CH397190A - Expansionsgefäss für Zentralheizungsanlagen - Google Patents

Description

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 Expansionsgefäss für Zentralheizungsanlagen Bei Expansionsgefässen ältester Ausführung wird durch Einfüllung von Wasser durch die Expansionsleitung der benötigte Vordruck im Kaltzustand erreicht. Diese Ausführung hat mangels Vordruckes im Expansionsgefäss den Nachteil eines    verhältnismäs-      sig   grossen Gefässvolumens, das für jede Anlage errechnet werden muss,    ansonst   bei Vereinheitlichung der Grösse zur Sicherung gegen überlaufen des Heizungssystems eine entsprechende    überdimensionie-      rung   des Expansionsgefässes bei kleineren Anlagen in Kauf genommen werden muss. 



  Spätere Expansionsgefässe unterscheiden sich von den vorstehend beschriebenen dadurch, dass sie geschlossen sind, wobei der Vordruck des auf das    Heizwasser   wirkenden Luftpolsters im    Expansionsge-      fäss   durch einen Kompressor erzeugt wird, der die beim Entleeren und Füllen der Anlage eintretenden Druckverluste sofort wieder ergänzt. Diese Ausführung hat jedoch den Nachteil grossen technischen Aufwandes und der vermehrten Wartung. 



  In neuerer Zeit bekannt gewordene    Expansions-      gefässe   sind mit einer wasserdicht eingebauten Membrane oder Gummiblase (Luftballon) versehen, derart, dass zwei Volumen in zueinander umgekehrt proportionaler Grösse    geschaffen   sind. Das Luftvolumen ist vom    Wasservolumen   durch die    elastische   Membrane oder Gummiblase getrennt. Das Luftpolster hat einen gewissen Vordruck, der durch das in gegen in der beschränkten Lebensdauer der    Mem-      die   Gummiblase eintretende Wasser entsprechend erhöht wird.

   Dieses Expansionsgefäss bildet eine theoretisch und technisch gute Lösung des geschlossenen Expansionssystems und zeichnet sich aus durch ein kleines Gefässvolumen und die einfachste Ausbildung des Systems mit statischer Druckreserve. Ein erheblicher    Nachteil   dieser    Ausführung   besteht hin- oder elastischen Blase, die während der Heizperioden täglich    eine      vielfach   wiederholte    Dilatation   und Kontraktion aufzunehmen hat. 



  Durch die vorliegende Erfindung soll nun ein    Ex-      pansionsgefäss   für    Zentralheizungsanlagen   geschaffen werden, das sich durch ein geschlossenes Expansionssystem auszeichnet, sich von bekannten Anlagen dieser    Art   jedoch dadurch unterscheidet, dass an der tiefsten Stelle des Expansionsgefässes ein durch    einen   Schwimmer gesteuertes Ventil eingebaut ist, das die Mündung der Expansionsleitung beherrscht, in der Weise, dass das Ventil geschlossen wird, sobald der Wasserspiegel auf den Schwimmer abfallend, diesen    mitfallen   lässt. 



  Der Einbau dieses    Ventiles   verhindert Druckverluste des Luftpolsters bei der Entleerung und Füllung der Expansionsleitung. 



  In der Zeichnung sind beispielsweise zwei Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt:    Fig.l   ein Schema einer    Zentralheizungsanlage   mit dem erfindungsgemässen    Expansionsgefäss,      Fig.2      eine   Variante des    Expansionsgefässes   in grösserem Massstab,    Fig.   3 einen axialen Teilschnitt durch das in den Boden des Expansionsgefässes    eingebaute   Ventil in    grösserem   Massstab und    Fig.   4    einen   teilweisen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform des Expansionsgefässes. 



  Bei der dargestellten    Zentralheizungsanlage   mit    Heizkessel   1 und Sicherheitsventil 2 ist an die Rücklaufleitung 3b eines Rohrleitungssystems 3 die Expansionsleitung 4 angeschlossen. 5 ist die in die Vorlaufleitung 3a eingebaute Pumpe, und 6 sind die    in   die Vor- und    Rücklaufleitung   eingebauten Sperrschieber. 7 ist das Expansionsgefäss, an dessen tief- 

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    ster   Stelle ein Mündungsstutzen 8 mit    Flansch   8a angeordnet ist.

   Der Mündungsstutzen 8 ist durch einen Deckel 9 geschlossen, der mit dem Flansch 8a durch Schrauben lO lösbar verbunden    ist.DerMündungsstut-      zen   8 bildet zusammen mit dem Deckel 9 die Ventilkammer, welche durch einen zwischen dem Flansch 8a und dem Deckel 9 eingelegten Dichtungsring 11 nach aussen hermetisch abgedichtet ist. In eine zentrale Gewindebohrung des Deckels 9 ist von unten her ein den Ventilsitz 12 aufweisendes Reduzierstück 13 eingeschraubt, das mit einer Dichtungseinlage 14 versehen ist. An das Reduzierstück 13 ist das Oberende der Expansionsleitung 4 angeschlossen, deren Mündung von einem feinen Siebkorb 15 aus Nickel überdeckt ist, welcher im Hohlraum des    Redu-      zierstückes   13 untergebracht ist.

