Systemtrenner
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Systemtrenner mit einem Durchflussgehäuse, das einen eingangsseitigen Ruckflussverhinderer, einen aus- gangsseitigen Ruckflussverhinderer und eine Mittelkammer umfasst, die über ein Ablassventil in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen der Eingangsseite und der Mittelkammer entleerbar ist.
Ein Systemtrenner ist eine Sicherungsarmatur, die in eine Trinkwasserleitung eingebaut wird, um ein Rückfließen von Nicht-Trinkwasser in die Trinkwasserleitung zu verhindern. Im Normalfall durchströmt ein Fluid, wie zum Beispiel Trinkwasser, den Systemtrenner von der Zulaufseite durch den eingangsseitigen Ruckflussverhinderer in die Mittelkammer und von dort durch den ausgangsseitigen Ruckflussverhinderer zur Ausgangsseite. Wenn sich der Druck an der Aus- gangsseite des Systemtrenners erhöht, beispielsweise durch einen Schaden in der nachgeschalteten Anlage, so dass das Medium zurückgedrückt wird, oder, wenn sich der Druck an der Eingangsseite des Systemtrenners, beispielsweise durch einen Rohrbruch, vermindert, so dass ein Rücksaugen erfolgt, hat das in beiden Fällen auf- grund einer negativen Druckdifferenz eine Umkehrung des Durchflusses zur Folge. Um eine solche Umkehrung des Durchflusses zu verhindern, schließen die beiden Ruckflussverhinderer schon bei einer bestimmten, minimalen positiven Druckdifferenz von insbesondere 0,14 bar zwischen der Eingangsseite und der Mittelkammer. Aus Sicherheitsgründen ist die Mittelkammer mit einem Ablassventil ausgestattet, um im Schadensfall eine Belüftungsöffnung zu öffnen und auch das Medium durch eine Austrittsöffnung abfließen zu lassen. Wenn der ausgangsseitige Ruckflussverhinderer undicht ist,
wird sich bei einer negativen Druckdifferenz, also bei einem höheren Druck an der Ausgangsseite als an der Eingangsseite des Systemtrenners, der Druck in der Mittelkammer vergrößern. Der erhöhte Druck in der Mittelkammer führt dazu, dass das Ablassventil öffnet und einen Strömungsweg für das zurückdrückende Medium in einen Entlastungsraum freigibt. Das Ablassventil, das auch als Entlastungsventil bezeichnet werden kann, schließt erst, wenn die Druckdifferenz zwischen der Eingangsseite und der Mittelkammer mindestens 0,14 bar beträgt. Herkömmliche Systemtrenner sind oft kompliziert aufgebaut und demzufolge teuer in der Herstellung.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Systemtrenner der eingangs geschilderten Art zu schaffen, der einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist.
Die Aufgabe ist bei einem Systemtrenner mit einem Durchflussge- häuse, das einen eingangsseitigen Ruckflussverhinderer, einen ausgangsseitigen Rückflussverinderer und eine Mittelkammer umfasst, die über ein Ablassventil in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen der Eingangsseite und der Mittelkammer entleerbar ist, dadurch gelöst, dass der eingangsseitige Ruckflussverhinderer einen Rückflussverhinderungsabschnitt einer Membran umfasst, der in Abhängigkeit von dem eingangsseitigen Druck einen Strömungsweg zu dem ausgangsseitigen Ruckflussverhinderer freigibt, und dadurch, dass das Ablassventil einen Ablassabschnitt derselben Membran umfasst, der in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen der Eingangsseite und der Mittelkammer einen Strömungsweg von der Mittelkammer zu einem Abfluss freigibt. Die Membran übernimmt sowohl die Funktion des eingangsseitigen Rückflussverhinderers als auch des Ablassventils. Das hat den Vorteil, dass sich die Anzahl
der benötigten Einzelteile deutlich reduziert. Die Membran ist vorzugsweise aus einem elastischen Kunststoff, zum Beispiel aus Gummi, gebildet.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Systemtrenners ist da- durch gekennzeichnet, dass die Membran einen im Wesentlichen schlauchförmigen Membrangrundkörper aufweist. Diese Gestalt hat den Vorteil, dass die Membran, zum Beispiel im Spritzgießverfahren, einfach und kostengünstig herstellbar ist. Die Membran ist vorzugsweise aus einem elastomeren Kunststoff gebildet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Systemtrenners ist dadurch gekennzeichnet, dass an einem Ende des im Wesentlichen schlauchförmigen Membrangrundkörpers ein Bund ausgebildet ist. Der Bund dient dazu, die Membran in dem Durchflussgehäuse zu fixieren und abzudichten.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Systemtrenners ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rückflussverhinderungsab- schnitt an einem Ende des im Wesentlichen schlauchförmigen Membrangrundkörpers angeordnet ist. Der Rückflussverhinderungs- abschnitt ist vorzugsweise an dem dem Bund entgegengesetzten Ende des Membrangrundkörpers angebracht. Diese Anordnung hat sich bei im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Untersuchungen als besonders vorteilhaft erwiesen. Außerdem ist diese Anordnung fertigungstechnisch einfach und kostengünstig realisierbar.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Systemtrenners ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ablassabschnitt, in axialer Richtung betrachtet, zwischen dem Rückflussverhinderungsabschnitt
