-
Die Erfindung betrifft einen Einschraubheizkörper für einen druckbehafteten Behälter für flüssige Medien mit einem Einschraubkopf, wobei der Einschraubkopf mindestens ein Durchgangsloch zur Hindurchführung eines Fühlerrohrs und zumindest eines Heizstabs und bei Bedarf für Manometer, Sensoren od. dgl. sowie eine Dichtplatte umfasst, wobei die Dichtplatte an der einem Innenraum des Behälters zugewandten inneren Stirnseite des Einschraubkopfs angeordnet und gegenüber dem Einschraubkopf abgedichtet ist, und wobei das Fühlerrohr, der zumindest eine Heizstab und die Dichtplatte miteinander dicht verbunden sind, sodass keine unter Druck stehende Flüssigkeit nach außen durchdringt.
-
Bekannte druckbehaftete Behälter dienen dem Erwärmen und Speichern einer darin befindlichen Flüssigkeitsmenge, die z.B. als sanitäres Wasser genutzt werden kann. Über den Kaltwasserzulauf strömt bei Entnahme von warmem Wasser kaltes Wasser unter Druck automatisch in den unteren Teil nach und wird dort einer Erwärmung unterworfen bis ein Thermostat das Erreichen einer bestimmten Temperatur im unteren Bereich des Warmwasserspeichers feststellt. Dadurch ist das Vorsehen von Heizstäben und Temperaturfühlern erforderlich und diese werden praktischerweise auf einem Einschraubkopf angeordnet, der an einer Öffnung des Flüssigkeitsbehälters anschraubbar ist.
-
Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Konstruktionen von Einschraubheizkörpern mit einem Einschraubkopf aus verschiedenen Metallen und Kunststoffen bekannt. Dabei ist die Hauptproblematik, dass durch Temperaturwechsel und Druckstöße Undichtheiten zwischen Heizstäben, Fühlerrohr und Einschraubkopf entstehen können. Daneben entsteht durch die hohe Wärmebelastung auch eine hohe Korrosionsneigung, die zu Dichtheits- bzw. Isolationsverlust führen kann und daher einen frühzeitigen Ausfall des Einschraubheizkörpers zur Folge haben kann.
-
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Einschraubheizkörper mit sehr langer Einsatzdauer zu schaffen, der aus wenigen Einzelteilen besteht, korrosionsbeständig ist, die Abdichtung eines druckbelasteten Behälters langfristig sicherstellt und einen isolierten Aufbau zwischen Behälter und Heizelementen ermöglicht.
-
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erzielt, dass das mittig angeordnete Fühlerrohr ein Spannelement umfasst, mittels dessen die Dichtplatte dichtend gegen die innere Stirnseite des Einschraubkopfs gepresst wird.
-
Durch das mittige Spannen der Dichtplatte gegen die Stirnseite des Einschraubkopfes wird eine gleichmäßige Kraft auf die betreffenden Dichtflächen ausgeübt und dadurch die Dichtheit erhöht, wobei die Dichtfläche zusätzlich durch den innen wirkenden Druck gegen die Stirnfläche gedrückt wird.
-
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Behälter für flüssige Medien ein Durchlauferhitzer oder ein Speicher für Warmwasser, Heizungswasser, wässrige Lösungen, Öle, Chemikalien und dgl. sein. Darüber hinaus sind aber auch andere druckbehaftete Behälter im Rahmen der Erfindung einsetzbar.
-
Um eine genaue mittige Anordnung des Fühlerrohres zu ermöglichen, kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung das Durchgangsloch zur Hindurchführung des Fühlerrohrs entlang der Mittelachse des Einschraubkopfes angeordnet sein. Durch die dadurch erzielte zentrale Anordnung des Fühlerrohres kann die Dichtplatte gleichmäßig entlang ihres Umfanges gegen den Einschraubkopf gespannt werden, und damit eine hohe Dichtheit erzielt werden.
-
Um eine sehr gute Dichtheit zu erzielen, kann gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Dichtplatte mit zumindest einem O-Ring gegenüber dem Einschraubkopf abgedichtet ist.
-
Das mittig angeordnete Fühlerrohr ist bevorzugt aus einem Metall gebildet, in dem zumindest ein Temperaturfühler und gegebenenfalls ein Sicherheits-Temperaturbegrenzer aufgenommen sind.
