DE19710566C2 - Einfriervorrichtung für flüssigkeitsgefüllte Rohrleitungen - Google Patents
Einfriervorrichtung für flüssigkeitsgefüllte RohrleitungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einfriervorrichtung für flüssig
keitsgefüllte Rohrleitungen mittels eines in einem Kreislauf
geführten verdampfbaren Kältemittels mit einem Kontaktkör
per, der eine teilzylindrische Kontaktfläche für die Rohr
leitung oder für einen Adapter und strömungstechnisch in
Reihe geschaltete Expansionskammern für die Verdampfung des
Kältemittels aufweist, wobei ein Schlauch für die Abfuhr des
verdampften Kältemittels an den Kontaktkörper angeschlossen
ist und wobei eine Kapillarleitung für die Zufuhr flüssigen
Kältemittels durch den Schlauch in den Kontaktkörper geführt
ist.
Eine derartige Einfriervorrichtung, die durch die
EP 0 145 114 B1 bekannt ist und zwei parallele Expansions
kammern aufweist, die durch eine Querbohrung miteinander
verbunden sind, wird bei Reparaturen an wassergefüllten
Heizungskreisläufen in der Regel mit paarweise vorgesehenen
Kontaktkörpern dazu eingesetzt, einen zwischen den Kontakt
körpern liegenden Leitungsabschnitt durch die Bildung von
Eispfropfen abzusperren, um beispielsweise ein Ventil oder
einen Heizkörper austauschen zu können, ohne den gesamten
Kreislauf entleeren zu müssen. Der Raum für die Anbringung
der Kontaktkörper ist meist eng begrenzt, weil entweder der
freiliegende Leitungsabschnitt sehr kurz ist und/oder in
einer Raumecke oder einer Raum- oder Fensternische liegt.
Der bekannte Kontaktkörper besitzt fertigungsbedingt drei
eingeschraubte Verschlußstopfen, ist sehr groß ausgebildet
und besitzt zwei alternativ einsetzbare, etwa halbzylindri
sche Kontaktflächen für die Rohrleitung oder für einen
Adapter, deren Achsen im rechten Winkel zueinander stehen,
ohne sich zu schneiden. Der relativ steife Schlauch mündet
koaxial in die Stirnwand der einen Expansionskammer, ggf.
unter Zwischenschaltung eines starren Rohrkrümmers. Beim
Ansatz der einen Kontaktfläche an einen waagrechten
Leitungsabschnitt hängt der Schlauch senkrecht an dem
Leitungsabschnitt, was für die Handhabung günstig ist.
Hierbei verlaufen jedoch die Achsen der beiden parallelen
Expansionskammern senkrecht zur Kontaktfläche. Die Wärme
abfuhr erfolgt also überwiegend durch die kleinen Stirn
flächen der Expansionskammern, während die sehr viel größeren
Zylinderflächen größtenteils im Wärmeaustausch mit der Umge
bungsluft stehen, so daß sich der Wirkungsgrad verschlech
tert.
Beim Ansatz der anderen Kontaktfläche an die Rohrleitung
stehen zwar die achsparallen Zylinderflächen überwiegend im
Wärmeaustausch mit der Rohrleitung, was wärmetechnisch
günstig ist, jedoch verläuft hierbei der steife Schlauch mit
seiner starren Anschlußarmatur parallel zur Rohrleitung, so
daß diese Einsatzart in vielen Fällen nicht möglich ist.
Auch besitzt der bekannte Kontaktkörper kein integriertes
Befestigungsmittel für die Anbringung an der Rohrleitung. Es
müßte also eine Schraubzwinge o. dgl. verwendet werden, die
aber gleichfalls sperrig ist.
Außerdem muß bei der bekannten Lösung ein gesonderter Wärme
fühler verwendet werden, um den Einfrierzustand erfassen zu
können. Eine Oberflächentemperatur der Rohrleitung von etwa
minus 20 Grad gilt als sicheres Maß für einen zuverlässigen
Verschluß der Rohrleitung durch einen Eispfropfen. Nun läßt
sich aber ein gesonderter Temperaturfühler ausgerechnet
nicht im Bereich des Kontaktkörpers anbringen bzw. befesti
gen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ein
friervorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung dahin
gehend zu verbessern, daß der Kontaktkörper ohne Behinderung
durch den Schlauch in beliebigen Raumlagen auch an kurzen
Leitungsabschnitten angebracht werden kann, einen besseren
thermischen Wirkungsgrad besitzt und eine Temperaturmessung
unmittelbar an der Einfrierstelle ermöglicht, um Energie zu
sparen.
Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei der eingangs
angegeben Einfriervorrichtung erfindungsgemäß dadurch, daß
- a) der Schlauch mit der in ihm geführten Kapillarleitung in Normalenrichtung zu einer Mantellinie der Kontaktfläche an einer Anschlußstelle an den Kontaktkörper angeschlos sen ist, und daß
- b) der Kontaktkörper seitlich der Kontaktfläche einen Fort satz aufweist, in dem zur Befestigung des Kontaktkörpers an der Rohrleitung eine Klemmspindel gelagert ist, die einen Temperaturfühler enthält, der durch den Klemmvor gang auf der der Anschlußstelle gegenüberliegenden Seite des Kontaktkörpers mit der Rohrleitung in Wärmekontakt bringbar ist.
Mit einer solchen Lösung sind folgende Vorteile verbunden:
Beim Ansetzen des Kontaktkörpers an eine Rohrleitung ver
läuft der Schlauch nicht parallel zur Rohrleitung, sondern
steht senkrecht von ihr ab, hängt also beim Ansetzen an eine
waagrechte Rohrleitung nach unten, so daß der Kontaktkörper
an extrem kurze, freiliegende Rohrabschnitte angesetzt wer
den kann. Dennoch verlaufen die langgestreckten Expansions
kammern nahezu über den gesamten Querschnitt des Kontakt
körpers und in kleinstmöglichem Abstand zur einzufrierenden
Rohrleitung, nehmen also deren Wärme über den größten Teil
der Mantelflächen der Expansionskammern auf.
Umgekehrt wird dadurch die Aufnahme von Wärme aus der Umge
bungsluft vermindert. Dadurch steigt der thermische Wir
kungsgrad, und die lohnintensiven Einfrierzeiten werden
entsprechend verringert. Zusätzlich läßt sich an den Kon
taktkörper wegen der besseren Wärmeübertragung ein lei
stungsstärkeres Kälteaggregat anschließen, wodurch die
Einfrierzeiten weiter verringert werden.
Durch die Integration des Temperaturfühlers in die Klemm
spindel wird der Temperaturfühler mit großer Kraft an die
Rohrleitung angepreßt, und zwar unmittelbar im Bereich der
Einfrierstelle, so daß das Erreichen des Verschlußzustandes
früher erfaßt wird. Dadurch wird nicht nur eine größere
Sicherheit, sondern vor allem eine nochmals verkürzte
Einfrierdauer erreicht.
Die Bedienungsperson benötigt keine zusätzliche Schraub
zwinge, sondern der Kontaktkörper wird mittels der inte
grierten Klemmspindel zuverlässig an der Rohrleitung
befestigt, und zwar mit entsprechend hoher Anpreßkraft und
gutem Wärmeübergang. Insgesamt lassen sich dadurch Lohn- und
Energiekosten in beträchtlichem Umfange einsparen.
Die einzelnen Wirkungen durchdringen und fördern sich dabei
im Sinne eines synergistischen Effektes. Es ist dabei beson
ders vorteilhaft, wenn entweder einzeln oder in Kombination:
- a) eine Verstellachse der Klemmspindel auf die Achse der Kontaktfläche ausgerichtet ist,
- b) die Klemmspindel aus einem wärmeisolierenden Werkstoff besteht,
- c) die Klemmspindel im Innern einen koaxialen Wärmeleit körper aufweist, in den der Temperaturfühler einsteckbar ist,
- d) eine elektrische Anschlußleitung des Temperaturfühlers am Schlauch entlang geführt ist,
- e) der Schlauch in Längsrichtung von einer flexiblen Hülle umgeben ist, die die elektrische Anschlußleitung des Temperaturfühlers am Schlauch hält,
- f) die flexible Hülle aus einem in Längsrichtung geschlitz ten Wellschlauch besteht,
- g) die flexible Hülle in Abständen von vorgespannten elasto meren Ringen umgeben ist,
- h) der Kontaktkörper einschließlich seines Fortsatzes für die Klemmspindel aus einem Metall-Strangprofil besteht,
- i) zwei Expansionskammern zumindest im wesentlichen senk recht zueinander verlaufen, ineinander einmünden, um eine Bohrung herumgeführt sind, in die das Ende des Schlauches mittels einer Armatur eingesetzt ist, und wenn diese Bohrung mittels einer Schrägbohrung mit einer der Expan sionskammern verbunden ist, wobei die Kapillarleitung durch die Schrägbohrung hindurchgeführt ist,
- j) die Schrägbohrung im wesentlichen tangential in die eine Expansionskammer einmündet.
