Technisches Gebiet
[0001] Die Erfindung betrifft eine Rohrtrenneranordnung zum physischen Trennen eines stromaufwärtigen
Flüssigkeitssystems von einem stromabwärtigen Flüssigkeitssystem mittels eines Ablassventils
enthaltend
- (a) einen in einem Gehäuse angeordneten stromaufwärtigen Rückflussverhinderer,
- (b) einem koaxial zu dem stromaufwärtigen Rückflussverhinderer angeordneten stromabwärtigen
Rückflussverhinderer und
- (c) ein von einer Belastungsfeder beaufschlagtes, strömungsmäßig zwischen den Rückftussverhinderern
angeordnetes Ablassventil mit einer gehäusefesten Sitzdichtung und einem mit der Sitzdichtung
zusammenwirkenden, beweglichen Ventilsitz, wobei
- (d) stromaufwärts von dem stromaufwärtigen Rückflussverhinderer ein Eingangsdruck
des stromaufwärtigen Flüssigkeitssystems,
- (e) zwischen den Rückftussverhinderern ein Mitteldruck in einer Mitteldruckkammer
und
- (f) stromabwärts von dem stromabwärtigen Rückflussverhinderer ein Ausgangsdruck des
stromabwärtigen Flüssigkeitssystems herrscht.
[0002] Rohrtrenner oder Systemtrenner dienen dazu, einen Rückfluß von Flüssigkeit aus einem
stromabwärtigen Flüssigkeitssystem in ein stromaufwärtiges Flüssigkeitssystem sicher
zu verhindern. Das stromaufwärtige Flüssigkeitssystem kann dabei ein Trinkwassersystem
sein. Das stromabwärtige Flüssigkeitssystem kann z.B. ein Heizungssystem sein. Es
muß unbedingt verhindert werden, daß verunreinigtes Wasser aus dem Heizungssystem
beim Auf oder Nachfüllen des Heizungssystems in das Trinkwassersystem zurückfließt,
beispielsweise dadurch, daß der Druck im Trinkwassersystem aus irgendeinem Grund zusammenbricht.
[0003] Es gibt sog. Rückflußverhinderer. Das sind federbelastete Ventile, welche einen Flüssigkeitsdurchfluß
nur in einer Richtung, nämlich vom stromaufwärtigen zum stromabwärtigen System zulassen.
Solche Rückflußverhinderer können aber undicht werden. Daher ist z.B. bei Trinkwasser
und Heizungswasser eine Trennung der Flüssigkeitssysteme allein durch Rückflußverhinderer
nicht zulässig. Es muß eine physische Trennung der Flüssigkeitssysteme erfolgen, derart
daß im Störfall zwischen den Systemen eine Verbindung zu einem Ablauf und zur Atmosphäre
hergestellt wird.
[0004] System- oder Rohrtrenner enthalten einen stromaufwärtigen, an das stromaufwärtige
Flüssigkeitssystem angeschlossenen Rückflußverhinderer und einen stromabwärtigen mit
dem stromabwärtigen System verbundenen Rückflußverhinderer. Zwischen den Rückflußverhinderern
ist ein druckgesteuertes Ablassventil angeordnet, welches einen Durchgang von dem
stromaufwärtigen Flüssigkeitssystem zu dem stromabwärtigen Flüssigkeitssystem herstellt,
wenn zwischen den beiden Flüssigkeitssystemen ein ausreichendes Druckgefälle besteht,
so daß die Flüssigkeit sicher nur von dem stromaufwärtigen zum stromabwärtigen Flüssigkeitssystem
strömen kann. Wenn dieses Druckgefälle nicht besteht, stellt das Ablassventil eine
Verbindung des Raumes zwischen den Rückflußverhinderern mit der Atmosphäre und einem
Ablauf her.
Stand der Technik
[0005] Aus der
DE 198 54 951 C2 ist eine Anordnung bekannt, bei der der stromaufwärtige Rückflußverhinderer in einem
koaxialen Metallbalg sitzt. Bei ansteigendem Eingangsdruck dehnt sich der Metallbalg
aus und bewegt das Ablassventil bis der Ventilsitz abdichtend am Ventilkegel des Ablassventils
sitzt. Erst dann öffnet der stromaufwärtige Rückflußverhinderer.
