WO1986003263A1 - Arrangement for damping oscillations in closed liquid transport systems - Google Patents

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WO1986003263A1
WO1986003263A1 PCT/HU1985/000070 HU8500070W WO8603263A1 WO 1986003263 A1 WO1986003263 A1 WO 1986003263A1 HU 8500070 W HU8500070 W HU 8500070W WO 8603263 A1 WO8603263 A1 WO 8603263A1
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pressure
damper
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containers
container
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PCT/HU1985/000070
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György DEZSO^"
Mátyás FARKAS
Tibor Lakatos
Zsuzsanna KIGYÓSNÉ PINTÉR
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Energiagazdálkodási Intézet
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/04—Devices damping pulsations or vibrations in fluids
    • F16L55/045—Devices damping pulsations or vibrations in fluids specially adapted to prevent or minimise the effects of water hammer
    • F16L55/05—Buffers therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
    • F17D1/00—Pipe-line systems
    • F17D1/20—Arrangements or systems of devices for influencing or altering dynamic characteristics of the systems, e.g. for damping pulsations caused by opening or closing of valves

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for damping z. B. in the event of malfunctions occurring vibrations in closed liquid handling systems in which a circulation pump is provided and the pressure is kept at least at one point in the system between predetermined limits.
  • a typical example of the liquid conveying systems mentioned above are the district heating supply systems, in which the hot water is conveyed from a heating plant to the consumers via long pipelines of sometimes more than 100 km.
  • the hydraulic transient phenomena that arise in the event of malfunctions in the system and the consequent pressure waves cause the greatest difficulties in project planning, design and operation. It has been found that these phenomena and effects can catastrophically destroy the liquid delivery systems.
  • the transient phenomena arise when the circulation pump of the conveyor system fails, which can occur as a result of a technical fault in the pump or as a result of the failure of the power supply.
  • This creates significant pressure waves that pass through the system and affect each other Reflect point of the system.
  • the time elapsing before the arrival of the reflected pressure wave is called the main time, which is characteristic of a given system. In larger systems, this main time can e.g. B. 8 to 10 s.
  • the invention is based on the object of creating an arrangement for damping vibrations in closed water conveyor systems, with which the risk of destruction of the conveyor system can be eliminated without overdimensioning.
  • the invention is based on the knowledge that the above-mentioned object can be easily achieved if the occurrence of the transient phenomena in the water transport system is prevented.
  • At least one damper container which absorbs the vibrations is now switched on into the system by a check valve, a preload pressure being present in the damper container which is different from the pressure at the connection point of the damper container.
  • the prestressing pressures set in the individual damper containers being different from one another.
  • the preload pressure can be greater or smaller, the further the damper reservoir is from the connection point of the system.
  • the damper containers are seen in the flow direction in front of the circulating pump, the non-return valves allowing liquid inlet into the containers and the preload pressures being greater than the operating pressure at the connection point of the containers.
  • the damper containers can be inserted after the circulating pump, the non-return valves allowing liquid to be discharged from the containers and the pretensioning pressures being less than the operating pressure at the connection point.
  • damper tanks are provided with means for resetting the parameters set in the initial state. This reset can be done automatically or by hand. Under the funds, liquidity can result and inlets as well as compressed air inlets and outlets and suitable closure members.
  • FIG. 1 shows a known closed liquid conveying system based on the example of a sketched district heating supply system
  • FIG. 2 shows the pressure flow in the corner points of the system shown in FIG 4 shows the pressure sequence as in FIG. 2, but for the embodiment of FIG. 3.
  • FIG. 1 shows a simplified model of a district heating supply system, in which the pressure at point 1 is kept approximately constant, at least between certain limits. Between the points 1 and 2 of the system is a flow line 8, which can be assumed to be resilient due to the large length. A consumer is switched on between points 2 and 3. Between the points 3 and 4 is a return line, which is also flexible. A circulation pump 5 is provided between points 4 and 1. The constant pressure in point 1 is ensured with a wind boiler 6.
