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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Wasserschlagabsorber,
der ein Wasserschlag- bzw. Wassersprungphänomen mindert, das in dem fall
vorhanden ist, bei dem ein Ventilbereich eines Wasserhahns plötzlich
geschlossen wird, um so eine Beschadigung der
Wasserhahnmontageeinrichtungen und des Rohrnetzes zu verhindern und auch die Erzeugung von
Geräuschen zu unterdrücken. Insbesondere bezieht sich die vorliegende
Erfindung auf einen Wasserschlagabsorber gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
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Ein Wasserhahn vom mittels Hebel betätigten Typ, bei dem ein
Ventilbereich durch einen Drehvorgang eines Hebels geöffnet und geschlossen wird,
ist schnell in den letzten Jahren anstelle eines mittels Schraube
angetriebenen Wasserhahns populär geworden, bei dem ein Ventilbereich durch
eine Schraubenführung eines Ventilkörpers durch eine Drehbetatigung eines
Handgriffs in der Wellenachsenrichtung geöffnet und geschlossen wird.
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Ein Wasserhahn vom Hebeltyp dieses Typs besitzt einen Vorteil einer
einfachen Betätigung und einer einfachen Handhabung in einer solchen Art und
Weise, daß der Ventilbereich schnell von einem vollstandig geschlossenen
Zustand zu einem vollständig offenen Zustand gebracht werden kann,
allerdings auf der anderen Seite ein starker Wasserschlag leicht in einem
Rohrnetzsystem durch schnelles Schließen des Ventilbereichs hervorgerufen
werden kann. Dies bedeutet, daß dann, wenn ein Ventilbereich eines
Wasserhahns plötzlich geschlossen wird, wenn Wasser oder heißes Wasser
(nachfolgend einfach als Wasser bezeichnet) in einer Rohrleitung unter
einer Strömungsgeschwindigkeit V strömt, ein plötzlicher Druck mit ΔP
ansteigt, der durch folgenden Ausdruck (A) ausgedrückt wird:
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ΔP = CV ... (A)
(wobei : Flüssigkeitsdichte, C: Ausbreitungsgeschwindigkeit einer
Druckwelle, bedeuten)
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erzeugt wird, wodurch ein starkes Wasserschlagphänomen in einer
Rohrleitung produziert wird. Um konkreter zu sein, beträgt C=1.400 m/s, wenn
eine Rohrwand nicht gedehnt wird, selbst dann, wenn der Druck ansteigt,
und die Strömungsgeschwindigkeit in dem Rohr beträgt ungefähr V=2 m/s,
wenn der Wasserhahn vollständig geöffnet wird. Wenn diese Werte und ein
Wert von =1.000 Kg/m³ in den Ausdruck (A) eingesetzt werden, erreicht
der Druckanstieg, wenn der Wasserhahn plötzlich geschlossen wird, einen
sehr hohen Wert bei ΔP=2.800 KPa=28 Kgf/cm². Mit einem solchen hohen
Druck wird ein starkes Wasserschlagphänomen in einem Rohr produziert.
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Weiterhin werden, wenn ein solches Wasserschlagphänomen produziert wird,
Schlaggeräusche erzeugt und die Wasserhahnmontageeinrichtungen und das
Rohrnetz usw. werden beschädigt.
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Eine Vielfalt an Ausrüstungen ist zuvor ins Auge gefaßt worden, um einen
solchen Wasserschlag zu absorbieren. Allerdings ist es die Tatsache, daß
eine ausreichend zufriedenstellende Ausrüstung bis jetzt noch nicht
geschaffen worden ist.
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Aus der EP-A-0 300 791 ist ein Wasserschlagabsorber bekannt, der einen
Venturi-Bereich aufweist, der an einem Speisewasser- bzw.
Brauchwasserdurchgang angeordnet ist und einen niedrigen Druckbereich durch Abfall
des Drucks an einem Drosselbereich erzeugt, wenn eine Wasserströmung
produziert wird, wobei der Absorber weiterhin einen Zylinder aufweist,
der eine innenseitige Zylinderkammer besitzt, die mit dem Drosselbereich
des Venturi-Bereichs über eine Verbindungsöffnung in Verbindung steht.
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Der Wasserschlagabsorber nach diesem Stand der Technik besitzt allerdings
den Nachteil, daß, aufgrund einer Erzeugung eines starken
Wasserschlagphänomens, Schlaggeräusche erzeugt werden und die
Wasserhahnmontageeinrichtungen und das Rohrnetz usw. beschädigt werden.
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Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
Wasserschlagabsorber zu schaffen, bei dem eine Beschädigung vermieden wird und
bei dem sichergestellt wird, daß ein Wasserschlag absorbiert wird.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Insbesondere ist eine Feder vorgesehen, die den Kolben zu der Seite der
Verbindungsöffnungen der Zylinderkammer hin drückt, wobei die Feder eine
Federkraft eines solchen Werts besitzt, daß der Kolben nach vorne zu
einem vorderen Endbereich des Zylinders gedrückt wird, der an der Seite
der Verbindungsöffnung angeordnet ist, wenn eine Wasserströmung in dem
Durchgangsweg produziert wird, und der Kolben angehalten wird, bevor er
gegen den hinteren Endbereich anstößt, der gegenüberliegend dem vorderen
Endbereich des Zylinders angeordnet ist, wenn plötzlich ein Druck
ansteigt, der in dem Durchgangsweg erzeugt wird, und ein Kolben nach hinten
gedrückt wird. Weiterhin ist ein Abstandsbereich an einer
gegenüberliegenden Seite vorgesehen, die zu dem hinteren Endbereich über dem Kolben
in der Zylinderkammer, die mit der Atmosphärenluft über einen
Luftdurchgangsweg in Verbindung steht, vorgesehen ist, und ein Absperrventil ist
vorgesehen, das ermöglicht, daß eine Luftströmung zu der Innenseite des
Zylinders hin strömt und eine Luftströmung, die in einer
entgegengesetzten Richtung in dem Luftdurchgangsweg strömt, sperrt. In einer Ausführung
in einem ersten Modus der vorliegenden Erfindung befindet sich der Kolben
in einem Zustand, in dem er von dem vorderen Endbereich des Zylinders um
einen bestimmten Abstand durch den Speisewasserdruck zurückgehalten wird,
nämlich ein Zustand, in dem er nach hinten gegen die Druckkraft der Feder
gedrückt wird, wenn der Ventilbereich des Wasserhahns geschlossen ist und
keine Wasserströmung in dem Durchgangsweg erzeugt wird. Wenn der
Ventilbereich des Wasserhahns unter einem solchen Zustand geöffnet wird und
eine Strömung in dem Durchgangsweg erzeugt wird, wird ein Druckabfall an
dem Drosselbereich des Venturi-Bereichs erzeugt und Wasser in dem
Zylinder wird heraus in den Durchgangsweg durch die Verbindungsöffnung durch
die Wirkung eines niedrigen Druckbereichs, der darin erzeugt wird,
gesaugt und der Kolben wird zu dem vorderen Endbereich des Zylinders durch
die Druckkraft der Feder zur gleichen Zeit aufgestoßen.
