DE4217334C2 - Systemtrennungsarmatur - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Systemtrennungsarmatur zum Einbau in einem Fluidförderungssystem, bei welcher eine Zu­ flußzone durch einen ersten Rückflußverhinderer von einer Zwi­ schenzone und diese durch einen zweiten Rückflußverhinderer von einer Abflußzone getrennt ist, wodurch die Fließrichtung in der Systemtrennungsarmatur von der Zufluß- zur Abflußzone verläuft, und bei welchem ein den Druck in der Zwischenzone begrenzendes Differenzdruckventil vorgesehen ist zur Sicherstellung eines vorgegebenen minimalen Druckabfalls von der Zuflußzone zur Zwi­ schenzone.

Durch ein Trinkwasserversorgungsnetz werden die verschie­ densten Verbraucher bedient. Damit alle von der gleichen Was­ serqualität profitieren können, muß jeder Verbraucher gewähr­ leisten können, daß kein verschmutztes Wasser ins Netz zurück­ fließen kann. Ein Wasserrückfluß kann die verschiedensten Ursa­ chen haben. So können z. B. ein Absinken des Wasservordruckes, beispielsweise bei Rohrbruch, Einschalten von Druckerhöhungsan­ lagen, Installationsentleerungen, Heizungsanlagen, undichte Rückhaltevorrichtungen an Pumpanlagen usw. einen unerwünschten Rückfluß des Wassers ins Netz zur Folge haben. Es sind deshalb Verfahren und Geräte entwickelt worden, die geeignet sind, das Trinkwasser vor Beeinträchtigung und Gefährdung zu schützen.

Dazu dient auch die eingangs erwähnte, durch die DE-A-37 42 207 bekannte, hydraulisch gesteuerte Systemtrennungsarma­ tur, die drei Druckzonen aufweist. Davon ist die Zuflußzone dem Versorgungsnetz zugewandt und mit einem eingangsseitigen Rück­ flußverhinderer gegen eine druckreduzierte, kontrollierbare Zwischenzone getrennt. Die Zwischenzone ist durch einen weite­ ren Rückflußverhinderer gegenüber der Abfluß- oder Ausgangs­ druckzone abgetrennt. Der Druck in der Zwischenzone ist über einen membrangesteuerten Verschluß eines Differenzdruckventils kontrollierbar. Eine Impulsleitung zwischen der Zuflußzone und dem Differenzdruckventil dient zur Membransteuerung. Das Diffe­ renzdruckventil gewährleistet einen vorgegebenen minimalen Druckabfall von der Zuflußzone zur Zwischenzone. Sobald die mi­ nimale Druckdifferenz unterschritten wird, öffnet sich der Ver­ schluß und die Zwischenzone wird entleert.

Die meisten Systemtrennungsarmaturen arbeiten nach diesem Dreizonenprinzip. Sie unterscheiden sich primär in der kon­ struktiven Ausführung. Beispielsweise seien hierzu noch der Sy­ stemtrenner Typ HST 800 der Firma R. Nussbaum AG oder das Sy­ stemtrenngerät Clayton "RP" der Firma OLA-VAL SA, beides Schweizer Unternehmen, genannt.

All diesen bekannten Systemtrenngeräten ist gemeinsam, daß sie aus Sicherheitsgründen nur horizontal, nicht aber vertikal eingebaut werden können. Dies hat seinen Grund darin, daß die Abflußöffnung des das Entleerungsventil bildenden Verschlusses nach unten gerichtet sein muß, um in jedem Fall ein sicheres Entleeren der Zwischenzone zu gewährleisten. Grundsätzlich wäre es zwar möglich, Trenngeräte speziell für den vertikalen Einbau herzustellen. Dies ist aber allein schon deshalb nachteilig, weil für dieselbe Funktion zwei unterschiedliche Geräte auf La­ ger gehalten werden müßten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Sy­ stemtrennungsarmatur der eingangs genannten Gattung zu schaf­ fen, die sowohl für den horizontalen als auch den vertikalen Einbau geeignet ist und die vorgegebenen Sicherheitsbestimmun­ gen erfüllt.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Systemtrennungsar­ matur der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch ge­ löst, daß das Differenzdruckventil in einem bezüglich einer zur Fließrichtung senkrecht stehenden Achse rotierbaren Gefäßteil derart angeordnet ist, daß eine Abflußöffnung des Differenz­ druckventils nach unten gerichtet werden kann, unabhängig da­ von, ob die Fließrichtung vertikal oder horizontal ist.