Durch a) wird erreicht, daß die Klemmkraft und die Klemmwir
kung unabhängig vom Durchmesser der einzufrierenden Rohrlei
tung sind, d. h. unabhängig davon, ob der Kontaktkörper mit
oder ohne einen halbzylindrischen Adapter verwendet wird,
b) ermöglicht eine saubere thermische Trennung des Tempera turfühlers gegenüber Einflüssen der Umgebungsluft und eine sehr wirksame thermische Entkopplung vom Kontaktkörper und Temperaturfühler,
c) ermöglicht das leichte Auswechseln des Temperaturfühlers und sorgt dafür, daß der Temperaturfühler und die Anschluß leitung bein Anziehen der Klemmspindel nicht mit verdreht werden müssen,
i) ermöglicht eine starke Vergrößerung der Innenflächen der Expansionskammern, die im Wärmeaustausch mit dem Kältemittel stehen, sowie eine Verbilligung der Herstellung, indem nämlich nur zwei Verschlußstopfen bzw. Schraubdeckel vorgesehen und gegenüber der Atmosphäre abgedichtet werden müssen, und
j) ermöglicht die Einbringung der Schrägbohrung durch das Ende der einen Expansionskammer, wodurch ein dritter Schraubdeckel entbehrlich wird.
b) ermöglicht eine saubere thermische Trennung des Tempera turfühlers gegenüber Einflüssen der Umgebungsluft und eine sehr wirksame thermische Entkopplung vom Kontaktkörper und Temperaturfühler,
c) ermöglicht das leichte Auswechseln des Temperaturfühlers und sorgt dafür, daß der Temperaturfühler und die Anschluß leitung bein Anziehen der Klemmspindel nicht mit verdreht werden müssen,
i) ermöglicht eine starke Vergrößerung der Innenflächen der Expansionskammern, die im Wärmeaustausch mit dem Kältemittel stehen, sowie eine Verbilligung der Herstellung, indem nämlich nur zwei Verschlußstopfen bzw. Schraubdeckel vorgesehen und gegenüber der Atmosphäre abgedichtet werden müssen, und
j) ermöglicht die Einbringung der Schrägbohrung durch das Ende der einen Expansionskammer, wodurch ein dritter Schraubdeckel entbehrlich wird.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird
nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine stirnseitige Ansicht des Kontaktkörpers,
teilweise aufgebrochen entlang der Linie I-I in
Fig. 3, und
Fig. 2 eine Seitenansicht des Gegenstandes nach Fig. 1
in Richtung des Pfeils II, und
Fig. 3 einen Schnitt durch den Kontaktkörper entlang der
Linie III-III in Fig. 1.
In den Fig. 1, 2 und 3 ist ein Kontaktkörper 1 darge
stellt, der aus einem Abschnitt mit der Länge "L" eines
Leichtmetall-Strangprofils besteht. Der Kontaktkörper 1
besitzt eine halbzylindrische Kontaktfläche 2 mit einer
Achse "A" für die Aufnahme eines Rohres 3 maximalen
Durchmessers oder eines Adapters 4 mit einem Rohr 5 mit
einem geringeren Durchmesser.
In dem Kontaktkörper 1 sind mit geringem Abstand von der
Kontaktfläche 2 zwei großvolumige Expansionskammern 6 und 7
angeordnet, die als Zylinderbohrungen ausgeführt sind und
ineinander einmünden. Sie sind auf verschiedenen, zueinander
rechtwinklig stehenden, Seiten 1a und 1b des Kontaktkörpers
1 durch Schraubdeckel 8 und 9 verschlossen. Die Achsen der
Expansionskammern 6 und 7 verlaufen rechtwinklig zueinander,
wobei die Expansionskammer 7 parallel und die Expan
sionskammer 6 senkrecht zur Achse "A" verläuft. Ein beson
ders zu bohrender und zu verschießender Verbindungskanal ist
nicht vorhanden. Die Expansionskammern 6 und 7 sind strö
mungstechnisch in Reihe geschaltet.
