DE3936962A1 - Rueckflussverhinderer, insbesondere zum einbau in trinkwasserleitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen insbesondere zum Ein­ bau in Trinkwasserleitungen bestimmten Rückflußverhinderer, der mit einem eine Zu- und Ableitung enthaltenden Durchflußgehäuse, einem darin untergebrachten federbelasteten Zulaufventil und einem federbelasteten Ablaufventil sowie einer zwischen den beiden Ventilen angeordneten Mittelkammer versehen ist, die mit der Außenatmosphäre über ein bei Unterschreiten eines bestimm­ ten Mindestdifferenzdrucks zwischen Zuleitung und Mittelkammer öffnendes Ablaßventil zu verbinden ist, dessen Ventilkörper mit einem einerseits vom in der Zuleitung und andererseits vom in der Mittelkammer herrschenden Druck beaufschlagbaren Steuerele­ ment verbunden und dadurch von seinem Ablaßventilsitz unter Freigabe sowohl einer Wasseraustrittsöffnung als auch einer da­ rüber liegenden, zur Mittelkammer führenden Belüftungsöffnung nach oben abzuheben ist.

Rückflußverhinderer obiger Art sind z. B. durch die EU-A-00 84 754 und die DE-C-28 54 003 bekannt. Sie sorgen dafür, daß der in der Mittelkammer herrschende Flüssigkeitsdruck 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. Um beim Öffnen des differenzdruckabhängig arbeitenden Ablaßventils die in der Mittelkammer enthaltene Flüssigkeit besser abfließen zu lassen, wird dabei nicht nur eine entsprechende Wasseraustrittsöffnung sondern durch den gleichen Ventilkörper zugleich auch eine zur Mittelkammer führende Belüftungsöffnung freigelegt. Dafür ist bei dem Rückflußverhinderer nach der EU-A-00 84 754 der Ventil­ körper als in die Mittelkammer senkrecht eingebautes Ventilkör­ perrohr ausgebildet, das mit seinem unteren Ende die aus der Mittelkammer unmittelbar in die Außenatmosphäre führende Was­ seraustrittsöffnung und mit seinem oberen Ende die zwischen der Mittelkammer und dem Ventilkörperrohrinneren hindurchführende Belüftungszuleitung gelegene Belüftungsöffnung steuert. Ähnli­ che Verhältnisse liegen bei dem Rückflußverhinderer nach der DE-C-28 54 003 vor, wo der differenzdruckabhängig gesteuerte Ablaßventilkörper gleichfalls als Doppelkörperventil fungiert, in dem er mit seinem unteren Ende die zwischen Mittelkammer und Außenatmosphäre gelegene Wasseraustrittsöffnung und mit seinem oberen Ende die Belüftungsöffnung zwischen Mittelkammer und Außenatmosphäre ventilmäßig steuert. In beiden Fällen erfordert die Doppelventilausbildung des Ablaßventils einen erheblichen baulichen Mehraufwand. Auch sind damit vergrößerte Abdichtungs­ schwierigkeiten am oberen und unteren Ventilende verbunden. Außerdem hat sich gezeigt, daß das bei den vorbekannten gat­ tungsgemäß ausgebildeten Rückflußverhinderern stets gleichzei­ tig erfolgende und gleich lang dauernde Öffnen der Wasseraus­ trittsöffnung einerseits und der Belüftungsöffnung andererseits nicht von Vorteil ist, weil die damit verbundene vergleichswei­ se häufige Belüftung der Mittelkammer dazu führt, daß diese durch über die Belüftungsluft eingetragene Schmutzstoffe stär­ ker verunreinigt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Rückflußverhinderer der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, der hinsichtlich seines die Mittelkammer mit der Außenatmosphä­ re zu verbinden erlaubenden Ablaßventils von einfacherer Bauart ist und für eine gute Entwässerung bei zugleich verbesserter Belüftung der Mittelkammer sorgt.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Rückflußverhinderer der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Wasseraustrittsöffnung des Ablaßventils und die Belüftungs­ öffnung zu einer einzigen, einen vergleichsweise großen Quer­ schnitt besitzenden Verbindungsöffnung zwischen Mittelkammer und Außenatmosphäre integriert sind, die durch den Ventilkörper in Abhängigkeit von dessen Öffnungshub kontinuierlich zunehmend freizulegen ist.

