-
Vorrichtung zum Betätigen
-
eines druckmittelbetätigten Absperrorgans in einer Abwasserleitung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betätigen eines druckmittelbetätigten
Absperrorgans in einer Abwasserleitung, mit einem an eine Wasserleitung angeschlossenen,
von deren Druck beaufschlagten Druckbehälter zum Speichern von Druckmittel unter
Druck und mit einer steuerbaren Druckmittelleitung vom Druckbehälter zum Absperrorgan
für dessen Druckbeaufschlagung.
-
Bei einer aus DE-OS 22 50 824 bekannten Vorrichtung dieser Art wird
als Druckmittel für die Betätigung des Absperrorgans Leitungswasser verwendet, welches
im Normalfall direkt aus der Wasserleitung und bei Ausfall des Leitungsdruckes aus
dem Druckwasserbehälter entnommen wird. Ein auf
Rückstau in der
Abwasserleitung ansprechender Fühler sperrt oder öffnet die Druckmittelleitung zur
Zuführung des Leitungswassers unter Druck zum Absperrorgan.
-
Hiermit wird eine Vorrichtung zum sicheren Verschließen einer Abwasserleitung
bei Rückstau geschaffen, die den Vorteil hat, daß zur Betätigung des Absperrorgans
keine Fremdenergie wie elektrischer Strom, oder auch Handbetätigung erforderlich
ist, sondern nur der immer vorhandene bzw. im Druckbehälter speicherbare Druck der
Wasserleitung.
-
Druckwasserleitungen insbesondere im häuslichen Bereich sind in der
Regel Trinkwasserleitungen. überall dort, wo das Trinkwassernetz in Berührung oder
in die Nähe von Abwasser gebracht wird, muß Vorsorge dafür getroffen sein, daß keine
Krankheitskeime aus dem Abwasser in das Trinkwasser gelangen können. Hierfür gelten
strenge Vorschriften. Bisher war vorgeschrieben, daß in einer derartigen Verbindung
eine ausreichende Freistrecke (mindestens 40mm) vorhanden sein muß, was z.B.
-
durch Rohrtrenner realisiert werden kann. In neuerer Zeit sind die
Bestimmungen noch strenger geworden und Rohrtrenner sind nicht mehr zugelassen.
Andererseits ist jedoch Leitungswasser ein ideales Medium zur Erzeugung des nötigen
Betriebsdruckes für das Absperrorgan, da es immer verfügbar ist und keine Fremdenergie
benötigt.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der genannten Art
zu schaffen, die auch in Verbindung mit einer Trinkwasserleitung als Druckquelle
verwendbar ist und trotzdem jede Gefahr einer Keimübertragung zwischen Abwasser
und Trinkwasser mit Sicherheit ausschließt und den geltenden diesbezüglichen Vorschriften
genügt.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß eine Vorrichtung der
eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrorgan für Betätigung
durch Druckluft ausgebildet ist und im Druckbehälter ein vom Wasserleitungsdruck
beaufschlagbares Luftpolster als Druckmittel eingeschlossen ist, an welches die
Druckmittelleitung an einer Stelle angeschlossen ist, die vom Wasser im Druckbehälter
im normalen Betrieb der Vorrichtung nicht erreicht wird.
-
Als Druckmittel zur Betätigung des Absperrorgans dient bei der erfindungsgemäßen
Vorrichtung Druckluft und nicht mehr das Leitungswasser selbst; trotzdem stellt
das Leitungswasser nach wie vor die Druckquelle dar. Es werden damit in idealer
Weise die Forderungen nach vollständiger Trennung des Trinkwassernetzes von der
Abwasserleitung und nach Nutzung des Wasserleitungsdruckes für eine fremdenergiefreie
Betätigung des Absperrorgans miteinander vereinigt.
-
Die Anschlußstelle der Druckmittel leitung an den Druckwasserbehälter
kann in einer den Vorschriften genügenden Höhe (z.B. mehr als 40mm) über dem im
Betrieb höchstmöglichen Stand des Wasserspiegels angeordnet sein. Gemäß einer besonders
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist aber das Luftpolster des Druckbehälters
vom Wasser durch eine flexible Membran oder Blase getrennt. Hierdurch wird jeglicher
Kontakt zwischen dem Trinkwasser und der zur Betätigung des Absperrorgans in der
Abwasserleitung dienenden Druckluft, und damit jede Gefahr einer Einwanderung von
Keimen aus dem Abwasser in das Trinkwassernetz, mit absoluter Sicherheit ausgeschlossen.
