Напірний розширювальний резервуар мембранного типу

Реферат: Винахід належить до галузі напірних розширювальних резервуарів мембранного типу. Відповідно до винаходу напірний розширювальний резервуар мембранного типу (1) для підключення до трубопровідної мережі, що має дві секції (2, 3) резервуара, які із забезпеченням газо- і водонепроникності з'єднані одне з одним у периферійній сполучній області (4), причому утворений обома секціями (2, 3) резервуара закритий внутрішній простір (10) резервуара розділено мембраною (5) на водну порожнину (6) і газову порожнину, причому водна порожнина (6) виконана з можливістю з'єднання із трубопровідною мережею за допомогою приєднувального штуцера (7), і причому мембрана (5) утворена щонайменше з одношарового синтетичного матеріалу й виконана у формі пузиря, повинен бути вдосконалений таким чином, щоб була істотно зменшена небезпека розриву мембрани із синтетичного матеріалу під впливом змінних навантажень. Це досягнуто за рахунок того, що газова порожнина виконана за рахунок внутрішнього простору (9) мембрани й внутрішнього простору (10) резервуара між зверненою від водної порожнини (6) стороною мембрани (5) і прилягаючою секцією (2) резервуара, причому звернена від водної порожнини (6) сторона мембрани (5) оснащена перфорацією (8). UA 110541 C2 (12) UA 110541 C2 UA 110541 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Предметом винаходу є напірний розширювальний резервуар мембранного типу для підключення до трубопровідної мережі, що має дві секції резервуара, які із забезпеченням газоі водонепроникності з'єднані одне з одним у периферійній сполучній області, причому утворений обома секціями резервуара закритий внутрішній простір резервуара розділений мембраною на водяну порожнину й газову порожнину, причому водяна порожнина виконана з можливістю з'єднання із трубопровідною мережею за допомогою приєднувального штуцера, і причому мембрана утворена, щонайменше, з одношарового синтетичного матеріалу і виконана у формі міхура. Подібні розширювальні резервуари з мембранами використовуються для сприйняття об'ємних змін, які мають місце, наприклад, у результаті включення й вимикання насосів залежно від тиску, при спрацьовуванні глушителя ударної хвилі або також залежно від температури в закритих циркуляційних контурах рідин, таких як нагрівальні циркуляційні контури або системи водопостачання. По суті, розрізняють два різних типи розширювальних резервуарів, а саме: резервуари у формі двосекційній резервуара із пласкою або чашоподібною мембраною, а також резервуари з виконаною у формі міхура мембраною, що своїм крайовим отвором вставлена в приєднувальний штуцер для підведення води й задає собою водяну порожнину. Альтернативно, мембрана також може задавати собою газову порожнину. Відносно розширювальних резервуарів із пласкою або чашоподібною мембраною існують різні форми виконання резервуара, причому, у першу чергу, розрізняють пласкі резервуари, які, наприклад, використовуються в настінних водонагрівачах, і резервуари циліндричної або сферичної форми. Загальним для цих двох типів резервуарів є те, що внутрішній простір резервуара розділяється пласкою або чашоподібною мембраною, переважно з еластомерного матеріалу, на водяну й газову порожнини, причому мембрана одночасно може використовуватися як елемент ущільнення між двома секціями резервуара. Таке рішення представлене, наприклад, у документі DE-A 28 14 162. Істотним недоліком цих вже давно добре зарекомендованих розширювальних резервуарів є те, що, насамперед, у випадку з мембранами з еластомерного матеріалу, насамперед, після закінчення тривалого періоду часу не можна виключити настання так званого ефекту інфільтрації, так що газ із газової порожнини може проникати у водяну порожнину й, отже, у трубопровідну мережу, що небажано, насамперед, у нагрівальних циркуляційних контурах. У результаті також зменшується об'єм газу в газовій порожнині, що спричиняє необхідність проведення технічного обслуговування, оскільки потрібне підживлення газом. Все це пов'язане з відповідними витратами. Крім того, недоліком вважається те, що мембрани з еластомерних матеріалів відносно дорогі. З ЕР 2 175 205 А1 відомий розширювальний резервуар відповідно до родового поняття, у якому використовується мембрана не з еластомерного матеріалу, а з, щонайменше, одношарового еластичного газопроникного синтетичного матеріалу. На практиці з'ясувалося, що у випадку з подібною мембраною із синтетичного матеріалу, насамперед, при використанні в пласкому резервуарі, насамперед прямокутного конструктивного виконання, існує небезпека її розриву під впливом змінних навантажень, насамперед, у кутових зонах, так що, насамперед, для таких типів резервуарів мембрана із синтетичного матеріалу дотепер