CH698080B1 - Pulsation. - Google Patents

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CH698080B1
CH698080B1 CH01305/04A CH13052004A CH698080B1 CH 698080 B1 CH698080 B1 CH 698080B1 CH 01305/04 A CH01305/04 A CH 01305/04A CH 13052004 A CH13052004 A CH 13052004A CH 698080 B1 CH698080 B1 CH 698080B1
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pulsation damper
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damping
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CH01305/04A
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Luca Frediani
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Luca Frediani
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/04Devices damping pulsations or vibrations in fluids
    • F16L55/045Devices damping pulsations or vibrations in fluids specially adapted to prevent or minimise the effects of water hammer
    • F16L55/05Buffers therefor
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • B05B9/00Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/04Means for damping vibrations or pressure fluctuations in injection pump inlets or outlets
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    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/31Fuel-injection apparatus having hydraulic pressure fluctuations damping elements
    • F02M2200/315Fuel-injection apparatus having hydraulic pressure fluctuations damping elements for damping fuel pressure fluctuations

Abstract

Ein Pulsationsdämpfer (8) zur Dämpfung von Fluid-Druckschwingungen in Fluid-Leitungen (6) weist wenigstens zwei hermetisch dichte Dämpfungselemente (1a) in Form von Hohlkörpern aus einer flexiblen und elastischen Membran auf, welche Hohlkörper ein kompressibles fluides Medium enthalten. Der Zwischenraum zwischen den wenigstens zwei Dämpfungselementen kann dabei von dem Fluid wenigstens partiell durchsetzt werden. Die wenigstens zwei Dämpfungselemente können in einer By-Pass-Anordnung in einem Gehäuse (10) angeordnet sein, das mit dem Innenraum der Fluid-Leitung (6) über wenigstens eine Verbindungsöffnung in Verbindung steht. Die wenigstens eine Verbindungsöffnung zwischen Fluid-Leitung und Gehäuse kann durch eine gitterartige, den Fluid-Strom nicht hemmende Struktur abgedeckt sein.A pulsation damper (8) for damping fluid pressure oscillations in fluid lines (6) has at least two hermetically sealed damping elements (1a) in the form of hollow bodies of a flexible and elastic membrane, which hollow bodies contain a compressible fluid medium. The intermediate space between the at least two damping elements can be at least partially penetrated by the fluid. The at least two damping elements can be arranged in a by-pass arrangement in a housing (10) which communicates with the interior of the fluid conduit (6) via at least one connection opening. The at least one connection opening between the fluid line and the housing can be covered by a lattice-like structure which does not inhibit the fluid flow.

Description

       

  Technisches Gebiet

  
Die Erfindung betrifft einen Pulsationsdämpfer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Hintergrund der Erfindung

  
Pulsationsdämpfer kommen bekanntermassen zur Dämpfung von Flüssigkeitsdruckschwankungen in Flüssigkeitsleitungen und Kraftstoffleitungen zum Einsatz.

  
So beschreibt die DE 19 528 737 A1 einen Bypass-Druckregler für eine Kraftstoffzuführanlage, der eine in einem Gehäuse zwischen einer druckentlastenden ersten Kammer und einer flüssigen Kraftstoff enthaltenden zweiten Kammer angeordnete Membran besitzt. In der DE 4 143 507 C2 ist ein Druckimpulsdämpfer in Form eines kegelstumpfförmigen Torus beschrieben, der mit Druckluft gefüllt ist und der innerhalb des Druckraums der Kraftstoffpumpe angeordnet ist. Aus der DE 4 431 770 A1 ist ein Druckimpulsdämpfer für eine Kraftstoffpumpe zu entnehmen, der aus einem dünnwandigen Schlauch aus flexiblem und elastischem Kunststoff hergestellt ist. Vorzugsweise sind aus Gründen der Betriebssicherheit mehrere gasgefüllte Kammern vorgesehen.

   In der DE 4 443 623 ist ein balgförmiger Druckimpulsmodulator vorgesehen, der in Verbindung mit dem Kraftstoff-Durchgangskanal steht, sodass vorhandene Druckschwankungen weitgehend vernichtet werden und das Pumpengeräusch sehr stark verringert werden kann.

  
Derartige Anordnungen, die für den eher rauen Einsatz in Kraftstoffleitungen vorgesehen sind, sind hingegen nicht geeignet, hochfrequente Pulsationen und/oder Druckschwankungen mit geringen Amplituden zu dämpfen. Druckregler, die, wie oben beschrieben, Membranen für die druckelastische Absorption vorsehen, erweisen sich für den Einsatz bei Pumpen, die in der Beschichtungs- oder Labortechnik verwendet werden, zu träge und können die gewünschte Dämpfung nicht erreichen.