Auf diese Weise kommt man zu einem Rückflußverhinderer, für dessen gelegentlich notwendige Verbindung seiner Mittelkam­ mer mit der Außenatmosphäre nur eine einzige, ventilkörpergest­ euerte Verbindungsöffnung notwendig ist, da ihr wirksamer Öff­ nungsquerschnitt in Abhängigkeit von dem Ventilkörperhub bei dessen jeweiligem Abheben vom Ventilsitz mehr oder weniger weit freigelegt wird, so daß über diese Verbindungsöffnung entspre­ chend dem jeweiligen Öffnungshub des Ventilkörpers entweder nur Flüssigkeit aus der Mittelkammer abfließen kann oder aber bei größerem Öffnungshub zusätzlich dazu auch eine Belüftung der Mittelkammer erfolgt. Dadurch kann eine unnötige, mit der Ein­ fuhr von Schmutzstoffen behaftete Belüftung der Mittelkammer vermieden und dennoch deren allfällige notwendige Belüftung er­ reicht werden.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Er­ findung ist der Rückflußverhinderer mit einem seitlich an sei­ nem Durchflußgehäuse in Höhe seiner Mittelkammer angeflanschten rohrförmigen Ablaßventilgehäuse versehen, das jeweils unterein­ ander das Steuerelement und seine beidseitigen Beaufschlagungs­ kammern, eine Steuerstange mit dem an ihrem unteren Ende sit­ zenden, kolbenartig ausgebildeten Ventilkörper und die von ei­ nem ringförmigen Ventilsitz umgebene Ablaßventil-Austrittsöff­ nung enthält, wobei unmittelbar oberhalb dieses Ventilsitzes in der Ventilgehäusewand eine unmittelbar zur Mittelkammer führen­ de Durchtrittsöffnung vorgesehen ist, die durch den bei seinem Öffnungshub an ihr vorbei hochfahrenden Ventilkörperkolben zu­ nehmend freizulegen ist und die dadurch zusammen mit der unmit­ telbar seitlich unter ihr gelegenen Ablaßventil-Austrittsöff­ nung die integrierte, ventilkörpergesteuerte Verbindungsöffnung bildet. Die zur Mittelkammer führende Durchtrittsöffnung be­ sitzt dafür einen größeren Querschnitt als die unmittelbar un­ ter ihr gelegene Ablaßventil-Austrittsöffnung und zwischen dem Außenumfang des kolbenartigen Ventilkörpers und dem Innenumfang der ihn umgebenden, die Mittelkammer-Durchtrittsöffnung enthal­ tenden Ablaßventil-Gehäusewandung ist ein breiter Ringspalt vorhanden. Hierdurch bilden die Mittelkammer-Durchtrittsöff­ nung, die Ablaßventil-Austrittsöffnung und der den Ventilkörper umgebende Ringspalt die gemeinsame ventilgesteuerte Verbin­ dungsöffnung zwischen Mittelkammer und Ablaßventil-Austritts­ öffnung, deren wirksamer Austritts- bzw. Durchflußquerschnitt sich in dem Maße vergrößert, wie der Ventilkörper durch das differenzdruckabhängig wirkende Steuerelement vom die Abfluß­ öffnung umgebenden ringförmigen Ventilsitz abgehoben, also ab­ hängig davon, wie weit er vom Ventilsitz entfernt und an der Mittelkammer-Durchtrittsöffnung vorbei hochgefahren wird.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet und werden in der nachfolgenden Figurenbeschrei­ bung erläutert.

