DE2922062A1

DE2922062A1 - Ruecklaufsperrvorrichtung

Info

Publication number: DE2922062A1
Application number: DE19792922062
Authority: DE
Inventors: Rand H Ackroyd
Original assignee: Watts Regulator Co
Current assignee: Watts Water Technologies Inc
Priority date: 1978-05-30
Filing date: 1979-05-30
Publication date: 1979-12-06
Also published as: JPS54158725A; US4241752A; CA1116976A; JPS6238596B2; FR2427532B1; FR2427532A1; DE2922062C2

Description

WATTS REGULATOR COMPANY

Ten Embankment Street,
Lawrence, Massachusetts /USA

Rücklaufsperrvorrichtung

Die Erfindung betrifft Ablaufventile für Rücklaufsperrvorricht ungen.

Rücklaufsperrvorrichtungen werden beispielsweise in Wasserverteilerleitungen verwendet, um eine Strömung von möglicherweise verschmutztem Wasser zurück in die Trinkwasserversorgung zu unterbrechen.

Üblicherweise umfaßt eine Rücklaufsperrvorrichtung ein in einer Richtung arbeitendes Rückschlagventil und ein stromabwärts des Rückschlagventils angeordnetes Ablaufventil. Das Rückschlagventil öffnet, um eine Strömung durch die Leitung lediglich in normaler Richtung zuzulassen, und schließt, um eine Rückströmung durch die Leitung zu verhindern, sofern sich die Strömungsrichtung umkehren sollte. Das Ablaufventil

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schließt!, wenn die Strömungsrichtung normal ist, und öffnet sich unter Rückströmungsbedingungen, um das möglichweise verschmutzte Wasser aus der Leitung stromabwärts des Rückschlagventils abzulassen. Diese Dränage durch das Ablaufventil wird insbesondere dann wichtig, wenn das Rückschlagventil nicht richtig funktioniert, beispielsweise wenn es nicht vollständig schließt, weil es durch Abfall oder Peststoffe verschmutzt ist. Unter diesen Umständen trägt die Dränage dazu bei. Wasser an einer Rückströmung durch das zum Teil geöffnete Rückschlagventil zu hindern.

RücklaufSperrvorrichtungen, wie sie etwa in der US-PS 3 818 929 von Braukmann und in der US-PS 3 173 439 von Griswald beschrieben sind, weisen Ablaufventile auf, bei denen die Abgabe durch einen einzigen Dränagekanal erfolgt.

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, daß man eine größere Dränagemenge durch ein Ablaufventil einer Rücklaufsperrvorrichtung erzielen kann, indem man einen gesonderten, ventilgesteuerten Gaseintrittskanal oberhalb des Dränagekanals vorsieht .

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung treten die Dränage- und Einlaßkanäle in das Gehäuse der Rücklaufsperrvorrichtung durch öffnungen ein, die unterhalb bzw. oberhalb des Ventilsitzes des Rückschlagventils angeordnet sind. Eine Seite des Rückschlagventils steht mit dem Ventil im Einlaßkanal über ein außerhalb des Gehäuses der Rücklaufsperrvorrichtung verlaufendes Rohr und über eine Kammer in Verbindung, die auf einer Seite von einer oberhalb des Einlaßventils liegenden Membran begrenzt wird. Das Einlaßventil ist mit Λ ^m Ventil im Dränagekanal über einen Kolben verbunden, dei³ eine Abdichtung gegenüber einer Wand der Ablaufventilanordnung bildet, um eine Verbindung zwischen dem Einlaßkanal und dem Dränagekanal zu verhindern. Das Einlaßventil

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ist ein Ventil mit stirnseitiger abdichtender Berührung, während das Dränageventil aus einem Kolbenventil besteht, um eine präzise Kalibrierung zuzulassen. Eine lösbare Federanordnung dient dazu, das Einlaßventil und das Dränageventil zu verspannen.

Abgesehen davon, daß das Ablaufventil dieser Rücklaufsperrvorrichtung die Abgabemenge erhöht, ist es einfach in der Konstruktion und in der Wartung.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung. Die Zeichnung zeigt in:

Figur 1 einen Teil eines schematischen Grundrisses einer erfindungsgemäßen Rücklaufsperrvorrichtung;

Figur 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in Figur 1.

