DE3414558A1 - Hydraulischer impulsdaempfer - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Impulsdämpfer für die Flüssigkeitschromatographie. Dieser hydraulische Impulsdämpfer zur Verwendung in einer Flüssigkeitschromatographiesäule weist eine steife Membran auf, die sich in ein Aufnahmeglied einschmiegen kann und Impulsenergie absorbiert und die· elastisch als Materialbeanspruchung (strain) speichert

Es ist üblich, Impulsdämpfer in Hydraulikanlagen zum Dämpfen von Impulsen zu benutzen. Impulse werden in solchen Anlagen deshalb gedämpft, damit sie keine sympathetischen harmonischen Reaktionen erzeugen, durch die Bauelemente beschädigt werden könnten oder der Betrieb der Anlage anderweitig gestört werden könnte, siehe z.B. US-PS 3 782 418, Spalte 1. Mit zunehmenden Drücken und abnehmenden Strömungsdurchsätzen bei der Flüssigkeitschromatographie, dem Gebiet der Hochleistungsflussxgkeitschromatographie (HPLC) hat sich die Verwendung von

Heziprok-Pumpen eingebürgert, was die

Verwendung von Impulsdämpfern erforderlich macht. Der Bereich der Betriebsdrücke erstreckt sich von wenigen Pfund pro Quadratzoll bis zu 5000 psi (34 473 785 N/m² ) oder noch höher. Bei der Hochleistungsflussxgkeitschromatographie sind diese Pulsierungen nicht nur die Quelle von Schäden an den Säulen sondern stören auch die Spitzeneluierungszeiten, da mit pulsierendem Druck StrömungsSchwankungen einhergehen.

In der Hochleistungsflussxgkeitschromatographie wird meistens ein Impulsdämpfer verwendet, der mit Flüssigkeiten arbeitet, die bei ihrer Komprimierung Impulsenergie absorbieren, siehe z.B. US-PS 4 222 414 und US-PS 4 234 427 (insbesondere Fig. Ib). Auch Feststoffe werden bereits zum Absorbieren von Impulsenergie verwendet, wie z.B. aus US-PS 4 024 061 (alloeinein Fig. la) hervorgeht. Zum Absorbieren von Druckimpulsen wird auch Gas verwendet, welches mittels einer Membran aus einer fließenden Flüssigkeitsströmung abgeschieden wird, siehe z.B. US-PS 4 163 461, auch bekannt sind bereits mit Gas gefüllte Blasen, siehe z.B. US-PS 3 782 418. Auch mechanische Einrich-

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tungen werden zum Absorbieren der Impulsenergie verwandt, siehe z.B. US-PS 3 782 709, aus der eine einstellbare Feder hervorgeht, die gegen eine fluiddichte Membran gepreßt wird. Die Leichtigkeit, mit der sich die Membran bewegt, ist eine Funktion der Spannung in dieser Feder in jedem beliebigen Zeitpunkt. Während die steife Membran Impulsenergie von dem Fluid an die Feder überträgt, wird die Energie in der Feder gespeichert. Die Federkonstante bestimmt den Druckbereich, in dem der Dämpfer am wirksamsten ist. Als weiterer mechanischer Impulsdämpfer ist ein flexibles, federnd nachgiebiges Rohr von nichtkreisförmigem Querschnitt vorgeschlagen worden, durch welches eine Fluidströmung fließt. Wenn Druckimpulse auftreten, verformt sich das Rohr flexibel zu kreisförmiger Gestalt, wodurch das Volumen zunimmt und der Druck des Impulses erleichtert wird. Dies ist in der beigefügten Zeichnung Fig. Ic mit dem Querschnitt "a" gezeigt, der die normale Gestalt wiedergibt, und dem Querschnitt "b", der die voll verformte , Gestalt darstellt. Dieser Vorschlag ist aus US-PS 3 537 585 und aus der Veröffentlichung von J. G. Nikelly et. al. "Pulse Dampener for High Pressure Liquid Chromatography", Analytical Chemistry, Bd. 51, S. 1585 (1979) zu entnehmen.

