DE3210239C2

DE3210239C2 -

Info

Publication number: DE3210239C2
Application number: DE19823210239
Authority: DE
Inventors: Heinz M. 5568 Daun De Naegel
Original assignee: Individual
Current assignee: ARCA REGLER GMBH 47918 TOENISVORST DE
Priority date: 1982-03-20
Filing date: 1982-03-20
Publication date: 1988-02-04
Also published as: DE3210239A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Windkessel nach dem Ober begriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a wind boiler according to the upper Concept of claim 1.

Bei oszillierenden Verdrängerpumpen wird infolge der periodisch wechselnden Kolbengeschwindigkeit bei jedem Hub die gesamte Flüssigkeitsmenge in der Saug- und Druckleitung beschleunigt und verzögert, wobei die Beschleunigungshöhen in den Totlagen besonders groß werden. Bei höheren Drücken und/oder langen Rohr leitungen führt dies zu unerwünscht hohen Druck schwankungen und zu einer entsprechend hohen Be anspruchung des Triebwerkes.In oscillating positive displacement pumps, the periodically changing piston speed at each Stroke the total amount of liquid in the suction and Pressure line accelerated and decelerated, the Acceleration levels particularly high in the dead positions will. At higher pressures and / or long pipe leads to undesirably high pressure fluctuations and to a correspondingly high loading stress on the engine.

Zur Beseitigung dieser Erscheinungen verwendet man hinter oszillierenden Verdrängerpumpen Windkessel, die eine von dem Fördermedium durchströmte Schlauchmembran aufweisen, welche in einem rohrförmigen Gehäuse unter gebracht ist und sich an Volumenänderungen des Medien stromes anpassen kann. Ein bekannter Windkessel, von dem der Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ausgeht (US-PS 38 74 417), weist zur Begrenzung der Aufweitung der Schlauchmembran ein Luftpolster zwischen Schlauch membran und Gehäuse auf. In der Gehäusewand ist ein von der Schlauchmembran zu betätigendes Tastventil vor gesehen, das bei Ausdehnung der Schlauchmembran zu nächst einen Ventilkolben betätigt, der eine in die Atmosphäre führende Leitung schließt. Bei noch weiterer Expansion der Schlauchmembran wird eine Druckluftquelle an den Ringraum zwischen Schlauchmembran und Gehäuse angeschlossen, so daß die weitere Aufweitung der Schlauchmembran verhindert wird. Hierbei wird das Auf weiten der Schlauchmembran also durch einen zusätz lichen Luftdruck begrenzt. Die Schlauchmembran wird zwar nach außen abgestützt, nicht aber nach innen, so daß die Schlauchmembran im Fall eines starken Unter drucks in der Förderleitung vollständig zusammen gedrückt werden kann. Durch derartig starke Ver formungen besteht die Gefahr der Überlastung der Schlauchmembran.One uses to remove these phenomena behind oscillating displacement pumps, wind boilers a hose membrane through which the pumped medium flows have which in a tubular housing is brought and changes in volume of the media current can adjust. A well-known wind boiler, from which the preamble of claim 1 is based (US-PS 38 74 417), has to limit the expansion the hose membrane an air cushion between the hose membrane and housing on. In the housing wall is one of the push button valve to be actuated seen that when the hose membrane expands next actuated a valve piston, which one into the Leading atmosphere closes. With even more Expansion of the hose membrane becomes a source of compressed air to the annulus between the hose membrane and the housing connected so that the further expansion of the Hose membrane is prevented. Here the up widen the hose membrane by an additional limited air pressure. The hose membrane will supported on the outside, but not on the inside, so that the tube membrane in the case of a strong sub pressure in the delivery line completely together can be pressed. With such strong ver there is a risk of overloading the Hose membrane.

Bekannt sind ferner, Windkessel mit mechanischen Innen abstützungen (GB-PS 8 24 365), bei denen im Inneren der Schlauchmembran ein gelochtes Rohr angeordnet ist, gegen das sich die Schlauchmembran bei hohen Unter drücken legt. Solche Innenabstützungen sind schmutz empfindlich und rufen bei auskristallisierenden Medien die Gefahr von Membranbeschädigungen hervor. Wind boilers with mechanical interior are also known supports (GB-PS 8 24 365) in which the inside of the Hose membrane a perforated tube is arranged, against which the tubing membrane at high low press sets. Such internal supports are dirty sensitive and call with crystallizing media the risk of membrane damage.

