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Druckbehälter für Heizungsanlagen mit @@nzuglus
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Die Erfindung betrifft einen Druckbehälter für Heizungsunlagen, dessen
Behälterinnenraum zwei, durch eine blasenförmige Membran getrennte Kammern aufweist,
von denen eine Kammer eine ein Druckgas enthaltende Druckgashammer und die andere
Kammer eine zur Aufnahme von Ausdennungswasser der Heizurgsanlage bestimmte Wasserkammer
ist. vobei letztere Kammer durch den Innenraum der blasenförmig ausgebildeten Membran
gebildet ist.
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Derartige Druckbehälter dienen dem Druckausgleich zur Überwindung
der Steighöhe und der Reibung in den Rohren eines Heizungssystems, Um den Innenraum
des Druckbehälters vor Korrosion zu schützen, ist der Wasserraum als 9 eine Membran
in Form einer flexiblen Wasserblase ausgebildet. Diese Membran nimmt Ausdehnungswasser
des Heizungesystems auf und zpelst es bei Bedarf wieder in das Heizungssystem nach.
Der übrige Innenraum des Druckbehälters ist mit einem inerten Druckgas - üblicherweise
Stickstoff - gefuhlt, welches Über die Membran einen bestimmten Druck auf das Heizwasser
des Heirungssystems @usübt.
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Die Lebensdauer eine solchen Membran ist begrenzt, und es kann trotz
turnusmäßiger Uberwachung zu Undichtigkeiten und damit zur Ansammlung von Leckwasser
in den Druckbehälter kommen. Dieses Leckwasser kann von der gefüllten, das Ausdehnungswasser
immer noch aufnehmenden Membran über weite Stellen der Behälterinnenwand verteilt
werden, wo es zu erheblichen Korrosionen führt. Solche Leckverluste können
eintreten,
ohne daß dadurch zunächst die Funktion der Heizungsanlage beeinträchtigt wird, oder
daß die Undichtigkeit der Membran vn außen an dem Druckbehälter bemerkt werden würde.
In der Regel können die durch diese Leckwasseransammlungen antstandenen Korrosionsschäden
erst bei der nächsten oder - unter Umständen - erst bei der übernachsten Besichtigung
des Innenraumes bemerkt werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsmäßigen Druckbehälter
daningehend zu verbessern, daß die Membran leicht zu Kontrollieren ist und das Auftreten
von Leckwasser in dem Druckbehälter von außen und ohne großen Aufwand festgestellt
werden kann.
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Gelöst wird diese Aufgabe dadurcr'l, daß der Druckbehälter mit einer
Leckwassersammelstelle versehen ist und in diese Leckwassersammelsteile ein Schauglas
eingesetzt ist, wobei die Leckwassersammelstelle an der energetisch niedrigsten
Stelle im Behälterinnenraum angeordnet ist, bzw. daß die Leckwassersammelstelle
in Hohe des Ueberganges zwischen der Membran und der Druckgaskammer angeordnet ist,
und daß die Leckwassersammelstelle in Form einer Beobachtungsöffnung in der Behälterwandung
ausgebildet ist. bei einer anderen Ausführungsform ist es vorgesehen, daß die Leckwassersammelstelle
aus einem tangential zum Druckbehälter angesetzten Ro@@stutzen besteht und der Ro@@stutzen
an der Übergangsstelle zwischen der Membran und der Druckgaskammer angesetzt ist.
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Durch austretendes Leckwasser kann die Behälterinnenwand sehr leicht,
korrodierun, vor allem im Bereich der Membran, die durch ihren ständig wechselnden
Füllstand aas ausgetrotene Leckwasser über weite Bereiche der Behälterinnenwandung
verteilen kann. An dem wechselnden Füllstand liegt zur
vor allem
bei einer Ausführungsform der Erfindung in Standgefäßen, daß das Schauglas. Wenn
es unten im Behälter eingesetzt iXit, durch die Membran verdekt wird und das Leckwasser
keinen Zugang zu der Leckwassersammelstelle mehr hat. Ist das Schauglas oberhalb
der Memoran eingesetzt.
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so wird das Leckwasser nur bei prall gefüllter, un der Behälterinnenwand
anliegender Membran dortnin gedrückt. Verringert sich der Füllstand der Membran
danich wieder, so sinkt der Leckwasser-Wanserstand im Be@@@terinnenraum und das
Leckwasser wird über die gesamte Innenwandung im bereich der Membran verteilt. Dadurch
bestent für diesen Bereich ererhöhte Korrosionsgefahr.