Kurze Darstellung der Erfindung

  
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Pulsationsdämpfer zur Verfügung zu stellen, der beispielsweise selbst bei den als weitgehend pulsationsfrei geltenden volumetrischen Pumpen, wie Mono- bzw. Exzenterschneckenpumpen die Druckkonstanz noch weiter verbessert. Der Pulsationsdämpfer soll auch bei vibrationsanfälligen Rohr- und Schlauchsystemen einzusetzen sein. Die in solchen Systemen auftretenden Vibrationen sind im Wesentlichen hochfrequenter Natur, der Einsatz bekannter Pulsationsdämpfer erweist sich aufgrund der Trägheit der verwendeten Membranen als unbefriedigend.

  
Auch bei den zum Fördern von Fluiden verwendeten volumetrischen Membran- oder Zahnradpumpen treten Druckschwankungen und damit Schwankungen der Fördermenge auf; durch den Einsatz des erfindungsgemässsen Pulsationsdämpfers können diese Schwankungen minimiert werden.

  
Diese Aufgabe wird durch die Verwirklichung der kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Alternative bzw. bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

  
Dadurch, dass die wenigstens zwei, insbesondere aber eine Mehrzahl, hermetisch dichter Dämpfungselemente des erfindungsgemässen Pulsationsdämpfers, welche aus einer flexiblen und elastischen Membran bestehen und die ein kompressibles fluides Medium enthalten, voneinander über einen Zwischenraum getrennt sind, der von dem Fluid, dessen Druckschwingungen gedämpft werden sollen, durchsetzt wird, wird die Aufnahme der Pulsationsenergie praktisch über die gesamte Oberfläche des Dämpfungselements ermöglicht. Der Druck wird nicht, wie beispielsweise bei den bekannten Membrandämpfungsgliedern, abgeleitet, sondern es steht praktisch die gesamte Oberfläche der Dämpfungselemente in Kontakt mit dem Fluid, der Druck auf die Membranwand der Dämpfungselemente bleibt konstant. Der Druck innerhalb des Dämpfungselements und der Aussendruck bleiben im Wesentlichen immer gleich gross.

   Auch sehr dünne und damit reaktionsfreudige Membranen als Wandmaterial für die Dämpfungselemente werden damit problemlos einsetzbar, Ermüdungsrisse in der Membranfläche können dadurch weitgehend vermieden werden.

  
Die Dämpfungselemente des Pulsationsdämpfers können in einem Gehäuse angeordnet sein, als By-Pass-Anordnung, mit der Fluid-Leitung über eine Öffnung verbunden, durch die das Fluid im Wesentlichen ungehindert in das Gehäuse ein- und aus diesem wieder austreten kann. Dazu kann, um die Dämpfungselemente in dem Gehäuse positioniert zu halten, eine gitterartige Abdeckung der Öffnung vorgesehen sein.

  
Käfigartige Strukturen können auch direkt der Innenwand der Fluid-Leitungen zugeordnet werden, wobei diese Strukturen dann die Dämpfungselemente direkt vom Fluid-Strom umspült in der Fluid-Leitung halten - beispielsweise ringförmig an der Innenwand angeordnet.

  
Gerade bei Spezialanwendungen von Pumpen, die z.B. zum exakten Dosieren von Medien eingesetzt werden, wie Exzenterschneckenpumpen, kann durch den Einsatz des erfindungsgemässen Pulsationsdämpfers deren Dosiergenauigkeit wesentlich verbessert werden. Die Grösse und Anzahl der Dämpfungselemente kann in Abhängigkeit von dem in den Fluid-Leitungen gegebenen Druckverhältnissen und Druckschwankungen gewählt werden. Die Form der Hohlkörper - idealerweise kugelförmig - bestimmt sich aus dem Verhältnis von Oberfläche zu Volumen, welches möglichst gross sein sollte, um praktisch verzögerungsfrei auf Druckschwankungen reagieren zu können. Unter "im Wesentlichen kugelförmig" sollen im Rahmen der Erfindung auch linsen-, krapfen- oder kissenförmige Hohlkörper verstanden werden.

  
Für relativ niedrige Druckverhältnisse von wenigen bar, wie beispielsweise bei Pumpen, die in der Labor- oder Beschichtungstechnik eingesetzt werden, sind die Dämpfungselemente vorzugsweise - schon allein aus wirtschaftlichen Gründen - mit Luft mit Atmosphärendruck gefüllt, als Material für die Dämpfungselement-Membranen hat sich Polypropylen oder hochdichtes Polyethylen bewährt. PTFE beispielweise kommt bevorzugt beim Einsatz für mit aggressiven Medien versetzten Fluiden zur Verwendung.