Schließlich sind Membranpumpen mit doppelwandiger Membran bekannt (DE-Patentanmeldung 9 43 739), bei denen eine Übertragungsflüssigkeit den vom Pumpenkolben er zeugten Druck auf eine Membran überträgt, die ihrer seits mit einer zweiten Membran gekoppelt ist. Zwischen beiden Membranen befindet sich eine Kopplungs flüssigkeit, die im Falle der Undichtigkeit einer der beiden Membranen ausläuft und zur Leckanzeige dient.After all, diaphragm pumps are double-walled Membrane known (DE patent application 9 43 739), in which a transmission fluid from the pump piston witnessed pressure on a membrane that transfers their is coupled to a second membrane. Between there is a coupling between the two membranes liquid which in the event of leakage is one of the leaks out of both membranes and is used for leak detection.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wind kessel der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 an gegebenen Art zu schaffen, bei dem die Schlauchbewegung nach innen auf schonende Weise begrenzt wird.The invention has for its object a wind boiler in the preamble of claim 1 given type, creating the hose movement is gently limited internally.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 an gegebenen Merkmalen.This object is achieved with the invention in the characterizing part of claim 1 given characteristics.

Bei dem erfindungsgemäßen Windkessel ist der die Schlauchmembran umgebende ringförmige Raum mit einer Flüssigkeit gefüllt, die bei Aufweitung der Schlauch membran in den Druckbehälter verdrängt wird. Diese Ver drängung wird dann beendet, wenn der Schlauch gegen das Tastventil stößt. Hierbei erfährt der Schlauch eine vollflächige hydraulische Abstützung. Zieht sich der Schlauch dagegen infolge eines Druckabfalls in seinem Inneren zusammen, wird die Schlauchbewegung ebenfalls begrenzt. Dies geschieht dadurch, daß der Flüssigkeits stand im Druckbehälter so weit abfällt, daß das Schwimmerventil den Druckbehälter verschließt. Der im Druckbehälter herrschende Gasdruck kann daher die Flüssigkeit nicht mehr weiter in Richtung auf den Schlauch treiben. Andererseits kann der Schlauch nicht weiter kollabieren, weil keine Flüssigkeit vom Druck behälter zum Gehäuse nachgeliefert wird.In the wind chamber according to the invention, that is the Tubular membrane surrounding an annular space with a Liquid filled when the hose expands membrane is displaced into the pressure vessel. This ver Pushing stops when the hose against the Touch valve bumps. The hose experiences one full-surface hydraulic support. Pulls the Hose, however, due to a drop in pressure in his Inside together, the hose movement will also limited. This happens because of the liquid stood in the pressure vessel so far that the Float valve closes the pressure vessel. The one in Pressure vessel prevailing gas pressure can therefore Liquid no longer towards the Drive hose. On the other hand, the hose cannot collapse further because no fluid from the pressure container is delivered to the housing.

Die Erfindung bewirkt eine schonende Begrenzung der Einwärtsbewegung der Schlauchmembran. Das komprimier bare Gas befindet sich nicht in dem Ringraum sondern in dem Druckbehälter. Zur Übertragung des Druckes auf die Schlauchmembran wird eine druckübertragende, praktisch inkompressible Flüssigkeit benutzt. Auf diese Weise kommt die Schlauchmembran, mit Ausnahme ihrer ein gespannten Enden, überhaupt nicht mit festen Körpern in Berührung, so daß sie nicht reiben und abnutzen kann. Zwischen Schlauchmembran und Gehäuse verbleibt min destens ein Flüssigkeitsfilm. Die Begrenzung der Membranbewegungen erfolgt sowohl nach innen als auch nach außen rein hydraulisch.The invention causes a gentle limitation of Inward movement of the hose membrane. That compress bare gas is not in the annulus but in the pressure vessel. To transfer the pressure to the Hose membrane becomes a pressure-transmitting, practical used incompressible liquid. In this way comes the tubing membrane, with the exception of it tensioned ends, not at all with solid bodies Touch so that it cannot rub and wear. There remains min mostly a liquid film. Limiting the Membrane movements take place both inwards and outwards externally purely hydraulic.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Schlauchmembran des Schlauch-Windkessels bevorzugt als Doppelschlauch ausgebildet, der aus zwei konzentrischen Einzelschläuchen besteht. Hierbei sind die Einzel schläuche durch eine zwischen den Schläuchen befind liche Flüssigkeit funktionsmäßig gekoppelt. Dadurch wird der Sicherheitseffekt des Schlauch-Windkessels wesentlich erhöht, ohne daß die Funktion des Wind kessls beeinträchtigt wird. Zugleich wird die Raum beanspruchung des Schlauch-Windkessels nicht größer als bei Verwendung nur einer Schlauchmembran. According to a further feature of the invention, the Hose membrane of the hose air chamber preferred as Double hose formed from two concentric Single hoses exist. Here are the singles hoses through a located between the hoses functionally coupled liquid. Thereby becomes the safety effect of the hose-type air boiler significantly increased without the function of the wind kessls is affected. At the same time the room The load on the hose wind chamber is not greater than when using only one hose membrane.