  • FIG. 2 To illustrate the pressure peaks of the system shown in FIG. 1, reference is made to FIG. 2.
  • the constant pressure of point 2 of cca. 8.5 bar increases to approx. 16 bar after the fault, the pressure of cca. 6.6 bar from point 3 to approx. 14.5 bar.
  • the pressure in point 1 is in the observed period due to the Wind boiler 6 remained constant.
  • FIG. 3 shows an embodiment of the liquid conveying system which has been further developed according to the invention, likewise using the example of district heating supply.
  • the system shown in Fig. 1 is hiebei supplemented with two damper tanks 10 and 11, which are connected to the system by check valves 12 and 13 at point 4. These damper tanks are switched on before the circulation pump 5, so that, in the sense of the invention, the ⁇ spare pressure in them is greater than the operating pressure in point 4, namely in the steam tank 11 is greater than in the tank 10.
  • the series-connected damper tanks 10 and 11 are separated from the system by such check valves 12 and 13, which allow the liquid to enter the containers 10 and 11, but prevent the backflow.
  • the pressure diagram of Fig. 4 The above is illustrated by the pressure diagram of Fig. 4.
  • the constant operating pressure of the conveyor system is around 12 bar
  • the preload pressure of the damper container 10 is set to 5 bar
  • that of the damper container 11 is set to 7 bar
  • the operating pressure in point 4 is 3 bar.
  • the preload pressures of the damper reservoirs 10 and 11 are therefore higher than the operating pressure of the connection point 4.
  • the pressure in point 4 begins to increase steeply until after approx. 1.5 s the preload pressure of 5 bar of the damper container 10 is reached.
  • the speed of the pressure wave then suddenly drops.
  • the preload pressure from the damper reservoir 11/7 bar / is approx. Reached 12 s.
  • the pressure from point 4 increases slowly until the constant operating pressure of 12 bar, the cca. is exceeded with 0.2 bar. anu It can be clearly seen that there are no vibrations and extreme pressure peaks.
  • the pressures in points 2 and 3 also increase with less than 1 bar than the constant operating pressure.
  • the pressure of point 1 is kept constant in the exemplary embodiment shown, which in practice is called pressure maintenance in the upper point. If it is a pressure maintenance in the lower point, the damper tanks are connected to the pressure side of the circulation pump 5, point 1. In this case the Disturbance as a pressure drop in point 1, the creation and speed of movement of which are to be delayed by the damper containers.
  • the check valves between point 1 and the series-connected damper containers are arranged in reverse order as before, so that an outflow from the containers is made possible. So if the pressure at point 1 becomes lower than the pre-load pressure in the damper tank located closer to the point, the outflow from this tank begins.
  • damper containers 10 and 11 The number of damper containers 10 and 11 is determined in each case according to the special features of the conveyor system. In the example shown in the figures, it was sufficient to use two damper containers 10 and 11 to absorb the resulting shock waves. However, additional damper tanks can be connected in series if necessary.
  • care can also be taken to ensure that the output parameters of the damper containers 10, 11 are set again after an expired fault, ie after the function of the damper containers 10, 11.
  • water connections, compressed air connections, bypass connections to the conveying system and suitable closure elements can be provided.
  • These means can also be driven automatically, and the reset can take place automatically after the fault.
  • the design and arrangement of such means are routine tasks for a person skilled in the art, so that they do not require a more detailed description.

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Abstract

An arrangement for damping oscillations in closed liquid transport systems, whereby a circulation pump is provided and at least at one place of the conveyor system the pressure is maintained between predetermined limits. In accordance with the innovation described in the invention, at least one damping container (10, 11) which absorbs the oscillations is switched into the conveyor system by a return valve (12, 13), whereby a pre-loading pressure is present in the damping container (10, 11) which is different from the operating pressure of the point of connection.

