DE2153876C3 - Druckübertrager zwischen zwei Medien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckübertrager zwischen zwei Medien mit einem zwei axial fluchtende Öffnungen aufweisenden starren Behälter, einer nachgiebigen Scheidewand, die den Behälter in zwei Kammern aufteilt, von denen eine ein Durchflußelement enthält, das die Form einer an ihrem einen Ende an einer der Öffnungen mit dem Behälter verbundenen Säule mit radialen Durchlässen hat und außen eine durchlässige Hülse tngt, die aus einem zwischen zwei starren Anschlägen gehalterten Stapel von ringförmigen Scheiben besteht, die zwischen sich Zwischenräume für den Durchtritt des Mediums bilden.

Wenn die Kammer, in welche sich das Durchflußelement bzw. die Säule erstreckt, von ihrem fließfähigen Medium entleert ist, so legt sich die nachgiebige Scheidewand wenigstens teilweise auf dieses Durchflußelement auf. Das Durchflußelement muß demnach so kräftig ausgeführt sein, daß es de.i Biegebeanspruchungen widerstehen kann. Diese Bedingung ist insbesondere dann erfüllt, wenn die Säule aus Stahl besteht. Die durchlässige, die Säule abdeckende Hülse hat die Aufgabe, das Material der nachgiebigen Scheidewand vor der Gefahr zu schützen, durch Berührung mit den Löchern der Säule beschädigt zu werden. Die Hülse darf in dem das Durchflußelement durchfließenden Strom keinen übermäßigen Druckabfall hervorrufen. In Anbetracht einer einwandfreien Funktion und zur Vermeidung einer Erhitzung ist es zweckmäßig, daß der Durchfluß des Mediums in beiden Richtungen hohe Werte hat. Diese Forderung wird bei einem bekannten Druckübertrager (US-PS 27 60 518) der eingangs genannten Art erfüllt durch die Verwendung von säulenförmig aufeinandergestapelten Ringscheiben aus Metallblech mit umgebogenen Blechstreifen, zwischen denen radiale Durchlässe gebildet sind. Hinsichtlich der Herstellungskosten läßt diese bekannte Konstruktion jedoch noch zu wünschen übrig. Außerdem bilden die Außenränder der Scheiben scharfe Kanten, an denen die nachgiebige Trennwand zur Auflage kommt und dadurch leicht beschädigt wird.

Die Erfindung hat nun die Aufgabe, einen Druckübertrager dieser Art zu schaffen, dessen aus Scheiben aufgebaute Hülse sich durch eine besonders einfache, kräftige Konstruktion und einen niedrigen Herstellungspreis auszeichnet und der Scheidewand eine Auflagefläche bietet, durch die sie nicht beschädigt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch einen Druckübertrager der eingangs genannten Art gelöst, der gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß die Zwischenräume der Scheiben durch Riefen auf wenigstens einer Seite der Scheiben gebildet sind.

Die Scheiben können aus einem Material bestehen, das nicht besonders porös, nicht besonders elastisch oder besonders starr zu sein braucht und infolgeaessen im Hinblick auf ein gutes Verhalten und eine gute

ίο Verträglichkeit beim KontaKt mit der Scheidewand und dgl. ausgewählt werden kann. Beispielsweise können die Scheiben aus Kunststoff, aus weichem und anderem Material bestehen.

Die in der Querrichtung verlaufenden Zwischenräume sind genügend breit, um dem Medium den Durchfluß durch die Hülse zu gestatten und genügend schmal, damit das Material der Scheidewand sich nicht in die Zwischenräume hineindrücken kann, wodurch die ' Gefahr einer Beschädigung der Scheidewand bestehen würde. Nur durch ihre große Anzahl und ihren geraden, nicht gewundenen Verlauf ermöglichen die sich in der Querrichtung erstreckenden Zwischenräume, die in der Längsrichtung aufeinanderfolgen, insgesamt die Vermeidung jeglichen übermäßigen Druckverlustes. Die Zwischenräume sind insbesondere von Bögen und labyrinthartigen Durchströmungswegen frei, wie sie beispielsweise bei einem gefritteten Aufbau zu finden sind. Wenr eine Erhitzung auftreten sollte, so ist sie nur gering, und Ausdehnungen werden jedenfalls durch den stapeiförmigen Aufbau vollkommen aufgenommen, der in Anbetracht der großen Anzahl von Scheiben in sich selbst nachgiebig und federnd ist. Deshalb können die beiden Endanschläge starr sein, so daß sich die Konstruktion sehr vereinfacht.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt, und zwar sind

F i g. 1 ein Längsschnitt durch einen Druckübertrager mit Durchgangsorgan gemäß der Erfindung,
Fig. 2 ein in größerem Maßstab gezeichneter Längsschnitt durch das Durchgangsorgan,

F i g. 3 eine schaubildliche Ansicht einer der Scheiben des Stapels in noch größerem Maßstab,

Fig.4 ein Schnitt entsprechend demjenigen nach F i g. 1 durch eine abgeänderte Ausführungsform des Druckübertragers mit einem Durchgangsorgan, dessen Hülse den mittleren Rohrkörper nur teilweise bedeckt und

F i g. 5 ein Längsschnitt durch das Durchgangsorgan der Ausführung nach F i g. 4 in größerem Maßstab.

