DE3742207A1 - Rueckflussverhinderer, insbesondere zum einbau in trinkwasserleitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen insbesondere zum Einbau in Trinkwasserleitungen bestimmten Rückflußverhinderer, der mit einem eine Zu- und Ableitung enthaltenden Durchflußge­ häuse, einem darin untergebrachten federbelasteten Zulaufventil und einem federbelasteten Ablaufventil sowie einer zwischen beiden Ventilen angeordneten Mittelkammer versehen ist, die mit der Außenatmosphäre über ein für die Aufrechterhaltung eines Mindestdifferenzdrucks zwischen Zuleitung und Mittelkammer sor­ gendes, insbesondere durch eine Ventilfeder beaufschlagtes Ab­ laßventil zu verbinden ist, dessen Ventilkörper mit einer Steuermembran verbunden ist, deren eine Beaufschlagungsseite mit der Zuleitung und deren andere Beaufschlagungsseite mit der Mittelkammer in hydraulischer Verbindung steht.

Rückflußverhinderer obiger Art sind bekannt. Sie sorgen dafür, daß der in der Mittelkammer herrschende Flüssigkeits­ druck stets niedriger als der in der Zuleitung vorhandene Flüssigkeitsdruck ist, wodurch auch bei etwa schadhaftem oder leckagebehaftetem Zulaufventil ein Rückfluß der Flüssigkeit aus der Mittelkammer oder Ableitung in die Zuleitung verhindert wird. Bei einem gattungsmäßigen Rückflußverhinderer sind das Zu- und Ablaufventil mit die Zuleitung bzw. Mittelkammer verschließenden Ventilklappen versehen, die über angelenkte Kniehebel und an ihnen angreifende, senkrecht zur Durchfluß­ richtung angeordnete Ventilfedern beaufschlagt sind. Das bedingt eine raumgreifende Gehäuse-Bauform. Ähnliches gilt für einen anderen bekannten Rückflußverhinderer der eingangs beschriebenen Gattung, bei dem das Zu-und Ablaufventil zwar platzsparende, axial entgegen Federwirkung verschiebliche Ventilkörper besitzt, jedoch das Ablaßventil einschließlich seines Ventilkörpers und der Ablaßventilfeder in die zwischen Zu- und Ablaufventil gelegene Mittelkammer eingebaut sind. Darüber hinaus besitzen beide vorbekannten Rückflußverhinderer einen vergleichsweise großen Strömungswiderstand für die Flüssigkeit, die bei deren Durchströmung zu Verwirbelung neigt und dadurch auch störende Geräuschbildung hervorruft.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Rückflußverhinderer der in Rede stehenden Gattung zu schaffen, der die vorerwähnten Nachteile nicht aufweist, vielmehr von schmaler gedrängter Bauart ist und einen verbesserten Flüssig­ keitsdurchfluß bei stark herabgesetztem Durchströmungswider­ stand gewährleistet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Durchflußgehäuse zylinderrohrförmig ausgebildet ist, das darin untergebrachte Zu- und das Ablaufventil einschließlich ihrer Beaufschlagungsfedern koaxial angeordnet sind und das Ablaßventil, sein Ventilkörper und die Steuer­ membran außerhalb des Durchflußgehäuserohres liegen. Auf diese Weise kommt man zu einer schmalen Gerätegehäusebauart, bei der die Mittelkammer mit alleiniger Ausnahme des Zulaufventils von Einbauten frei ist sowie auch keine Gehäusekammernischen aufweist, in denen es zu Flüssigkeitsverwirbelungen kommen kann. Die durchströmende Flüssigkeit findet nur einen geringen Strömungswiderstand vor. Dazu trägt weiterhin bei, daß die Ablaufventilfeder im Vergleich zur Zulaufventilfeder nur sehr schwach ausgebildet ist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind mit dem Ablaßventilkörper zwei durch einen mit der Außenatmosphäre verbundenen Zwischenraum voneinander getrennte Steuermembranen vorgesehen, deren dem Ablaßventilkörper und der letzteren umgebenden Ablaßventilfeder zugewandt liegende Membran durch den in der Mittelkammer herrschenden Flüssigkeitsdruck beaufschlagbar ist, während die andere Steuermembran stets unter dem in der Zulaufleitung herrschenden Flüssigkeitsdruck steht. Auf diese Weise kann auch im Bereich der Steuermembran eine sichere Trennung zwischen frischem Zulaufleitungswasser und dem ggfs. kontaminierten Brauchwasser erzielt werden. Falls eine der beiden Steuermembranen nach längerem Gebrauch etwa schadhaft bzw. flüssigkeitsdurchlässig werden sollte, kommt es auch in ihrem Bereich zu keinem Rückfluß in die Zulaufleitung. Überdies wird durch den zwischen den beiden Steuermembranen gelegenen, mit der Außenatmosphäre verbundenen Zwischenraum die etwaige Schadhaftigkeit einer Steuermembran wegen des dann hier nach außen abtropfenden Leckagewassers sofort angezeigt, so daß eine alsbaldige Reparatur vorgenommen werden kann.