Description

Anordnung zur Dämpfung von Schwingungen in geschlossenen Flüssigkeitsbefördersystemen Arrangement for damping vibrations in closed liquid handling systems
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Dämpfung von z. B. bei Betriebsstörungen auftretenden Schwingungen in geschlossenen Flüssigkeitsbefördersystemen worin eine Umwälzpumpe vorgesehen ist und der Druck mindestens an einem Punkt des Systems zwischen vorbestimmten Grenzen gehalten wird.The invention relates to an arrangement for damping z. B. in the event of malfunctions occurring vibrations in closed liquid handling systems in which a circulation pump is provided and the pressure is kept at least at one point in the system between predetermined limits.
Ein typisches Beispiel für die oben erwähnten Flüssigkeitsbefördersysteme sind die Fernwärmeversorgungssysteme, worin das Warmwasser von einem Heizwerk über lange Rohrleitungen von manchmal mehr als 100 km zu den Verbrauchern befördert wird. Bei so grossen Systemen mit riesigem Wasserrauminhalt bereiten die bei den Betriebsstörungen im dem System sich entstehenden hydraulischen transienten Erscheinungen und die demzufolge erscheinenden Druckwellen die grössten Schwierigkeiten der Projektierung, des Entwurfes und auch des Betriebes. Es hat sich herausgestellt, dass diese Erscheinungen und Einwirkungen die Flüssigkeitsbefordersysteme katastrophal zerstören können.A typical example of the liquid conveying systems mentioned above are the district heating supply systems, in which the hot water is conveyed from a heating plant to the consumers via long pipelines of sometimes more than 100 km. With such large systems with a huge water volume, the hydraulic transient phenomena that arise in the event of malfunctions in the system and the consequent pressure waves cause the greatest difficulties in project planning, design and operation. It has been found that these phenomena and effects can catastrophically destroy the liquid delivery systems.
Wie später noch eingehender erläutert, entstehen die transienten Erscheinungen in den meisten Fallen beim Ausfallen der Umwälzpumpe des Befördersystemes, was durch eine technischen Fehler der Pumpe oder aber auch durch den Ausfall der Spannungsversorgung auftreten kann. Dabei entstehen erhebliche Druckwellen, die das System durchlaufen und sich bei irgendeinem Punkt des Systems reflektieren. Die bis Eintreffen der reflektierten Druckwelle vergehende Zeit wird Hauptzeit genannt, die jeweils für ein gegebenes System charakteristisch ist. Bei grösseren Systemen kann diese Hauptzeit z. B. 8 bis 10 s betragen.As will be explained in more detail later, in most cases the transient phenomena arise when the circulation pump of the conveyor system fails, which can occur as a result of a technical fault in the pump or as a result of the failure of the power supply. This creates significant pressure waves that pass through the system and affect each other Reflect point of the system. The time elapsing before the arrival of the reflected pressure wave is called the main time, which is characteristic of a given system. In larger systems, this main time can e.g. B. 8 to 10 s.
Zur Verminderung des oben erwähnten Gefahrs wurden in den bekannten Systemen Windkessel angewendet, die nach der Umwälzpumpe eingebaut wurden und woraus der beim Ausfallen der Pumpe entstehende Wassermangel nachgeholt werden konnte. Diese Lösung kann aber nur für nicht geschlossene Systeme mit Erfolg angewendet werden, wobei also das Wasser nicht in einer geschlossenen Rohrschleife umläuft. Hiebei ist aber die Nacchholfähigkeit des Windkessels durch sein Volumen begrenzt.In order to reduce the above-mentioned risk, wind boilers were used in the known systems, which were installed after the circulating pump and from which the lack of water arising when the pump failed could be made up for. However, this solution can only be used successfully for systems that are not closed, so that the water does not circulate in a closed pipe loop. However, the volume of the wind boiler's ability to catch gas is limited.