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FAr eine andere Ausführungsform der Erfindung besteht datier eine
zusätzliche Aufgabe darin, die Korrosion an der Béhälterinnenwand z. B. durch ausgetretenes
Leckwasser zu vermeiden.
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Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die-Behälterwandung des Behälterinnenraums
zumindest im Bereich der Membran mit einer korrosionsbeständigen Beschichtung, vorzugsweise
einer Kunststoffbeschichtung, versehen ist, wobei es vor gesenen ist, daß die Membran
in einer, vom übrigen Behälterinnenraum abgeteilten Membrankammer angeordnet ist
und die Membrankammer mit einer korrosionsbeständigen Beschichtung, vorzugsweise
einer Kunststoffbeschichtung versehen ist.
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Da eine ständige Beobachtung der Leckwassersammelstelle nicht erwartet
werden kann, wird durch diese Maßnahmen die Korrosionsgefahr durch Leckwasser abermals
verringert.
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Eine solche Heizungsanlage muß auch über längere Zeit wartungsfrei
betriebsfähig sein und Schäden durch eventuell auftretende Betriebsstörungen müssen
auf den gestörten Teil begrenzt bleiben, d. h., es sollen durch den Ausfall eines
Anlagenteiles
nicht noch weitere Teile beschädigt oder beeinträchtigt werden.
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Für eine weitere, abermals verbesserte Ausführungsform der Erfindung
besteht daner eine zusätzliche Aufgabe darin, das einmal uujgelaufene Leckwasser
an einer bestimmten, vom Füllstand der Membran unabnungigen Stelle zu s@mmeln und
ein Zurückfließen in den unmittelbarem @ auch ie@ Membran zu verhindern.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch eine weitere Ausführungsform dadurch,
de die Membran in einer, vom übrigen Behälterinnenraum abgeteilten Membrankammer
angeordnet ist, wobei es vorgesehen ist, daß die Membrankammer durch eincn Zwischenboden
von dem Behälterinnenraum angeteilt ist, der Zwischenboden mit mindestens einer
freien Durchtrittsöffnung versehen ist und die Membrankammer eine korrosionsbeständige
Beschichtung, vorzugsweise eine Kunststoffbeschichtung, aufweist, sowie daß in die
Durchtrittsöffnung eine Verlängerung eingesetzt ist. Zur weiteren Ausgestaltung
dieser Maßnahmen ist es vorgesehen, daß in die Durchtrittsöffnung eine Verlängerung
in Form eines Rohres eingesetzt ist, wobei das Rohr in die Druckgaskammer zumindest
teilweise hineinragt, wobei es als bevorzugte Ausführungsform vorgesehen ist, daß
das Rohr ein Edelstahlrohr ist, und daß die Oberkante des Rohre@ in der Druckgaskammer
hoch liegt. Durch diese Maßnahmen wird eine Rücklaufsicherung geschaffen, die vernindert,
daß das Leckwasser wieder zurücklaufen kann, wenn es einmal (von der prall gefüllten
Membran) nach oberhalb des Zwischenbodens und in den Bereich der mit einem Schauglas
versehenen Lecicwassersammelstelle gedrückt worden ist. Eine standige Seobachtung
ist dadurch nicht erforderlich, well das einmal al getretene Leckwasser vor dem
Schauglas stehen bleibt.
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Als Ausgestaltung der Leckwassersammelstelle ist es vorgesehen,
daß
in dem Behälterinnenraum zwischen dem Druckgasraum und dem Wasserraum bzw. der Membran
eine Rinne vorgesehen ist, und diese Rinne eine Leckwassersammelstelle darstellt.
Zur Ausgestaltung des Schauglases ist es vorgesehen, daß in die Behälterwandung
ein Schauglas eingesetzt ist und dieses Schauglas in Höhe der Leckwassersammelstelle
eingesetzt ist, bzw. daß das Schauglas mittels einer Dichtungsanordnung druckdicht
in die Leckwassersammelstelle eingesetzt ist und daß das Schauglas von einem Dichtungsflansch
gehalten ist und der Dichtungsflansch mittels Schraubenbolzen mit der Leckwassersammelstelle
des Druckbehälters verbunden ist.
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Durch diese Maßnahmen wird ein Druckbehälter geschaffen, bei dem die
Ansammung von Leckwasser von außen durch das Scnauglas beobachtet und wahrgenommen
werden kann. Dadurch kann auch außerhalb der turnusmäßigen Innenbesichtigung, die
mit einem erheblichen Aufwand verbunden ist, eine ständige Kontrolle der Membran
auf Dichtigkeit durchgefahrt werden. Ein eventueller Schaden an der Membran kann
sogleich festgestellt und die beschädigte Membran ausgetauscht werden, ene nennenswerte
Korrosion an dem Druckbehälter auftreten kann. Die Betriebssicherneit und die Lebensdauer
des Druckbehälters konnen dadurch erneb ich gesteigert werden.
