DE2824604A1

DE2824604A1 - Pressure surge suppressor in pipelines - has internal flexible vessel connected by plate valve to atmosphere

Info

Publication number: DE2824604A1
Application number: DE19782824604
Authority: DE
Inventors: Eduard Anspach
Original assignee: Klein Schanzlin and Becker AG
Current assignee: Klein Schanzlin and Becker AG
Priority date: 1978-06-05
Filing date: 1978-06-05
Publication date: 1979-12-06
Also published as: DE2824604C2

Abstract

The suppressor protects pumps against pressure surges caused on actuation of valves or when one of the pumps in the system stops suddenly. The suppressor prevents entry of air ar other fluids into pipeline. Into pipeline (1) is fitted a vessle (3) with elastic wall and of variable volume. This vessel is normally empty and flattened against the pipe wall. This flexible vessel is connected to a curved attached pipe (6) perforated cup (4). The curved pipe has at its end inwards opening plate valve (8). The valve arrangement (7, 8) has very large flow cross section in the direction towards the flexible vessel. However, the flow cross section is narrow in the opposite flow direction.

Description

Druckstoßsicherung Pressure surge protection

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verhinderung von Druckstößen in Rohrleitungen.The invention relates to a device for preventing pressure surges in pipelines.

Durch plötzliche Änderungen der Strömungsgeschwindigkeit von in Pumpendruckleitungen strömenden Flüssigkeiten, die beispielsweise bei der Betätigung von Armaturen entstehen, werden Druckschwankungen hervorgerufen, die unter Umständen die Pumpanlage gefährden.By sudden changes in the flow rate in pump pressure lines flowing liquids that arise, for example, when actuating valves, pressure fluctuations are caused, which under certain circumstances endanger the pumping system.

Maximale Druckstöße entstehen, wenn bei Betrieb aller Pumpen der Antrieb plötzlich unterbrochen wird. Dieser Fall kann z. B. bei elektrisch angetriebenen Pumpen durch einen Stromausfall entstehen.Maximum pressure surges occur when the drive is in operation with all pumps is suddenly interrupted. This case can e.g. B. with electrically driven Pumps caused by a power failure.

Die hieraus resultierende Druckabsenkung kann vor allem an Hochpunkten zum Abreißen der Fiüssigkeitssäule mit einem sich daraus ergebenden späteren Druckanstieg führen.The resulting drop in pressure can mainly occur at high points to tear off the liquid column with a subsequent pressure increase resulting therefrom to lead.

Durch den Einbau von Belüftungsventilen an gefährdeten Stellen der Rohrleitung ist es möglich, die Druckabsenkung auf den Atmosphärendruck zu begrenzen, da derartige Ventile bei Erreichen dieses Drucks öffnen und Luft in die Rohrleitung eintreten lassen. Weiterhin in der Rohrleitung vorgesehene Rückschlagklappen mit Umführung und Entlüftungsventilen sollen sicherstellen, daß die Luft in der Überdruckphase so langsam wieder ausgeblasen wird, daß kein schlagartiges Stillstehen der zurückfließenden Wassersäule und damit kein Druckstoß entstehen kann.By installing ventilation valves in endangered areas of the Pipeline it is possible to limit the pressure drop to atmospheric pressure, because such valves open when this pressure is reached and air enters the pipeline let in. Furthermore provided check valves in the pipeline Bypass and vent valves are designed to ensure that the air is in the overpressure phase is blown out so slowly that no sudden Stand still the returning water column and thus no pressure surge can occur.

Die Verwendung von Belüftungsventilen hat verschiedene Nebenwirkungen zur Folge, die deren Einsatz in vielen Anwendungsfällen ausschließt. So kann bei Trinkwasserleitungen das Einsaugen von Luft aus hygienischen Gründen schädlich sein. Bei Chemie-Abwasser dagegen muß unter Umständen die Luft vor dem Ausblasen gereinigt werden. Bei nicht eindeutig bestimmten Hochpunkten kann es geschehen, daß nicht die gesamte aufgenommene Luft langsam zum Ventil entweicht, sondern ein Rest in der Leitung bleibt. Ein weiterer Nachteil der Be- und Entlüftungsventile liegt darin, daß diese mit dem Fördermedium in Verbindung kommen. Hieraus ergibt sich die Gefahr der Verschmutzung, die zu einem Versagen der Ventile und damit der Druckstoßsicherung führen kann.The use of vent valves has several side effects result, which excludes their use in many applications. So can Drinking water pipes sucking in air can be harmful for hygienic reasons. In the case of chemical wastewater, however, the air may have to be cleaned before blowing out will. In the case of high points that are not clearly determined, it may not happen all the air taken in slowly escapes to the valve, but a remainder in the line remains. Another disadvantage of the ventilation valves is that that these come into contact with the pumped medium. This is where the danger arises the pollution, which leads to a failure of the valves and thus the pressure surge protection can lead.