Das Wesen der Erfindung besteht also darin, daß das Diffe­ renzdruckventil in geeigneter Weise rotierbar an der Armatur angeschlossen ist, wodurch letztere in jeder beliebigen Lage eingebaut werden kann. Das das Differenzdruckventil enthaltende Gefäßteil ist vorzugsweise um einen Winkel von mindestens 90°, besser aber noch von mindestens 180° drehbar. Wenn auch im Prinzip eine Drehbarkeit um 90° ausreicht, so ist es doch für den Installateur bequemer, wenn er den durch den großen Winkel gegebenen Freiheitsgrad zur Verfügung hat.

Der rotierbare Gefäßteil kann an einem die Zwischenzone abgrenzenden Gefäß über eine drehbare Flanschverbindung ange­ schlossen sein, in deren mindestens einem Flansch ein Ringkanal vorgesehen ist, der Teil einer Verbindungsleitung ist, über welche die Zuflußzone mit dem Differenzdruckventil unabhängig von der Rotationsstellung des Gefäßteils in Verbindung steht. Die Verbindungsleitung kommt auf diese Weise ohne jegliche fle­ xiblen Rohre oder Schläuche aus.

Besonders vorteilhaft ist es zudem, wenn die Verbindungs­ leitung vollständig in der Wandung des Gefäßes und des Gefäß­ teils verläuft.

Ist der Fließquerschnitt des Differenzdruckventils minde­ stens so groß wie derjenige des zweiten Rückflußverhinderers, dann ist gewährleistet, daß das aus der Abflußzone rückwärts fließende Wasser in jedem Fall aus der Zwischenzone abgeführt werden kann.

Die Zuflußzone und die Abflußzone weisen je einen An­ schlußstutzen für eine Zu- bzw. Abflußleitung auf. Das zwischen diesen Anschlußstutzen vorgesehene Gefäß ist im wesentlichen rohrförmig ausgebildet. Die Systemtrennungsarmatur zeichnet sich also durch einen schlanken, rohrförmigen Strömungskörper und einen daran angeschlossenen, aber seitlich versetzten dreh­ verstellbaren Steuerungsteil aus.

Für die automatische Funktionsüberprüfung ist in der Ver­ bindungsleitung zwischen Zuflußzone und Differenzdruckventil ein Dreiwegemagnetventil so eingebaut, daß bei dessen Betäti­ gung das Differenzdruckventil von der Zuflußzone entkoppelt und ein Druckzusammenbruch in der Zuflußzone simuliert wird, so daß das Differenzdruckventil sich öffnet und den Druck in der Zwi­ schenzone abbaut.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeich­ nung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels beschrie­ ben. Darin zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße System­ trennungsarmatur und

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie I-I der Fig. 1.

Wie bei den bekannten Systemtrennungsarmaturen ist auch beim Erfindungsgegenstand das Prinzip der drei abgestuften Druckzonen verwirklicht. Eine Zuflußzone 1 wird durch einen er­ sten Rückflußverhinderer 4 von der Zwischenzone 2 und diese durch einen zweiten Rückflußverhinderer 5 von der Abflußzone 3 getrennt. Zum Einbau in ein Fluidförderungssystem ist zufluß­ seitig und abflußseitig je ein Anschlußstutzen 9 bzw. 10 vorge­ sehen.