Der in F i g. 1 bis 3 dargestellte Druckübertrager mit Durchgangsorgan weist einen starren Behälter auf, der von einer zylindrischen Flasche 10 mit zwei halbkugeligen Enden 11 und 12 gebildet wird, in denen sich axial fluchtende Öffnungen 13 bzw. 14 befinden. In die Öffnung 13 ist ein Anschluß 15 eingesetzt, der ein insgesamt mit 16 bezeichnetes Durchgangsorgan in Form einer hohlen Säule trägt. Das Ende 17 des Durchgangsorgans 16 ist mit dem Anschluß 15 in der Nähe der Öffnung 13 der Flasche 10 verbunden. Das andere Ende 18 des Durchgangsorgans 16 befindet sich im Innern der Flasche 10 in Abstand von deren Wänden. Die Säule 16 erstreckt sich somit in axialer Richtung von der Öffnung 13 in das Innere der Flasche in Richtung auf die andere Öffnung 44.

Das Durchgangsorgan 16 wird weiter unten näher beschrieben. Eine z. B. aus einer Blase aus elastischem Material bestehende nachgiebige Scheidewand 19 ist, wie aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich, bei 20 zwischen den

Anschluß 15 und das Ende 11 der Flasche 10 eingespannt Die Scheidewand 19 erstreckt sich in das Innere der Flasche 10 und umgibt das Durchgangsorgan 16.

Durch die Scheidewand 19 wird der Innenraum der Flasche 10 in zwei Kammern für fließfähige Medien unterteilt. Die erste Kammer 20 steht mit der öffnung 13 in Verbindung und enthält das Durchgangsorgan 16, während die zweite Kammer 21 mit der öffnung 14 verbunden ist Die Öffnung 14 enthält einen Anschluß 22 für einen Zutritt und den Ausstoß des flüssigen Mediums. Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 ist der Anschluß 22 mit einem federbelasteten Ventil 23 versehen.

Wenn die Kammer von dem in ihr enthaltenden fließfähigen Medium entleert wird, so legt sich die Scheidewand 19 auf das Organ 16 auf, wobei sie durch dieses Organ in ihren Bewegungen geführt wird. Auf diese Weise wird vermieden, daß sich die Scheidewand 19 lose und ungeregelt zusammenfaltet, was ihrer Haltbarkeit abträglich wäre. Das Organ 16 ist so ausgebildet, daß es einen Durchgang des fließfähigen Mediums in beiden Richtungen zwischen der öffnung 13 und der Kammer 20 und umgekehrt zuläßt. Deshalb ist für dieses Organ die Bezeichnung »Durchgangsorgan« gewählt.

Das Durchgangsorgan 16 hat einen rohrförmigen Körper 24 mit dem von ihm gebildeten axialen Durchgangsweg 25 (F i g. 2). Dieser Durchgangsweg 25 steht mit dem Ein- und Austrittsende 26 des Anschlusses 15 für das fließfähige Medium in Verbindung. Der mittlere oder innere Körper 24 des Organs 16 ist mit einer Vielzahl von seitlichen öffnungen 27 versehen, die mit dem mittleren Durchgangsweg 25 verbunden sind. Der innere Körper 24 kann aus jedem geeigneten Material, insbesondere aus Stahl bestehen. Er ist von einer durchlässigen Hülse überdeckt, die in ihrer Gesamtheit mit 28 bezeichnet ist. Die Durchlässigkeit der Hülse 28 beruht auf ringförmigen, dicht beieinanderliegenden Zwischenräumen 29, die von aufeinandergestapelten dünnen Scheiben 30 gebildet werden und so über die ganze Höhe des Stapels verteilt sind. Der Scheibenstapel ist als Ganzes zwischen zwei starren Endanschlägen gehaltert. Der eine Anschlag 31 befindet sich in der Nähe der Wandung des Behälters 10, und er ist von einem elastischen Abdeckring 31' umgeben, während der andere Anschlag 32, der sich am freien Ende 18 des Durchgangsorgans befindet, beispielsweise aus dem Kopf einer Schraube besteht, die in den mittleren Rohrkörper eingeschraubt ist.

Die Scheiben 30 können aus jedem geeigneten Werkstoff, insbesondere aus halbstarrem Material, beispielsweise Weichmetall wie etwa Messing oder aus Kunststoff gefertigt sein. Das Material soll gute Haltbarkeit sowie genügend Nachgiebigkeit haben, um die besten Eigenschaften bei dem Kontakt mit der Scheidewand 19 aufzuweisen.

