DE1667018A1

DE1667018A1 - Druckausdehnungsgefaess fuer geschlossene Heizungsanlagen oder fuer geschlossene hydraulische Anlagen

Info

Publication number: DE1667018A1
Application number: DE19671667018
Authority: DE
Inventors: Horst Boehme; Fritz Brumme
Original assignee: BRUMME KG EFFBE WERK
Current assignee: BRUMME KG EFFBE WERK
Priority date: 1967-03-02
Filing date: 1967-03-02
Publication date: 1971-02-11
Also published as: DE1667018C3; ES344461A1; AT275096B; DE1667018B2; DK119795B; NO120896B; BE704371A; SE336323B; CS150195B2; GB1194190A; US3489310A; CH490888A

Description

Druckausdehnungsgefäß für geschlossene Heizungsanlagen oder für geschlossene hydraulische Anlagen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Druckausdehnungsgefäö für geschlossene Heizungsanlagen oder für geschlossene hydraulische Anlagen mit zwei am Rand aneinander befestigten Behälterwänden und einer zwischen ihnen angeordneten Membran, die am Rand eingespannt ist und das Gefäß in zwei druckdicht voneinander getrennte Räume unterteilt. Bei einem Ausdehnungsgefäß für Heizungsanlagen ist beispielsweise der Raum auf der einen Seite der Membran mit einem Druckgas, z» B. Stickstoff, gefüllt, während der andere Raum Wasser, enthält und an das Wassersystem der Heizungsanlage angeschlossen ist.

Es sind Druckausdehnungsgefäße bekannt, die aus zwei Halbschalen mit gewölbtem Boden zusammengesetzt sind. Es ist genau vorgeschrieben, welche Wölbung der Boden in Abhängigkeit vom Durchmesser und vom auftretenden Druck haben muß (AD-Merkblätter). Die durch den Abstand der beiden Böden voneinander bestimmte Abmessung des Druckgefäßes kann daher einen Mindestwert nicht unterschreiten. Versucht man, die Böden flacher oder gar parallel zueinander auszuführen, ist ke$ne ausreichende Drucksteifigkeit mehr gegeben. ~ _ _ \ - _

Des weiteren ist ein Wasserbehälter für Warmwasserbereiter bekannt, der aus zwei flacheren, am Rand miteinander verbundenen Schalen besteht, der zur Aufnahme des Innendrucks und zur Befestigung des Behälters an einem Träger in der Kitte eine die beiden Behälterwände miteinander verbindende Befestigungevorrichtung hat. Dieier Behälter besitzt Iceine

Membran» _

HiU* Untttfaaert

Ein anderer bekannter Druckbehälter mit Membran wird durch zwei halbkugelig gewölbte Schalen gebildet, deren Ränder unter Zwischenlage des Randes der Membran durch eine Spann» stange gegeneinander gepreßt werden. Die Stange durchsetzt die Membran. Letztere ist mit einem Klemmring auf der Stange abgedichtet befestigt. Es bereitet aber Schwierigkeiten, die Stange druckdicht durch die Behälterwände zu führen.

Sodann ist ein würfelförmiger Wärmeaustauschkörper bekannt, der zwei Medien im Kreuzstrom führt. Zwischen zwei Deckplatten sind unter Verwendung von Abstandshaltern zahlreiche Zwischenplatten angeordnet. Das Ganze wird duith mit Muttern versehene, die Platten durchsetzende, Spannbolzen zusammengehalten. Als Abstandshalter dienen auch die Spannbolzen umgebende Metallhülsen, die mit den Platten eine Flächendichtung zur Abdichtung der von den Spannbolzen durchsetzten Plattenöffnungen ergeben sollen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einer Membran ausgestattete Druckausdehnungsgefäße anzugeben, die wenigstens in einer Richtung eine sehr kleine Erstreckung haben, ohne daß dadurch die Druckfestigkeit leidet, und deren Räume sowohl nach außen als auch gegeneinander gut abgedichtet sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Behälterwände zusätzlich an mindestens einer Stelle durch eine die Membran abgedichtet durchsetzende Befestigungsvorrichtung verbunden und in einer vorgegebenen Distanz gehalten sind sowie, zwischen sich eine die Befestigungsvorrichtung umgebende und _; beidseitig der Membran angeordnete Dichtung derart elastisch , zusammendrücken, daß diese dichtend an beiden Wänden anliegt· :

Durch die zusätzliche Befestigungsvorrichtung erhalten beide j Behälterwände eine wesentlich erhöhte Steifigkeit, Zwar wird die Membran durch die Befestigungsvorrichtung in ihrer freien ^: Btweglichkeit behindert. Dies spielt jedoch keine wesentliche Roll·«; Der ErfindungSTorachlag ist hauptsächlich- für in ge-

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ringem Abstand voneinander gehaltene Gefäßwände bestimmt; die Membranauslenkung ist daher auf relativ kleine Strecken begrenzt, wobei die Behinderung der freien Beweglichkeit der Membran an einzelnen Punkten nicht stört. Außerdem kann man die Membran so ausgestalten, daß sie trotz der Befestigungsvorrichtungen im wesentlichen über ihre gesamte Fläche frei beweglich ist, beispielsweise indem sie rings um die Befestigungsvorrichtung eine ringförmige Ausbauchung aufweist.

