ES2342095T3

ES2342095T3 - PULSATION DAMPENER.

Info

Publication number: ES2342095T3
Application number: ES06022896T
Authority: ES
Inventors: Friedrich Dipl.-Ing. Wiechmann
Original assignee: Abel GmbH and Co KG
Current assignee: Abel GmbH and Co KG
Priority date: 2006-01-31
Filing date: 2006-11-03
Publication date: 2010-07-01
Anticipated expiration: 2026-11-03
Also published as: EP1813809A1; DE102006004251A1; ATE469300T1; EP1813809B1; DE502006007021D1; PL1813809T3

Abstract

The pulsation damper (10) for a feed pump has a housing with a flexible membrane closing one end and defining a pressure chamber (24) of variable volume The chamber is connected to a gas source by a switching valve. The membrane has a position adjuster to allow movement between end positions dependent on the fluid pressure. The membrane is connected to a rod which carries a permanent magnet and there is a sensor to determine the membrane position and alter the switching valve or vent valve to regulate the membrane.

Description

Amortiguador de pulsaciones.Pulsation dampener.

La invención se refiere a un amortiguador de pulsaciones para bombas de alimentación que transportan por pulsaciones, según la reivindicación 1.The invention relates to a shock absorber of pulsations for feed pumps that carry pulsations according to claim 1.

Las bombas de alimentación que transportan por pulsaciones son, por ejemplo, bombas de émbolo o bombas de émbolo y membrana. Para atenuar los efectos del transporte pulsante del fluido se emplean así llamados amortiguadores de pulsaciones. Éstos se componen, habitualmente, de un recipiente cerrado de forma hermética al aire, que en uno de sus extremos está cerrado por una membrana. En el lado opuesto al recipiente, la membrana mira hacia el conducto de transporte y, en el lado opuesto, cierra una cámara de presión que, a través de una válvula, puede conectarse con una fuente de presión. También existen amortiguadores de pulsaciones con una presión predeterminada en la cámara de presión. Son más usuales los amortiguadores de pulsaciones, en los que la presión en la cámara de presión no se puede modificar. La presión en la cámara de presión se ajusta a una presión de servicio de aprox. 0,6 MPa, de modo que las cargas de presión más elevadas durante el transporte se amortiguan por la compresión del gas en la cámara de presión y las amplitudes de presión (caudales) más bajas se compensan por el amortiguador de
pulsaciones.The feed pumps that carry by pulsations are, for example, plunger pumps or plunger and membrane pumps. To mitigate the effects of pulsed fluid transport, so-called pulsation dampers are used. These are usually made up of an air tightly closed container, which at one end is closed by a membrane. On the opposite side of the container, the membrane faces the transport duct and, on the opposite side, closes a pressure chamber that, through a valve, can be connected to a pressure source. There are also pulsation dampers with a predetermined pressure in the pressure chamber. Pulsation dampers are more common, in which the pressure in the pressure chamber cannot be modified. The pressure in the pressure chamber is adjusted to a service pressure of approx. 0.6 MPa, so that the highest pressure loads during transport are damped by compression of the gas in the pressure chamber and the lower pressure amplitudes (flow rates) are compensated by the shock absorber
pulsations

Por ejemplo por la publicación para información de solicitud de patente DT2505856A1, también se dio a conocer vigilar la posición de la membrana y realizar una regulación en el sentido de que la membrana puede adoptar una posición final inferior y una posición final superior, moviéndose durante el funcionamiento entre las posiciones finales dentro de unos márgenes relativamente limitados. Cuando la posición de la membrana se desvía de un intervalo de valores teóricos, se alimenta gas bajo presión a la cámara de presión. En el caso contrario, se evacua gas de la cámara de presión.For example by publication for information of patent application DT2505856A1, was also disclosed monitor the position of the membrane and make a regulation on the sense that the membrane can take a final position lower and an upper end position, moving during the operation between the final positions within a range relatively limited When the membrane position deviates from a range of theoretical values, gas is fed under pressure to The pressure chamber. Otherwise, gas is evacuated from the pressure chamber

Por el documento DE4031239A1 que se considera el estado de la técnica más próximo, se conoce un amortiguador de pulsaciones en el que a la membrana va fijada una barra que sale de la cámara de presión presentando fuera un imán permanente que a través de dos conmutadores magnéticos acciona una válvula de carga y una válvula de descar-
ga.From DE4031239A1, which is considered to be the closest state of the art, a pulsation dampener is known in which a rod leaving the pressure chamber is attached to the membrane presenting a permanent magnet that through two magnetic switches actuates a load valve and a discharge valve
ga.