-
Gemäß einer Variante der Erfindung ist das Fühlerrohr dickwandig ausgebildet, wobei das Spannmittel durch ein an dem vom Behälterinnenraum abgewandten Ende des Fühlerrohrs mittels eines in den Zeichnungen nicht dargestellten Seeger-Rings oder eines vorgesehenen Außengewindes und eine passende Mutter ausgebildet ist, mit der das Fühlerrohr am Einschraubkopf verbunden ist, wobei bei festgezogener Mutter oder bei vorgespanntem Seeger-Ring die Dichtplatte kraftschlüssig an die innere Stirnseite des Einschraubkopfes gepresst wird, damit eine sichere Flüssigkeitsabdichtung des Behälters gegeben ist. Bei Bedarf kann eine zusätzliche Schraubensicherung vorgesehen sein.
-
Auf diese Weise kann die Dichtplatte mit Hilfe des mittig angeordneten Fühlerrohrs so gegen die Stirnwand des Einschraubkopfes gespannt werden, dass sich ein dichtender Abschluss ergibt, wobei das am abgewandten Ende des Fühlerrohres angeordnete Außengewinde die Festigkeit desselben nicht beeinträchtigt.
-
Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung kann das Fühlerrohr dünnwandig ausgebildet sein, wobei das Spannelement durch eine an dem vom Behälterinnenraum abgewandten Ende des Fühlerrohres dichtend angebrachte Befestigungshülse mittels eines in den Zeichnungen nicht dargestellten Seeger-Rings oder eines vorgesehenen Außengewindes und einer passenden Mutter ausgebildet ist, mit der das Fühlerrohr mit der Befestigungshülse am Einschraubkopf verbunden ist, wobei bei festgezogener Mutter oder bei vorgespanntem Seeger-Ring die Dichtplatte kraftschlüssig an die innere Stirnseite des Einschraubkopfes gepresst wird, damit eine sichere Flüssigkeitsabdichtung des Behälters gegeben ist. Bei Bedarf kann eine zusätzliche Schraubensicherung vorgesehen sein.
-
Die am Fühlerrohr angebrachte Befestigungshülse gewährleistet eine ausreichende Verstärkung des dünnwandigen Fühlerrohres, um dessen sonst auftretende Schwächung durch das Außengewinde zu kompensieren.
-
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann die Befestigungshülse mit dem dünnwandigen Fühlerrohr durch Verschrauben, Verschweißen, Verlöten, Verkleben od. dgl. verbunden sein. Die Befestigungshülse kann aus einem Metall, z.B: Messing, Edelstahl, Titan od. dgl. ausgebildet sein.
-
Um eine dichtende Verbindung zwischen Einschraubheizkörper und druckbehaftetem Behälter zu erzielen, kann gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung der Einschraubkopf mit einem Außengewinde und einer Abdichtung zur dichtenden Verschraubung mit dem Behälter oder einer Flanschplatte des Behälters bereitgestellt sein.
-
Wie bereits einleitend erwähnt ist es auch Ziel der Erfindung, eine möglichst hohe und dauerhafte elektrische Isolation zwischen stromführenden Heizelementen und dem Behälter zu gewährleisten.
-
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht daher darin, dass der Einschraubkopf aus einem Kunststoff ausgebildet ist, der zusammen mit einem erfindungsgemäß zentral angeordneten Fühlerrohr, das ein Spannelement für die Dichtscheibe beinhaltet, eine sehr gute elektrische Isolierung und eine sehr gute Dichtheit ermöglicht.
-
Eine weitere Möglichkeit, diese Ziele zu erreichen, besteht darin, dass in weiterer Ausbildung der Erfindung der Einschraubkopf aus einem Metall, z.B. Kupfer, Edelstahl, Titan od. dgl. ausgebildet ist, wobei die Dichtplatte aus einem Isoliermaterial gebildet oder mit einem Isoliermaterial beschichtet ist oder eine zusätzliche aus Isoliermaterial gebildete in den Zeichnungen nicht dargestellte Dichtscheibe vorgesehen ist.
-
Auf diese Weise wird ebenfalls eine sehr hohe Isolation und Dichtheit beim erfindungsgemäßen Einschraubheizkörper erzielt.
-
Bei der im Rahmen der Erfindung angewandten Bauweise sind das Fühlerrohr, der oder die Heizstäbe sowie gegebenenfalls die Befestigungshülse und bei Bedarf Manometer, Sensoren od. dgl. mit der Dichtplatte dicht verbunden, wobei gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung diese dichte Verbindung durch Löten, Schweißen, Verkleben oder eine gleichartige formstabile Verbindung erreicht wird.
