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Tauchrohr mit Signalanode
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Die Erfindung betrifft ein Tauchrohr mit Temperaturfühlern und eine
Signalanode, welche zu einem einzigen, voneinander leicht lösbaren Bauteil zusammengefasst
sind, wobei als Signalanode jene Gattung bevorzugt verwendet wird, bei welcher nach
Aufbrauch der Anode Behälterwasser in einen Testraum dringt, das infolge seiner
elektrischen Leitfähigkeit einen signalgebenden elektrischen Kontakt schliesst,
und wobei das die Temperaturfühler enthaltende Tauchrohr einen Teil des Testraumes
bildet.
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Warmwasserbehälter, wie Boiler und Warmwasserspeicher, werden in der
Regel mit Temperaturfühlern für die Temperaturanzeige oder Temperaturbegrenzung
und Temperaturreglung ausgerüstet, die in einem in den Behälter hineingeführten
Tauchrohr lagern und über Kapillarröhren mit den äusseren Anzeige- und Regelgeräten
in Verbindung stehen. Ein solches Tauchrohr ist, in den Behälter hineinragend, in
einer Behälterbohrung.oder einer Bohrung des Handlochdeckels durch Verschraubung
oder Verschweissung angeordnet.
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Für eine zusätzliche Anordnung einer Signalanode in dem Behälter,
die dem Sekundärkorrosionsschutz dient und Fehlstellen im Email oder anderen Schutzüberzügen
der Warmwasserbehälter entgegenwirkt, ist es erforderlich, eine zweite Bohrung an
dem Behälter bzw. dem Handlochdeckel einzubringen
und mit einer
Einschraubmuffe zu versehen.
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Die Anordnung der beiden genannten Überwachungsvorrichtungen an Behältern
in zweierlei Einführ- und Aufnahmebohrungen hat sich sowohl in der Herstellung entsprechend
ausgerüsteter Behälter als auch bei der Wartung und Nachrüstung derselben als höchst
unwirtschaftlich und umständlich erwiesen. Die Einbringung von zweierlei Einführ-
und Aufnahmebohrungen erfordert nicht nur herstellerseitig einen doppelten Arbeitsaufwand,
sondern auch bei der hierdurch getrennt vorzunehmenden Montage der beiden Überwachungsvorrichtungen.
In gleicher Weise wirkt sich dieser Nachteil aber auch bei der Herstellung der beiden
Überwachungsvorrichtungen selbst aus. Bei jeder Vorrichtung ist eine eigene Befestigungsvorkehrung
zu treffen, wie z.B. bei der Signalanode die Anordnung einer nur für sie allein
bestimmten kopfseitigen Verschraubung und bei dem Tauchrohr einer nur für das Tauchrohr
bestimmtenVerschraubung oder Verschweissung an der betreffenden Einführ- und Aufnahmebohrung
des Behälters.
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Die Schwierigkeiten, die sich durch die separaten Anordnungen beider
Überwachungsvorrichtungen bei der Wartung und Nachrüstung ergeben, sind dementsprechend.
Hinzukommt der bei dieserAnwendungsart von Signalanoden mögliche Gebrauch unterschiedlicher
Gewindedurchmesser der kopfseitigen Anodenverschraubung und der Einschraubmuffe
des Behälters. Die Gewindedurchmesser sind herstellerseitig oft unterschiedlich,
was für die Benutzerpraxis bedeutet, für Nachrüstung und Wartung Anoden verschiedenster
Gewindedurchmesser am Lager halten zu müssen.
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Um den Nachteil der zweierlei Einführ- und Aufnahmebohrungen an Warmwasserbehältern
zu beseitigen, ist schon durch die deutsche Patentanmeldung 30 35 450 eine kopfseitige
Verschraubung
von Signalanoden vorgeschlagen worden, in deren stirnseitiger
Mitte der Signalgeber, die Verschraubung nach aussen durchdringend, und exzentrisch
daneben ein oder zwei nach aussen offene Tauchrohre angeordnet sind.
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Hiermit wird bereits in fortschrittlicher Weise eine Zentralisierung
beider Überwachungsvorrichtungen in einem zusammengefassten, einstückigen Bauteil
erreicht, welches nur einer einzigen Einführ- und Aufnahmebohrung in einem Behälter
bedarf, doch muss hierbei der Durchmesser der kopfseitigen Verschraubung infolge
des Nebeneinanders von Tauchrohr(en) und Signalanode von ungewöhnlicher Grösse sein.
Die Herstellung eines solchen sehr klobigen Teiles ist kostenaufwendig, ebenso die
Einbringung einer entsprechenden Einführ- und Aufnahmebohrung an einem Behälter.