Figur 1 zeigt schematisch eine Wasserleitung 10 mit einer Rücklaufsperrvorrichtung 12, die zwischen einem Einlaßrohr lh und einem Versorgungsrohr 16 angeordnet ist. Die Strömung durch die Leitung geht normalerweise von links nach rechts, wie es durch die Pfeile angedeutet ist. Die Rücklaufsperrvorrichtung umfaßt ein Rückschlagventil 18 sowie eine stromabwärts davon angeordnete Ablaufventilanordnung 20.

In Figur 2 ist das gebräuchliche Rückschlagventil 18 etwas schematisch dargestellt. Es umfaßt eine Scheibe 30, die auf einem Schaft 32 angeordnet ist. Der Schaft sitzt verschieblich in einer Führung J>k und in einer Halterung 36. Eine Feder 40 verspannt die Scheibe gegen einen Sitz Hl.

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Die Ablaufventilanordnung 2 0 steht mit der stromabwärts gerichteten Seite des Rückschlagventils 18 über einen oberen Kanal 42, einen unteren Kanal 44 und einen Hauptkanal 45 in Verbindung. Die Kanäle 42 und 44 sind über zugehörige Ventile 46 bzw. 48 an Auslässe 50 bzw. 52 angeschlossen, die zur Atmosphäre führen. Der untere Kanal 44 tritt in den Hauptkanal 45 über eine öffnung 47 ein, die unterhalb der Horizontalebene A liegt, welche den untersten Punkt des Sitzes 4l des Rückschlagventils enthält. Der obere Kanal 42 tritt in den Hauptkanal 45 über eine öffnung 49 oberhalb der öffnung 47 ein, wobei die öffnung 49 vorteilhafterweise, wie es bei dem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Fall ist, oberhalb der Ebene A nahe der oberen Begrenzung des Hauptkanals 45 liegt.

Das Ventil 48 weist einen Kolben 60 auf, der eine vergrößerte Schulter 62 mit vier nach unten ragenden Fingern 6 4 trägt. Ein O-Ring 68 in einer Nut 66 dichtet den Kolben 60 gegen eine Hülse 69 aus rostfreiem Stahl ab, wenn das Ventil geschlossen ist, wobei der O-Ring oberhalb der Hülse 69 liegt, wenn das Ventil seine öffnungsstellung einnimmt. Das oberste Ende der Hülse 69 sollte unterhalb der Ebene A liegen.

Eine Federanordnung 7 0 verspannt den Kolben 60 nach oben. Dabei umgibt eine Schraubenfeder 71 einen Schaft 72. Am unteren Ende des Schaftes 72 ist eine Führung 74 befestigt, die eine Schulter 76 zur Aufnahme des einen Endes der Schraubenfeder 71 aufweist. Die Führung ist in einen Stopfen 78 eingeschraubt, der seinerseits in ein Ventilgehäuse 79 eingeschraubt ist. Das obere Endes des Schaftes 72 erstreckt sich in ein Sackloch 80 des Kolbens 60 und trägt eine Mutter 82. Ein Knopf 84, der sich frei entlang dem Schaft 72 verschieben kann, paßt in ein Sackloch 86 innerhalb der Finger 64 und nimmt an einer Schulter 88 das obere Ende der Schraubenfeder 71 auf.

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Eine Dichtung 90 in einer Nut 92 einer Schulter 94 am oberen Ende des Kolbens 60 schafft eine Abdichtung gegenüber einer Zylinderwand 96 im Ventilgehäuse 79· Die Höhe der Zylinderwand 96 reicht aus, um sicherzustellen, daß die Dichtung 90 während des gesamten Bewegungsweges des Kolbens 60 in abdichtendem Eingriff mit der Zylinderwand verbleibt, so daß der Kanal 42 und der Auslaß 50 ständig vom Kanal 44 und dem Auslaß 52 getrennt sind.

Ein Schaft 98 ist an einem Ende in einem Sackloch 100 im oberen Ende des Kolbens 60 und an seinem anderen Ende in einem Sackloch 102 im unteren Ende einer Führung 104 des Ventils 46 verstiftet, so daß er das Ventil 46 mit dem Ventil 48 verbindet.