не могла бути використана із задовільним результатом. Завдання винаходу полягає в тому, щоб удосконалити відомий напірний розширювальний резервуар мембранного типу таким чином, щоб була істотно зменшена небезпека розриву мембрани із синтетичного матеріалу під впливом змінних навантажень. Це завдання у випадку з вищезгаданим напірним розширювальним резервуаром мембранного типу вирішене відповідно до винаходу завдяки тому, що за рахунок внутрішнього простору мембрани й внутрішнього простору резервуара утворені газова порожнина між зверненою від водяної порожнини стороною мембрани й прилягаючою секцією резервуара, причому звернена від водяної порожнини сторона мембрани оснащена перфорацією. Завдяки цьому конструктивному здійсненню можна виконати, так сказати, підпірку або розвантаження сильно навантаженої сторони мембрани й тим самим забезпечити підвищення стійкості. Для цього у виконаній у формі міхура мембрані виконане перфорування по газовій стороні, так що газова порожнина складається як з кубатури простору між відповідною секцією резервуара й мембраною, так і з кубатури простору виконаної у формі міхура мембрани. Виконана у формі міхура мембрана відповідно вбудована в напірний розширювальний резервуар мембранного типу так, як це у всьому іншому звичайно роблять у випадку із пласкими мембранами, і додатково оснащена перфорацією по газовій стороні. Було встановлено, що в результаті цього сторона мембрани, на яку впливає тиск води, може впиратися в тильну сторону мембрани: цілком очевидно, що має місце ефект амортизації у 1 UA 110541 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 виконаній у формі міхура мембрані, що амортизує змінне навантаження на мембрану й однозначно зменшує або навіть виключає небезпеку її розриву. При цьому в кращому здійсненні передбачено, що закладення мембрани між двома секціями резервуара виконується із забезпеченням газонепроникності в периферійній сполучній області. Для цього в периферійній сполучній області в кращому здійсненні передбачений ущільнюючий елемент, що може бути утворений ущільнюючою охоплюючою кромкою мембрани. При відповідному конструктивному здійсненні периферійної кромки мембрани мембрана, таким чином, сама по собі може використовуватися як елемент ущільнення між двома секціями резервуара. Саме собою зрозуміло, що це не виключає використання додаткового ущільнення між секціями резервуара, і що також мембрана повинна кріпитися не тільки безпосередньо між обома секціями резервуара, але й може бути також герметично закріплена з охопленням тільки на одній секції резервуара. Крім того, у кращому здійсненні передбачено, що мембрана на зверненій до водяної порожнини стороні має контур, що співвіднесений з контуром обмежуючої водяну порожнину секції резервуара. У цьому випадку в стані спокою мембрана прилягає до внутрішньої стінки обмежуючої водяну порожнину секції резервуара, і об'ємом водяної порожнини, отже, можна зневажити, а зона мертвого простору практично відсутня, весь внутрішній об'єм розширювального резервуара заповнений газовою порожниною й наповнений газом під тиском на заданій установці манометричного тиску. Конструктивне здійснення напірного розширювального резервуара мембранного типу відповідно до винаходу є переважним, насамперед, якщо резервуар відомим по собі способом виконаний у вигляді плаского резервуара, переважно у вигляді прямокутного плаского резервуара. Такі резервуари використовуються, насамперед, у настінних водонагрівачах. Далі наведений докладний опис винаходу на основі приклада з посиланням на креслення, на якому відповідно в розрізі показані: Фіг. 1 напірний розширювальний резервуар мембранного типу з мембраною в стані повного розширення, і Фіг. 2 напірний розширювальний резервуар мембранного типу згідно фіг. 1 із частково втисненим контуром (мембрани). Напірний розширювальний резервуар мембранного типу, у цілому, позначений посилальним позначенням 1. Цей напірний розширювальний резервуар 1 мембранного типу в розглянутому прикладі конструктивного виконання переважно виконаний у вигляді прямокутного плаского резервуара й призначений, наприклад, для використання в настінному водонагрівачі. При цьому він також може мати й інше геометричне оформлення (наприклад, мати круглу, циліндричну, сферичну форму), якщо він використовується, наприклад, при агрегатуванні з опалювальним казаном. Напірний розширювальний резервуар 1 мембранного типу містить у собі дві чашоподібні секції 2, 3 резервуари, які переважно виконані з металу. Ці дві секції 2, З резервуари герметично з'єднані одне з одним у периферійній сполучній області, позначеній посилальним позначенням 4. У внутрішньому просторі резервуара розташована мембрана 5, яка має форму міхура із синтетичного матеріалу, наприклад з