[0006] Bei bekannten Rohrtrennern, wie z.B. auch in der
DE 102 14 747 oder
DE 10 2005 031 422 offenbart, ist das Ablassventil ein in einem Armaturengehäuse verschiebbarer Kolben.
Dieser Kolben weist einen zentralen Durchgang und an seiner stromabwärtigen Stirnfläche
einen ringförmigen Ventilsitz auf, der an einer armaturenfesten Ringdichtung axial
zur Anlage kommt. Der Durchgang stellt dann eine zur Atmosphäre hin geschlossene Verbindung
zwischen stromaufwärtigem und stromabwärtigen Flüssigkeitssystem her. Der stromaufwärtige
Rückflußverhinderer sitzt in dem Durchgang. Dadurch wirkt auf den Kolben gegen eine
in Öffnungsrichtung wirksame Feder die Druckdifferenz zwischen dem Eingangsdruck im
stromaufwärtigen Flüssigkeitssystem und einem Mitteldruck, der sich in einem Mitteldruckraum
zwischen Kolben und stromabwärtigen Rückflußverhinderer einstellt. Damit ein Durchfluß
zu dem stromabwärtigen System stattfinden kann, muß schon diese Druckdifferenz ein
vorgegebenes, durch die Federkraft bestimmtes Maß überschreiten. Der Ablassventilkörper
ist dabei koaxial zu den Rückflussverhinderern angeordnet.
[0007] Wenn -als Beispiel- ein unter geringem Wasserdruck stehendes Heizungssystem aus einem
Trinkwassersystem über den Systemtrenner gefüllt werden soll, wird durch den Eingangsdruck
im Trinkwassersystem zunächst der Kolben des Ablassventils gegen die Wirkung der darauf
wirkenden Feder in seine Betriebsstellung gedrückt, in welcher er die Verbindung zur
Atmosphäre und zu dem Ablauf unterbricht und eine Verbindung zwischen Trinkwassersystem
und Heizungssystem herstellt. Dann werden die stromaufwärtigen und stromabwärtigen
Rückflußverhinderer aufgedrückt. Es strömt Trinkwasser zu dem Heizungssystem und füllen
dieses auf oder nach.
[0008] Das Heizungssystem wird dann auf einen Ausgangsdruck aufgefüllt, der unterhalb des
Eingangsdrucks liegt. Im normalen Betrieb wird die Differenz zwischen Eingangsdruck
und Ausgangsdruck durch den Druckabfall an den Rückflußverhinderern, also durch die
Stärke der Federn der Rückflußverhinderer bestimmt. Der Mitteldruck liegt entsprechend
dem Druckabfall an dem stromaufwärtigen Rückflußverhinderer und dem Druckabfall an
dem stromaufwärtigen Rückflußverhinderer dazwischen. Die Druckdifferenz zwischen Eingangsdruck
und Mitteldruck muß größer sein als ein durch die Belastungsfeder des Ventilkörpers
des Ablassventils bestimmter Grenzwert.
[0009] Die bekannten Rohrtrenner bestehen überwiegend aus metallischen Komponenten, z.B.
aus Messing oder Kupfer.
Offenbarung der Erfindung
[0010] Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Rohrtrenneranordnung der eingangs genannten Art
kostengünstig und wartungsfreundlich zu gestalten. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe
dadurch gelöst, dass
(g) der Ventilsitz des Ablassventils mit der stromabwärtigen Seite eines in dem Gehäuse
senkrecht zur Öffnungsrichtung der Rückflussverhinderer beweglichen, federbeaufschlagten
Kolbens verbunden ist, und
(h) der Kolben über einen an dem stromaufwärtigen Rückflussverhinderer vorbei führenden
Verbindungskanal gegen die Federwirkung der Belastungsfeder mit Eingangsdruck beaufschlagt
ist.
