DE19720987A1 - Ausdehnungsgefäß mit Membrane - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ausdehnungsgefäß gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein solches Ausdehnungsgefäß ist beispielsweise in DE 296 10 808 U1 beschrieben.

In einem solchen bekannten Ausdehnungsgefäß ist eine Blasenmembrane am Flansch des unteren Bodens des Druckbehälters befestigt, der aus normalem Stahl (C-Stahl) besteht, so daß der Behälter eine entsprechende trinkwasserfreundliche Auskleidung benötigt.

Da durch die Membrane allgemein bei solchen Ausdehnungsgefäßen der Innenraum in einen wasserführenden und einen gasgefüllten Raum unterteilt ist, muß aus Gründen der Korrosionsgefahr bei Behältern aus normalem C-Stahl der gasgefüllte Raum mit einem Inertgas, z. B. Stickstoff, gefüllt werden.

Bei dem bekannten Ausdehnungsgefäß nach DE 296 10 808 U1, wenn dieses in der Trinkwasserversorgung eingesetzt wird, steht eine relativ große Gummifläche der Membrane mit dem Trinkwasser in Berührung, was sich auf den Geschmack des Trinkwasser nachteilig auswirken kann. Außerdem fällt in drucklosem Zustand die Blasenmembrane über der Strömungsdüse (dort "Strömungskappe" genannt) unkontrolliert in sich zusammen.

Das Gleiche gilt auch für eine andere bekannte Ausführungsform eines Druckausdehnungsgefäßes, das in DE 195 28 269 C1 beschrieben ist und bei dem das Wassereinlaßrohr als Strömungsdüse bis in den oberen Teil des Druckbehälters geführt ist und entsprechende Austrittsöffnungen aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein in der Herstellung günstigeres Ausdehnungsgefäß zu schaffen, das im Gasraum mit normaler Luft betrieben werden kann und im wasserführenden Raum optimale Strömungsverhältnisse aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kennzeichnungsmerkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die erfindungsgemäß verwendete und angeordnete Membrane (Umstülpmembrane) bietet dem wasserführenden Teil des Druckbehälters eine gegenüber dem Stand der Technik viel geringere Gummifläche, die gegenüber den bekannten Blasenmembranen nur etwa 30% ausmacht. Durch die radiale Anordnung der Membrane, die sowohl im drucklosen Zustand als auch im ausgedehnten Zustand stets eine definierte Form beibehält, werden in Verbindung mit der kegelförmigen Strömungsdüse sowohl beim Einlaß als auch beim Auslaß des Wassers oder Mediums optimale Strömungsverhältnisse auf einfache Weise erzielt, so daß sich Altwasser im wasserführenden Teil praktisch nicht ansammeln kann.

Ein wichtiges Merkmal des erfindungsgemäßen Ausdehnungsgefäß ist auch darin zu sehen, daß dieses insgesamt aus Edelstahl besteht, so daß es nicht notwendig ist, im gasgefüllten Raum des Druckbehälters ein Inertgas, z. B. Stickstoff, zu verwenden; es kann vielmehr einfache Luft verwendet werden, so daß sich auch die Drucküberwachung des gasgefüllten Raumes durch eine entsprechende automatische Überwachungseinrichtung einfacher durchführen läßt. Außerdem kann bei Edelstahl die Wanddicke geringer gehalten werden.

Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Ausdehnungsgefäßes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von einigen Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung. Dabei zeigen

Fig. 1 im senkrechten Schnitt ein Ausdehnungsgefäß mit einem Nenninhalt von beispielsweise 450 Litern und einem Nutzinhalt von z. B. 300 Litern, wobei die Strömungsverhältnisse beim Einlaß durch Pfeile angedeutet sind,

Fig. 2 das gleiche Ausdehnungsgefäß, wobei die Strömungsverhältnisse beim Auslaß durch Pfeile angedeutet sind,

Fig. 3 eine vergrößerte Einzelheit III aus Fig. 1 oder 2, d. h. die Befestigung der Membrane,

Fig. 4 in einer ähnlichen Darstellung wie in Fig. 3 eine andere Befestigungsmöglichkeit für die Membrane,

Fig. 5 in geschnittener Seitenansicht den Anschlußteil des Ausdehnungsgefäßes mit der Strömungsdüse,

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Strömungsdüse und die

Fig. 7 bis 11 verschiedene Größen des Ausdehnungsgefäßes mit unterschiedlicher Ausbildung und Anordnung der Membrane.