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Andererseits zieht sich, wenn der Ventilbereich des Wasserhahns plötzlich
geschlossen wird und ein plötzlicher Druckanstieg in dem Durchgangsweg
erzeugt wird, der Kolben, der an dem vorderen Endbereich des Zylinders
angeordnet war, gegen die Druckkraft der Feder zurück und Wasser in dem
Durchgangsweg strömt Innerhalb des Zylinders durch die Verbindungsöffnung
zur gleichen Zeit. Hiermit wird ein Druckanstieg, der in dem
Durchgangsweg erzeugt wird, absorbiert. Zu dieser Zelt erhöht die feder, die den
Kolben drückt, eine Deformationsgröße zusammen mit dem Zurückziehen des
Kolbens, wodurch demzufolge eine Elastizität davon ansteigt. Demzufolge
wird die Elastizität, d.h. die Rückwärtsdruckkraft, zu einem Druck, der
auf den Kolben einwirkt, ausbalanciert, um dadurch den Kolben anzuhalten,
bevor der Kolben den hinteren Endbereich des Zylinders erreicht. Dies
folgt aufgrund der Tatsache, daß die Druckkraft (Federkraft) der feder
auf ein solches Ventil im voraus eingestellt worden ist.
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Da nämlich eine sekundäre Druckwelle erzeugt wird, wenn der Kolben an dem
hinteren Endbereich des Zylinders anstößt, ist er in der vorliegenden
Erfindung so angeordnet, daß der Kolben gestoppt wird, bevor er gegen den
hinteren Endbereich des Zylinders stößt, wodurch demzufolge eine
Erzeugung der sekundären Druckwelle verhindert wird.
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Dann wird der Kolben, der nach hinten durch einen plötzlichen
Druckanstieg gedrückt worden ist, zu der vorderen Endseite des Zylinders in
Folge mittels der Druckkraft der Feder gedrückt und stoppt an einer
Position, wo die Druckkraft und der Speisewasserdruck, der auf den Kolben
einwirkt, zueinander ausbalanciert sind. Dann wird eine Wasserströmung
erzeugt, der Kolben wird wieder zu dem vorderen Endbereich des Zylinders
vorgeschoben und befindet sich in Bereitschaft, um einen plötzlichen
Druckanstieg, der an der zweiten Stelle auftritt, zu absorbieren.
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Wie vorstehend beschrieben ist, besitzt ein Wasserschlagabsorber der
vorliegenden Erfindung ein Merkmal eines Absorbierens eines
Druckanstlegs, das durch Betätigen des Kolbens wirksam durch den Betrieb des
Venturi-Bereichs bewirkt wird. Dies bedeutet, daß dann, wenn ein solcher
Venturi-Bereich nicht vorgesehen ist, der Kolben in einem Zustand
gehalten wird, in dem er zurück um eine bestimmte Größe in dem Zylinder
mittels des Speisewasserdrucks gedrückt wird, gerade in dem Fall, in dem
eine Wasserströmung in dem Durchgangsweg erzeugt wird. Deshalb wird, wenn
ein plötzlicher Druckanstieg in dem Durchgangsweg durch ein plötzliches
Schließen des Wasserhahnventilbereichs erzeugt wird, ein rückziehbarer,
effektiver Hub aufgrund einer Druckabsorption verkürzt und eine
Druckabsorption wird effektiv gestaltet. In einer Ausführung der vorliegenden
Erfindung zieht sich allerdings der Kolben von dem vorderen Endbereich
des Zylinders so zurück, um eine Druckabsorption basierend auf der
Wirkung des Venturi-Bereichs durchzuführen. Demzufolge ist es möglich, einen
Druckanstieg wirksam zu steuern bzw. zu kontrollieren.
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Im Gegensatz zu dem Vorstehenden besitzt eine Ausführung der vorliegenden
Erfindung ein solches Merkmal, daß der Zylinder miniaturisiert werden
kann, wodurch demzufolge die gesamte Ausstattung kompakt in der Größe
gebildet wird. Dies rührt daher, daß der Kolben effektiv durch Betrieb
des Venturi-Bereichs betätigt werden kann- mit anderen Worten kann die
Zylinderkapazität effizient ohne Verschwendung zum Zwecke einer
Druckabsorption verwendet werden.
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Nebenbei gesagt besitzt dieser Venturi-Bereich eine Betriebsweise, um
unmittelbar einen Druck auslaufseitig nach einem Druckabfall in dem
Drosselbereich zurückzugewinnen. Demgemäß besitzt er einen Vorteil
dahingehend, daß ein Strömungswiderstand, wenn die vorliegende Ausstattung
vorgesehen ist, auf einen kleinen Wert eingestellt werden kann.
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In dem Fall, in dem ein niedriger Druckanteil durch den Venturi-Bereich
gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt wird, kann ein Vorteil, daß die
maximale Strömungsquantität beschränkt werden kann, wenn der
Speisewasserdruck übermäßig hoch ist, erreicht werden. Wenn der Speisewasserdruck
übermäßig hoch ist, wie dies vorstehend angeführt ist, wird die
Strömungsquantität, wenn der Wasserhahnventilbereich vollständig geöffnet
ist, sehr groß, und der Wasserschlag, der dann erzeugt wird, wenn der
Ventilbereich in einen vollständig geschlossenen Zustand von einem
vollständig offenen Zustand gebracht wird, wird auch sehr groß in diesem
Fall, und es ist sehr schwierig, dies praktisch zu verhindern. Wenn ein
Venturi-Bereich an dem Durchgangsweg vorgesehen ist, wird allerdings ein
Hohlraum an dem Drosselbereich des Venturi-Bereichs erzeugt und Wasser
oberhalb einer bestimmten Menge strömt nicht, gerade obwohl der
Ventilbereich des Wasserhahns vollständig geöffnet ist, wodurch demzufolge die
Wasserströmungsquantität begrenzt wird. Demzufolge kann eine Erzeugung
eines Wasserschlags, wenn der Ventilbereich vollständig geschlossen ist,
auch ausreichend beschränkt werden.
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In der Ausführung des ersten Modus der vorliegenden Erfindung befindet
sich der Kolben in einem Zustand, in dem er sich um einen bestimmten
Abstand von dem vorderen Endbereich des Zylinders zu einer Position
zurückgezogen hat, wo ein Speisewasserdruck und eine drückende Kraft der
Feder, die in entgegengesetzten Richtungen zueinander wirken,
ausbalanciert sind.
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Wenn der Ventilbereich des Wasserhahns geöffnet ist und dann derselbe
Ventilbereich plötzlich in dem Zustand, der vorstehend beschrieben ist,
geschlossen wird, wird ein plötzlicher Druckanstieg, wie er bei spiel
sweise in dem Ausdruck (1) dargestellt ist, erzeugt, der sich in der
Rohrleitung ausbreitet. Dann zieht sich der Kolben gegen die Druckkraft der
Feder zurück, was Wasser in das Rohr in die Wasserkammer des Zylinders
hineinläßt. Demzufolge wird ein Druckanstieg in dem Rohr durch eine
zurückziehende Bewegung des Kolbens und eine Wassereinströmung in die
Wasserkammer absorbiert, wodurch demzufolge ein Wasserschlag absorbiert
wird. Hiermit werden eine Erzeugung von Schlaggeräuschen und
Beschädigungen an den Wasserhahnmontageeinrichtungen und dem Rohrnetz usw.
verhindert.
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Eine Ausführung der vorliegenden Erfindung besitzt ein Merkmal eines
Absorbierens eines Druckanstiegs in dem Rohr effektiv mittels des
Betriebs der Luftkammer, die in dem Zylinder und dem Absperrventil gebildet
ist.