-
Vorteilhafterweise ist das Absperrorgan ein Schlauchquetschventil.
Hierbei ergibt sich ein weiterer Vorteil der Erfindung gegenüber der bekannten,
mit Wasser als Druckmittel arbeitenden Vorrichtung: Wenn ein durch Druckwasser geschlossenes
Schlauchquetschventil wieder geöffnet werden soll, muß das im Ventilgehäuse befindliche
drucklose Wasser entfernt werden, damit sich der Schlauchquerschnitt wieder aufweiten
kann. Das Wasser muß in einen Ablauf gefördert werden, der in der Regel höher liegt
als die mit dem Absperrorgan versehene Abwasserleitung. Hierzu ist eine weitere
fremdbetriebene Einrichtung nötigt. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
entfällt
dieses Problem. Bei Öffnen des Schlauchquetschventils kann die drucklos gewordene
Luft aus dem Ventilgehäuse einfach entweichen. Der Druckwasserbehälter kann ohne
Probleme genügend hoch angeordnet werden, so daß für die Druckerzeugung nicht benötigtes
Wasser einfach in einen Ablauf abgelassen werden kann.
-
Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher
erläutert.
-
Fig. 1 zeigt ein Schema- und Schaltbild einer ersten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung; Fig. 2a zeigen eine abgeänderte Ausführungsform
der Erbis 2c findung in verschiedenen Betriebsstellungen; Fig. 3 zeigt schematisch
eine weitere Ausführungsform der Erfindung.
-
An eine Trinkwasserleitung 1 ist über ein umschaltbares Ventil 3
ein Druckbehälter 8 angeschlossen, in welchen Trinkwasser unter dem Leitungsdruck
(ca. 3 bar) eintreten und dabei ein Luftpolster 10 auf diesen Druck komprimieren
kann. Eine Druckmittelleitung 12 ist an den Druckbehälter 8 im Bereich des Luftpolsters
10 angeschlossen, und zwar an
einer Stelle, die vom Wasserspiegel
5 in keinem Betriebszustand der Vorrichtung erreicht werden kann.
-
Uber diese Leitung 12 kann die Druckluft mittels eines Steuerventils
14 dem Absperrorgan 4 zum Zusammenquetschen des Schlauches 6 zugeführt werden. Das
Steuerventil 14 wird gesteuert in Abhängigkeit von einem Fühler 16, der auf das
Vorhandensein von Rückstau in der Abwasserleitung 2 anspricht.
-
Die Vorrichtung arbeitet wie folgt. Im Druckbehälter 8 befindet sich
normalerweise eine geringe Wasser menge, die das Luftpolster 10 komprimiert. Das
Steuerventil 14 ist geschlossen, ebenso das Belüftungsventil 13 des Druckbehälters
8. Das Ventil 3 ist zum Druckbehälter 8 hin offen, so daß der Druck des Wassernetzes
die eingeschlossene Luft im Druckbehälter 8 unter Druck setzt und dieser Druck somit
am Steuerventil 14 ansteht. Tastet nun der Fühler 16 einen Rückstau ab, dann wird
das Ventil 14 geöffnet, und die unter Druck gesetzte Luft kann über die Leitung
12 das Schlauchquetschventil 4, 6 schließen. Hierbei fließt Wasser in den Druckbehälter
8 ein, und dessen Größe ist so bemessen (z.B. mindestens 3 Liter), daß in der Schließstellung
des Schlauchquetschventils 4, 6 der Wasserspiegel 5 im Druckbehälter nur bis zu
einer solchen Höhe ansteigen kann, die im ausreichenden Abstand unter der Anschlußstelle
der Druckmittelleitung .12 liegt.
-
Ist der Rückstau abgelaufen, wird das Ventil 3 auf Entleeren geschaltet,
so daß die Wassermenge aus dem Druckbehälter 8 in einen Trichter 17 und über eine
Leitung 18, die einen Siphon als Geruchverschluß enthält, in die Abwasserleitung
2 fließen kann. Um sicherzugehen, daß der Druckbehälter 8 ganz entleert wird und
sein Luftvolumen für den nächsten Schließvorgang zur Verfügung steht, kann gleichzeitig
oder anschließend das Belüftungsventil 13 kurz geöffnet werden. Der Schlauch 6 geht
aufgrund seiner Rückstellkraft in die offene Stellung zurück. Wenn der Druckbehälter
ganz entleert ist, wird das Steuerventil 14 geschlossen und das Ventil 3 in die
Füllstellung geschaltet, in der der Leitungsdruck im Druckbehälter ansteht.