Fig. 1 zeigt ein Ausdehnungsgefäß mit einem Nenninhalt von etwa 450 Litern und einem Nutzinhalt von etwa 300 Litern. Das Ausdehnungsgefäß weist einen im Wesentlichen zylindrischen Druckbehälter 1 mit einem gewölbten oberen Boden 2 und einem gewölbten unteren Boden 3 sowie Standfüße 20 auf. Eine Membrane 4 (Umstülpmembrane) ist an einem Innen-Ringflansch 5 des Druckbehälters 1 über einen Ring 6 verschraubt (siehe auch Fig. 3 und 4) und weist bei diesem Ausführungsbeispiel eine Ringfalte 7 auf, wobei die Membrane 4 zur Mitte des Druckbehälters 1 hin leicht nach oben gewölbt ist.

Der Druckbehälter 1 wird durch die Membrane 4 in einen unteren, Wasser oder ein anderes Medium führenden Raum 8 und einen oberen, mit einfacher Luft gefüllten Raum 9 unterteilt. Die Verwendung einfacher Luft anstelle eines Inertgases, wie beispielsweise Stickstoff, ist möglich, weil der gesamte Druckbehälter 1 mit seinen Einzelteilen aus Edelstahl besteht.

Der Einbau der Membrane 4 ist durch eine zentrale Öffnung 10 des unteren Bodens 3 möglich, die mit einem Deckel 11 verschlossen wird. Mit dem Deckel 11 sind ein Wassereinlaßrohr 12 und ein Wasserauslaßrohr 13 verbunden und werden mittels des Deckels 11 am unteren Boden angeflanscht. Die Rohre 12, 13 sind innerhalb des Deckels 11 koaxial vereinigt, wobei das Wasserauslaßrohr 13 innerhalb des Deckels 11 das Wassereinlaßrohr 12 konzentrisch umgibt.

Mit einem am unteren Boden 3 angeschweißten Flanschring 14 ist eine Strömungsdüse 15 verbunden, die kegelförmig ausgebildet ist und in den wasserführenden Raum 8 hineinragt. Die Strömungsdüse 15 hat eine abgerundete Spitze 16 und weist auf ihrer ganzen Fläche eine Vielzahl von gleichmäßig verteilten Ein- bzw. Austrittsöffnungen 17 auf (siehe auch Fig. 5 und 6), die optimale Strömungsverhältnisse innerhalb des Raumes 8 sicherstellen. In Fig. 1 sind die Strömungen beim Wassereinlaß durch Pfeile 17a und in Fig. 2 beim Wasserauslaß durch Pfeile 17b angedeutet. In Fig. 2 sind die Bezugszeichen für die gleichen Teile wie in Fig. 1 nicht wiederholt.

Der Rohrbogen des Wasserauslaßrohres 13 hat einen konstanten Durchmesser und wird am äußeren Ende durch ein separat angeschweißtes Reduzierstück 18 verjüngt, und zwar auf einen Durchmesser, der demjenigen der in der Installation verwendeten Rohre entspricht, in der das Ausdehnungsgefäß eingesetzt wird.

Die Strömungsdüse 15 ist über Stege 19 am Wassereinlaßrohr 12 befestigt, das etwas in den Kegel der Strömungsdüse 15 hineinragt.

In den Fig. 3 und 4 sind die Befestigungen der Membrane 4 auf zwei verschiedene Arten vorgenommen. In Fig. 3 ist die Membrane 4 von oben auf den Innen-Ringflansch 5 aufgesetzt und mit Schrauben 21 festgeschraubt, die in entsprechende Gewindebohrungen 22 des Ringes 6 eingreifen. In Fig. 4 ist die Membrane 4 von unten gegen den Innen-Ringflansch 5 festgeschraubt. Der Zweck dieser unterschiedlichen Befestigung der Membran 4 wird nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 7 bis 11 erläutert.

Fig. 7 zeigt einen Druckbehälter 1 mit einem Nenninhalt von 300 Litern und einem Nutzinhalt von 150 Litern. Bei diesem relativ kleinen Ausdehnungsgefäß kann die Membran 4 über die zentrale Öffnung 10 des unteren Bodens 3 eingeführt und befestigt werden. Auch in den Fig. 7 bis 11 werden der Einfachheit und Übersichtlichkeit halber nicht alle Bezugszeichen der Fig. 1 wiederholt.

Fig. 8 zeigt einen größeren Druckbehälter 1 mit einem Nenninhalt von 675 Litern und einem Nutzinhalt von 450 Litern. Da bei einem solch relativ großen Ausdehnungsgefäß das Einbringen und Befestigen der Membrane 4 durch die zentrale Öffnung 10 des unteren Bodens 3 hindurch schwierig wäre, weist der Druckbehälter 1 nach Fig. 8 seitliche Handlöcher 23 zum Einbringen und Befestigen der Membrane 4 auf. Ein Austausch der Membrane 4 ist ohne Ausbau des Ausdehnungsgefäßes aus der Gesamtinstallation möglich. Wie Fig. 8 zeigt, weist die Membrane 4 mehrere, hier zwei Ringfalten 7 auf, damit sie sich notwendigerweise stärker ausdehnen kann. Ferner ist die Membrane 4 bei diesem größeren Ausdehnungsgefäß nach Fig. 8 von unten mit dem Innen-Ringflansch 5 verschraubt (vergleiche Fig. 4).