Schließlich ist es für die vorliegende Erfindung noch wesentlich, daß der wirksame Beaufschlagungsquerschnitt der mit der Zuleitung verbundenen Steuermembran kleiner als der wirksame Beaufschlagungsquerschnitt der mit der Mittelkammer verbundenen anderen Steuermembran ist, und zwar zweckmäßig gerade um ein dem Querschnitt des Ablaßventilkörperkolbens entsprechendes Maß. Hierdurch wird sichergestellt, daß die Ansprech-Mindestdruckdifferenz zwischen Zuleitung und Mit­ telkammer unabhängig von dem in der Zuleitung herrschenden Flüssigkeitsdruck konstant gehalten werden kann.

In der Zeichnung ist ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel eines nach der Erfindung gestalteten Rückflußverhinderers im Schnitt dargestellt.

Der abgebildete Rückflußverhinderer besteht im wesent­ lichen aus dem mit einem Zuleitungs-Rohrstutzen 1 und einem Ab­ lauf-Rohrstutzen 2 flüssigkeitsdicht verbundenen Durchflußge­ häuserohr 3, in welchem ein die Zuleitung 1′ abzusperren erlaubendes Zulaufventil 4 und ein Ablaufventil 5 sowie eine zwischen beiden Ventilen vorhandene Mittelkammer 6 angeordnet sind, die über das generell mit 7 bezeichnete Ablaßventil mit der Außenatmosphäre verbunden werden kann. An den Gewindean­ schlußstutzen 1′′′ und 3′ können Manometer angebracht werden.

Das Zulaufventil 4 besitzt einen Ventilkörper 8, der auf einem im Durchflußgehäuserohr 3 über Verbindungsstege 9 gehaltenen, axial angeordneten Führungsrohr 10 axial ver­ schieblich gelagert ist. Im Führungsrohr 10 ist die vergleichs­ weise stark bemessene Zulaufventilfeder 11 untergebracht, die den Ventilkörper 8 mit seiner eine Dichtung 8′ tragenden Stirnfläche gegen den Ventilsitz 1′′ zu drücken sucht, der von der zurückspringenden Schulter des in das Durchflußgehäuserohr 3 hineinragenden Zulaufrohres bzw. -rohranschlußstutzens gebildet ist.

Das Ablaufventil 5 besitzt einen pilzförmigen Ventilkörper 12, der mit seinem Schaft 12′ in einer Führungsbohrung 13 axial verschieblich geführt ist, die sich in dem Gehäusesteg 14 befindet. Zwischen dem Kopf 12′′ des Ventilkörpers und dem Gehäusesteg 14 stützt sich die Ablaufventilfeder 15 ab, die sehr viel schwächer als die Zulaufventilfeder 11 gehalten ist. Der stumpfkegelig ausgebildete Ventilkopf 12′′ wirkt mit der kegeligen Ventilsitzfläche 16′ zusammen, die sich in einer in das Durchflußgehäuserohr 3 rückwärtig eingesetzten Einsteck­ büchse 16 befindet. Deren Ventilsitzfläche 16′ ist mit einer entsprechend gestalteten Dichtung 17 versehen.