In der Zeichnung ist ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß gestalteten Rückflußverhinderers darge­ stellt. Dabei zeigt

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch das Durchflußgehäuse des Rückflußverhinderers mit daran seitlich ange­ flanschtem, nur strichpunktiert angedeutetem Abfluß­ ventilgehäuse,

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch das Abflußventilge­ häuse mit zusätzlich angebautem, zur Funktionsprü­ fung dienendem Dreiwege-Magnetventil,

Fig. 3 den Rückflußverhinderer in der Seitenansicht, wäh­ rend die

Fig. 4, 5 und 6 einen Teilschnitt entsprechend der Linie A-B der Fig. 2 mit in jeweils unterschiedlicher Position befindlichem Ablaßventilkörper wiedergeben.

Der abgebildete Rückflußverhinderer besitzt ein entspre­ chend der Fig. 1 ausgebildetes Durchflußgehäuse 1, das über sei­ ne Zuleitung 2 und seine Ableitung 3 in eine Trinkwasserversor­ gungsleitung eingebaut wird. Im Durchflußgehäuse 1 ist das Zu­ laufventil 4 untergebracht, das aus dem durch die Feder 5 bela­ steten Zulaufventilkörper 6 und der die Zuleitung 2 umgebenden ringförmigen Ventilsitzfläche 7 besteht, gegen die der Ventil­ körper 6 mit seiner stirnseitigen Dichtungsfläche 6′ mit erheb­ lichem Druck gepreßt wird. Weiterhin befindet sich im Durch­ flußgehäuse 1 das Ablaufventil 8, das aus dem durch die schwache Feder 9 beaufschlagten Ablaßventilkörper 10 und der im Gehäuseeinbauteil 11 vorgesehenen Ventilsitzdichtung 12 be­ steht.

Zwischen dem Zulaufventil 4 und dem Ablaufventil 8 ist im Durchflußgehäuse 1 die Mittelkammer 13 vorhanden. Diese ist über die einen verhältnismäßig großen Querschnitt aufweisende Durchtrittsöffnung 14 mit dem unteren Innenraum 15 des in Fig. 2 und 3 dargestellten rohrförmigen Ablaßventilgehäuses 16 verbun­ den, das unmittelbar seitlich an dem die Mittelkammer enthal­ tenden Teil des Durchflußgehäuses 1 angeflanscht ist, wie das insbesondere die Fig. 3 zeigt.

Das Ablaßventilgehäuse 16 ist im wesentlichen rohrförmig gestaltet. Es besteht aus mehreren, im Durchmesser unterschied­ lich beschaffenen, übereinander gesetzten und miteinander ver­ schraubten zylindrischen Teilen. Es enthält in seinem oberen Teil die zwei voneinander durch einen Zwischenraum 17 getrenn­ ten Rollmembranen 18, die hier das Steuerelement bilden. Der Zwischenraum 17 ist über die Öffnung 19 mit der Außenatmosphäre verbunden. Die beiden Rollmembranen 18 sind am oberen Ende der Steuerstange 20 mittig befestigt. Die oberhalb der Doppelmem­ bran bzw. Rollmembranen angeordnete Beaufschlagungskammer 21 ist normalerweise mit der Zuleitung 2 leitungsmäßig verbunden, während die unterhalb der Doppelmembran liegende Beaufschla­ gungskammer 22 über die Durchtrittsbohrung 23 und den unteren Ventilgehäuseraum 15 sowie die große Durchtrittsöffnung 14 mit der Mittelkammer 13 in ständiger Leitungsverbindung steht, so daß die untere Rollmembran 18′ stets von dem in der Mittelkam­ mer 13 herrschenden Flüssigkeitsdruck beaufschlagt wird. Dabei ist die untere Rollmembran 18′ noch etwas breitflächiger als die obere Rollmembran 18 ausgebildet. Sie wird in ihrer Beauf­ schlagungskraft noch durch die im mittleren Bereich der Steuer­ stange 20 angeordnete Steuerfeder 24 unterstützt, die einer­ seits an der an der Steuerstange 20 befestigten Scheibe 25 an­ greift und sich andererseits auf dem Federstützelement 26 ab­ stützt, das an einer Innenschulter 27′ der Ablaßventilgehäuse­ wandung 27 aufliegt.