Beim Betrieb von Hochdruckflüssigkeitschromatographen hat es sich als nötig erwiesen, in e-inem weiten Druckbereich zu arbeiten, um dem weiten Bereich an Strömungsdurchsätzen und Säulenwiderständen zu entsprechen. Der Druckbereich erstreckt sich typischerweise von nahezu Null Pfund pro Quadratzoll bis zu etwa 6000 psi (41 368 542 N/m²). Herkömmliche Impulsdämpfer, die mit Flüssigkeiten, Gasen oder Federn zum Absorbieren der Impulsenergie arbeiten, sind normalerweise für einen Betrieb in einem so großen Druckbereich nicht geeignet. Zwar könnte ein mit komprimierbarer Flüssigkeit arbeitender Impulsdämpfer konstruiert werden, der in einem weiten Druckbereich einsetzbar wäre; iiber das Flüssigkeitsvolumen wäre dann so groß, daß insbesondere bei hohen Drücken ein sehr

großes totes Volumen entstünde. Das wäre für da:; !'.otrifibsvr-r- « halten bei

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der Hochleistungsflüssigkeitschromatographie schädlich.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Impulsdämpfer für die Hochleistungsflüssigkeitschromatographie zu schaffen, der eine zufriedenstellende Dämpfung bei niedrigen Drücken ermöglicht.

Ein solcher Impulsöämpfer für die Hochleistungsflüssigkeitschromatographie soll uri induncj;-.cjunwiß mit einer steifen, flox, .> ί < Membran arbeiten, die, in dem Maß, in dem sich die Membran in eine Ausnehmung einschrnieyt, Energie elastisch als Material] ό-anspruchung (strain) speichert.

Ein solcher Impulsdämpfer kann mit herkömmlichen Impulsdämpf ungstechniken kombiniert sein, um in einem Druckbereich von nahezu Null bis 41 368 542 N/m² (0 bis 6000 Pfund pro Quadratzoll) ein. zuf riedenstellendes Dämpfungsverhalten :iu erreichen.

Der Impulsdämpfer ::;ol i auch mit optimaler Dämpf bei niedrigen Drücken arbeiten und sich dann so einstellen, daß eine optimale Dämpfungskonstantc bei hohem Druck erhalten wird.

Bei dem Impulsdämpfer soll auch keine Volumenexpansion mehr eintreten, wenn die obere l.'.etriabs-Uruckgrenze erreicht irrt:.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. Ia-Ic verschiedene bekannte Impulsdämpfer, von denen Fig. la einen Impulsdämpfer mit Komprimierung eines Feststoffs;

Fig. Ib einen Impulsdämpfer mit Komprimierung einer Flüssigkeit;

Fig. Ic einen Impulsdämpfer mit Expansion des Volumens innerhalb eines Rohres von nichtkreisförmigem Querschnitt zeigt;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Impulsdämpfer gemäß der

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Erfindung;

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Impulsdämpfer gemäß Fig. 2;

Fig. 4a-4b Seitenansichten einer steifen Membran gemäß der Erfindung, die die Verformung und Einschachtelung der Membran in einem Aufnahmeglied zeigen;

Fig. 5 einen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Impulsdämpfers gemäß der Erfindung, der außerdem einen herkömmlichen Impulsdämpfer mit komprimierbarer Flüssigkeit aufweist;

Fig. 6 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Impulsdämpfers mit zwei Membranen, die unterschiedliche Dicke und Steifheit haben, um eine Dämpfung in einem weiten Druckbereich zu ermöglichen;

Fig. 7 eine graphische Darstellung de:; vorhergesagten und

tatsächlichen i'-otriebsvorhül Lon einer, bolccinnhon Inipu] :'·■ 'ory und ο im?::. L'rnpu.l sdm.ipf < ts ποΓπΜβ '!or lCr^J> '.LrKi¹Jn/;.

