DE893148C - Stossdaempfer fuer Fluessigkeits- und Gasleitungen, die an die Druckseite einer Pumpe angeschlossen sind - Google Patents

Description

• Stoßdämpfer für Flüssigkeits- und G Aasleitungen, die an die Druckseite einer Pumpe angeschlossen sind Gegenstand der Erfindung ist ein Stoßdämpfer, der für Flüssigkeits- und Gasleitungen verwendet werden kann, um Druckschwankungen auszugleichen. Es ist bekannt, daß Druckstöße besonders stark in der Druckleitung unmittelbar an der Pumpe oder an einem Verdichter auftreten, besonders wenn diese durch hin und her gehende Kolben betätigt werden. Es ist noch meist üblich, solche Maschinen mit Druckwindkesseln zu versehen. Befindet: sich aber im Windkessel als federndes Medium irgendein Gas, z. B. Luft, so geht diese während des Pumpvorganges immer mehr in Lösung. Wird also nicht dauernd Gas oder Luft in den Windkessel hineingepreßt, um diese Verluste auszugleichen, so füllt sich der Windkessel mit Flüssigkeit, und damit geht seine Wirkung verloren.
• Man hat deswegen schon versucht, und zwar besonders für Erdölspülpumpen im Bohrbetrieb, statt der Windkessel in die Druckleitung Rohre mit einer elastischen Wand einzubauen. Diese elastische Wand ist zweckmäßig aus einem Gummimaterial hergestellt. Tritt im Innern des Rohres ein Druckstoß auf, so preßt sich derGummi nach außen, verkleinert dadurch einen Hochdruckgasraum, nimmt Flüssigkeit auf und federt somit den Stoß ab. Ist der Stoß vorbei, so zieht sich der Gummimantel wieder zusammen und kommt in seine Ausgangslage. So einfach diese Wirkungsweise zu sein scheint, so haben sich doch bei der Durchführung der Konstruktion dieser Apparate immer wieder Schwierigkeiten ergeben. Besonders bei größeren Druckunterschieden ist es schwer, die scheidende Gummiwand daran zu hindern, in das Rohr salbst einzutreten, falls daselbst Unterdruck herrscht. Selbst durch gelochte Platten wird der Gummi durchgepreßt und dadurch beschädigt. Bei der sehr großen Zähl der Hübe einer kontinuierlich arbeitenden Kolbenpumpe ergeben sich hierdurch so häufige Reparaturen, daß sich diese Art der Abfederung der Pumpstöße nicht durchsetzen konnte.
• Die Erfindung benutzt das gleiche, also schon bekannte Prinzip, verhindert aber die Beschädigung des Gummimaterials.
• Zur Erläuterung der Konstruktion und zur Erklärung der Arbeitsweise der Vorrichtung nach vorliegender Erfindung dienen die Fig. i bis 4.
• Fig. i stellt einen Längsschnitt durch den vorgeschlagenen Stoßdämpfer dar; Fig.2 zeigt die Lage des Gummimantels zurr gelochten Rohr nach der bisher üblichen Bauart; Fig. 3 zeigt die Lager deis Gummischlauches zum gelochten Rohr nach der vorgeschlagenen Bauart, falls beidseitig das Gummimantels gleicher Druck herrscht; Fng. 4 zeigt die entsprechende Stellung, falls der Außendruck überwiegt.
• In den Figuren bedeutet i ein gelochtes Rohr, das außerdem mit einem Flansch versehen ist, 2 ein druckdichtes Rohr, das auf der einen Seite einen Flansch mit zwei Lochreihen trägt und- auf der andren Seite eingezogen ist, 3 einen Flansch; aus einem freien Ring bestehend, 4 eineRingmutter, eine Stahlhülse, 6 Stahlringe, in den Gummi 7 einvulkanisiert, 7 Gummi, zweckmäßig schlauchartig ausgebildet, 8 Schrauben zum Anpressen des Flansches 3 an das druckdichte Rohr 2, 9 Schrauben großer Länge, durch deren Anzug der Gummi! 7 eine kräftige Vorspannung erhält, io ein Loch im Mantel des druckfesten Rohres 2, mit Gewinde versehen, i i Löcher im gelochten Rohr i, 12 einen Ansatz des gelochten Rohres i, 13 Rillen oberhalb der Löcher i i des gelochten Rohres i (Fig. 3 und 4), 14 einen Dichtungsring aus Gummi.