Das Ablaßventil 7 besitzt ein Ablaßventilgehäuse 18, das aus drei Gehäuseteilen 18′, 18′′, 18′′′ besteht, die mitein­ ander über Schrauben 19 fest miteinander verbunden sind. Zwischen dem Gehäusemittelteil 18′′ und den Gehäuseendteilen 18′ einerseits und 18′′′ andererseits ist je eine Steuermembran 20, 20′ randumfangsmäßig fest eingespannt. Beide Membranen 20, 20′ sind über die Scheiben 21, 22, 23 und die Verbindungs­ schraube 24 fest mit dem kolbenartig ausgebildeten Ventilkörper 25 verbunden. Der zwischen den beiden Membranen 20, 20′ vorhandene Zwischenraum 26 steht über die Belüftungsöffnungen 27 mit der Außenatmosphäre in Verbindung.

Der Ablaßventilkörper 25 ist zusammen mit der ihn umgebenden Ablaßventilfeder 28 in dem am Gehäuseteil 18′′′ vorhandenen Rohransatz 18 ^IV axial verschieblich untergebracht. Dieser Rohransatz 18 ^IV ist bodenseitig mit einer ins Freie führenden Ablaßöffnung 29 sowie mit einem seitlichen Anschluß­ stutzen 30 versehen, der über die Leitung 31 mit der Mittel­ kammer 6 in Verbindung steht. Oberhalb der ins Freie führenden Ablaßöffnung 29 ist im Rohransatz 18 ^IV eine Dichtung 32 vorgesehen, auf der der Ventilkörper 25 mit seiner Stirnfläche 25′ aufzusitzen vermag. Die Ablaßventilfeder 28 stützt sich gleichfalls auf dieser Dichtung 32 ab, während sie mit ihrem anderen Ende an rippenartigen Vorsprüngen 25′′ des Ventil­ körpers 25 angreift.

Die der unteren Membran 20′ zugewandt liegende Steuer­ kammer 33 steht über die Leitung 31 mit der Mittelkammer 6 in Verbindung, während die der anderen Steuermembran 20 benachbart liegende Steuerkammer 34 über den Rohrverbindungsanschluß 35 mit dem Anschlußstutzen 1′′′ der Zuleitung 1′ flüssigkeitslei­ tend verbunden ist. Die Steuerkammer 34 ist in ihrem Quer­ schnitt kleiner gehalten als die Steuerkammer 33, so daß sich für die Steuermembran 20 ein kleinerer wirksamer Beaufschla­ gungsquerschnitt als für die Steuermembran 20′ ergibt. Das Maß der Querschnittsverringerung entspricht dem Querschnitt des Ablaßventilkörperkolbens 25. Hierdurch kann unabhängig von dem in der Zuleitung 1′ herrschenden Flüssigkeitsdruck bei geschlossenem Zulaufventil 4 stets ein bestimmter Mindest­ differenzdruck zwischen der Zuleitung 1′ und der Mittelkammer 6 aufrechterhalten werden.

