DE1667018B2

DE1667018B2 - Flaches druckausdehnungsgefaess fuer geschlossene heizungsanlagen oder fuer geschlossene hydraulische anlagen

Info

Publication number: DE1667018B2
Application number: DE19671667018
Authority: DE
Inventors: Fritz 6096 Raunheim; Böhme Horst 6090 Rüsselsheim Brumme
Original assignee: Effbe-Werk Fritz Brumme Kg, 6096 Raunheim
Priority date: 1967-03-02
Filing date: 1967-03-02
Publication date: 1976-03-04
Also published as: US3489310A; CH490888A; AT275096B; BE704371A; SE336323B; CS150195B2; DE1667018A1; DK119795B; NO120896B; GB1194190A; DE1667018C3; ES344461A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein 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.

Bei einem Ausdehnungsgefäß für Heizungsaniagen 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

ίο Wassersystem der Heizungsanlage angeschlossen ist.

Es sind Druckausdehnungsgefäße bekannt, die aus zwei Halbschalen 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 ksnn daher einen Mindestwert nicht unterschreiten. Versucht man, die Böden flacher oder gar parallel zueinander auszuführen, ist keine 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 Mitte eine die beiden Behälterwände miteinander verbindende Befestigungsvorrichtung hat. Dieser Behälter besitzt keine Membran.

Ein anderer bekannter Druckbehälter mit Membran wird durch zwei halbkugelig gewölbte Schalen gebildet, deren Ränder unter Zwischenlage des Randes der Membran durch eine Spannstange 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 durch mit Muttern versehene, die Platten durchsetzende Spannbolzen zusammengehalten. Als Abstandshalter dienen unter anderem die Spannbolzen umgebende Hülsen, die mit den Platten eine Flächendichtung zur Abdichtung der von den Spannbolzen durchsetzten Plattenöffnungen ergeben sollen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mit einer Membran ausgestattetes Druckausdehnungsgefäß zu schaffen, das in einer Richtung eine sehr kleine Erstreckung hat, ohne daß dadurch die Druckfestigkeit leidet, und dessen Räume sowohl nach außen als auch gegeneinander gut abgedichtet sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Behälterwände zusätzlich an mindestens einer Stelle dadurch verbunden sind, daß sie von einer Befestigungsvorrichtung gegen ein Distanzstück angedrückt sind, daß das Distanzstück sowohl die Membran als auch eine beidseitig der Membran angeordnete elastische Dichtung durchsetzt und daß die bei angedrückten Behälterwänden entsprechend zusammengedrückte Dichtung einerseits dichtend an beiden Wänden anliegt und andererseits die beiden getrennten (15 Räume im Bereich des Durchbruchs der Membran gegeneinander abdichtet.

Durch die zusätzliche Befestigungsvorrichtung erhalten beide Behälterwände eine wesentlich erhöhte

Steifigkeit. Zwar wird die Membran durch die Befestigungsvorrichtung in ihrer freien Beweglichkeit behindert. Dies spielt jedoch keine wesentliche Rolle. Der Erfindungsvorschlag ist für in geringem Abstand voneinander gehaltene Gefäßwände bestimmt; die Membranäuslenkung ist daher auf relativ kleine Strecken begrenzt, wo die Behinderung der freien Beweglichkeit der Membran an einzelnen Punkten nicht stört Außerdem kann man die Membron 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 dichtet darüber hinaus auch die beiden getrennten Räume im Bereich des Durchbruchs der Membran gegeneinander ab. Die Befestigungsvorrichtung gewährleistet zusammen mit dem Distanzstück nicht nur eine mechanisch dauerhafte Verbindung der beiden Behälterwände, sondern sorgt auch für eine ausreichende und definierte Dichtkraft zwischen Behälterwand und Dichtung. Diese Dichtkraft ist eine Rückstellkraft, die sich aufgrund der vorgegebenen Distanz der Behälterwände und der dadurch vorgegebenen elastischen Zusammenpressung der Dichtung aus ihrer Ruhelage ergibt.

Um die Zahl der Befestigungsvorrichtungen nicht zu groß werden zu lassen, können die Behälterwände gegebenenfalls noch durch Prägungen versteift sein.

Die Behälterwände können zweischalig ausgebildet sein und die Schalen einander entgegengesetzt gewölbte, Hohlräume zwischen sich begrenzende Prägungen aufweisen. Durch die hiermit erzielte Versteifung der Behälterwände kann man das Druckausdehnungsgefiiß noch flacher ausbilden, weil die Prägungen aus Gründen der Steifigkeit nicht weit 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.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Distanzstück eine Hülse. In die Distanzhülse 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.

Um die Druckgefäßwände auch am Rand im richtigen Abstand und sicher miteinander zu verbinden, empfiehlt es sich, die Behälterwand am Rand mit je einem nach fts innen vorstehenden Wulst zu versehen, der innen eine Klemmfläche zum Festklemmen der Membran und außen eine vorzugsweise schräg nach innen verlaufende Klemmfläche aufweist, über die ein gegebenenfalls geteilter Spannring mit etwa U-förmigem Querschnitt greift. Vorzugsweise werden die Schenkel des Spannrings nach innen gedrückt, damit sie dem Verlauf der äußeren Klemmfläche folgen und nicht wieder abgezogen werden können. Bei Verwendung zweischaüger 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 zeigt

Fig. 1 die Vorderansicht des erfindungsgemäßen Druckausdehnungsgefäßes,

F i g. 2 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt,

F i g. 3 einen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Befestigungsvorrichtung,

F i g. 4 einen Schnitt durch einen Teil einer Membran und

F i g. 5 einen Schnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel der Befestigungsvorrichtung.