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Die Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen
dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben; die Figuren zeigen im einzelnen:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Druckbehälter als Standgefäß; Fig. 2 einen erfindungsgemaßen
Druckbehälter in Liegender Ausführung mit mehrfach gelochtem Zwischenboden; Fig.
3 die Seitenansicht eines Druckbehälters nach Fig. 2, geschnitten, mit Blickrichtung
auf den gelochten Zwischenboden;
Fig. 4 einer erfindungsgemäßen
Druckbehälter als Standgefäß mit kunststoffbeschichteter Membrankammer und Leckwasser-Rücklaufsicherung;
Fig. 5 die Detaildarstellung des Schauglases in einer Leckwassersammelstelle.
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Der in Fig. 1 dargestellte Druckbehälter 1 besteht aus einem zylindrischen
Mittelteil 10, einem oberen Klöppero@den 5 un einem unteren Klöpperboden 4. Diese
drei Teile sind üblie:;-weise aus Stahlblech gefertigt und druckdicht miteinander
verschweißt. In einem Teil des Druckbehälters 1 ist eine Membran 2 in Form eines
Wasserblase angeordnet. Sie besteht aus einem Elastomer, vorzugsweise aus Gummi.
Der Innenraum der Membran 2 ist als ein Wasserraum 21 ausgebildet, in dem sich ein
Stützrohr 6 befindet, welches mit dem Wasserzu- und -ablauf 26 des - nicht dargestellten
- Heizungssystems verbunden ist. Das Stützrohr 6 ist dazu mit Löchern 35 versehen.
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Der Druckbehälter 1 ist als Standgeräß ausgebildet, welches auf Standbeinen
7 auf dem Boden 8 des Heizungsraumes steht.
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Der Druckbehälter 1 weist eine Besichtigungsöffnung 24 zur Durchführung
der turnusgemäßen Innenbesichtigungen und ein Ventil 25 zum Einfüllen des Druckgases
auf; das Ventil 25 dient zugleich als Entwasserung des Behälterinnenraumes 22.
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Der Behälterinnenraumes @2 wird von der Membran 3 in einen Wasserraum
21 uni eine Druckgaskammer 32 unterteilt; der Druck in der Druckgaskammer 32 wird
mit einem Manometer 18 überwacht. Die Membran 2 nimmt bei der dargestellten Ausführungsform
den unteren Teil des Behälterinnenraumes 22 ein und ist gegenüber der Druckgaskammer
32 mit einem gelochten Zwischenboden 2 ausgestützt. Der Zwischenboden 23 weist mehrere
Durchtrittsöffnungen 51 zum freien Durchtritt des Druckgases auf und stellt qu@is
die Oberkannte der Membraun L dar. In der Hlhe der Oberkannte der Membran 2, die
bei dieser Ausführung durch die Lage des Zwischenbodens 23
bestimmt
ist. ist in der Behälterwandung 11 eine Leckwassersammelstelle 3 in Form einer Beobachtungsöffnung
15 vorgesehen. In die Beobachtungsöffnung 15 ist ein Schauglas 9 druckdicht eingesetzt.
Der Zwischenboden-23 ist leicht nach außen gewölbt, d. h., er verläut in seiner
Flache etwa parallel zu der Fläche des oberen Klöpperbodens 5; in eben derselben
Form verlauft die Oberkannte der Membran 2, wenn die ganz gefüllt ist und an dem
Zwischenboden 23 anliegt. Duch diese Ausbildung entsteht zwischen der inneren Behälterwand
11 des Mittelteils 10 und dem Rand des Zwischenbodens 23 -bzw. der an dem Zwischenboden
23 anliegenden Membran 2 eine rundumlaufende Rinne 27. Bei gefülltem Wasserraum
21 liegt die Membran 2 innen licht an der Behälterwandung 11 und dem Zwischenboden
23 an; Leckwasser sammelt sich dadurch nicht an der tiefsten Stelle des Druckbehälters
1, sondern an der nunmehr energetisch niedrigsten Stelle, nämlich in der Rinne 27.