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In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung nämlich ist der Kolben so
hergestellt, um sich in dem Zylinder gegen die Druckkraft der Feder
zurückzuziehen, wenn ein plötzlicher Druckanstieg in einer Rohrleitung
erzeugt wird. Wenn die Druckkraft der Feder zu diesem Zeltpunkt
allerdings schwach ist, kollidiert der Kolben mit dem hinteren Endbereich des
Zylinders oder jeweilige Windungen der Feder haften aneinander (in dem
Fall einer Schraubenfeder), wodurch demzufolge der Kolben plötzlich
gestoppt wird und eine Druckwelle neu dort erzeugt wird.
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Andererseits kann sich, wenn die Druckkraft der Feder stark zum Zweck
einer Verhinderung des Vorstehenden eingestellt wird, die Feder nicht in
dem Zylinder weit zurückziehen, wenn ein plötzlicher Druckanstieg in dem
Rohr erzeugt wird, wodurch demzufolge eine Absorptionsfunktion des Drucks
verschlechtert wird.
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Im Gegensatz dazu wird in einer Ausführung der vorliegenden Erfindung
eine Luftkammer hinter dem Kolben gebildet, wobei die Luft, die in der
Luftkammer eingeschlossen ist, komprimiert wird, wenn der Kolben so
gestaltet ist, daß er sich zurückzieht, um so als Luftfeder zur wirken.
Weiterhin wird die Elastizität der Luftfeder schnell zusammen mit der
sich zurückziehenden Bewegung der Feder stärker. In dem Fall einer
gewöhnlichen Feder wird nämlich die Elastizität linear entlang der
Zurückziehung des Kolbens größer. Im Gegensatz dazu wird allerdings die
Elastizität entlang dem Zurückziehen des Kolbens, d.h. einer Verringerung im
Volumen der Luftkammer in dem Fall einer Luftkammer, stärker. Demgemäß
wird gerade dann, wenn ein starker Druck auf den Kolben basierend auf
einem plötzlichen Druckanstieg in dem Rohr beaufschlagt wird, der Kolben
niemals mit dem hinteren Endbereich des Zylinders kollidieren, er wird
allerdings sicher unmittelbar davor gestoppt, und dieser wird sanft
gestoppt. Deshalb wird eine sekundäre Druckwelle niemals an dem
Rückziehendbereich des Kolbens erzeugt.
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Weiterhin kann, da es möglich ist, den Kolben sanft und sicher durch die
Wirkung der Luftfeder anzuhalten, die Federkonstante der Feder schwach
gewählt werden. Wenn die Feder konstant schwach ist, ist es möglich, eine
weiche Kolbenzurückziehung in dem anfänglichen Zustand der Zurückziehung
zu haben, was es möglich macht, die Druckabsorptionscharakteristik zu
verbessern.
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Weiterhin strömt in einer Ausführung der vorliegenden Erfindung
außenseitige Luft in die Luftkammer über den Einlaßkanal für Atmosphärenluft
und das Absperrventil.
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Deshalb öffnet, wenn ein niedriger Druckbereich, wo ein niedriger Druck
durch eine Wasserströmung erzeugt wird, in einer Rohrleitung zum Beispiel
vorgesehen ist und so gestaltet ist, um mit dem Zylinder zu
kommunizieren, die außenseitige Luft das Absperrventil und strömt in die
Luftkammer gleichzeitig mit einem Vorschleben des Kolbens durch den Betrieb
des Niederdruckbereichs, wenn eine Wasserströmung in der Leitung erzeugt
wird.
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Im Gegensatz zu dem Vorstehenden besitzt eine Ausführung der vorliegenden
Erfindung einen Vorteil dahingehend, daß gerade dann, wenn eine
Wasserleckage an dem befestigten und abgedichteten Bereich zwischen dem Kolben
und dem Zylinder auftritt, dem Wasser nicht ermöglicht wird, zur
Außenseite hin auszutreten. Dies basiert auf der Tatsache, daß gerade dann,
wenn Wasser aus der Wasserkammer des Zylinders in die Luftkammer an
diesem Teil leckt, das Wasser dahingehend gehindert wird, zur Außenseite hin
durch den Betrieb des Absperrventils zu lecken.
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Wie in dem zweiten Modus ist ein Wasserschlagabsorber eines Typs, bei dem
eine Impulswelle, die in einem Wasserkanal erzeugt wird, durch eine
Bewegung eines Kolbens, der innerhalb eines Zylinders angeordnet ist, über
eine feder absorbiert wird, so aufgebaut, daß ein ausgenommener Bereich,
der die Feder aufnehmen kann, an dem Kolben gebildet ist und mindestens
ein Teil eines Saugventils, das fest an einer gegenüberliegenden Seite in
dem Zylinder vorgesehen ist, lose in den ausgenommenen Bereich eingesetzt
werden kann, wenn sich der Kolben zu seinem Maximum bewegt hat.
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Auch wird in diesem zweiten Modus die Impulswelle, die in einem
Wasserkanal erzeugt wird, ausgezeichnet durch eine Bewegung des Kolbens, der in
dem Zylinder installiert ist, absorbiert. Wenn eine plötzliche
Impulswelle und dergleichen weiterhin in einem Zustand erzeugt werden, in dem
sich der Kolben bewegt hat, wird der Kolben weiter gegen die Druckkraft
der Feder bewegt, und ein Zustand, bei dem ein Teil des Saugventils, das
in dem Zylinder angeordnet ist, in den ausgenommenen Bereich des Kolbens
eingesetzt wird, ist vorhanden. Wenn ein Teil dieses Saugventils in den
ausgenommenen Bereich des Kolbens eingesetzt wird, wird Luft in dem
ausgenommenen Bereich stark komprimiert und eine Gegenkraft gegenüber der
Druckkraft der Feder wird durch die Elastizität der Luft, die in dem
ausgenommenen Bereich komprimiert ist, erzeugt, wodurch es möglich
gemacht wird, die Impulswelle sehr stark zu absorbieren.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht, die eine Ausführungsform eines
Wasserschlagabsorbers der vorliegenden Erfindung darstellt;
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Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht, die eine weitere Ausführungsform
eines Wasserschlagabsorbers der vorliegenden Erfindung darstellt, und
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Fig. 3 und Fig. 4 zeigen Querschnittsansichten, die unterschiedliche
Betriebszustände des Absorbers jeweils darstellen,
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Fig. 5 zeigt eine Querschnittskonstruktionszeichnung, die noch eine
andere Ausführungsform des Wasserschlagabsorbers der vorliegenden Erfindung
darstellt, und fig. 6 zeigt eine Querschnittskonstruktionszeichnung
entsprechend der Fig. 5 in einem Zustand, in dem sich der Kolben nach unten
bewegt hat.
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Als nächstes werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im
Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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In Fig. 1 bezeichnet ein Bezugszeichen 10 einen Wasserschlagabsorber, der
ein Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt, der einen
zylindrischen Bereich 12 umfaßt. Verbindungsbereiche 14 mit Rohrleitungen 16 sind
an beiden Enden des zylindrischen Bereichs 12 vorgesehen, wobei ein
Innengewinde zur Verbindung mit der Rohrleitung 16 an der inneren
0berfläche jedes Verbindungsbereichs 14 vorgesehen ist.