In der Zuflußzone 1 herrscht der hohe Druck des Trinkwas­ serversorgungsnetzes. Der erste Rückflußverhinderer 4 drosselt den Druck um ein bestimmtes Maß. In der Zwischenzone 2 herrscht dadurch ein reduzierter Druck. Die Druckdifferenz beträgt typi­ scherweise 0,7 bis 1,5 Meter Wassersäule und kann über eine Fe­ der 6, des ersten Rückflußverhinderers 4 in bekannter Weise be­ stimmt werden. Der zweite Rückflußverhinderer 5 führt ebenfalls zu einer Druckreduktion. Diese ist in der Regel aber nicht mehr so groß. Auch sie wird über eine Feder 7 am Rückflußverhinderer 5 eingestellt. Die druckmäßige Abstufung der drei Zonen 1, 2 und 3 führt zu einer entsprechenden Fließrichtung 11. Das Wasser kann also nur vom Netz über die Zuflußzone 1 und über die Ab­ flußzone 3 zum Verbraucher und nicht umgekehrt fließen.

Die beiden Rückflußverhinderer 4 und 5 sind in einem im wesentlichen rohrförmigen Gefäß 8 eingebaut. Im Bereich der Zwischenzone 2 hat das Gefäß 8 eine seitliche Öffnung, die als Rohransatz 19 ausgebildet ist. Er ist rund und weist einen Flansch 12a auf. An diese Öffnung wird ein auf der linken Seite der Fig. 1 gezeigtes Differenzdruckventil 21 angeschlossen. Es reguliert den Druck in der Zwischenzone 2.

Das Differenzdruckventil 21 weist ebenfalls einen Rohran­ satz 20 mit einem Flansch 12b auf. Das Gefäß 8 und das Diffe­ renzdruckventil 21 sind also über eine Flanschverbindung mit­ einander verbunden.

Gemäß der Erfindung ist der Gefäßteil 25 des Differenz­ druckventils 21 gegenüber dem Gefäß 8, in welchem die Rückfluß­ verhinderer 4 und 5 angeordnet sind, verdrehbar. Die Drehachse 22 ist die Zentralachse der Flanschverbindung. Sie steht senk­ recht zur Fließrichtung 11. Die Drehachse 22 steht auch senk­ recht zu einer Ventilachse 23 des Differenzdruckventils 21. Am unteren Ende der Ventilachse 23 ist eine Abflußöffnung 24 des Differenzdruckventil 21 vorgesehen. Somit es es möglich, daß die Abflußöffnung 24 unabhängig davon, ob die Fließrichtung 11 horizontal, geneigt oder vertikal verläuft, nach unten gerich­ tet werden kann.

Das das Differenzdruckventil 21 enthaltende Gefäßteil 25 ist rohrförmig. Eine Referenzkammer 26 wird von der Zwischen­ zone 2 durch zwei Membranen 28, 29 mit dazwischen angeordneter Druckplatte 27 getrennt. Die Referenzkammer 26 steht über eine aus den Abschnitten 15, 14 und 33 bestehende Verbindungsleitung mit der Zuflußzone 1 in Verbindung. Auf die Druckplatte 27 wirkt also einerseits der hohe Druck der Zuflußzone 1 und ande­ rerseits der niedrigere Druck der Zwischenzone 2. Ferner wirkt eine Feder 31 mit einer dem Differenzdruck entsprechenden Kraft auf die Druckplatte 27. Die Druckplatte 27 ist durch die beiden Membranen 28, 29 in Richtung der Ventilachse 23 verschiebbar ge­ halten.

Die beiden Membranen 28 und 29 haben unterschiedlich große Wirkflächen. Die dem höheren Druck ausgesetzte Membran 29 hat dabei die geringere Wirkfläche als die der Zwischenzone 2 zuge­ wandte Membran 28. Vorzugsweise ist ihr Flächenunterschied so bemessen, daß sich das Differenzdruckventil 21 öffnet, wenn der Druckunterschied zwischen der Zuflußzone 1 und der Zwischenzone 2 weniger als etwa 0,3 bar beträgt. Der Raum zwischen den bei­ den Membranen 28 und 29 ist über eine Bohrung mit der Umgebung verbunden, so daß in ihm atmosphärischer Druck herrscht.