• Wird dieser Stoßdämpfer nach Fig. i z. B. von Flüssigkeit in der Rithtung von unten. nach oben durchflossen, so wird, solange der Überdruck im Innern des Gummischlauches 7 überwiegt, der Gummi nach außen gepreßt werden und auf diese Art außerhalb ein Gaspolster bilden, das dem Innendruck entgegenwirkt.
• Ist nun durch das Loch io vorher z. B. Druckluft in das Innere des druckdichtem Rohres a eingeführt worden, so läßt sich dieser Stoßdämpfer durch Bemessung der Spannung dieser Druckluft auf die entsprechende Druckspannung der Leitung bzw. der davorli.egenden Pumpe abstimmen. Bei jedem Druckstoß der Pumpe wird sich also der schlauchförmigei Gummi 7 nach außen hin ausbauchen, um sich dann, wenn der Druckstoß vorbei ist, wieder an das gelochte Rohr i anzulegen. Da die Rohre leicht auch recht lang gewählt werden können, hat in den entsprechenden Ausbauchungen 7 eine große Flüssigkeitsmenge Platz, und der erzielbare Druckausgleich ist dadurch außerordentlich wirksam. Herrscht aber im Innern des gelochten Rohres i ein Druck, der viel kleiner ist als im Raum zwischen dem Gummi 7 und dem druckfesten Rohr 2, so liegt der Gummi 7 auf' dem gelochten Rohr i nicht mehr glatt auf, sondern er wird in die Löcher hineingepreßt, ivie in Fig. z dargestellt. Dadurch ist er in kürzester Zeit schwerwiegenden Beschädigungen ausgesetzt, die zu vermeiden die Aufgabe dieser Erfindung ist.
• Nach dem vorliegenden Vorschlag befinden sich nämlich außerhalb der Löcher am gelochten Rohr i auch Rillen. Diese können kreisförmig sein oder auch Gewindeform haben oder auch andersartig gestaltet sein. Der Gummi 7 ist außerdem durch Anzug der Schrauben 9 und weil seine Länge im Normalzustand bedeutend kleiner ist als- die, Länge des druckfesten Rohres 2, mit einer bedeutenden Zugspannung über das durchlochte Rohr i aufgezogen. In diesem Zustand befindet er sich in einer Spannung, diel bereits den Kräften, die ihn in die Löcher hineinzudrücken suchen, entgegenwirkt. Diese -Spannung wird aber noch snfolge der Rillen ganz erheblieh erhöhte da ja auch diel Länge des Gummie größer ist, wenn er sich in die Rillen einschmiegt (Fig.4), als wenn er bloß über diesen liegt (Fig. 3). Man hat es also in der Hand, durch Bemessung der Triefe der Rillen 13 zusammen mit der dem Gummi 7 bekn Aufziehen verliehenen Vorspannung die Spannung im Gummi so hoch zu halten, daß diese den Kräften, die von außen her wirken, das Gleichgewicht halten. Dadurch wird der Gummi nicht mehr diel Lage von Fig. a annehmen, sondern diie von Fig. 4. Er wird also nifcht mehr in die Löcher i i eindringen und dadurch vor Beschädigung bewahrt. Damit ist aber die für diese Erfindung gestellte Aufgabe gelöst.
• Konstruktiv läßt sich der hier angegebene Stoßdämpfer naturgemäß recht verschiedenartig gestalten, z. B. könnte man die Vorsp'annung des Gummis 7 -bei der Montage statt durch Zugschrauben auch durch Gewindeverbindungen bewerkstelligen. Sodann kann man die Rillen 13 mehr oder weniger flach oder hoch, mehr oder weniger rundlich oder eckig ausbilden. Man kann auch den Raum zwischen dem Gummi 7 und dem druckfesten Rohr größer oder kleiner halten, den schlauchartigen Gummi 7 eventuell bei: Normalstellung schon in einer gewissen Entfernung vom gelochten Rohr i fixieren, jihm also einen größeren Durchmesser geben, als. es dem Rohr i entspricht.