Eine andere, aufwendigere Art der Sicherung gegen Druckstöße ist der Einbau von Nachsaugetanks. Ein solcher Nachsaugetank hält ein im Normalbetrieb ruhendes Reservoir an Flüssigkeit bereit, das bei einem Absinken des Druckes in der Rohrleitung in diese einströmt. Auch der Einsatz dieser Druckstoßsicherung ist nicht für alle Anwendungsfälle geeignet. Vor allem bei Trinkwasserleitungen muß wegen der zu vermeidenden Seuchengefahr sichergestellt sein, daß kein Wasser in die Leitung eintritt, welches längere Zeit geruht hat. Überdies sind derartige Tanks frostgefährdet.Another, more complex type of protection against pressure surges is Installation of post-suction tanks. Such a post-suction tank keeps one that is idle during normal operation Reservoir of liquid ready when the pressure in the pipeline drops flows into this. The use of this pressure surge protection is not for everyone either Use cases suitable. Especially with drinking water pipes must be avoided because of the Risk of epidemic be sure that there is no water in the pipe occurs which has been idle for a long time. In addition, such tanks are at risk of frost.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckstoßsicherung zu schaffen, die bei geringem Aufwand und zuverlässiger Wirkung den Eintritt eines dem Durchflußmedium nicht oder nicht mehr entsprechenden Mediums vermeidet. Es soll aber weder Außenluft noch abgestandenes Durchflußmedium in die Rohrleitung gelangen.The invention is based on the object of a pressure surge protection to create, with little effort and a reliable effect, the occurrence of a avoids the medium not or no longer corresponding to the flow medium. It should but neither outside air nor stale flow medium can get into the pipeline.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung, welche gebildet wird durch ein in der Rohrleitung angeordnetes, im Normalbetrieb leeres Gefäß mit elastischer Wand und veränderlichem Volumen, dessen Innenraum über eine Ventileinrichtung mit einem von dem Durchflußmedium getrennten Medium in Verbindung steht, dessen Druck geringer ist als der Druck des Durchflußmediums bei Normalbetrieb, wobei die Ventileinrichtung in Richtung des Behälterinnenraumes einen großen Öffnungsquerschnitt besitzt.The object is achieved according to the invention by a device which is formed by an in the pipeline which is empty during normal operation Vessel with elastic wall and variable volume, the interior of which has a Valve device in connection with a medium separated from the flow medium whose pressure is lower than the pressure of the flow medium during normal operation, wherein the valve device has a large opening cross-section in the direction of the interior of the container owns.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung macht sich gewissermaßen die Vorteile der eingangs geschilderten Druckstoßsicherungen zunutze, ohne deren Nachteile zu übernehmen. Sie vermag ebenfalls das relativ einfache Prinzip der Be- und Entlüftungsventile zu nutzen, verhindert aber die Berührung der bei einem Druckabfall eingesaugten Luft mit dem Durchflußmedium der Rohrleitung. Sie stellt überdies der eingesaugten Luft einen genau definierten und abgegrenzten Raum zur Verfügung, so daß die gesamte eingeströmte Luft langsam über die Ventileinrichtung entweicht und der Verbleib von Restmengen der Luft in der Rohrleitung mit Sicherheit vermieden wird. Die erflndungsgemäße Vorrichtung nutzt aber auch das von den Nachsaugetanks her bekannte Prinzip insofern, als sie einen das Durchflußmedium und die Außenluft trennenden Puffer bildet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt jedoch andererseits eine Umkehr der bekannten Nachsaugetanks dar, da sie als Puffermedium nicht die Flüssigkeit der Rohrleitung, sondern die Außenluft benutzt. Hieraus ergibt sich auch der entscheidende Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegenüber den bekannten Nachsaugetanks: Das Puffermedium wird in eine Umgebung entlassen, in der es nicht im geringsten stört.The device according to the invention makes the advantages to a certain extent of the pressure surge protection described above, without increasing their disadvantages take over. It is also capable of the relatively simple principle of the ventilation valves to use, but prevents contact with the sucked in in the event of a pressure drop air with the flow medium of the pipeline. It also provides the sucked in air a well-defined and delimited space is available, so that the entire air that has flowed in slowly escapes via the valve device and the whereabouts of residual amounts of air in the pipeline is definitely avoided. The according to the invention The device also uses the principle known from the post-suction tanks insofar as as it forms a buffer separating the flow medium and the outside air. the However, the device according to the invention is, on the other hand, a reversal of the known Make-up tanks, as they do not act as a buffer medium, the liquid in the pipeline, but uses the outside air. This also results in the decisive advantage of the device according to the invention compared to the known post-suction tanks: The buffer medium is released into an environment in which it does not bother in the least.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist allerdings nicht auf die Verwendung der unter Atmosphärendruck stehenden Außenluft beschränkt. Vielmehr besteht auch die Möglichkeit, daß der Innenraum des elastischen Gefäßes mit einem in einem Behälter befindlichen Medium, insbesondere Gas, in Verbindung steht. Die Maßnahme erlaubt eine Anpassung des Druckes des in das elastische Gefäß einströmenden Mediums an die in einer Druckstoßberechnung ermittelte optimale Druckabsenkung in der Rohrleitung.However, the device according to the invention is not intended for use outside air under atmospheric pressure. Rather, there is also the possibility that the interior of the elastic vessel with one in a container located medium, in particular gas, is in connection. The measure allowed an adaptation of the pressure of the medium flowing into the elastic vessel the optimal pressure drop in the pipeline determined in a pressure surge calculation.