Am unteren Ende der Steuerstange 20 ist der kolbenartig ausgebildete Ventilkörper 28 befestigt. Er besitzt eine Ring­ dichtung 29, über die er auf der ringförmigen Ventilsitzfläche 30 normalerweise dichtend aufliegt. Unterhalb der Ringdichtung 29 ist am Ventilkörperkolben 28 noch ein als Dämpfungskolben wirkendes zylindrisches Teil 31 befestigt, das in die am unte­ ren Ende der Gehäusewandung 27 vorhandene Ablaßventil-Aus­ trittsöffnung 32 hineinragt. Zwischen dem Außenumfang des Ven­ tilkörperkolbens 28 und der Ventilgehäusewandung 27 ist ein vergleichsweise breiter Ringspalt 33 vorhanden. Er sorgt dafür, daß der Innenraum 15 des Ablaßventilgehäuses 16 in stets aus­ reichender Flüssigkeitsverbindung mit der über die vergleichs­ weise große Durchtrittsöffnung 14 verbundenen Mittelkammer 13 steht.

Um eine allfällige Funktionsprüfung des Ablaßventils vor­ nehmen zu können, ist auf dem Ventilgehäuse 16 ein Dreiwege­ Magnetventil 34 vorhanden, das entweder von Hand oder fernbe­ dienbar ist. Dieses Ventil 34 ist zwischen der von der Zulei­ tung 2 an der Stelle 2′ abzweigenden Anschlußleitung 35 und dem oberhalb der oberen Beaufschlagungskammer 21 gelegenen Lei­ tungsanschluß 21′ angeordnet. Es ist weiterhin über die Leitung 36 mit der hinter dem Ventilsitz 30 gelegenen Ablaßventil-Aus­ trittsöffnung 32 verbunden. Durch Betätigen des Dreiwege-Mag­ netventils 34 kann die obere Beaufschlagungskammer 21 von der zur Zuleitung 2 führenden Anschlußleitung 35 getrennt und über die Leitung 36 und die Austrittsöffnung 32 mit der Außenatmos­ phäre verbunden werden, wodurch es zum Anheben des Ventilkör­ perkolbens 28 und damit zum Öffnen der Austrittsöffnung 32 kommt.