Die Scheiben 30 sind, wie schon gesagt und wie auch der F i g. 3 entnommen werden kann, dünn. Insbesondere ist ihre Stärke wesentlich kleiner als ihr Durchmesser, nämlich 10 bis 100 mal, beispielsweise 70 mal kleinen Alle Scheiben haben die glei-hr S'?rke.

Die Scheiben 30 können, wie aus F i g. 3 ersichtlich, eben oder leicht gewellt sein und eine glatte oder mit Riefen oder Rinnen versehene Oberfläche haben, und zwar entweder auf einer oder auf beiden Seiten. Die Riefen oder Rinnen, die mit 30' bezeichnet sind, erleichtern den Durchgang des Mediums.

Die Zwischenräume 29 sind genügend breit, um dem Medium die Möglichkeit zu geben, durch die Hülse 28 von der einen zur anderen Seite hin durchzutreten, aber andererseits auch ausreichend klein, um zu vermeiden, daß die Scheidewand 19 sich in den Zwischenräumen festklemmt Auf jedenfall sind die Zwischenräume 29 wesentlich kleiner, als die Löcher 27 des mittleren Rohrkörpers 24.

Infolge der Anordnung einer großen Anzahl von dicht beieinanderliegenden quer verlaufenden Zwischenräumen 29, die in der Längsrichtung des Durchgangsorgans 16 verteilt sind, ist bei dem aus den dünnen Scheiben 30 bestehenden Stapel 28 jeder übermäßige Druckverlust in dem durch die Hülse 28 hindurchtretenden Strom vermieden, und zwar in beiden Durchtrittsrichtungen. Sollte eine Erhitzung auftreten, so ist sie nur gering und in jedem Fall werden Ausdehnungen des Materials durch die Elastizität des Scheibenstapels zwischen den beiden starren Anschlägen 31 und 32 aufgenommen. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß der beschriebene Druckübertrager mit Durchgangsorgan sich durch eine einfache und robuste Konstruktion, leichte Montage sowie niedrigen Herstellungspreis auszeichnet.

Im Betriebe fließt ein Medium zwischen dem Ende 26 des Anschlusses J5 und der Kammer 20 des Behälters 10, das dabei den mittleren Durchgangsweg 25, die Öffnungen 27 und die Zwischenräume 29 in der einen oder in der anderen Richtung durchströmt.

Wenn sich die Kammer 20 entleert, so legt sich die Scheidewand 19 sanft um die Hülse 28 herum, wobei die Zwischenräume 29 wegen ihrer Kleinheit keine Beschädigung der Scheidewand verursachen.

Bei dem <\.usführungsbeispiel nach den F i g. 1 und 2 erstreckt sich die Hülse 28 über die ganze Länge des Durchgangsorgans 16. Im Gegensatz dazu, verläuft die Hülse 28' bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig.4 und 5 nur über einen Teil der Länge des Durchgangsorgans 16, und zwar an dem äußersten Ende dieses Organs, das der Wandung des Behälters 10 zugekehrt ist. Die Löcher 27 des inneren Rohrkörpers 24 sind hier auf den Abschnitt beschränkt, über den sich die Hülse erstreckt. Das freie Ende 18 des mittleren Durchgangsweges 25 ist offen und mit einer gelochten Platte oder einem Sieb 33 versehen.

Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform entspricht derjenigen der Ausführungen nach den F i g. 1 bis 3. Bekanntlich befindet sich die Stelle, wo die Scheidewand 19 am meisten des Schutzes bedarf, in dem Bereich nahe der Wandung des Behälters 10, und gerade dort ist die Hülse 28' vorgesehen. Damit ist ein störungsfreier Betrieb gesichert

Für den Einbau der Hülse 28' (F i g. 5) ist ein Ring 34 vorgesehen, der auf den inneren Rohrkörper 24 aufgesetzt ist und öffnungen 35 hat. Diese Öffnungen befinden sich in der Nähe der Öffnungen 27, sind jedoch kleiner als diese. Die Hülse 28' besteht, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel aus einem Stapel dünner Scheiben 30, die eine Vielzahl dicht beieinanderliegender in der Querrichtung verlaufender Zwischenräume bilden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Druckübertrager zwischen zwei Medien mit einem zwei axial fluchtende Öffnungen aufweisenden starren Behälter, einer nachgiebigen Scheidewand, die den Behälter in zwei Kammern aufteilt, von denen eine ein Durchflußelement enthält, das die Form einer an ihrem einen Ende an einer der Öffnungen mit dem Behälter verbundenen Säule mit radialen Durchlässen hat und außen eine durchlässige Hülse trägt, die aus einem zwischen zwei starren Anschlägen gehalterten Stapel von ringförmigen Scheiben besteht, die zwischen sich Zwischenräume für den Durchtritt des Mediums bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume der Scheiben (30) durch Riefen (30') auf wenigstens einer Seite der Scheiben gebildet sind.