Eine in der Ventilachse 23 liegende Stange 32 schafft eine starre Verbindung zwischen der Druckplatte 27 und einem Ver­ schluß 30. In Abhängigkeit von den herrschenden Druckverhält­ nissen öffnet oder schließt der Verschluß 30 die Abflußöffnung 24. Wenn die Druckdifferenz zwischen den Zonen 1 und 2 unter einen vorgegebenen minimalen Wert fällt, dann wird der Ver­ schluß 30 aufgrund der von den unterschiedlichen Wirkflächen der Membranen 28 und 29 resultierenden Kraft und der Kraft der Feder 31, die die Druckplatte 27 nach "oben" schieben, geöff­ net. Ist der Druck in der Zwischenzone 2 genügend abgefallen, dann wird die Druckplatte 27 wieder nach "unten" geschoben und der Verschluß 30 geschlossen. Auf diese Weise wird sicherge­ stellt, daß stets ein gegebener Druckabfall von der Zuflußzone 1 zur Zwischenzone 2 besteht und ein Rückfluß in das Versor­ gungsnetz verhindert wird.

Der Umstand, daß die Membranen 28 und 29 unterschiedliche Wirkflächen haben und der dazwischen liegende Raum drucklos ist, erhöht die Sicherheit der ganzen Armatur. Der Rückfluß kann dadurch auch dann unterbunden werden, wenn eine oder meh­ rere der Ventilfedern 6, 7 oder 31 ausfallen. Die Feder 31 hat dabei primär die Aufgabe, die gewünschte Druckdifferenz genau zu definieren. Ihre Wirkung addiert sich also zur Kraftwirkung, die aus den unterschiedlichen Wirkflächen der Membranen resul­ tiert.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Verbindungsleitung zwischen der Zuflußzone 1 und der Referenz­ kammer 26 mit ihren Leitungsabschnitten 15 und 33 vollständig in der Wandung des Gefäßes 8 und des Gefäßteils 25 unterge­ bracht. Insbesondere weist hierfür die Flanschverbindung einen Ringkanal 14 auf. Er wird z. B. durch zwei an entsprechenden Stellen in die Flansche 12a, 12b eingebrachte Nuten verkörpert. In die im Flansch 12a angeordnete Nut führt die von der Zufluß­ zone 1 kommende Leitung 15. Auf der anderen Seite, d. h. aus dem Flansch 12b, führt eine Leitung 16 weg zur Referenzkammer 26.

Ein erster Dichtungsring 13a dichtet die Zwischenzone 2 gegen den Ringkanal 14 ab. Ein zweiter Dichtungsring 13b dich­ tet den Ringkanal 14 nach außen ab. Es versteht sich, daß die Dichtungen 13a, 13b so ausgebildet sein müssen, daß sie die er­ findungsgemäße Rotationsbewegung des Gefäßteils 25 um die Drehachse 22 zulassen. Die konkrete Ausführung liegt im Be­ reich fachmännischen Handelns und braucht an dieser Stelle nicht näher beschrieben zu werden.

In der Wandung des Gefäßes 8 sind drei Bohrungen 16, 17 und 18 vorgesehen, die bis zur Leitung 15 vordringen. Diese Bohrun­ gen können zum Anbringen einer Vorrichtung für die Funktions­ kontrolle verwendet werden. Dazu wird in die mittlere Bohrung 17 eine Verschlußschraube eingesetzt, die die Leitung 15 unter­ bricht. An die davor und dahinter liegenden Bohrungen 16 bzw. 18 wird ein Dreiwegemagnetventil angeschlossen. Durch das nicht dargestellte Magnetventil kann beispielsweise über einen fest verbundenen Zeittaktgeber nach einem eingestellten Intervall die zwischen den Bohrungen 16 und 18 bestehende Verbindung un­ terbrochen und gleichzeitig der an der Bohrung 18 anliegende Druck über den dritten Weg des Magnetventils entlastet werden. Auf diese Weise wird ein Zusammenbrechen der Druckdifferenz zwischen der ersten Zone 1 und der zweiten Zone 2 simuliert. Das Differenzdruckventil 21 wird sich daher öffnen und den Druck in der Zwischenzone 2 abbauen. Wenn eine solche Überprü­ fung der Funktionstüchtigkeit in regelmäßigen Zeitabständen durchgeführt wird, kann verhindert werden, daß der Verschluß 30 verklebt.

