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Die Erfindung betrifft ein Durchflusselement für ein Ausdehnungsgefäß entsprechend
dem Oberbegriff des Anspruchs 1
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Ein Durchflusselement dieses Typs
ist beispielsweise aus der
DE
296 21353-U bekannt. Wenn das Durchflusselement in dem
Verbindungsdurchgang angebracht ist, bildet es mindestens zwei Passagen
in dem Verbindungsdurchgang des Erweiterungsgefäßes. Mit Hilfe eines konventionellen
Anschlussstücks
ist ein Durchflussausdehnungsgefäß, das auf
diese Weise ausgebildet ist, mit einer Leitung eines Wasserzufuhrsystems
verbunden. Das Durchflusselement ragt durch einen Verbindungssockel des
Verbindungsstücks
hindurch, wobei ein Ende des Durchflusselements sich insgesamt in
den Strömungsdurchgangsweg
in dem Wasserzufuhrsystem erstreckt. Eine Einlassöffnung und
eine Auslassöffnung
sind in dem entsprechenden Ende angeordnet, wobei diese Öffnungen
an gegenüberliegenden
Seiten des Endes des Durchflusselements angeordnet sind, wobei deren
Achsen im Wesentlichen parallel zur Mittelachse der Strömungsdurchgangsöffnung sind.
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Ein Nachteil des bekannten Durchflusselements
besteht darin, dass es äußerst komplex
und damit teuer in der Herstellung ist.
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Ein weiterer Nachteil des bekannten
Durchflusselements besteht darin, dass es in einer vorbestimmten
Orientierung in dem Verbindungsstück so zu positionieren ist,
dass es die geeignete Orientierung in der Strömungsdurchgangsöffnung des
Wasserzuführsystems
aufweist.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
besteht darin, ein Durchflusselement bereitzustellen, das die zuvor
genannten Nachteile nicht aufweist.
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Diese Aufgabe wird mittels des Durchflusselements
gemäß dem Anspruch
1 gelöst.
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Das erfindungsgemäße Durchflusselement ist relativ
einfach und daher kostengünstig.
Die Orientierung des Strömungsführungselements
kann unabhängig
von der Orientierung des zugrunde liegenden Bauteils vorgenommen
werden.
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Die Erfindung betrifft ferner ein
Ausdehnungsgefäß, das mit
einem Durchflusselement gemäß der Erfindung
versehen ist.
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Die Erfindung wird in der folgenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
eines Durchflusselements gemäß der vorliegenden
Erfindung mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen erläutert; es
zeigen:
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1 eine
Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Durchflusselements;
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2 eine
Querschnittsansicht des in 1 dargestellten
Durchflusselements, das in einem Verbindungsnippel eines Ausdehnungsgefäßes angeordnet
ist, das mit einem Wasserzufuhrsystem verbunden ist;
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3 eine
Querschnittsansicht eines Durchflusselements, das von außen in ein
Ausdehnungsgefäß eingepasst
werden kann;
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4 eine
Querschnittsansicht eines Durchflusselements ohne Innenhülse; und
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5 eine
Draufsicht eines Durchflusselements mit einem V-förmigen Richtungselement.
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Das Durchflusselement 1,
das in 1 dargestellt
ist, umfasst ein Basisteil 1a mit einer zylindrischen Hülse 4 ,
die vorzugsweise einen kreisförmigen
Querschnitt aufweist. Ein Ende der zylindrischen Hülse 4 besitzt
eine Flanschrand 5, mit dessen Hilfe das Basisteil 1a gegen
eine innere Oberfläche
eines Erweiterungsgefäßes 3 drücken kann
(vergleiche 2). Das
Ende der zylindrischen Hülse 4,
das mit dem Flanschende 5 versehen ist, bildet ein erstes Verbindungsende
des Durchflusselements 1, mit dessen Hilfe das Durchflusselement 1 mit
einem flüssigkeitshaltenden
Raum des Ausdehnungsgefäßes 3,
in das das Durchflusselement 1 eingebaut ist, in Verbindung
gebracht werden kann. Das gegenüberliegende
Ende des Durchflusselements 1 bildet ein zweites Verbindungsende,
mit dem das Durchflusselement 1 mit einer Strömungsdurchgangsöffnung eines
Wasserzufuhrsystems in Verbindung gebracht werden kann.
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Der äußere Rand der zylindrischen
Hülse 4 entspricht
im Wesentlichen dem inneren Rand des betrachteten Ausdehnungsgefäßes 3,
wobei der Verbindungsnippel 2 eine Verbindungsdurchgangsöffnung des
Ausdehnungsgefäßes 3 definiert.