поліпропілену, на яку при необхідності може бути нанесене покриття із співполімеру етилену й вінілового спирту (EVOH) і яка по траєкторії, що охоплює, у периферійній сполучній області 4 герметично закріплена між двома секціями 2, 3 резервуари. Для цього мембрана в розглянутому прикладі конструктивного виконання має цільну ущільнюючу кромку 5 а, що охоплює. Альтернативно може бути також передбачений додатковий, наприклад, кільцеподібний ущільнюючий елемент. Мембрана 5 розділяє внутрішній простір напірного розширювального резервуара 1 мембранного типу на водяну порожнину 6 і більш докладно описану далі газову порожнину, причому водяна порожнина 6 виконана з можливістю з'єднання за допомогою приєднувального штуцера 7 з тут не показаною трубопровідною мережею. Істотним у цьому випадку є те, що мембрана 5 на зверненій від водяної порожнини 6 стороні оснащена перфорацією 8. Через ці перфорація 8 з'єднані одне з одним позначений позицією 9 внутрішній простір мембрани й утворений між прилягаючою секцією 2 резервуара й зверненої від водяної порожнини 6 стороною мембрани 5 внутрішній простір 10 резервуара, причому за допомогою живильного газового вентиля 11 газом, наприклад азотом, заповнюють як внутрішній простір 9 мембрани, так і внутрішній простір 10 резервуара, тобто газова порожнина напірного розширювального резервуара мембранного типу утворена внутрішнім простором 9 мембрани й внутрішнім простором 10 резервуара. 2 UA 110541 C2 5 10 15 20 Як найкраще виходить з фіг. 1, мембрана 5 на зверненій до водяної порожнини 6 стороні співвіднесена з контуром обмежуючої водяну порожнину 6 секції резервуара. Якщо, розглядаючи в прив'язці до стану спокою згідно фіг. 1, через приєднувальний штуцер 7 для підведення води із трубопровідної мережі у водяну порожнину 6 надходить вода (див. фіг. 2), мембрана на зверненій до водяної порожнини 6 стороні в більшому або меншому ступені вдавлюється злегка усередину, і цей процес вдавлення амортизується об'ємом газу, і мембрана впирається, так сказати, у свою тильну сторону. Тим самим істотно зменшується або навіть повністю виключається звичайно властивим мембранам із синтетичних матеріалів небезпека розриву, насамперед, у кутових зонах. Перелік посилальних позначень 1 напірний розширювальний резервуар мембранного типу 2, 3 чашоподібні секції резервуара 4 периферійна сполучна область 5 мембрана 5а ущільнююча кромка мембрани 6 водяна порожнина 7 приєднувальний штуцер 8 перфорація 9 внутрішній простір мембрани 10 внутрішній простір резервуара 11 живильний газовий вентиль ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 30 35 40 45 50 1. Напірний розширювальний резервуар (1) мембранного типу для підключення до трубопровідної мережі, що має дві секції (2, 3) резервуара, які із забезпеченням газо- і водонепроникності з'єднані одне з одним у периферійній сполучній області (4), причому утворений обома секціями (2, 3) резервуара закритий внутрішній простір (10) резервуара розділено мембраною (5) на водну порожнину (6) і газову порожнину, причому водна порожнина (6) виконана з можливістю з'єднання із трубопровідною мережею за допомогою приєднувального штуцера (7), і причому мембрана (5) утворена щонайменше з одношарового синтетичного матеріалу й виконана у формі пузиря, який відрізняється тим, що газова порожнина виконана за рахунок внутрішнього простору (9) мембрани й внутрішнього простору (10) резервуара між зверненою від водної порожнини (6) стороною мембрани (5) і прилягаючою секцією (2) резервуара, причому звернена від водної порожнини (6) сторона мембрани (5) оснащена перфорацією (8). 2. Напірний розширювальний резервуар мембранного типу за п. 1, який відрізняється тим, що мембрана (5) у периферійній сполучній області (4) герметично закріплена між двома секціями (2, 3) резервуара. 3. Напірний розширювальний резервуар мембранного типу за п. 2, який відрізняється тим, що в периферійній сполучній області (4) передбачений ущільнюючий елемент (5а). 4. Напірний розширювальний резервуар мембранного типу за п. 3, який відрізняється тим, що ущільнюючий елемент утворений ущільнюючою охоплюючою кромкою (5а) мембрани (5). 5. Напірний розширювальний резервуар мембранного типу за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що мембрана (5) на зверненій до водної порожнини (6) стороні має контур, що співвіднесений з контуром обмежуючої водну порожнину (6) секції (3) резервуара. 6. Напірний розширювальний резервуар мембранного типу за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що резервуар виконаний у вигляді плаского резервуара. 7. Напірний розширювальний резервуар мембранного типу за п. 6, який відрізняється тим, що резервуар виконаний прямокутним за формою. 3 UA 110541 C2 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4