An den Kontaktkörper 1 ist mittels einer Armatur 12 ein
kältefester Schlauch 13 angeschlossen, der zur Rückleitung
des verdampften Kältemittels dient und in seinem Innern eine
Kapillarleitung 14 für die Zufuhr des flüssigen Kältemittels
enthält. Die Achse der Anschlußstelle 24 mit einer Bohrung
26 für das Einschrauben der Armatur 12 liegt nicht allzu
weit entfernt von der Längsmitte des Kontaktkörpers 1 und
etwas seitlich versetzt zur Achse "A" der Kontaktfläche 2.
Wie ersichtlich sind die Expansionskammern 6 und 7 im rechten
Winkel um die Bohrung 26 herumgeführt. Eine Schrägbohrung
27, die das Gewinde des Schraubdeckels 8 nicht anschneidet,
mündet einerseits unter einem Winkel von etwa 45° in die
Expansionskammer 7 und andererseits tangential in die
Bohrung 26.
Durch die Schrägbohrung 27 ist die Kapillarleitung 14 aus
dem Schlauch 13 in die Expansionskammer 7 und schließlich
bis an das deckelseitige Ende der Expansionskammer 6
geführt. Dadurch bildet sich in den Expansionskammern 6 und
7 und in der Schrägbohrung 27 eine Rückströmung von Kälte
mittel in Richtung der eingezeichneten Strömungspfeile aus,
und zwar vom zunächst flüssigen bis zum rein dampfförmigen
Zustand, wobei laufend Wärme aus dem Kontaktkörper 1 über
die Wandungen der Expansionskammern 6 und 7 und der Schräg
bohrung 27 abgezogen wird, die einen gewissen Drosseleffekt
bewirkt.
Seitlich der Kontaktfläche 2 besitzt der Kontaktkörper 1,
einstückig angeformt, einen Fortsatz 16 mit einem Innen
gewinde, in das eine hohle Klemmspindel 17 aus Kunststoff
mit einer Griffläche 18 und einem komplementären Außen
gewinde eingesetzt ist. Deren Verstellachse "AK" verläuft
radial zur Achse "A" der Kontaktfläche 2, und zwar derart,
daß die Wirkungsrichtung der Klemmspindel 17 auf die Kon
taktfläche 2 ausgerichtet ist.
Zum Gebrauch muß die Klemmspindel 17 weiter aus ihrem
Gegengewinde herausgeschraubt werden, als dies in Fig. 1
dargestellt ist.
Im Innern der Klemmspindel 17 befindet sich ein metalli
scher, hülsenförmiger Wärmeleitkörper 19, der mit seinem
geschlossenen Ende 19a aus der Klemmspindel 17 herausragt
und in den ein Temperaturfühler 20 mit seinem verjüngten
Ende 20a eingesteckt ist. Die Achse "AK" liegt in Längsmitte
des Kontaktkörpers 1. Jegliche Zugkraft am Schlauch 13 wird
also von der Klemmspindel 17 auf kürzestem Wege aufgefangen.
Die Achse "AA" der Armatur 12 bzw. des Schlauchs 13 verläuft
senkrecht zu einer Mantellinie der Kontaktfläche 2. Vom
Temperaturfühler 20, verläuft eine Anschlußleitung 21 zum
Schlauch 13, an dem sie entlang geführt ist. Zu diesem Zweck
und zur weiteren Verbesserung der Wärmeisolation ist der
Schlauch 13 von einer flexiblen Hülle 22 umgeben, die als
Wellschlauch ausgeführt ist, aus Kunststoff besteht und in
Längsrichtung geschlitzt ist, um die Anschlußleitung 21 ggf.
auswechseln zu können. Die geschlitzte Hülle 22 wird durch
elastomere Ringe 23 zusammengehalten.
Der Schlauch 13 und die Kapillarleitung 14 sind mit ihren
anderen Enden an ein bekanntes Kälteaggregat angeschlossen,
das hier nicht dargestellt ist und mit den bisher beschrie
benen Elementen die Einfriervorrichtung bildet.