  
Bei grösseren Maschinen, von denen Leitungen abgehen bzw. zu denen Leitungen führen, kommt es zu Vibrationen in den Leitungen bzw. der Leitungen selbst, die entstehenden Druckschwankungen können sich negativ auf die Genauigkeit und die Standzeiten der Systeme auswirken, frühzeitiger Verschleiss und unnötige Reparaturkosten können resultieren. Weiters negativ ist die damit verbundene Geräuschbelastung des Personals.

  
Bei höheren Drücken von ca. 10 bar, wie sie beispielsweise auch in Wasserleitungen auftreten, sind die Dämpfungselemente mit Druckluft gefüllt, um eine ausreichende Vorspannung vorzusehen.

  
Die einzelnen Hohlkörper können in einfacher und wirtschaftlicher Weise aus mit dem fluiden Medium, wie Luft bzw. Druckluft, gefüllten Kunststoff-Schläuchen hergestellt werden, indem jeweils kissenartige Abteilungen durch Wärmeversiegelung oder Verklebung geschaffen werden. Die solcherart erzeugten Dämpfungselemente werden vorzugsweise voneinander getrennt, oder es werden - falls eine zuverlässige Relativ-Positionierung der einzelnen Dämpfungselemente in der Fluid-Leitung erforderlich sein sollte - die Verbindungsteile zwischen den Dämpfungselementen mit Öffnungen, beispielsweise in Form von Perforationen, versehen, um die Dämpfungselemente zuverlässig durch das Fluid zu umspülen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

  
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Zeichnungen rein beispielhaft beschrieben.
<tb>Fig. 1a und 1b<sep>zeigen die schematische Darstellung der Hohlkörperelemente eines erfindungsgemässen Pulsationsdämpfers;


  <tb>Fig.2<sep>zeigt By-Pass-Anordnungen des erfindungsgemässen Pulsationsdämpfers in einem fluidführenden Rohr- und Schlauchsystem;


  <tb>Fig.3<sep>zeigt eine mögliche Anordnung des Pulsationsdämpfers innerhalb einem fluidführenden Rohr- und Schlauchsystem;


  <tb>Fig.4a und 4b<sep>zeigen den Druckverlauf (p in bar) einer Mischkomponente bei Förderung in einer Exzenterschneckenpumpe ohne und mit Einsatz eines erfindungsgemässen Pulsationsdämpfers

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

  
Fig. 1a und 1b zeigen - jeweils im Querschnitt - einerseits ein einzelnes Dämpfungselement 1a und andererseits Dämpfungselemente 1b, die miteinander über ein Verbindungsteil verbunden sind. Die Dämpfungselemente 1a bzw. 1b sind annähernd kugel-, linsen- oder krapfenförmige Hohlkörper, die Hüllfläche ist aus einem elastischen, flexiblen Material geformt, wie beispielsweise Polypropylen oder hochdichtes Polyethylen. Der Innenraum 2 der Hohlkörper 1a, 1b ist - je nach dem vorgesehenen Einsatz - mit einem kompressiblen, fluiden Medium gefüllt, praktischerweise Luft bei Atmosphärendruck für Anwendungen in Fluid-Leitungen, in denen Drücke von wenigen bar herrschen, bzw. Druckluft für Anwendungen, bei denen Drücke von ca. 10 bar und auch mehr auftreten.

   Wie aus Fig. 1b zu ersehen ist, können die Dämpfungselemente auf einfache und ökonomische Weise aus einem länglichen, mit dem Medium gefüllten Schlauch hergestellt werden, indem dieser segmentweise zugeschweisst wird. Danach werden die einzelnen Dämpfungselemente an den dabei entstehenden Verbindungsteilen 3 voneinander getrennt, oder aber, und das kann beispielsweise eine Anordnung entsprechend Fig. 3 vereinfachen, es werden Öffnungen 4 angeordnet, die derart dimensioniert sind, dass ein nahezu ungehinderter Durchtritt des Fluids gegeben ist. Wie insbesondere Fig. 1a erkennen lässt, werden Druckschwankungen, die in dem das Dämpfungselement 1a umgebenden Fluid auftreten, über die gesamte Oberfläche des Dämpfungselements aufgenommen, im Wesentlichen allseitig gleich verteilt.

   Die Druckimpulse werden von dem Dämpfungselement gesamthaft aufgenommen und durch Kompression des enthaltenen Mediums absorbiert. Die Geometrie des Dämpfungselements bewirkt, dass die Membranhülle jeweils mit gleicher Druckdifferenz beaufschlagt ist, Ermüdungserscheinungen werden minimiert, die Lebensdauer des Pulsationsdämpfers wird erheblich erhöht.