Nach dem vorbekannten Stand der Technik kann das Gefahr der transienten Erscheinungen in einem geschlossenen Befördersystem nur durch entsprechende Überdimensionierung des Systems mit Sicherheit beseitigt werden. Dementsprechend erfolgte die Dimensionierung solcher Systeme mit Grunsnahme eines Druckes, der mindestens um die Hälfte höher ist, als der Betriebsdruck des Systemes. Es ist offensichtlich, was für Mehrkosten bei der Herstellung und Verlegung, beim Betrieb und Imstandehalten des Systems durch diese Überdimensionierung entstanden.According to the prior art, the risk of transient phenomena in a closed conveyor system can only be eliminated with certainty by appropriately oversizing the system. Accordingly, the dimensioning of such systems was based on a pressure that is at least half higher than the operating pressure of the system. It is obvious what additional costs incurred in the manufacture and installation, operation and maintenance of the system due to this oversizing.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Dämpfung von Schwingungen in geschlossenen Wasserbefördersystemen zu schaffen, womit das Gefahr der Zerstörung des Befördersystemes ohne die Überdimens ionierung eliminiert werden kann. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die oben erwähnte Aufgabe einfach gelöst werden kann, wenn das Entstehen der transienten Erscheinungen in dem Wasserbefördersystem verhindert wird. The invention is based on the object of creating an arrangement for damping vibrations in closed water conveyor systems, with which the risk of destruction of the conveyor system can be eliminated without overdimensioning. The invention is based on the knowledge that the above-mentioned object can be easily achieved if the occurrence of the transient phenomena in the water transport system is prevented.
Der erfindungsgemässen Weiterentwicklung entsprechend ist nun mindestens eir, die Schwingungen aufnehmendes Dämpferbehälter durch ein Rückschlagventil in das System eingeschaltet, wobei in dem Dämpferbehälter ein Vorspanndruck vorhanden ist, der von dem Druck des Anschlusspunktes des Bämpferbehälters unterscheidend ist.In accordance with the further development according to the invention, at least one damper container which absorbs the vibrations is now switched on into the system by a check valve, a preload pressure being present in the damper container which is different from the pressure at the connection point of the damper container.
Im Sinne der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn mehrere Dämpferbehälter vorgesehen sind, wobei die in den einzelnen Dämpferbehältern eingestellten Vorspanndrücke voneinander unterscheidend sind. Der Vorspanndruck kann desto grösser oder kleiner sein, je ferner liegt das Dämpferbehälter von dem Anschlusspunkt des Systems. Durch die Bestimmung der Vorspanndrücke kann der Ablauf der Schwingung gen in dem System im voraus entworfen werden.In the sense of the invention, it is advantageous if a plurality of damper containers are provided, the prestressing pressures set in the individual damper containers being different from one another. The preload pressure can be greater or smaller, the further the damper reservoir is from the connection point of the system. By determining the preload pressures, the course of the vibrations in the system can be designed in advance.
In einer ebenfalls verteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemässen Anordnung sind die Dämpferbehälter in Strömungsrichturg gesehen vor der Umwälzpumpe eingefügt wobei die Rückschlagventile Flüssigkeitseinlass in die Behalter ermögichen u'nd die Vorspanndrücke grössensind, als der Betxriebsdruck im Anschlusspunkt der Behälter. In einer anderen vorteilhfraften Anordnung können die Dämp ferbehälter nach der Umwälzpumpe eingefügt sein, wobei die Rückschlagventile Flüssigkeitsauslass aus den Behältern ermöglichen und die Vorspanndrücke keliner sind, als der Be triebsdruck in dem Anschlusspunkt.In a likewise distributed embodiment of the arrangement according to the invention, the damper containers are seen in the flow direction in front of the circulating pump, the non-return valves allowing liquid inlet into the containers and the preload pressures being greater than the operating pressure at the connection point of the containers. In another advantageous arrangement, the damper containers can be inserted after the circulating pump, the non-return valves allowing liquid to be discharged from the containers and the pretensioning pressures being less than the operating pressure at the connection point.