Der Doppelschlauch-Windkessel bietet den weiteren Vorteil des Einsatzes einer Schlauchbruch-Anzeigevorrichtung. Hier zu kann der zylindrische Zwischenraum zwischen den Schläu chen durch eine Leitung mit der Schlauchbruch-Anzeigevor richtung verbunden werden. Die Anzeigevorrichtung weist zweckmäßig einen Druckbehälter mit einem Rückschlagventil und einer Sonde auf. Auf diese Weise ergibt sich eine we sentliche Vereinigung von Vorteilen des Schlauch-Windkes sels gegenüber den bekannten Ausführungen.The double-hose air boiler offers the further advantage the use of a hose rupture indicator. Here too can the cylindrical space between the Schlüu through a line with the hose break indicator direction. The display device has expediently a pressure vessel with a check valve and a probe. This results in a we substantial union of advantages of the hose windke sels compared to the known versions.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen nachstehend erläutert.An embodiment of the invention is based on the drawings explained below.

Fig. 1 zeigt einen Schlauch-Windkessel nach der Erfindung im Längsschnitt und im Schema. Fig. 1 shows a hose wind boiler according to the invention in longitudinal section and in the diagram.

Fig. 2 und 3 stellen verschiedene Phasen in der Funktion des Schlauch-Windkessels schematisch dar. Fig. 2 and 3 illustrate different phases schematically illustrates the function of the Wind tube boiler.

Der Windkessel 1 setzt sich aus einer von dem Fördermedium 3 durchströmten Schlauchmembran 4, einer die Schlauchmembran umgebenden Vorlageflüssigkeit 5 in einem Gehäuse 6, einem an der Außenfläche der Schlauchmembran 4 angeordneten Tast ventil 11 in der Vorlageflüssigkeit des Gehäuses 5 a und einem die Vorlageflüssigkeit aufnehmenden Druckbehälter 7 zusam men. Statt einer einzelnen Schlauchmembran 4 kann auch ein Doppelschlauch vorgesehen sein, der aus zwei Einzelschläuchen, nämlich der Schlauchmembran 4 und einer weiteren Schlauchmembran 8, besteht. Die beiden Schlauchmembranen 4 und 8 sind konzentrisch zueinander an geordnet und mittels entsprechender Flansche zwischen den Flanschen 6 a und 6 b des Gehäuses 6 eingespannt. Zwischen den einzelnen Schlauchmembranen 4 und 8 befindet sich ein Zwischenraum 9, der von einer Flüssigkeit ausgefüllt ist, durch die die beiden Schlauchmembranen 4 und 8 funktions mäßig miteinander gekoppelt sind. Der zylindrische Zwischen raum 9 zwischen den beiden einzelnen Schlauchmembranen 4, 8 kann durch Abstandteile, wie Erhebungen, Vorsprünge, Noppen, entsprechende Rauhung u. dgl., an den jeweils dem anderen Schlauch zugekehrten Flächen gebildet sein.The air chamber 1 is composed of a flowed through by the pumped medium 3 Hose membrane 4, one of the tubular membrane surrounding quench fluid 5 in a housing 6, arranged on the outer surface of the tubular membrane 4 Tast valve 11 in the original liquid of the housing 5 a, and a template liquid receiving pressure vessel 7 together. Instead of a single hose membrane 4 , a double hose can also be provided, which consists of two single hoses, namely the hose membrane 4 and a further hose membrane 8 . The two hose membranes 4 and 8 are arranged concentrically to each other and clamped by means of appropriate flanges between the flanges 6 a and 6 b of the housing 6 . Between the individual hose membranes 4 and 8 there is an intermediate space 9 which is filled with a liquid through which the two hose membranes 4 and 8 are functionally coupled to one another. The cylindrical intermediate space 9 between the two individual hose membranes 4, 8 can by spacers such as elevations, projections, knobs, corresponding roughening u. Like. Be formed on the surfaces facing the other hose.

