DE2911303C2

DE2911303C2 - Druckbehälter für Druckerhöhungsanlagen von Trinkwasserversorgungsanlagen

Info

Publication number: DE2911303C2
Application number: DE19792911303
Authority: DE
Inventors: Eberhard Ing.(Grad.) 5928 Laasphe Barth
Original assignee: Gebrueder Otto KG
Current assignee: Gebrueder Otto KG
Priority date: 1979-03-22
Filing date: 1979-03-22
Publication date: 1982-10-28
Also published as: DE2911303A1

Description

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Die Erfindung betrifft den Druckbehälter für eine Druckerhöhungseinrichtung einer Trinkwasserversorgungsanlage, dessen Behälterinnenraum zwei, durch eine blasenförmige, an einem nach außen gewölbten Zwischenboden anliegende Membran getrennte Kammern aufweist, von denen eine Kammer eine ein Druckgas enthaltende Druckgaskammer und die andere Kammer eine zur Aufnahme von Druckwasser bestimmte Wasserkammer ist, wobei letztere Kammer durch den Innenraum der blasenförmig ausgebildeten Membran gebildet ist.

Derartige Druckbehälter dienen dein Ausgleich zur Überwindung der Steighöhe und der Reibung in den Rohren einer Trinkwasserversorgungsanlage, Um den Innenraum des Druckbehälters vor Korrosion zu schützen, ist der Wasserraum als eine Membran in Form einer flexiblen Wasserblase ausgebildet. Diese Membran — wie sie beispielsweise in der DEAS 21 11 488 beschrieben ist — nimmt Ausdehnungswasser auf und speist es bei Bedarf nach. Der übrige Innenraum des Druckbehälters ist mit einem inerten Druckgas — üblicherweise Stickstoff — gefüllt, welches über die Membran einen bestimmten Druck auf das Wasser der Trinkwasserversorgungsanlage ausübt.

Die Lebensdauer einer solchen Membran ist begrenzt, und es kann trotz turnusmäßiger Überwachung zu Undichtigkeiten und damit zur Ansammlung von Leckwasser in dem 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 Druckerhöhungseinrichtung beeinträchtigt wird, oder daß die Undichtigkeit der Membran von außen an dem Druckbehälter bemerkt werden würde. In der Regel können die durch diese Leckwasseransammlungen entstandenen Korrosionsschäden erst bei der nächsten oder übernächsten Besichtigung des Innenraumes bemerkt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Druckbehälter dahingehend zu verbesser, daß die Membran leicht zu kontrollieren ist und das Auftreten von Leckwasser in dem Druckbehälter von außen und ohne großen Aufwand festgestellt werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß der Druckbehälter mit einer Leckwassersamnielstelle versehen ist and in dieser Leckwassersammelstelle ein Schauglas eingesetzt ist.

Bei einer Ausfühirungsform ist es vorgesehen, daß die Leckwassersammelstelle in Höhe des Überganges 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 Rohrstutzen besteht und der Rohrstutzen an der Übergangsstelle zwischen der Membran und der Druckgaskammer angesetzt ist. Durch diese Maßnahmen wird ein Druckbehälter geschaffen, bei dem das Auftreten von Leckwasser von außen beobachtet werden kann.

Da eine ständige Beobachtung der Leckwassersammelstelle nicht erwartet werden kann, besteht bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung eine zusätzliche Aufgabe darin, daß einmal aufgetretene Leckwasser an einer bestimmten, vom Füllstand der Membran unabhängigen Stelle zu sammeln und ein Zurückfließen in den unmittelbaren Bereich der Membran zu verhindern.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß in dem Behälterinnenraum zwischen dem Druckgasraum und dem Wasserraum bzw. der Membran eine durch den gewölbten Zwischenboden gebildete Rinne vorgesehen ist, die eine Leckwassersammelstelle darstellt. Durch diese Maßnahme wird eine Leckwassersammelstelle geschaffen, in die das Leckwasser durch die sich ausdehnende Membran hineingedrückt wird. Bei teilweiser Entleerung des Wasserraumes kann nun das Leckwasser nicht mehr der Membran folgen und bleibt durch das Schauglas sichtbar in der als Rinne ausgebildeten Leckwassersammelstelle stehen.

Bei einer anderen Ausführungsfrom ist es vorgesehen, daß der Zwischenboden mit mindestens einer freien Durchtrittsöffnung versehen ist, in die eine Verlängerung in Form eines EdelstahlRohres eingesetzt ist. Durch diese Maßnahmen wird ein Druckbehälter

geschaffen, bei dem die Ansammlung von Leckwasser von außen durch das Schauglas beobachtet und wahrgenommen werden kann. Dadurch kann auch außerhalb der turnusmäßigen Innenbesichtigungen, die mit einem erheblichen Aufwand verbunden sind, eine ständige Kontrolle der Membran auf Dichtigkeit durchgeführt werden. Ein evtl. Schaden an der Membran kann sogleich festgestellt und die beschädigte Membran ausgetauscht werden, ehe nennenswerte Korrosion an dem Druckbehälter aufgetreten ist. Die Betriebssicherheit und die Lebensdauer eines derartigen Druckbehälters kann dadurch erheblich gesteigert werden.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispieien dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben; die Figuren zeigen im einzelnen