Die als Beobachtungsöffnung 15 ausgebildete Leckwassersammelstelle 3 ist rnit dieser
Rinne 27 verbunden, so daß sich eventuell auftretendes Leckwasser in der Beobachtungsöffnung
15 sammelt und durch das Schauglas 9 unabhängig von einer Innenbesichtigung von
außen wahrgenommen werden kann.
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Eine Ausführungsform mit liegendem Druckbehälter 1 zeigen die Fig.
2 und 3. Hier ist der von der Membran 2 umschlossene Wasserraum 21 neben der Druckgaskammer
32 in dem Behälterinnenraum 22 angeordnet. Die Membran 2 Kann dabei ebenfalls durch
einen - hier vertikal angeordneten - Zwischenboden 23 abgestdtzt werden. An der
energetisch niedrigsten SteLle im Behälterinnenraum 22 ist eine Leckwassersammelstelle
3 vorgesehen In dem gezeigten Ausführungsbeispiel besteht diese aus einem Rohrstutzen
28, der tungential zu der Uiiterkante 29
des Druckbehälters t angeschweißt
un mit dem Behälterinnenraum 22 durch eine Öffnung 33 verbunden ist. In die äußere
Öffnungs des Rohrschutzens 28, die zugleich eine Beobachtungsöffnung 15 darstellt,
ist ein Schauglas 9 druckdicht eingesetzt. Der Ronrstutzen 28 ist vorzugsweise a.n
der durch die nier vertikal verlaufende Ringe 27 gebildeten Übergangsstelle zwischen
der Membran 2 und der Druckgaskammer 32 angeordnet. Dadurch können o kleine agen
von auftretenden Beckwiesen @@t@rt bemerkt weden, die sich in dem Rohrstutzen 28
sammeln. ehe der gesamte Behälterboden 30 bedeckt ist. Vorzugsweise bei leicht schräg
aufgestelltem Druckbehälter 1 kann die energetisch niedrigste Stelle an eine der
durch die Klöpperböden 4 und 5 gebildeten Stirnflächen des Druckbehälters 1 verschoben
werden. In einem solchen Mall ist die $Leckwassersammelstelle 3 an dieser Stelle
in dem jeweils niedriger liegenden Klöpperboden 4 bzw.
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5 vorgesehen, die dies links in der i. 2 gestrichelt angedeutet ist.
Ein Zwischenboden 23 ist dabei nicht unbedingt erforderlich, bei einer anderen Ausführungsform
liegt die Membran 2 frei im Behälterinnenraum 22 und die Leckwassersammelstelle
3 so, daß sie von der Membran 2 nicht überdeckt werden kann.
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Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist mittels eines
geschlossenen Zwischenbodens 23 eine Membrankammer 40 von dem übrigen Behälterinnenraum
abgeteilt. Die Innen-Wandung aer Membrankammer 40 ist mit einer korrosionsbeständigen
Schicht, vorzugsweise eine Kunststoffbeschichtucg 34, versehen. Der Zwischenboden
23 weist hier nur eine Durchtrittsöffnung 31 auf, durch die das Druckgas -üblicherweise
Stickstoff - freien Zugang von der Druckgaskammer 32 zu der Membrankammer 40 hat,
so daß es ungehindert
auf die Membran 2 wirken kann und im gesamten
Behälterinnenraum 22 der gleiche Druck herrscht.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Durchtrittsöffnung
31 zentrisch in dem Zwischenboden 23 vorgesehen, ebenso kann auen eine andere hi@e
gewahlt werden.
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In die Durchtrittsöffnung 31 ist ein Rohr 39 eingesetzt, das in die
Druckgaskammer 32 h@ @t@m@@t und dirse @ist @@@z durch@uert. Die Oberkante 44 den
Rohre 50 @ @@ hoch gegen@b@@@@m @@@m Nivr @@ der Membran 2; bei @ @@@@ni einer Stanigei@
gezeigten Ausführungsbeispiel liegt die Oberkante 44 in der Nahe des oberen Klöpperbodens
5 ist Druckbehälters @. Das Rohr 39 dient als Rücklaufsicherung für das möglicherweise
ausgetretene Leckwasser. Ausgetretenes Leckwasser wird bei hohem Füllstand der Membran
2 durch die Durchtrittslffnung 31 in das Rohr 39 gedrückt und sammelt sich oberhalb
des Zwischenbodens 23 zunächst in der Räume 27; es ist dabei in der Leckwassersammelstelle
3 vor dem Schau@@s 9 sichtbar. Bei verrangertem Füllstand in der Membran 2 läßt
der Druck nach und es kommt kein Leckwasser mehr durch das Rohr 39. Das hochgelegte
Niveau der Oberkante 44 des Rohres 39 vermindert.
