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Die Erfindung betrifft eine Rückfluss-Sperre für eine Unterdusche mit einem Gehäuse, in dem eine mit einem Gehäusezulauf verbindbare Strahldüse und ein Einfangteil vorgesehen ist, das den von der Strahldüse über eine freie Strahl-Strecke kommenden Flüssigkeitsstrahl einzufangen hat und das mit einem Gehäuseablauf verbindbar ist, sowie mit einem unterhalb der freien Strahlstrecke angeordneten Gehäuseauslauf, der eine vom Einfangteil nicht eingefangene Flüssigkeits-Teilmenge aus dem Gehäuseinneren auszuleiten hat.
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Unterduschen in Klosetts, im speziellen Dusch-WC's, werden mit Wasser aus dem allgemeinen Versorgungsnetz betrieben. Zum Schutz des allgemeinen Versorgungsnetzes, aus dem auch die in die Klosetts integrierten Unterduschen gespeist werden, gegen das Eindringen pathogener Keime ist eine dauernd wirkende Rückfluss-Sperre erforderlich. Befindet sich die Spritzdüse einer Unterdusche zur Körperreinigung im Bereich des Beckenrandes einer KlosettSchüssel, so muß damit gerechnet werden, dass die Düsenöffnung dieser Spritzdüse mit Schmutzwasser oder Exkrementenanteilen verunreinigt wird. Da bei einer direkten Verbindung mit der Wasserversorgung die Gefahr besteht, dass dadurch unter Umständen pathogene Keime über das Absperrventil in das Trinkwasserversorgungsnetz eindringen können, sehen die nationalen und die europäischen Normen sowie die Bedingungen der Wasserversorgungsgesellschaften eine sogenannte mittelbare Verbindung zwischen dem allgemeinen Versorgungsnetz und dem Klosett vor, wenn diese Klosetts, gegebenenfalls auch nachträglich im WC-Sitz, mit einer Unterdusche ausgerüstet sind. Aus der CH-PS 444 076 ist bereits eine Rückfluss-Sperre der eingangs erwähnten Art bekannt. Die vorbekannte Rückfluss-Sperre weist ein Gehäuse auf, in dem eine Strahldüse vorgesehen ist. Um die Strahldüse an das allgemeine Trinkwasser-Versorgungsnetz anschließen zu können, ist die Strahldüse mit einem Gehäusezulauf verbindbar. Im Gehäuse ist auch ein Einfangteil vorgesehen, das den von der Strahldüse über eine freie Strahlstrecke kommenden Flüssigkeitsstrahl einzufangen hat. Um das am Einfangteil wieder eingefangene Wasser zu der Spritzdüse einer Unterdusche leiten zu können, ist das Einfangteil im Gehäuse mit einem Gehäuseablauf verbindbar. Unterhalb der zwischen Strahldüse und Einfangteil befindlichen Strahlstrecke ist ein Gehäuseauslauf angeordnet, der eine vom Einfangteil nicht eingefangene Flüssigkeits-Teilmenge aus dem Gehäuseinneren auszuleiten hat.
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Aus der
US 5,678,592 A ist bereits eine Rückfluss-Sperre vorbekannt, die ein als Einsetzkartusche ausgebildetes Innengehäuse hat, das in ein Außengehäuse einsetzbar ist. In dem als Einsetzkartusche ausgebildeten Innengehäuse ist eine Strahldüse vorgesehen, die einen über eine freie Strahlstrecke geführten Wasserstrahl erzeugt, der von einem Einfangteil im Innengehäuse wieder aufgefangen wird. Das als Einsetzkartusche dienende Innengehäuse ist durch eine Gehäuseöffnung in das Außengehäuse einsetzbar und darin derart lösbar fixierbar, dass die Strahldüse mit einem Gehäusezulauf und das Einfangteil mit einem Gehäuseablauf des Außengehäuses verbunden wird. Dabei weist das Innengehäuse in seinem zwischen Strahldüse und Einfangteil angeordneten und die freie Strahlstrecke bildenden oder begrenzenden Gehäuseabschnitt eine Gehäuseöffnung auf, die mit einem Gehäuseauslauf des Außengehäuses verbindbar ist.
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Bei diesen, in den Normen auch als „freier Auslauf mit Injektor“ bezeichneten Rückfluss-Sperren wird die Druckenergie des vom Versorgungsnetz zuströmenden Wassers im Bereich der Strahldüse zumindest teilweise in kinetische Energie umgewandelt, um den Wasserstrahl auf der kurzen freien Strahlstrecke mit der Atmosphäre in Verbindung zu bringen und um anschließend die kinetische Energie des Wasserstrahles im Bereich des auch als Diffusor bezeichneten Einfangteiles erneut zumindest teilweise in Druckenergie umzuwandeln, die für den Reinigungsstrahl der Unterduschen benötigt wird. Um die Umwandlung der Druckenergie in kinetische Energie und anschließend auch umgekehrt ohne größere Energieverluste bewerkstelligen zu können, und um im Bereich der freien Strahlstrecke einen homogenen und ruhigen Wasserstrahl zu erzeugen, sind die Strahldüse und das Einfangteil aufeinander und auf die spezifischen Verhältnisse des jeweiligen Versorgungsnetzes anzupassen. Es ist ein Nachteil, dass die vorbekannten Rückfluss-Sperren zwar im Hinblick auf die in einem bestimmten Versorgungsnetz vorherrschenden Verhältnisse optimiert sind, - dass aber diese Rückfluss-Sperren unter davon abweichenden Bedingungen eventuell keine optimale Funktion gewährleisten.
