EP1876395A1 - Membrandruckausdehnungsgefäss - Google Patents

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EP1876395A1
EP1876395A1 EP06014190A EP06014190A EP1876395A1 EP 1876395 A1 EP1876395 A1 EP 1876395A1 EP 06014190 A EP06014190 A EP 06014190A EP 06014190 A EP06014190 A EP 06014190A EP 1876395 A1 EP1876395 A1 EP 1876395A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
membrane
expansion vessel
diaphragm
vessel according
layer
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06014190A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Winkelmann Heinrich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Winkelmann Sp Z Oo
Original Assignee
Winkelmann Sp Z Oo
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Winkelmann Sp Z Oo filed Critical Winkelmann Sp Z Oo
Priority to EP06014190A priority Critical patent/EP1876395A1/de
Priority to DE200620015642 priority patent/DE202006015642U1/de
Publication of EP1876395A1 publication Critical patent/EP1876395A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00—Hot-water central heating systems
    • F24D3/10—Feed-line arrangements, e.g. providing for heat-accumulator tanks, expansion tanks ; Hydraulic components of a central heating system
    • F24D3/1008—Feed-line arrangements, e.g. providing for heat-accumulator tanks, expansion tanks ; Hydraulic components of a central heating system expansion tanks
    • F24D3/1016—Tanks having a bladder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00—Hot-water central heating systems
    • F24D3/10—Feed-line arrangements, e.g. providing for heat-accumulator tanks, expansion tanks ; Hydraulic components of a central heating system
    • F24D3/1008—Feed-line arrangements, e.g. providing for heat-accumulator tanks, expansion tanks ; Hydraulic components of a central heating system expansion tanks

Definitions

  • the invention relates to a membrane expansion vessel for connection to a conduit network with two vessel halves, which are pressure-tight and fluid-tightly interconnected in a circumferential connection region, wherein the vessel interior formed by the two vessel halves is separated from a membrane into a water space and a gas space, wherein the water space is connectable via a connecting piece with the mains network.
  • Such expansion vessels with membranes are used to accommodate changes in volume, for example, by pressure-dependent switching on and off of pumps, by pressure shock absorbers or temperature-related in closed fluid circuits that occur in water supply systems or heating circuits.
  • expansion vessel Essentially two different types are distinguished, namely vessels with two vessel halves and a flat or half-shell-shaped membrane, and one or two-part vessels with a bubble-shaped membrane which is inserted with its opening edge into the water connection of the expansion vessel and form the water space.
  • a major disadvantage of these long-proven expansion vessels is especially that in membranes made of an elastomeric material, especially over a long period of time, a certain permeation effect can not be avoided, so that penetrate from the gas space gas in the water space and thus in the pipe network can, which is undesirable, especially in heating circuits. This also reduces the gas volume in the gas space, which requires maintenance, since a refilling is necessary. This is associated with the corresponding effort. Furthermore, such membranes are usually suitable only up to a temperature in the order of up to 70 ° C, at higher water temperatures, they ensure no separation function.
  • the object of the invention is to further develop a generic membrane expansion vessel so that a permeation of gas from the gas space into the water space is reliably avoided without thereby significantly increasing the manufacturing and assembly costs.
  • a membrane expansion vessel of the type described above in that the membrane consists of a composite material at least two-layered with a first layer of an elastomeric material and a second layer of a metal foil connected to the first layer.
  • the second layer of a metal foil serves as a diffusion barrier, whereby gas permeation through the membrane is excluded.
  • gas from the gas space can not penetrate into the pipe network, a subsequent refilling and a gas filling valve are therefore unnecessary, the corresponding maintenance costs are eliminated.
  • any gas or gas mixture can be used, in particular air, so that a costly nitrogen filling is omitted, which was necessary in previous expansion vessels of this type.
  • the elastomeric layer serves as a carrier layer to which, for example, by vapor deposition or coextrusion, the metallic layer is applied.
  • the metal foil can be extremely thin, without any risk of damage during filling or emptying by inflow or outflow of water from or into the pipe network, since the metal foil is disposed on the elastomeric support layer.
  • the membrane has a three-layer structure, wherein the third layer consists of an elastomeric material.
  • the metal foil is then embedded on both sides in an elastomeric layer, so that non-corrosion-resistant metals can be used.
  • the at least one elastomeric layer preferably consists of plastic in a manner known per se.
  • the metal foil is preferably an aluminum foil.
  • the membrane expansion vessel according to the invention with a membrane made of the above-described composite material is suitable for both vessel types described above.
  • the membrane is formed bubble-shaped and is connected with its opening edge to the connecting piece.