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

Hierdurch wird die Steifigkeit jeder Wand erhöht. Rings um den Rand jeder 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 Wülste werden durch einen Spannring 15 übergriffen, der das Gefäß zusammenhalt. Die Schalen sind mit einer einfachen Schutzgas-Schweißnaht 16 verbunden, die lediglich dicht sein muß, aber nur wenig durch Druck beansprucht ist.

Die Hohlräume 10 und 12 stehen mii dem Druckraum 4 in Verbindung. Von den entsprechenden Öffnungen ist lediglich eine Öffnung 17 in der Membran geneigt. Auf diese Weise wird der Druckraum vergrößert, ohne daß zusätzlicher Platz benötigt wird. Durch einen Stutzen 18 kann der Druckraum gefüllt werden. Durch einen Stutzen 19 wird der Wasserraum 5 mit einer Heizungsanlage verbunden.

In der Längsmittellinie des Druckausdehnungsgefäßes sind die beiden Wände 1 und 2 durch mehrere Befestigungsvorrichtungen 20 miteinander verbunden. Beispielhafte Ausbildungen dieser Befestigungsvorrichtung zeigen die F i g. 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 bzw. 23 ur.ter Zwischenlage einer Unterlegscheibe 24 bzw. 25 eingeschraubt ist. Über die Distanzhülse 21 ist eine elastische Dichthülse 26 geschoben, die beim Anziehen der Befestigungsvorrich-

tung 20 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 Befestigungsvorrichtung keine Behinderung erfährt, ist die Membran mit einer ringförmigen Ausbauchung 27 versehen, die unmittelbar an die Dichthülse anschließt.

In Fig.4 ist eine elastische Dichthülse 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 20 auf der linken Seite vor dem Zusammenbau und auf der rechten Seite nach dem Zusammenbau gezeigt. Die Teile entsprechen den bisherigen Ausführungsbeispielen.

Lediglich die elastische Dochthülse ist in zwei zylindrische Teile 28 und 29 unterteil», die zwischen sich eine getrennt davon hergestellte Membran 3 festhalten. Die Trennung empfiehlt sich, wenn beispielsweise die Membran aus einem SpezialStoff, z. B. mit Gcwebcverstärkung odor anderer Elastizität, hergestellt ist. Wenn die Befestigungsvorrichtung angezogen wird, erfährt die Membran an der Einspannstelle eine Verformung, die zu einer bogenförmigen Ausbauchung 30 rings um diese Einspannstelle führt. Hierdurch wird ohne jede Zusatzmaßnahme die Beweglichkeit der Membran gefördert.

Statt der veranschaulichten Schrauben können für die Verankerung der beiden Wände auch Niete, Rollnieie oder beliebige andere Befestigungsmittel benutzt -werden. Wenn in F i g. 5 die Membran noch besser zwischen den Teilen 28 und 29 festgeklemmt werden soll, kann man zu beiden Seiten der Membran je einen Ring, /.. B. aus mit konzentrischen Ringprägungen versehenem Blech, vorsehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Flaches Druckausdehnungsgefäß tür geschlossene Heizungsanlagen oder für geschlossene hydraulische Anlagen mit zwei am Rand aneinander befestigten Behälterwänden und einer zwischen ihnen angeordneten Membran, die am Rana eingespannt ist und das Gefäß in zwei druckdicht voneinander getrennte Räume unterteilt, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälterwände (1; 2) zusätzlich an mindesten= einer Stelle dadurch verbunden" sind, daß sie von einer Befestigungsvorrichtung (20) gegen ein Distanzstück angedrückt sind, daß das Distanzstück sowohl die Membran (3) als auch eine beidseitig der Membran (3) angeordnete elastische Dichtung durchsetzt und daß die bsi angedrückten Behälterwänden entsprechend zusammengedrückte Dichtung einerseits dichtend an beiden Wänden anliegt und andererseits die beiden getrennten Räume im Bereich des Durchbruchs der Membran gegeneinander abdichtet.

2. Druckausdehnungsgefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälterwände (Ij 2) 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 bis 9) einander entgegengesetzt gewölbte Hohlräume (10) zwischen sich begrenzende Prägungen aufweisen.

4. Druckausdehnungsgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Distanzstück eine Hülse (21) ist.

5. Druckausdehnungsgefäß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Distanzhülse(21) von außen her Haltemittel, z. 3. Schrauben (22, 23), eingreifen.

6. Druckausdehnungsgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (2€) eine elastische Hülse ist.

7. Druckausdehnungsgefäß nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichthülse einstükkig mit der Membran ausgebildet ist.

8. Druckausdehnungsgefäß nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichthülse in zwei Teile (28; 29) 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 Membran (3) rings um die Befestigungsvorrichtung (20) eine ringförmige Ausbauchung (27; 30) aufweist.

10. Druckausdehnungsgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälterwände (1; 2) am Rand mit je einem nach innen vorstehenden Wulst (11) versehen sind, der innen eine Klemmfläche (13) zum Festklemmen der Membran (3) und außen eine vorzugsweise schräg nach innen verlaufende Klemmfläche (14) aufweist, über die ein gegebenenfalls geteilter Spannring (15) mit etwa U-förmigem Querschnitt greift.