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Es besteht daher insbesondere die Aufgabe, eine Rückfluss-Sperre der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die sich auf einfache Weise beispielsweise in eine WC-Keramik oder einen WC-Sitz einbauen und mit geringem Aufwand an die verschiedensten vorgegebenen Bedingungen derart anpassen lässt, dass sich diese Rückfluss-Sperre durch eine optimale Funktion auszeichnet. Dabei soll die erfindungsgemäße Rückfluss-Sperre leicht zu reinigen und bei Bedarf auch mit geringem Aufwand zu entkalken sein.
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Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht bei der Rückfluss-Sperre der eingangs erwähnten Art darin, dass eine Einsetzkartusche vorgesehen ist, welche die Strahldüse und das Einfangteil trägt, dass die Einsetzkartusche durch eine Gehäuseöffnung in das Gehäuse einsetzbar und darin derart lösbar fixierbar ist, dass die Strahldüse mit dem Gehäusezulauf und das Einfangteil mit dem Gehäuseablauf verbunden ist, dass die Einsetzkartusche in ihrem zwischen Strahldüse und Einfangteil angeordneten und die freie Strahlstrecke bildenden oder begrenzenden Kartuschenabschnitt zumindest eine mit dem Gehäuseauslauf verbindbare Kartuschenöffnung hat, das die Einsetzkartusche zwei, auf gegenüberliegenden Seiten und etwa in gleicher Höhe am Kartuschen-Umfang angeordnete Kartuscheneinlässe hat, und dass der Gehäusezulauf in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandet von den Kartuscheneinlässen am Ringraum mündet.
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Die erfindungsgemäße Rückfluss-Sperre weist ein Gehäuse auf, in das eine Einsetzkartusche durch eine Gehäuseöffnung einsetzbar ist. Diese Einsetzkartusche trägt eine, mit einem Gehäusezulauf verbindbare Strahldüse sowie ein, mit einem Gehäuseablauf verbindbares Einfangteil. Während die Strahldüse über den Gehäusezulauf mit dem allgemeinen Versorgungsnetz verbunden ist, leitet das Einfangteil das Wasser über den Gehäuseablauf zu einer Unterdusche oder einem vergleichbaren Wasseraustritt. Dabei ist die Einsetzkartusche im Gehäuse derart einsetzbar und fixierbar, dass die Strahldüse mit dem Gehäusezulauf und gleichzeitig das Einfangteil mit dem Gehäuseablauf verbunden ist. Die Einsetzkartusche weist in ihrem zwischen Strahldüse und Einfangteil angeordneten und die freie Strahlstrecke begrenzenden Kartuschenabschnitt zumindest eine Kartuschenöffnung auf, die mit dem Gehäuseauslauf verbindbar ist. Durch Lösen der Einsetzkartusche aus dem Gehäuse und Austausch dieser Einsetzkartusche lässt sich die erfindungsgemäße Rückfluss-Sperre, deren Gehäuse sich in einen WC-Sitz oder in eine WC-Keramik einbauen lässt, mit geringem Aufwand an die verschiedensten vorgegebenen Bedingungen derart anpassen, dass stets eine optimale Funktion gewährleistet ist. Durch Lösen der Einsetzkartusche aus dem Gehäuse ist die erfindungsgemäße Rückfluss-Sperre leicht zu reinigen und bei Bedarf auch zu entkalken. Um auch eine größere Wassermenge mit möglichst gleichmäßig hohem Druck in die Einsetzkartusche einfließen zu lassen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Einsetzkartusche zwei, auf gegenüberliegenden Seiten und etwa in gleicher Höhe am Kartuschen-Umfang angeordnete Kartuscheneinlässe hat, und dass der Gehäusezulauf in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandet von den Kartuscheneinlässen am Ringraum mündet.
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Dabei lassen sich die Strahldüse und das damit zusammenwirkende und ebenfalls in der Einsetzkartusche vorgesehene Einfangteil ohne weiteres auch so ausgestalten, dass die erfindungsgemäße Rückfluss-Sperre auch im Bereich der Strahlstrecke praktisch leckagefrei ist.
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Um die Einsetzkartusche durch die Gehäuseöffnung in das Gehäuse einsetzen und um das Gehäuse flüssigkeitsdicht verschließen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Gehäuseöffnung mittels einer Kappe verschließbar ist, an welcher Kappe die Einsetzkartusche lösbar fixierbar ist oder unlösbar verbunden ist. Zum Einsetzen der Einsetzkartusche kann diese über die Kappe ergriffen und gehandhabt werden. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Einsetzkartusche an der Kappe zumindest in Umdrehungsrichtung und gegebenenfalls auch in Längsrichtung in ihrer Relativposition festlegbar ist, so dass gleichzeitig eine Positionierung im Gehäuse sichergestellt ist.
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Die einfache Handhabung der erfindungsgemäßen Rückfluss-Sperre wird begünstigt, wenn die Kappe am Gehäuse mittels einer Schraub- oder einer Steck-/Drehverbindung lösbar gehalten ist.
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Die Einsetzkartusche lässt sich auf einfache Weise an der Kappe fixieren, wenn die Kappe einen Kappenfortsatz hat, auf den die Einsetzkartusche mit einem stirnseitig offenen Kartuschen-Endbereich aufschiebbar oder aufsteckbar ist.