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Gegenüber dem bis dahin für einen Verbrauchsanzeige üblichen, durch
Behälterdruck verschieblichen sogen. "Signalstift" b eschreibt die deutsche Patentanmeldung
30 25 450 im weiteren einen signalgebenden elektrischen Kontakt, der durch die elektrische
Leitfähigkeit des nach Aufbrauch der Anode bis zu ihm vordringenden Behälterwassers
geschlossen wird und hierdurch entweder ein aussen fest montiertes Signalgerät in
Tätigkeit setzt oder durch ein entsprechendes aufsetz- oder aufsteckbares Handgerät
abgefragt werden kann.
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Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, unter Verwendung des
bei Warmwasserbehältern bevorzugt geeigneten Prinzips der elektrischen Signalgabe
durch einen vom Behälterwasser schliessbaren elektrischen Kontakt die oben beschriebenen
Nachteile von getrennt herzustellenden Tauchrohren und Signalanoden und deren separate
Anordnung in zweierlei Einführ- und Aufnahmebohrungen am Behälter sowie auch die
Nachteile der Nebeneinanderanordnung beider tjberwachungsvorrichtungen in einerinzigen
kopfseitigen Verschraubung relativ grossen Durchmessers zu beseitigen.
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Gemäss der Erfindung wird dies in überraschend einfacher Weise, unter
Abkehr von einem Nebeneinander von Tauchrohr und Signale anode, dadurch erreicht,
dass Tauchrohr und Signalanode ihrer Länge nach, auf gemeinsamer Längsachse hintereinanderliegend,
zu einem einstückigen Teil mit nur einer einzigen kopfseitigen Behälterverschraubung,
für nur eine einzige Einführ- und Aufnahmebohrung an dem Behälter miteinander verbunden
sind, wobei der Testraum der Anode durch das Tauchrohr-Innere bis zum signalgebenden
Kontakt an der kopfseitigen Verschraubung als ein einziger, durchgehender Testraum
herangeführt wird. Das bei Aufbraucider Anode in den hierbei verbleibenden Testraum
der Anode eindringende Behälterwasser vermag somit über das Tauchrohr-Innere ungehinderçlbis
zum signalgebenden Kontakt vorzudringen.
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Die erfindungsgemässe hintereinanderliegende Anordnung von Tauchrohr
und Signalanode kann unter Wahrung des Erfindung prinzips durch verschiedene konstruktive
und bauliche Lösungen verwirklicht werden. Die Grundlagen solcher weiterer Einzellösungen
entsprechen hierbei jeweils dem folgenden Beispiel, will man die aus der Erfindung
hervorgehenden Wirkungen erzielen.
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Hiernach befinden sich innerhalb einer kopfseitigen Verschraubung
die wasserdichten Durchgänge der Kapillarröhren der Wärmefühler sowie der wasserdichte
und ausserdem gegenüber der metallischen Verschraubung elektrisch isolierte Durchgang
des signalgebenden Kontaktes, deren bzw. dessen nach aussen ragenden Enden durch
eine topfartige Umfassung gegen ungewollte mechanische Einwirkung gesichert sein
können. Zum Behälterinneren hin schliesst sich das Tauchrohr mit den enthaltenen
Wärmefühlern an, welches vorteilhafter Weise an seinem nach aussen weisenden Ende
in einstückiger Bauart die kopfseitige Verschraubung, eine Sechskantanformung zum
Ansetzen eines Mutternschlüssels und die erwähnte topfartige Umfassung trägt sowie
an seinem entgegengesetzten Ende mit einem Gewindezapfen zum Aufschrauben der Anode
und
mit einer Axialbohrung zur Verbindung des Anodentestraumes mit dem Tauchrohr-Inneren
versehen ist. Die auf dem Gewindezapfen aufgeschraubte stabförmige Anode besitzt
stirnseitig eine Sackbohrung, die zu einem Teil das Aufschraubgewinde trägt und
zum anderen Teil den Anodentestraum bildet. In diesen Testraum und die sich anschliessende,zum
Tauchrohr-Inneren führende Axialbohrung des Tauchrohres ragt die Stahlseele der
Anode hinein. Würde sich das anodische Material auch bis zum Aufschraubgewinde verbrauchen,
würde die in die Axialbohrung hineinragende Stahlseele durch Verkanten derselben
in der Axialbohrung ein Herunterfallen an ihr ggf. noch hängenderAnodenreste in
den Behälter verhindern.