Stromaufwärts eines Hochdruckflüssigkeitschromatographon ist eine steife Membran in Berührung mit der druckbeaufschlagten Flüssigkeit vorgesehen. Die Membran ist in der Nähe eines Aufnahmegliedes angeordnet und kann sich in dieses Aufnahmeglied einschachteln bzw. in das Aufnahmeglied einschmier-en, wenn sie aufgrund von absoluten Druckanstiegen oder Druckimpulsen in der Flüssigkeit gebogen wird. Mit zunehmendem Druck verformt sich die Membran allmählich und schmiegt sich an die geformte Ausnehmung an. Die von der Membran absorbierte Energie nimmt mit zunehmender Verformung zu. Material, Umriß und Dicke der Membran sind so gewählt, daß die Verformung bei Drücken im Bereich von nahezu Null bis ca. 6 894 757 N/m² (0 bis 1000 Pfund pro Quadratzoll - psi) auftritt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Gestalt des Aufnahmegliedes so gewählt, daß in der Mitte ein ebener Bereich zur Verfügung steht, der als erstes mit der Membran in Berührung tritt, so daß das Anschmiegen von der Mitte nach außen erfolgt, wodurch einem Druckanstieg bei der Zunahme des absoluten Drucks ein zunehmend größerer Widerstand entgegengesetzt wird.

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Der Membrandämpfer kann in Kombination mit anderen bekannten Impulsdämpfern benutzt werden, die in anderen Druckbereichen arbeiten. Es können auch Membrandämpfer benutzt werden, die mehrere Membrane unterschiedlicher Charakteristiken aufweisen, um in einem großen Druckbereich einsetzbar zu sein.

Um Schaden an Säulen und anderen Bauelementen zu vermeiden und mit reproduzierbaten Spitzeneluierungszciten arbeiten zu können, müssen in Anlagen der Hochdruckflüssigkeitschromatographie Impulse in einem Druckbereich von einigen wenigen bis ca. 41 368 542 N/m² (einige - ca. 6000 psi) gedämpft werden. Herkömmliche Impulsdämpfungstechniken, die mit Komprimieren von Flüssigkeiten, Feststoffen oder Gasen ihre Wirkung arbeiten

oder Impulsenergie mechanisch speichern, eignen sich zur angemessenen Dämpfung von Druckimpulsen über ca. 6 894 757 N/m² (1000 psi). Die Komprimierbarkeit dieser Medien ist meistens zu hoch, um Pulsierungen wirksam dämpfen zu können, wenn der absolute Druck oder pulsierender Druck geringer ist als 6 894 757 N/m² . Zwar könnte das Volumen des zu komprimierenden Mediums vergrößert werden, um auch bei niedrigen Drücken eine angemessene Dämpfung zu erzielen; aber dadurch würde sich das Gesamtvolumen der Anlage vergrößern und das tote Volumen im fließenden Strom bei hohem Druck würde zunehmen. Beides ist für die Hochleistungsflussigkeitschromatographie unerwünscht.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Verwendung einer steifen Membran es ermöglicht, die Energie flor Druckpulsationen elastisch iüls Materialbeanspruchuncj ( strain)-Enerc;ie r.u speichern. Es wird auch Energie aus dem erhöhten ab co Iu Lf :■ wruck «jospoichr-rt, aber· das verbraucht nur Speicherkapazität. Die Membran wirkt so lange als Impulsdämpfer, als ihre Speicherkapazität nicht aufgebraucht ist, d.h. so lange wie der absolute Druck eine bestimmte gegebene Grenze nicht überschreitet. Unterhalb dieser Grenze wird die Energie von Druckimpulsen von der steifen Membran bei ihrer Verformung absorbiert. Die Druckgrenze ist erreicht, wenn die Membran voll-

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ständig verformt ist, d.h. wenn sie sich vollkommen in das Aufnahmeglied eingeschmiegt hat, wie noch im einzelnen erläutert wird.