und dem entgegengesetzten Ende des im Wesentlichen schlauchförmigen Membrangrundkörpers angeordnet ist. Dadurch soll im Zusammenspiel mit anderen Merkmalen erreicht werden, dass der Ablassabschnitt den Strömungsweg von der Mittelkammer zu dem Ab- fluss verschließt, bevor der eingangsseitige Rückflussverhinde- rungsabschnitt den Strömungsweg zu dem ausgangsseitigen Ruckflussverhinderer freigibt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Systemtrenners ist dadurch gekennzeichnet, dass der im Wesentlichen schlauchför- mige Membrangrundkörper mit einem Stützkörper zusammenwirkt, der in dem Durchflussgehäuse angeordnet ist. Der Stützkörper trägt die Membran und kann aus Kunststoff gebildet sein. Vorzugsweise wird der Stützkörper im Spritzgießverfahren hergestellt. Der Membrangrundkörper liegt teilweise dichtend an dem Stützkörper an.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Systemtrenners ist dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkörper einen im Wesentlichen hülsenförmigen Stützgrundkörper aufweist, der an seinem eingangsseitigen Ende geöffnet und im Bereich seines ausgangsseitigen Endes geschlossen ist. Durch das offene Ende des Stütz- grundkörpers kann das Medium von der Eingangsseite in den Stützgrundkörper eintreten. Durch das geschlossene Ende des Stützgrundkörpers wird ein Durchtritt von Medium durch den Stützgrundkörper in axialer Richtung verhindert.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Systemtrenners ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem im Wesentlichen hülsenförmigen Stützgrundkörper mindestens eine radiale Öffnung ausgespart ist, welche die Eingangsseite des Systemtrenners mit der inneren Mantelfläche des im Wesentlichen schlauchförmigen Membran-
grundkörpers verbindet. Durch die radiale Öffnung kann die Membran mit dem an der Eingangsseite herrschenden Druck beaufschlagt werden. Wenn der Druck einen vorgegebenen Wert überschreitet, hebt die Membran von dem Stützgrundkörper ab, an dem sie an- sonsten, zumindest teilweise, dichtend anliegt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Systemtrenners ist dadurch gekennzeichnet, dass an einem Ende des im Wesentlichen hülsenförmigen Stützgrundkörpers ein Bund ausgebildet ist. Der Bund dient zur Fixierung des Stützkörpers und der Membran in dem Durchflussgehäuse.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Systemtrenners ist dadurch gekennzeichnet, dass der im Wesentlichen schlauchför- mige Membrangrundkörper so bemessen und ausgelegt ist, dass der Rückflussverhinderungsabschnitt an dem Stützgrundkörper, insbe- sondere an einem Ende des Stützgrundkörpers, anliegt, wenn der eingangsseitige Druck einen vorgegebenen Wert unterschreitet, um den Strömungsweg zu dem ausgangsseitigen Ruckflussverhinderer zu unterbrechen, und so bemessen und ausgelegt ist, dass der Rückflussverhinderungsabschnitt von dem Stützgrundkörper, insbe- sondere von dem Ende des Stützgrundkörpers, abhebt, um den Strömungsweg zwischen der Eingangseite und dem ausgangsseitigen Ruckflussverhinderer freizugeben, wenn der eingangsseitige Druck einen vorgegebenen Wert überschreitet. Dadurch wird auf einfache Art und Weise die Funktion des eingangsseitigen Rückflussverhinderers sichergestellt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Systemtrenners ist dadurch gekennzeichnet, dass der im Wesentlichen schlauchför- mige Membrangrundkörper so bemessen und ausgelegt ist, dass der Ablassabschnitt an dem Durchflussgehäuse anliegt, wenn die Druckdifferenz zwischen der Eingangsseite und der Mittelkammer einen vorgegebenen Wert von insbesondere 0,14 bar überschreitet, und dadurch einen Strömungsweg von der Mittelkammer zwischen dem Stützgrundkörper und dem Durchflussgehäuse hindurch zu einem Entlastungsraum verschließt. Wenn die Druckdifferenz zwi- sehen der Eingangseite und der Mittelkammer den vorgegebenen Wert unterschreitet, löst sich die Membran von dem Durchflussgehäuse und kann an dem Stützgrundkörper zur Anlage kommen, um den Strömungsweg zum Abfluss beziehungsweise Entlastungsraum freizugeben.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Systemtrenners ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem im Wesentlichen hülsen- förmigen Stützgrundkörper ein Filterelement angeordnet ist. Das Filterelement dient dazu, das in den Systemtrenner einströmende Medium zu filtern.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Es zeigen:
Figur 1 einen Systemtrenner im Längsschnitt in einem ersten Zustand, in dem der eingangsseitige Ruckflussverhinderer geschlossen und das Ablassventil geöffnet ist und
Figur 2 den Systemtrenner aus Figur 1 in einem zweiten Zustand, in dem der eingangsseitige Ruckflussverhinderer geöffnet und das Ablassventil geschlossen ist.