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Bei einer anderen möglichen konstruktiven und baulichen Lösung der
erfindungsgemässen Aufgabe besitzt die Stahlseele Berührungskontakt mit dem Inneren
des Tauchrohres und kann zur Vorbeugung eines Herunterfallens von Anodenresten,
etwa zusammen mit der Stahlseele, an dieser Stelle mit dem Tauchrohr-Inneren durch
einen elektrisch leitenden Kleber hoher Scherfestigkeit verbunden werden.
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Zum Schutz gegen Aufbrauch des anodischen Materials im Bereich des
Anodenaufschraubgewindes ist dennoch zusätzlich eine an sich bekannte Schutzkappe
über das gegen das Tauchrohr geschraubte Anodenende gestülpt, die gleichzeitig als
Dichtung zwischen der Anode und den Tauchrohr dient.
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Die aus der vorausgegangenen Beschreibung der erfindungsgemässen Kombination
von Tauchrohr und Signalanode hervorgehende Reihenfolge von Verschraubung - Tauchrohr
- Anode kann auch umgekehrt geadnet sein, nämlich in der Reihenfolge Verscaraubung
- Anode -Tauchrohr.
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Insbesondere zwecks Verwendung der einstückigen Bauart von Tauchrohr
und Signalanoden in kurzen Behältern, wird gemäss Erfindung
überdies
eine tellerförmig ausgebildete Anode vorgeschlagen, deren Durchmesser zwecks Einführung
in den Behälter durch die Handloch-Öffnung nur etwas geringer als die Handloch-Öffnung
zu sein braucht. T,Jissenschaftliche Untersuchungen haben ergeben, dass Oberflächengrösse
und Gewicht einer Anode für die Wirkung des kathodischen Korrosionsschutzes massgeblich
sind, nicht der Standort oder die stabförmige Längenerstreckung durch das Behälterinnere
von anodischem Material. Mit einer tellerförmigen Anode kann mehr anodisches Material
bei grösserer anodischer Oberfläche in einen zu schützenden Behälter eingebracht
werden als es bisher mit stabförmigen Anoden möglich war. Die neue tellerförmige
Anode würde daher auch im Nebenzweck der Verbesserung des kathodischen Korrosionsschutzes
dienen. Damit - wie bei der stabförmigen Anode durch eine iiberzustülpende Kappe
- auch bei der tellerförmigen Anode einem Anodenverbrauch an der Verschraubungsstelle
entgegengewirkt werden kann, wird zwischen tellerförmiger Anode und Tauchrohr vor
dem Zusammenschrauben eine grössere Abdeckscheibe gelegt, die gleichzeitig als Dichtung
der Verschraubungsstelle dient.
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Für den Montagefall, dass weder eine Längenausdehnung noch Breitenausdehnung
der erfindungsgemässen einstückigen Tauchrohr-Signalanode tragbar ist, wird ferner
vorgeschlagen, anstelle einer stabförmigen oder tellerförmigen Anode eine rohrförmige
Anode um das Tauchrohr herum anzuordnen. Der Rohrmantel kann hierbei von relativ
grosser Stärke sein, will man ein relativ hohes Gesicht anodischen Materials in
den Behälter einbringen.
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Eine in dieser Weise mit dem Tauchrohr kombinierte Anode kann eine
(den Verbrauch nicht anzeigende) Opferanode sein. Es ist aber auch unter diesen
konstruktiven Gegebenheiten eine Ausbildung als Signalanode möglich, indem das unter
dem Rohrmantel der Anode befindliche Tauchrohr an einer oder mehreren Stellen durchbohrt
ist. Nach Verbrauch der Anode dringt durch die hierbei freigelegten Bohrungen Behälterwasser
in den Testraum, womit
der signalgebende elektrische Kontakt ebenfalls
- wie bei dem weiter vorn beschriebenen grundsätzlichen Beispiel - geschlossen wird.
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Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind von hoher wirtschaftlicher
Bedeutung und sind in folgenden zusammengefasst: Fortfall einer der beiden bisher
üblichen Ein führ- und Aufnahmebohrungen zum Einbringen der beiden Überwachungsvorrichtungen.
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Fortfall der bisher erforderlichen unterschiedlichsten Anoden verschraubungen,
Einschraubmuffen und Tauchhülsen, Fortfall von Platzproblemen, wie bei bisheriger
Einzelanordnung von Tauchhülse und Signalanode, durch zentrische Montage der einstückigen
Tauchrohr-Signalanode, unter Wahrung der für die Temperaturerfassung günstigsten
Stelle.
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Schaffung der Möglichkeit für die Herstellung und Verwendung von Einheitssignal-
oder -opferanoden und damit Fortfall unterschiedlicher Stab-Anoden-Längen und -durchmesser.