  
Fig. 2 zeigt Anordnungen von erfindungsgemässen Pulsationsdämpfern 8 an Rohr- bzw. Schlauchsystemen 6 bzw. 7. Die in ein Gehäuse 10 einzeln und locker eingebrachten Dämpfungselemente 1a sind mit der Fluid-Leitung über ein Bypass-Verbindungsstück 11 verbunden, durch das das Fluid ungehindert in das Gehäuse einströmen und die Dämpfungselemente allseitig umströmen kann. Damit die Dämpfungselemente 1a - falls der Querschnitt des Verbindungsstückes 11 entsprechend gross gewählt wird - in dem Gehäuse 10 gehalten bleiben, wird die Eintrittsöffnung von Verbindungsstück 11 ins Gehäuse 10 mit einem Gitter abgedeckt, das den im Wesentlichen ungehinderten Durchtritt des Fluids erlaubt.

   Es könnten auch mehrere Verbindungsöffnungen zwischen Fluid-Leitung und Gehäuse vorgesehen sein, gegebenenfalls leitungsauf- und leitungsabwärts, wodurch eine verbesserte Durchströmung des Gehäuses möglich wird.

  
Wie Fig. 2 zeigt, kann der Pulsationsdämpfer - und das unabhängig davon, ob die Fluidleitung als Rohr- oder Schlauchleitung ausgelegt ist - so nahe wie möglich der Pumpe 5, beispielsweise Membran-, Zahnrad-, Exzenterpumpe oder anderen Pumpenarten, oder aber auch dem Verbraucher 9, beispielsweise einer Beschichtungsdüse, zugeordnet sein. Für beste Ergebnisse können Pulsationsdämpfer sowohl nahe der Pumpe als auch nahe dem Verbraucher vorgesehen werden. Damit werden einerseits pumpenseitig Druckimpulse herabgesetzt und andererseits Schwankungen der Menge des über den Verbraucher ausgebrachten Fluids reduziert, die aufgrund von Druckschwankungen entstehen, die dem Rohr- bzw. Schlauchsystem inhärent sind.

  
Wie aus Fig. 2 zu ersehen, enthalten die Pulsationsdämpfer 8 eine Mehrzahl von Dämpfungselementen 1a. Die einzelnen Elemente wirken in ihrer Gesamtheit, sind jedoch, wie oben dargestellt, voneinander unabhängige Elemente. Selbst wenn nun eines oder auch einige dieser Elemente defekt werden sollte, hat dies auf die Wirkungsweise des Pulsationsdämpfers praktisch keine negativen Auswirkungen.

  
Fig. 3 zeigt eine weitere Möglichkeit, den Pulsationsdämpfer anzuordnen. Hierbei werden die Dämpfungselemente 1a direkt in der Fluid-Strömumg gehalten, beispielsweise der Innenwand der Leitung 6 zugeordnet. Dabei können die einzelnen Dämpfungselemente 1a locker ein- oder auch mehrlagig im Wesentlichen zylinderförmig angeordnet sein, eine käfigartige Struktur 11a gewährleistet das ungehinderte Durchfliessen durch diese Struktur und das Umfliessen der Dämpfungselemente 1a mit dem Fluid. Alternativ könnten auch miteinander über mit Öffnungen 4 versehene Verbindungsteile 3 verbundenen Dämpfungselemente 1b (entsprechend Fig. 1b) ringförmig an der Innenwand angeordnet werden. Gegebenenfalls könnte dann eine haltende Struktur verzichtbar werden.

  
Im Folgenden wird anhand der Fig. 4aund 4bein beispielhafter Einsatz eines erfindungsgemässen Pulsationsdämpfers beschrieben. In Fig. 4aist der Druckverlauf einer Komponente einer in einer Exzenterschneckenpumpe geförderten Komponentenmischung in Messabständen von jeweils 5 sec gezeigt. Wie zu erkennen ist, sind die Druckschwankungen hochfrequent im Bereich von 100 Hz und bewegen sich im Mittel um 1%. Pumpen mit derartigen Kennlinien gelten als praktisch pulsationsfrei und werden für exaktes Dosieren in Mischsysteme verwendet. Für spezielle Anwendungen allerdings, wie beispielsweise bei Einsatz als Dosierpumpe in der Beschichtungstechnik, bewirken selbst derart geringe Druckschwankungen nicht mehr tolerierbare Dosierschwankungen.

   Es hat sich gezeigt, dass bei pumpennahem Anordnen eines erfindungsgemässen Pulsationsdämpfers die Druckschwankungen um ca. 80% auf 0.2% reduziert werden können. In dem betrachteten Fall war eine vierstufige Exzenterschneckenpumpe zum Dosieren einer Dispersion verwendet. Die Dämpfungselemente - hier in By-Pass-Anordnung in einem Gehäuse nahe der Pumpe - waren aus einer dünnen, handelsüblichen High-Density-Polyethylenschicht hergestellt, mit Luft bei Atmosphärendruck gefüllt und waren in etwa kugelförmig, mit einem Durchmesser von ca. 5 cm.