[0011] Das Ablassventil ist also senkrecht zur Fließrichtung zwischen den Rückflussverhinderern
angeordnet. Entsprechend kann das Gehäuse mit geringeren Abmessungen, insbesondere
mit geringerer Baulänge und geringerem Durchmesser ausgeführt werden. Damit ist eine
erhebliche Materialersparnis verbunden, welche die Herstellungskosten reduziert.
[0012] Vorzugsweise weist das Gehäuse zwei koaxiale Anschlussstutzen zum Einbau in eine
Rohrleitung auf und einen zur Achse der Anschlussstutzen senkrechten Stutzen, in welchen
ein Einsatzteil mit der Sitzdichtung des Ablassventils eingesetzt ist. Durch diesen
senkrechten Stutzen sind die Kompenenten z.B. zu Wartungszwecken oder zum Ersatz leicht
zugänglich.
[0013] Das Einsatzteil kann einen Ablauftrichter aufweisen. Es kann ferner ein Führungsglied
zur Führung des beweglichen Ventilsitzes aufweisen. In einer besonders kostengünstigen
Variante der Erfindung ist das Einsatzteil aus Kunststoff gefertigt. Das Einsatzteil
ist also im Gegensatz zu den Trichteranordnungen des Standes der Technik nicht nur
ein bloßer Trichter, sondern bildet auch einen Teil des Ablassventils. Mit der Verwendung
eines integrierten Kunststoffteils ist erheblich weniger metallischer Werkstoff erforderlich.
Dadurch kann die Armatur wirtschaftlicher hergestellt werden.
[0014] In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Ventilsitz einen
kleineren Durchmesser auf als der Kolben. Der auf den Kolben wirkende Eingangsdruck
erzeugt somit aufgrund des größeren Durchmessers eine größere Kraft in Schließrichtung
des Ablassventils, als dies mit dem Ventilsitz der Fall wäre. Entsprechend besser
ist die Dichtkraft des Ablassventils.
[0015] Auch der Kolben und der Ventilsitz können als integriertes Kunststoffelement ausgebildet
sein.
[0016] Vorzugsweise ist der stromaufwärtige Rückflussverhinderer von einer Rückflussverhindererpatrone
gebildet, welche in ein Einschubteil eingesetzt ist, wobei das Einschubteil mit Außenrippen
versehen ist, deren Zwischenraum eine Verbindung zwischen dem Verbindungskanal und
dem Einlass herstellen. Dadurch wird eine besonders kompakte Anordnung erreicht. Das
Einschubteil kann ebenfalls aus Kunststoff gefertigt sein.
[0017] Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein Ausführungsbeispiel
ist nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0018]
- Fig. 1
- ist ein Querschnitt durch eine Rohrtrenneranordnung mit einen Kunststoff-Trichtereinsatz
mit geöffnetem Auslassventil.
- Fig.2
- ist ein Querschnitt durch die Rohrtrenneranordnung aus Fig. 1 mit geschlossenem Auslassventil
zum Befüllen oder Nachfüllen.
- Fig.3
- ist eine perspektivische Darstellung der Rohrtrenneranordnung aus Fig.1 und Fig.2.
- Fig.4
- zeigt den Kolbeneinsatz im Detail.
- Fig.5
- zeigt den Trichtereinsatz im Detail.
- Fig.6
- zeigt den Einsatz für die einlassseitige Rückflussverhindererpatrone im Detail.
- Fig.7
- ist ein Querschnitt durch die Rohrtrenneranordnung aus Fig.1 und 2 entlang der Schnittlinie
A-A in Fig.1.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
[0019] In Fig.1 ist eine allgemein mit 10 bezeichnete Armatur in Form einer Rohrtrenneranordnung
dargestellt. Die Rohrtrenneranordnung 10 umfasst ein Gehäuse 12 mit einem als Einlassstutzen
14 ausgebildeten Einlass und einem koaxial dazu angeordneten Auslassstutzen 16 als
Auslass. Die Rohrtrenneranordnung 10 wird in eine Rohrleitung (nicht dargestellt)
zum Beispiel zwischen einer einlassseitig angeordneten Trinkwasserversorgung vor einer
auslassseitig angeordneten Heizungsanlage (nicht dargestellt) eingebaut. Das Wasser
fließt also von der Trinkwasserversorgung durch den Einlass in die Armatur und von
dort aus dem Auslass heraus.