La invención tiene el objetivo de proporcionar un amortiguador de pulsaciones para bombas de alimentación que transportan por pulsaciones, que presente una estructura sencilla en cuanto a la regulación de la posición de la membrana.The invention aims to provide a pulsation damper for feed pumps that they transport by pulsations, that present a simple structure in as for the regulation of the membrane position.

Este objetivo se consigue mediante las características de la reivindicación 1.This objective is achieved through characteristics of claim 1.

En el amortiguador de pulsaciones según la reivindicación 1, con la membrana está unida una barra que se extiende axialmente en la cámara de presión sujetando al menos un imán permanente. Existe un dispositivo de medición de posición que genera un valor real para la posición de la membrana. El valor real se compara en el dispositivo de regulación con un valor real, a fin de accionar la válvula de conmutación o una válvula de purga, en función de la desviación de la regulación.In the pulsation damper according to the claim 1, with the membrane is attached a bar that is extends axially in the pressure chamber holding at least one permanent magnet. There is a position measuring device that It generates a real value for the membrane position. Real value it is compared in the regulation device with a real value, in order of operating the switching valve or a purge valve, in Deviation function of regulation.

Según la invención, el dispositivo de medición de posición presenta un sensor de posición que está dispuesto de forma protegida dentro del recipiente, de modo que sólo las válvulas, por ejemplo válvulas magnéticas, que deben ser mandadas por el dispositivo de regulación, han de montarse en el lado exterior del recipiente.According to the invention, the measuring device position presents a position sensor that is arranged protected form inside the container, so that only valves, for example magnetic valves, which must be sent by the regulating device, they must be mounted on the side outside of the container

Según una configuración de la invención, la barra está guiada dentro de un manguito que está montado en el techo del recipiente. Según otra configuración de la invención, la barra puede presentar, en su extremo libre, un taladro axial en el que entra la barra de sensor del dispositivo de medición de posición. El imán permanente tiene preferentemente forma anular y envuelve el sensor en forma de barra. En función de la posición relativa de la barra o del imán permanente y de la barra de sensor se lee la posición de la membrana y se introduce como valor real en el dispositivo de regulación.According to a configuration of the invention, the bar is guided inside a sleeve that is mounted on the container roof According to another configuration of the invention, the bar can have, at its free end, an axial bore in the entering the sensor bar of the measuring device position. The permanent magnet preferably has an annular shape and Wrap the sensor in the form of a bar. Depending on position relative of the permanent bar or magnet and the sensor bar the position of the membrane is read and entered as a real value in The regulation device.

En otro amortiguador de pulsaciones, en la cámara de presión, en el lado orientado hacia la membrana, está dispuesta una primera sección de fondo con una superficie de contacto cónica. En el lado opuesto de la membrana está dispuesta una segunda sección de fondo con una superficie de contacto cónica, orientada hacia la membrana. En la posición final, la membrana puede ponerse en contacto con la superficie de contacto superior o inferior y no puede alargarse más allá de esta posición, lo que sirve para proteger la membrana en caso de cargas de cresta excesivas.In another pulsation damper, in the pressure chamber, on the side facing the membrane, is arranged a first bottom section with a surface of conical contact On the opposite side of the membrane is arranged a second bottom section with a conical contact surface, membrane oriented. In the final position, the membrane can contact the upper contact surface or lower and cannot be extended beyond this position, which serves to protect the membrane in case of peak loads excessive

Según una configuración, la segunda sección de fondo puede estar abridada a la primera, sujetándose entre las secciones de fondo el borde exterior de la membrana.According to one configuration, the second section of bottom may be open to the first, holding between bottom sections the outer edge of the membrane.