In den Figuren 1 und 2 ist ein erfindungsgemäßer Systemtrenner im Längsschnitt in zwei verschiedenen Schaltzuständen dargestellt. Der Systemtrenner weist ein im Wesentlichen rohrförmiges Durchflussgehäuse 1 auf, das drei axiale Abschnitte 2, 3 und 4 mit verschiedenen Außen- und Innendurchmessern aufweist. Der erste Abschnitt 2 weist den größten Durchmesser und der dritte Abschnitt 4 den kleinsten Durchmesser auf. Der zweite Abschnitt 3 ist zwischen den Abschnitten 2 und 4 angeordnet und weist einen Durchmesser auf, der kleiner als der des Abschnitts 2 aber größer als der des Abschnitts 4 ist. Am freien Ende des Abschnitts 2 ist die Eingangsseite 6 des Systemtrenners angeordnet. Die Eingangsseite 6 wird in be- kannter Weise mit einer Trinkwasserzuleitung verbunden. Am freien Ende des Abschnitts 4 ist die Ausgangsseite 8 des Systemtrenners angeordnet. Die Ausgangsseite 8 wird in bekannter Weise mit einer mit Trinkwasser zu versorgenden Anlage, zum Beispiel einer Waschmaschine, verbunden.
Zwischen der Eingangsseite 6 und der Ausgangsseite 8 ist in dem Durchflussgehäuse 1 eine Mittelkammer 9 ausgebildet. Die Mittelkammer 9 ist über einen Abflussstutzen 10 mit einem (nicht dargestellten) Entlastungsraum verbindbar. In der Mittelkammer 9 ist ein Stützkörper 12 angeordnet, der einen im Wesentlichen kegelzylin- dermantelförmigen Stützgrundkörper 13 aufweist. Der Stützgrundkörper 13 ist an seinem eingangsseitigen Ende geöffnet und im Bereich seines ausgangsseitigen Endes durch einen Boden 14 verschlossen. Durch den Boden 14 wird ein Durchströmen des Stützgrundkörpers 13 in axialer Richtung verhindert. An dem eingangssei-
tigen Ende des Stützgrundkörpers 13 ist ein Bund 15 ausgebildet, mit Hilfe dessen der Stützkörper 12 in dem Durchflussgehäuse 1 fixierbar ist. Im Inneren des Stützgrundkörpers 13 ist ein Filterelement 18 angeordnet, das dazu dient, das von der Eingangsseite ein- strömende Fluid, insbesondere Trinkwasser, zu filtern. In axialer Richtung betrachtet, sind in der eingangsseitigen Hälfte des Stützgrundkörpers eine Vielzahl von Öffnungen in dem Stützgrundkörper 13 ausgespart, die in axialer Richtung verlaufen. Die Öffnungen 20 sind in Umfangsrichtung des Stützgrundkörpers 13 gleichmäßig ver- teilt angeordnet und ermöglichen den Durchtritt von Fluid in radialer Richtung.
Der Stützgrundkörper 13 ist von einer Membran 24 umgeben, die einen im Wesentlichen schlauchförmigen Membrangrundkörper 25 aufweist, der an dem Stützgrundkörper 13 anliegt. An dem ein- gangsseitigen Ende des Membrangrundkörpers 25 ist ein Bund 26 ausgebildet, der durch den Bund 15 des Stützkörpers 12 gegen einen umlaufenden Absatz 28 in dem Durchflussgehäuse 1 gedrückt wird.