Mit dem hier verwendeten Ausdruck "steife Membran" ist eine Membran bezeichnet, die nicht so flexibel ist, daß sie bei ihrer Biegung keine nennenswerte Energie absorbiert, und nicht so steif, daß sie durch die von Druckimpulsen in der Flüssigkeit ausgeübten Kräfte nicht bewegbar wäre. Die Steifheit einer jeden Membran wird von dem Miiterial, der Gestalt und' Dicke der Membran bestimmt. Wie noch im einzelnen erläutert wird, sind diese Faktoren so gewählt, daß sich die Membran bei zunehmendem Druck allmählich verformt. Durch entsprechende Wahl der genannten Werte kann der Impulsdämpfer so ausgelegt werden, daß er eine wirksame Dämpfung bei niedrigem Druck, d.h. bei Drücken unterhalb 1000 Atmosphären ermöglicht. Mit der Membran wird ein Aufnahmeglied benutzt, welches einen geformten Hohlraum hat, an den sich die Membran bei ihrer Biegung anschmiegt. Das Aufnahmeglied hat die Aufgabe, ein Reißen der Membran bei höheren Drücken und das Einführen unnötigen toten Volumens zu verhindern. Um auch höheren Drücken gerecht werden zu können, kann ein herkömmlicher Dämpfer, z.B. ein auf der Komprimierbarkeit einer Flüssigkeit beruhender Dämpfer in Reihenschaltung vorgesehen sein. Gemäß einer Alternative kann auch eine weitere, steifere Membran parallel zu der ersten Membran vorgesehen sein. In dem zuletzt genannten Fall werden die Charakteristiken der Membranen so gewählt, daß sich die erste Membran in den Hohlraum dos Aufnahmegliodes etwa dann völlig eingeschmiegt hat, wenn die zweite Membran beginnt, sich in eine lilnfclimiegstellung zu verformen.

Die mit dem Impulsdämpfer gemäß der Erfindung ^u dämpfenden Drücke können «wischen oinicjen wenicjon und Li:j :-;u 34 473 7-5 N/m² (ca. 5000 psi) lichen. Der Bereich der wirksamen Tätigkeit hängt von der Dicke und Größe sowie von der Zugfestigkeit des Werkstoffs der Membran ab. Sobald eine bestimmte Mem-

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bran hergestellt ist, .liegt der Druckbereich fest. Da jedoch herkömmliche Impulsdämpfer, wie noch beschrieben wird, bei Drücken oberhalb ca. 6 894 757 N/m² (1000 psi) angemessen funktionieren, liegt die besondere Nützlichkeit des Membrandämpfers gemäß der Erfindung bei Drücken unterhalb dieses Wertes .

In Fig. 2 und 3 ist ein Impulsdämpfer 10 gemäß der Erfindung gezeigt. Er weist ein Gehäuse 19 auf, welches einen mittleren Bereich 13 "definiert, durch den ein Fluid fließt,^und in dem Druckimpvilse in dem Fluid gedämpft werden. Das Fluid wird durch eine Einlaßöffnung 14 eingeführt und durch eine Auslaßöffnung 15 abgeführt. Am Einlaß und Auslaß können bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel Umrisse 17 in Stromlinienform vorgesehen sein, um Turbulenzen auf ein Minimum einzuschränken. Innerhalb des Gehäuses 19 ist. eine steife Membran 11 angeordnet, die z.B. von einer Lippe 16 in ihrer Lage gehalten ist. Die Membran kann aus Werkstoffen, wie 17-4 PH Stahl, einem hochkohlenstoffhaltigen Stahl, Wolfram oder Titan bestehen. Die Dicke kann von einigen Tausendstel bis zu einigen Hundertstel eines Zoll schwanken. Die Membran ist so dicht an der Innenwand des Gehäuses 19 angebracht, daß sie eine Ausnehmung 18 gegenüber dem Fluid im mittleren Bereich 13 isoliert. Die Ausnehmung 18 ist üblicherweise evakuiert oder enthält nur eine Restmenge an Gas. Im Betrieb fließt Fluid durch die Einlaßöffnung 14, füllt den mittleren Bereich 13 und fließt durch die Auslaßöffnung 15 aus dem Dämpfer heraus, und dabei, gelangt das strömende Fluid mit einer Oberfläche der Membran 11 in Berührung. Wenn die Membran Drücken von einigen zehn bis zu einigen hundert Pfund pro Quadratzoll ausgesetzt wird, verformt sie sich allmählich nach außen. Bei Abweichungen vom Durchschnittsdruck wird Impulsenergie so lange in Form elastischer Materialbeansprudunggespeichert, wie der absolute oder durchschnittliche Druck die Grenze nicht übersteigt, bei der die Membran 11 sich vollkommen in dio Aussparung 12 eingeschmiegt hat, wie schon erwähnt. Bei einem bestimmten maxima-

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. 40·

len Druck, sei es von einem Impuls oder von einem dauernden

Durchschnittsdruck hat sich die Membran vollkommen an die Kontour 12 angelegt. Wenn der absolute Druck weiterhin steigt oder Impulse größerer Amplitude weiterhin auftreten, bewirkt die Membran des Impulsdämpfers 10 keine weitere Dämpfung mehr.