Im Sinne der Erfindung ist es noch vorteilhaft, wenn die Dämpferbeälter mit Mitteln zur Zurückstellung der im Ausgangszustand eingestellten Paramet er versehen sind. Diese Zurückstellung kann automatisch oder mit Hand druchgeführt werden. Unter den Mitteln können Flüssigke itaus und -einlasse sowie Druckluftein- und -auslässe und geeignete Verschlussorgane vorgesehen sein.In the sense of the invention, it is also advantageous if the damper tanks are provided with means for resetting the parameters set in the initial state. This reset can be done automatically or by hand. Under the funds, liquidity can result and inlets as well as compressed air inlets and outlets and suitable closure members.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand von Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen Fig. 1 ein bekanntes geschlossenes Flüssigkeitsbefördersystem auf dem Beispiel eines schkizzenhaft dargestellten Ferwärmeversorgungssystems, Fig. 2 den Druckablauf in den Eckpunkten des in Fig. 1 gezeigten Systems bei einer Betriebsstörung, Fig. 3 die Blockschema einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Anordnung, Fig. 4 den Druckablauf wie in Fig. 2, jedoch für die Ausführungsform von Fig. 3. In Fig. 1 ist ein vereinfachtes Modell eines Fernwärmeversorgungssystems gezeigt, worin der Druck im Punkt 1 annähernd konstant, mindestens zwischen bestimmten Grenzen gehalten wird. Zwischen den Punkten 1 und 2 des Systems ist eine Vorlaufleitung 8, die wegen der grossen Länge als federnd angenommen werden kann. Ein Verbraucher ist zwischen den Punkten 2 und 3 eingeschaltet. Zwischen den Punkten 3 und 4 ist eine Rücklaufleitung, die ebenfalls flexible ist. Eine Umwälzpumpe 5 ist zwischen den Punkten 4 und 1 vorgesehen. Der ständige Druck im Punkt 1 wird mit einem Windkessel 6 sichergestellt.Further details of the invention will be explained in more detail with reference to exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. 1 shows a known closed liquid conveying system based on the example of a sketched district heating supply system, FIG. 2 shows the pressure flow in the corner points of the system shown in FIG 4 shows the pressure sequence as in FIG. 2, but for the embodiment of FIG. 3. FIG. 1 shows a simplified model of a district heating supply system, in which the pressure at point 1 is kept approximately constant, at least between certain limits. Between the points 1 and 2 of the system is a flow line 8, which can be assumed to be resilient due to the large length. A consumer is switched on between points 2 and 3. Between the points 3 and 4 is a return line, which is also flexible. A circulation pump 5 is provided between points 4 and 1. The constant pressure in point 1 is ensured with a wind boiler 6.
In diesem System wird beim Ausfall der Umwälzpumpe 5 die beförderte Wassermenge mit dem Abklingen der Drehzahl der Umwälzpumpe 5 immer kleiner. Um den ständigen Druck im Punkt 1 aufrechterhalten zu können, wird aus dem Windkessel 6 bei diesem Punkt 1 Wasser eingelassen, um die sich vermindernden Menge der Wasserbeförderung zu kompensieren. Dadruch ändern sich der Volumenstrom undder Druck in der Vorlaufleitung 8 praktisch nicht, wahrend dessen in der Rücklaufleitung 9 dem Auslauf der Umwälzpumpe 5 entsprechend zuerst beim Punkt 4, dann mit einer Ausbreitungsgeschwindigkeit der Schallgeschwindigkeit auch in der Rücklaufleitung 9 in Richtung des Verbrauchers 7 der Volumenstrom kleiner und folglich der Druck grösser werden. Diese Wirkung mit Schallgeschwindigkeit wird im Punkt 1 mit ständigem Druck reflektiert und in Form eines Druckabfalles in Richtung des Verbrauchers 7, bzw. durch den Verbraucher 7 zum Punkt 4 geleitet. Da hiebei kein Mittel zur stufenweise Verzögerung der Wassersäule mit riesiger Bewegungsenergie vorhanden ist, bewegen sich die Druckspitzen der oben geschilderten Wirkung zwishcen keinen vernünftigen Grenzen. Es soll im Sinne der Erfindung eine Verzögerung der Verbreitung der obigen transienten Wirkung erreicht werden, womit die Druckspitzen zwischen vertretbaren Grenzen bleiben werden.In this system, if the circulation pump 5 fails, the amount of water conveyed becomes smaller and smaller as the speed of the circulation pump 5 decays. To the constant pressure in To be able to maintain point 1, water is let in from the wind kettle 6 at this point 1 in order to compensate for the decreasing amount of water transport. As a result, the volume flow and the pressure in the supply line 8 practically do not change, whereas in the return line 9 the flow of the circulating pump 5 corresponds firstly at point 4, then with a speed of propagation of the speed of sound also in the return line 9 in the direction of the consumer 7, the volume flow is smaller and consequently the pressure increases. This effect with the speed of sound is reflected in point 1 with constant pressure and conducted in the form of a pressure drop in the direction of consumer 7, or by consumer 7 to point 4. Since there is no means of gradually decelerating the water column with huge kinetic energy, the pressure peaks of the effect described above do not move between reasonable limits. According to the invention, a delay in the spreading of the above transient effect is to be achieved, with which the pressure peaks will remain between acceptable limits.