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Druckbehälter als Sta.idgefäß;

Fig.2 einen erfindungsgemäßen Druckbehälter in liegender Ausführung mit mehrfach gelochtem Zwischenboden;

Fig. 3 die Seitenansicht eines Druckbehälters nach F i g. 2, geschnitten, mit Blickrichtung auf den gelochten Zwischenboden;

Fig.4 einen erfindungsgemäßen Druckbehälter als Standgefäß mit kunststoffbeschichteter Membrankammer und LeckwasserRücklaufsicherung;

Fig. 5 die Detaildarstellung des Schauglases in einer Leckwassersammelstelle.

Der in F i g. 1 dargestellte Druckbehälter 1 besteht aus einem zylindrischen Mittelteil 10, einem oberen Klöpperboden 5 und einem unteren Klöpperboden 4. Diese drei Teile sind üblicherweise aus Stahlblech gefertigt und druckdicht miteinander verschweißt. In einem Teil des Druckbehälter 1 ist eine Membran 2 in Form einer 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. Der Druckbehälter 1 ist als Standgefäß ausgebildet, welches auf Standbeinen 7 auf dem Boden 8 des Heizungsraumes steht. 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 Entwässerung des Behällerinnenraumes 22. Der Behälterinnenraum 22 wird von der Membran 2 in einen Wasserraum 21 und eine Druckgaskammer 32 unterteilt; der Druck in der Druckgaskammer 32 wird mit einem Manometer 18 überwacht. Die Membran ? nimmt bei der dargestellten Ausführungsform den unteren Teil des Behälterinnenraumes 22 ein und ist gegenüber der Druckgaskammer 32 mit einem gelochten Zwischenboden 23 abgestützt. Der Zwischenboden 23 weist mehrere Durchtrittsöffnungen 31 zum freien Durchtritt des Druckgases auf und stellt quasi die Oberkante der Membran 2 dar. In der Höhe der Oberkante 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 verläuft in seiner Fläche etwa parallel

zu der Fläche des oberen Klöpperbodens 5; in eben derselben Form verläuft die Oberkante der Membran 2, wenn sie ganz gefüllt ist und an dem Zwischenboden 23 anliegt. Durch 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. Be; gefülltem Wasserraum 21 liegt die Membran 2 innen dicht 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 mit 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.

Eine Ausführungsform mit liegendem Druckbehälter

1 zeigen die F i g. 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 abgestützt 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 tangential zu der Unterkante 29 des Druckbehälters 1 angeschweißt und mit dem Behälterinnenraum 22 durch eine Öffnung 33 verbunden ist. In die äußere Öffnung des Rohrstutzens 28, die zugleich eine Beobachtungsöffnung 15 darstellt, ist ein Schauglas 9 druckdicht eingesetzt. Der Rohrstutzen 28 ist vorzugsweise an der durch die hier vertikal verlaufende Rinne 27 gebildeten Übergangsstelle zwischen der Membran 2 und der Druckgaskammer 32 angeordnet. Dadurch können auch kleine Mengen von auftretendem Leckwasser sofort bemerkt werden, 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 Fall ist die Leckwassersammelstelle 3 an dieser Stelle in dem jeweils niedriger liegenden Klöpperboden 4 bzw. 5 vorgesehen, wie dies links in der F i g. 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.

Bei der in F i g. 4 dargestellten Ausführungsform ist mittels eines geschlossenen Zwischenbodens 23 eine Membrankammer 40 von dem übrigen Behälterinnenraum abgeteilt. Die Innenwandung der Membrankammer 40 ist mit einer korrosionsbeständigen Schicht,

vorzugsweise eine Kunststoffbeschichtung 34, versehen. Der Zwischenboden 23 weist hier nur eine Durchtrittsöffnung 31 auf, durch die das Druckgas — üblicherweise Stickstoff — freien Zugang von der Druckgaskammer o2 zu der Membrankammer 40 hat, so daß es ungehindert auf die Membran 2 wirken kann und im gesamten Behälterinnenraum 22 der gleiche Druck herrscht.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die

