der Nut herausnehmbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e r, n z e i c h -n e t , daß die erste Vorspanneinrichtung eine Druckfeder aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die zweite Vorspanneinrichtung eine Druckfeder aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , Xaß das erste Ventilglied umfaßt a) einen ersten gleitend am ersten Ventilsitz angebrachten Ventilstößel, b) ein erstes Ventilelement aus flexiblem Material, welches an einem Ende des ersten Ventilstößels befestigt ist und den ersten Ventilsitz berührt, wenn es in geschlosse.

ner Stellung steht, und c) eine an dem Ende des ersten Ventilstößels befestigte erste Stützplatte, die angrenzend an ihren Umfang einen zurückgesetzten Abschnitt aufweist, um eine Auslenkung des ersten Ventilelements zu ermöglichen, so daß sichergestellt wird, daß das Element gegen den ersten Ventilsitz sogar dann anliegt, wenn der erste Ventilstößel bezüglich des ersten Ventilsitzes verkantet wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß das zweite Ventilglied umfaßt a) einen gleitend an dem zweiten Ventil sitz angebrachten Ventilstößel, b) ein zweites Ventilelement aus flexiblem Material, welches an einem Ende des zweiten Ventilstößels befestigt ist und in geschlossener Position am zweiten Ventilsitz anliegt, c) eine an dem Ende des zweiten Ventilstößels befestigte zweite Stützplatte, 1ie angrenzend an ihren Umfang einen zurückgesetzten Abschnitt aufweist, um eine Auslenkung des zweiten Ventilelements zu ermöglichen, damit die Ablage des Elements gegen den zweiten Ventilsitz sogar dann sichergestellt ist, wenn der zweite Ventilstößel bezüglich des zweiten VeriGilsitzes verkantet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß das Entlastungsventil aufweist a) einen abnehmbar am Inneren des Gehäuses befestigten ersten Entlastungsventilsitz, b) einen einstückig mit dem Inneren des Gehäuses geformten zweiten Entlastungsventilsitz, c) ein erstes Entlastungsventilelement, welches zwischen einer offenen Position, in der das erste Entlastungsventilelement von dem ersten Entlastungsventilsitz versetzt ist und einer geschlossenen Position, in der das erste Entlastungsventilelement des ersten Entlastungsventilsitz berührt, bewegbar Ist, d) ein zweites Entlastungsventilelement, welches zwischen einer geöffneten Position, in der das zweite Entlastungsventilelement von dem zweiten Entlastungsventilsitz versetzt ist, und einer geschlossenen Position, in der das zweite Entlastungsventilelement den zweiten Entlastungsventilsitz belEihrt, bewegbar ist.

e) einen Ventilstößel, der das erste und das zweite Entlastungsventilelement verbindet, f) Einrichtungen, die das erste Entlastungsentileement mit der flexiblen Membran verbinden, und g) Vorspanneinrichtungen, die normalerweise das erste und das zweite Entlasl ingsventil in geöffneter Position vorspannen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i : h n e t , daß die Vorspanneinrichtung eine Druckfeder ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch a e k e n n z e i c h -n e t , daß die flexible Membran einstückig mit einer Dichtung geformt ist, die zwischem dem Gehäuse und der Abdeckung angeordnet ist, daß die Dichtung eine hindurchgehende Öffnung aufweist, welche die Herausnahme der Sperrventilanordnungen aus dem Gehäuse ohne Störung der flexiblen Membran ermöglicht.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die erste und die zweite Sperrventilanordnung unterschiedliche Größen aufweisen, so daß sie nicht untereinander austauschbar sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß durch das Gehäuse ein Loch hindurchgeformt ist, welches die Verbindung zwischen der Ablaßkammer und der Umgebungsatmosphäre ermöglicht und beim Schließen der Ablaßöffnung als Entlüftung wirkt.