Según otra configuración, en la membrana puede estar realizado un disco metálico cónico, por ejemplo de aluminio. Según otra configuración, el disco metálico presenta un taladro roscado, en el que puede enroscarse una sección roscada de la barra. En la membrana configurada de esta forma se deforma únicamente la sección de membrana entre el disco metálico y la zona circunferencial sujeta. Según otra configuración, ésta está conformada de cónica, y una sección siguiente, próxima a la zona sujeta, tiene aproximadamente forma de arco en sección y se pone en contacto al menos en parte con la segunda superficie cónica de la sección de fondo inferior. En cualquier caso, la membrana está conformada de tal manera que, en las posiciones finales, causa sustancialmente un contacto completamente plano de la membrana con las superficies de contacto.According to another configuration, in the membrane you can a conical metal disk, for example aluminum, be made. According to another configuration, the metal disk has a drill threaded, in which a threaded section of the bar. In the membrane configured in this way it deforms only the membrane section between the metal disk and the zone subject circumferential. According to another configuration, this one is conical shaped, and a next section, close to the area subject, has approximately arc section and is placed in contact at least in part with the second conical surface of the bottom bottom section. In any case, the membrane is shaped in such a way that, in the final positions, it causes substantially a completely flat contact of the membrane with the contact surfaces.

A continuación, la invención se describe en detalle con la ayuda de un ejemplo de realización representado en dibujos.Next, the invention is described in detail with the help of an embodiment shown in drawings.

La figura 1 muestra en perspectiva un amortiguador de pulsaciones según la invención.Figure 1 shows in perspective a pulsation damper according to the invention.

La figura 2 muestra una sección a través del amortiguador de pulsaciones según la figura 1, a lo largo de la linea 2-2.Figure 2 shows a section through the pulsation damper according to figure 1, along the line 2-2.

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En las figuras 1 y 2 está representado un amortiguador de pulsaciones 10 con un recipiente 12 que se compone de distintas secciones 14 a 22. Las secciones 16 a 22 anulares están soldadas entre si y la sección 14 forma un techo en forma de caperuza. Una pieza de conducción 24 está unida, por su alma vertical, con el techo 14, estableciendo una conexión con el interior del recipiente 12 en el que está realizada una cámara de presión 94. La pieza transversal está unida, por un extremo, con una válvula magnética 26, cuya salida está conectada a la atmósfera a través de un silenciador 28. El otro extremo del alma transversal de la pieza en T 24 está unido, a través de una válvula de regulación de caudal 30, con una segunda válvula magnética 32. La entrada 34 de la válvula magnética puede conectarse a una fuente de presión de gas no representada. Cuando se abre la válvula 32, circula gas bajo presión a la cámara de presión 94. En cambio, cuando la válvula 26 se abre, sale gas de la cámara de presión 94 al exterior.In Figures 1 and 2 a pulsation damper 10 with a container 12 that is composed of different sections 14 to 22. The annular sections 16 to 22 are welded together and section 14 forms a roof in the form of hood. A conduction piece 24 is joined, by its soul vertical, with the roof 14, establishing a connection with the inside the container 12 in which a chamber of pressure 94. The cross piece is connected, at one end, with a magnetic valve 26, whose output is connected to the atmosphere through a silencer 28. The other end of the transverse soul of the piece in T 24 is connected, through a valve flow regulation 30, with a second magnetic valve 32. The Inlet 34 of the magnetic valve can be connected to a source of gas pressure not shown. When valve 32 opens, gas circulates under pressure to the pressure chamber 94. Instead, when the valve 26 opens, gas comes out of the pressure chamber 94 To the exterior.

Con la cámara de presión 94 está conectado además un manómetro 36 dispuesto sobre el techo 14.With pressure chamber 94 it is connected also a pressure gauge 36 arranged on the roof 14.

La sección de recipiente 22 presenta una brida 38, contra la cual está abridada mediante tornillos 42 una sección de fondo 40 inferior. La sección de fondo 40 inferior presenta una abertura 44 circular central y una superficie de contacto 46 cónica que en la zona de la abertura 44 se convierte en una superficie de contacto 48 plana situada verticalmente sobre el eje del recipiente 12.The container section 22 has a flange 38, against which a section is opened by screws 42 bottom 40 bottom. Bottom section 40 shows a central circular opening 44 and a conical contact surface 46 which in the area of the opening 44 becomes a surface of flat contact 48 located vertically on the shaft of the container 12.