[0020] Zwischen Einlass und Auslass sind ein stromaufwärtiger 18 und ein stromabwärtiger
Rückflussverhinderer 20 vorgesehen. Die Rückflussverhinderer 18 und 20 öffnen in Richtung
des Auslasses. Die Rückflussverhinderer 18 und 20 sitzen in einer Rückflussverhindererpatrone
22 bekannter Bauart und brauchen daher hier nicht weiter beschrieben werden.
[0021] Der stromabwärtige Rückflussverhinderer 20 ist koaxial zum Auslassstutzen 16 direkt
mit einer Dichtung 24 in eine Gehäusebohrung 26 eingesetzt. Oberhalb der Rückflussverhinderer
18 und 20 ist jeweils eine mit einem Stopfen 28 bzw.30 verschlossener Prüfanschluss
32 und 34 vorgesehen. Der Prüfanschlüsse 32 ist mit dem Einlass verbunden. Der Prüfanschluss
34 ist mit dem Auslass verbunden. Auf diese Weise kann z.B. mittels eines Manometers
der Eingangs- und Ausgangsdruck ermittelt werden.
[0022] Der stromaufwärtige Rückflussverhinderer 18 sitzt in einem Einschubteil 36. Das Einschubteil
ist in Fig.6 gesondert dargestellt. Das Einschubteil ist zylindrisch und weist auf
der Mantelfläche Rippen 38 auf. Die zwischen den Rippen 38 gebildeten Zwischenräume
40 ermöglichen eine Wasserströmung zwischen dem Einlass und dem Prüfanschluss in Form
des Kanals 32. An den Stirnseiten ist das Einschubteil 36 offen. Die Verwendung des
Einschubteils ermöglicht es, den Prüfstutzen zum Prüfen des Eingangsdrucks weiter
mittig anzuordnen, wodurch die Anordnung besonders kompakt wird.
[0023] Zwischen dem stromaufwärtigen Rückflussverhinderer 18 und dem stromabwärtigen Rückflussverhinderer
20 weist das Gehäuse 12 eine weitere Gehäusebohrung 40 auf. Die Gehäusebohrung 40
verläuft senkrecht zur Gehäusebohrung 26. Sie mündet in einem nach unten in Fig.1
ragenden Stutzen 42.
[0024] In den Stutzen 42 ist ein allgemein mit 44 bezeichnetes Einsatzteil eingeschraubt.
Das Einsatzteil 44 ist in Fig.5 gesondert dargestellt. Das Einschraubteil 44 ist im
wesentlichen zylindrisch aufgebaut und weist im Mittelteil 46 ein Gewinde 48 auf.
Mit dem Gewinde 48 wird das Einsatzteil 44 in den Stutzen 42 eingeschraubt, bis es
mit einer Schulter 50 an der Stirnseite des Stutzens 42 anschlägt. Der Ablauftrichter
52 ist über Stege 54 mit dem Mittelteil 46 verbunden.
[0025] Ein in den Stutzen 42 ragender, oberer Teil 56 des Einsatzteils 44 hat einen gegenüber
dem Mittelteil 46 geringeren Durchmesser. Radial verlaufende Stege 60 verbinden den
mit dem Gewinde 48 versehenen, äußeren Teil mit einem eine Sitzdichtung 64 aufnehmenden
Mittelteil 62. Die Sitzdichtung 64 (Fig.1) wird mit einem Teller 66 in ihrer Lage
gehalten. Der Teller 66 weist einen Gewindezapfen auf, der in das Mittelteil 62 eingeschraubt
ist.