  • the membrane is formed as a flat or half-shell-shaped membrane, which is integrated with its peripheral edge in the connection region between the two vessel halves.
  • an additional sealing element between the two vessel halves is dispensable.
  • the two vessel halves are positively connected to each other in the connection area under the entrapment of the membrane edge.
  • the membrane When using a flat or half-shell-shaped membrane necessary in the operation of the expansion vessel to be able to optimally achieve volume changes, it is preferably provided that the membrane has a contour which is largely adapted to the contour of the vessel half bounding the water space. In the resting state, the membrane is then on the inner wall of the vessel half bounding the water space, the volume of the water space is thus negligible, the full internal volume of the expansion vessel is filled from the gas space, which is filled with a gas under particular overpressure, in particular air. If water enters the expansion vessel from the mains, the membrane inverts into the interior of the expansion vessel.
  • the inlet opening in the water space is arranged approximately centrally opposite to the membrane.
  • the inlet opening is an integral part of the membrane connecting the water inlet nozzle, i. the inlet opening is at the same time the open end of the connecting piece.
  • the inlet opening can be an integral part of a supply pipe arranged in the water space, which opens into the water connection piece.
  • the inlet opening is an integral part of a supply pipe arranged outside, which is connected to the vessel half bounding the water space.
  • This feed tube can be rigid or flexible. In the latter case, it may be formed by a hose.
  • a diaphragm pressure expansion vessel is generally designated 1 in FIG.
  • This membrane expansion vessel 1 is formed in the embodiments as a flat vessel and e.g. suitable for insertion in a wall-mounted spa. However, it may also have a different geometric configuration, e.g. used in conjunction with a boiler.
  • the membrane pressure expansion vessel 1 has two half-shell-shaped vessel halves 2, 3 made of metal.
  • the two vessel halves 2, 3 can basically have any desired geometric shape, e.g. also oval or angular.
  • the vessel halves 2, 3 are connected to one another in a pressure-fluid-tight and fluid-tight manner in a circumferential connection region designated generally by 4, for example corresponding to the embodiments shown in FIGS. 5 and 6, to which reference will be made in the following.
  • FIG. 2 shows a three-layered structure, namely with a first layer 6a of elastomeric material, a second layer 6b of a metal foil and a third layer 6c, again of an elastomeric material.
  • the elastomeric material is preferably a suitable plastic
  • the metal foil is preferably made of aluminum.
  • Such a membrane 6 of a two- or three-layer composite material may preferably be produced by vapor deposition of the first layer 6a with metal or coextrusion.
  • the membrane Due to the embedded or one-sided metal foil layer 6b, the membrane has a diffusion barrier layer, i. Gas can not diffuse through the metal foil layer 6b.
  • the interior of the membrane 6 forms, as usual in such membrane expansion vessels, the water chamber 7 and is connected via the water connection piece 5 with the pipe network in connection.
  • the remaining interior of the membrane expansion vessel 1 forms the gas space 8.
  • This gas space 8 is provided with a gas under a predetermined positive pressure, e.g. Air, filled.
  • a gas filling opening 9 is provided, which e.g. is closed by means of a simple plug or a gas filling valve 10.
  • FIGS. 3 and 4 show a second embodiment of a membrane expansion vessel, which differs essentially in the geometric design of the membrane.
  • the same reference numerals as in Figures 1 and 2 are related.
  • the membrane denoted here by 6 ' is formed as a flat or half-shell-shaped membrane 6' and with your Peripheral edge 13 circumferentially between the two vessel halves 2, 3 gas and pressure tight.
  • the diaphragm 6 ' like the diaphragm 6 in the embodiment according to FIG. 1, is formed from an at least two-layer composite material, ie the structure corresponds to that according to FIG. 2.
  • the membrane 6 'on a contour which is largely adapted to the half-shell-shaped contour of the vessel half 2. Furthermore, it is provided in the region opposite to the connection piece 5 or to the water inlet opening 11 in the membrane expansion vessel 1 with a central bulge 12, which favors a symmetrical evagination of the membrane 6 'in the gas space 8 when entering the water.
  • FIG. 5 shows an embodiment of the connecting region 4 of the membrane pressure expansion vessel 1 according to FIGS. 3 and 4.
  • the two vessel halves 2, 3 and the membrane 6 ' are positively connected to each other.
  • the web-like peripheral edge 2a of the vessel half 2 is extended relative to the web-like peripheral edge 3a and the web-like peripheral edge 2a engages positively, e.g. by folding or the like.
  • the web-like peripheral edge 3a under clamping of the web-like peripheral edge 13 of the membrane 6.
  • the sealing function is preferably ensured by the at least one elastomeric layer 6a of the membrane 6, without the need for an additional sealing element.
