DE19638248C2 - Wasserstoßdämpfer sowie eine mit einem Wasserstoßdämpfer ausgerüstete Pumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wasserstoßdämpfer zum Dämp­ fen von Wasserstößen in zwei Wasserkreisläufen, die ab­ wechselnd in Betrieb genommen werden, mit einem Gehäuse mit zwei Eingangsöffnungen, die jeweils in eine entspre­ chende Kammer innerhalb des Gehäuses münden und an einen der Wasserkreisläufe anschließbar sind, wobei das Gehäuse Druckausgleichsmittel enthält, die einen Dämpferkörper umfassen, der sich unter Einfluß einer Wasserverdrängung im Gehäuse zwischen zwei Endpositionen bewegen kann, wo­ bei der Dämpferkörper in seinen beiden Endpositionen an einer Dichtung anliegt.

Desweiteren betrifft die Erfindung die Verwendung eines solchen Wasserstoßdämpfers in einer Umwälzpumpe.

Aus der DE-PS 15 79 954 ist eine Umwälzpumpe bekannt, die zum Umpumpen eines Heizmittels in zwei getrennten Kreis­ läufen dient. Zu diesem Zweck ist die Pumpe mit zwei Druckanschlüssen versehen. Zwischen den beiden Anschlüs­ sen befindet sich eine Verbindungsleitung mit einer von Hand zu bedienenden Klappe. Die Verbindungsleitung ermög­ licht es, einen Strömungsausgleich von einem Druckan­ schluß zum anderen Druckanschluß vornehmen zu können und - nach Bedarf - in den beiden Heizmittelkreisläufen ge­ meinsam eine Umwälzung vorzunehmen.

Bei Anlagen, in denen die Wasserkreisläufe bewußt ge­ trennt gehalten werden müssen, kann auf eine derartige Verbindungsleitung verzichtet werden. Das kann beispiels­ weise der Fall sein, wenn mit einer gemeinsamen Umwälz­ pumpe abwechselnd ein Heizungswasserkreislauf und ein Zapfwasserkreislauf gespeist werden sollen. Dann werden die beiden Druckanschlüsse getrennt an eine gemeinsame Umwälzpumpe angeschlossen. Dabei können während einer Um­ schaltung von einem Kreislauf zum anderen wasserstoß- bzw. wasserschlagbedingte Probleme auftreten.

Aus der DE-OS 38 06 464 ist die Verwendung von einem in einem Gehäuse angeordneten Durckausgleichsmittel zum Dämpfen von Druckstößen in einem Flüssigkeitsstrom zwi­ schen zwei Druckmittelleitungen bekannt. Die Anordnung ist jedoch nicht geeignet, Stöße bzw. Wasserschläge, die bei einer Umschaltung zwischen zwei Wasserkreisläufen auftreten, zu dämpfen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wasser­ stoßdämpfer der eingangs genannten Art zu schaffen, durch den während des Umschaltens von einem Kreislauf zum ande­ ren auftretende Wasserstöße bzw. Wasserschläge verhindert oder zumindest stark reduziert werden können. Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Wasserstoßdämpfer der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß er im Bereich zwischen den beiden Endpositionen von verdrängtem Wasser passiert werden kann.

Der erfindungsgemäße Wasserstoßdämpfer bildet eine Druck­ ausgleichsleitung, die nur von einem Kreis zum anderen tätig wird. Die Umschaltung von einem ersten Kreis zu ei­ nem zweiten Kreis führt zu einem Druckstoß in dem ersten Kreis, der durch Über- oder Unterdruck an der Abschluß­ stelle des Kreislaufes und eine darauffolgende Umkehrung der Wasserströmung in dem Kreislauf entsteht. Der Druck­ stoß wird über die Druckausgleichsleitung zu dem zweiten Kreis geführt, wodurch ein Wasserstoß vermieden wird. Im übrigen bleiben die beiden Kreisläufe, was ihre Strömung betrifft, getrennt.