Der obere Abschnitt der Führung 104 des Ventils 46 weist vier Flossen 106 auf, die quer zueinander liegen. Die Flossen sind derart angeordnet, daß sie in einem Ringelement 107 aus rostfreiem Stahl gleiten, wobei das scharfe obere Ende des Ringelements einen Ventilsitz 108 bildet. Eine Scheibe 110 ist in einer Ausnehmung 112 am unteren Ende eines Halteelements 114 angeordnet. Ein Gummiring II6 sitzt seinerseits in einer Ausnehmung II8 nahe dem Außenumfang der Scheibe 110, wobei er seiner Anordnung nach an dem Ventilsitz 108 angreifen kann, um eine Abdichtung zwischen dem Kanal 42 und dem Auslaß 50 zu schaffen. An ihrem oberen Ende trägt die Führung 104 einen einstückigen Scheibenteil 120 sowie einen Gewindeteil 122, der in eine öffnung 12 4 eingeschraubt ist, wodurch das Halteelement 114, die Scheibe 110 und der Gummiring II6 zusammengespannt sind.

Oberhalb des Ventils 46 ist eine Membran 130 an ihrem Umfang zwischen dem Ventilgehäuse 79 und einem Deckel 131 eingespannt, wobei eine Kammer 132 zwischen dem Deckel und der

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oberen Fläche der Membran definiert wird. Ein Ablaßhahn l40 ist im Deckel 131 angeordnet, um Luft aus der Kammer 132 abzublasen. Ein Rohr 142, das sich zwischen dem Hauptkanal 45 und einem Anschluß l4l erstreckt, schafft eine Verbindung zwischen der stromaufwärts liegenden Seite des Rückschlagventils 18 und der Kammer 132.

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen. Normalerweise verläuft die Strömung aus dem Einlaßrohr l4 durch das Rückschlagventil 18 der Rücklaufsperrvorrichtung 12 zum Versorgungsrohr 16. Dabei sind die Ablauf-Ventile 46 und 48 geschlossen. Der Druck stromaufwärts des geöffneten Rückschlagventils 18, der durch das Rohr 142 zur Oberseite der Membran 130 gelangt, ist größer als der Druck stromabwärts des Rückschlagventils, der durch den Kanal 42 an die Unterseite der Membran 130 angelegt wird. Die Druckdifferenz über der Membran 130 drückt letztere nach unten gegen das Halteelement 114 des Ventils 46, wobei die nach oben gerichtete Verspannungskraft der Schraubenfeder 71 überwunden wird, die gegen den Kolben 60 des Ventils 48 wirkt. Die miteinander verbundenen Ventile 46 und 48 bewegen sich nach unten und bilden einen Verschluß jeweils gegenüber dem Ventilsitz 108 und der Hülse 69.

Unter Rückströmungsbedingungen schließt das Rückschlagventil l8. Da nämlich der Druck stromabwärts des Rückschlagventi]s nun größer ist als der Druck stromaufwärts des Rückschlagventils, kehrt sich die Druckdifferenz über der Membran 130 um. Die Membran wird nach oben gedrückt, wodurch die nach unten gegen die Schraubenfeder 71 gerichtete Kraft aufhört. Die Schraubenfeder hebt den Gummiring 116 des Ventils 46 vom Ventilsitz 108 ab, so daß die Dichtung zwischen dem oberen Kanal 42 und dem Auslaß 50 aufgehoben und eine Entlüftung des Kanals 42 zur Atmosphäre hin ermöglicht wird. Da der Ventilsitz 108 als scharfe Kante ausgebildet ist und in diejenige

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Richtung v/eist, in der sich das Ventil 46 öffnet, so daß sich also eine stirnseitige Berührung mit dem Gummiring 116 ergibt, erfolgt der Öffnungsvorgang augenblicklich, wobei man eine genaue Einstellung derart vornehmen kann, daß sich das öffnen bei einer gewünschten Druckdifferenz über dem Rückschlagventil ergibt. Wenn sich das Ventil 46 öffnet, wird der O-Ring 68 aus der Hülse 69 herausgezogen, so daß sich auch das Ventil 48 öffnet, um eine Entlüftung des unteren Kanals durch den Auslaß 52 zur Atmosphäre hin zu ermöglichen. Wasser wird durch das Ventil 48 und mindestens anfänglich durch das Ventil 46 abgegeben.