-
Statt des dargestellten Druckwasserbehälters 8 mit freiem Wasserspiegel
kann auch ein Blasen- oder Membranspeicher verwendet werden, bei dem die Flüssigkeit
von dem Druckluftpolster durch eine flexible Blase oder Membran getrennt ist. Derartige
Blasen- oder Membran-Hydraulikspeicher sind handelsüblich erhältlich.
-
Bei der in Fig. 2a bis 2c dargestellten Ausführungsform ist in der
Wasserleitung 1 und der Druckmittelleitung 12 je ein Rückschlagventil 18, 19 angeordnet.
Ferner ist der Druckbehälter 8 mit einem oberen und unteren Niveaufühler 20, 21
versehen, die über ein Steuergerät 22 das Ventil 3 steuern. Die Ventile 3 und 14
sind so aus-
gebildet, daß sie bei Stromausfall selbsttätig in
diejenige Normalstellung zurückkehren, die der Durchlaßrichtung der Rückschlagventile
18, 19 entspricht. Das mit der Druckmittelleitung 12 verbundene Belüftungsventil
ist ein selbsttätiges Luftnachsaugeventil (Schnüffelventil). Die Vorrichtung arbeitet
wie folgt.
-
In Fig. 2a ist der normale Bereitschaftszustand der Vorrichtung dargestellt.
Solange am Fühler 16 kein Rückstau gemeldet wird, ist das Ventil 14 geschlossen.
-
Das Luftpolster 10 steht unter dem Druck des über das geöffnete Ventil
3 zugelassenen Wassers. Wird am Fühler 16 ein Rückstau festgestellt, so öffnet das
Ventil 14, so daß die Druckluft zum Absperrorgan 4 gelangt und dieses schließt.
Entsprechend der Druckluftentnahme aus dem Luftpolster 10 steigt der Wasserspiegel
5 im Druckbehälter 8 an, wobei Wasser durch das Ventil 3 nachströmt.
-
Hört der Rückstau wieder auf, so wird durch den Fühler 16 das Ventil
14 wieder geschlossen und dadurch das Absperrorgan 4 entlüftet und geöffnet. In
der Druckmittelleitung 12 steht nach wie vor der Druck des restlichen Luftpolsters
10 an, so daß die Vorrichtung für den nächsten Schließvorgang betriebsbereit ist.
Der Druckbehälter 8 ist vorzugsweise so bemessen, daß das Volumen des Luftpolsters
10 für mehrere Schließvorgänge ausreicht.
-
Wenn nach mehreren Schließvorgängen oder auch aufgrund von Leckverlusten
der Wasserspiegel im Druckbehälter 8 bis zum oberen Niveaufühler 20 angestiegen
ist, wird das Ventil 3 in die in Fig. 2c dargestellte Stellung gesteuert, so daß
das Wasser abgelassen wird, wobei gleichzeitig Luft über das Nachsaugeventil 13
in den Druckbehälter 8 eingesaugt wird und somit der Luftvorrat im Druckbehälter
8 für weitere Schließvorgänge erneuert wird. Sobald der Wasserspiegel den unteren
Niveaufühler 21 erreicht hat, wird das Ventil 3 wieder in die Stellung nach Fig.
2a umgeschaltet, so daß das erneuerte Luftpolster wieder unter den Wasserleitungsdruck
gesetzt wird.
-
Die dargestellte Ausführungsform bietet auch große Sicherheit gegen
Störungsfälle, die insbesondere aus einem Ausfall des elektrischen Stroms oder des
Wasserleitungsdrucks bestehen können. Die Ventile 3, 14 sind so ausgebildet, daß
sie bei Stromausfall selbsttätig in ihre Normalstellung gelangen bzw. in dieser
verbleiben, nämlich diejenige Stellung,die die Druckbeaufschlagung des Absperrorgans
4 gewährleistet, d.h. die in Fig. 2b gezeigte Stellung der beiden Ventile. Bei Stromausfall
wird somit das als Absperrorgan 4 verwendete Schlauchquetschventil automatisch geschlossen
bzw. es bleibt geschlossen, wenn es bereits aufgrund eines Rückstaus ge-
schlossen
worden ist. Das Ventil 3 ist zusätzlich mit einer Handsteuerung versehen, so daß
es auch bei Stromausfall in die Stellung nach Fig. 2c geschaltet werden kann, um
durch Ablassen des Wassers aus dem Druckbehälter 8 das Luftpolster erneuern zu können.