  • a support ring 14 is inserted on the inside, which serves as a support for support.
  • FIG. 6 shows an embodiment of the connection region of the membrane expansion vessel slightly modified from FIG represented, which is designated in Figure 6 with 4 '.
  • this connection region 4 ' the two vessel halves 2, 3 and the membrane 6 are also positively connected at the edge, compared to the embodiment of Figure 5, however, the web-like peripheral edges 2a' and 3a 'of the two vessel halves 2, 3 angled at 90 °, so that the connecting region 4 'is designed to be narrower than in the embodiment according to FIG. 5.
  • FIG. 7 shows a further embodiment of the connecting region of the membrane expansion vessel, which is designated by 4.
  • the web-like peripheral edges of the vessel halves 2, 3 denoted by 2a "and 3a" are integrated with the web-like peripheral edge 13 of the membrane 6 are formed or arranged such that they are positively connected without a support ring 14 by folding or the like.
  • FIG. 8 shows a further embodiment, here the connection area is designated 4 '' ', this embodiment is similar to that according to FIG. 6, however the formation of the peripheral edges 2a' '' and 3a '' 'of the vessel halves 2 and 3 is such that a positive connection by folding or the like. Also without an additional support ring is possible.
  • the inlet opening 11 is not an integral part of the here laterally arranged connection piece 5 ', but an integral part of an arranged in the water chamber 7 additional supply pipe 15, which opens into the laterally disposed connection piece 5', wherein, as shown, the supply pipe 15 and the connecting piece 5 ' may also be integrally formed.
  • the membrane expansion vessel according to FIG. 9 is shown in the water-stressed situation in analogy to FIG. 4.
  • the embodiment according to FIG. 9 is to be used in particular if, due to the installation situation of the membrane pressure expansion vessel, a central arrangement of the connecting piece 5 according to FIG. 3 is not possible.
  • FIG. 10 shows a modified embodiment of FIG. 9.
  • the supply pipe designated here by 15 ' is not arranged in the water space 7 but outside the vessel half 2 delimiting the water space 7. It is connected at the end to the inlet opening 11 which is recessed in the vessel half 2 in a pressure-tight manner.
  • This feed pipe 15 ' may be rigid. It may also be flexible and then e.g. be formed by a hose.
  • the invention is not limited to the illustrated embodiments. Further embodiments are possible without departing from the basic idea.
  • the two vessel halves 2, 3, as already mentioned also have a hemispherical shape or a similar shape.
  • the membrane 6 then has a corresponding shape.

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Abstract

Ein Membrandruckausdehnungsgefäß zum Anschließen an ein Leitungsnetz mit zwei Gefäßhälften, die in einem umfänglichen Verbindungsbereich druck- und fluiddicht miteinander verbunden sind, wobei der von den beiden Gefäßhälften gebildete Gefäßinnenraum von einer Membran in einen Wasserraum und einen Gasraum getrennt ist, wobei der Wasserraum über einen Anschlussstutzen mit dem Leitungsnetz verbindbar ist, soll so weiter entwickelt werden, dass eine Permeation von Gas aus dem Gasraum in den Wasserraum zuverlässig vermieden wird, ohne dass dadurch der Herstell- und Montageaufwand nennenswert vergrößert wird. Dies wird dadurch erreicht, dass die Membran (6,6') aus einem wenigstens zweischichtigen Verbundwerkstoff mit einer ersten Schicht (6a) aus einem elastomeren Material und einer mit der ersten Schicht (6b) verbundenen zweiten Schicht aus einer Metallfolie besteht.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Membrandruckausdehnungsgefäß zum Anschließen an ein Leitungsnetz mit zwei Gefäßhälften, die in einem umfänglichen Verbindungsbereich druck- und fluiddicht miteinander verbunden sind, wobei der von den beiden Gefäßhälften gebildete Gefäßinnenraum von einer Membran in einen Wasserraum und einen Gasraum getrennt ist, wobei der Wasserraum über einen Anschlussstutzen mit dem Leitungsnetz verbindbar ist.
  • Derartige Ausdehnungsgefäße mit Membranen dienen zur Aufnahme von Volumenänderungen, beispielsweise durch druckabhängiges Ein- und Ausschalten von Pumpen, durch Druckschlagdämpfer oder auch temperaturbedingt in geschlossenen Flüssigkeitskreisläufen, die in Wasserversorgungssystemen oder Heizungskreisläufen auftreten.