In Fig. 4a-4d ist die Aufeinanderfolge des Biegens für ein Aufnahmeglied von bestimmter Gestalt gezeigt. Gemäß Fig. 4a hat die steife Membran 20 noch keinen ausreichenden Druck erfahren, um sich überhaupt zu verformen. Sie ist an ihren Kanten von einem Aufnahmeglied 21 abgestützt und ruht oberhalb einer profilierten oder geformten Ausnehmung 24. In Fig. 4b hat die Membran 20 ausreichend starken Druck erfahren, um sich zur Ausnehmung 24 im Aufnahmeglied 21 zu biegen. In Fig. 4c hat die Mitte der Membran 2Q die Ausnehmung 24 an einem Mittelpunkt 23 berührt. In dem Maß, in dem der Durchschnittsdruck waiter ansteigt oder weiterhin Druckimpulse auftreten, wird die Membran 20 in den Bereichen zwischen dem Mittelpunkt 23 und den Rändern des Aufnahmegljedes 21 weiter verformt, bis sie sich vollkommen in die Ausnehmung 24 eingeschmiegt hat. Ein weiterer Druckanstieg erzeugt dann keine weitere Verformung mehr. Von diesem Punkt ab bietet der Membrandämpfer keine zusätzliche Dämpfung mehr. Der Widerstand gegen die Verformung nimmt nach Berührung mit dem Mittelpunkt 2 3 progressiv zu. Das eillmähliche Ansteigen des Widerstandes gegen eine Verformung bei zunehmendem Druck ermöglicht es der Membran, bei höchsten und höheren Druckbereichen fortgesetzt dämpfend zu wirken. Die Zunahme des Widerstandes (oder der Steifheit) der Membran wird durch die Formgebung der Ausnehmung verursacht, die so gewählt ist, daß sie eine zunehmend größer werdende Abstützung bietet, wenn der Druck die Membran weiter in die Ausnehmung drängt. Der Bereich der Membran, der noch biegbar ist, wird zunehmend kleiner. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann die Gestalt, Dicke und der Werkstoff für die Membran unterschiedlich gewählt und der Ausnehmumj verschiedene Umrj sse ge-

geben wonlnn, um den Widerstand der Membran gegen zunehmenden Druck nach Maß zu schneidern. So läßt sich ein weiter Bereich an Widerstandsprofilen als Funktion des Drucks erzielen. Die mechanischen Eigenschaften der auf diese Weise verallgemeinerten Membrane sind bekannt, siehe z.B. die Tabellen in Kapitel von Roark und Young "Formulas for Stress and Strain" (1975),

Mit der sich verformenden Membran nimmt das Volumen zu, und das Fassungsvermögen der Anlage steigt, so daß der Druck abnimmt. Das wird wiedergegeben durch die Formel, die für alle Impulsdämpfer anwendbar ist, die mit Flüssigkeit als Energiespeicher arbeiten.

Dämpfer mit komprimierbarer Flüssigkeit: Io ^{= ex}P ⁽ ~r£~ ^{} wobei c} = ^xv

Po = Druck an der Spitze eines Impulses P = Druck am Boden eines Impulses C = Kapazität des Dämpfers

V = Anlagevolumen + Fluidvolumen im Impulsdärapfer R = hydraulischer Widerstand, Druck/Durchsatz t' = Dauer, während der der Dämpfer Strömungssystemdruck liefern muß

X = I-'ederkonstante . des Fluids
Membrandämpfer

L·. - _exD Γ ( -32 t'-C ) ^eXP I

Γ ( -32 t'-C ) "I
I 2 ,TRa⁶J -r ²J

Kapazität C = >. „

E = Youngs Modul
t = Membrandicke
'C = Dauer, während der der Dämpfer Strömungssystemdruck liefern muß

a = Membrandurchmesser
R = Säulenwiderstand _EpQ

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y - Poissonsche Zahl

P = Druck am Ende der Impulsdauer Po = Druck am Beginn der Impulsdauer.

Ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 5 gezeigt, bei dem eine Membran 36 mit einer in einem Aufnahmeglied 38 ausgebildeten, zugehörigen Ausnehmung 37 mit einem mit komprimierbarer Flüssigkeit arbeitenden Dämpfer 29 kombiniert ist. In dem Dämpfer 29 ist ein flexibles Rohr 30, beispielsweise aus Kalrez (Wz) um eine Form 31 gewickelt, die in einem von einer Kappe 39, einem Stirneinsaiz 41, einem Zylinder 35 und einem Aufnahmeglied 38 gebiJdeten Gehäuse aufgenommen ist. Das Innere des Gehäuses ist durch O-Ringdichtungen 40 fluiddicht gehalten. Im Betrieb tritt strömende Flüssigkeit durch eine Öffnung 32 ein, fließt durch das wendeiförmige, flexible Rohr 30, um dann aus einer Auslaßöffnung 33 abgegeben zu werden. Wenn in dem strömenden Fluid Druckimpulse auftreten, expandieren die Wände des Rohres 30 und übertragen die Energie der Impulse an eine komprimierbare Flüssigkeit Driese Flüssigkeit 42 steht mit der Membran 36 in Berührung und überträgt den absoluten Druck oder Druckimpulse von dem im Rohr 30 fließenden Fluid an die Membran 36. Bei niedrigem Dauerdrücken oder kleinen

Impulsen gibt die Membran 36 nach und speichert Energie. Bei ausreichend hohem Dauerdruck

oder Impulsen mit ausreichend hohem Dru.cK wird die Membran 36 vollkommen in die Ausnehmung 37 verformt. Wenn der Dauerdruck ■ zunimmt oder

Impulse jenseits der Grenze auftreten, bei der die Membran 36 vollkommen in die Ausnehmung 37 eingeschmiag-t: ist, beginnt der durch Flüssigkeitskompression wirkende Dämpfer 29 wie ein herkömmlicher Impulsdämpfer der in Fig. Ib gezeigten bekannten Art zu wirken. Bevor diese Grenze erreicht wird, bietet die Membran 36, wie schon erwähnt, einen zunehmenden Widerstand gegen ein wachsendes Ansteigen des Drucks aufgrund de allmählich vor sich gehenden Einschmiocjens der Membran 36 in

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die Ausnehmung 37. Die allmähliche Einschachteluncj oder Anschmiegung v.'ird z.B. dadurch erleichtert, daß das Aufnahmeteil 38 mit der Ausnehmung 37 einen ebenen Boden 43 hat. Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 6 gezeigt, bei dem in einem Gehäuse 47 getrennt zwei Membrane 4 5 und 4 6 angeordnet sind. Fluid fließt durch eine Einlaßöffnung 50 hinein und durch eine Auslaßöffnung 51 heraus. Jede der als Dämpfer wirkenden Membrane 45, 46 ist in ihrer Lage gegenüber einer zugehörigen Ausnehmung 48,· 49 befestigt. Jeder Dämpfer wirkt als individuelle Einheit wie vorstehend beschrieben. Allerdings ist die Größe und Gestalt jedes Dämpfers so gewählt, daß sein Betriebsverhai ten in einem bestimmten Druckbereich optimal ist. Es ist typisch, daß die Bereiche so gewählt sinci, daß sie zueinander komplementär sind. Wenn die Membrane 45, 46 z.B. die gleiche Gestalt haben und aus dem gleichen Werkstoff bestehen, arbeitet die dünnere Membran 45 in einem niedrigeren Druckbereich, beispielsweise von nahezu Null bis ca. 4 826 329,9 N/m² (ca. 700 psi) und die dickere Membran arbeitet in einem höheren Druckbereich, z.B. von ca. 3 447 378,5 bis ca. 8 273 708,4 N/m² (ca. 500 - 1200 psi).