Die zylindrische Hülse 4 kann
in den Verbindungsnippel 2 eingepasst sein und eine Reibung
zwischen einer inneren Oberfläche
des Verbindungsnippels 2 und einer äußeren Oberfläche der
zylindrischen Hülse 4 vermittelt
eine Kopplung zwischen der zylindrischen Hülse 4 und dem Verbindungsnippel 2.
Die Kopplung kann stärker
gemacht werden, indem elastisch deformierbare Klemmränder an
dem äußeren Rand
der zylindrischen Hülse 4 angeordnet
werden, so dass die zylindrische Hülse 4 unbeweglich
an dem Verbindungsnippel mittels Einpassen durch Druck befestigt werden
kann. Die zylindrische Hülse 4 erstreckt
sich vorzugsweise von der inneren Oberfläche des Ausdehnungsgefäßes 3 zu
einem äußeren Rand
des Verbindungsnippels 2.
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Das Basisteil 1a umfasst
ferner eine innere Hülse 7,
die vorzugsweise konzentrisch zu der zylindrischen Hülse 4 angeordnet
ist. Abstandselemente 6 stellen sicher, dass die innere
Hülse 7 konzentrisch zu
der zylindrischen Hülse 4 positioniert
ist.
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Der Raumbereich innerhalb der inneren
Hülse 4 bildet
zumindest einen Teil einer ersten Durchflussdurchgangsöffnung 30,
und der Raumbereich zwischen der zylindrischen Hülse 4 und der inneren Hülse 7 bildet
eine zweite Durchflussdurchgangsöffnung 40.
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Die innere Hülse 7 erstreckt sich
vorzugsweise von dem ersten Verbindungsende des Durchflusselements 1 zu
der Ebene des äußeren Randes
des Verbindungsnippels 2.
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Ein vorzugsweise röhrenförmiges Strömungsführungselement 14 ist
in der inneren Hülse 7 angeordnet.
In der bevorzugten Ausführungsform des
Durchflusselements gemäß der vorliegenden
Erfindung, die hier dargestellt ist, ist das Strömungsführungselement 14 drehbar
in der inneren Hülse 7 angeordnet.
Die innere Hülse 7 besitzt
einen Innendurchmesser, der abgestuft ist, so dass ein Stopelement 19 gebildet
wird, das die maximale Tiefe für
das Strömungsführungselement 14 definiert,
in der dieses in der inneren Hülse 7 anzuordnen
ist. Um ein Herausgleiten des Strömungsführungselements 14 aus
der inneren Hülse 7 zu
verhindern, ist eine Ringrippe 15 an dem äußeren Rand
des Strömungsführungselements 14 in
der Nähe
jenes Endes des Strömungsführungselements 14 vorgesehen,
das in die innere Hülse 7 eingeschoben
ist. Eine entsprechende Rille 16, die mit der Rippe 15 zusammenwirkt,
um das Strömungsführungselement 14 in
der inneren Hülse 7 zu
verriegeln, ist an der Innenwand der inneren Hülse 7 angeordnet.
Die Abmessungen der Rippe 15 und der Rille 16 lassen
eine Drehbewegung des Strömungsführungselements 14 zu.
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Offensichtlich kann die Rippe 15 auch
an der Innenwand der inneren Hülse 7 vorgesehen
sein, wobei die zugeordnete Rille 16 an dem äußeren Bereich des
Strömungsführungselements 14 vorgesehen
ist.
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Um eine elastische Deformierung des
Strömungsführungselements 14 zu
ermöglichen,
wenn dieses in der inneren Hülse 7 angeordnet
ist, kann das Strömungsführungselement 14 einen
Einschnitt aufweisen, der sich von dem Ende, das in die innere Hülse 7 eingeschoben
ist, über
eine vorbestimmte Strecke in Längsrichtung
des Strömungsführungselements 14 erstreckt.
Das Strömungsführungselement 14 ist
von der Seite des zweiten Verbindungsendes des Durchflusselements 1 in
die innere Hülse 7 eingepasst.