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Innerhalb des zylindrischen Bereichs 12 ist ein Venturi-Rohr 18
vorgesehen. Eine Durchgangsöffnung 22 ist an einem Drosselbereich 20 des
Venturi-Rohrs 18 gebildet und die Innenseiten des Venturi-Rohrs 18 und die
äußere Verbindungskammer 24 sind so hergestellt, um miteinander über
diese Durchgangsöffnung 22 zu kommunizieren.
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Hier ist ein Innendurchmesser d des Drosselbereichs 20 nicht so klein
verglichen mit dem Innendurchmesser D der Rohrleitung und ist auf
ungefähr d=0,3 D begrenzt. Weiterhin ist ein divergenter Winkel θ auch auf
etwa 7º eingestellt, wo der Verlust minimal ist. Deshalb wird kein großer
Druckverlust erzeugt, wenn Wasser durch diesen Bereich zirkuliert.
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26 bezeichnet einen Zylinder, der integral mit dem zylindrischen
Bereich 12 vorgesehen ist, und eine Verbindungsöffnung 28 ist an einem Ende
davon vorgesehen. Die innenseitige Zylinderkammer ist so hergestellt, um
mit der Kommunikationskammer 24 und der Innenseite des Drosselbereichs 20
des Venturi-Rohrs 18 über diese Verbindungsöffnung 28 zu kommunizieren.
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An einer Öffnung an einer anderen Endseite des Zylinders 26 ist ein
Zylinderblock 32, der eine Atmosphärenluft-Einlaßöffnung 30 besitzt, durch
eine Schraubverbindung befestigt.
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Ein Kolben 34 ist gleitend Innerhalb des Zylinders 26 eingepaßt
befestigt. Eine ringförmige Nut ist an einer äußeren Umfangsoberfläche des
Kolbens 34 gebildet und ein O-Ring 36 ist in die ringförmige Nut
eingesetzt. Der Befestlgungsbereich zwischen dem Kolben 34 und der inneren
Oberfläche des Zylinders 26 ist wasserdicht mittels dieses O-Rings 36
gedichtet.
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Eine Kompressionsschraubenfeder 38 ist zwischen dem Kolben 34 und dem
Zylinderblock 32 zwischengefügt. Die Feder 38 ist so hergestellt, um
gegen den Zylinderblock 32 an einem Ende und gegen die hintere Oberfläche
des Kolbens 34 an dem anderen Ende anzustoßen. Weiterhin ist ein
zylindrischer Bereich 40 an dem Kolben 34 gebildet und ein Teil der Feder 38
ist innerhalb dieses zylindrischen Bereichs 40 aufgenommen.
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In einer ersten Ausführung der vorliegenden Ausführungsform wird die
Federkraft der Feder 38 so eingestellt, daß dann, wenn eine
Wasserströmung in dem Durchgangsweg erzeugt wird, der Kolben 34 gegen den unteren
Endbereich in der Figur (der vordere Endbereich) des Zylinders 26
anstößt, und wenn ein plötzlicher Druckanstieg in dem Durchgangsweg erzeugt
wird und der Kolben 34 dazu gebracht wird, sich zurückzuziehen, wird der
Kolben 34 unmittelbar vor einem Anschlagen gegen den Zylinderblock 32
gestoppt.
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Als nächstes wird die Betriebsweise der vorliegenden Ausführung
beschrieben.
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In der Ausführung der vorliegenden Ausführungsform wird der Kolben 34
zurück um eine bestimmte Größe nach oben in der Figur mittels des
Speisewasserdrucks gedrückt und wird an einer Position gestoppt, wo der
Speisewasserdruck und die Druckkraft der Feder 38, die den Speisewasserdruck
in einer entgegengesetzten Richtung drückt, zueinander in einem Zustand
ausbalanciert sind, in dem der Ventilbereich des Wasserhahns geschlossen
ist.
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Wenn der Ventilbereich geöffnet wird und eine Wasserströmung in dem
Durchgangsweg in diesem Zustand erzeugt wird, wird das Wasser, das in die
Zylinderkammer eingetreten ist, in den Durchgangsweg durch die Wirkung
eines Niederdruckbereichs, der in dem Drosselbereich 20 des
Venturi-Rohrs 18 erzeugt wird, und die Druckkraft der Feder 38 herausgesaugt
und der Kolben 34 wird nach vorne zu dem unteren Endbereich in der Figur
(der vordere Endbereich) gedrückt.
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Als nächstes wird, wenn der Wasserhahnventilbereich plötzlich geschlossen
wird, ein plötzlicher Druckanstieg ΔP = CV, der in dem Ausdruck (A)
spezifiziert ist, an diesem Bereich erzeugt und breitet sich in den
Rohrkanal aus. Dann strömt Wasser in den Durchgangsweg in den Zylinder 26
durch die Durchgangsöffnung 22, die Verbindungskammer 24 und die
Verbindungsöffnung 28, während der Kolben 34 nach oben gedrückt wird, und zwar
basierend auf dem Druckanstieg. Das Wasser in dem Durchgangsweg entweicht
in den Zylinder 26, wodurch demzufolge ein Druckanstieg absorbiert wird,
wodurch die Erzeugung eines Wasserschlagphänomens vermieden wird.
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Weiterhin zieht sich zu diesem Zeitpunkt der Kolben 24 annähernd zu dem
hinteren Endbereich des Zylinders 26 zurück, während sich die Feder 28
biegt, und stoppt sofort an dieser Position, wo der Druck, der auf den
Kolben 34 einwirkt, und die Federkraft der Feder 38 zueinander
ausbalanciert sind.
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Nun wird der Kolben 34, der sich einmal in die Nähe des hinteren
Endbereichs des Zylinders 26 zurückgezogen hat, nach vorne ohne Unterbrechung
bzw. Störung durch die Feder 38 gedrückt und stoppt an einer Position, wo
die Druckkraft und der Speisewasserdruck, die auf den Kolben 34
einwirken, zueinander ausbalanciert sind. Wenn eine Wasserströmung wieder in
dem Durchgangsweg erzeugt wird, wird der Kolben 34 durch die Wirkung des
Venturi-Rohrs 18 vorgeschoben und zieht sich wieder vollständig in den
Zylinder 36 zurück, wenn ein plötzlicher Druckanstieg in dem
Durchgangsweg erzeugt wird, um dadurch einen Druckanstieg zu absorbieren.
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Weiterhin ist es gerade dann, wenn das Venturi-Rohr 18 nicht wie
vorstehend vorgesehen ist, allerdings die Zylinderkammer einfach so
hergestellt
ist, um mit dem Durchgangsweg in Verbindung zu treten, möglich,
einen Druckanstieg in dem Durchgangsweg in einem bestimmten Umfang zu
absorbieren. In diesem Fall allerdings treten verschiedene Probleme auf.
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Zum Beispiel schiebt sich in dem Fall, in dem dieselbe Feder 38 wie
vorstehend ohne Vorsehung eines Venturi-Rohrs 18 verwendet wird, der
Kolben 34 nicht zu dem vorderen Endbereich des Zylinders 26 vor, gerade
obwohl eine Wasserströmung in dem Durchgangsweg erzeugt wird, stoppt
allerdings an einer Position, an der er sich von dem vorderen Endbereich
des Zylinders 26 um einen bestimmten Abstand zurückgezogen hat, d.h. an
einer Position, wo der Speisewasserdruck und die Druckkraft der Feder 38
zueinander ausbalanciert sind. Dann wird, wenn ein plötzlicher
Druckanstieg in dem Durchgangsweg erzeugt wird, der Druckanstieg mittels der
Rückziehbewegung von dieser Position absorbiert. Der Bewegungshub in
diesem Fall ist klein und demzufolge wird die einströmende Menge an
Wasser in den Zylinder 26 auch kleiner. Deshalb ist es unmöglich, einen
Druckanstieg effektiv zu absorbieren.