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Gemäß der Erfindung sind die Kartuscheneinlässe über den zwischen Gehäuseinnenumfang und Kartuschenaußenumfang umgrenzten und in Gehäuse-Längsrichtung beidseits umlaufend abgedichteten Ringraum mit dem Gehäusezulauf verbindbar. So wird durch bloßes Einsetzen und Fixieren der Einsetzkartusche im Gehäuse gleichzeitig der Anschluss der Strahldüse an den Gehäusezulauf bewerkstelligt. Dabei umspült das über den Gehäusezulauf in das Gehäuse einströmende Wasser die Einsetzkartusche im Bereich des Ringraumes, um von dort durch die Kartuscheneinlässe in die Einsetzkartusche und in deren Strahldüse einfließen zu können.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn zwischen den beiden Kartuscheneinlässen zumindest eine Strömungsführungswand und vorzugsweise mehrere lamellenartig zueinander verlaufende Strömungsführungswände vorgesehen sind, und wenn vorzugsweise zwischen zwei benachbarten Strömungsführungswänden in Richtung zur Strahldüse eine Durchtrittsöffnung angeordnet ist.
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Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung gemäß der Erfindung sieht vor, dass zwischen den Kartuscheneinlässen und der Strahldüse zumindest eines der Funktionselemente: „Durchflussmengenregler oder Rückflußverhinderer‟ vorgesehen ist. Um unabhängig von schwankenden Druckverhältnissen im Versorgungsnetz einen optimalen Wasserstrahl in der Strahldüse erzeugen zu können, ist es vorteilhaft, wenn zwischen den Kartuscheneinlässen und der Strahldüse ein Durchflussmengenregler angeordnet ist, der die pro Zeiteinheit durchfließende Wassermenge auf einen für Strahldüse und Einfangteil optimalen Wert einregelt und begrenzt. Um mit zusätzlicher Sicherheit ein Rückströmen gegebenenfalls auch kontaminierten Wassers in das Versorgungsnetz auszuschließen, ist es vorteilhaft, wenn zwischen den Kartuscheneinlässen und der Strahldüse wenigstens eines der Funktionselemente: Durchflussmengenregler, Rückflußverhinderer oder Sieb vorgesehen ist.
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Eine besonders einfach handhabbare Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht vor, dass zumindest eines der Funktionselemente: Durchflussmengenregler, Rückflußverhinderer oder Sieb Bestandteil einer Einsetzpatrone ist, die vorzugsweise von dem stirnseitig offenen Kartuschen-Endbereich aus in den Kartuschen-Innenraum einsetzbar ist. Dabei kann die Einsetzpatrone gegebenenfalls auch zwei, einander nachgeschaltete, aber in ihrer Funktion unabhängige Rückflußverhinderer beinhalten.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn zwischen dem Rückflußverhinderer oder den Rückflußverhinderern und/oder dem Durchflussmengenregler einerseits und der Strahldüse andererseits zumindest ein Sieb oder wenigstens ein Gitter zur Vergleichmäßigung der Druckverhältnisse über den lichten Querschnitt der Einsetzkartusche hinweg vorgesehen ist. Dieses Gitter oder Sieb ist derart feinmaschig, dass es solche Druckgradienten, die sich über den Querschnitt des Wasserstromes ergeben und die beispielsweise durch die inneren Strukturen in einem Rückflußverhinderer oder einem Durchflussmengenregler verursacht sein können, vergleichmäßigt.
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Um den Druck der vom Versorgungsnetz kommenden Flüssigkeit im Bereich der Strahldüse in eine möglichst hohe kinetische Energie umsetzen zu können, ist vorgesehen, dass die Strömungsführung im Kartuschen-Innenraum sich vorzugsweise trichterförmig in Richtung zu einer Düsenöffnung der Strahldüse verjüngt.
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Um einem Aufspreizen des Flüssigkeitsstrahles entgegenzuwirken, ist es zweckmäßig, wenn die Strahldüse im Bereich der Düsenöffnung nippel- oder noppenförmig vorsteht. Steht die Düsenöffnung der Strahldüse nippel- oder noppenförmig vor, wird dadurch gleichzeitig verhindert, dass ablaufende Spritzwassertropfen den Strahl durchqueren und stören können. Dabei kann die nippel- oder noppenförmige Strahldüse auch rückgezogen und durch eine umlaufende Nut oder Einformung umgrenzt sein.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht vor, dass die die Düsenöffnung der Strahldüse umgrenzenden strömungsführenden Ränder scharfkantig ausgebildet sind.
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Ein neben die Einfangöffnung des Einfangteiles fehlgeleiteter Strahl kann beim Auftreffen derart spritzen, dass kontaminierte Flüssigkeitströpfchen unbeabsichtigt auch zurück in den Bereich der Strahldüse geschleudert werden. Um dadurch eine Kontaminierung im Bereich der Strahldüse zu vermeiden, ist vorgesehen, dass in die freie Strahlstrecke mit Abstand von Strahldüse und von Einfangelement zumindest eine Spritz- oder Trennwand angeordnet ist, die eine in ihrem lichten Querschnitt an den Flüssigkeitsstrahl etwa angepasste Durchstrahlöffnung hat.
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Damit das Einfangteil den über die Strahlstrecke kommenden Flüssigkeitsstrahl praktisch leckagefrei einfangen kann, ist es vorteilhaft, wenn der die Einfangöffnung umgrenzende Abschnitt des Einfangsteiles nippel- oder noppenförmig vorsteht.
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Um die kinetische Energie des Strahles möglichst verlustfrei in einen entsprechend hohen Druck des im Einfangteil abfließenden Flüssigkeitsstromes umzuwandeln, ist es vorteilhaft, wenn das Einfangteil in seinem eine die Einfangöffnung umgrenzenden Abschnitt hohlzylindrisch oder zumindest nahezu hohlzylindrisch ausgebildet ist.