Auch das Ausdehnungsgefäß nach Fig. 9 mit einem Nenninhalt von 900 Litern und einem Nutzinhalt von 600 Litern weist die gleichen Merkmale wie das Ausdehnungsgefäß nach Fig. 8 auf, was die Anordnung, Ausbildung und Befestigung der Membrane 4 und die Handlöcher 23 betrifft. Auch die Membrane 4 dieser Ausführungsform kommt noch mit der gleichen Anzahl, d. h. mit zwei Ringfalten 7 aus, wie das Ausdehnungsgefäß nach Fig. 8, und wird über die Handlöcher 23 eingesetzt.

Fig. 10 zeigt ein Ausdehnungsgefäß mit einem Druckbehälter 1, der einen Nenninhalt von 1150 Litern und einen Nutzinhalt von 750 Litern hat. Auch dieser Druckbehälter 1 weist Handlöcher 23 auf, über die die Membran 4 eingesetzt werden kann, die bei dieser Ausführungsform bereits drei Ringfalten 7 aufweist.

Das Gleiche gilt auch für das Ausdehnungsgefäß nach Fig. 11 mit einem Druckbehälter 1, der einen Nenninhalt von 1400 Litern und einen Nutzinhalt von 900 Litern hat. Auch bei der Membran 4 dieses Druckbehälters 1 genügen drei Ringfalten 7 der Membrane 4.

Bei größeren Ausdehnungsgefäßen mit einem Druckbehälter 1 von bis zu 5000 Litern Nenninhalt (nicht dargestellt) ändert sich zusätzlich zur Höhe des Druckbehälters 1 auch der Durchmesser des Druckbehälters 1.

Zu erwähnen wäre noch, daß alle vorbeschriebenen Druckbehälter 1 für einen Druck von 10 bar bzw. 16 bar ausgelegt sind.

Bezugszeichenliste

1

Druckbehälter

2

oberer Boden von

1

3

unterer Boden von

1

4

Membrane

5

Innen-Ringflansch

6

Ring

7

Ringfalte von

4

8

wasserführender Raum

9

luftgefüllter Raum

10

zentrale Öffnung von

3

11

Deckel

12

Wassereinlaßrohr

13

Wasserauslaßrohr

14

Flanschring

15

Strömungsdüse

16

abgerundete Spitze von

15

17

Ein- bzw. Austrittsöffnungen von

15

17

a,

17

b Pfeile

18

Reduzierstück für

13

19

Stege für

15

20

Standfüße

21

Schrauben

22

Gewindebohrungen in

6

23

Handlöcher

Claims (4)

1. Ausdehnungsgefäß mit Membrane für Trinkwasserinstallationen, Druckerhöhungsanlagen, Feuerlöschanlagen, Brauchwasser-Erwärmungsanlagen u. dgl., bestehend aus einem im Wesentlichen zylindrischen Druckbehälter mit einem oberen und einem unteren gewölbten Boden, wobei in eine zentrale Öffnung des unteren Bodens ein Wassereinlaßrohr und ein Wasserauslaßrohr koaxial eingeführt und am unteren Boden angeflanscht sind und wobei über der zentralen Öffnung des unteren Bodens eine Strömungsdüse koaxial angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (4) sich diametral in dem insgesamt aus Edelstahl bestehenden Druckbehälter (1) erstreckt und an einem Innen-Ringflansch (5) des Druckbehälters (1) über einen Ring (6) verschraubt ist und daß die Membrane (4) eine oder mehrere koaxiale Ringfalten (7) aufweist.

2. Ausdehnungsgefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsdüse (15) kegelförmig mit abgerundeter Spitze (16) ausgebildet ist und eine Vielzahl von über ihre gesamte Kegelfläche und über ihre abgerundete Spitze (16) gleichmäßig verteilte Ein- bzw. Austrittsöffnungen (17) aufweist.

3. Ausdehnungsgefäß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasserauslaßrohr (12) aus einem Rohrbogen von konstantem Durchmesser und einem am äußeren Ende separat angesetzten Reduzierstück (18) besteht.

4. Ausdehnungsgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit größerem Nenninhalt, gekennzeichnet durch seitliche Handlöcher (23) im Druckbehälter (1) zum Einbringen und Befestigen der Membrane (4).