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Im Gegensatz dazu zieht sich in einer Ausführung der vorliegenden
Erfindung der Kolben 34 um nahezu einen vollständigen Hub des Zylinders 26
zurück, um dadurch den Druck zu absorbieren. Demzufolge ist es möglich,
einen Druckanstieg in dem Durchgangsweg effektiv zu steuern bzw. zu
kontrollieren.
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Weiterhin wird die Zylinderkammer vollständig dazu verwendet, einen
Druckanstieg in der Ausführung der vorliegenden Erfindung zu absorbieren.
Demgemäß ist es möglich, vollständig die Aufgabe mit einem klein
dimensionierten Zylinder zu lösen und einen Wasserschlagabsorber in einer
kompakten Größe aufzubauen.
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Daneben ist es auch möglich, wenn das Venturi-Rohr 18 nicht vorgesehen
ist, einen Zustand zu erzeugen, in dem der Kolben 34 so gestaltet ist,
daß er sich zu dem vorderen Endbereich des Zylinders 26 in einen Zustand
vorschiebt, in dem eine Wasserströmung in dem Durchgangsweg durch
Einstellen
der Feder in einen vorkomprimierten Zustand erzeugt wird (in
diesem Fall liefert, da ein Niederdruckbereich nicht erzeugt wird, der
Kolben 34 einen Zustand, in dem er sich zu dem vorderen Endbereich des
Zylinders 26 vorgeschoben hat, und zwar unabhängig der Existenz einer
Wasserströmung). In diesem Fall allerdings werden die nachfolgenden
Probleme hervorgerufen.
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Um den Druckanstieg, der durch einen Wasserschlag bewirkt wird, effektiv
zu absorbieren, ist es erforderlich, die nachfolgenden Bedingungen zu
erfüllen.
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(a) Mehr Wasser in dem Durchgangsweg muß so gehandhabt werden, um in den
Zylinder 26 dadurch zu strömen, daß sich der Kolben 34 zu dem vorderen
Endbereich des Zylinders 26 zu dem Zeitpunkt einer Wasserströmung
vorschiebt und sich zu dem hinteren Endbereich des Zylinders 26 durch einen
Druckabfal 1 zurückzieht.
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(b) Wenn der Kolben 34 an dem zurückgezogenen Ende stoppt, sollte er so
sanft wie möglich gestoppt werden.
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(c) Eine Scherbeanspruchung τ, die auf die Feder einwirkt, muß klein sein
und der maximale Wert τ max muß bei einer zulässigen
Scherbeanspruchung τa und darunter liegen.
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Nun werden, wenn angenommen wird, wie in Fig. 1 dargestellt ist, daß der
Durchmesser der Zylinderkammer Dc ist, die Zylinderkammerlänge lc
ist, der Hauptdurchmesser der Feder Da ist, der Drahtdurchmesser da
ist, die effektive Zahl der Windungen n ist und die Länge, wenn sie
befestigt ist, l ist, die Scherbeanspruchungen τ und die Federkonstante K
wie folgt ausgedrückt.
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τ = 8DaW/πda ... (1)
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K = da&sup4;G/8nDa ... (2)
wobei G ein Querelastizitätsmodul ist, das ungefähr bei 7.500 Kg/mm²
(7357,5 daN/mm²) In dem Fall eines Drahts aus rostfreiem Stahl liegt.
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Auch ist der maximale Wert Wmax der Kompressionskraft W in dem
Ausdruck (1) wie folgt gegeben.
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Wmax = (π/4) Dc²Pmax ... (3)
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wobei Pmax der maximale Druck ist, der durch einen Wasserschlag erzeugt
wird, der auf den Kolben 34 einwirkt.
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Nun wird, wenn die Feder nach einer Vorkompression zum Zweck, daß der
Kolben 34 gegen den vorderen Endbereich des Zylinders 26 durch Überwinden
des Speisewasserdrucks anstößt, eingestellt ist, die Federkonstante der
Feder kleiner verglichen mit einem Fall, in dem die Vorkompression nicht
aufgebracht wird.
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Wenn nämlich angenommen wird, daß sich der Kolben 34 immer zu dem
hinteren Endbereich des Zylinders 26 mittels eines Druckanstiegs in jedem
Fall zurückzieht, ist die maximale Kompressionskraft der Feder zu diesem
Zeitpunkt gegeben als:
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Wmax = kx
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Hier bezeichnet x eine Verschiebungsgröße von einem freien Zustand aus,
und die Verschlebungsgröße ist natürlich größer, wenn eine Vorkompression
aufgebracht wird, als dann, wenn eine Vorkompression nicht aufgebracht
wird. Deshalb ist der Wert k kleiner, wenn eine Vorkompression
aufgebracht wird. Wenn der Wert k kleiner wird, wird da> da' (da' stellt
einen Fall dar, wenn eine Vorkompression aufgebracht wird, und solche,
die mit einer Vorkompression beaufschlagt sind, sind mit einem '
nachfolgend bezeichnet) aus dem Ausdruck (2) in dem Fall erhalten, wenn n und
Da unverändert verbleiben, und τ < τ'wird aus dem Ausdruck (1)
erhalten.
Dies bedeutet, daß dann, wenn eine Vorkompression beaufschlagt wird,
eine größere Scherbeanspruchung durch die Feder erzeugt wird.
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Andererseits wird, wenn angenommen wird, daß τ, wenn der Kolben 34 das
zurückgezogene Ende erreicht, τmax ist, was weiterhin gleich einem
zulässigen Wert τa ist, und eine Substitution in dem Ausdruck (1) mit
Da = αPDc zusammen mit W = Wmax = (π/4) Dc²Pmax vorgenommen
wird, der nachfolgende Ausdruck erhalten.
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da/Dc = ³ [2α Pmax/τa] ... (4)
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Hier wird, wenn angenommen wird, daß α=0,7, Pmax = 7 Kg/cm²
(6,87 daN/cm²) und τa = 90 Kg/mm² (88,3 daN/mm ) ist, der
nachfolgende Ausdruck erhalten.
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da/Dc= 0,1
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Andererseits ist es besser, den Federdurchmesser Da so groß wie möglich
innerhalb des Bereichs von Dc zu machen, wenn er vorgegeben ist. So
wird Da auch gemäß dem Wert Dc bestimmt. Demzufolge wird dann, wenn
eine Vorkompression auf die Feder beaufschlagt wird, die effektive Anzahl
von Windungen größer als der Ausdruck (2) festgelegt (der Wert von k ist
kleiner verglichen mit dem Fall, wenn eine Vorkompression nicht
beaufschlagt wird).
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Wenn die Anzahl von Windungen n groß gewählt wird, wird der maximale Hub
des Kolbens 34: l-nda kleiner und die Wassermenge, die in den
Zylinder 26 aufgenommen werden kann, wenn sich der Kolben 34 zurückzieht, wird
kleiner. Der Druckabsorptionseffekt wird nämlich zum Zeitpunkt eines
Wasserschlags kleiner verglichen mit einem Fall, wenn eine Vorkompresslon
nicht beaufschlagt wird. Anders gesagt ist es möglich, einen Wasserschlag
effektiver durch Vorsehung des Venturi-Rohrs 18, wie bei der vorliegenden
Ausführungsform, zu absorbieren.