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Um die über die freie Strahlstrecke mittels dem Flüssigkeitsstrahl übertragene kinetische Energie innerhalb des Einfangteiles wieder in den an der Unterdusche benötigten Wasserdruck umwandeln zu können, ist es zweckmäßig, wenn das Einfangteil sich in seinem lichten Querschnitt vorzugsweise im Anschluss an den hohlzylindrischen und die Einfangöffnung umgrenzenden Abschnitt in Richtung zum Gehäuseablauf trichterförmig erweitert.
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Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung gemäß der Erfindung sieht vor, dass das Einfangteil im Anschluss an seinen hohlzylindrischen und die Einfangöffnung umgrenzenden Abschnitt zumindest einen konisch erweiternden Teilabschnitt hat. Es hat sich überraschend gezeigt, dass ein in seinem lichten Querschnitt entsprechend gestaltetes Einfangteil sich durch eine effektive Energieumwandlung und einen gebündelten und parallel ausgerichteten Flüssigkeitsstrahl auszeichnet. Dabei können die Teilabschnitte durch deutlich erkennbare Grenzlinien voneinander getrennt sein oder durch weiche Übergänge ineinander übergehen.
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Um auch im Bereich der Einfangöffnung einen hohen Wirkungsgrad, verbunden mit einem geringen Leckageanteil, zu erreichen, ist vorgesehen, dass das Einfangteil im Bereich seiner Einfangöffnung nippel- oder noppenförmig vorsteht. Durch diese nippel- oder noppenförmig vorstehende Ausgestaltung am Außenumfang der Einfangöffnung wird vermieden, dass ablaufende Spritzwassertropfen den Strahl durchqueren und stören können.
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Um das Einfangteil beim Einsetzen der Einsetzkartusche in das Gehäuse auf möglichst einfache Weise mit dem zur Unterdusche führenden Gehäuseablauf verbinden zu können, sieht eine besonders einfache und vorteilhafte Ausführungsform gemäß der Erfindung vor, dass das Einfangteil in einem, an einemstirnseitigen Kartuschen-Ende angeordneten Kartuschenablauf endet oder mündet, dass der Kartuschenablauf benachbart zum Gehäuseablauf vorgesehen ist, und dass die Kartusche im Bereich ihres, den Kartuschenablauf aufweisenden Kartuschen-Endes gegenüber dem Gehäuse-Innenumfang umlaufend abgedichtet ist.
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Damit die im Gehäuse befindliche Einsetzkartusche nach jedem Einsatz rasch austrocknen kann, ist es vorteilhaft, wenn das Gehäuse an seinem Gehäuse-Umfang im Bereich der freien Strahlstrecke außerhalb und vorzugsweise auf der dem Gehäuseauslauf abgewandten Seite wenigstens eine Belüftungsöffnung hat.
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Um die Verschmutzung im Gehäuseinnenraum und im Bereich der Einsetzkartusche zu begrenzen und um den Austritt von Spritzwasser zu verhindern, ist es zweckmäßig, wenn die wenigstens eine Belüftungsöffnung als labyrinthartig in der Kartuschenwandung vorgesehener Belüftungsschlitz ausgestaltet ist.
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Es hat sich gezeigt, dass es für die Funktion der erfindungsgemäßen Rückfluss-Sperre wesentlich sein kann, wie die Strahldüse, deren Strahlöffnung, die Einfangöffnung und das Einfangteil aufeinander und auf die durch das Versorgungsnetz vorgegebenen Bedingungen abgestimmt sind. Eine bevorzugte Weiterbildung gemäß der Erfindung sieht daher vor, dass die Strahldüse sowie das Einfangteil in ihren Abmessungen gemäß nachstehender Formel
mit der Maßgabe aufeinander abgestimmt sind, dass der Quotient minimal 1,25 und maximal 1,34 beträgt.
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Aus dem gleichen Grund sieht ein weiterer Vorschlag gemäß der Erfindung vor, dass die Länge l 1 des hohlzylindrischen Abschnitts des Einfangteils im Verhältnis zum Öffnungsquerschnitt d der Einfangöffnung sich nach nachstehender Formel
mit der Maßgabe bestimmt, dass der Quotient Q minimal 1,58 und maximal 2,6 beträgt.
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Um einer raschen Verkalkung der Einsetzkartusche und ihrer Strahldüse entgegenzuwirken, ist es vorteilhaft, wenn die Strahldüse in der Einsetzkartusche verschieblich geführt und von einer Bereitschaftsstellung unter dem Druck einer durchströmenden Flüssigkeit gegen eine Rückstellkraft in eine Spritzstellung verschiebbar ist, in welcher Spritzstellung die Strahldüse mit ihrem die Strahlöffnung bildenden Düsenabschnitt eine, in einer elastischen Membran vorgesehene Durchstecköffnung durchstößt.
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Die mit der erfindungsgemäß vorgesehenen Einsetzkartusche ermöglichte modulare Bauweise bei der eingangs erwähnten Rückfluss-Sperre wird noch zusätzlich begünstigt, wenn von den Funktionselementen: „Strahldüse oder Einfangteil‟ zumindest ein Funktionselement als ein in die Einsetzkartusche lösbar einsetzbares Bauteil ausgestaltet ist.
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Weiterbildungen gemäß der Erfindung ergeben sich auch aus den Ansprüchen in Verbindung mit der nachfolgenden Figurenbeschreibung.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele noch näher beschrieben.