Claims (11)
1. Einfriervorrichtung für flüssigkeitsgefüllte Rohrleitun
gen (3, 5) mittels eines in einem Kreislauf geführten
verdampfbaren Kältemittels mit einem Kontaktkörper (1),
der eine teilzylindrische Kontaktfläche (2) für die Rohr
leitung (3, 5) oder für einen Adapter (4) und strömungs
technisch in Reihe geschaltete Expansionskammern (6, 7)
für die Verdampfung des Kältemittels aufweist, wobei ein
Schlauch (13) für die Abfuhr des verdampften Kältemittels
an den Kontaktkörper (1) angeschlossen ist und wobei eine
Kapillarleitung (14) für die Zufuhr flüssigen Kälte
mittels durch den Schlauch (13) in den Kontaktkörper
geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß
- a) der Schlauch (13) mit der in ihm geführten Kapillar leitung (14) in Normalenrichtung zu einer Mantellinie der Kontaktfläche (2) an einer Anschlußstelle (24) an den Kontaktkörper (1) angeschlossen ist, und daß
- b) der Kontaktkörper (1) seitlich der Kontaktfläche (2) einen Fortsatz (16) aufweist, in dem zur Befestigung des Kontaktkörpers (1) an der Rohrleitung (3, 5) eine Klemmspindel (17) gelagert ist, die einen Temperatur fühler (20, 20a) enthält, der durch den Klemmvorgang auf der der Anschlußstelle (24) gegenüberliegenden Seite des Kontaktkörpers (1) mit der Rohrleitung (3, 5) in Wärmekontakt bringbar ist.
2. Einfriervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß eine Verstellachse (AK-AK) der Klemmspindel (17)
auf die Achse (A) der Kontaktfläche (2) ausgerichtet ist.
3. Einfriervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Klemmspindel (17) aus einem wärmeisolieren
den Werkstoff besteht.
4. Einfriervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Klemmspindel (17) im Innern einen koaxialen
Wärmeleitkörper (19) aufweist, in den der Temperatur
fühler (20, 20a) einsteckbar ist.
5. Einfriervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß eine elektrische Anschlußleitung (21) des Tempe
raturfühlers (20, 20a) am Schlauch (13) entlang geführt
ist.
6. Einfriervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß der Schlauch (13) in Längsrichtung von einer
flexiblen Hülle (22) umgeben ist, die die elektrische
Anschlußleitung (21) des Temperaturfühlers (20, 20a) am
Schlauch (13) hält.
7. Einfriervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß die flexible Hülle (22) aus einem in Längsrich
tung geschlitzten Wellschlauch besteht.
8. Einfriervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß die flexible Hülle (22) in Abständen von vorge
spannten elastomeren Ringen (23) umgeben ist.
9. Einfriervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Kontaktkörper (1) einschließlich seines
Fortsatzes (16) für die Klemmspindel (17) aus einem
Metall-Strangprofil besteht.
10. Einfriervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß zwei Expansionskammern (6, 7) zumindest im
wesentlichen senkrecht zueinander verlaufen, ineinander
einmünden, um eine Bohrung (26) herumgeführt sind, in
die das Ende des Schlauches mittels einer Armatur (12)
eingesetzt ist, und daß diese Bohrung (26) mittels
einer Schrägbohrung (27) mit einer der Expansionskammern
(6, 7) verbunden ist, wobei die Kapillarleitung (14)
durch die Schrägbohrung (27) hindurchgeführt ist.
11. Einfriervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Schrägbohrung im wesentlichen tangen
tial in die eine Expansionskammer (6, 7) einmündet.
Priority Applications (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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IT1997MI000292U IT237452Y1 (it) | 1996-06-19 | 1997-04-22 | Dispositivo di congelamento per tubazioni piene di liquido |
GB9710136A GB2314397B (en) | 1996-06-19 | 1997-05-20 | Freezing device for liquid-filled pipes |
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1997
- 1997-03-14 DE DE19710566A patent/DE19710566C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
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EP0145114B1 (de) * | 1983-08-02 | 1989-03-22 | Ronald Hallett | Vorrichtung zum Einfrieren einer Rohrleitung |
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