   Der nach aussen gebördelte Rand des Siebkorbes 15 ist durch eine in eine Ringnut 16 des Reduzierstückes 13 eingreifenden Spannring 17 festgehalten. Auf dem Ventilsitz 12 ruht der Ventilteller 18, der durch einen    kugelkalot-      tenförmigen   elastischen Dichtungskörper 19 einen sicheren Abschluss gewährleistet. Der Ventilteller ist mit einer aus einem dünnwandigen Messingrohr bestehenden Ventilstange 20 versehen, die eine dünnwandige Schwimmer-Hohlkugel 21 aus Kupfer trägt. Die Ventilstange 20 ist mit ihren oben und unten aus der Schwimmerkugel 21 vorstehenden Enden in Bohrungen 22 eines auf dem Deckel 9 befestigten Käfigs 23 aus Bandeisen vertikal verschiebbar geführt.

   Die Schwimmerkugel 21 ist mit einem Kapillarrohr 24 versehen, durch welches in die    Schwimmerkugel   Stickstoff mit ca. 4,0 atü angefüllt wird, um die Kugel gegen den von unten, d. h. im Gefäss wirkenden Druck zu stabilisieren. Das Kapillarrohr wird zugelötet. 



  An einem Manometer 25    ist   der Druck im    Expan-      sionsgefäss   ablesbar. Nach Lösen der Schrauben 10 ist der Deckel 9 abnehmbar und mit diesem zugleich das Ventil samt Schwimmer ausbaubar. 



  Das Expansionsgefäss wird bei der Fabrikation mit Stickstoff gefüllt, bis der erforderliche Vordruck erreicht ist, durch den das Ventil 18 geschlossen wird. Der    Stickstoff   kann bei geschlossenem Ventil nicht mehr entweichen und bildet das statische Druckpolster, das auf das Heizwasser wirkt, welches bei Inbetriebsetzung der Heizungsanlage durch die Expansionsleitung 4 in das Expansionsgefäss 7    ein-      dringt   und das Ventil öffnet.    DasHeizungsrohrsystem   3 wird mit Kaltwasser gefüllt und dabei in bekannter Weise gut entlüftet.

   Der Vordruck im Gefäss 7 ist grösser als der hydrostatische Druck der Heizungsanlage, welcher der Höhe H der Wassersäule vom    Ex-      pansionsgefäss   7 bis Oberkante des höchst gelegenen Radiators entspricht    (Fig.   1). Dadurch füllt sich die Expansionsleitung 4 bei deren gleichzeitig    veranlas-      sten   Entlüftung bis zum Ventil 18 mit Wasser; dieses    kann   aber das Ventil noch nicht öffnen, wegen des    grösseren   Vordruckes im Expansionsgefäss 7. Durch weiteres Einfüllen von Wasser in das Heizrohrsystem    steigt   der    Druck   weiter an und wird grösser,    als   der Vordruck im Gefäss.

   Dies bewirkt das Öffnen des    Ventiles   18, wodurch das unbehinderte Eintreten des Wasser in das Expansionsgefäss ermöglicht wird. Alle    Schmutzpartikeln   werden dabei durch den Siebkorb    zurückgehalten,   sodass eine Störung des    Venti-      les   nicht zu befürchten ist. Der Wasserspiegel im    Ge-      fäss   7 steigt an und erhöht den Druck durch Kompression des Stickstoffes. Sobald das Wasserniveau über die Schwimmerkugel steigt, vermag der Auftrieb der letzteren das Ventil offen zu halten. Bei Erreichung des dem Niveau N    (Fig.2)   entsprechenden Druckes im Gefäss 7 wird die Wasserzufuhr abgestellt.

   Das über die Schwimmerkugel 21 hinaus in das Gefäss 7 eingedrungene Wasser bildet eine Reserve mit dem mittleren Spiegel N. Diese Reserve dient dem Ausgleich eventueller Verluste durch kleine    Un-      dichtigkeiten   im    Heizungssystem.   



  Wird nun die Heizung in Betrieb genommen, so kann sich das Wasser bei der Erwärmung unbehindert ausdehnen und in das Expansionsgefäss eintreten, wodurch der Druck weiter erhöht wird. Das Niveau    N,   entspricht dem Druck bzw. Wasservolumen bei höchster    Heizwassertemperatur.   Bei Abfall der Heizwassertemperatur tritt auch wieder eine entsprechende Reduktion des    Heizwasservolu-      mens   ein, das bei völliger    Erkaltung   wieder das Niveau N erreicht. 