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Es zeigt:
- 1 eine in einem Längsschnitt dargestellte Rückfluss-Sperre für eine Unterdusche, mit einem Gehäuse, in das eine Einsetzkartusche eingesetzt ist, die eine Strahldüse und ein, den von der Strahldüse über eine freie Strahlstrecke kommenden Stahl einfangendes Einfangteil trägt,
- 2 die Rückfluss-Sperre aus 1 in einer Seitenansicht,
- 3 die Rückfluss-Sperre aus 1 und 2 in einer Draufsicht,
- 4 die Rückfluss-Sperre aus den 1 bis 3 in einer auseinandergezogenen Darstellung seiner wesentlichen Bestandteile,
- 5 eine mit 1 bis 4 vergleichbar ausgestaltete und hier ebenfalls in einem Längsschnitt dargestellte Rückfluss-Sperre, bei der die an der Einsetzkartusche vorgesehene Strahldüse und Einfangteil als separate Bauteile ausgebildet sind,
- 6 die Rückfluss-Sperre aus 5 in einer Seitenansicht,
- 7 die Rückfluss-Sperre aus 5 und 6 in einer Draufsicht,
- 8 die Rückfluss-Sperre aus den 5 und 7 in einer auseinandergezogenen Darstellung seiner wesentlichen Bestandteile,
- 9 eine nicht zur Erfindung gehörende Rückfluss-Sperre in einem Längsschnitt, bei der die Einsetzkartusche durch ein rohrförmiges Verbindungsstück ausgetauscht ist, wobei die hier dargestellte Rückfluss-Sperre einen Rückfluss allenfalls über einen integrierten Rückflußverhinderer verhindern kann,
- 10 die Rückfluss-Sperre aus 9 in einer Seitenansicht,
- 11 die Rückfluss-Sperre aus den 9 und 10 in einer auseinandergezogenen Darstellung ihrer wesentlichen Bestandteile,
- 12 eine Strahldüse für eine Rückfluss-Sperre gemäß den 1 bis 8 in einer perspektivischen Darstellung ihrer wesentlichen Bestandteile,
- 13 die Strahldüse aus 12 in einem Längsschnitt, wobei die Strahldüse in einer hülsenförmigen Düsenführung derart verschieblich geführt ist, dass diese Strahldüse mit ihrer vorstehenden Düsenöffnung in Spritzstellung die Durchstecköffnung einer Membran durchstoßen kann, wobei die Strahldüse hier in ihrer in die hülsenförmige Düsenführung zurückgezogenen Bereitschaftsstellung gezeigt ist,
- 14 die in der Bereitschaftsstellung befindliche Strahldüse in einer Draufsicht auf die von der Strahldüse zu durchstoßende Membran,
- 15 die Strahldüse aus den 12 bis 14 in der hier längsgeschnitten dargestellten Spritzposition der Düsenöffnung,
- 16 die Strahldüse aus 12 bis 15 in einer Stirnansicht auf die über die Durchstecköffnung der Membran vorstehende Strahlöffnung, und
- 17 die Rückfluss-Sperre in einem schematischen Längsschnitt im Bereich ihres Einfangteiles.
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In den 1 bis 11 ist eine Rückfluss-Sperre 1 für eine Unterdusche in verschiedenen Ausführungen dargestellt. Die hier dargestellte Rückfluss-Sperre 1, die ein Rückfließen kontaminierten Wassers in das Trinkwasser-Versorgungsnetz mit Sicherheit verhindern soll, weist ein Gehäuse 2 auf, das beispielsweise in eine formangepasste Aussparung am WC-Sitz eingesetzt werden kann.
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Wie aus einem Vergleich der 1 bis 8 deutlich wird, ist im Gehäuse 2 eine mit einem Gehäusezulauf 3 verbindbare Strahldüse 4 und ein Einfangteil 5 vorgesehen, das den von der Strahldüse 4 über eine freie Strahlstrecke 6 kommenden Flüssigkeitsstrahl einzufangen hat. Während die Strahldüse 4 über dem Gehäusezulauf 3 mit dem Trinkwasser-Versorgungsnetz verbunden ist, ist das Einfangteil 5 über einen Gehäuseablauf 7 mit einer nicht weiter gezeigten Spritzdüse der Unterdusche verbunden. Unterhalb der freien Strahlstrecke 6, über die das Wasser als Wasserstrahl frei an der Atmosphäre geführt wird, ist ein Gehäuseauslauf 8 vorgesehen, der eine vom Einfangteil 5 nicht eingefangene Flüssigkeits-Teilmenge aus dem Gehäuseinneren auszuleiten hat.
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Den in den 1 bis 8 gezeigten Rückfluss-Sperren 1 ist eine Einsetzkartusche 9 zugeordnet, welche die Strahldüse 4 und das Einfangteil 5 trägt. Diese Einsetzkartusche 9 ist durch eine Gehäuseöffnung 10 in das Gehäuse 2 einsetzbar und darin derart lösbar fixierbar, dass die Strahldüse 4 mit dem Gehäusezulauf 3 verbunden ist. Aus den 1 und 5 wird deutlich, dass die Einsetzkartuschen 9 in ihrem zwischen Strahldüse 4 und Einfangteil 5 angeordneten und die freie Strahlstrecke 6 bildenden oder begrenzenden Kartuschenabschnitt zumindest eine mit dem Gehäuseauslauf 8 in Verbindung stehende Kartuschenöffnung 11 hat. Bei der hier dargestellten Einsetzkartusche 9 grenzen die Kartuschenöffnung 11 und der Gehäuseauslauf 8 unmittelbar aneinander an.