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Vorzugsweise sind zwei oder mehr
Rillen 16 in der Innenwand der inneren Hülse 7 ausgebildet. Auf
diese Weise ist es möglich,
den Abstand anzupassen, mit welchem sich das Strömungsführungselement 14 außerhalb
des Basisteils 1a zu einem Verbindungselement erstreckt,
das zur Verbindung des Ausdehnungsgefäßes, in der das Durchflusselement 1 vorgesehen
ist, mit dem Wasserzufuhrsystem verwendet ist. Das freie Ende des
Strömungsführungselements 14 ist
von dem Basisteil 1a beabstandet. An dem freien Ende ist
eine Einlassöffnung 8 am
Rand des röhrenförmigen Strömungsführungselements 14 angeordnet.
An dem freien Ende besitzt das Strömungsführungselement 14 eine
gebogene Endwand, die ebenso einen Teil des Randes der Einlassöffnung 8 definiert
(siehe 1). Die Einlassöffnung ermöglicht es,
dass Wasser in das Strömungsführungselement 14 einströmt, wobei
die Richtung der Strömung beim
Strömen
des Wasser einen Winkel mit der Mittelachse des Strömungsführungselements 14 bildet. Das
freie Ende des Strömungsführungselements 14 ist
so geformt, dass eine Flüssigkeit,
die durch die Einlassöffnung 8 nach
innen strömt,
mindestens während
des Betriebs zu dem ersten Verbindungsende des Durchflusselements 1 über die
erste Durchflussdurchgangsöffnung 30 strömt.
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Wenn ein Ausdehnungsgefäß, das mit
einem erfindungsgemäßen Durchflusselement 1 versehen ist,
in einem Wasserzufuhrsystem verwendet wird, ist das Ausdehnungsgefäß mit dem
Wasserzufuhrsystem so verbunden, dass das erste Verbindungsende des
Durchflusselements 1 mit einer Strömungsdurchgangsöffnung in
dem Wasserzufuhrsystem in Verbindung steht. Das Strömungsführungselement 14 steht soweit über das
Basisteil 1a hinaus, dass das freie Ende, das die Einlassöffnung 8 aufweist,
in der betrachteten Strömungsdurchgangsöffnung angeordnet
ist, derart, dass die Auslassöffnung
selbst in Richtung stromaufwärts
einer Strömung
zeigen kann, die in der Strömungsdurchgangsöffnung zumindest
während
des Betriebs vorhanden ist.
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2 zeigt
einen Teil des Ausdehnungsgefäßes 3 (im
Querschnitt), in dem ein Durchflusselement 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung vorgesehen ist. Während
des Zusammenbaus des Ausdehnungsgefäßes 3 wird das Basisteil 1a in
den Verbindungsnippel 2 des Ausdehnungsgefäßes 3 soweit
hineingedrückt,
dass der Flanschrand 5 gegen die Innenwand des Ausdehnungsgefäßes 3 drückt.
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Der Verbindungsnippel 2 ist
mit einem äußeren Schraubenkopf
versehen, so dass das Ausdehnungsgefäß 3 in ein geeignetes
Verbindungsmittel eines Wasserzufuhrsystems eingeschraubt werden kann.
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Das in 2 gezeigte
Ausdehnungsgefäß ist mit
dem Wasserzufuhrsystem mittels eines konventionellen T-Stücks 9 verbunden.
Das T-Stück 9 besitzt
eine erste Verbindungshülse 10 und
eine zweite Verbindungshülse 11,
die koaxial angeordnet sind und zwischen denen eine Hauptströmungsdurchgangsöffnung 50 gebildet
ist. Das T-Stück 9 besitzt
ferner einen Verbindungssockel 12, dessen Mittelachse vorzugsweise
senkrecht zu der gemeinsamen Mittelachse der ersten Verbindungshülse 10 und der
zweiten Verbindungshülse 11 angeordnet
ist. Ferner ist der Verbindungssockel 12 mit einem inneren
Gewinde versehen, mit dem das T-Stück 9 auf den Verbindungsnippel 2 des
Ausdehnungsgefäßes 3 aufgeschraubt
werden kann, das mit einem äußeren Gewinde
versehen ist.
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Wenn das T-Stück 9 auf den Verbindungsnippel 2 aufgeschraubt
ist, ist das freie Ende des Strömungsführungselements 14,
das die Einlassöffnung 8 aufweist,
zwischen der ersten Verbindungshülse 10 und
der zweiten Verbindungshülse 11 in
der Hauptströmungsdurchgangsöffnung 50 angeordnet. Das
freie Ende des Strömungsführungselements 14 ist
vorzugsweise im Wesentlichen auf der Höhe der gemeinsamen Mittelachse
der ersten Verbindungshülse 10 und
der zweiten Verbindungshülse 11 positioniert.