Ausführungsformen des Wasserstoßdämpfers gemäß der Er­ findung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Die Ver­ wendung eines solchen Wasserstoßdämpfers in einer Umwälz­ pumpe ist Gegenstand des Anspruchs 9.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 in schematischer, teilweise durchbrochener Vorderansicht eine Umwälzpumpe;

Fig. 2 in Draufsicht die Umwälzpumpe in Richtung des Pfeils II in Fig. 1;

Fig. 3 im Längsschnitt eine erste Ausführungsform ei­ nes Wasserstoßdämpfers gemäß der Erfindung;

Fig. 4 im Längsschnitt eine zweite Ausführungsform ei­ nes Wasserstoßdämpfers gemäß der Erfindung und

Fig. 5 im Längsschnitt eine dritte Ausführungsform ei­ nes Wasserstoßdämpfers gemäß der Erfindung.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugsziffern jeweils glei­ che oder funktionsgleiche Teile.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Umwälzpumpe 1 mit einem Rotor 1a, der durch einen nicht näher gezeigten Motor in zwei entge­ gengesetzten Drehrichtungen 1b, 1c angetrieben werden kann. Die Umwälzpumpe 1 ist mit drei Druckanschlüssen 2, 3 versehen, die jeweils mit getrennten Wasserkreisläufen 12, 13 verbunden sind. Die Umwälzpumpe 1 enthält eine Membran 4, die sich bei Rotation des Rotors 1a in Richtung des Pfeils 1b in der in Fig. 1 gezeigten Position befindet, in der sie den Druckan­ schluß 3 verschließt und den Druckanschluß 2 freigibt. Bei ei­ ner Rotation des Rotors 1a in umgekehrter Richtung, d. h. in Richtung des Pfeils 1c, wird der Druckanschluß 2 verschlossen und der Druckanschluß 3 freigegeben.

Wie Fig. 2 zeigt, ist zwischen dem Druckanschluß 2 und dem Druckanschluß 3 ein Wasserstoßdämpfer 5 vorgesehen. Mögliche Ausführungsformen des Wasserstoßdämpfers 5 werden nachfolgend anhand der Fig. 3 bis 6 erläutert. Der Wasserstoßdämpfer 5 reduziert oder eliminiert das Phänomen von Wasserstößen bzw. Wasserschlägen bei einer Drehrichtungsumkehr des Rotors 1a der Umwälzpumpe 1, wobei die Membran 4 innerhalb kurzer Zeit ihre Position ändert und den bis dahin benutzten Druckanschluß ab­ schließt.

Fig. 3 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsge­ mäßen Wasserstoßdämpfers. Dieser Wasserstoßdämpfer umfaßt ein rohrförmiges Gehäuse 5, das einen kreisförmigen oder auch an­ dersförmigen Querschnitt hat. Im Gehäuse 5 befindet sich ein länglicher, axial in den Pfeilrichtungen 5a, 5b hin- und herbe­ weglicher Dämpferkörper 6. Der Dämpferkörper 6 hat einen Mit­ telabschnitt 6a, der an seinen beiden Enden 6b kegelförmig aus­ läuft. An den Enden 6b des Dämpferkörpers 6 sind Dichtungsmit­ tel 7, beispielsweise Dichtungsringe im Falle eines zylinder­ förmigen Mittelabschnitts 6a, angebracht. Im Gehäuse 5 sind zwei Dichtungswände 8 vorgesehen, die jeweils eine so große Zentralöffnung aufweisen, daß die Dichtungsmittel 7 jeweils an der zugeordneten Dichtungswand 8 in Anlage kommen können. Es wird ersichtlich sein, daß das Dichtungsmittel 7 nicht unbe­ dingt am Dämpferkörper 6 vorgesehen sein muß, sondern auch an der dem Dämpferkörper 6 zugewandten Seite der Dichtungswände 8 angebracht sein kann, oder daß bei einer geeigneten Material­ auswahl die Dichtungswände 8 und/oder der Dämpferkörper 6 selbst als Dichtungsmittel wirken können.

In der in Fig. 3 gezeigten Position des Dämpferkörpers 6 ist der Druck im Gehäuse 5 auf der linken Seite des Dämpferkörpers 6 höher als auf der rechten Seite. Ein Durchströmen des Gehäu­ ses 5 in Pfeilrichtung 5b von der Hochdrucksseite zur Niedrig­ druckseite ist nicht möglich. Wenn nun der Druck im Gehäuse 5 auf der rechten Seite des Dämpferkörpers 6 zunimmt und/oder der Druck im Gehäuse auf der linken Seite des Dämpferkörpers 6 abnimmt, derart, daß der Druck auf der rechten Seite des Dämp­ ferkörpers 6 höher wird als auf der linken Seite, verschiebt sich der Dämpferkörper 6 in Richtung des Pfeils 5a, wodurch ei­ ne Wasserverdrängung im Wasserstoßdämpfer auftritt. Damit wer­ den schnelle, heftige Druckveränderungen in den mit dem Gehäu­ se 5 verbundenen Wasserkreisläufen 12, 13 gedämpft und wird Wasserstößen vorgebeugt. Wenn der Dämpferkörper 6 mit den Dich­ tungsmitteln 7 an der linken Seite an der linken Dichtungswand 8 in Anlage kommt, kann keine weitere Strömung mehr durch das Gehäuse 5 erfolgen. Während der Verstellung des Dämpferkörpers 6 von einer Endstellung zur anderen sorgen die kegeligen Enden 6b in Zusammenwirkung mit den Öffnungen der Dichtungswände 8 dafür, daß eine Wasserverdrängung im Gehäuse 5 allmählich und kontrolliert beginnt und endet.

Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsge­ mäßen Wasserstoßdämpfers. Der Wasserstoßdämpfer umfaßt ein Ge­ häuse 5 mit einem im wesentlichen diaboloförmigen, länglichen Dämpferkörper 10, der in der Richtung der Pfeile 10a und 10b im Gehäuse 5 axial hin- und herbeweglich ist. Der Dämpferkör­ per 10 umfaßt Dichtungsmittel 11, die jeweils an einer Seite einer mit einer Öffnung versehenen Dichtungswand 14 anliegen können, wodurch eine Blockierung des Durchgangs des Gehäuses 5 erfolgt.

In der in Fig. 4 gezeigten Position des Dämpferkörpers 10 ist der Druck im Gehäuse 5 auf der linken Seite des Dämpferkörpers 10 höher als der Druck auf der rechten Seite des Dämpferkör­ pers 10. Wenn der Druck im Gehäuse 5 auf der rechten Seite des Dämpferkörpers 10 höher wird als auf der linken Seite, wird sich der Dämpferkörper 10 in Richtung des Pfeils 10a bewegen, bis die rechten Dichtungsmittel 10 an der rechten Seite der Dichtungswand 10 anliegen. Während der Verschiebung des Dämp­ ferkörpers 10 strömt eine geringe Flüssigkeitsmenge durch die Öffnung in der Dichtungswand 14. Die Durchflußmenge dieser Strömung nimmt dank der Diaboloform des Dämpferkörpers relativ langsam zu und ab im Vergleich zur Geschwindigkeit der Druckän­ derung auf beiden Seiten des Dämpferkörpers 10. Auf diese Wei­ se wird einem Wasserstoß in den mit dem Gehäuse 5 verbundenen Wasserkreisen 12, 13 vorgebeugt.

Fig. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform eines erfindungsge­ mäßen Wasserstoßdämpfers. Dieser umfaßt ein Gehäuse 5, an des­ sen beiden Enden hohle Pfropfen 15a, 15b angebracht sind. Je­ der Pfropfen 15a, 15b umfaßt einen Zentralkanal 16a, 16b, der mit einer ersten relativ großen Öffnung 16a, 16b und einer zweiten relativ kleinen Öffnung 18a, 18b versehen ist. Auf die Pfropfen 15a, 15b ist ein rohrförmiger Dämpferkörper 19 axial in Richtung der Pfeile 20a, 20b hin- und herbewegbar aufgescho­ ben. Der Dämpferkörper 19 enthält eine zentrale dichte Trenn­ wand 19a. Die Pfropfen 15a, 15b umfassen Dichtungsmittel 21a, 21b, die mit einem zugehörigen Ende des Dämpferkörpers 19 zu­ sammenwirken.

In der in Fig. 5 gezeigten Position des Dämpferkörpers 19 ist der Druck im Kanal 16b höher als der Druck im Kanal 16a. Wenn nun der Druck im Kanal 16a höher wird als im Kanal 16b, wird sich der Dämpferkörper 19 in Richtung des Pfeils 20b verschie­ ben, wobei Wasser aus dem Kanal 16a durch die Öffnung 18a in den Dämpferkörper 19 strömt und außerdem Wasser durch die Öff­ nung 18b in den Kanal 16b strömt. Die Öffnung 17a wird danach frei werden, wodurch Flüsssigkeit aus dem Kanal 16a durch die Öffnung 17a in den Raum zwischen dem Dämpferkörper 19 und dem Gehäuse 5 und von dort durch die Öffnung 17b in den Kanal 16b strömen kann. Die Strömungen dauern an, bis der sich in Pfeil­ richtung 20b bewegende Dämpferkörper 19 die Öffnung 17b ver­ schließt und der Dämpferkörper 19 an dem Dichtungsmittel 21b anliegt. Dank der Verwendung der beiden Öffnungen 17a, 18 bzw. 17b, 18b in jedem Pfropfen 15a, 15b kann eine Wasserverdrän­ gung im Gehäuse 5 kontrolliert und allmählich stattfinden.