Die zu beiden Seiten der Membran vorgesehene Dichtung sorgt an der Durchtrittsstelle der Befestigungsvorrichtung durch die Behälterwände für eine einwandfreie Abdichtung nach außen. Sie kann darüber hinaus auch die beiden getrennten Räume im Bereich des Durchbruchs der Membran gegeneinander abdichten Die Befestigungsvorrichtung bewirkt nicht nur die Verbindung der Behälterwände, sondern sorgt auch für eine ausreichende Dichtkraft zwischen Behälterwand und Dichtung. Diese Dichtkraft ist eine Rückstellkraft, die sich aufgrund der vorgegebenen Distanz der Behälterwände und der elastischen Zusammen pressung der Dichtung aus ihrer Ruhelage ergibt.

Die Erfindung eignet sich sowohl zur zusätzlichen Versteifung bekannter Druckausdehnungsgefäße als auch zur Erzeugung neuartiger Druckausdehnungsgefäße, bei denen die miteinander verbundenen Behälterwände mit geringes Abstand la ^ wesentlichen parallel verlaufen, so daß sich sehr flache ™ Druckausdehnungsgefäße heretellen lassen. Um die Zahl der Befestigungsvorrichtungen nicht zu groß werden zu lassen, können die Behälterwände gegebenenfalls noch durch Prägungen versteift sein.

Gemäß einem älteren Torschlag können die Behälterwände zweischalig ausgebildet sein und die Schalen einander entgegengesetzt gewölbte, Hohlräume zwischen einander bildende Prägungen aufweisen. Durch die hiermit erzielte Versteifung der Behälterwände lassen sich bereits Druckausdehnungegefäß· alt flacher Fora erzeugen. Wendet man bei derartigen Gefäßen Jedoch die erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtungen an,

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so kann man das Druckausdehnungsgefäß noch flacher ausbilden, weil aus Gründen der Steifigkeit die Prägungen nicht mehr so weit wie bisher nach außen gewölbt sein müssen.

Im einfachsten Fall besteht die Befestigungsvorrichtung aus einer beide Behälterwände und die Membran durchsetzenden Schraube, die auf der anderen Seite mit einer Mutter versehen ist. Durch Eigenspannung der Behälterwände oder durch den im Gefäß herrschenden Druck werden die Wände an den Schraubenkopf bzw. die Mutter gepreßt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Behälterwände durch die Be- ^ festigungsvorrichtung an ein die Dichtung durchsetzendes ^ Distanzstück, vorzugsweise eine Distanzhülse, angedrückt. Auf diese Weise ist eine mechanisch dauerhaft definierte Verbindung der beiden Behälterwände gewährleistet, wobei auch das Material der Dichtung eine vorgegebene Zusammenpressung hat. In die DistanzhUIse können von außen her Haltemittel, z.B. Schrauben, eingreifen.

Als Dichtung eignet sich beispielsweise eine elastische Hülse, die beim Anziehen der Befestigungsvorrichtung gestaucht wird. Hierdurch ist auf einfache Weise gewährleistet, daß die Räume beidseits der Membran nicht untereinander oder mit der Atmosphäre in Verbindung treten können.

Da die Membran ebenfalls aus elastischem Material besteht, ist bei einer besonders einfachen Bauform die Dichtung einstückig mit der Membran ausgebildet. Statt dessen kann man auch die Dichtung in zwei Teile unterteilen, die beim Anziehen der Befestigungsvorrichtung zwischen sich die Membran festklemmen.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Dichthülse im eingebauten Zustand um 40 % zusammengepreßt. Dies ergibt eine solche Pressung an den Behälterwänden, daß eine absolute Dichtheit gewährleistet ist.