Erfolgt auf der Ableitungsseite 2′ keine Wasserentnahme, so befinden sich alle Ventile 4, 5 und 7 in der Schließ­ stellung. Dabei stellt das Ablaufventil 7 sicher, daß in der Mittelkammer 6 der Flüssigkeitsdruck stets um so viel unter dem in der Zuleitung 1′ herrschenden Druck liegt, wie das durch die Stärke der Ablaßventilfeder 28 gegeben ist. Sollte dabei aus irgendeinem Grund in der Mittelkammer 6 der Flüssigkeitsdruck steigen, etwa durch eine plötzliche Druckerhöhung auf der Ablaufseite 2′ bei schadhaftem Ablaufventil 5, so würde das zu einer entsprechenden Druckerhöhung in der Steuerkammer 33 und damit zu einem Anheben des Ablaßventilkörpers 25 führen, der dadurch von der dichtenden Ventilsitzfläche 32 abheben würde, was zu einer sofortigen Druckabnahme in der Leitung 31 und damit auch in der Mittelkammer 6 führen würde. Wird ablauf­ seitig Wasser entnommen, so gelangen die Ventile 4, 5 in ihre in der Zeichnung dargestellte Offenstellung, da die Wasserent­ nahme einen entsprechenden Druckabfall nicht nur in der Ableitung 2′, sondern nach Öffnen des Ablaufventils 5 auch in der Mittelkammer 6 hervorruft, wodurch der in der Zuleitung 1′ vorhandene Druck von beispielsweise 5 bar den auf beispiels­ weise 4 bar ausgelegten Druck der Zulaufventilfeder überwindet. Der in der Mittelkammer 6 vorhandene Druck von beispielsweise 4 bar herrscht auch in der Steuerkammer 33. Die auf einen Druckablaß von beispielsweise 0,5 bar eingestellte Ablaßventilfeder 28 vermag daher den Ablaßventilkörper 25 nicht aus seiner Schließstellung in die Offenstellung anzuheben. Das wäre erst dann möglich, wenn es etwa auf der Ablaufseite wieder zu einer Druckerhöhung oder aber, was grundsätzlich auch möglich wäre, auf der Zulaufseite 1′ zu einem plötzlichen Druckabfall käme. Für diesen Fall würde ein entsprechender Druckabfall auch in der Steuerkammer 34 eintreten, demzufolge der Ablaßventilkörper 25 in seine Offenstellung gelangen und dadurch zu einer entsprechenden Druckerniedrigung in der Mittelkammer 6 führen würde. Somit ist also sichergestellt, daß zwischen Zuleitung 1′ und der Mittelkammer 6 stets ein Mindestdruckgefälle besteht, das einen Rückfluß des Brauch­ wassers in die Zuleitung 1′ verhindert. Von besonderem Vorteil ist auch, daß dieser Rückflußverhinderer einbaulageunabhängig ist, also in beliebiger Position verwendet werden kann.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind mancherlei Abwandlungen möglich. So kann beispielsweise bei noch stärkerer Querschnittsverengung der Steuerkammer 34, also entsprechend weitergehender Reduzierung des wirksamen Beaufschlagungsquer­ schnitts der Steuermembran 20 im Vergleich zu dem der Steuer­ membran 20′, die Ablaßventilfeder 28 sogar entfallen, weil selbst dann die angestrebte Mindestdruckdifferenz zwischen Mittelkammer 6 und Zuleitung 1′ erreicht würde.

Claims (8)

1. Rückflußverhinderer, insbesondere zum Einbau in Trink­ wasserleitungen, mit einem eine Zu- und Ableitung enthaltenden Durchflußgehäuse, einem darin untergebrachten federbelasteten Zulaufventil und einem federbelasteten Ablaufventil sowie einer zwischen beiden Ventilen angeordneten Mittelkammer, die mit der Außenatmosphäre über ein für die Aufrechterhaltung eines Mindestdifferenz­ drucks zwischen Zuleitung und Mittelkammer sorgendes, ins­ besondere durch eine Ventilfeder beaufschlagtes Ablaß­ ventil zu verbinden ist, dessen Ventilkörper mit einer Steuermembran verbunden ist, deren eine Beaufschlagungs­ seite mit der Zuleitung und deren andere Beaufschla­ gungsseite mit der Mittelkammer in hydraulischer Verbin­ dung steht, dadurch gekennzeich­ net, daß das Durchflußgehäuse (3) zylinderrohrförmig ausgebildet ist, das darin untergebrachte Zu- und das Ablaufventil (4 bzw. 5) einschließlich ihrer Beauf­ schlagungsfedern (11 bzw. 15) koaxial angeordnet sind und das Ablaßventil (7), sein Ventilkörper (25) und die Steuermembran (20, 20′) außerhalb des Durchflußgehäuse­ rohres (3) liegen.

2. Rückflußverhinderer nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zulaufventilfeder (11) stärker als die Ablaßventilfeder (28) und die Ablaufven­ tilfeder (15) schwächer als letztere (28) ausgebildet sind.