[0026] Die Stege 60 verbinden den Mittelteil 46 ferner mit einem Führungsglied 68. Das Führungsglied
68 ist mit einer Dichtung 70 ebenfalls in den Stutzen 42 eingesteckt. Das Führungsglied
weist eine Mittenbohrung 72 auf. In der Mittenbohrung 72 ist ein mit der Sitzdichtung
64 zusammenwirkender, koaxial zur Längsachse des Stutzens 42 beweglicher Ventilsitz
74 geführt. Die Sitzdichtung 64 und der Ventilsitz 74 bilden ein Ablassventil. Der
Ventilsitz 74 hat somit einen geringeren Durchmesser als die Gehäusebohrung 40 und
als der Stutzen 42.
[0027] Der Ventilsitz 74 des Ablassventils ist über Stege 78 fest mit der stromabwärtigen
Seite eines in der Gehäusebohrung 40 senkrecht zur Öffnungsrichtung der Rückflussverhinderer
18 und 20 beweglichen Kolbens 76 verbunden. Das so gebildete Kolben-Sitz-Teil 80 ist
in Figur 4 gesondert dargestellt. Man erkennt, dass die wirksame Kolbenfläche 82 größer
ist, als der Sitzdurchmesser des Sitzes 74.
[0028] Eine Feder 84 stützt sich einerseits auf der Unterseite 86 des Kolbens 76 ab. Andererseits
stützt sich die Feder an der Oberseite 88 des gehäusefesten Einsatzteils 44 ab. Die
Feder 84 sucht den Kolben nach oben in Fig.1 zu drücken und so den mit dem Kolben
76 verbundenen Ventilsitz 74 in einer Offenstellung des Ablassventils zu halten.
[0029] Die Gehäusebohrungen 26 und 40 bilden in dem sich kreuzenden Bereich unterhalb des
Kolbens 76 eine Mitteldruckkammer. Die Mitteldruckkammer wird von dem Kolben 76 und
der Oberseite 88 des Einsatzteils 44 einerseits und andererseits von den Rückflussverhinderern
18 und 20 begrenzt. Bei geringem Eingangsdruck im Einlass 14 liegt die in Fig.1 dargestellte
Situation vor. Dann sind die Rückflussverhinderer 18 und 20 geschlossen. Der Kolben
76 ist in einer oberen Position. Der Ventilsitz 74 ist in einer oberen, geöffneten
Stellung. Wenn nun der stromabwärtige Rückflussverhinderer 20 undicht ist, fließt
das Wasser in die Mitteldruckkammer und nach unten durch das Ablassventil nach unten
in die Atmosphäre ab.
[0030] Zum Befüllen der Heizungsanlage oder dergleichen wird eine Absperrung (nicht dargestellt)
geöffnet. Dann herrscht im Einlass 14 ein erhöhter Eingangsdruck. Diese Situation
ist in Fig.2 dargestellt.
[0031] Der Kolben 76 ist immer über einen an dem stromaufwärtigen Rückftussverhinderer 18
vorbei führenden Verbindungskanal 32 und einen Durchgang 90 am Prüfstutzen gegen die
Federwirkung der Belastungsfeder 84 mit Eingangsdruck beaufschlagt. Bei erhöhtem Eingangsdruck
wird der Kolben wie in Fig.2 dargestellt nach unten gedrückt. Anschließend öffnen
die Rückflussverhinderer 18 und 20. Dann herrscht in der Mitteldruckkammer Eingangsdruck.
Das Wasser fließt durch den stromaufwärtigen Rückflussverhinderer 18 in die Mitteldruckkammer
und von dort durch den stromabwärtigen Rückflussverhinderer 20 zum Auslass 16. Die
auf den Kolben nach unten wirkende Kraft des Eingangsdrucks ist größer, als die Federkraft
und die von unten auf den Kolben nach oben wirkende Kraft des Mitteldrucks. Das Ablassventil
ist dadurch geschlossen.
[0032] Fig.3 zeigt die Anordnung in perspektivischer Darstellung. Man erkennt, dass die
Anordnung besonders kompakt ist. Die Baulänge ist gegenüber bekannten Anordnungen
gering. Die Durchmesser sind ebenfalls gering. Da das Einsatzteil 44 und der Kolben
76 aus Kunststoff gefertigt sind, ist der Materialverbrauch für Metall gering.