-
In weiterer Ausbildung der Erfindung kann die Dichtplatte einen kreisförmigen Umfang aufweisen und das Fühlerrohr sich durch ein zentrales Loch der Dichtplatte hindurcherstrecken. Durch die kreisförmige Ausbildung der Dichtplatte sowie durch die mittige Anordnung des Fühlerrohrs, über welches die Dichtplatte an die Stirnwand des Einschraubkopfes gepresst wird, kann eine gleichmäßig um den Umfang verteilte Kraft ausgeübt werden, wodurch eine hohe Dichtheit erreichbar ist.
-
Die Dichtplatte kann aus einem Metall, z.B. Messing, Edelstahl, Titan od. dgl. oder sonstige korrosionsbeständige oder korrosionsbeständig beschichtete Materialien ausgebildet sein. Diese in den Zeichnungen nicht dargestellte Dichtscheibe kann auch aus Kunststoff sein oder isolierend beschichtet sein.
-
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung kann die Stirnseite des Einschraubkopfes eine ringförmige Vertiefung zur Aufnahme des O-Ringes aufweisen, mit dem die Dichtplatte gegenüber dem Einschraubkörper sehr effizient abdichtbar ist.
-
Bei kreisförmiger Ausbildung der Dichtplatte kann der O-Ring entlang seines Umfanges gleichmäßig in der ringförmigen Vertiefung zusammengedrückt werden, um eine hohe Dichtheit gegenüber dem Einschraubkopf zu ermöglichen.
-
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele eingehend erläutert. Es zeigt dabei
- 1 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Einschraubheizkörpers;
- 2 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Einschraubheizkörpers;
- 3 eine Schrägansicht von unten eines Einschraubkopfes der Ausführungsformen gemäß 1 und 2 und
- 4 eine Schrägansicht von oben des Einschraubkopfes gemäß 3.
-
1 zeigt einen Einschraubheizkörper 20 für einen nicht dargestellten, druckbehafteten Behälter für flüssige Medien mit einem Einschraubkopf 1, einem dickwandigen Fühlerrohr 13 und zwei Heizstäben 9, wobei die Anzahl der Heizstäbe keinerlei Einschränkung unterliegt. Zur besseren elektrischen Isolation ist der Einschraubkopf 1 aus einem Kunststoff ausgebildet, wobei jedoch hinsichtlich der Materialauswahl keinerlei Einschränkungen hinsichtlich gleichartiger Werkstoffe, die für die vorherrschenden Druck- und Wärmebedingungen geeignet sind, bestehen.
-
In dem dickwandig ausgeführten Fühlerrohr 13 sind ein oder mehrere Temperaturfühler und gegebenenfalls ein Sicherheits-Temperaturbegrenzer aufgenommen, deren Signalleitungen z.B. mit einem nicht dargestellten Thermostat oder Temperaturregelung verbunden sind. Die Heizstäbe 9 weisen eine übliche Heizwicklung in einem metallischen Schutzrohr auf, die mit elektrischer Leistung betrieben wird, wobei die Anschlüsse für die Zufuhr der elektrischen Leistung nicht gezeigt sind.
-
Der Einschraubkopf 1 weist einen zylinderförmigen Teil mit einem Außengewinde 2 und einer in einer ringförmigen Vertiefung eines Ansatzes aufgenommenen Abdichtung 8 zur dichtenden Verschraubung mit dem druckbehafteten Behälter oder einer Flanschplatte des druckbehafteten Behälters auf, der ein Durchlauferhitzer oder ein Speicher für Warmwasser, Heizungswasser, wässrige Lösungen, Öle, Chemikalien und dgl. sein kann und im Rahmen der Erfindung keiner Einschränkung unterliegt.
-
Der zylindrische Teil des Einschraubkopfes 1 weist (in 1) unten eine innere Stirnwand auf, die bei Verwendung einem Innenraum des Behälters zugewandt ist, an der eine Dichtplatte 16 angeordnet ist, die mit einem O-Ring 7 gegenüber dem Einschraubkopf 1 abgedichtet ist, wobei die Stirnseite des Einschraubkopfes 1 eine ringförmige Vertiefung zur Aufnahme des O-Ringes 7 aufweist, mit dem die Dichtplatte 16 gegenüber dem Einschraubkörper 10 abdichtbar ist.
-
Die Dichtplatte 16 weist einen kreisförmigen Umfang auf und das Fühlerrohr erstreckt sich durch ein zentrales Loch der Dichtplatte 16 hindurch.