Das innerhalb der Rohrleitung vorzusehende Gefäß kann in zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung aus einem oder mehreren Schläuchen bestehen, die innerhalb eines oder mehrerer in die Rohrleitung eingeschalteter Rohrstutzen angebracht sind und über jeweils an einem oder an beiden Schlauchenden angeordnete Ventileinrichtungen mit einem fließfähigen Medium, insbesondere der Außenluft, in Verbindung stehen.The vessel to be provided within the pipeline can be more expedient Embodiment of the invention consist of one or more hoses that are inside one or more pipe sockets switched into the pipeline are attached and via valve devices arranged at one or both hose ends are in connection with a flowable medium, in particular the outside air.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich, wenn das elastische Gefäß durch eine im Normalbetrieb an der Rohrinnenwand anliegende Membran gebildet wird, wobei ein oder mehrere in der Rohrwand vorgesehene Ventileinrichtungen die Verbindung mit einem vom Durchflußmedium unabhängigen fZeßfähigen Medium herstellen.Another advantageous embodiment of the invention results from when the elastic vessel is in contact with the inner wall of the pipe during normal operation Membrane is formed, with one or more valve devices provided in the pipe wall establish the connection with a viable medium independent of the flow medium.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment.

Die Zeichnung zeigt eine Vorrichtung zur Verhinderung von Druckstößen, deren elastisches Gefäß durch einen Schlauch gebildet wird, der über an seinen beiden Enden angeordnete Ventileinrichtungen mit der Außenluft in Verbindung steht. Und zwar zeigt die Fig. 1 das linke Ende der Vorrichtung gegen Ende eines Füllvorganges, und die Fig. 2 das rechte Ende der Vorrichtung gegen Ende eines Entleerungsvorganges.The drawing shows a device for preventing pressure surges, whose elastic vessel is formed by a tube that runs over both of its Valve means arranged at the ends is in communication with the outside air. and Although FIG. 1 shows the left end of the device towards the end of a filling process, and FIG. 2 shows the right end of the device towards the end of an emptying process.

Die Rohrleitung 1 ist mit zwei Schuhstutzen 2 versehen, in denen der Schlauch 3 und je ein Stützsieb 4 eingebaut sind und an deren Flansche 5 die langen Schenkel von Bogenrohren 6 montiert sind.The pipeline 1 is provided with two shoe sockets 2 in which the Hose 3 and each a support screen 4 are installed and at their flanges 5 the long ones Legs of arc tubes 6 are mounted.

An den kurzen Schenkeln der Bogen rohre 6 sind Ventilplatten 7 mit Ventiltellern 8 und Führungsbolzen 9 sowie Insektensieben 10 angebracht. Bei Eintritt der Luft in die Vorrichtung heben die Ventilteller 8 von den Ventilplatten 7 ab, geben einen großen Öffnungsquerschnitt frei und ermöglichen so ein schnelles Einströmen der Außenluft in den Schlauch 3. Bei der Entleerung des Schlauches 3 liegen die Ventilteller 8 auf den Ventilplatten 7 auf. Die Luft muß über die Bohrungen 11 in den Ventiltellern 8 ausströmen, was wegen der vergleichsweise geringen Öffnungsquerschnitte der Bohrungen 11 langsam geschieht.On the short legs of the arc tubes 6 are valve plates 7 with Valve plates 8 and guide pins 9 and insect screens 10 attached. Upon entry the air in the device lift the valve plate 8 from the valve plates 7, release a large opening cross-section and thus enable rapid inflow the outside air into the hose 3. When the hose 3 is emptied, the Valve plate 8 on the valve plates 7. The air must be 11 in the valve disks 8 flow out, which because of the comparatively small opening cross-sections the holes 11 happens slowly.

Claims

Claims device for preventing pressure surges in pipelines, characterized by an in the pipeline (i) which is empty during normal operation Vessel (3) with elastic wall and variable volume, the interior of which is about a valve device (7, 8) with a medium separated from the flow medium is in communication, the pressure of which is less than the pressure of the flow medium during normal operation, the valve device (7, 8) in the direction of the interior of the container a large opening cross-section, but a small one in the opposite direction has an opening cross-section (11).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the interior of the elastic vessel (3) with the outside air surrounding the pipe (1) in Connection.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the interior of the elastic vessel with a medium located in a container, in particular Gas, communicates.

4. Device according to one or more of claims 1 to 3, characterized characterized in that the elastic vessel by one or more tubes (3) is formed within one or more provided in the pipeline (1) Pipe sockets are attached and over each at one or both hose ends arranged valve devices (7, 8) with a flowable medium, in particular the outside air.

5. Device according to one or more of the; Claims 1 to 3, characterized characterized in that the elastic vessel by a normal operation on the pipe inner wall adjacent membrane is formed, one or more provided in the pipe wall Valve means the connection with a flowable medium independent of the flow medium Produce medium.