[0033] Fig.7 zeigt die Anordnung entlang der Schnittlinie A-A in Fig.1. Hier ist der Prüfstutzen
100 zum Prüfen des Mitteldrucks gut zu erkennen. Ein gegenüberliegender Prüfstutzen
hat die gleiche Funktion und ermöglicht den richtungsunabhängigen Einbau der Anordnung
in eine Rohrleitung, die z.B. entlang einer Wand verläuft.
1. Rohrtrenneranordnung (10) zum physischen Trennen eines stromaufwärtigen Flüssigkeitssystems
von einem stromabwärtigen Flüssigkeitssystem mittels eines Ablassventils (64, 74)
enthaltend
(a) einen in einem Gehäuse (12) angeordneten stromaufwärtigen Rückflussverhinderer
(18),
(b) einem koaxial zu dem stromaufwärtigen Rückflussverhinderer (18) angeordneten stromabwärtigen
Rückflussverhinderer (20) und
(c) ein von einer Belastungsfeder (84) beaufschlagtes, strömungsmäßig zwischen den
Rückflussverhinderern (18, 20) angeordnetes Ablassventil (64, 74) mit einer gehäusefesten
Sitzdichtung (64) und einem mit der Sitzdichtung zusammenwirkenden, beweglichen Ventilsitz
(74), wobei
(d) stromaufwärts von dem stromaufwärtigen Rückflussverhinderer (18) ein Eingangsdruck
des stromaufwärtigen Flüssigkeitssystems,
(e) zwischen den Rückflussverhinderern (18, 20) ein Mitteldruck in einer Mitteldruckkammer
(40, 26) und
(f) stromabwärts von dem stromabwärtigen Rückflussverhinderer (20) ein Ausgangsdruck
des stromabwärtigen Flüssigkeitssystems herrscht,
dadurch gekennzeichnet, dass
(g) der Ventilsitz (74) des Ablassventils mit der stromabwärtigen Seite eines in dem
Gehäuse (12) senkrecht zur Öffnungsrichtung der Rückflussverhinderer (18, 20) beweglichen,
federbeaufschlagten Kolbens (76) verbunden ist, und
(h) der Kolben (76) über einen an dem stromaufwärtigen Rückflussverhinderer (18) vorbei
führenden Verbindungskanal (32, 90) gegen die Federwirkung der Belastungsfeder (84)
mit Eingangsdruck beaufschlagt ist.
2. Rohrtrenneranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) zwei koaxiale Anschlussstutzen (14, 16) zum Einbau in eine Rohrleitung
aufweist und einen zur Achse der Anschlussstutzen senkrechten Stutzen (42), in welchen
ein Einsatzteil (44) mit der Sitzdichtung (64) des Ablassventils eingesetzt ist.
3. Rohrtrenneranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzteil (44) einen Ablauftrichter (52) aufweist.
4. Rohrtrenneranordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzteil (44) ein Führungsglied (68) zur Führung des beweglichen Ventilsitzes
(74) aufweist.
5. Rohrtrenneranordnung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (74) einen kleineren Durchmesser aufweist als der Kolben (76).
6. Rohrtrenneranordnung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (76) und der Ventilsitz (74) als integriertes Kunststoffelement ausgebildet
sind.
7. Rohrtrenneranordnung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzteil (44) aus Kunststoff gefertigt ist.
8. Rohrtrenneranordnung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der stromaufwärtige Rückflussverhinderer (18) von einer Rückflussverhindererpatrone
gebildet ist, welche in ein Einschubteil (36) eingesetzt ist, wobei das Einschubteil
mit Außenrippen (38) versehen ist, deren Zwischenraum (40) eine Verbindung zwischen
dem Verbindungskanal (32, 90) und dem Einlass (14) herstellen.
9. Rohrtrenneranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Einschubteil (36) aus Kunststoff gefertigt ist.