DE230549C

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Publication number: DE230549C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 230549 KLASSE 36 c. GRUPPE

Firma RUD. OTTO MEYER in HAMBURG.

Wasserförderung.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 30. April 1910 ab.

Bei allen Wasserheizungen mit mechanischem Betriebe ist die Stellung des Ausdehnungsgefäßes ' im System von ausschlaggebender Bedeutung für die Druckverhältnisse in der Gesamtanlage.

Durch den Wasserspiegel der an höchster Stelle aufgestellten Expansionsgefäße muß stets die Drucklinie gehen; hiernach haben sich die Druckverhältnisse in der gesamten

ίο Anlage zu richten, wenn das System offen bleiben soll und nicht die Nachteile geschlossener Expansionsgefäße ■ bzw. großer Windkessel, mit stark wechselnden, oft erheblichen Drücken eintreten sollen.

Diese Abhängigkeit der Druck Verhältnisse von der Lage des Ausdehnungsgefäßes macht sich besonders bei größeren Fernheizungsanlagen oft dadurch unangenehm geltend, daß die Verhältnisse auch bei offenem System eine bedeutende Drucksteigerung unvermeidlich machen.

Je nachdem der höchste Punkt der Anlage, bei Fernheizwerken also das höchste oder höchstgelegene Gebäude, nahe, entfernt oder am äußersten Ende vom Kesselhause aus liegt, ob das letztere gegenüber den übrigen Gebäuden tief, gleich hoch oder höher, in der Mitte oder einseitig liegt, je nachdem, welcher Druckunterschied für den Betrieb der Heizung erforderlich ist und wie hoch dieser Unterschied oder der erforderliche Betriebsdruck gegenüber den geometrischen Höhen der beheizten Gebäude oder dem statischen Druck der Anlage im Ruhezustand ist, ergeben sich andere Verhältnisse; stets übt jedoch der Wasserspiegel des Expansionsgefäßes den bestimmenden Einfluß auf die Druckverteilung aus.

Besonders höhe Drücke durch Steigerung des statischen Druckes, beim Betriebe der Pumpen oft um die volle Höhe des .zur Wasserförderung nötigen dynamischen Druckes, ergeben sich z. B. beim Anschluß des Expansionsgefäßes an den Rücklauf, wozu die Verhältnisse leicht zwingen können. .

Gemäß der Erfindung werden nun die Druckverhältnisse in der Heizungsanlage unabhängig von der Stellung des Ausdehnungsgefäßes gemacht, d. h. der statische Druck beim Betriebe ganz oder teilweise ausgeschaltet. und hierdurch die Grenzen, in denen der dynamische Druck und der Druckunterschied zur Geltung kommt, beliebig bestimmbar.

Es wird dies dadurch erreicht, daß beim Betriebe die Druckwirkung des Expansionsgefäßes auf die Anlage ausgeschaltet wird, indem seine vorher offene Verbindung mit der Leitung geschlossen wird, ohne daß jedoch hierbei die Wasserausdehnung nach dem Gefäß zu unterbrochen wird. 6c

Diese Ausschaltung kann von Hand oder auch in verschiedener einfacher Weise selbsttätig, und zwar elektrisch oder durch den beim Betrieb der Pumpen erzeugten Druck erreicht werden.

In Fig. ι ist zur Erklärung als einfachstes

Beispiel ein Rückschlagventil angenommen worden.

Beim Betriebe der Pumpe P wird dieses Rückschlagventil R durch den Druck geschlossen; die Ausdehnung des Wassers erfolgt nun nicht mehr durch Rohr α, sondern durch ein anderes über den Wasserspiegel des Ausdehnungsgefäßes hochgeführtes Rohr a_v welches nunmehr für den Druck im Vorlauf bestimmend wirkt.

Der Druck im Rücklauf bzw. an der Saugseite der Pumpe wird durch einen Zwischenbehälter Z mit einem bis zur Höhe des Ausdehnungsgefäßes geführten offenen Rohre b

15' festgelegt.

Die Wirkung der beschriebenen Einrichtung ist folgende: Im Ruhezustande steht das Ausdehnungsgefäß A durch das Rohr a mit der Anlage in offener Verbindung; die Anlage steht also unter einem statischen Drucke, welcher durch den Wasserspiegel des Expansionsgefäßes bestimmt ist.

Sobald die Pumpe P arbeitet, schließt der Wasserdruck das Rückschlagventil R.

Auf der Saugseite fällt der Wasserspiegel im Rohre b, gleichzeitig steigt er auf der Druckseite, entsprechend der Pumpenleistung, im Rohre O₁.

Die Höhe H, die senkrechte Entfernung von der Oberkante des Zwischengefäßes bis zum Überlauf des Rohres U₁, ist gleich oder größer als der von der Pumpe erzeugte, für den Betrieb der Anlage erforderliche Druckunterschied.

Ist also beim Betriebe der Druck auf der Saugseite bis zur Oberkante des Zwischengefäßes Z gesunken, so findet ein_; weiteres Überfließen durch O₁ nach dem Ausdehnungsgefäß nicht mehr statt; der Druck hält sich konstant innerhalb der vorbezeichneten Grenzen von H.

Dehnt sich das Wasser bei weiterer Erwärmung aus, so steigen, ohne daß H sich ändert, die Wasserspiegel gleichzeitig in b und a_v bis das überschüssige Wasser durch A₁ nach dem Ausdehnungsgefäß überfließt.

Sobald der Pumpenbetrieb ruht, fließt das Wasser, entsprechend der Abkühlung, wieder durch Rohr α aus dem Expansionsgefäß in die Anlage zurück.