• Man kann den Ringraum zwischen Gummi 7 und druckfestem Rohr 2 statt mit einen Hochdruckgas auch mit einer Flüssigkeit verbinden, die ihrerseits durch das Loch io mit einem der üblichen Windkessel in Verbindung steht usw.
• Statt eines Schlauches aus Gummi 7 kann hierzu auch ein anderes elastisches Material verwendet werden, dein man zwecks Versteifung auch verschiedenes Gewebe einvulkanisnere@n kann.
• Der vorgeschlagene Stoßdämpfer kann in die für ihn bestimmte Leitung (meistens die, Druckleitung unmittelbar hinter der Kolbenpumpe) auf verschiedene Arten eingeschaltet werden, z. B. durch Gewinde oder durch Verflanschung oder durch Verschweißung.
• In vielen Fällen kann es auch zweckmäßig sein, eine Ümlaufleitung vorzusehen, so daß durch Umschaltung von Ventilen der Stoßdämpfer ohne Unterbrechung des Pumpvorganges drucklos wird und während des Betriebes geprüft und gereinigt werden kann.

Claims (8)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Stoßdämpfer für Flüssigkeits- und Gasleitungen, deren an ein gelochtetsRohr anliegende: Gummimembran sich infolge der Druckschwankungen in der Leitung periodisch aufweitet und zusammenzieht, dadurch gekennzeichnet, daß der schlauchförmige Gummi (7) durch die Montage längs gedehnt und dadurch vorgespannt wird und da.ß eine weitere Vorspannung dadurch erreicht wird, daß sich außerhalb der Löcher (ii) des Rohres (i) Rillen (13) oder Wellen oder trichterförmige Vertiefungen befinden, die eine solche Ijöhe haben, daß die gesamte Spannung des. Gümmis (7) dem äußeren Überdruck das Gleichgewicht hält, so daß dadurch ein Hineinpressen des Gummis: (7) in die Löcher (ii) verhindert wird.
2. 2. Stoßdämpfer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen (13) am Umfang des gelochten Rohres (i) kreisringförmig sind und zueinander parallel liegen.
3. 3. Stoßdämpfer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen (13) am Umfang des gelochten Rohres (i) gewindeförmig veirlaufen, und zwar entweder ein- oder mehrgängig. q..
4. Stoßdämpfer nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen (13) des gelochten Rohres-(i) in ihrem Querschnitt oben und unten abgeflacht oder abgerundet sind, um den Gummi (7) vor Verletzungen zu bewahren.
5. 5. Stoßdämpfer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Gummi (7) im ungesp@annten Zustand eine um mindestens io°/o kürzere Länge besitzt als in der Arbeitsstellung, daß er schlauchförmige Gestalt hat! und an beiden Enden einvulkanisiertes Stahlringe (6) trägt.
6. 6. Stoßdämpfer nach Anspruch i und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gummi (7) durch in einem Flansch liegende Schrauben (9) vorgespannt wird, wodurch auch gleichzeitig ein das druckfeste Gehäuse (2) gegen das Rohr (i) abdichtender Dichtungsring (1q.) . zusammengepreßt wird, und daß ein zusätzlicher Abdichtungsdruck unten durch eine Ringmutter (q.), oben aber durch einen Flansch (3) erzeugt w(iird.
7. 7. Stoßdämpfer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (i i) einen Durchmesser haben, der kleiner ist als die Wandstärke des Gummis (7).
8. 8. Stoßdämpfer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das gelochte Rohr (i) an dem einen Ende einen flanschförmigen Ansatz nach außen hin, an dem anderen Ende aber einen eingedrehten Ansatz (12) nach innen hin beisitzt, so daß der schlauchförmige Gummi (7) durch das Aufziehen auf das gelochte Rohr (i) von unten her und durch das Anziehen der Schrauben (9) eine vorbestimmte Spannung Erhält.