In der in 2 gezeigten
Position zeigt die Einlassöffnung 8 in
Richtung der ersten Verbindungshülse 10.
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Wenn Wasser von der ersten Verbindungshülse 10 über die
Hauptströmungsdurchgangsöffnung 50 in
Richtung der zweiten Verbindungshülse 11 strömt, wird
mindestens ein Teil des Wassers durch die Einlassöffnung 8 in
das Strömungsführungselement 14 strömen und
wird in Richtung des Ausdehnungsgefäßes 3 abgelenkt. Um
diese Wirkung zu erreichen, besitzt eine Oberfläche, die durch den Rand der
Einlassöffnung 8 definiert
ist, eine hervorstehende Fläche,
die in einer Ebene liegt, die senkrecht zur Mittelachse der Strömungsdurchgangsöffnung 50 steht.
Der axiale Druck bewirkt einen Druckanstieg in der ersten Durchflussdurchgangsöffnung 30,
während
in der Stromabwärtsrichtung
der Hauptströmung
durch das T-Stück 9 der Druck
des Wassers in Bezug auf das Strömungsführungselement 14 reduziert
wird. Dies führt
zu einer Strömung
von der ersten Durchflussdurchgangsöffnung 30 über eine
axiale Öffnung 17 in
der inneren Hülse 7 an
dem ersten Verbindungsende des Durchflusselements 1 durch
die zweite Durchflussdurchgangsöffnung 40 zu
der Hauptströmungsdurchgangsöffnung 50.
Auf Höhe
des Flanschrandes 5 strömt
das aus der axialen Öffnung 17 herausfließende Wasser
radial nach außen
und dann über
die zweite Durchflussdurchgangsöffnung 40 in
Richtung der Strömungsdurchgangsöffnung 50
zurück.
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Um sicherzustellen, dass das Strömungsführungselement 14 richtig
positioniert ist, wobei die Einlassöffnung 8 stromaufwärts zeigt,
ist ein lenkendes bzw. Richtungselement 18 an der äußeren Oberfläche des
Strömungsführungselements 14 in
der Nähe des
freien Ende vorgesehen. Wenn Wasser an dem Richtungselement 18 vorbeiströmt, übt das Wasser eine
Kraft auf das Richtungselement 18 aus, die in Strömungsrichtung
gerichtet ist. Wenn die Oberfläche
des Richtungselements 18 einen Winkel mit der Strömungsrichtung
d es fließenden
Wasser bildet, bewirkt die Kraft, die das Wasser auf das Richtungselement 18 ausübt, ein
Kraftmoment, mit der Folge, dass das Strömungsführungselement 14 sich
dreht, bis die Oberfläche
des Richtungselements 18 im Wesentlichen mit der Strömungsrichtung übereinstimmt. Das
Richtungselement 18 fungiert daher als eine Strömungsfahne.
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Das Ausdehnungsgefäß 3 mit
dem erfindungsgemäßen Durchflusselement 1 ist
für ein
beliebiges System aus Leitungen geeignet, das einen Verbindungssockel 12 mit
Abmessungen aufweist, die den Abmessungen des Verbindungsnippels 2 des Ausdehnungsgefäßes 3 entsprechen.
Der Verbindungssockel 12 kann ebenso beispielsweise direkt an
eine Leitung in dem System aus Leitungen angeschweißt sein.
Des weiteren kann das Ausdehnungsgefäß 3 offensichtlich
mit dem System aus Leitungen auf andere Weisen, beispielsweise mittels
einer Mutter verbunden sein.
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Die zylindrische Hülse 4 und
die innere Hülse 7 sind
in der in den 1 und 2 dargestellten bevorzugten
Ausführungsform
konzentrisch angeordnet. Die innere Hülse 7 ist in der zylindrischen
Hülse 4 mittels
vier Abstandselementen 6 angeordnet. Die Anzahl der Abstandselemente
ist vorzugsweise drei oder mehr, so dass die innere Hülse 7 in
der zylindrischen Hülse 4 in
einer stabilen, schwingungsarmen Art angeordnet ist. Vorzugsweise
bilden die zylindrische Hülse 4,
die Abstandselemente 6 und die innere Hülse 7 eine einzelne
Einheit.
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3 und 4 zeigen zwei Varianten des Durchflusselements 1,
das in dem Verbindungsnippel 2 des Ausdehnungsgefäßes 3 vorgesehen
werden kann, wenn dieses nicht bereits während des Zusammenbaus mit
dem Durchflusselement versehen worden ist.