  Technical area

  
The invention relates to a pulsation damper according to the preamble of claim 1.

Background of the invention

  
Pulsation dampers are known to be used for damping fluid pressure fluctuations in liquid lines and fuel lines.

  
Thus, DE 19 528 737 A1 describes a bypass pressure regulator for a fuel supply system, which has a membrane arranged in a housing between a pressure-relieving first chamber and a liquid fuel-containing second chamber. In DE 4 143 507 C2, a pressure pulse damper in the form of a frusto-conical torus is described, which is filled with compressed air and which is arranged within the pressure chamber of the fuel pump. From DE 4 431 770 A1 a pressure pulse damper for a fuel pump can be seen, which is made of a thin-walled tube made of flexible and elastic plastic. Preferably, several gas-filled chambers are provided for reasons of operational safety.

   In DE 4 443 623 a bellows-shaped pressure pulse modulator is provided, which is in communication with the fuel passage, so that existing pressure fluctuations are largely destroyed and the pump noise can be greatly reduced.

  
Such arrangements, which are intended for rather rough use in fuel lines, however, are not suitable for damping high-frequency pulsations and / or pressure fluctuations with low amplitudes. Pressure regulators, which provide pressure-elastic absorption membranes as described above, are too sluggish for use with pumps used in coating or laboratory technology and can not achieve the desired damping.

Brief description of the invention

  
The invention is based on the object of providing a pulsation damper which, for example, even further improves the pressure stability even in the volumetric pumps which are largely pulsation-free, such as single or eccentric screw pumps. The pulsation damper should also be used in vibration prone pipe and hose systems. The vibrations occurring in such systems are essentially high-frequency nature, the use of known pulsation damper proves unsatisfactory due to the inertia of the membranes used.

  
Even with the volumetric diaphragm or gear pumps used to convey fluids, pressure fluctuations and thus fluctuations in the flow rate occur; By using the pulsation damper according to the invention, these fluctuations can be minimized.

  
This object is achieved by the realization of the characterizing features of claim 1. Alternative or preferred embodiments are described in the dependent claims.

  
Characterized in that the at least two, but in particular a plurality, hermetically sealed damping elements of the pulsation damper according to the invention, which consist of a flexible and elastic membrane and containing a compressible fluid medium, are separated from each other by a gap which is damped by the fluid whose pressure oscillations are to be penetrated, the recording of the pulsation energy is made possible practically over the entire surface of the damping element. The pressure is not, as in the known membrane damping members derived, but it is practically the entire surface of the damping elements in contact with the fluid, the pressure on the diaphragm wall of the damping elements remains constant. The pressure within the damping element and the external pressure remain essentially always the same size.

   Even very thin and therefore reactive membranes as a wall material for the damping elements are thus easily used, fatigue cracks in the membrane surface can be largely avoided.

  
The damping elements of the pulsation damper can be arranged in a housing, as a by-pass arrangement, connected to the fluid line via an opening, through which the fluid can flow in and out of the housing substantially unhindered. For this purpose, in order to keep the damping elements positioned in the housing, a grid-like cover of the opening may be provided.

  
Cage-like structures can also be assigned directly to the inner wall of the fluid lines, these structures then holding the damping elements flushed by the fluid flow in the fluid conduit - for example, arranged annularly on the inner wall.

  
Especially in special applications of pumps, e.g. can be used for the exact dosing of media, such as progressing cavity pumps, can be significantly improved by the use of the pulsation damper according to the invention whose dosing accuracy. The size and number of damping elements can be selected depending on the given in the fluid lines pressure ratios and pressure fluctuations. The shape of the hollow body - ideally spherical - is determined by the ratio of surface area to volume, which should be as large as possible in order to be able to react to pressure fluctuations virtually without delay. In the context of the invention, "substantially spherical" should also be understood to mean lenticular, donut or pillow-shaped hollow bodies.

  
For relatively low pressure ratios of a few bar, such as in pumps that are used in laboratory or coating technology, the damping elements are preferably - even for economic reasons - filled with air at atmospheric pressure, as the material for the damping element membranes has polypropylene or high-density polyethylene proven. For example, PTFE is preferred for use with fluids mixed with aggressive media.

  
With larger machines, from which lines go or lead to which leads, there are vibrations in the lines or the lines themselves, the resulting pressure fluctuations can adversely affect the accuracy and durability of the systems, premature wear and unnecessary repair costs result. Another negative is the associated noise pollution of the staff.