  • Es werden im Wesentlichen zwei unterschiedliche Ausdehnungsgefäßtypen unterschieden, nämlich Gefäße mit zwei Gefäßhälften und einer flachen bzw. halbschalenförmigen Membran, sowie ein- oder zweiteilige Gefäße mit einer blasenförmigen Membran, die mit ihrem Öffnungsrand in den Wasseranschlussstutzen des Ausdehnungsgefäßes eingesetzt ist und den Wasserraum bilden.
  • Bei Ausdehnungsgefäßen mit flacher bzw. halbschalenförmiger Membran gibt es unterschiedliche Gefäßformen, wobei in erster Linie zwischen Flachgefäßen, die z.B. in Wandheizthermen eingesetzt werden, und zylindrischen bzw. kugelartigen Gefäßen unterschieden wird. Diesen beiden Gefäßtypen ist gemeinsam, dass der Gefäßinnenraum durch eine flache bzw. halbschalenförmige Membran aus einem elastomeren Material in einen Wasser- und einen Gasraum unterteilt wird, wobei die Membran gleichzeitig als Abdichtelement zwischen den beiden Gefäßhälften dienen kann. Eine solche Lösung ist z.B. in DE-A 28 14 162 gezeigt. Von wesentlichem Nachteil bei diesen seit langem bewährten Ausdehnungsgefäßen ist vor allem, dass sich bei Membranen aus einem elastomeren Material, insbesondere über eine lange Zeitdauer, ein gewisser Permeationseffekt nicht vermeiden lässt, so dass aus dem Gasraum Gas in den Wasserraum und damit in das Leitungsnetz eindringen kann, was insbesondere bei Heizungskreisläufen unerwünscht ist. Dadurch verringert sich auch das Gasvolumen im Gasraum, was eine Wartung erforderlich macht, da eine Nachbefüllung notwendig ist. Dies ist mit entsprechendem Aufwand verbunden. Ferner sind solche Membranen in der Regel nur bis zu einer Temperatur in einer Größenordnung von bis zu 70° C geeignet, bei höheren Wassertemperaturen gewährleisten sie keine Trennfunktion mehr. Von weiterem Nachteil bei diesen bekannten Ausdehnungsgefäßen ist die relativ aufwändige Montage, insbesondere im Verbindungsbereich zwischen den beiden Gefäßhälften, vor allem wenn, wie in DE-A 28 14 162 gezeigt, der Umfangsrand der Membran gleichzeitig als Dichtelement verwandt wird. Die beiden Gefäßhälften sind dann im Verbindungsbereich unter ausreichender, aber nicht zu starker Einklemmung des Umfangsrandes der Membran mittels eines zusätzlichen Dicht- bzw. Klemmringes miteinander verbunden, der das Ausdehnungsgefäß außenseitig umgibt. Diese Art der Verbindung der Gefäßhälften unter Einbindung der Membran ist offensichtlich relativ aufwändig.
  • Bei Ausdehnungsgefäßen mit einer blasenförmigen Membran ist es seit langem aus DE-A 29 05 887 A1 bekannt, den Wasserraum von einer faltenbalgartigen Membran aus einer Metallfolie zu bilden, welche über einen Membrananschluss dicht mit der Innenwand des Ausdehnungsgefäßes verbunden ist. Eine solche faltenbalgartige Metallmembran hat sich aber in der Praxis nicht durchgesetzt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Membrandruckausdehnungsgefäß so weiter zu entwickeln, dass eine Permeation von Gas aus dem Gasraum in den Wasserraum zuverlässig vermieden wird, ohne dass dadurch der Herstell- und Montageaufwand nennenswert vergrößert wird.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Membrandruckausdehnungsgefäß der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Membran aus einem wenigstens zweischichtigen Verbundwerkstoff mit einer ersten Schicht aus einem elastomeren Material und einer mit der ersten Schicht verbundenen zweiten Schicht aus einer Metallfolie besteht.
  • Es steht somit ein Membrandruckausdehnungsgefäß zur Verfügung, dessen Membran aus einem wenigstens zweischichtigen Verbundwerkstoff besteht, dabei dient die zweite Schicht aus einer Metallfolie als Diffusionssperre, wodurch eine Gaspermeation durch die Membran ausgeschlossen ist. Somit kann Gas aus dem Gasraum nicht in das Leitungsnetz eindringen, eine spätere Nachbefüllung sowie ein Gasfüllventil sind somit entbehrlich, der entsprechende Wartungsaufwand entfällt. Ferner kann jedes beliebige Gas oder Gasgemisch verwendet werden, insbesondere auch Luft, so dass eine kostenintensive Stickstoffbefüllung entfällt, die bei bisherigen Ausdehnungsgefäßen dieser Art notwendig war. Bei der Herstellung der Membran dient die elastomere Schicht als Trägerschicht, auf welche, z.B. durch Bedampfung oder Coextrusion, die metallische Schicht aufgebracht wird. Eine solche Verbundmembran arbeitet einwandfrei, die Metallfolie kann äußerst dünn sein, ohne dass beim Befüll- oder Entleervorgang durch Ein- oder Ausströmen von Wasser aus dem oder in das Leitungsnetz eine Beschädigungsgefahr besteht, da die Metallfolie auf der elastomeren Trägerschicht angeordnet ist.