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Das in 3 gezeigte
Durchflusselement 1 entspricht dem in 2 gezeigten Durchflusselement 1 mit
der Ausnahme, dass der Flanschrand 5 von dem Basisteil 1a entfernt
worden ist und das Basisteil 1a mit einem Flansch 21 auf
der Seite des zweiten Verbindungsendes des Durchflusselements 1 versehen
ist. Wenn das Basisteil 1a in dem Verbindungsnippel 2 montiert
ist, drückt
der Flansch 21 gegen den äußeren Rand des Verbindungsnippels 2. Wenn
ein geeignetes Material ausgewählt
wird, kann der Flansch 21 als ein Dichtring zwischen dem
Verbindungsnippel 2 und dem Verbindungssockel 12 verwendet
werden.
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In dem in 4 dargestellten Durchflusselement 1 wird
auf die innere Hülse 7 verzichtet
und Rillen 16 sind in den Abstandselementen 6 angeordnet, wobei
in den Rillen die Rippe 15 des Strömungsführungselements 14 positioniert
werden kann. In diesem Falle erstreckt sich das Strömungsführungselement 14 zumindest
soweit wie das erste Verbindungsende des Durchflusselements 1.
Bei Bedarf können Öffnungen
in diesem Ende des Strömungsführungselements 14,
das in der Nähe
des ersten Verbindungsendes angeordnet ist, ausgebildet sein, wobei
durch diese Öffnungen
Wasser in der radialen Richtung strömen kann.
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5 zeigt
das in 1 gezeigte Durchflusselement 1 mit
einem V-förmigen
Richtungselement 18, das auf dem Strömungsführungselement 14 vorgesehen
ist. Folglich dreht sich das Strömungsführungselement 14 schneller
in die richtige Position. Ferner bewirkt das V-förmige Richtungselement 18 stromabwärts eine
Turbulenz in dem Wasser, woraus ein größerer Unterschied zwischen
dem Druck in der ersten Durchflussdurchgangsöffnung 30 und dem Druck
in der Hauptströmungsdurchgangsöffnung 50 stromabwärts von
dem Strömungsführungselement 14 hervorgerufen
wird. Dies übt
eine vorteilhafte Wirkung auf die Strömung durch das Ausdehnungsgefäß 3 aus.
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Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Durchflusselement
aus einem Material hergestellt, das einfach zu bearbeiten ist, etwa
ein Plastikmaterial. Offensichtlich kann das Durchflusselement auch aus
einem anderen Material hergestellt werden, das für die Anwendung in einem Wasserzufuhrsystem geeignet
ist, etwa rostfreier Stahl oder Messing.
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Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen
sind als nicht beschränkende
Beispiele aufgeführt.
Dem Fachmann ist klar, dass diverse Änderungen und Modifikationen
an den beispielhaften Ausführungsformen
durchgeführt
werden können,
ohne vom Schutzbereich der Erfindung, wie sie in den angefügten Patentansprüchen definiert
ist, abzuweichen.
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Beispielsweise ist es möglich, das
Basisteil 1a durch einen Dichtring mit Abstandselementen,
in der das Strömungsführungselement 14 drehbar
angeordnet werden kann, zu ersetzen. Ein Durchflusselement 1 dieser
Art kann in einem Ausdehnungsgefäß eingesetzt
werden, das bereits zusammengebaut ist.
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Ferner können die erste Durchflussdurchgangsöffnung 30 und
die zweite Durchflussdurchgangsöffnung 40 in
Bezug zueinander exzentrisch sein.
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Des weiteren kann das Basisteil 1a einen festen
Teil mit einem ersten Loch aufweisen, in das das Strömungsführungselement 14 eingeführt werden
kann und kann mehrere gebohrte Löcher
mit kleinerem Durchmesser als der Durchmesser des ersten Loches
aufweisen, um ein durch das erste Loch strömende Wasser zurückströmen zu lassen.
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In einer weiteren Ausführungsform
sind die Einlassöffnung 8 und
das Richtungselement 18 in oder auf einem separaten Element
angeordnet, das drehbar über
einer axialen Öffnung
an dem freien Ende des Strömungsführungselements 14 positioniert
ist.
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Das Strömungsführungselement 14 kann
auf der Seite der Einlassöffnung 8 mit
einem hervorragenden Rand versehen sein, der senkrecht zu dem äußeren Rand
steht und einen Teil der zweiten Durchflussdurchgangsöffnung 40 abschließt.