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Die Gehäuseöffnung 10, durch die die Einsetzkartusche 9 in das Gehäuseinnere einsetzbar ist, ist mittels einer Kappe 12 verschließbar, an der die Einsetzkartusche 9 lösbar fixierbar ist. Die Kappe 12 ist hier mittels einer Steck-/Drehverbindung lösbar am Gehäuse 2 gehalten, wobei die Steck-/Drehverbindung beispielsweise als Bajonett- oder dergleichen Renkverbindung ausgebildet sein kann.
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Die Kappe 12 hat einen Kappenfortsatz 13, auf den die Einsetzkartusche 9 mit ihrem benachbarten, stirnseitig offenen Kartuschen-Endbereich 14 aufschiebbar oder aufsteckbar ist. Die Einsetzkartusche 9 ist somit auch unter beengten Platzverhältnissen über die von außen stets erreichbare Kappe 12 leicht handhabbar.
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Die Einsetzkartusche 9 hat zumindest einen Kartuscheneinlass 15, der über einen zwischen Gehäuseinnenumfang und Kartuschenaußenumfang umgrenzten und in Gehäuse-Längsrichtung beidseits umlaufend abgedichteten Ringraum 16 mit dem Gehäusezulauf 3 verbindbar ist. Die Einsetzkartusche 9 hat hier zwei ovale und in Kartuschen-Umfangsrichtung orientierte Kartuscheneinlässe 15. Der Gehäusezulauf 3 mündet in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandet von den hier auf gegenüberliegenden Seiten in gleicher Höhe angeordneten Kartuscheneinlässen 15 im Ringraum 16.
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Aus einem Vergleich der 1 und 5 einerseits und der 4 und 8 andererseits ist erkennbar, dass der Kappenfortsatz 13 durch eine Anzahl paralleler, in geringfügigem Abstand voneinander beabstandeter und lamellenartig zueinander angeordneter Strömungsführungswände 17 gebildet ist. Ist die Einsetzkartusche 9 auf die Kappe 12 aufgesetzt, verbinden die zwischen den Strömungsführungswänden 17 verbleibenden Zwischenräume die Kartuscheneinlässe 15 miteinander, so dass die über die Kartuscheneinlässe 15 einfließenden Wasserströme dort aufeinanderprallen und sich in Kartuschen-Längsrichtung umlenken, wo sie durch die zwischen den benachbarten Strömungsführungswänden 17 in Richtung zur Strahldüse 4 angeordneten freien Durchtritten oder Durchtrittsöffnungen 18 in den Kartuschen-Innenraum strömen.
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Zwischen den Kartuscheneinlässen 15 und der Strahldüse 4 ist eine Einsetzpatrone 19 vorgesehen, die von dem stirnseitig offenen Kartuschen-Endbereich 14 in den Kartuschen-Innenraum einsetzbar ist. Die Einsetzpatrone 19 weist zumindest einen Rückflußverhinderer auf, der einen Wasserstrom nur in Richtung zur Strahldüse 4 zulässt. Die Einsetzpatrone 19 weist auch einen Durchflussmengenregler auf, der die durch Zeiteinheit durchströmende Wassermenge druckunabhängig auf einen bestimmten Wert zu begrenzen und einzuregeln hat.
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An der der Strahldüse 4 zugewandten Stirnseite der Einsetzpatrone 19 ist ein konisch vorstehendes Sieb 20 vorgesehen. Das Sieb 20 oder ein an dieser Stirnseite vorgesehenes Gitter ist derart feinmaschig ausgebildet, dass die über den Querschnitt unterschiedlichen Drücke im Wasserstrom vergleichmäßigt werden.
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Die Strahldüse 4 hat die Druckenergie des aus dem Versorgungsnetz kommenden Wassers in die kinetische Energie des Wasserstrahls umzuformen. Dazu ist vorgesehen, dass sich die Strömungsführung im Kartuschen-Innenraum trichterförmig in Richtung zur Düsenöffnung 21 der Strahldüse 4 verjüngt. Im Bereich der Düsenöffnung 21 ist die Strahldüse 4 als nippel- oder noppenförmiger Vorsprung 22 ausgebildet, um die durch die Adhäsionskräfte bewirkten Einflüsse auf den Wasserstrahl zu minimieren.
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In die freie Strahlstrecke 6 ist mit Abstand von Einfangteil 5 und Strahldüse 4 zumindest eine Spritz- oder Trennwand 23 angeordnet, die eine in ihrem lichten Querschnitt an den Flüssigkeitsstrahl etwa angepasste Durchstrahlöffnung 24 hat. Diese Spritz- oder Trennwand 23 hat ein Rückschleudern kontaminierter Wassertropfen aus dem Bereich des Einfangteils 5 in den Bereich der Strahldüse 4 zu verhindern.
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Das Einfangteil 5 soll die kinetische Energie des von der Strahldüse 4 kommenden und vom Einfangteil 5 eingefangenen Wasserstrahls in eine entsprechende Druckenergie umwandeln, die anschließend für den aus der Spritzdüse der Unterdusche austretenden Reinigungsstrahl benötigt wird. Aus den 1 und 5 wird deutlich, dass das Einfangteil 5 sich dazu in seinem lichten Querschnitt in Richtung zum Gehäuseablauf 7 trichterförmig erweitert. Dabei sind im lichten Querschnitt des Einfangteiles 5 mehrere lichte Teilabschnitte 25, 26 und 27 vorgesehen. Während sich an die Einfangöffnung 28 ein hohlzylindrischer oder nahezu hohlzylindrischer Teilabschnitt 25 anschließt, ist zum stirnseitigen Kartuschenauslass hin ein sich konisch erweiternder Teilabschnitt 27 vorgesehen. Zwischen den Teilabschnitten 25 und 27 ist ein Übergangs- oder Teilabschnitt 26 angeordnet, der eine im Vergleich zum Teilabschnitt 27 geringere Konizität aufweist.