  
At higher pressures of about 10 bar, as they occur, for example, in water pipes, the damping elements are filled with compressed air to provide sufficient bias.

  
The individual hollow bodies can be produced in a simple and economical manner from plastic hoses filled with the fluid medium, such as air or compressed air, by respectively creating cushion-like compartments by heat sealing or adhesive bonding. The thus produced damping elements are preferably separated from each other, or - if a reliable relative positioning of the individual damping elements in the fluid conduit should be required - the connecting parts between the damping elements with openings, for example in the form of perforations, provided to the damping elements to reliably flow around the fluid.

Brief description of the drawings

  
The invention will be described below purely by way of example with reference to drawings.
<Tb> FIG. 1a and 1b <sep> show the schematic representation of the hollow body elements of a pulsation damper according to the invention;


  FIG. 2 shows by-pass arrangements of the pulsation damper according to the invention in a fluid-carrying tube and hose system; FIG.


  Fig. 3 shows a possible arrangement of the pulsation damper within a fluid-carrying tube and hose system;


  FIGS. 4a and 4b show the pressure progression (p in bar) of a mixing component when conveyed in an eccentric screw pump without and with use of a pulsation damper according to the invention

Detailed description of the invention

  
Fig. 1a and 1b show - each in cross-section - on the one hand, a single damping element 1a and on the other hand damping elements 1b, which are connected to each other via a connecting part. The damping elements 1a and 1b are approximately spherical, lenticular or donut-shaped hollow body, the envelope surface is formed of an elastic, flexible material, such as polypropylene or high density polyethylene. The interior 2 of the hollow body 1a, 1b is - depending on the intended use - filled with a compressible fluid medium, conveniently air at atmospheric pressure for applications in fluid lines, in which prevail pressures of a few bar, or compressed air for applications at which pressures of about 10 bar and more occur.

   As can be seen from Fig. 1b, the damping elements can be made in a simple and economical manner from an elongated, filled with the medium tube by this is welded in segments. Thereafter, the individual damping elements are separated from each other at the resulting connecting parts 3, or, and this can simplify, for example, an arrangement according to FIG. 3, openings 4 are arranged, which are dimensioned such that an almost unhindered passage of the fluid is given. As can be seen in particular from FIG. 1 a, pressure fluctuations which occur in the fluid surrounding the damping element 1 a are absorbed over the entire surface of the damping element, distributed substantially uniformly on all sides.

   The pressure pulses are absorbed by the damping element as a whole and absorbed by compression of the medium contained. The geometry of the damping element causes the membrane sleeve is in each case subjected to the same pressure difference, fatigue phenomena are minimized, the life of the Pulsationsdämpfers is significantly increased.

  
FIG. 2 shows arrangements of pulsation dampers 8 according to the invention on pipe or hose systems 6 and 7, respectively. The damping elements 1a which are individually and loosely inserted into a housing 10 are connected to the fluid line via a bypass connection piece 11, through which the fluid flows unhindered flow into the housing and the damping elements can flow around on all sides. Thus, the damping elements 1a - if the cross-section of the connecting piece 11 is selected to be large - kept in the housing 10, the inlet opening of connector 11 is covered in the housing 10 with a grid that allows the substantially unhindered passage of the fluid.

   It could also be provided a plurality of connection openings between the fluid conduit and the housing, optionally upstream and downstream, whereby an improved flow through the housing is possible.

  
As shown in FIG. 2, the pulsation damper - and regardless of whether the fluid line is designed as a pipe or hose - as close as possible to the pump 5, such as diaphragm, gear, eccentric or other pump types, or even the Consumers 9, for example, a coating nozzle to be assigned. For best results, pulsation dampers can be provided both near the pump and near the consumer. Thus, on the one hand pump pressure pulses are reduced and on the other hand reduces fluctuations in the amount of discharged through the consumer fluid, which arise due to pressure fluctuations inherent in the pipe or hose system.

  
As can be seen from FIG. 2, the pulsation dampers 8 include a plurality of damping elements 1a. The individual elements act in their entirety but, as shown above, are independent elements. Even if one or even some of these elements should become defective, this has practically no negative effects on the operation of the pulsation damper.

  
Fig. 3 shows another way to arrange the pulsation damper. In this case, the damping elements 1a are held directly in the fluid Strömumg, for example, the inner wall of the conduit 6 assigned. In this case, the individual damping elements 1a may be arranged loosely in one or more layers substantially cylindrical, a cage-like structure 11a ensures the unimpeded flow through this structure and the flow around the damping elements 1a with the fluid. Alternatively, attenuation elements 1b (corresponding to FIG. 1b) which are connected to one another via connection parts 3 provided with openings 4 could also be arranged annularly on the inner wall. If necessary, then a holding structure could be dispensed with.