Wie insbesondere die Fig. 4 bis 6 zeigen, liegt die zur Mittelkammer 13 führende Durchtrittsöffnung 14 in der Ventilge­ häusewandung 27 seitlich unmittelbar oberhalb des die Ablaßven­ til-Austrittsöffnung 32 umgebenden ringförmigen Ventilsitzes 30 und besitzt einen erheblich größeren Öffnungsquerschnitt als letztere. Beide Öffnungen 14, 32 sind im Hinblick auf den sie steuernden kolbenartigen Ventilkörper 28 zu einer einzigen ei­ nen vergleichsweise großen Querschnitt besitzenden Verbindungs­ öffnung zwischen Mittelkammer 13 und der Außenatmosphäre inte­ griert, die durch den Ventilkörper 28 in Abhängigkeit von des­ sen Öffnungshub kontinuierlich zunehmend freizulegen ist. Hier­ zu zeigt Fig. 4 die vom Ablaßventil normalerweise eingenommene Schließstellung, in der der Ventilkörperkolben 28 auf der Ven­ tilsitzringfläche 30 aufliegt, so daß die Mittelkammer 13 wie auch der Innenraum 15 des Absperrventilgehäuses nach außen ab­ gedichtet sind. Diese Position nimmt der Absperr-Ventilkörper 28 in der normalen Durchflußstellung des Rückflußverhinderers ein, dann also, wenn sein Durchflußgehäuse 1 vom Trinkwasser durchströmt wird. Erfolgt hinter der Ableitung 3 keine Wasser­ entnahme, so schließen das Zulaufventil 4 und das Ablaufventil 8. Die verhältnismäßig starke Zulaufventilfeder 5 sorgt dabei dafür, daß zwischen der Zuleitung 2 und der Mittelkammer 13 ei­ ne bestimmte Mindestdruckdifferenz besteht. Diese bewirkt, daß die Steuermembran 18, 18′ in der in Fig. 2 dargestellten, das Ab­ laßventil geschlossen gehaltenen Position verbleibt. Kommt es dagegen, aus welchem Grund auch immer, in der Mittelkammer 13 zu einem Druckanstieg, bei dem die bestimmte Mindestdruckdiffe­ renz zwischen Zuleitung 2 und Mittelkammer 13 unterschritten wird, so reicht der in der Zuleitung 2 und damit auch in der oberen Beaufschlagungskammer 21 herrschende Zuleitungsdruck nicht mehr aus, die Doppelmembran 18, 18′ in ihrer unteren Schließposition zu halten. Vielmehr überwiegt dann der auf die untere Rollmembran 18′ überwiegende Beaufschlagungsdruck, so daß die Steuerstange 20 und mit ihr der Ventilkörper 28 angeho­ ben werden. In dessen teilweise angehobener Stellung gemäß Fig. 5 kommt es nur zu einem entsprechenden Wasserabfluß durch die nur wenig freigelegte Austrittsöffnung 32 und damit auch zu einer gleichzeitigen entsprechenden Druckerniedrigung in der Mittelkammer 13. Sofern allerdings diese Druckerniedrigung noch nicht ausreichen sollte, um den vorbestimmten Sicherheits-Min­ destdruckunterschied zwischen Zuleitung 2 und Mittelkammer 13 wieder herzustellen, wird der Ventilkörperkolben 28 durch die Steuermembranen 18, 18′ noch weiter angehoben, wobei er an der unmittelbar zur Mittelkammer 13 führenden Durchtrittsöffnung 14 vorbei hochfährt und dadurch diese Öffnung kontinuierlich zu­ nehmend freilegt, wodurch nicht allein nur der Wasserablaß aus der Mittelkammer 13 begünstigt wird, sondern zugleich auch über die gleichen Öffnungen 14, 32 deren Belüftung erfolgt. Dieser Fall des vollständigen Öffnens des Ablaßventils und damit einer wirksamen Belüftung der Mittelkammer 13 kann bewußt durch Betä­ tigen des Dreiwege-Magnetventils 34 herbeigeführt werden, also in Verbindung mit der diesbezüglichen Funktionsprüfung des Ab­ laßventils. Auf diese Weise kann die Mittelkammer 13 vollstän­ dig von Wasser entleert werden.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind mancherlei Abän­ derungen möglich. So kann insbesondere an die Stelle der das Steuerelement bildenden Doppelmembran 18, 18′ auch ein entspre­ chend doppelseitig beaufschlagbarer Steuerkolben treten. Dieser könnte beispielsweise auch als oben und unten verschiedene Durchmesser aufweisender Stufenkolben ausgebildet sein, der in einem entsprechend unterschiedliche Durchmesser besitzenden Zy­ linder abdichtend geführt ist und wobei zwischen den beiden Durchmesserbereichen des Zylinders auch noch ein zur Außenat­ mosphäre führender Zwischenraum vorgesehen sein könnte.

Claims (7)

1. Rückflußverhinderer, insbesondere zum Einbau in Trinkwas­ serleitungen, mit einem eine Zu- und Ableitung (2 bzw. 3) enthaltenden Durchflußgehäuse (1), einem darin unterge­ brachten federbelasteten Zulaufventil (4) und einem feder­ belasteten Ablaufventil (8) sowie einer zwischen den bei­ den Ventilen (4, 8) angeordneten Mittelkammer (13), die mit der Außenatmosphäre über ein bei Unterschreiten eines be­ stimmten Mindestdifferenzdrucks zwischen Zuleitung (2) und Mittelkammer (13) öffnendes Ablaßventil zu verbinden ist, dessen Ventilkörper (28) mit einem einerseits vom in der Zuleitung (2) und andererseits vom in der Mittelkammer (13) herrschenden Druck beaufschlagbaren Steuerelement (18, 18′) verbunden und dadurch von seinem Ablaßventilsitz (30) unter Freigabe sowohl einer Wasseraustrittsöffnung als auch einer darüber liegenden, zur Mittelkammer führen­ den Belüftungsöffnung nach oben abzuheben ist, da­ durch gekennzeichnet, daß die Wasser­ austrittsöffnung des Ablaßventils und die Belüftungsöff­ nung zu einer einzigen, einen vergleichsweise großen Quer­ schnitt besitzenden Verbindungsöffnung (14, 32) zwischen Mittelkammer (13) und Außenatmosphäre integriert sind, die durch den Ventilkörper (28) in Abhängigkeit von dessen Öffnungshub kontinuierlich zunehmend freizulegen ist.