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Vereinfachte Montage, Lagerhaltung und Nachrüstung durch Einstückigkeit
von Tauchrohr und Signalanode.
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In den Zeichnungen Blatt I und II ist die Erfindung beispielsweise
dargestellt. Es zeigen die Fig.l das Tauchrohr mit Signalanode in einem Längsschnitt
und Fig.2 den hinteren Abschnitt der Fig.l mit einer anstelle einer stabförmigen
Anode aufgeschraubten tellerförmigen Anode, gegenüber der Fig.l auf der Zeichnungsebene
um 900 geschwenkt dargestellt.
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Das in der Fig.l abgebildete einstückige Bauteil von Tauchrohr und
Signalanode ist in die Gewindebohrung oder Einschraubmuffe
eines
Warmwasserbehälters, vorzugsweise in den Flanschdeckel 1 desselben, unter Beigabe
einer Dichtungsscheibe 14 eingeschraubt.
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Das Tauchrohr 2, das gleichzeitig als Halterung der Anode 10 dient,
weist zum Behälter äusseren hin eine kopfseitige Verschraubung, eine Sechskantanformung
zum Ansetzen eines Mutternschlüssels und eine topfförmige Umfassung 7 auf, innerhalb
welcher sich die wasserdichten Durchgänge der Kapillarröhren 6 der Wärmefühler 8
und 9 sowie der wasserdichte und ausserdem gegenüber der metallischen Verschraubung
elektrisch isolierte Durchgang des signalgebenden Kontaktes 4,5 befinden. Der signalgebende
Kontakt wird vorzugsweise durch eine Metallschiene 5, z.B. als Flachsteckeranschluss,
und aus einer isolierten Durchführung, gleichzeitig Verschraubung 4, gebildet. Die
Durchgänge der Kapil larröhren 6 und des Kontaktes 4,5 sind auf einer das Tauchrohr
2 nach aussen hin abschliessenden Dichtungsplatte 3, vorzugsweise aus Kupfer bestehend,
vorgesehen, die durch die topfförmige Umfassung 7, ggf. unter Beifügung eines Dichtungsmittels,
verschraubt ist. Am entgegengesetzten Ende trägt das Tauchrohr 2 einen Gewindezapfen,
auf den die Anode 10 mit einer entsprechenden Gewindesackbohrung 13 - unter Zwischenlegen
einer Dichtungsscheibe'aufgeschraubt ist. Die Dichtungsscheibe ist Teil einer Schutzkappe
12, die über das Anschraubende der Anode 10 gestülpt ist. Die Gewindesackbohrung
13 der Anode 10 ist gleichzeitig Testraum für bei Aufbrauch der Anode 10 eindringendes
Behälter wasser, der sich über eine Axialbohrung 13a des Tauchrohres 2 und das Innere
13b des Tauchrohres 2 bis zum signalgebenden elektrischen Kontakt 4,5 erstreckt.
Die Stahlseele 11 der Anode 10 ragt aus der Gewindesackbohrung 13 bis in die Axialbohrung
13a hinein und kann bei anderen Ausführungsarten des Tauchrohrer 2 mit Signalanode
10 an einer Berührungsstelle des Tauchrohres 2 mit letzterem durch einen elektrisch
leitenden hochfesten Kleber verklebt sein.
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Die in der Fig.2 gezeigte Telleranode 10a tritt bei Bedarf an die
Stelle der stabförmigen Anode 10 der Fig.l. Die Telleranode 10a besitzt ebenso eine
entsprechende Gewindesackbohrung 13 zum
Aufschrauben derselben
auf den Gewindezapfen des Tauchrohres 2>wie die stabförmige Anode 10 der Fig.l.
Die Dichtungsscheibe 12a weist bei der Telleranode eine ebenfalls tellerartige Grösse
auf und ist somit aus dem eigentlichen Dichtungsbereich herausgeführt, um gleichzeitig
auf der Aufschraubseite der Telleranode einen Schutz gegen frühzeitigen Verbrauch
des anodischen Materials im Bereich des Aufschraubgewindes zu bieten wie dies schon
durch die Schutzkappe 12 in Fig.l bewirkt wird.
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Die nabenartige Verstärkung lOb auf der entgegengesetzten Seite der
Telleranode verhindert ein zu frühes Freilegen des Aufschraubgewindes durch Verbrauch
der Anode.
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Der bis zum signalgebenden Kontakt 4,5 durchgehende Testraum wird,
wie es die angegebenen Bezeichnungen 13, 13a und 13b verdeutlichen, auch bei dieser
Anodenausführung gewährleistet.