Das Testventil 11 weist einen Schaft 12 mit einem Teller 13 auf, der der äußeren Schlauchmembran 4 zugekehrt ist und unter der Wirkung einer Druckfeder 14 steht. Der Schaft 12 ist längsverschiebbar gelagert und ist mittels des Anschla ges 15 in der Axialbewegung in Richtung zu der Schlauchmem bran begrenzt. Der Teller 13 weist bevorzugt Kegelform auf, die mit einer konischen Sitzfläche des Gehäuses 6 zusammen greifen kann.The test valve 11 has a stem 12 with a plate 13 , which faces the outer hose membrane 4 and is under the action of a compression spring 14 . The shaft 12 is mounted in a longitudinally displaceable manner and is limited by means of the stop 15 in the axial movement in the direction of the hose membrane. The plate 13 preferably has a conical shape which can engage with a conical seat of the housing 6 .

Der Druckbehälter 7, zu dem die Vorlageflüssigkeit 5 führt, ist geschlossen ausgebildet und bis zu einer vorbestimmten Höhe 17 angefüllt, so daß sich über dem Flüssigkeitsniveau ein Luftpolster 18 bildet. Am Boden des Druckbehälters 7 ist ein Schwimmerventil 19 vorgesehen, dem nach oben hin ein Anschlag 20 zugeordnet ist. Mit 21 ist ein Druckventil und mit 22 ein Absperrventil bezeichnet.The pressure vessel 7 , to which the supply liquid 5 leads, is designed to be closed and filled up to a predetermined height 17 , so that an air cushion 18 forms above the liquid level. At the bottom of the pressure vessel 7 , a float valve 19 is provided, to which a stop 20 is assigned at the top. 21 is a pressure valve and 22 a shut-off valve.

Die Doppel-Schlauchmembran 4, 8 mit dem zwischen den Schläuchen be findlichen zylinderförmigen Zwischenraum 9 erlaubt es, eine Schlauchbruch-Anzeigevorrichtung 24 vorsehen zu können. Diese weist einen Behälter 25 mit einem Rückschlagventil 26 sowie eine Meß- bzw. Anzeigesonde 27 auf. Mit 28 ist ein Absperrventil bezeichnet. Wenn die innere Schlauchmembran 4 bricht oder undicht wird, strömt Förderflüssigkeit 3 über das Rückschlagventil 26 in den druckentlasteten Behälter 25 und erzeugt hier einen Überdruck. Dieser Überdruck und/ oder der steigende Flüssigkeitspegel im Behälter 25 signali sieren mittels der Anzeigesonde 27, die z. B. ein Druckgefäßschal ter sein kann, eine eventuellen Schlauchbruch. Die Anzei gevorrichtung tritt auch in Tätigkeit, wenn nur die äußere Schlauchmembran 8 bricht oder undicht wird, da dann der Druck der Vorlageflüssigkeit 5 wirksam wird.The double hose membrane 4, 8 with the be between the hoses be cylindrical space 9 allows a hose rupture indicator 24 to be able to provide. This has a container 25 with a check valve 26 and a measuring or display probe 27 . With 28 a shut-off valve is designated. If the inner hose membrane 4 breaks or leaks, delivery liquid 3 flows via the check valve 26 into the pressure-relieved container 25 and generates an overpressure here. This excess pressure and / or the rising liquid level in the container 25 signali sier by means of the display probe 27 , the z. B. can be a pressure vessel scarf, a possible hose break. The display device also comes into action if only the outer tubular membrane 8 breaks or leaks, since the pressure of the supply liquid 5 then becomes effective.