In dem Abschnitt 2 des Durchflussgehäuses 1 ist innen in der Nähe des Abflussstutzens 10 eine Dichtkontur 30 fixiert, die einen Ventilsitz für einen Ablassabschnitt 50 bildet, der etwa in der Mitte des Membrangrundkörpers 25 vorgesehen ist. Wenn der Ablassabschnitt 50 an dem Stützgrundkörper 13 anliegt, wie in Figur 1 dargestellt ist, ist ein Strömungsweg von der Mittelkammer 9 zu dem Abflussstutzen 10 hin freigegeben. In Figur 1 sieht man außerdem, dass ein Rück- flussverhinderungsabschnitt 52 im Bereich des ausgangsseitigen Endes des Stützgrundkörpers 13 an demselben anliegt. Dadurch wird ein Strömungsweg von der Mittelkammer 9 zwischen dem Stützgrundkörper 13 und dem Rückflussverhinderungsabschnitt 52
des Membrangrundkörpers 25 hindurch durch die Öffnungen 20 zur Eingangsseite 6 unterbrochen. Der Membrangrundkörper 25 mit dem Rückflussverhinderungsabschnitt 52 bildet zusammen mit dem Stützgrundkörper 13 und den darin ausgebildeten Öffnungen 20 den eingangsseitigen Ruckflussverhinderer. Der Membrangrundkörper 25 mit dem Ablassabschnitt 50 bildet zusammen mit dem Durchflussgehäuse 1 das Ablassventil.
Wenn der Druck an der Eingangsseite 6 über einen vorgegebenen Druck ansteigt, entfernt sich der Ablassabschnitt 50 der Membran 24 von dem Stützgrundkörper 13 und kommt an der Dichtkontur 30 zur Anlage, so dass der Strömungsweg, wie in Figur 2 dargestellt ist, von der Mittelkammer 9 zum Abflussstutzen 10 hin unterbrochen ist. Nach einem weiteren Druckanstieg entfernt sich auch der Rückfluss- verhinderungsabschnitt 52, wie ebenfalls in Figur 2 dargestellt ist, von dem Stützgrundkörper 13 und gibt einen Strömungsweg von der Eingangsseite 6 zu einem ausgangsseitigen Ruckflussverhinderer 60 hin frei. Der ausgangsseitige Ruckflussverhinderer 60 umfasst ein federvorgespanntes Schließelement, dessen Aufbau und Funktion als bekannt vorausgesetzt werden. Wenn der Druck in der Mittel- kammer 9 nur geringfügig ansteigt, dann öffnet der ausgangsseitige Ruckflussverhinderer 60 die Verbindung zur Ausgangsseite 8. Jetzt fließt das Wasser mit einem Druckgefälle von der Eingangsseite 6 über die Mittelkammer 9 zur Ausgangsseite 8 und von dort über ein nicht dargestelltes Rohrsystem dem Verbraucher zu. Wenn der Verbrauch gedrosselt oder ganz abgesperrt wird, dann kommt der Rückflussverhinderungsabschnitt 52 wieder an dem Stützgrundkörper 13 zur Anlage und der ausgangsseitige Ruckflussverhinderer 60 schließt ebenfalls.
Im Falle einer Störung, wenn zum Beispiel der ausgangsseitige Ruckflussverhinderer 60 undicht wird, steigt der Druck in der Mittelkammer 9 an, und das Druckgefälle zwischen der Eingangsseite 6 und der Mittelkammer 9 verringert sich. Wenn sich die Druckdiffe- renz zwischen der Eingangsseite 6 und der Mittelkammer 9 verrin- gert, dann entfernt sich der Ablassabschnitt 50 von der Dichtkontur 30 und gibt den Strömungsweg von der Mittelkammer 9 zum Abflussstutzen 10 hin frei. Das störungsbedingt durch den Ruckflussverhinderer 60 in die Mittelkammer 9 strömende Medium kann also ungehindert durch den Abflussstutzen 10 abfließen. Eine Verseuchung des Trinkwassers auf der Eingangsseite 6 ist somit ausgeschlossen, da das Medium über den Abflussstutzen 10 abfließen kann und gleichzeitig ein Rückströmen des Mediums zur Eingangsseite 6 durch den eingangsseitigen Ruckflussverhinderer 52 verhin- dert wird.
Durch Prüfanschlüsse 71, 72 und 73 können die Drücke auf der Eingangsseite 6, in der Mittelkammer 9 und auf der Ausgangsseite 8 gemessen werden, um die einwandfreie Funktion des in den Figuren 1 und 2 dargestellten Systemtrenners zu überprüfen.