Wenn der Wasserstand im Hauptkanal 45 unter den Einlaß in den oberen Kanal 42 abfällt, wird Luft durch den oberen Kanal 42 oberhalb des Dränagewassers angesaugt, wobei letzteres weiterhin durch den unteren Kanal 44 abgegeben wird. Der gesonderte Lufteinlaßkanal sorgt für eine raschere Dränage, als es bei Ablaufventilsystemen mit einem einzigen Kanal der Fall ist, bei denen das Einlassen der Luft gemeinsam mit dem Abgeben des Wassers gleichzeitig durch den gleichen Kanal stattfinden muß.

Bei Rücksaugbedingungen fällt der Druck innerhalb des Einlaßrohres l4 unter den Atmosphärendruck ab. Der Rückstrom aus dem Versorgungsrohr 16 schließt das Rückschlagventil 18, während sich die Ventile 46 und 48 in der oben beschriebenen Weise öffnen. Sollten Feststoffe das Rückschlagventil 18 verschmutr.en und an einem vollständigen Schließen hindern, so würde der Unterdruck im Einlaßrohr etwas von der Rückströmung durch das r,nm Teil geöffnete Rückschlagventil saugen, und zwar trotz der Dränage durch die Ablaufventilanordnung. Erfindungsgemäß hingegen ergibt sich der Vorteil, daß der Lu'fteintritt durch den oberen Kanal 42 den Unterdruck im Einlaßrohr 14 aufhebt, die Abgabegeschwindigkeit durch den unteren Kanal 44 erhöht und den Rückstrom durch das verschmutzte Rückschlagventil vermindert.

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Abwandlungen der obigen Konstruktion liegen im Rahmen der Erfindung. Beispielsweise können anstatt der verbundenen Ventilanordnung zwei unabhängig betätigbare Ventile vorhanden sein, nämlich eins im oberen Kanal und eins im unteren Kanal. Dabei öffnet sich das untere Ventil von selbst, und zwar in Abhängigkeit von einer Schwellwert-Druckdifferenz über dem Rückschlagventil. Das obere Ventil kann so angeordnet sein, daß es sich lediglich dann öffnet, wenn der Druckwert stromabwärts des Rückschlagventils unterhalb des Atmosphärendrucks liegt, um einen Lufteintritt durch den oberen Kanal zuzulassen.

Zusammenfassend schafft die Erfindung eine Rücklaufsperrvorrichtung mit einem Gehäuse, das einen Haupt kanal für eine Flüssigkeitsströmung zwischen einem Einlaßrohr und einem Versorgungsrohr definiert, mit einem Rückschlagventil in dem Hauptkanal und mit einer Ablaufventilanordnung, die stromabwärts des Rückschlagventils an den Hauptkanal angeschlossen ist. Die Ablaufventilanordnung umfaßt einen Flüssigkeits-Dränagekanal, der an eine erste öffnung des Hauptkanals angeschlossen ist,ein erstes Ventil im Dränagekanal, einen Gas-Einlaßkanal, der an eine zweite öffnung oberhalb der ersten öffnung des Hauptkanals angeschlossen ist, und ein zweites Ventil im Einlaßkanal.

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Leerseite

Claims

10578 WATTS REGULATOR COMPANY Ten Embankment Street, Lawrence, Massachusetts /USA PATENTANSPRÜCHE

1. Rücklaufsperrvorrichtung mit einem Gehäuse, das einen Hauptkanal für eine Flüssigkeitsströmung zwischen einem Einlaßrohr und einem Versorgungsrohr definiert, mit einem Rückschlagventil im Hauptkanal und mit einer Ablaufventilanordnung, die stromabwärts des Rückschlagventils mit dem Hauptkanal verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Ablaufventilanordnung (20) einen Flüssigkeits-Dränagekanal (44), der an eine erste öffnung (47) des Hauptkanals (45) angeschlossen ist, ein erstes Ventil (48) im Dränagekanal, einen Gas-Einlaßkanal (42), der an eine zweite öffnung (49) oberhalb der ersten öffnung des Hauptkanals angeschlossen ist, und ein zweites Ventil (46) im Einlaßkanal umfaßt.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Öffnung (47) unterhalb einer Horizontalebene (A) liegt, die den untersten Punkt des Sitzes (41) des Rückschlagventils (18) enthält.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Öffnung (49) oberhalb der Ebene (A) liegt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine außerhalb des Gehäuses (79) liegende Einrichtung (142) zum Anlagen des Drucks auf einer Seite des Rückschlagventils (18) an eine Seite des zweiten Ventils (46).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine Seite des zweiten Ventils (46) in diejenige Richtung weist, in der das Ventil schließt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Seite des Rückschlagventils (18) und die andere Seite des zweiten Ventils (46) durch den Einlaßkanal (42) miteinander in Verbindung stehen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte eine Seite des Rückschlagventils (18) die stromaufwärts gelegene Seite ist.