  Bei Entleerung des Heizrohrsystems (Reparatur oder    Ausserbetriebsetzung)   sinkt gleichzeitig der Wasserspiegel im Expansionsgefäss so weit ab, bis die Schwimmerkugel ihren Auftrieb verliert und das Ventil 18 schliesst, womit ein das Ventil noch gut überdeckender Wasserrückstand im Gefäss verbleibt, dessen Niveau mit der Ebene    N1   zusammenfällt und einen    hermetischen   Abschluss für den unter Druck stehenden Stickstoff im Gefäss bildet. Die Sicherung des    Heizungssystemes   gegen    Ueberschrei-      tung   des Höchstdruckes    (Ueberhitzung),   z.

   B. infolge defekter Regelorgane    etc.,   wird in bekannter Weise durch das Sicherheitsventil 2 im Kesselvorlauf nach den jeweiligen    Landesnormen   gewährleistet. 



  Die zweite    Ausführungsform   des    Expansionsge-      fässes   8 ist mit einem Ventil herkömmlicher Bauart versehen, bei welchem die den Ventilteller 18' tragende Ventilstange 20' mit einem die Schwimmerkugel 21' tragenden Hebelarm 26 gelenkig verbunden ist. Auch hier ist das Ventil samt Schwimmer 21', 26 am Deckel 9 des Mündungsstutzens 8 des Expansionsgefässes leicht ausbaubar    angeordnet.   Zu diesem Zweck ist der die Ventilkugel 21' tragende    Hebelarm   26 an einer auf der Innenseite des Deckels 9 angeordneten Lagergabel 27    angelenkt.   Als Sitz 12' für den Ventilteller 18' dient ein den Deckel 9 zentral durchsetzender Rohrstutzen 28, an welchem die Expansionsleitung 4 mittels einer Reduktionsmuffe 29 angeschlossen ist.

   Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform ist die gleiche, wie bei der ersten Ausführungsform.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Expansionsgefäss für Zentralheizungsanlagen mit <Desc/Clms Page number 3> geschlossenem Expansionssystem, dadurch gekennzeichnet, dass an der tiefsten Stelle des Expansionsge- fässes ein durch einen Schwimmer gesteuertes Ventil eingebaut ist, das die Mündung der Expansionsleitung beherrscht, in der Weise, dass das Ventil geschlossen wird, sobald der Wasserspiegel auf den Schwimmer abfallend, diesen mitfallen lässt. UNTERANSPRÜCHE 1. Expansionsgefäss nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass an der tiefsten Stelle des Expansionsgefässes (7) ein Mündungsstutzen (8) mit Flansch (8a) angeordnet ist, welcher zusammen mit einem Deckel (9), der durch Schrauben (10) lösbar mit dem Flansch (8a) des Mündungsstutzens (8) verbunden ist, die Ventilkammer bildet. 2.

   Expansionsgefäss nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (18) mit Schwimmer (21) im Deckel (9) des Mündungsstutzens (8) sowie in einem auf dem Deckel befestigten Rahmen (23) eingebaut und durch Abnehmen des Deckels leicht ausbaubar ist. 3. Expansionsgefäss nach Patentanspruch und Unteransprüche 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil durch eine von unten her in eine Ge- windebohrung des Deckels (9) des Mündungsstutzens (8) eingeschraubten Ventilsitz (12, 13) und einem auf diesem sitzenden Ventilteller (18) mit Ventilstange (20) gebildet ist, wobei die Ventilstange (20) in dem auf dem Deckel (9) befestigten Käfig (23) vertikal beweglich geführt ist und innerhalb des Käfigs (23) eine Schwimmerkugel (21) trägt. 4.

   Expansionsgefäss nach Patentanspruch und Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (12) an einem von unten her in eine Gewin- debohrung des Deckels (9) eingeschraubten Reduktionsstück (13) angeordnet ist, welches mit dem Oberende der Expansionsleitung (4) verschraubt ist und einen die Mündung des Expansionsrohres überdek- kenden Siebkorb (15) enthält, der durch einen in eine Ringnut (16) des Reduktionsstückes (13) eingreifenden Spannring (17) festgehalten ist. 5.

   Expansionsgefäss nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein in den Deckel (9) des Mündungsstutzens (8) des Expansionsgefässes eingebautes Ventil mit vertikaler Ventilstange (20') durch einen mit Schwimmerkugel (21') versehenen Hebelarm (26) steuerbar ist, der an einer am Deckel (9) des Mündungsstutzens (8) angeordneten Lagergabel (27) angelenkt ist.