3. Rückflußverhinderer nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Zulaufventil (4) einen auf einem die Zulaufventilfeder (11) enthaltenden, im Durchflußgehäuserohr (3) axial angeordneten Führungsrohr (10) verschieblich sitzenden Ventilkörper (8) besitzt, der mit einem von der zurückspringenden Schulter des in das Durchflußgehäuserohr (3) hineinragenden Zulaufrohres (1) gebildeten Ventilsitz (1′′) zusammenwirkt.

4. Rückflußverhinderer nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Ablaufventil (5) einen pilzförmigen Ventilkörper (12) besitzt, der mit seinem Schaft (12′) in einer in einem Gehäusesteg (14) ange­ ordneten Führungsbohrung (13) axial verschieblich geführt ist und der mit seinem stumpfkegelig ausgebildeten, rückseitig an der schwachen Ablaufventilfeder (15) abgestützten Ventilkopf (12′′) mit einer kegeligen Ventilsitzfläche (16′) zusammenwirkt, die sich in einer in das Durchflußgehäuserohr (3) rückwärtig eingesteckten Einsteckbüchse (16) befindet.

5. Rückflußverhinderer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß mit dem Ablaßventilkörper (25) zwei durch einen mit der Außenatmos­ phäre verbundenen Zwischenraum (26) voneinander getrennte Steuermembranen (20, 20′) vorgesehen sind, deren dem Ablaßventilkörper (25) und der letzteren umgebenden Ablaßventilfeder (28) zugewandt liegende (20′) vom in der Mittelkammer (6) herrschenden Flüssigkeitsdruck beauf­ schlagbar ist, wohingegen die andere Steuermembran (20) vom in der Zulaufleitung (1′) herrschenden Flüssigkeits­ druck zu beaufschlagen ist.

6. Rückflußverhinderer nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die beiden Steuermembranen (20, 20′) und der mit ihnen verbundene Ablaßventilkörper (25) einschließlich der ihn umgebenden Ablaßventilfeder (28) in einem dreiteiligen Ablaßventilgehäuse (18) untergebracht sind, von denen das eine Endteil (18′) unter Bildung einer an die eine Steuermembran (20) angrenzenden Steuerkammer (34) mit der Zulaufleitung (1′) verbunden ist, während das anderen Endteil (18′′′) die mit der anderen Steuermembran (20′) zusammenwirkende Steuerkammer (33) aufnimmt und einen den kolbenartig ausgebildeten Ablaßventilkörper (25) sowie die letzteren umgreifende Ablaßventilfeder (28) enthaltenden Rohransatz (18 ^IV) besitzt, von dem seitlich eine zur Mittelkammer (6) führende Verbindungsleitung (31) abzweigt und bodenseitig die ins Freie führende Ablaßöffnung (29) vorgesehen ist, die durch die Stirnseite des Ventilkörperkolbens (25) dicht zu verschließen ist.

7. Rückflußverhinderer nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der wirksame Beaufschlagungs­ querschnitt der mit der Zuleitung (1′) druckbeaufschla­ gungsmäßig verbundenen Steuermembran (20) kleiner als der wirksame Beaufschlagungsquerschnitt der mit der Mittel­ kammer (6) druckbeaufschlagungsmäßig verbundenen anderen Steuermembran (20′) ist, insbesondere um ein dem Quer­ schnitt des Ablaßventilkörperkolbens (25) entsprechendes Maß.

8. Rückflußverhinderer nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der wirksame Beaufschlagungs­ querschnitt der mit der Zuleitung (1′) druckbeaufschlagungs­ mäßig verbundenen Steuermembran (20) um mehr als das Quer­ schnittsmaß des Ablaßventilkörperkolbens (25) kleiner als der wirksame Beaufschlagungsquerschnitt der mit der Mittel­ kammer (6) druckbeaufschlagungsmäßig verbundenen anderen Steuermembran (20′) ist und keine besondere Ablaßventilfeder (28) vorhanden ist.