-
Tritt ein Stromausfall ein, wenn sich der Wasserspiegel 5 im Druckbehälter
8 bereits kurz vor dem oberen Niveaufühler 20 befindet, so könnte es sein, daß das
restliche Luftpolster für den selbsttätig ausgelösten Schließvorgang des Absperrorgans
6 nicht ausreicht, und das nachströmende Wasser aus dem Druckbehälter 8 in die Druckmittelleitung
12 gelangen kann. Wegen des Stromausfalls kann dies nicht, wie im Normalfall, durch
Steuerung des Ventils 3 mittels des Niveaufühlers 20 verhindert werden.
-
Um ein solches Eintreten von Wasser in die Druckmittelleitung 12 zu
verhindern, kann, wie in Fig. 2c angedeutet, im Druckmittelbehälter 8 ein Schwimmerventil
23 angeordnet sein, welches beim Ansteigen des Wasserspiegels die Einmündung der
Druckmittelleitung 12 verschließt.
-
Wenn der Wasserdruck in der Wasserleitung 1 ausfällt, während sich
die Vorrichtung in der Betriebsbereitschaftsstellung (Fig. 2a) oder auch in der
Schließstellung (Fig.2b)
befindet, so sorgen die Rückschlagventile
18, 19 dafür, daß der Druckbehälter 8 und das Absperrorgan 4 nicht drucklos werden,
sondern der Schließdruck gehalten wird. Die Vorrichtung bleibt daher auch in diesem
Fall funktionsfähig.
-
Auch bei dieser Ausführungsform kann der Druckbehälter 8 als Membran-
oder Blasenspeicher ausgebildet sein, wobei dann die Fühler 20, 21 als Endschalter
zum Abfühlen der Membranstellungen ausgebildet sind. Statt einer elektrischen kann
auch eine pneumatische oder hydraulische Steuerung der Ventile 3, 14 vorgesehen
sein.
-
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist in der Druckmittelleitung
12 kein Absperrorgan vorgesehen. Der Rückstaufühler 16 steuert direkt das Ventil
3 in der Verbindung von der Wasserleitung 1 zum Druckbehälter 8. Im normalen Bereitschaftszustand
(nicht dargestellt), wenn das Ventil 3 unter Strom steht, ist die Verbindung von
der Wasserleitung 1 zum Druckbehälter 8 unterbrochen.
-
Der Druckbehälter 8 steht nicht unter Druck und ist vollständig mit
Luft gefüllt. Es findet somit keine Druckluftspeicherung statt. Wenn am Rückstaufühler
16 ein Rückstau gemeldet wird oder wenn der Strom ausfällt, wird das Ventil 3 stromlos
gemacht und schaltet in die in Fig. 3 dargestellte Durchlaßstellung, so daß das
unter dem Netzdruck
am Ventil 3 anstehende Wasser in den Druckbehälter
8 einströmen und die dort befindliche Luft unter Druck setzen kann, so daß diese
über die Druckmittelleitung 12 das Absperrorgan 4 betätigt. Bei Beendigung des Rückstaus
wird durch erneute Stromzufuhr das Ventil 3 wieder umgeschaltet, so daß die Verbindung
zur Wasserleitung 1 wieder geschlossen und das im Druckbehälter 8 befindliche Wasser
in den Ablauf 17 abgelassen wird. Die Ausführungsform nach Fig. 3 ist baulich besonders
einfach und kostengünstig.
-
Das Ventil 3 in den dargestellten Ausführungsformen ist ein 3/2-Wegeventil.
Für die relativ großen Leitungsquerschnitte, die benötigt werden, können 3/2-Wegeventile
relativ teuer sein. In einer kostengünstigen Variante kann daher das 3/2-Wegeventil
3 durch zwei parallel ansteuerbare einfache Absperrventile ersetzt werden, von denen
das eine die Verbindung der Trinkwasserleitung 1 zum Druckbehälter 8 öffnet oder
schließt, während das andere eine davon getrennte Verbindung des Druckbehälters
8 mit dem Ablauf 17 öffnet oder schließt.
-
Leerseite