2. Rückflußverhinderer nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß seitlich am Durchflußgehäuse (1) in Höhe seiner Mittelkammer (13) ein rohrförmiges Ab­ laßventilgehäuse (16) angeflanscht ist, das jeweils unter­ einander das Steuerelement (18; 18′) und seine beidseitigen Beaufschlagungskammern (21, 22), eine Steuerstange (20) mit dem an ihrem unterem Ende sitzenden, kolbenartig ausgebil­ deten Ventilkörper (28) und die von einem ringförmigen Ventilsitz (30) umgebene Ablaßventil-Austrittsöffnung (32) enthält, und daß unmittelbar oberhalb dieses Ventilsitzes (30) in der Ventilgehäusewand (27) eine unmittelbar zur Mittelkammer (13) führende Durchtrittsöffnung (14) vorge­ sehen ist, die durch den bei seinem Öffnungshub an ihr vorbei hochfahrenden Ventilkörperkolben (28) zunehmend freizulegen ist und dadurch zusammen mit der unmittelbar seitlich unter ihr gelegenen Ablaßventil-Austrittsöffnung (32) die integrierte, ventilkörpergesteuerte Verbindungs­ öffnung (14, 32) bildet.

3. Rückflußverhinderer nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die zur Mittelkammer (13) führende Durchtrittsöffnung (14) einen größeren Quer­ schnitt als die unmittelbar unter ihr gelegene Ablaßven­ til-Austrittsöffnung (32) besitzt und zwischen dem Außen­ umfang des kolbenartigen Ventilkörpers (28) und dem Innen­ umfang der ihn umgebenden, die Mittelkammer-Durchtritts­ öffnung (14) enthaltenden Ablaßventilgehäusewandung (27) ein breiter Ringspalt (33) vorhanden ist.

4. Rückflußverhinderer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der an ihrem unteren Ende den Ventilkörper (28) tragen­ den Steuerstange (20) eine den Ventilkörper (28) von sei­ ner Ventilsitzfläche (30) abzuheben suchende Steuerfeder (24) angreift, die sich auf einem an einer Innenschulter (27′) der Ablaßventilgehäusewandung (27) aufliegenden Fe­ derstützelement (26) abstützt.

5. Rückflußverhinderer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die oberhalb des Steuerelements (18, 18′) gelegene Beauf­ schlagungskammer (21) über ein Dreiwege-Magnetventil (34) wahlweise gegen die Zuleitung (2) abzusperren und mit der hinter dem ringförmigen Ventilsitz (30) gelegenen Ablaß­ ventil-Austrittsöffnung (32) zu verbinden ist.

6. Rückflußverhinderer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement aus zwei voneinander durch einen mit der Außenatmosphäre verbundenen Zwischenraum (17) getrennten Rollmembranen (18, 18′) besteht, die mit der Steuerstange (20) mittig fest verbunden sind und bei denen die oberhalb von ihnen liegende Beaufschlagungskammer (21) mit der Zu­ leitung (2) und die unterhalb von ihnen liegende Beauf­ schlagungskammer (22) über den die Steuerstange (20) ent­ haltenden unteren Ablaßventilgehäuseraum (15) und die da­ rin seitlich einmündende Durchtrittsöffnung (14) mit der Mittelkammer (13) verbunden ist.

7. Rückflußverhinderer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement (18, 18′) als doppelseitig beaufschlagba­ rer Steuerkolben ausgebildet ist.