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Für lufttechnische Anlagen für gegebenenfalls mit aggressiven Bestandteilen befrachteter Luft ist es bekannt, die Anlagenteile aus Kunststoff zu fertigen, da Kunststoff korrosionsbeständig und chemisch resistent ist. Derartige lufttechnische Anlagen haben neben ihrem Hauptelement, dem Ventilator, weitere lufttechnische Komponenten, bestehend aus Rohrteilen und Rohrformteilen, die den Luftstrahl leiten und in geeigneter Zusammenstellung die gesamte Lüftungsanlage ergeben.
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Rohrleitungen werden dabei über Kunststoffmuffen miteinander verbunden. Dabei ist es auch bekannt, Kunststoffmuffen mit einem in Strömungsrichtung sich vergrößernden Querschnitt als sogenannte Carnot-Diffusoren auszubilden, um bei sich vereinigenden Strömungsläufen stets einen optimalen Luftstrom erreichen zu können. Dabei zeichnet sich ein Carnot-Diffusor, auch Stufendiffusor genannt, durch eine einfache Bauweise und einen relativ geringen strömungsleitenden Druckverlust aus. Die strömungstechnisch beste Variante wäre ein langgestreckter Diffusor mit einem Öffnungswinkel < 3° bis 7°, der einen weitgehend laminaren Übergang der Strömung vom kleineren Durchmesser (oder Dimension bei beispielsweise rechteckigen Kanälen) zum größeren Durchmesser (Dimension) bei einer entsprechenden Verringerung der Luftstromgeschwindigkeit bildet. Da ein Stufendiffusor bei erheblich kürzerer Bauweise und technisch einfacherer Realisierung keine wesentliche Erhöhung der Druckverluste durch dabei entstehende Turbulenzen erzeugt, ist die Verwendung von solchen Carnot-Diffusoren in lufttechnischen Anlagen ein bewertes Bauteil.
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Ferner bedarf es bei dem Aufbau derartiger lufttechnischer Anlagen aus Kunststoffrohren und Kunststoffrohrformteilen einer aufwendigen Längenanpassung und vor Ort Verschweißung, um den örtlichen Gegebenheiten Rechnung zu tragen und eine passgenaue lufttechnische Anlage zu installieren. Dabei bedarf es zum Verschweißen der Kunststoffrohre und Kunststoffrohrformteile eines besonders ausgebildeten Personals, das dann jeweils vor Ort tätig sein muss, womit erhebliche Installationskosten entstehen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, durch ein geeignetes Formteil die Anpassung an die örtlichen Gegebenheiten zu vereinfachen und insbesondere ein vor Ort Verschweißen am Aufstellungsort der lufttechnischen Anlage zu vermeiden.
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Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Kunststoffmuffe gemäß Anspruch 1.
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Damit wird eine Kunststoffmuffe für die Leitung eines Fluids mit in Strömungsrichtung einem ersten Kunststoffrohrabschnitt mit kleiner Dimension und einem zweiten Kunststoffrohrabschnitt mit großer Dimension angegeben, wobei der zweite Kunststoffrohrabschnitt einen Kunststoffendboden mit einer für den ersten Kunststoffrohrabschnitt abgestimmten Öffnung aufweist, in dem der erste Kunststoffrohrabschnitt sitzt, mit der eine Querschnittserweiterung in Strömungsrichtung entsprechend eines Carnot-Diffusors ausgebildet wird. Das Besondere liegt jedoch daran, dass eine Längenverstellbarkeit dieser Kunststoffmuffe in einfacher Weise mit der in die Öffnung des Kunststoffendbodens eingebrachten umlaufenden Manschette aus Weichkunststoff realisiert wird. Dabei liegt ein umlaufender Mantelabschnitt dieser Manschette auf dem ersten Kunststoffrohrabschnitt mit kleiner Dimension verschiebbar auf. Durch Festsetzen eines darum gespannten Spannmittels wird diese Verschiebbarkeit nach der ordnungsgemäßen Installation blockiert und der Mantelabschnitt dichtend auf dem ersten Kunststoffrohrabschnitt festgesetzt.
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Somit können lufttechnische Komponenten nämlich Rohrstrecken, teils mit Bögen oder T-Stücken im Herstellerwerk vorkonfektioniert, also mittels hochwertiger Kunststoffschweißverbindungen zusammengesetzt werden und Teilstrecken über die erfindungsgemäße Kunststoffmuffe mit weiteren Teilstücken vor Ort auf einfache Weise verbunden werden. Dabei dient die Kunststoffmuffe einerseits als Diffusor sowie gleichzeitig als am Einbauort einfach zu montierende Verbindungsmöglichkeit durch einfaches Zusammmenstecken und Festsetzen eines Spannmittels. Durch die Verschiebbarkeit des ersten Kunststoffrohrabschnittes mit kleinerer Dimension in dem Mantelabschnitt der Weichkunststoff-Manschette können Ungenauigkeiten in der Ausmessung und/oder der Konfektionierung der Leitungsabschnitte ausgeglichen werden, ohne dass am Einbauort Kunststoffschweißungen erforderlich wären. Dies vereinfacht erheblich den erforderlichen Einbauaufwand und ermöglicht die Montage durch angelernte Kräfte, ohne dass besondere Fähigkeiten für Kunststoffschweißungen etc. erforderlich wären.