  
In the following, exemplary use of a pulsation damper according to the invention will be described with reference to FIGS. 4a and 4b. FIG. 4a shows the pressure profile of a component of a component mixture conveyed in an eccentric screw pump at measurement intervals of 5 seconds each. As can be seen, the pressure fluctuations are high frequency in the range of 100 Hz and move on average by 1%. Pumps with such characteristics are considered virtually pulsation-free and are used for precise dosing in mixing systems. However, for special applications, for example when used as a metering pump in coating technology, even such small pressure fluctuations cause unacceptable metering fluctuations.

   It has been found that, when arranging a pulsation damper according to the invention close to the pump, the pressure fluctuations can be reduced by approximately 80% to 0.2%. In the case considered, a four-stage progressive cavity pump was used to dose a dispersion. The damping elements - here in a by-pass arrangement in a housing near the pump - were made of a thin, commercial high-density polyethylene layer, filled with air at atmospheric pressure and were approximately spherical, with a diameter of about 5 cm.


    

Claims (1)

Pulsationsdämpfer zur Dämpfung von Fluid-Druckschwingungen in Fluid-Leitungen, mit wenigstens zwei hermetisch dichten Dämpfungselementen (1, 1a) in Form von im Wesentlichen kugelförmigen Hohlkörpern aus einer flexiblen und elastischen Membran, welche Hohlkörper ein kompressibles fluides Medium enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum zwischen den wenigstens zwei Dämpfungselementen für das Fluid wenigstens partiell durchsetzbar ist. Pulsation damper for damping fluid pressure oscillations in fluid lines, comprising at least two hermetically sealed damping elements (1, 1a) in the form of substantially spherical hollow bodies of a flexible and elastic membrane, which hollow bodies contain a compressible fluid medium, characterized in that Interspace between the at least two damping elements for the fluid is at least partially enforceable. Pulsationsdämpfer nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Dämpfungselemente in einem mit dem Innenraum der Fluid-Leitung über wenigstens eine Verbindungsöffnung verbindbaren Gehäuse angeordnet sind, wobei insbesondere die wenigstens eine Verbindungsöffnung zwischen Fluid-Leitung und Gehäuse durch eine gitterartige, den Fluid-Strom nicht hemmende Struktur abgedeckt ist und an einer Fluid-Leitung als Bypass-Anordnung anordbar ist. Pulsation damper according to claim 1, characterized in that the at least two damping elements are arranged in a connectable to the interior of the fluid conduit via at least one connection opening housing, wherein in particular the at least one connection opening between fluid conduit and housing by a grid-like, the fluid Current non-inhibiting structure is covered and can be arranged on a fluid line as a bypass arrangement. Pulsationsdämpfer nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Dämpfungselemente im Bereich der Innenwand der Fluid-Leitung - insbesondere ringförmig - anordbar sind, und wobei Mittel an den Dämpfungsmitteln vorgesehen sind, um die wenigstens zwei Dämpfungselemente im Bereich der Innenwand der Fluid-Leitung positioniert zu halten. Pulsation damper according to claim 1, characterized in that the at least two damping elements in the region of the inner wall of the fluid conduit - in particular annular - can be arranged, and wherein means are provided on the damping means to the at least two damping elements in the region of the inner wall of the fluid conduit to keep it positioned. Pulsationsdämpfer nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Positionierung als gitterartige, den Fluid-Strom nicht hemmende Struktur vorgesehen sind. Pulsation damper according to claim 3, characterized in that the means for positioning are provided as a grid-like, the fluid flow non-inhibiting structure. Pulsationsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Membran aus Polypropylen (PP) oder hochdichtem Polyethylen (HDPE) besteht. Pulsation damper according to one of the preceding claims, characterized in that the material of the membrane consists of polypropylene (PP) or high-density polyethylene (HDPE). Pulsationsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das fluide Medium Luft ist. Pulsation damper according to one of the preceding claims, characterized in that the fluid medium is air. Pulsationsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Dämpfungselemente über einen mit wenigstens einer Öffnung, insbesondere mit mehreren Perforationen, versehenen Steg miteinander verbunden sind. Pulsation damper according to one of the preceding claims, characterized in that the at least two damping elements are connected to one another via a web provided with at least one opening, in particular with a plurality of perforations. Verwendung eines Pulsationsdämpfers nach einem der Ansprüche 1 bis 7 bei Exzenterpumpen zur Unterdrückung von Dosierungsschwankungen. Use of a pulsation damper according to one of claims 1 to 7 in eccentric pumps for suppressing dose fluctuations. Verwendung eines Pulsationsdämpfers nach einem der Ansprüche 1 bis 7 bei Membran- oder Zahnradpumpen zur Unterdrückung von Dosierungsschwankungen. Use of a pulsation damper according to one of claims 1 to 7 in diaphragm or gear pumps for suppressing dose fluctuations.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008047303A1 (en) 2008-02-18 2009-08-20 Continental Teves Ag & Co. Ohg Pulsationsdämpfungskapsel
DE102010027773A1 (en) * 2010-04-15 2011-10-20 Continental Teves Ag & Co. Ohg Pulsation damping capsule, particularly for use in connection to pressure side of piston pump, has durable metal casing which is enclosed by liquid impermeable mass, where mass is manufactured by using elastic paint
DE102010062855A1 (en) * 2010-12-10 2012-07-19 Continental Automotive Gmbh Damping device of fuel system for combustion engine mounted in motor car, has damping elements having core that is provided with compressible material and is hermetically and closely enclosed with main layer including resilient material
DE102014222417B4 (en) 2014-11-03 2022-03-17 Vitesco Technologies GmbH fuel delivery unit
DE102015111803A1 (en) * 2015-07-21 2017-01-26 Volkswagen Ag Aggregate and damping device with a damping element and damping element
CN108343840A (en) * 2018-02-02 2018-07-31 深圳市曼恩斯特科技有限公司 Pulsation damper

