DE1264893B

DE1264893B - Druckstossdaempfer fuer Fluessigkeitsleitungen mit einem elastischen Faltenbalg

Info

Publication number: DE1264893B
Application number: DEP35482A
Authority: DE
Inventors: Melville Fuller Peters
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1964-11-11
Filing date: 1964-11-11
Publication date: 1968-03-28

Description

Druckstoßdämpfer für Flüssigkeitsleitungen mit einem elastischen Faltenbalg Die Erfindung betrifft einen Druckstoßdämpfer für Flüssigkeitsleitungen, insbesondere Hauswasserleitungen, mit einem innen mit der Leitung verbundenen, an einem Ende abgeschlossenen elastischen Faltenbalg, der in einem teilweise mit einer Flüssigkeit und zum anderen Teil mit einem unter Druck stehenden Gas gefüllten Gehäuse angeordnet ist.
Es sind bereits Druckstoßdämpfer der erwähnten Art bekannt, bei welchen der Faltenbalg von einer Flüssigkeit mit verhältnismäßig niedriger Viskosität in der Größenordnung von einem Centipoise, vorzugsweise Wasser, verwendet wird. Bei derartigen Druckstoßdämpfern ist der Faltenbalg einer sehr starken Abnutzung durch Kavitation unterworfen und besitzt dementsprechend eine sehr geringe Standzeit.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines demgegenüber verbesserten Druckstoßdämpfers, bei welchem die Standzeit des Faltenbalges wesentlich gesteigert ist. Erreicht wird dies, ausgehend von einem Druckstoßdämpfer der eingangs definierten Art, erfindungsgemäß dadurch, daß die den aus Gummi oder Kunststoff bestehenden, in seiner gestreckten Lage dehnungsfreien Faltenbalg ganz umgebende Flüssigkeit eine Zähigkeit von mindestens 2 Poise aufweist. Durch Vergleichsversuche wurde festgestellt, daß bei sonst gleichem Aufbau eines derartigen Druckstoßdämpfers die Standzeit des Faltenbalges von etwa 20 Stoßbelastungen bei einer Viskosität der umgebenden Flüssigkeit von 10 cP auf über 25 000 Stoßbelastungen bei einer Viskosität der den Faltenbalg umgebenden Flüssigkeit von 2 Poise gesteigert werden kann.
Zur weiteren Erhöhung seiner Lebensdauer können die Falten des Faltenbalges in an sich bekannter Weise durch gegeneinander versetzte innere und äußere Stützringe aus Hartmetall armiert sein.
Um einen gleichmäßigen Pegelstand der den Fältenbalg umgebenden Flüssigkeit über längere Zeit zu gewährleisten, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die den Faltenbalg umgebende Flüssigkeit einen gelösten Stoff enthält und der Faltenbalg zumindest eine semipermeable Stelle aufweist, welche eine Diffusion von innerhalb des Faltenbalges vorliegender Flüssigkeit aus den Flüssigkeitsleitungen in die umgebende Flüssigkeit zuläßt. Dabei kann der Faltenbalg ganz aus seiniperineablein Material bestehen oder einen seiniperineablen Einsatz enthalten.
Es sind schon Druckstoßdämpfer mit einem Faltenbalg bzw. Wellrohr aus Metall bekannt. Derartige metallische Faltenbalge müssen jedoch im Vergleich zu einem aus Gummi oder Kunststoff bestehenden Faltenbalg mit verhältnismäßig großen Abmessungen ausgelegt werden, um eine vorgegebene Dehnung zu erreichen. Weiter ist bei diesen metallischen Faltenbalgen nachteilig, daß sie Ermüdungsbrüchen ausgesetzt und teurer sowie aufwendiger in der Herstellung sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Axialschnitt durch einen erfindungsgemäßen Druckstoßdämpfer in Ruhestellung, F i g. 2 den Druckstoßdämpfer nach F i g. 1 beim Auftreten einer Druckspitze, F i g. 3 einen Teilschnitt durch einen abgewandelten Faltenbalg für einen erfindungsgemäßen Druckstoßdämpfer.
Der in F i g. 1 und 2 dargestellte Druckstoßdämpfer weist ein Gehäuse 26 auf, das mit einem unter Druck stehendem Gas 32, beispielsweise Argon, und einer hochviskosen Flüssigkeit 31 mit einer Zähigkeit von mindestens 2 Poise gefüllt ist.
Ein aus Gummi oder Kunststoff bestehender, an seinem oberen Ende abgeschlossener elastischer Faltenbalg 20 ist mit seinem unteren offenen Ende flüssigkeits- und gasdicht an dem unteren offenen Ende des Gehäuses 26 befestigt. Die Falten des Faltenbalges 20 sind in an sich bekannter Weise durch axial gegeneinander versetzte innere und äußere geschlitzte Stützringe aus Hartmaterial, im vorliegenden Fall aus Metall, armiert, so daß in der Grundstellung des Druckstoßdämpfers gemäß F i g. 1 ein völliges Zusammenfallen des Faltenbalges 20 vermieden wird. Der Pegel der Flüssigkeit 31 ist in dem Gehäuse 26 so hoch eingestellt, daß der Faltenbalg 20 auch bei maximaler Ausdehnung gemäß F i g. 2 völlig von der Flüssigkeit umgeben ist.
Ein an eine Flüssigkeitsleitung, insbesondere an eine Hauswasserleitung, anzuschließender Rohrstutzen 30 mündet in das Innere des Faltenbalges 20 und ist an seinem Ende mit einer Drosselöffnung 40 versehen. Der Faltenbalg 20 ist so bemessen, daß er in seinem gestreckten Zustand gemäß F i g. 2 gerade dehnungsfrei ist, während der in F i g. 1 veranschaulichte zusammengedrückte Zustand durch den Druck des Gases 32 hervorgerufen wird.
Ist der Druckstoßdämpfer an eine zu schützende Flüssigkeitsleitung, insbesondere an eine Hauswasserleitung, angeschlossen, bei welcher durch öffnung eines Ventils ein Druckabfall hervorgerufen worden war, und wird dieses Ventil nunmehr geschlossen, so treten Druckspitzen in Form einer gedämpften periodischen Schwingung auf, welche eine Streckung des Faltenbalges 20 gemäß F i g. 2 hervorrufen. Der Mittelwert des Druckanstieges wird hierbei durch Komprimierung des Gases 32 aufgenommen, während die für den Faltenbalg 20 schädlichen, eine verhältnismäßig hohe Frequenz aufweisenden Druckschwingungen von der eine hohe Viskosität aufweisenden Flüssigkeit 31 absorbiert werden. Eine gewisse Dämpfung wird auch noch durch die Drosselöffnung 40 bewirkt. Auf diese Weise können Flüssigkeitsleitungen wirksam geschützt werden, ohne daß der Faltenbalg 20 in kurzen Zeitabständen erneuert werden muß.
Gemäß F i g. 3 ist der Faltenbalg 20 oben mit einem semipermeablen Einsatz 41 versehen. Die den Faltenbalg 20 umgebende Flüssigkeit enthält in diesem Fall einen gelösten Stoff, welcher den Einsatz 41 nicht zu durchsetzen vermag, während andererseits eine Diffusion von innerhalb des Faltenbalges vorliegender Flüssigkeit aus der zu schützenden Flüssigkeitsleitung in die Flüssigkeit 31 möglich ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die den Faltenbalg 20 umgebende Flüssigkeit 31 aus einer Zuckerlösung von einer Viskosität bis zu 1000 Poise. Das Gas 32 besteht vorzugsweise aus Argon, welches sich in der Zuckerlösung praktisch nicht auflöst. Wenn die zu schützende Flüssigkeitsleitung eine Hauswasserleitung ist, kann Wasser durch den Einsatz 41 in die Flüssigkeit 31 eindiffundieren, wodurch ein gleichmäßiger Pegelstand der Flüssigkeit 31 über sehr lange Zeiträume hinweg sichergestellt ist. Andererseits wird durch den gelösten Zucker in Verbindung mit dem Gas 32 ein hoher osmotischer Druck auf den Faltenbalg 20 ausgeübt, so daß dieser beim Nichtvorliegen von überdruck oder Druckspitzen in der zu schützenden Flüssigkeitsleitung sicher in die Lage gemäß F i g. 1 zusamm engedrückt wird.