Die ll^bridausführungen gemäß Fig. 5 und 6 ermöglichen es, den Impulsdämpfer in einem großen Druckbeieich einzusetzen. Dies ist besonders vorteilhaft, da herkömmliche Impulsdämpfer nur bei Drücker, über ca. 6 894 757 N/m² (1000 psi) wirksam funktionieren, während die Membran bei niedrigeren Drücken gut funktioniert. Wie anhand der Kurve b in Fig. 7 erkennbar ist, kr.nn der Membrandämpfer so konstruiert sein, daß er bei Drücken gut unterhalb 5 515 805,6 N/m² (800 psi) wirksam arbeitet. Damit können bei niedrigen Drücken Pulsierungen des Drucks sehr gering gehalten werden. Herkömmliche Dämpfer arbeiten andererseits, wie die Kurve a zeigt, am wirksamsten bei höheren Drücken bis zu einigen Tausend Pfund pro Quadratzoll.

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Claims (9)

1. Palo Alto, Kalifornien, V.St.A.

   Vl P600 D Hydraulischer Impulsdämpfer

   Patentansprüche

   / 1.) Hydraulischer Impulsdämpfer, —gekennzeichnet durch

   - ein fluiddichtes Gehäuse mit einer Einlaßöffnung zum Einfüh-. ren eines Fluids in das Gehäuse und einer Auslaßöffnung zur Abgabe des Fluids aus dem Gehäuse; und

   - eine steife Membran, die innerhalb des Gehäuses in der Nähe einer in einem Aufnahmeglied ausgebildeten Ausnehmung angeordnet ist, wobei der Bereich zwischen der Membran und der Ausnehmung gegenüber dem Fluid abgedichtet ist, so daß die Membran sich zunehmend in eine Einschmiegstellung in der Ausnehmung biegt, wenn der Druck im Fluid ansteigt, was von dem Fluid an die Membran übertragen wird, wodurch die hydraulische Impulsenergie in dem Fluid elastisch aln Haterinlbeanspruchuncr,-energie in der Membran qcspeichort wird.
2. 2. Hydraulischer Irr.pulsdämpfer nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet , daß da.s Aufnahmeglied cli eino: Innenwand des Gehäuses besteht.
3. 3. Hydraulischer Impulsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß sich die Membran im Druckbereich von ca. 689 475,7 bis 4 826 329,9 N/m² (100 bis 700 psi) an die Ausnehmung anzuschmiegen beginnt.

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4. 4. Hydraulischer Impulsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausnehmung in ihrem mittleren Teil einen ebenen Bereich hat.
5. 5. Hydraulischer Impulsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Membran innerhalb des Gehäuses so angeordnet ist, daß sie mit dem Fluid in unmittelbarer körperlicher Berührung steht, wodurch die hydraulische Impulsenergie unmittelbar an die Membran übertragbar ist.
6. 6. Hydraulischer Impulsdämpf er nach Anspruch 2, . y e Ic e η η-scichnct durch Kombination mit einem IM: U eic ilexiblon Kohrs, welches innerhalb dos GcihäuL·.«;;:.; an die Ki.η Laß— und Aiiü — laßöffnuncj angeschlossen Ir. t, wodurch das L^c'luiil innerhalb cl;·'-Rohrs durcli das Gohäuno ye. le It et wird, "MrvJ '.k.t:<:l. fine Kinrich—

   • tunci sum Über tre» gen der Ivylraulischon Irnpulsenerqie von dem Rohr an die Membran.
7. 7. Hydraulischer Impulsdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zum Übertragen der hydraulischen Impulsenergie eine komprimierbare Flüssigkeit aufweist..
8. 8. Hydraulischer Impulsdämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die komprimierbare Flüssigkeit den Raum im Gehäuse um das Rohr herum füllt.
9. 9. Hydraulischer Impulsdämpfer nach /vnspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß in Kombination eine zusätzliche Membran innerhalb des Gehäuses und ein zweites zugehöriges Aufnahmeglied vorgesehen ist, welches in der Innenwand des Gehäuses ausgebildet ist, daß der Bereich zwischen der zweiten Membran und dem zweiten Aufnahmecjlied gegenüber dem Fluid abgedichtet ist, und daß die zweite Membran Eigenschaften hat, die Druckzunahmen in einem anderen Druckbereich

   A als die steife Membran dämpfen.

   BAD ORiGiNAL E^O GOPy