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Ein klein dimensioniertes Absperrventil 48, das aus einem
Kugelventilkörper 42, einer schwachen Feder 44 und einem Trageteil 46 besteht, ist in
der Zylinderkammer angeordnet.
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In dem Fall der vorliegenden Ausführungsform wird eine Luftkammer 50
zwischen dem Kolben 34 und dem Zylinderblock 32 gebildet und die Luft,
die in die Luftkammer gesaugt und eingeschlossen wird, wirkt als eine
Luftfeder, wenn sich der Kolben 34 so zurückzieht, um zu verhindern, daß
der Kolben 34 mit dem Zylinderblock 32 kollidiert. Da die Luft, die in
der Luftkammer 50 eingeschlossen ist, plötzlich die Elastizität mit der
Zurückziehung des Kolbens 34 erhöht, um dadurch zu verhindern, daß der
Kolben 34 kollidiert, besteht hier ein Vorteil dahingehend, daß die
Federkraft der Feder schwächer für diesen Bereich eingestellt werden kann.
Daneben wird, wenn das Volumen der Luftkammer 50, wenn sich der Kolben 34
zurückgezogen hat, so klein wie möglich gestaltet wird, zum Beispiel
durch Vorsehung eines vorspringenden Bereichs 52 in in einem zylindrischen
Bereich 40, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, eine Luftkompressibilität
erhöht und die Elastizität der Luftfeder wird höher, was vorteilhaft ist.
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Andere Moden der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die
Fig. 2 bis 4 beschrieben.
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Ein Kolben 60 ist gleitend innerhalb eines Zylinders 26 befestigt und
eine Zylinderkammer ist in eine Wasserkammer 62 an einer Seite einer
Verbindungsöffnung 28 und einer Luftkammer 64, die von der
Verbindungsöffnung 28 abgeschnitten ist, unterteilt. Eine ringförmige Nut ist an
einer äußeren Umfangsoberfläche des Kolbens 60 gebildet, wobei ein
0-Ring 36 in dieser ringförmigen Nut eingesetzt ist, und der eingepaßt
befestigte Bereich zwischen dem Kolben 60 und mit der inneren Oberfläche
des Zylinders 26 ist durch den 0-Ring 36 gedichtet. Daneben ist ein
Dämpfungsgummi 65 an dem vorderen Endbereich (unterer Endbereich in der
Figur) des Kolbens 60 vorgesehen.
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Ein Zylinderblock 68 ist an der Öffnungsseite des Zylinders 26 mittels
einer Schraubenverbindung befestigt. Eine Kompresslonsschraubenfeder 70
ist zwischen dem Zylinderblock 68 und dem Kolben 60 zwischengefügt und
der Kolben 60 wird zu der Vorschubseite (untere Seite in der Figur)
mittels der Feder 70 gedrückt.
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In dem Zylinderblock 68 ist eine Luftsaugöffnung 72 zum Einführen von
Außenluft in die Luftkammer 64 gebildet. Weiterhin ist ein
Absperrventil 74 an einem Lufteinströmkanal von der Luftsaugöffnung 72 zu der
Luftkammer 64 eingesetzt. Das Absperrventil 64 ermöglicht, daß nur die
Luft zu der Luftkammer 64 von der Außenseite strömt und eine Strömung in
einer umgekehrten Richtung gesperrt wird, um dadurch Luft in der
Luftkammer 64 einzuschließen, und umfaßt einen Ventilsitz 76, der in dem
Zylinderblock 68 gebildet ist, einen Ventilkörper 80, der an dem Ventilsitz 76
über ein Dichtteil 78 oder getrennt davon gelagert ist, und eine schwache
Feder 79, die den Ventilkörper 80 zu der Schließrichtung hin drückt.
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Andere Symbole, die in den Fig. 2 bis 4 dargestellt sind, zeigen
dieselben Teile wie diejenigen, die in Fig. 1 dargestellt sind.
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Als nächstes wird die Betriebsweise einer Ausführung der vorliegenden
Erfindung beschrieben.
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Wenn ein Wasserhahn nicht verwendet wird, wenn nämlich ein Ventilbereich
des Wasserhahns geschlossen ist, befindet sich der Kolben 60 in einem
solchen Zustand, daß er innenseitig des Zylinders 26 zu einer Position
zurückgezogen wird, wo der Speisewasserdruck und die Druckkraft der
Feder 70 in einer entgegengesetzten Richtung zueinander ausbalanciert sind,
wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Wenn sich der Ventilbereich des
Wasserhahns öffnet und eine Wasserströmung in einer Rohrleitung in einem
solchen Zustand erzeugt wird, wird ein Druckabfall auf den
Drosselbereich 20 des Venturi-Rohrs 18 erzeugt und wodurch demzufolge ein
Niederdruckbereich dort erzeugt wird. Dann wird der Kolben 60 nach vorne zu dem
vorderen Endbereich des Zylinders 26 durch den absorbierenden Vorgang des
Niederdruckbereichs und die Druckkraft der Feder 70 (siehe Fig. 3)
gedrückt und das Wasser in der Wasserkammer 62 des Zylinders 26 wird in
eine Rohrleitung 16 zur gleichen Zeit herausgesaugt. Zu diesem Zeitpunkt
wird das Absperrventil 74, das in dem Zylinderblock 68 vorgesehen ist,
gleichzeitig geöffnet und Außenseitenluft wird in die Luftkammer 64
eingelassen.
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Andererseits strömt, wenn der Ventilbereich des Wasserhahns plötzlich
geschlossen wird und ein plötzlicher Druckanstieg in der Rohrleitung 16
in diesem Zustand erzeugt wird, das Wasser in der Rohrleitung dann in die
Wasserkammer 62 des Zylinders 26 über eine Durchgangsöffnung 22, eine
Verbindungskammer 24 und eine Verbindungsöffnung 28, und der Kolben 60
wird auch nach hinten gegen die Druckkraft der Feder 70, wie dies in
Fig. 6 dargestellt ist, gedrückt. Hiermit wird ein Druckanstieg in der
Rohrleitung 16 absorbiert und eine Erzeugung eines Wasserschlags wird
unterdrückt.
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Weiterhin ist der Kolben 60 so hergestellt, um bei einem plötzlichen
Druckanstieg in der Rohrleitung unter Zwang zu beginnen, sich
zurückzuziehen, allerdings wird die Feder 70 durch eine Kompression deformiert
und erhöht die Elastizität stufenweise zu diesem Zeitpunkt. Zur gleichen
Zeit wird die Luft, die in der Luftkammer 64 mittels des
Absperrventils 74 eingeschlossen ist, komprimiert und speichert auch Elastizität.
Hierbei erhöht sich die Elastizität (komprimierende Gegenwirkung) der
Feder 70 immer linear mit dem Zurückziehen des Kolbens 60, allerdings
erhöht sich die Elastizität der Luft (Druck in der Luftkammer 64)
plötzlich nicht linear mit der Zurückziehung des Kolbens 60. Demgemäß stoppt
der Kolben 60, der sich unter Zwang zu Beginn zurückgezogen hat, vor
einem Kollidieren mit dem Absperrventil 74, indem er mit dem Federdruck
und dem Luftdruck gepreßt wird, und zwar aufgrund der Tatsache, daß eine
Bremskraft ausreichend in der Nähe des hinteren Endbereichs des
Zylinders 26 erhöht wird. Diese Erzeugung einer sekundären Druckwelle an dem
hinteren Endbereich des Zylinders 26 basierend auf einem plötzlichen
Anhalten des Kolbens 30 wird verhindert.