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Das Einfangteil 5 mündet oder endet in einen am stirnseitigen Kartuschen-Ende 29 angeordneten Kartuschenablauf 30, der benachbart zum Gehäuseablauf 7 vorgesehen ist. Die Einsetzkartusche 9 ist auch im Bereich ihres den Kartuschenablauf 30 aufweisenden Kartuschen-Endes 29 gegenüber dem Gehäuseumfang umlaufend abgedichtet.
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Die Einsetzkartusche 9 ist im Gehäuse 2 derart einsetzbar und fixierbar, dass die Strahldüse 4 mit dem Gehäusezulauf 3 und gleichzeitig das Einfangteil 5 mit dem Gehäuseablauf 7 verbunden ist. Die Einsetzkartusche 9 weist in ihrem zwischen Strahldüse 4 und Einfangteil 5 angeordneten und die freie Strahlstrecke 6 begrenzenden Kartuschenabschnitt zumindest eine Kartuschenöffnung 11 auf, die mit dem Gehäuseauslauf 8 in Verbindung steht. Durch Lösen der Einsetzkartusche 9 aus dem Gehäuse 2 und Austausch dieser Einsetzkartusche 9 lässt sich die Rückfluss-Sperre 1, deren Gehäuse 2 sich in einem WC-Sitz oder in einer WC-Keramik einbauen lässt, mit geringem Aufwand an die verschiedensten vorgegebenen Bedingungen derart anpassen, dass stets eine optimale Funktion gewährleistet ist. Durch Lösen der Einsetzkartusche 9 aus dem Gehäuse 2 ist die Rückfluss-Sperre auch leicht zu reinigen und bei Bedarf zu entkalken.
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Die in den 1 bis 4 einerseits und den 5 bis 8 andererseits dargestellten Ausführungen der Rückfluss-Sperre 1 unterscheiden sich lediglich darin, dass bei der in 5 bis 8 gezeigten Ausführung die Strahldüse 4 einerseits und das Einfangteil 5 andererseits jeweils als ein in die Einsetzkartusche 9 lösbar einsetzbares Bauteil ausgestaltet ist. Durch die Ausgestaltung von Strahldüse 4 und Einfangteil 5 als separates Bauteil wird die modulare Bauweise der erfindungsgemäßen Rückfluss-Sperre derart begünstigt, dass gegebenenfalls auch durch Austausch der Strahldüse und/oder des Einfangteils die Einsetzkartusche 9 an die jeweiligen Bedingungen des vor Ort vorhandenen Versorgungsnetzes angepasst werden kann.
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Da der die freie Strahlstrecke 6 der Einsetzkartusche 9 bildende Abschnitt lediglich durch 2 in Kartuschen-Längsrichtung orientierte Stege gebildet wird, ist die Einsetzkartusche 9 im Bereich dieser freien Strahlstrecke 6 der Kartuschenöffnung 11 offen ausgebildet. Damit die Einsetzkartusche 9 nach jedem Gebrauch rasch wieder trocknen kann, sind auf der dem Gehäuseauslauf 8 abgewandten Seiten des Gehäuses 2 schlitzförmige Belüftungsöffnungen 37 vorgesehen, die hier labyrinthartig durch die Gehäusewandung verlaufen.
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Die in den 1 bis 8 gezeigten Rückfluss-Sperren 1 bieten eine größtmögliche Sicherheit, um ein Rückfließen kontaminierten Wassers in einem mit dem Trinkwasser-Versorgungsnetz verbundenen Bereich auszuschließen. Um die Rückfluss-Sperre auch dort einsetzen zu können, wo eine derart hohe Sicherheit nicht gefordert wird, ist es möglich, die Einsetzkartusche 9 im Gehäuse 2 gegen ein hülsenförmiges Verbindungsstück 31 auszutauschen, das die freie Strahlstrecke überbrückt und den Gehäusezulauf 3 mit dem Gehäuseablauf 7 gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Einsetzpatrone 19, die zumindest einen Rückflußverhinderer aufweist, verbindet.
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Aus dem, in den 9 bis 11 gezeigten, aber nicht zur Erfindung gehörenden Ausführungsbeispiel wird deutlich, dass die modulare Bauweise der Rückfluss-Sperre 1 den Austausch der Einsetzkartusche 9 gegen ein entsprechendes Verbindungsstück 31 erleichtert. Aus einem Vergleich der 9 und 11 wird deutlich, dass auch das hülsenförmige Verbindungsstück 31 mit seinem offenen Stirnende auf den Kappenfortsatz der Kappe derart aufgesetzt wird, dass seitliche Einlauföffnungen 32 über den Ringraum 16 mit dem Gehäusezulauf verbunden sind. Dabei wird die in das Verbindungsstück 31 eingeschobene Einsetzpatrone 19 zwischen dem Kappenfortsatz 13 und einem am Innenumfang des Verbindungsstücks 31 angeordneten Ringabsatz 33 gesichert.
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In den 12 bis 15 ist der die Strahldüse 4 aufweisende Teilbereich einer abweichend ausgestalteten Einsetzkartusche dargestellt. Wie aus den 12 bis 15 zu erkennen ist, ist bei dieser abweichend ausgestalteten Einsetzkartusche die Strahldüse 4 in der Einsetzkartusche verschieblich geführt und von einer in 13 und 14 gezeigten Bereitschaftsstellung unter dem Druck der durchströmenden Flüssigkeit gegen die Rückstellkraft einer Rückstellfeder 34 in eine Spritzstellung verschiebbar, in welcher Spritzstellung - wie die 15 und 16 zeigen - die Strahldüse 4 mit ihrem die Düsenöffnung 21 bildenden und als Vorsprung 22 ausgebildeten Düsenabschnitt eine, in einer elastischen Membran 35 vorgesehene Durchstecköffnung 36 durchstößt.