La sección 22 del recipiente 20 presenta una sección de fondo 50 cónica con una superficie de contacto 52 cónica. Centralmente, la sección de fondo 50 superior está provista de una abertura circular 54. Dentro de la zona doblemente cónica entre las superficies de contacto 52, 46 está dispuesta una membrana 56 flexible, por ejemplo, de goma reforzada o similar. La membrana 56 incluye centralmente un disco metálico 58 cónico, por ejemplo de aluminio. Fuera del disco metálico 58, la membrana 56 presenta una sección cónica 60, a continuación de la cual se encuentra una sección 62 en forma de arco cortado, arqueado hacia abajo en dirección hacia la superficie de contacto 46 inferior, estando su zona radialmente exterior en parte en contacto con la superficie de contacto 46. Un reborde 66 en la circunferencia de la membrana 56 circular se sujeta entre la sección de fondo 40 y la brida 38. La forma geométrica descrita de la membrana 56 se refiere a la posición central representada. En la cámara de presión 94 existe una presión predeterminada generada por un gas introducido. Dicha presión se elige habitualmente tan alta que corresponda a la presión de servicio media del conducto de alimentación de una bomba no representada. El conducto de alimentación está conectado a la abertura 44. Las crestas de presión hacen que la membrana 56 se mueva más hacia arriba. Las caídas de presión provocan un movimiento en el sentido contrario. Si se produce una cresta de presión especialmente alta, la membrana 56 se pone en contacto intimo con la superficie de contacto 52 y de esta forma se evita que siga cargando. Lo mismo se refiere a una descarga demasiado fuerte en el conducto de alimentación, en cuyo caso la membrana 56 se pone en contacto con las superficies de contacto inferiores 46, 48.Section 22 of container 20 has a conical bottom section 50 with a contact surface 52 conical Centrally, the upper bottom section 50 is provided of a circular opening 54. Within the doubly conical area between the contact surfaces 52, 46 a membrane is arranged 56 flexible, for example, of reinforced rubber or the like. Membrane 56 centrally includes a conical metal disk 58, for example of aluminum. Outside the metal disk 58, the membrane 56 has a conical section 60, following which is a section 62 in the form of a cut arc, bowed down in direction towards the bottom contact surface 46, its radially outer area partly in contact with the surface of contact 46. A flange 66 in the circumference of the membrane 56 circular is held between the bottom section 40 and the flange 38. The Described geometric shape of the membrane 56 refers to the position Central represented. In the pressure chamber 94 there is a pressure default generated by a gas introduced. This pressure is usually choose so high that it corresponds to the pressure of average service of the supply line of a pump not represented. The feed line is connected to the opening 44. The pressure ridges cause the membrane 56 to move further up. Pressure drops cause movement in the opposite direction. If a pressure peak occurs especially high, the membrane 56 comes into intimate contact with the contact surface 52 and thus prevent it from continuing loading. The same refers to a too strong discharge in the feed conduit, in which case the membrane 56 is placed in contact with the lower contact surfaces 46, 48.

Un sensor 70 detecta la entrada de liquido en la cámara de presión 94, lo que indica que la membrana 56 ha quedado dañada o destruida.A sensor 70 detects the entry of liquid into the pressure chamber 94, indicating that membrane 56 has remained damaged or destroyed.