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Um die Druckgefäßwände auch am Rand im richtigen Abstand und sicher miteinander zu verbinden, empfiehlt es sich, die Behälterwände am Rand mit je einem nach innen ragenden Wulst zu versehen, der innen eine Klemmfläche zum Festklemmen der Membran und außen eine vorzugsweise schräg nach innen weisende Klemmfläche aufweist, über die ein Spannring mit etwa U-förmigem Querschnitt greift. Vorzugsweise werden die Schenkel des Spannrings nach innen gedruckt, damit sie dem Verlauf der äußeren Klemmfläche folgen und nicht wieder abgezogen werden können. Bei Verwendung zweischaliger Wände ist es in diesem Zusammenhang empfehlenswert, die Schalen am Rande durch eine Schutzgas-Schweißung zu verbinden. Diese 'Schweißung kann sehr schwach ausgeführt werden. Sie braucht im wesentlichen nur für die Dichtheit zu sorgen, nicht jedoch zur Aufnahme der Druckkräfte, weil der Spannring eine genügend steife Abstützung bewirkt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht des erfindungsgemäßen Druckausdehnungsgefäßes,

Fig. 2 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt,

Fig. 3 einen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Befestigungsvorrichtung,

Fig. 4 einen Schnitt durch einen Teil einer erfindungsgemäß verwendbaren Membran und

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Fig. 5 einen Schnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel der Befestigungsvorrichtung.

Das Druckausdehnungsgefäß besitzt zwei parallel zueinander angeordnete Wände 1 und 2, zwischen denen eine Membran 3 angeordnet ist» Zu beiden Seiten der Membran entsteht somit je ein Druckraum _t nämlich ein Druckraum 4 für Druckgas und ein Druckraum 5

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für Wasser. Die Wand 1 besteht aus zwei Schalen 6 und 7, die Wand 2 besteht ebenfalls aus zwei Schalen 8 und 9. Die inneren Schalen sind mit nach innen gewölbten, die äußeren Schalen mit nach außen gewölbten Prägungen versehen, die zwischen sich parallellaufende, längsgestreckte Hohlräume 10 ergeben. Hierdurch wird die Steifigkeit jeder Wand erhöht. Rings um den Rand ^eder Schale verläuft ein Wulst 11, der einen umlaufenden Hohlraum 12 umschließt. Der Wulst trägt an der Innenseite eine Klemmfläche 13 zum Festklemmen der Membran 3 und an der Außenseite eine Klemmfläche 14, die unter dem Winkel von 15° nach innen gerichtet ist. Beide Wulste werden durch einen Spannring 15 Übergriffen, der die Anordnung zusammenhält. Die Schalen können mit einer einfachen Schutzgas-Schweißnaht 16 verbunden werden, die lediglich dicht sein muß, aber nur wenig durch Druck beansprucht ist.

Die Hohlräume 10 und 12 stehen mit dem Druckgasraum 4 in Verbindung. Von den entsprechenden Öffnungen ist lediglieh eine öffnung 17 in der Membran gezeigt. Auf diese Weise wird der Druckgasraum vergrößert, ohne daß zusätzlicher Platz benötigt wird· Durch einen Stutzen 18 kann der Druckgasraum gefüllt werden. Durch einen Stutzen 19 wird der Wasserraum 5 mit einer Heizungsanlage ο»dgl. verbunden.

W\ In der Längsmi.ttelllnie des Druckausdehnungsgefäßes sind die beiden Wände 1 und 2 durch mehrere Befestigungsvorrichtungen 20 miteinander verbunden. Beispielshafte Ausbildungen dieser Befestigungsvorrichtung zeigen die Figuren 3 bis 5.

In Fig. 3 ist zwischen die Wände 1 und 2 eine Distanzhülse 21 gesetzt, in welche von beiden Seiten her eine Schraube 22, 23 unter Zwischenlage einer Unterlegscheibe 24, 25 eingeschraubt ist. Über die Distanzhülse 21 ist eine elastische Dichthülse geschoben, die beim Anziehen der Befestigungsvorrichtung 21 25 zusammengestaucht wird und dicht an den beiden Wänden 1 und 2 anliegt* Die Dichthülse 26 ist einstückig mit der Membran 3 ausgebildet. Damit die Beweglichkeit der Membran durch die Be-

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festigungsvorrichtung keine Behinderung erfährt, ist die Membran mit einer ringförmigen Ausbauchung oder Walkzone versehen, die unmittelbar an die DichthUlse anschließt»

In Fig. 4 ist eine elastische DichthUlse 26 im entspannten Zustand gezeigt. Aus der strichpunktierten Darstellung ist erkennbar, wie stark sie im Einbauzustand zusammengepreßt werden kann. Sie erfährt in diesem Beispiel eine Stauchung von etwa 40 %, Die Membran 3 schließt ohne Zwischenschaltung einer Walkzone an die Dichthülse 26 an. Dies genügt in vielen Fällen, weil keine allzu große Beweglichkeit der Membran gefordert wird.