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17 zeigt eine erfindungsgemäße Rückfluss-Sperre in einem schematisierten Teil-Längsschnitt im Bereich ihres Einfangteiles 5. Aus 17 wird deutlich, dass das Einfangteil 5 in seinem die Einfangöffnung 28 umgrenzenden Abschnitt außenumfangsseitig nippel- oder noppenförmig vorsteht. Des weiteren ist in 17 gezeigt, dass das Einfangteil 5 im Bereich seiner Einfangöffnung 28 einen hohlzylindrischen oder annähernd hohlzylindrischen Abschnitt hat. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn das Verhältnis der Länge 11 dieses Abschnitts im Vergleich zum lichten Innendurchmesser der Einfangöffnung vorzugsweise größer/gleich 0,2 bis kleiner/gleich 10, insbesondere größer/gleich 1,5 bis kleiner/gleich 2,5 ist. Die besten Ergebnisse haben sich gezeigt, wenn die Strahldüse 4 und das Einfangteil 5 derart bemessen und aufeinander abgestimmt sind, wie dies in den in Anspruch 21 und 22 beschriebenen Formeln dargelegt wird. In 17 ist auch erkennbar, dass sich das Einfangteil 5 im Anschluss an den hohlzylindrischen Teil vorzugsweise trichterförmig erweitert. Dabei ist vorgesehen, dass das Einfangteil auf der Abströmseite seines hohlzylindrischen Abschnitts wenigstens einen sich in Durchströmrichtung konisch erweiternden Abschnitt hat und dass der sich an den hohlzylindrischen Abschnitt unmittelbar anschließende Abschnitt eine Länge 12 von 0 bis einschließlich 100 mm, vorzugsweise von 0 bis einschließlich 30 mm aufweist. Dabei wird die hier dargestellte Ausführungsform bevorzugt, bei der das Einfangteil zumindest zwei sich in Durchströmrichtung konisch erweiternde Abschnitte hat, wobei von zumindest zwei einander benachbarten Abschnitten wenigstens der abströmseitige und sich vorzugsweise stärker erweiternde Abschnitt die Länge 13 von 0 bis 100 mm, vorzugsweise von 0 bis 30 mm aufweist.
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In 17 ist auch erkennbar, dass das Einfangteil 5 im Bereich seines sich stärker konisch erweiternden Abschnitts gegenüber der Längsachse des Einfangteiles einen Winkel a2 von größer/gleich 0 bis kleiner/gleich 45°, vorzugsweise größer/gleich 0 bis kleiner/gleich 18°aufweist. Dabei sollte der zwischen diesem sich stärker konisch erweiternden Abschnitt und dem hohlzylindrischen Abschnitt vorgesehene Teilabschnitt des Einfangteiles, der eine geringere Konizität aufweist, einen Winkel a1 gegenüber der Einfangteil-Längsachse von größer/gleich 0 bis kleiner/gleich 45°, vorzugsweise von größer/gleich 0 bis kleiner/gleich 18° haben.
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Dieser bevorzugte Bereich in der Ausgestaltung des Einfangteiles
5 ist in der nachstehenden Tabelle nochmals wiedergegeben:
| Engste Auslegung | Breiteste Auslegung |
11 / d | 1,5 ≤ 11/d ≤ 2,5 | 0,2 ≤ 11/d ≤ 10 |
12 [mm] | 0 ≤ 12 ≤ 30 | 0 ≤ 12 ≤ 100 |
13 [mm] | 0 ≤ 13 ≤ 30 | 0 ≤ 13 ≤ 100 |
a1 [*] | 0 ≤ a1 ≤ 13 | 0 ≤ a1 ≤ 25 |
a2 [*] | 0 ≤ a2 ≤ 18 | 0 ≤ a2 ≤ 45 |
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rückfluss-Sperre
- 2
- Gehäuse
- 3
- Gehäusezulauf
- 4
- Strahldüse
- 5
- Einfangteil
- 6
- Strahlstrecke
- 7
- Gehäuseablauf
- 8
- Gehäuseauslauf
- 9
- Einsetzkartusche
- 10
- Gehäuseöffnung
- 11
- Kartuschenöffnung
- 12
- Kappe
- 13
- Kappenfortsatz
- 14
- Kartuschen-Endbereich
- 15
- Kartuscheneinlass
- 16
- Ringraum
- 17
- Strömungsführungswände
- 18
- Durchtrittsöffnung
- 19
- Einsetzpatrone
- 20
- Vorsatzsieb
- 21
- Düsenöffnung
- 22
- Vorsprung (der Strahldüse 4)
- 23
- Spritz- oder Trennwand
- 24
- Durchstrahlöffnung (in der Spritz- oder Trennwand)
- 25
- (hohlzylindrischer) Teilabschnitt
- 26
- (konisch ausgebildeter) Teilabschnitt
- 27
- Teil- oder Übergangsabschnitt (mit geringerer Konizität)
- 28
- Einfangöffnung
- 29
- Kartuschen-Ende
- 30
- Kartuschenablauf
- 31
- (hülsenförmiges) Verbindungsstück
- 32
- Einlauföffnungen
- 33
- Ringabsatz
- 34
- Rückstellfeder
- 35
- Membran
- 36
- Durchstecköffnung
- 37
- Belüftungsöffnung