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Da der Kolben 60 sicher und sanft durch die Wirkung einer Luftfeder
gestoppt wird, ist es möglich, die Federkonstante der Feder 70 klein zu
gestalten. Wenn die Federkonstante der Feder 70 klein gewählt werden
kann, ist es möglich, daß sich der Kolben 60 sanft zurückzieht und einen
Druckanstieg in einer Rohrleitung ausgezeichnet absorbiert.
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Weiterhin besteht dort eine Gefahr, daß eine Leckage während einer langen
Zeitdauer an dem Bereich des O-Rings 36 hervorgerufen wird, der zwischen
dem Kolben 60 und der inneren Oberfläche des Zylinders 26 dlchtet. In der
Ausführung der vorliegenden Erfindung wird allerdings gerade dann, wenn
Wasser aus der Wasserkammer 62 in die Luftkammer 64 über einen
gedichteten Bereich mit einem O-Ring 36 leckt, das leckende Wasser in die
Wasserkammer 62 wieder durch die Saugwirkung des Niederdruckbereichs des
Venturi-Rohrs 18 hineingezogen, wenn eine Wasserströmung in der
Rohrleitung wieder erzeugt wird. Weiterhin wird gerade dann, wenn leckendes
Wasser in der Luftkammer 64 verbleibt, das Wasser dahingehend
zurückgehalten, daß es nach außen durch die Wirkung des Absperrventils 74 leckt.
Dies bedeutet, daß in der Ausführung der vorliegenden Erfindung gerade
dann, wenn Wasser innen leckt, es niemals zur Außenseite hin lecken wird.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind im Detail vorstehend
beschrieben worden, allerdings ist es auch möglich, die vorliegende
Erfindung in anderen Konfigurationen, als die vorstehenden, aufzubauen.
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Zum Beispiel ist es möglich, eine Kompressibilität eingeschlossener Luft
durch Bestimmung der Form der Luftkammer so zu erhöhen, daß das Volumen
dann, wenn sich der Kolben 60 zurückzieht, so klein wie möglich wird, und
es ist auch möglich, einen Niederdruckbereich in einer Rohrleitung
mittels anderer Einrichtungen als das Venturi-Rohr zu erzeugen.
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Fig. 5 stellt eine Schnittkonstruktionszeichnung eines
Wasserschlagabsorbers gemäß einem zweiten Modus der vorliegenden Erfindung dar. Dieser
Wasserschlagabsorber 81 ist aus einem Rohrleitungsdurchgangsweg von
Wasserhahnmontageeinrichtungen und dergleichen angeordnet.
Verbindungsbereiche
83 und 84 sind an einem oberen Endbereich und einem unteren
Endbereich eines zylindrischen Körpers 82 jeweils so gebildet, daß Leitungen
mit diesen Verbindungsbereichen 83 und 84 verbunden werden können, und
Wasserhahnmontageeinrichtungen und dergleichen sind mit der Seite des
Verbindungsbereichs 83 verbunden und ein Stadtwasserrohr und dergleichen
ist mit der Seite des Verbindungsbereichs 84 verbunden. Ein
Venturi-Rohr 85 ist Innerhalb dieses zylindrischen Körpers 82 angeordnet, und
eine oder zwei und mehr Durchgangsöffnungen 86 sind durch eine Bohrung an
dem Drosselbereich 85A des Venturi-Rohrs 85 gebildet. Diese
Durchgangsöffnung 86 befindet sich in einem Verbindungszustand mit einer
Verbindungskammer 88, die um das Venturi-Rohr 85 herum gebildet ist. Weiterhin
ist ein Absperrventil 87 an einem unteren Teil in der Figur des
Venturi-Rohrs 85 angeordnet, so daß Wasser, das von der Seite des
Verbindungsbereichs 84 einströmt, ermöglicht wird, zu einer unteren Seite in der
Figur hindurchzuführen, das allerdings dahingehend gesperrt wird, in der
umgekehrten Richtung hindurchzuführen.
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Ein Zylinder 89 ist integral in einer wasserdichten Art und Weise an der
rechten Seite in der Figur der Verbindungskammer 88 eingeschraubt und ein
Kolben 91 ist gleitend nach oben und nach unten in einer wasserdichten
Art und Weise durch einen O-Ring 90 in dem Zylinder 89 angeordnet. In
diesem Kolben 91 ist innenseitig ein aufnehmender, ausgenommener
Bereich 91A gebildet, der zu der nach unten gerichteten Seite in der Figur
geöffnet ist, und ein oberer Endbereich einer Kompressionsfeder 98 ist in
den aufnehmenden, ausgenommenen Bereich 91A eingesetzt. Weiterhin
befindet sich der untere Endbereich in der Figur der Kompressionsfeder 98 in
einem anstoßenden Zustand gegen ein Saugventil 92, das fest an einem
unteren Endbereich in dem Zylinder 89 angeordnet Ist.
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Das Saugventil 92 ist mit einem Hauptkörper 92A, der wasserdicht in einem
Zylinder 89 durch einen O-Ring 93 befestigt ist, und einem vorstehenden,
zylindrischen Bereich 92B, der integral mit dem Hauptkörper 92A in einer
nach oben vorspringenden Art und Weise gebildet ist, versehen. Eine
Feder 96 ist in dem vorspringenden, zylindrischen Bereich 92B angeordnet
und eine Welle 94, die mit einem Ventilkörper 95 an dem unteren Ende
davon versehen ist, ist bewegbar nach oben und nach unten an dem
zentralen Bereich davon angeordnet. Eine Nadel ist an dem unteren Endbereich
der Welle 94 gebildet und stößt gegen die Bodenflächenseite des
Zylinders 89 an, um so eine Luftöffnung 97, die durch eine Bohrung in eine mit
der Atmosphärenluft kommunizierenden Art und Weise gebildet ist, zu
öffnen und zu schließen. Es ist möglich, Außenluft über das Saugventil 92 in
den Zylinder 89 über die Luftöffnung 97 einzulassen und das Saugventil 92
ermöglicht, daß Luft in der Einführrichtung zu der Seite des Zylinders 39
hindurchführt, es kann allerdings eine Gegenströmung durch Schließen der
Luftöffnung 97 in einer umgekehrten Richtung verhindern.
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Weiterhin ist in der vorliegenden Ausführungsform der vorspringende,
zylindrische Bereich 92B des Saugventils 92 mit einer solchen Dimension
gebildet, die es möglich macht, ihn in den aufnehmenden, ausgenommenen
Bereich 91A des Kolbens 11 einzusetzen, und der vorspringende,
zylindrische Bereich 92B des Saugventils 92 wird in den aufnehmenden,
ausgenommenen Bereich 91A in einem Zustand eingesetzt, daß sich der Kolben 91
nach unten bewegt und gegen den Hauptkörper 92A des Saugventils 92
anstößt.