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Wenn die umlaufende Manschette an der Öffnung des Kunststoffendbodens angeschweißt ist, ist eine sichere Fluidabdichtung zwischen Manschette und der Öffnung des Kunststoffendbodens sichergestellt. In bevorzugter Ausführung sind zwei geschlossen umlaufende Schweißnähte zwischen der Manschette und der Öffnung des Kunststoffendbodens, eine außenseitig und die zweite innenseitig in Bezug zum Kunststoffendboden vorgesehen, womit eine redundante Eindichtung der Manschette in der Öffnung des Kunststoffendbodens erreicht wird. Diese Schweißverbindungen werden im Herstellerwerk bei der Konfektionierung der lufttechnischen Anlagenkomponenten vom Fachpersonal sachgerecht durchgeführt, womit eine hohe Dichtigkeitsgüte erreicht wird. Durch die Fertigung dieser Schweißungen im Herstellerwerk können diese kostengünstig durch das dort vorhandene geschulte Personal durchgeführt werden.
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Dadurch, dass das Spannmittel ein Spannband ist, kann das dichtende Festsetzen des Mantelabschnittes der Manschette auf dem ersten Kunststoffrohrabschnitt in handwerklich einfacher und zuverlässiger Weise durchgeführt werden. Bis zum Festsetzen des Spannbandes ist dabei noch ein Verschieben der Kunststoffmuffe in Art einer Schiebemuffe zum Ausgleich von Maßunterschieden möglich. In bevorzugter Ausgestaltung weist das Spannmittel zwei oder mehr Spannbänder auf. Damit wird eine Redundanz der Abdichtung erreicht, sodass bei einem Versagen eines Spannbandes immer noch das zweite oder weitere Spannband in dichtender Verbindung auf der Manschette über dem ersten Kunststoffrohrabschnitt sitzt.
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Bevorzugt sind das Spannband bzw. die Spannbänder als Stahlschellen, insbesondere verzinkt oder aus VA-Stahl ausgebildet. Dies ist möglich, da die Spannbänder außerhalb des in der lufttechnischen Anlage geführten Fluids liegen und somit nicht dem korrosiven Fluid ausgesetzt sind. Insofern sind handelsübliche Stahlschellen, verzinkt oder aus VA-Stahl als kostengünstiges Spannmittel verwendbar.
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Wenn die Kunststoffrohrabschnitte sowie der Kunststoffendboden aus Polypropylen-Hartkunststoff bestehen, besteht die Kunststoffmuffe aus dem gleichen Material, aus dem auch Rohrleitungen für die Lüftungs- und Klimatechnik unter korrosionsbegünstigenden Bedingungen und bei der Förderung korrosiver Gase verwendet werden. Dabei zeichnet sich dieses Polypropylen durch eine geeignete Steifigkeit, Härte und Festigkeit aus.
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Wenn die Manschette aus Polypropylen-Weichkunststoff besteht, wird eine genügend weich elastische Anpassbarkeit des umlaufenden Mantelabschnittes der Manschette auf dem ersten Kunststoffrohrabschnitt mit kleinerer Dimension erreicht, sodass insbesondere eine fluiddichte Abdichtung mit dem Spannmittel und diesem Weichkunststoff, den ersten Kunststoffrohrabschnitt umschließend, möglich wird. Dabei ist insbesondere herauszustellen, dass ein thermisches Verschweißen des Polypropylen-Weichkunststoffs der Manschette in der Öffnung des Kunststoffendbogens aus Polypropylen-Hartkunststoff in homogener Weise möglich ist.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Figur detailliert beschrieben.
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Darin zeigt:
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1 in einer schematischen, räumlichen Ansicht, teils geschnitten, eine erfindungsgemäße Kunststoffmuffe in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel.
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In 1 ist eine Kunststoffmuffe 1 in schematischer, räumlicher Ansicht dargestellt. Die Kunststoffmuffe 1 weist in Strömungsrichtung X des darin geführten Fluids (Luft) einen ersten Kunststoffrohrabschnitt 11 mit kleiner Dimension, hier als Durchmesser eines Rundrohres und einen zweiten Kunststoffrohrabschnitt 12 mit großem Durchmesser auf. Der zweite Kunststoffrohrabschnitt 12 hat an seinem stromaufwärtigen Ende einen Kunststoffendboden 13 der einstückig mit dem zweiten Kunststoffrohrabschnitt 12 hergestellt oder mit diesem dichtend verbunden oder verschweißt ist. Im Kunststoffendboden 13 ist eine Öffnung 14 in kreisrunder Form eingebracht, in der der erste Kunststoffrohrabschnitt 11 einsteckbar ist.
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Der erste Kunststoffrohrabschnitt 11 und der zweite Kunststoffrohrabschnitt 12 sowie der Kunststoffendboden 13 bestehen aus Polypropylen-Hartkunststoff, wie dies für Kunststoffrohrleitungen für lufttechnische Anlagen, insbesondere bei zu fördernden korrosiven Medien, üblich ist.