Temperaturschwankungen während des Betriebes werden durch den Wasserinhalt des Zwischengefäßes Z ausgeglichen.

In Fig. ι ist neben H diejenige Höhe H₁ dargestellt, in welcher sich die Druckdifferenz halten würde, wenn das Ausdehnungsgefäß ·—■ wie bei dem hier angedeuteten Verhältnis zwischen statischem und dynamischem Druck sonst unvermeidlich — an den Rücklauf an-

Oo geschlossen würde. Es läßt sich erkennen, daß bei der beschriebenen Anordnung auch in solchem Falle der statische Druck beim Betriebe fast völlig ausgeschaltet wird und nur noch der für den Betrieb erforderliche Druck wirksam bleibt.

Durch geeignete Bemessung und Verteilung des Druckabfalls kann dann weiter auch in den Gebäuden beim Betriebe jede Drucksteigerung über den statischen Druck vermieden werden. .

An Stelle der hochgeführten Rohre «, und b, wie sie hier zur Erklärung der Wirkungsweise angenommen worden sind, können für die Ausführung auch geeignete Absperr- oder Regulierorgane treten, die, beliebig einstellbar, durch den von der Pumpe erzeugten Wasserdruck selbsttätig geregelt werden.

In Fig. 2 ist z. B. eine Anordnung dieser Art zum Ersatz des Rohres a_x dargestellt; Fig. 3 zeigt schematisch eine hierfür beispielsweise geeignete Konstruktion des Regulierorgans.

Dasselbe besteht aus dem rohrförmigen Gehäuse c, an dessen abgesetztes Stirnende d das Leitungsrohr e angeschlossen ist. Die andere mit Flansch f versehene Stirnseite wird durch einen Deckel g verschlossen, durch dessen mittlere Öffnung h eine mittels Stopfbüchse abgedichtete Stange i führt. Das innere kolbenartige Ende dieser Stange ist durch eine Schraubenfeder / mit dem eigentlichen Regelorgan, einem Kolbenschieber k, verbunden.

Das der Leitung e zugekehrte Ende dieses Schiebers besitzt eine mittlere Bohrung, von der am inneren Ende zwei oder mehrere radiale Bohrungen m abzweigen. Entsprechend der Weite dieser Bohrungen sind in der Innenwandung des Gehäuses c Ringrillen η, ο vorgesehen, von denen die radialen Öffnungen p und q abzweigen, an die sich die Leitungen a und a_h anschließen.

Wenn die Pumpe arbeitet, steigt der Druck im Vorlauf; infolgedessen rückt der Kolben k entgegen der Wirkung der Feder j nach links, derart, daß die Bohrungen m mit den Ringrillen 0 zur Deckung kommen. Der Vorlauf steht alsdann nicht mehr durch Vermittlung des Rohres φ, sondern durch Vermittlung des Rohres q mit dem Ausdehnungsgefäß A in der Verbindung.

Wenn beim Arbeiten der Pumpe auf der Saugseite so viel Wasser entnommen und durch Rohr q nach dem Ausdehnungsgefäß gedrückt ist, daß der Wasserspiegel im Rohr δ bis zum Zwischengefäß Z gesunken ist, so ist der Druck im Vorlauf, der zufolge des Arbeitens der Pumpe eben um den Druckunterschied H höher ist als der Druck der Wassersäule auf der Saugseite, nicht mehr genügend hoch, um den Kolben gegen die Wirkung der Feder j so weit nach links zu drücken,, daß

Claims

die Verbindung zwischen m und q erhalten bleibt. Der Kolben geht zurück und stellt sich bei richtig gespannter Feder so ein, daß die Öffnungen m zwischen den Rohran-Schlüssen β und. q stehen, so daß also ein weiteres Übertreten von Wasser nach dem Ausdehnungsgefäß nicht mehr stattfindet. Wenn im Betriebe durch Erwärmung eine Ausdehnung des Wassers erfolgt, so steigt der

ίο Wasserspiegel sowohl in b als auch in α (siehe Fig. i); in gleichem Maße steigt auch der

• Druck im Vorlauf; infolgedessen rückt der Kolben wieder in seine äußerste Stellung nach links, so daß das überschüssige Wasser durch m, 0, q in das Ausdehnungsgefäß gelangen kann. Eine Verkleinerung des Wasservolumens durch Abkühlung während des Betriebes wird durch den Inhalt des Zwischengefäßes ausgeglichen, welchem erforderlichenfalls wie-

ao der Wasser aus A zugeführt werden kann.

Ρλτεν τ-Α ν Sprüche:

i. Verfahren zur Aufhebung des Einflusses

der Ausdehnungsgefäße auf die Druckverhältnisse im System beim Betriebe von Wasserheizungen mit mechanischer Wasserförderung, dadurch gekennzeichnet, daß die im Ruhezustand offene Verbindung (a bzw. p) des Ausdehnungsgefäßes (A) mit dem System im Betriebe für gewöhnlieh geschlossen ist, und daß erst beim Anwachsen des Druckes im System über den gewöhnlichen Betriebsdruck das Wasser durch eine zweite Verbindung (a_x bzw. . q) nach dem Ausdehnungsgefäß gelängen kann.
2. Heizungsanlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermöglichung der Ausdehnung des Wassers nach dem Ausdehnungsgefäß hin vom Vorlauf aus ein 40' über den Wasserspiegel des Ausdehnungsgefäßes entsprechend hochgeführtes Rohr (a_x) oder ein einstellbares, selbsttätiges Regelungsorgan (Fig. 3) angebracht ist.
3. Heizungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Rücklauf mit einem offenen, bis zum Ausdehnungsgefäß hochgeführten oder durch ein Regelungsorgan schließbaren Rohr -fb) versehen ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.