Im Bereich der Abflußzone 3 ist eine Bohrung 36 für ein Manometer vorgesehen. Das Gefäßteil 25 des Differenzdruckven­ tils 21 weist ebenfalls eine Bohrung 35 zur Überwachung des Drucks in der Zwischenzone 2 auf. Schließlich wird auch der Druck in der Referenzkammer 26 mit einem an einer Bohrung 34 angeschlossenen Manometer überwacht.

Die Erfindung ist nicht auf die anhand der Zeichnungen er­ läuterte Ausführungsform beschränkt. Sie kann durchaus auch bei anderen bekannten Systemtrennungsarmaturen angewendet werden. Sie vereinigt die Vorteile einer vielseitig anwendbaren und den Sicherheitserfordernissen entsprechenden Armatur und ist für Fluidförderungssysteme verschiedenster Art geeignet.

Liste der Bezugszeichen

 1 Zuflußzone
 2 Zwischenzone
 3 Abflußzone
 4, 5 Rückflußverhinderer
 6, 7 Feder
 8 Gefäß
 9, 10 Anschlußstutzen
11 Fließrichtung
12a, b Flansch
13a, b Dichtungsring
14 Ringkanal
15 Leitung
16, 17, 18 Bohrung
19, 20 Rohransatz
21 Differenzdruckventil
22 Drehachse
23 Ventilachse
24 Abflußöffnung
25 Gefäß
26 Referenzkammer
27 Druckplatte
28, 29 Membran
30 Verschluß
31 Feder
32 Stange
33 Leitung
34, 35, 36 Bohrung

Claims (6)

1. Systemtrennungsarmatur zum Einbau in einem Fluidförde­ rungssystem, bei welcher eine Zuflußzone (1) durch einen ersten Rückflußverhinderer (4) von einer Zwischenzone (2) und diese durch einen zweiten Rückflußverhinderer (5) von einer Abflußzone (3) getrennt ist, wodurch die Fließrich­ tung (11) in der Systemtrennungsarmatur von der Zufluß- zur Abflußzone verläuft, und bei welcher ein den Druck in der Zwischenzone (2) begrenzendes Differenzdruckventil (21) vorgesehen ist zur Sicherstellung eines vorgegebenen minimalen Druckabfalls von der Zuflußzone (1) zur Zwi­ schenzone (2), dadurch gekennzeichnet, daß das Differenz­ druckventil (21) in einem bezüglich einer zur Fließrich­ tung (11) senkrecht stehenden Drehachse (22) rotierbaren Gefäßteil (25) derart angeordnet ist, daß eine Abflußöff­ nung (24) des Differenzdruckventils (21) nach unten ge­ richtet werden kann, unabhängig davon, ob die Fließrich­ tung (11) vertikal oder horizontal ist.

2. Systemtrennungsarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Gefäßteil (25) an ein die Zwischenzone (2) abgrenzendes Gefäß (8) über eine drehbare Flanschver­ bindung (12a, 12b) angeschlossen ist, in deren mindestens einem Flansch (12a bzw. 12b) ein Ringkanal (14) vorgesehen ist, der Teil einer Verbindungsleitung (15, 33) ist, über welche die Zuflußzone (1) mit dem Differenzdruckventil (21) unabhängig von der Rotationsstellung des Gefäßteils (25) in Verbindung steht.

3. Systemtrennungsarmatur nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verbindungsleitung (15, 33) in der Wan­ dung des Gefäßes (8) und des rotierbaren Gefäßteils (25) verläuft.

4. Systemtrennungsarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fließquerschnitt des Dif­ ferenzdruckventils (21) mindestens so groß ist wie derje­ nige des zweiten Rückflußverhinderers (5).

5. Systemtrennungsarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuflußzone (1) und die Ab­ flußzone (3) je einen Anschlußstutzen (9, 10) für eine Zu- bzw. Abflußleitung des Fluidförderungssystems aufweisen.

6. Systemtrennungsarmatur nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindungsleitung (15) ein Dreiwegemagnetventil so eingebaut ist, daß bei dessen Betätigung das Differenzdruckventil (21) von der Zufluß­ zone (1) entkoppelt und ein Druckzusammenbruch in der Zu­ flußzone (1) simuliert wird, so daß das Differenzdruckven­ til (21) sich öffnet und der Druck in der Zwischenzone (2) abgebaut wird.