Durchtrittsöffnung 31 zentrisch in dem Zwischenboden 23 vorgesehen, ebenso kann auch eine andere Lage gewählt werden. In die Durchtrittsöffnung 31 ist ein Rohr 39 eingesetzt, das in die Druckgaskammer 32 hineinragt und diese fast ganz durchquert. Die Oberkante 44 des Rohres 39 liegt hoch gegenüber dem Niveau der Membran 2; bei dem anhand eines Standgefäßes gezeigten Ausführungsbeispiel liegt die Oberkante 44 in der Nähe des oberen Klöpperbodens 5 des Druckbehälters 1. Das Rohr 39 dient als Rücklaufsicherung für das möglicherweise ausgetretene Leckwasser. Ausgetretenes Leckwasser wird bei hohem Füllstand der Membran 2 durch die Durchtrittsöffnung 31 in das Rohr 39 gedrückt und sammelt sich oberhalb des Zwischenbodens 23 zunächst in der Rinne 27; es ist dabei in der Leckwassersammelstelle 3 vor dem Schauglas 9 sichtbar. Bei verringertem 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 verhindert, daß das einmal in die Druckgaskammer 32 eingetretene Leckwasser in die Membrankammer 40 zurückläuft. Dadurch wird einmal erreicht, daß das Leckwasser vor dem Schauglas 9 stehen und über eine unbegrenzte Zeit sichtbar bleibt, eine ständige Beobachtung ist so entbehrlich. Zum anderen verschmutzt das in die Druckgaskammer 32 eingetretene Leckwasser sehr schnell durch Rosten an der ungeschützten Behälterwandung 11. Das hochliegende Niveau der Oberkante 44 verhindert, daß 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 liegendem Gefäß — wie eines in F i g. 2 dargestellt ist — ist es vorgesehen, ein gekrümmtes Rohr einzusetzen, wobei dessen Oberkante 44 hoch gegenüber dem Niveau des Behälterboden 30 liegt. Das Rohr 39 ist aus einem korrosionsbeständigen Material, vorzugsweise aus Edelstahl; bei einer anderen Ausführungsform ist es aus Kunststoff, Gummi oder einem vergleichbaren Elastomer.

Bei dem in F i g. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Rohr 39 mittels eines kartenförmig ausgebildeten Siebes 36 an der Unterseite des Zwischenbodens 23 abgestützt und mit einem Bolzen 37 an einem Einlegeblech 38 gehalten. Das Einlegeblech 38 ist in die untere Öffnung des Rohres 39 eingelegt und mit Löchern 43 für den freien Durchtritt des Druckgases und des Leckwassers versehen. Es ist fest mit dem Rohr 39 verbunden, ebenso 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 38 sind vorzugsweise ebenfalls aus einem korrosionsbeständigen Werkstoff, so daß sich kein korrosionsförderndes elektrisches Potential aufbauen kann.

Die Druckgaskammer 32 des Druckbehälters 1 ist durch eine Besichtigungsöffnung 24 zugänglich; diese ist mittels einer Dichtung 42 und eines Deckels 41 druckdicht verschließbar.

Ein Schauglas 9, wie es zum Einbau in die Leckwassersammelstelle 3 geeignet ist, zeigt die F i g. 5. Das Schauglas 9 besteht aus einer kreisrunden Glasplatte aus NatronKalkGlas, welches für Betriebsdrücke bis ca. 15 atm bei einer Betriebstemperatur bis ca. 150⁰C geeignet ist. Für höhere Betriebstemperaturen, d. h., bis ca. 300⁰C ist Borosilikatglas vorgesehen. Die Dicke des Schauglases 9 ist von dem Durchmesser der Beobachtungsöffnung 15 abhängig; sie beträgt ca. 10—30 mm. Das Schauglas 9 ist mit einer inneren Dichtung 12 gegenüber der Behälterwandung 11 — bzw. dem äußeren Rand des Rohrstutzens 28 — und mit einer äußeren Dichtung 13 gegenüber einem Dichtungsflansch 14 abgedichtet. Der Dichtungsflansch 14 ist mit Bohrungen 16 versehen, durch die Schraubbolzen 17 geführt werden. Der Dichtungsflansch 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 28 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.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Druckbehälter für eine Druckerhöhungseinrichtung einer Trinkwasserversorgungsanlage, dessen Behälterinnenraum zwei, durch eine blasenförmige, an einem nach außen gewölbten Zwischenboden anliegende Membran getrennte Kammern aufweist, von denen eine Kammer eine ein Druckgas enthaltende Druckgaskammer und die andere Kammer eine zur Aufnahme von Druckwasser bestimmte Wasserkammer ist, wobei letztere Kammer durch den Innenraum der blasenförmig ausgebildeten Membran gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbehälter (1) mit einer Leckwassersammelstelle (3) versehen ist und in diese Leckwassersammelstelle (3) ein Schauglas (9) eingesetzt ist.

2. Druckbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leckwassersammelstelle (3)

in Höhe des Überganges zwischen der Membram (2) und der Druckgaskammer (32) angeordnet ist.

3. Druckbehälter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leckwassersammelstelle (3) in Form einer Beobachtungsöffnung (15) in der Behälterwandung (11) ausgebildet ist.

4. Druckbehälter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leckwassersammelstelle (3) aus einem tangential zum Druckbehälter (1) angesetzten Rohrstutzen (28) besteht und der Rohrstutzen (28) an der Übergangsstelle zwischen der Membran (2) und der Druckgaskammer (32) angesetzt ist.

5. Druckbehälter nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Behälterinnenraum (22) zwischen dem Druckgasraum (32) und dem Wasserraum (21) bzw. der Membran (2) eine durch den gewölbten Zwischenboden (23) gebildete Rinne (27) vorgesehen ist, die eine Leckwassersammelstelle (3) darstellt.

6. Druckbehälter nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenboden (23) mit mindestens einer freien Durchtrittsöffnung (31) versehen ist, in die eine Verlängerung in Form eines EdelstahlRohres (39) eingesetzt ist.