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8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

daß die den Druck übertragende Einrichtung ein Rohr (142) sowie eine oberhalb des zweiten Ventils (46) angeordnete Membran (130) aufweist, wobei die Membran über ihrem Umfang eingespannt ist, um eine Begrenzung einer Kammer (132) zu bilden, wobei ferner diese Kammer mit der genannten einen Seite des Rückschlagventils (18) durch das Rohr (142) in Verbindung steht und wobei schließlich die Membran derart angeordnet ist, daß sie an dem zweiten Ventil (46) angreift sowie mit der anderen Seite des Rückschlagventils über den Einlaßkanal (42) in Verbindung steht.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch

eine Einrichtung zum Verbinden des ersten Ventils (48) mit dem zweiten Ventil (46).

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,

daß das zweite Ventil ein im Einlaßkanal (42) angeordnetes Ringelement (107) aufweist, das an einem Ende einen Ventilsitz (108) trägt, der in diejenige Richtung weist, in der sich das zweite Ventil öffnet, wobei letzteres ferner eine Scheibe (110) umfaßt, die an dem Ventilsitz (108) angreifen kann, um den Einlaßkanal (42) abzudichten.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,

daß das erste Ventil (48) eine im Dränagekanal (44) vorgesehene Hülse (69), einen verschieblich in der Hülse angeordneten und an einem Ende mit einer Schulter (62) versehenen Kolben (60) sowie einen in einer Nut (66) der Schulter (62) sitzenden O-Ring (68) umfaßt, wobei letzterer

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eine Abdichtung gegenüber der Hülse (69) bildet, um das erste Ventil zu schließen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet,

daß der Ventilsitz(108)des zweiten Ventils (46) scharf ausgebildet ist.

13- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet,

daß die die Ventile (46,48) verbindende Einrichtung einen Kolben (60) umfaßt, der eine Dichtungsanordnung umfaßt, die eine Verbindung zwischen dem Dränagekanal (44) und dem Einlaßkanal (42) verhindern kann.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,

daß der Kolben (60) zylindrisch ist und daß die Dichtungsanordnung eine Schulter (94) am oberen Ende des Kolbens, eine in einer Umfangsnut (92) der Schulter angeordnete Dichtung (90) und eine Zylinderwand (96) innerhalb der Ablaufventilanordnung (20) umfaßt, wobei die Dichtung (90) gegenüber der Zylinderwand (96) abdichtet.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, gekennzeichnet durch

eine Federanordnung (70), die auf das erste Ventil (48) und über die die Ventil verbindende Einrichtung auf das zweite Ventil (46) einwirkt, um die Ventile in derjenigen Richtung zu verspannen, in der sie öffnen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15,. dadurch gekennzeichnet,

daß die Federanordnung in den Boden der Ablaufventilanordnung (20) eingeschraubt und von letzterem abnehmbar ist.

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17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet,

daß das zweite Ventil (46) ein Halteelement (114) mit einer unteren Ausnehmung (112) zum Aufnehmen der Scheibe (110) sowie eine mit der Unterfläche des Halt elements verschraubte Führung (104) aufweist, wobei letztere im Ringelement (107) verschiebliche Flossen (106), einen oberhalb der Flossen angeordneten, einstückigen Scheibenteil (120) und einen oberhalb des Scheibenteils liegenden Gewindeteil (122) umfaßt, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß der Scheibenteil (120) der Führung (104) die Scheibe (110) gegen das Halteelement (114) verspannt, wenn die Führung mit letzterem verschraubt ist.

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