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4431770A1 (en) 1993-09-07 1995-03-09 Walbro Corp Pressure pulse damper
DE4443623A1 (en) 1993-12-15 1995-06-22 Walbro Corp Gear pump
DE4143507C2 (en) 1990-05-29 1995-07-13 Walbro Corp Electrically driven rotary fuel pump for combustion engine
DE19528737A1 (en) 1995-05-09 1996-11-14 Walbro Corp By-pass pressure control unit for IC engine fuel distribution circuit
JPH0953541A (en) * 1995-08-12 1997-02-25 Toyoda Gosei Co Ltd Fuel pressure pulsation damping device
US20020059959A1 (en) * 2002-01-08 2002-05-23 Qatu Mohamad S. System and apparatus for noise suppression in a fluid line
WO2004014763A1 (en) * 2002-08-07 2004-02-19 Heung-Mook Kang Apparatus for absorbing a volume expansive force of a liquid
EP1411236A2 (en) * 2002-10-19 2004-04-21 Robert Bosch Gmbh Device for damping of pressure pulsations in a fluid system, especially in a fuel system of an internal combustion engine

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB345495A (en) * 1929-03-23 1931-03-26 Gen Electric Improvements in and relating to electric cables
GB786402A (en) * 1956-02-22 1957-11-20 Finney Presses Ltd Accumulators or shock absorbers for hydraulic pressure systems
GB1194764A (en) * 1968-04-22 1970-06-10 Automotive Prod Co Ltd Improvements in or relating to Storage Devices for Liquid Under Pressure
DE1927426A1 (en) * 1969-05-29 1970-12-03 Lutz Dr Ing Hermann Hydraulic pressure vessel with pneumatic elements
JPH0289895A (en) * 1988-09-27 1990-03-29 Osaka Gas Co Ltd Water-hammering pressure absorbing method
JPH07332577A (en) * 1994-05-31 1995-12-22 Suzuki Sogyo Co Ltd Water hammer preventing equipment
US5709248A (en) * 1996-09-30 1998-01-20 Caterpillar Inc. Internal accumulator for hydraulic systems

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4143507C2 (en) 1990-05-29 1995-07-13 Walbro Corp Electrically driven rotary fuel pump for combustion engine
DE4431770A1 (en) 1993-09-07 1995-03-09 Walbro Corp Pressure pulse damper
DE4443623A1 (en) 1993-12-15 1995-06-22 Walbro Corp Gear pump
DE19528737A1 (en) 1995-05-09 1996-11-14 Walbro Corp By-pass pressure control unit for IC engine fuel distribution circuit
JPH0953541A (en) * 1995-08-12 1997-02-25 Toyoda Gosei Co Ltd Fuel pressure pulsation damping device
US20020059959A1 (en) * 2002-01-08 2002-05-23 Qatu Mohamad S. System and apparatus for noise suppression in a fluid line
WO2004014763A1 (en) * 2002-08-07 2004-02-19 Heung-Mook Kang Apparatus for absorbing a volume expansive force of a liquid
EP1411236A2 (en) * 2002-10-19 2004-04-21 Robert Bosch Gmbh Device for damping of pressure pulsations in a fluid system, especially in a fuel system of an internal combustion engine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1997, no. 06 30 June 1997 (1997-06-30) *

Also Published As

Publication number Publication date
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AT500633A3 (en) 2006-06-15
GB2417050A (en) 2006-02-15
GB0515933D0 (en) 2005-09-07

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