-
Das Fühlerrohr 13, die Heizstäbe 9 und die Dichtplatte 16 sind durch Löten, Schweißen, Verkleben oder eine gleichartige formstabile Verbindung miteinander dicht verbunden, wobei sich das Fühlerrohr 13 und die Heizstäbe durch Öffnungen der Dichtplatte 16 hindurcherstrecken und zugleich mit dieser dicht und mechanisch fest verbunden sind.
-
Durch den zylindrischen Teil des Einschraubkopfes 1 hindurch erstrecken sich ein mittiges Durchgangsloch 31 (3,4) zur Hindurchführung des Fühlerrohrs 13 und drei außermittige Durchgangslöcher 32 (3, 4) zur Hindurchführung von Heizstäben 9, wobei das Fühlerrohr 13, die Heizstäbe 9 und die Dichtplatte 16 derart miteinander dicht verbunden sind, sodass eine unter Druck stehende Flüssigkeit nicht nach außen durchdringt. Das Fühlerrohr 13 und die Heizstäbe 9 weisen somit einen kleineren Außendurchmesser als die zugehörigen Durchgangslöcher 31, 32 auf und sind bei der Montage in diesen beweglich. Es können noch weitere Durchgangslöcher für Manometer, Sensoren od. dgl. vorgesehen sein.
-
Das Durchgangsloch 31 für das Fühlerrohr 13 ist entlang der Mittelachse des Einschraubkopfes 1 angeordnet.
-
An den oberen Bereich des zylindrischen Teils des Einschraubkopfes 1 schließt ein hohlkegelförmiger Abschnitt unter Ausbildung einer nach außen offenen Vertiefung an, in welcher Enden des Fühlerrohres 13 und der Heizstäbe 9 nach außen geführt sind, wobei der hohlkegelförmige Abschnitt an seinem äußeren Ende einen flanschartigen Abschluss aufweist.
-
Erfindungsgemäß umfasst das mittig angeordnete Fühlerrohr 13 ein Spannelement, mittels dessen die Dichtplatte 16 dichtend gegen die innere Stirnseite des Einschraubkopfs gepresst wird, wobei das Spannmittel durch ein an dem vom Behälterinnenraum abgewandten Ende des Fühlerrohrs 13 vorgesehenes Außengewinde und eine passende Mutter 15 ausgebildet ist, mit der das dickwandige Fühlerrohr 13 am Einschraubkopf 1 festgelegt ist, wobei bei festgezogener Mutter 15, die auf der äußeren Stirnseite des Einschraubkopfes abgestützt ist, die Dichtplatte 16 kraftschlüssig an die innere Stirnseite des Einschraubkopfes 1 gepresst wird, damit eine sichere Flüssigkeitsabdichtung des Behälters gegeben ist.
-
Zugleich mit der Anpressung der Dichtplatte 16 an die Stirnwand des Einschraubkopfes 1 sind die mit dieser verbundenen Heizstäbe in ihrer Position festgehalten.
-
Die Mutter 15 ist bevorzugt mechanisch gesichert, z.B. durch eine Sicherungsscheibe, eine Kontramutter oder mit einer flüssigen stoffschlüssigen Schraubensicherung.
-
Im Ausführungsbeispiel gemäß 2 sind die wesentlichen Teile wie in 1 ausgeführt, mit der Ausnahme des Fühlerrohrs 3, das dünnwandig ausgebildet, weshalb zusätzlich eine Befestigungshülse 4 bereitgestellt ist, die durch Verschrauben, Verschweißen, Verlöten, Verkleben od. dgl. miteinander verbunden sind.
-
Erfindungsgemäß umfasst das mittig angeordnete Fühlerrohr 3 ein Spannelement, mittels dessen die Dichtplatte 6 dichtend gegen die innere Stirnseite des Einschraubkopfs 1 gepresst wird, wobei das Spannelement durch die an dem vom Behälterinnenraum abgewandten Ende des Fühlerrohres 3 dichtend angebrachte Befestigungshülse 4 mit einem Außengewinde und eine passende Mutter 5 ausgebildet ist, mit der die Befestigungshülse 4 am Einschraubkopf 1 festlegbar ist, wobei bei festgezogener Mutter 5 die Dichtplatte 6 kraftschlüssig an die innere Stirnseite des Einschraubkopfes 1 gepresst wird, damit eine sichere Flüssigkeitsabdichtung des Behälters gegeben ist.