Unter normalen Betriebsbedingungen befindet sich die Doppel-Schlauch membran 4, 8 in einer Position nach der Darstellung der Fig. 1. Bei übermäßigem inneren Überdruck gemäß der Darstellung der Fig. 2 kommt der Doppelschlauch am Gehäuse 6 zur Anlage, wobei der innere Durchmesser des Gehäuses 6 größer ist als der äußere Durchmesser der Schlauchmembran bzw. des Doppel schlauches. Das entsprechende Verhältnis der Durchmesser richtet sich nach den zu setzenden Bedingungen. Der Teller 13 bei dem Tastventil 11 verhütet, daß der Schlauch an der Eingangsöffnung zu dem Gehäuse 5 a Schaden nehmen kann. Bei äußerem Überdruck in der Vorlageflüssigkeit 5 fließt die entsprechend dem Schlauchvolumen abgemessene Vorlageflüssig keit 5 über die Rohrleitung 21 in das Innere des Gehäuses 6. Das Schwimmerventil 19 schließt und blockiert das Luft polster 18 in dem Behälter 7 (Fig. 3). Die Schlauchmembran bzw. die Doppel-Schlauchmembran kann auch bei äußerem Überdruck nicht übermäßig beansprucht werden.Under normal operating conditions, the double hose membrane 4, 8 is in a position as shown in FIG. 1. In the event of excessive internal overpressure as shown in FIG. 2, the double hose comes into contact with the housing 6 , the inner diameter of the housing 6 is larger than the outer diameter of the hose membrane or the double hose. The corresponding ratio of the diameters depends on the conditions to be set. The plate 13 at the touch valve 11 prevents the hose from being damaged at the entrance opening to the housing 5 a . When external pressure in the quench fluid 5, the metered volume corresponding to the hose template liquid flows ness 5 via the pipeline 21 into the interior of the housing. 6 The float valve 19 closes and blocks the air cushion 18 in the container 7 ( Fig. 3). The hose membrane or the double hose membrane cannot be excessively stressed even in the case of external overpressure.

Der Schlauch-Windkessel kann überall dort zum Einsatz kom men, wo Druck-Windkessel erforderlich sind, jedoch ein Kon takt zwischen Fördermedium und Dämpfungsmedium vermieden werden muß. Mit konstantem Nutzinhalt sind die Schlauch- Windkessel weiterhin für Betriebsfälle prädestiniert, bei denen bei nahezu gleichbleibendem Betriebsdruck mit minima lem Wartungsaufwand möglichst geringe Druckschwankungen erzielt werden sollen. Der Schlauch-Windkessel kann auch als Drucksensor, Druckmeßstelle überall dort eingesetzt werden, wo bislang relativ aufwendige Spezialmembran-Mano meter verwendet wurden, da das Manometer 21 nicht mit dem Fördermedium in Berührung kommt.The hose-type air boiler can be used wherever pressure-type air tanks are required, but a contact between the medium and the damping medium must be avoided. With a constant usable content, the hose-type air boilers are still predestined for operating cases in which the lowest possible pressure fluctuations are to be achieved with almost constant operating pressure and with minimal maintenance. The hose-type air boiler can also be used as a pressure sensor, pressure measuring point wherever relatively complex special diaphragm pressure gauges have been used so far, since the manometer 21 does not come into contact with the medium to be pumped.

Claims

1. Wind boiler to compensate for fluctuations in delivery in pressure lines of pumps and. Like., With a hose membrane, a housing surrounding the hose membrane, an annular space delimited by the housing and the hose membrane and with a fastened to the housing, by the expanding membrane to be actuated push-button valve, via which the annular space with a pressure vessel is connected, characterized in that the annular space and the pressure vessel ( 7 ) connected to it via the touch valve ( 11 ) contain a liquid ( 5 ), that the touch valve ( 11 ) is biased such that it is the annular space in the unactuated state connects to the pressure vessel ( 7 ), and that the pressure vessel ( 7 ) contains a float valve ( 19 ) for closing the line ( 23 ) leading to the annular space.

2. Wind boiler according to claim 1, characterized in that the hose membrane is a double hose membrane ( 4, 8 ) which consists of two concentrically arranged individual hoses, and that the individual hoses are functionally coupled by a liquid located between the hoses.

3. Wind boiler according to claim 2, characterized in that the cylindrical space ( 9 ) between the hose membranes ( 4, 8 ) by arranged on the other hose facing surface parts such as elevations, projections, nubs, roughening u. Like., Is formed.

4. Wind boiler according to claim 2 or 3, characterized in that the cylindrical space ( 9 ) by a line with a hose rupture device ( 24 ) is connected, and that the display device ( 24 ) is a pressure-relieved container ( 25 ) with a Check valve ( 26 ) and a display probe ( 27 ), for. B. has a pressure vessel switch.