  • In bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Membran einen dreischichtigen Aufbau aufweist, wobei die dritte Schicht aus einem elastomeren Material besteht. Die Metallfolie ist dann beidseitig in eine elastomere Schicht eingebettet, so dass auch nicht korrosionsbeständige Metalle eingesetzt werden können.
  • Bevorzugt besteht die wenigstens eine elastomere Schicht in an sich bekannter Weise aus Kunststoff.
  • Die Metallfolie ist bevorzugt eine Aluminiumfolie.
  • Das erfindungsgemäße Membrandruckausdehnungsgefäß mit einer Membran aus dem vorbeschriebenen Verbundwerkstoff ist für beide eingangs beschriebenen Gefäßtypen geeignet.
  • So ist nach einer ersten Ausgestaltung bevorzugt vorgesehen, dass die Membran blasenförmig ausgebildet ist und mit ihrem Öffnungsrand an den Anschlussstutzen angeschlossen ist.
  • Alternativ ist nach einer zweiten Ausgestaltung vorgesehen, dass die Membran als flache bzw. halbschalenförmige Membran ausgebildet ist, welche mit ihrem Umfangsrand in den Verbindungsbereich zwischen den beiden Gefäßhälften eingebunden ist. Bei dieser Ausgestaltung ist ein zusätzliches Dichtelement zwischen den beiden Gefäßhälften entbehrlich.
  • Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass die beiden Gefäßhälften im Verbindungsbereich unter Einklemmung des Membranrandes formschlüssig miteinander verbunden sind.
  • Um bei Einsatz einer flachen bzw. halbschalenförmigen Membran die im Betrieb des Ausdehnungsgefäßes notwendigen Volumenänderungen optimal erreichen zu können, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Membran eine Kontur aufweist, die an die Kontur der den Wasserraum begrenzenden Gefäßhälfte weitestgehend angepasst ist. Im Ruhezustand liegt dann die Membran an der Innenwandung der den Wasserraum begrenzenden Gefäßhälfte an, das Volumen des Wasserraumes ist somit vernachlässigbar, das volle Innenvolumen des Ausdehnungsgefäßes ist vom Gasraum ausgefüllt, das mit einem unter vorgegebenem Überdruck stehende Gas, insbesondere Luft, befüllt ist. Tritt aus dem Leitungsnetz Wasser in das Ausdehnungsgefäß ein, stülpt sich die Membran in den Innenraum des Ausdehnungsgefäßes um.
  • Um eine möglichst gleichmäßige Belastung der Membran zu erreichen, ist dabei vorgesehen, das die Eintrittsöffnung in den Wasserraum etwa zentral gegenüberliegend zur Membran angeordnet ist.
  • Dies kann z.B. dadurch erreicht werden, dass die Eintrittsöffnung integraler Bestandteil des der Membran gegenüberliegend angeordneten Wasseranschlussstutzens ist, d.h. die Eintrittsöffnung ist gleichzeitig das offene Ende des Anschlussstutzens.
  • Ist eine zentrale Anordnung des Wasseranschlussstutzens konstruktiv bedingt nicht möglich, sondern nur eine seitliche Anordnung des Anschlussstutzens realisierbar, kann alternativ die Eintrittsöffnung integraler Bestandteil eines im Wasserraum angeordneten Zuführungsrohres sein, welches in den Wasseranschlussstutzen mündet.
  • Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Eintrittsöffnung integraler Bestandteil eines außerhalb angeordneten Zuführungsrohres ist, welches an die den Wasserraum begrenzende Gefäßhälfte angeschlossen ist.
  • Dieses Zuführungsrohr kann starr ausgebildet sein oder flexibel. In letzterem Falle kann es von einem Schlauch gebildet sein.
  • Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese zeigt jeweils im Schnitt in:
    • Fig. 1
    ein Membrandruckausdehnungsgefäß mit einer blasenförmigen Membran ohne Wasserbeaufschlagung,
    Fig. 2
    in vergrößerter Darstellung einen Querschnitt des Aufbaus der Membran,
    Fig. 3
    ein Membrandruckausdehnungsgefäß mit einer flachen bzw. halbschalenförmigen Membran ohne Wasserbeaufschlagung,
    Fig. 4
    das Ausdehnungsgefäß nach Figur 3 mit Wasserbeaufschlagung,
    Fig. 5
    in teilweise vergrößerter Darstellung eine Ausführungsform des Verbindungsbereiches der beiden Gefäßhälften des Ausdehnungsgefäßes,
    Fig. 6
    ebenfalls in teilweiser Darstellung eine gegenüber der Fig. 5 abgewandelte Ausführungsform des Verbindungsbereiches,
    Fig. 7
    ebenfalls in teilweiser Darstellung eine weitere Ausführungsform des Verbindungsbereiches,
    Fig. 8
    noch eine weitere Ausführungsform des Verbindungsbereiches,
    Fig. 9
    eine gegenüber der Figur 3 abgewandelte Ausführungsform mit Wasserbeaufschlagung und
    Fig. 10
    ein weitere alternative Ausgestaltung.
  • Ein Membrandruckausdehnungsgefäß ist in Figur 1 allgemein mit 1 bezeichnet. Dieses Membrandruckausdehnungsgefäß 1 ist bei den Ausführungsbeispielen als Flachgefäß ausgebildet und z.B. zum Einsetzen in eine Wandtherme geeignet. Es kann aber auch eine andere geometrische Gestaltung aufweisen, wenn es z.B. in Verbindung mit einem Heizkessel eingesetzt wird.
  • Das Membrandruckausdehnungsgefäß 1 weist zwei halbschalenförmige Gefäßhälften 2, 3 aus Metall auf. Die beiden Gefäßhälften 2, 3 können grundsätzlich jede beliebige geometrische Form aufweisen, z.B. auch oval oder eckig. Die Gefäßhälften 2, 3 sind in einem allgemein mit 4 bezeichneten umfänglichen Verbindungsbereich druck- und fluiddicht miteinander verbunden, beispielsweise entsprechend den in den Figuren 5 und 6 dargestellten Ausgestaltungen, auf die nachfolgend noch näher eingegangen wird.
  • In der Gefäßhälfte 2 ist ein Anschlussstutzen 5 zum Anschließen des Membrandruckausdehnungsgefäßes 1 an ein nicht dargestelltes Leitungsnetz angeordnet. An diesen Anschlussstutzen 5 ist druck- und gasdicht der Öffnungsrand einer blasenförmigen Membran 6 angeschlossen. Diese Membran 6 besteht aus einem wenigstens zweischichtigen Verbundwerkstoff, in Figur 2 ist ein dreischichtiger Aufbau dargestellt, nämlich mit einer ersten Schicht 6a aus elastomerem Material, einer zweiten Schicht 6b aus einer Metallfolie und einer dritten Schicht 6c, wiederum aus einem elastomeren Material. Das elastomere Material ist bevorzugt ein geeigneter Kunststoff, die Metallfolie besteht bevorzugt aus Aluminium.
  • Eine solche Membran 6 aus einem zwei- oder dreischichtigen Verbundwerkstoff kann vorzugsweise durch Bedampfung der ersten Schicht 6a mit Metall oder Coextrusion hergestellt werden.
  • Aufgrund der eingebetteten oder einseitigen Schicht 6b aus Metallfolie weist die Membran eine Diffusionssperrschicht auf, d.h. Gas kann nicht durch die Schicht 6b aus Metallfolie hindurchdiffundieren.
  • Das Innere der Membran 6 bildet, wie bei derartigen Membrandruckausdehnungsgefäßen üblich, den Wasserraum 7 und steht über den Wasseranschlussstutzen 5 mit dem Leitungsnetz in Verbindung. Der restliche Innenraum des Membrandruckausdehnungsgefäßes 1 bildet den Gasraum 8. Dieser Gasraum 8 ist mit einem unter einem vorgegebenen Überdruck stehenden Gas, z.B. Luft, gefüllt. Dazu ist eine Gasbefüllöffnung 9 vorgesehen, die z.B. mittels eines einfachen Stopfens oder eines Gasfüllventils 10 verschlossen ist.
  • Wenn sich das Volumen des Wassers im Leitungsnetz vergrößert, dringt Wasser durch den Anschlussstutzen 5 in den Wasseraum 7, d.h. in das Innere der Membran 6 ein, wodurch sich das Volumen der Membran 6 verändert.
  • In den Figuren 3 und 4 ist eine zweite Ausführungsform eines Membrandruckausdehnungsgefäßes dargestellt, die sich im Wesentlichen durch die geometrische Ausbildung der Membran unterscheidet. Für gleiche oder ähnliche Teile sind dieselben Bezugszeichen wie in den Figuren 1 und 2 verwandt.