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In einem solchen Aufbau wirkt der Speisewasserdruck auf die
Verblndungskammer 88 über die Durchgangsöffnung 86 des Venturi-Rohrs 85 in einem
Zustand, daß ein Speisewasserdruck auf die Innenseite einer
Speisewasserleitung einer Wasserhahnmontageeinrichtung, die nicht dargestellt ist,
beaufschlagt wird, und Wasser wird innerhalb der Verbindungskammer 88
eingefüllt und das eingefüllte Wasser drückt den Kolben 91 nach unten zu
einer Position, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist, gegen die Druckkraft
der Kompressionsfeder 98. In diesem Zustand wird der obere Teil des
Zylinders 98 mit Wasser gefüllt und Luft wird zusammen mit der
Kompressionsfeder 98 in der unteren Position des Zylinders 89 komprimiert,
wodurch ein Gleichgewichtszustand hervorgerufen wird.
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Wenn ein Hahn einer Wasserhahnmontageeinrlchtung, die nicht dargestellt
ist, in diesem Zustand geöffnet wird, führt Wasser durch das
Venturi-Rohr 85 hindurch und der Innendruck des Drosselbereichs 85A wird zu
diesem Zeitpunkt reduziert. Demzufolge wird Wasser, das in die
Verbindungskammer 88 eingefüllt ist, in das Venturi-Rohr 85 über die
Durchgangsöffnung 86 unter der Reduktion des Innendrucks abgegeben. In diesem
Zustand bewegt sich der Kolben nach oben, wenn der Luftdruck in dem
Zylinder 89 auf Atmosphärendruck und darunter abfällt, wird das
Saugventil 92 geöffnet und Außenluft wird in den Zylinder 89 über die
Luftöffnung 97 zusammen mit einer Freigabe des Ventilskörpers 95 des
Saugventils 92 eingeführt.
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Wenn ein Hahn einer Wasserhahnmontageeinrichtung plötzlich in diesem
Zustand geschlossen wird, wird eine Impulswelle in einem
Spelsewasserkanal erzeugt und diese erzeugte Impulswelle breitet sich in die
Verbindungskammer 88 über die Durchgangsöffnung 86 des Drosselbereichs 85A aus,
nachdem sie durch das Venturi-Rohr 85 hindurchgeführt ist. Die
Impulswelle, die in die Verblndungskammer 88 übertragen ist, drückt den Kolben 91
anfänglich nach unten und der Kolben 91 bewegt sich nach unten.
Demzufolge wird die Impulswelle ausgezeichnet durch die Gegenwirkung der
Kompressionsfeder 98 absorbiert. Weiterhin wird, da das Saugventil 92 zu diesem
Zeitpunkt geschlossen gehalten wird, Luft in dem Zylinder 89 auch durch
die nach unten gerichtete Bewegung des Kolbens 91 komprimiert und die
Impulswelle kann durch die Gegenwirkung dieser komprimierten Luft
absorbiert werden.
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Weiterhin wird eine Impulswelle in einer Speisewasserleitung manchmal
dann erzeugt, wenn sich der Kolben 91 nach unten bewegt, wie dies zum
Beispiel in Fig. 6 dargestellt ist. In einem solchen Fall preßt die
Impulswelle, die sich zu dem oberen Teil des Zylinders 89 in einem Zustand,
der in Fig. 6 dargestellt ist (ein Zustand, bei dem ein Speisewasserdruck
hoch ist oder ein Zustand, bei dem eine Wasserhahnmontageeinrichtung
gedrosselt wird) den Kolben 91 weiter nach unten. Zu diesem Zeitpunkt
bewegt sich der Kolben 91 nach unten in die Nähe der maximalen
Bewegungsposition, wo er gegen den Hauptkörper 92A des Saugventils 92 anstößt, und
die Kompressionsfeder 98 wird in dem aufnehmenden, ausgenommenen
Bereich 91A des Kolbens 91 komprimiert und präsentiert einen komprimierten
Zustand. Weiterhin tritt der vorstehende, zylindrische Bereich 92B des
Saugventils 92 in den aufnehmenden, ausgenommenen Bereich 91A des
Kolbens 91 ein, und die komprimierte Luft, die in dem aufnehmenden,
ausgenommenen Bereich 91A vorhanden ist, wird weiter durch diesen
vorspringenden, zylindrischen Bereich 92B komprimiert. Demzufolge stellt die Luft in
dem aufnehmenden, ausgenommenen Bereich 91A einen extrem komprimierten
Zustand dar und liefert eine starke Gegenkraft. Eine sehr starke
Gegenkraft wird zusammen mit der abstoßenden Kraft der Kompressionsfeder 98
gebildet, die so komprimiert worden ist, um gegen die Impulswelle
entgegenzuwirken, wodurch es möglich gemacht wird, die Impulswelle
ausgezeichnet zu absorbieren.
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Daneben ist, da der vorspringende, zylindrische Bereich 92B des
Hauptventils 92 lose in den aufnehmenden, ausgenommenen Bereich 91A eingesetzt
werden kann, die Bewegungsgröße des Kolbens 91 größer als diejenige einer
herkömmlichen Einheit durch diesen Bereich. Deshalb ist es möglich, einen
langen, nach unten gerichteten Bewegungsabstand des Kolbens 91
sicherzustellen und die absorbierende Funktion gegenüber einer Impulswelle zu
erhöhen.
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Weiterhin wird gerade dann, wenn eine plötzliche Impulswelle erzeugt
wird, Luft unter Kraft in den aufnehmenden, ausgenommenen Bereich 91A bei
der maximalen Bewegungsposition des Kolbens 91 komprimiert, wie dies
vorstehend beschrieben ist. Deshalb ist es möglich,
Speisewasserrohrleitungen und dergleichen zufriedenstellend durch Absorbieren einer
Impulswelle durch eine komprlmierende Gegenwirkung von Luft zu schützen.
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Wie in den Moden, die in den Fig. 5 und 6 dargestellt sind, ausgeführt
ist, wird ein Wasserschlagabsorber eines Typs, bei dem eine Impulswelle,
die in einem Durchgangsweg erzeugt wird, durch die Bewegung eines
Kolbens, der in einem Zylinder angeordnet ist, über eine Feder absorbiert
wird, so aufgebaut, daß ein ausgenommener Bereich, in der die Feder
untergebracht werden kann, in dem Kolben gebildet und mindestens ein Teil
eines Saugventils, das fest an einer gegenüberliegenden Seite angeordnet
ist, kann lose in den ausgenommenen Bereich eingesetzt werden, wenn sich
der Kolben zu dem Maximum bewegt hat, wodurch es möglich gemacht wird,
daß eine Impulswelle, die in einem Durchgangsweg erzeugt wird,
ausgezeichnet mittels der Gegenwirkung der Kraft und der Gegenwirkung der
komprimierten Luft, die durch den Kolben und das Saugventil komprimiert
ist, absorbiert werden kann. Insbesondere wird, da in einem Zustand, in
dem ein Teil des Saugventils in den ausgenommenen Bereich des Kolbens
eingesetzt ist, zu dem Zeitpunkt einer maximalen Bewegung des Kolbens
vorhanden ist, Luft unter Kraft in den ausgenommenen Bereich komprimiert,
wodurch es möglich gemacht wird, stark einer plötzlichen Impulswelle
entgegenzuwirken. Weiterhin ist, da es möglich ist, einen größeren
Bewegungsbetrag des Kolbens als zuvor sicherzustellen, ein Effekt eines
Aufzeigens einer für einen Wasserschlag präventiven Funktion ausreichend.