In Fig. 5 ist die Befestigungsvorrichtung auf der linken Seite vor dem Zusammenbau und auf der rechten Seite nach dem Zusammenbau gezeigt. Die Teile entsprechen den bisherigen Ausführuttgsbeispielen. Lediglich die elastische Dichthülse ist in zwei zylindrische Teile 28 und 29 unterteilt, die zwischen sich eine getrennt davon hergestellte Membran 3 festhalten. Die Trennung empfiehlt sich, wenn beispielsweise die Membran aus einem Speziaistoff, z. "B-. mit Gewebeverstärkung oder anderer Elastizität hergestellt ist. Wenn die Befestigungsvorrichtung angezogen wird, erfährt die Membran an der Einspannstelle eine Verformung, die zu einer bogenförmigen Walkzone 30 rings um diese Einspannstelle führt. Hierdurch wird ohne jede Zusatzmaßnahme die Beweglichkeit W der Membran gefördert.

Statt der veranschaulichten Schrauben können für die Verankerung der beiden Wände auch Niete, Rollniete oder beliebige andere Befestigungsmittel benutzt werden. Es ist auch möglich, die Membran abgedichtet auf der Befestigungsvorrichtung zu halten und zusätzliche Dichtungen an der Durchtrittsstelle der Befestigungsvorrichtung durch beide Wände vorauseilen. Wenn in Fig. 5 die Membran noch besser zwischen den Teilen 2,7 und 29 festgeklemmt werden soll, kann man zu beiden Seiten der Membran Je einen Ring, z.Bv aus mit konzentrischen Ringprägungen versehenem Blech, vorsehen.

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Claims

■■■-■. ■■■■.-■.■■-■ ' ■'.■- _ 8 - . . .. ■ Patentansprüche

1. Flaches Druckausdehnungsgefäß für geschlossene Heizungsanlagen oder für geschlossene hydraulische Anlagen mit zwei am Rand aneinander befestigten Behälterwänden und einer zwischen ihnen angeordneten Membran, die am Rand eingespannt ist und das Gefäß in zwei druckdicht voneinander getrennte Räume unterteilt, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälterwände (1, 2) zusätzlich an mindestens einer Stelle durch eine die Membran (3) abgedichtet durchsetzende Befestigungsvorrichtung (20) verbunden und in einer vorgegebenen Distanz gehalten sind sowie zwischen sich eine die Befestigungsvorrichtung umgebende und beidseitig der Membran angeordnete Dichtung (26, 28, 29) derart elastisch zusammendrücken, daß diese dichtend an beiden Wänden anliegt.

2. Druckausdehnungsgefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälterwände (1, 2) im wesentlichen parallel verlaufen und gegebenenfalls durch Prägungen versteift sind.

3. Druckausdehnungsgefäß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälterwände (1, 2) zweischalig ausgebildet sind und die 'Schalen (6 - 9) einander entgegengesetzt gewölbte, Hohlräume (1.0.) zwischen einander bildende Prägungen aufweisen.

4. Druckausdehnungsgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälterwände (1, 2) durch die Befestigungsvorrichtung an ein die Dichtung (26, 28, 29) durchsetzendes Distanzstück, vorzugsweise eine Distanzhülse (21) angedrückt sind.

5. Druckausdehnungsgefäß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Distanzhülse (21) von außen her Haltemittel, z. B-. Schrauben (22, 23) eingreifen.

6. Druckausdehnungsgefäß nach einem der Ansprüche Ibis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (26) eine elastische

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_ 9 -Hülse ist.

7. Druckausdehnungsgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichthülse (26) einstückig" mit der Membran ausgebildet ist.

8. Druckausdehnungsgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichthülse (28, 29) in zwei Teile unterteilt ist, die beim Anziehen der Befestigungsvorrichtung (20) zwischen sich die Membran (3) festklemmen.

9. Druckausdehnungsgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (26, 28, 29) i eingebauten Zustand bis zu 40 % zusammengedrückt ist.

10. Druckausdehnungsgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (3) rings um die Befestigungsvorrichtung (20) eine ringförmige Ausbauchung (27, 30) aufweist.

11. Druckausdehnungsgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälterwände (1,2) am Rand mit je einem nach innen ragenden Wulst (11) versehen sind, der innen eine Klemmfläche (13) zum Festklemmen der Membran (3) und außen eine vorzugsweise schräg nach innen weisende Klemmfläche (14) aufweist, über die ein gegebenenfalls geteilter Spannring (15) mit etwa U-förmigem Querschnitt greift. '

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