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In die kreisrunde Öffnung 14 ist eine vollständig umlaufende Manschette 2 fluiddicht eingesetzt. Dabei ist die Manschette 2 mit einer ersten Schweißnaht 21 auf der in Bezug zum Kunststoffendboden 13 außenliegenden Seite zwischen Manschette 2 und Kunststoffendboden 13 mit dem Kunststoffendboden 13 fluiddicht verbunden. Auf der Innenseite des Kunststoffendbodens 13 ist die Manschette 2 mit einer zweiten Schweißnaht 22 nochmals fluiddicht befestigt. Beide Schweißnähte 21, 22 bilden somit eine redundante Eindichtung der Manschette 2 in dem Kunststoffendboden 13.
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Ferner weist die Manschette 2 einen sich stromaufwärtig erstreckenden Mantelabschnitt 20 auf, in dem der erste Kunststoffrohrabschnitt 11 geführt ist. Zur Ausgleichung von Längenunterschieden bei der Installation der lufttechnischen Anlage mit einer solchen Kunststoffmuffe 1 kann der erste Kunststoffrohrabschnitt 11 somit innerhalb des Mantelabschnittes 20 verschiebbar auf die jeweilige Einbausituation eingestellt werden.
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Zur fluiddichten Abdichtung sowie Festsetzen des ersten Kunststoffrohrabschittes 11 innerhalb der Manschette 2 ist ein Spannmittel 3 über den Mantelabschnitt 20 auf dem ersten Kunststoffrohrabschnitt 11 verspannt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein erstes Spannband 31 sowie einem zweiten Spannband 32 in Form von verzinkten Stahlschellen, die beispielsweise mit einer Schraubspannvorrichtung sich verkürzend gespannt werden.
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Die Manschette 2 besteht aus einem Polypropylen-Weichkunststoff, sodass einerseits eine Verschweißung zwischen dieser Manschette 2 und dem aus Polypropylen-Hartkunststoff bestehenden Kunststoffendboden 13 problemlos möglich ist und andererseits ein dichtendes Aufspannen des Mantelabschnittes 20 auf dem ersten Kunststoffrohrabschnitt 11 begünstigt wird.
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Der erste Kunststoffrohrabschnitt 11 kann beispielsweise ein Rohrabschnitt mit DN 250 sein, wobei der zweite Kunststoffrohrabschnitt 12 ein DN 400 Rohrabschnitt ist. Bei Versuchen hat sich gezeigt, dass eine derartige Kunststoffmuffe 1 mit Manschette 2 und entsprechenden Spannmitteln 3 einen Innendruck von 15.000 Pascal abdichtet, was für übliche lufttechnische Anlagen deutlich mehr als ausreichend und vorschriftsmäßig wäre.
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Mit einer derartigen Kunststoffmuffe 1 ist es somit möglich, lufttechnische Anlagen beispielsweise in einer Werkshalle weltweit zu installieren, wobei vorkonvektionierte Abschnitte aus Kunststoffrohr und Rohrformteilen in Kunststoffschweißtechnik beim Hersteller vorgefertigt sind und diese einzelnen vorkonvektionierten Abschnitte der lufttechnischen Anlage unter Bildung der Kunststoffmuffe 1 vor Ort miteinander verbunden werden, wobei an dem einen Ende eines vorkonfektionierten lufttechnischen Anlagenabschnittes der erste Kunststoffrohrabschnitt 11 angeformt ist und an dem in Strömungsrichtung X darauf folgenden zweiten vorkonvektionierten lufttechnischen Leitungsaufbaus der zweite Kunststoffrohrabschnitt 12 mit Kunststoffendboden 13 und darin verschweißt eingedichteter Manschette 2 vorliegt. Diese beiden Teile können dann vor Ort durch Einfädeln des ersten Kunststoffrohrabschnitts 11 in den Mantelabschnitt 20 der Manschette 2 und Justieren der Elemente und Feineinstellen durch Verschieben des ersten Kunststoffrohrabschnitts 11 in dem Mantelabschnitt 20 und anschließenden Festsetzen mittels Spannmittel 3 handwerklich einfach vor Ort in der auszurüstenden Werkshalle zusammengesetzt werden.
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Alternativ kann die Kunststoffmuffe 1 auch mit entsprechenden Flanschverbindungen ausgerüstet werden, um die Kunststoffmuffe 1 an Rohrstrecken mit entsprechenden Flanschen fluiddicht zusammensetzen zu können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kunststoffmuffe
- 11
- erster Kunststoffrohrabschnitt
- 12
- zweiter Kunststoffrohrabschnitt
- 13
- Kunststoffendboden
- 14
- Öffnung
- 2
- Manschette
- 20
- Mantelabschnitt
- 21
- erste Schweißnaht
- 22
- zweite Schweißnaht
- 3
- Spannmittel
- 31
- erstes Spannband, Stahlschelle
- 32
- zweites Spannband, Stahlschelle
- X
- Strömungsrichtung