  • Die hier mit 6' bezeichnete Membran ist als flache bzw. halbschalenförmige Membran 6' ausgebildet und mit Ihrem Umfangsrand 13 umfänglich zwischen den beiden Gefäßhälften 2, 3 gas- und druckdicht befestigt. Die Membran 6' ist, wie die Membran 6 beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1, aus einem wenigstens zweischichtigen Verbundwerkstoff gebildet, d.h. der Aufbau entspricht demjenigen nach Figur 2.
  • Bevorzugt weist die Membran 6' eine Kontur auf, welche an die halbschalenförmige Kontur der Gefäßhälfte 2 weitestgehend angepasst ist. Ferner ist sie im Bereich gegenüberliegend zum Anschlussstutzen 5 bzw. zur Wassereintrittsöffnung 11 in das Membrandruckausdehnungsgefäß 1 mit einer zentralen Ausbuchtung 12 versehen, welche beim Wassereintritt ein möglichst symmetrisches Ausstülpen der Membran 6' in den Gasraum 8 begünstigt.
  • In Figur 5 ist eine Ausführungsform des Verbindungsbereiches 4 des Membrandruckausdehnungsgefäßes 1 nach den Figuren 3 und 4 dargestellt. In diesem Verbindungsbereich 4 sind die beiden Gefäßhälften 2, 3 und die Membran 6' formschlüssig miteinander verbunden. Dazu ist beispielsweise der stegartige Umfangsrand 2a der Gefäßhälfte 2 gegenüber dem stegartigen Umfangsrand 3a verlängert und der stegartige Umfangsrand 2a umgreift formschlüssig, z.B. durch Falzen oder dergl., den stegartigen Umfangsrand 3a unter Einklemmung des stegartigen Umfangsrandes 13 der Membran 6. Die Dichtfunktion wird dabei bevorzugt durch die wenigstens eine elastomere Schicht 6a der Membran 6 gewährleistet, ohne dass es eines zusätzlichen Dichtelementes bedarf. Zur Ermöglichung der Verbindung der Umfangsränder 2a, 3a ist innenseitig ein Stützring 14 eingesetzt, der als Anlage zur Abstützung dient.
  • In Figur 6 ist eine gegenüber der Figur 5 leicht abgewandelte Ausführungsform des Verbindungsbereiches des Membrandruckausdehnungsgefäßes dargestellt, der in Figur 6 mit 4' bezeichnet ist. In diesem Verbindungsbereich 4' sind die beiden Gefäßhälften 2, 3 sowie die Membran 6 am Rand ebenfalls formschlüssig verbunden, gegenüber der Ausführungsform nach Figur 5 sind jedoch die stegartigen Umfangsränder 2a' und 3a' der beiden Gefäßhälften 2, 3 um 90° abgewinkelt, so dass der Verbindungsbereich 4' schmaler als bei der Auführungsform nach Figur 5 ausgestaltet ist.
  • In Figur 7 ist eine weitere Ausführungsform des Verbindungsbereiches des Membrandruckausdehnungsgefäßes dargestellt, der mit 4" bezeichnet ist. Bei dieser Ausführungsform sind die hier mit 2a'' und 3a'' bezeichneten stegartigen Umfangsränder der Gefäßhälften 2, 3 unter Einbindung des stegartigen Umfangsrandes 13 der Membran 6 derart ausgebildet bzw. angeordnet, dass sie ohne einen Stützring 14 formschlüssig durch Falzen oder dergl. verbunden sind.
  • Figur 8 zeigt eine weitere Ausführungsform, hier ist der Verbindungsbereich mit 4''' bezeichnet, diese Ausführungsform ähnelt derjenigen nach Figur 6, allerdings ist die Ausbildung der Umfangsränder 2a''' und 3a''' der Gefäßhälften 2 und 3 derart, dass eine formschlüssige Verbindung durch Falzen oder dergl. ebenfalls ohne einen zusätzlichen Stützring möglich ist.
  • In Figur 9 ist eine abgewandelte Ausführungsform dargestellt, die sich nur geringfügig von der Ausführungsform nach Figuren 3 und 4 unterscheidet, deswegen sind dieselben Bezugszeichen wie in den Figuren 3 und 4 verwandt, sofern gleiche Teile betroffen sind.