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daß das einmal in die Druckgaskammer 32 einge@rstene Leckwasser in
die Membrankammer 40 zurückläuft. Dadurch wird einmal erreicht, daß das Leckwasser
vor dem Sch@@-glas 9 stehen das über eine unbegrenzte Zeit Sichtbar bleibt. ein
@@ rtige Beobachtung ist so @tschrlich.
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Zum anderen v@ @ @@tzt das in die Druckgaskammer 32 eigentretend Leckwasser
sehr sen@eil durch kosten in der ungesch@t@ de@ Behalterwandung 11. Das @ochliegende
Niveau der Oberkannte @@ verhindert, das verschmutztes Leckwasser in die Membrankammer
40 gelangt und diese möglicherweise in Mitleidenschaft zieht. Das Ausführungsbeispiel
zeigt ein Standgefäß
mit zentrisch angeordnetem geraden Rohr 39;
bei einer anderen Ausführungsform mit liegenden Gefäßwie eines in Fig. 2 dargestellt
ist - ist es vorgesehen, ein gekrümmtes Rohr einzusetzen, wobei dessen Oberkante
44 noch gegenüber den Niveau das Behälterbodens 30 liegt.
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Die Röhr 39 ist das einer Korrosionsbestan@lger @atrial, vorzugsweise
aus Edelstahl; bei einer underen Ausführungsform ist es @@s @@@@tstoft, Gummi oder
einem vergleichbaren Elastomer.
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Bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Rohr 39 mittels
eines kalottenförmig ausgebildeten Siebes 36 und der Unterseite des Zwischenbodens
23 abgestützt und mit einem Bolzen 37 an einem Einlegeblech 38 gehalten.
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Das Eingeblech 3 ist an in untere Öffnung des Rohres 39 eingelegt
und mit Lochern 43 for den freien Durchtritt des Druckgazes und des Leckwassers
versehen. Es ist fest mit dem Rohr 39 verbunden, ebense wie dieses fest und dicht
mit dem Zwischenboden 23 verbunden ist, vorzugsweise sind diese Verbindungen geschweißt.
Der Bolzen 37 kann geschraubt oder genietet sein, durch die kalottenförmige Ausbildung
des Siebes 36 entsteht eine konstante Zugspannung, durch die das Rohr 39 fest aber
elastisch in seiner Lage gehalten wird. Das Sieb 36, der Bolzen 37 und das Einlegeblech
58 sind vorzugsweise ebenfalls aus einem Korrosions@@ständigen Werkstoff, so daß
sich kein korrosionsförderndes elektrisches Potential aufbauen kann.
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Die Druckgaskammer 32 des Druckbehälters 1 ist durch eine b@@lcuti@un@@@@f@@@@
4 zugan@@@@@; @lse ist mittels einer Dichtun @@ und einer Deckell 41 drucksicht
verschliesbar.
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Ein Schauglas 9, wie es zum Einbau in die Leckwassersammelstelle
3
geeignet ist, zeigt die Fig. 5. Das Schauglas 9 besteht aus einer kreierunde Glasplatte
aus Natron-Kalk-Glas, welchen für Betriebsdrücke bis ca. 15 atm bei einer Betriebstemperatur
bis ca. 150° C geeignet ist.
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Für höhere Betriebstemperaturen. d. h.. bis ca. 30° C ist Borosilikatglas
vorgesenen. Die Dicke des Schauglases 9 ist von dem Lurchmesser der Beobachtungsöffnung
15 abhängig die beträgt ca. 10 - 30 @. Das Schauglas 9 ist mit einer inneren Dichtung
12 gegenuber der benafterwandung 11 - bzw. dem äußeren Rahl des Rohrstutzens 28
- und mit einer außeren Dichtung 13 gegenüber einen Dichtungsflansch 14 abgedichtet.
Der Dichtungflansch 14 ist mit Rohrungen 16 versehen, durch die Schraubbelzen 17
geführt werden. Der Dichtungsflasch 14 sichert das Schauglas 9 und die Dichtungen
12 und 13 mittels einer Hinterschneidung 19 nach außen hin und ist mit der Behälterwandung
11 bzw. einem den Rohrstutzen @@ abschließenden Deckel fest, aber lösbar durch die
Schraubbolzen 17 verbunden; die Schraubbolzen 17 werden dazu in Sackbohrungen 20
geschraubt. Auf diese Weise wird die Leckwassersammelstelle 3 nach außen hin druckdicht
von dem Schauglas 9 verschlossen.