El disco metálico 58 está al descubierto por su cara superior y, en un reborde 72 axial relativamente pequeño, tiene un taladro roscado en el que está enroscada una espiga roscada 74 en el sentido axial de una barra 76 extendida. Por tanto, la barra 76 está unida con la membrana 56. La barra 76 tiene en su extremo superior libre un taladro axial 78. Además, está unida, por su extremo superior, con un imán permanente 80 anular. Al interior del taladro 78 se extiende un sensor de posición 82 en forma de barra que está unido con un dispositivo de medición de posición 84. Según la posición relativa del sensor de barra 82 y del imán permanente 80 se genera una señal de posición correspondiente que en un dispositivo de regulación no representado se compara con un intervalo de valores teóricos para la posición de la membrana 56. En caso de desviarse del intervalo de valores teóricos, o se aumenta o se reduce la presión en la cámara de presión 94. Para este fin, el dispositivo de regulación manda las válvulas 32 ó 26, y la válvula de regulación de caudal 30 regula la cantidad por tiempo en la que el gas de la fuente de presión (no representada) circula a la cámara de presión 94.The metal disk 58 is exposed by its upper face and, on a relatively small axial flange 72, it has a threaded hole in which a threaded pin is threaded 74 in the axial direction of an extended bar 76. Therefore, the bar 76 is attached to membrane 56. Bar 76 has in its free upper end an axial bore 78. In addition, it is joined, by its upper end, with a permanent 80 ring magnet. Inside from the hole 78 a position sensor 82 is extended in the form of bar that is connected with a position measuring device 84. According to the relative position of the bar sensor 82 and the magnet permanent 80 a corresponding position signal is generated that in a regulation device not shown, it is compared with a range of theoretical values for membrane position 56. In case of deviating from the range of theoretical values, or increasing or the pressure in the pressure chamber 94 is reduced. For this purpose, the regulating device sends valves 32 or 26, and the valve of flow regulation 30 regulates the amount per time in which the pressure source gas (not shown) circulates to the chamber pressure 94.

En el techo 14 está empotrado centralmente un bloque 86 que por ejemplo está soldado dentro de éste. Mediante tornillos, otro bloque 88 está unido con el bloque 86. Entre los bloques 86, 88 se sujeta un manguito 90 que sirve de guía para la barra 76. Además, el bloque superior 88 sirve para sujetar el dispositivo de medición de posición 84 que a través de un cable 92 está conectado con el dispositivo de regulación no representado.A roof is recessed centrally a block 86 which for example is welded into it. Through screws, another block 88 is connected to block 86. Between the blocks 86, 88 a sleeve 90 is held as a guide for the bar 76. In addition, the upper block 88 serves to hold the position measuring device 84 that through a cable 92 It is connected to the control device not shown.

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Como se puede ver, el dispositivo de medición de posición o de situación para la membrana 56 está alojado dentro del recipiente 12 quedando protegido por tanto contra influjos exteriores. La membrana 56 está protegida contra sobrecargas y, por tanto, no puede sufrir roturas o similares durante cargas de cresta.As you can see, the measuring device of position or location for the membrane 56 is housed within the container 12 being therefore protected against influxes outside The membrane 56 is protected against overloads and, by therefore, it cannot suffer breakages or the like during loads of crest.

Claims

1. Pulsation damper for feed pumps that carry by pulsations, with a container that at one end is closed by a flexible membrane that has an upper end position and a lower end position, so that a container is formed in a container Variable volume pressure chamber, which through a switching valve can be connected with a gas pressure source, and with a regulating device for the position of the membrane, with which the deviation of the membrane in case of changes Pressure in the pressure chamber is limited between the final positions within predetermined limits, a rod (76) extending axially in the pressure chamber (94) and holding at least one magnet being connected to the membrane (56) permanent (80), there is a position measuring device that is connected to the container (12) that acts in conjunction with the permanent magnet generating a value actual for the position of the membrane, which in the regulating device is compared with a range of theoretical values in order to operate the switching valve (32) or a purge valve (26) depending on the regulation deviation, characterized in that the position measuring device (84) has a position sensor (82) disposed in the pressure chamber (94).

2. Pulsation damper according to claim 1, characterized in that a metal disc (58) centrally has a threaded bore in which a thread section (74) of the bar (76) is screwed.

3. Pulsation damper according to claim 2, characterized in that, in a section (60) adjacent to the metal disk (58), the membrane (56) is conical and the conical section (60) becomes a section (62) curved in section which, in the theoretical position of the membrane (56), is partly in contact with the conical contact surface (46) of the bottom bottom section (40).

4. Pulsation damper according to one of claims 1 to 3, characterized in that the bar (76) is guided into a sleeve (90) mounted on the roof (14) of the container (12).

5. Pulsation damper according to one of claims 1 to 4, characterized in that an axial bore (78) is inserted from the free end of the bar (76) into which a sensor rod (82) of the measuring device of position.