  • Im Unterschied zur Ausführungsform nach Figuren 3 und 4 ist die Eintrittsöffnung 11 nicht integraler Bestandteil des hier seitlich angeordneten Anschlussstutzens 5', sondern integraler Bestandteil eines im Wasserraum 7 angeordneten zusätzlichen Zuführungsrohres 15, welches in den seitlich angeordneten Anschlussstutzen 5' mündet, wobei, wie dargestellt, das Zuführungsrohr 15 und der Anschlussstutzen 5' auch einstückig ausgebildet sein können. Das Membrandruckausdehnungsgefäß gemäß Figur 9 ist im Übrigen in der wasserbeaufschlagten Situation in Analogie zur Figur 4 dargestellt. Die Ausführungsform nach Figur 9 ist insbesondere dann zu verwenden, wenn aufgrund der Einbausituation des Membrandruckausdehnungsgefäßes eine zentrale Anordnung des Anschlussstutzens 5 gemäß Figur 3 nicht möglich ist.
  • In Figur 10 ist eine abgewandelte Ausführungsform der Figur 9 dargestellt. Im Unterschied zur Ausführungsform nach Figur 9 ist das hier mit 15' bezeichnete Zuführungsrohr nicht im Wasserraum 7 angeordnet, sondern außerhalb der den Wasserraum 7 begrenzenden Gefäßhälfte 2. Es ist endseitig an die in der Gefäßhälfte 2 ausgesparte Eintrittsöffnung 11 druckdicht angeschlossen. Dieses Zuführungsrohr 15' kann starr ausgebildet sein. Es kann aber auch flexibel sein und dann z.B. von einem Schlauch gebildet sein.
  • Natürlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Ausgestaltungen sind möglich, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So können die beiden Gefäßhälften 2, 3, wie bereits erwähnt, auch eine halbkugelartige Form oder eine ähnliche Form aufweisen. Die Membran 6 weist dann eine entsprechende Form auf.

Claims (13)

  1. Membrandruckausdehnungsgefäß zum Anschließen an ein Leitungsnetz mit zwei Gefäßhälften, die in einem umfänglichen Verbindungsbereich druck- und fluiddicht miteinander verbunden sind, wobei der von den beiden Gefäßhälften gebildete Gefäßinnenraum von einer Membran in einen Wasserraum und einen Gasraum getrennt ist, wobei der Wasserraum über einen Anschlussstutzen mit dem Leitungsnetz verbindbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Membran (6,6') aus einem wenigstens zweischichtigen Verbundwerkstoff mit einer ersten Schicht (6a) aus einem elastomeren Material und einer mit der ersten Schicht verbundenen zweiten Schicht (6b) aus einer Metallfolie besteht.
  2. Membrandruckausdehnungsgefäß nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Membran (6,6') einen dreischichtigen Aufbau aufweist, wobei die dritte Schicht (6c) aus einem elastomeren Material besteht.
  3. Membrandruckausdehnungsgefäß nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die wenigstens eine elastomere Schicht (6a,6c) aus Kunststoff besteht.
  4. Membrandruckausdehnungsgefäß nach Anspruch 1, 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Metallfolie eine Aluminiumfolie ist.
  5. Membrandruckausdehnungsgefäß nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Membran (6) blasenförmig ausgebildet ist und mit ihrem Öffnungsrand an den Anschlussstutzen (5) angeschlossen ist.
  6. Membrandruckausdehnungsgefäß nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Membran als flache bzw. halbschalenförmige Membran (6') ausgebildet ist, welche mit ihrem Umfangsrand in den Verbindungsbereich (4) zwischen den beiden Gefäßhälften (2,3) eingebunden ist.
  7. Membrandruckausdehnungsgefäß nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die beiden Gefäßhälften (2,3) im Verbindungsbereich (4) unter Einklemmung des Membranrandes (13) formschlüssig miteinander verbunden sind.
  8. Membrandruckausdehnungsgefäß nach Anspruch 6 oder 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Membran (6') eine Kontur aufweist, die an die Kontur der den Wasserraum begrenzenden Gefäßhälfte (2) angepasst ist.
  9. Membrandruckausdehnungsgefäß nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Eintrittsöffnung (11) in den Wasserraum (7) in etwa zentral gegenüberliegend zur Membran (6') angeordnet ist.
  10. Membrandruckausdehnungsgefäß nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Eintrittsöffnung (11) integraler Bestandteil des der Membran (6') gegenüberliegend angeordneten Wasseranschlussstutzens (5) ist.
  11. Membrandruckausdehnungsgefäß nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Eintrittsöffnung (11) integraler Bestandteil eines im Wasserraum (7) angeordneten Zuführungsrohres (15) ist.
  12. Membrandruckausdehnungsgefäß nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Eintrittsöffnung (11) integraler Bestandteil eines außerhalb angeordneten Zuführungsrohres (15') ist, welches an die den Wasserraum (7) begrenzende Gefäßhälfte (2) angeschlossen ist.
  13. Membrandruckausdehnungsgefäß nach Anspruch 11 oder 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Zuführungsrohr (15,15') starr oder flexibel ausgebildet ist.
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