Es soll bemerkt werden, daß der Wasserstoßdämpfer gemäß der Er­ findung auch in Kombination mit einer Umwälzpumpe mit zwei ge­ trennten, abwechselnd arbeitenden Rotoren für die getrennten Wasserkreise verwendet werden kann.

Claims (9)

1. Wasserstoßdämpfer zum Dämpfen von Wasserstößen in zwei Wasserkreisläufen, die abwechselnd in Betrieb genommen werden, mit einem Gehäuse (5) mit zwei Ein­ gangsöffnungen, die jeweils in eine entsprechende Kammer innerhalb des Gehäuses (5) münden und an einen der Wasserkreisläufe anschließbar sind, wobei das Gehäuse (5) Druckausgleichsmittel enthält, die einen Dämpferkörper (6, 10, 19) umfassen, der sich unter Einfluß einer Wasserverdrängung im Gehäuse (5) zwi­ schen zwei Endpositionen bewegen kann, wobei der Dämpferkörper (6, 10, 19) in seinen beiden Endposi­ tionen an einer Dichtung anliegt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß er im Bereich zwischen den beiden End­ positionen von verdrängtem Wasser passiert werden kann.

2. Wasserstoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (5) rohrför­ mig ausgebildet ist und einen im wesentlichen kreis­ förmigen Querschnitt hat, der Dämpferkörper (6) einen zylinderförmigen Mittelabschnitt (6a) aufweist, der an seinen Enden mit Kegelstümpfen (6b) versehen ist, die an zugehörigen Dichtungsflächen (8) im Gehäuse (5) in Anlage kommen können, um ein Durchströmen des Gehäuses (5) zu verhindern.

3. Wasserstoßdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsflächen (8) im Gehäuse (5) im wesentlichen ringförmig ausgebildet sind und jeweils eine so große Öffnung haben, daß ein Kegelstumpf (6b) des Dämpferkörpers (6) zumindest teilweise darin aufgenommen werden kann.

4. Wasserstoßdämpfer nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelstümpfe (6b) des Dämpferkörpers (6) mit Dichtungsringen (7) versehen sind, die mit den Dichtungsflächen (8) im Gehäuse (5) zum Blockieren der Wasserverdrängung zusammenwirken.

5. Wasserstoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (5) rohrför­ mig ausgebildet ist und einen im wesentlichen kreis­ förmigen Querschnitt hat, wobei der Dämpferkörper (10) im wesentlichen diaboloförmig ausgebildet ist und im Bereich seiner Enden an den beiden Seiten ei­ ner im wesentlichen ringförmigen Dichtungswand (14) in Anlage kommen kann.

6. Wasserstoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (5) rohrför­ mig ausgebildet ist und einen im wesentlichen kreis­ förmigen Querschnitt hat, daß der Dämpferkörper (19) rohrförmig ausgebildet und innenseitig mit einer den Durchlaß blockierenden Trennwand (19a) versehen ist und daß das Gehäuse (5) an seinen Enden jeweils mit einem in das Gehäuse (5) hineinragenden Pfropfen (15a, 15b) versehen ist, auf dem der Dämpferkörper (19) verschiebbar angeordnet ist, wobei in jedem Pfropfen (15a, 15b) ein durchgehender Kanal (16a, 16b) vorgesehen ist, der mit einer Eingangsöffnung des Gehäuses (5) in Verbindung steht und mit einem an die Trennwand (19a) angrenzenden Raum im Dämpferkör­ per (19) versehen ist, wobei die Enden des Dämpfer­ körpers (19) an zugehörigen Dichtungsflächen im Ge­ häuse (5) in Anlage bringbar sind.

7. Wasserstoßdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Pfropfen (15a, 15b) jeweils mit einer Öffnung (17a, 17b) versehen sind, die direkt in Verbindung mit der entsprechenden Öff­ nung (17b, 17a) des anderen Pfropfens (15b, 15a) steht, wenn sich der Dämpferkörper (19) im wesentli­ chen im Bereich zwischen seinen Endpositionen befin­ det.

8. Wasserstoßdämpfer nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Pfropfen (15a, 15b) eine im wesentlichen ringförmige Dichtungsfläche auf­ weist, die mit einem Dichtungsring (21a, 21b) verse­ hen ist, der mit einem Ende des Dämpferkörpers (19) zusammenwirkt.

9. Verwendung des Wasserstoßdämpfers gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche zwischen zwei abwechselnd zu speisenden Druckanschlüssen (2, 3) einer Umwälzpume (1) zur Umwälzung von Wasser in zwei Wasserkreisläu­ fen (12, 13), um nach Wahl Wasser in einem der beiden Wasserkreisläufe (12, 13) zirkulieren zu lassen.