Claims

Patentansprüche: 1. Druckstoßdämpfer für Flüssigkeitsleitungen, insbesondere Hauswasserleitungen, mit einem innen mit der Leitung verbundenen, an einem Ende abgeschlossenen elastischen Faltenbelag, der in einem teilweise mit einer Flüssigkeit und zum anderen Teil mit einem unter Druck stehenden Gas gefüllten Gehäuse angeordnet ist, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die den aus Gummi oder Kunststoff bestehenden, in seiner gestreckten Lage dehnungsfreien Faltenbalg (20) ganz umgebende Flüssigkeit (35) eine Zähigkeit von mindestens 2 Poise aufweist.
2. Dämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Falten des Faltenbalges durch axial gegeneinander versetzte innere und äußere Stützringe (22 bzw. 23) aus Hartmaterial armiert sind. 3. Dämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Faltenbalg (20) umgebende Flüssigkeit (31) einen gelösten Stoff enthält und der Faltenbalg (20) zumindest eine semipermeable Stelle aufweist, welche eine Diffusion von innerhalb des Faltenbalges (20) vorliegender Flüssigkeit aus den Flüssigkeitsleitungen in die umgebende Flüssigkeit (31) zuläßt. 4. Dämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg (20) in seiner Gesamtheit aus sen-iipermeablem Material besteht. 5. Dämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg einen semipermeablen Einsatz (41) enthält. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 683 536; USA.-Patentschriften Nr. 2 460 121, 2 697 451, 2 828 769, 2 904 077, 2 916 052, 3 019 818.