Zur Veranschaulichung der Druckspitzen des in Fig. 1 gezeigten Sytems wird auf Fig. 2 Bezug genommen. Der ständige Druck des Punktes 2 von cca. 8,5 bar vergrössert sich auf cca. 16 bar nachder Störung, der Druck von cca. 6,6 bar vom Punkt 3 auf cca. 14,5 bar. Der Druck im Punkt 1 ist in dem beobachteten Zeitraum wegen des Windkessels 6 konstant geblieben.To illustrate the pressure peaks of the system shown in FIG. 1, reference is made to FIG. 2. The constant pressure of point 2 of cca. 8.5 bar increases to approx. 16 bar after the fault, the pressure of cca. 6.6 bar from point 3 to approx. 14.5 bar. The pressure in point 1 is in the observed period due to the Wind boiler 6 remained constant.
In Fig. 3 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäss weiterentwickelten Flüssigkeitsbefördersystems ebenfalls an dem Beispiel der Fernwärmeversorgung dargestellt. Das in Fig. 1 gezeigte System ist hiebei mit zwei Dämpferbehälter 10 und 11 ergänzt, die durch Rückschlagventile 12 und 13 beim Punkt 4 dem System angeschlossen sind. Diese Dämpferbehälter sind vor der Umwälzpumpe 5 eingeschaltet, sodass im Sinne der Erfindung die in ihnen vorhandenen \erspanndrücke jeweils grösser sind, als der Betriebsdruck im Punkt 4 und zwar im Dampferbehälter 11 ist grösser, als im Behälter 10. Die in Serie geschalteten Dämpferbehälter 10 und 11 sind durch solche Rückschlagventile 12 und 13 von dem System abgetrennt, die einen Einlass der Flüssigkeit in die Behälter 10 und 11 ermöglichen, jedoch die Rückströmung verhindert wird.3 shows an embodiment of the liquid conveying system which has been further developed according to the invention, likewise using the example of district heating supply. The system shown in Fig. 1 is hiebei supplemented with two damper tanks 10 and 11, which are connected to the system by check valves 12 and 13 at point 4. These damper tanks are switched on before the circulation pump 5, so that, in the sense of the invention, the \ spare pressure in them is greater than the operating pressure in point 4, namely in the steam tank 11 is greater than in the tank 10. The series-connected damper tanks 10 and 11 are separated from the system by such check valves 12 and 13, which allow the liquid to enter the containers 10 and 11, but prevent the backflow.
Wenn z. B. ein Ausfall der Umwälzpumpe 5 wie in dem Beispiel ven Fig. 1 auftritt, werden die dadurch entsteherden hydraulischen Druckwellen mit den DämpferbeäItern 10 und 11 absorbiert, sodass die Druckspitzen zwischen den zugelassenen Grenzen bleiben. Wenn nämlich der Druck grosser wird, als der Vorspanndruck im Behälter 10, wird die Flüssigkeit nicht weiter in Richtung der Umwälzpumpe 5 strömen, sondern durch das Rückschlagventil 12 in das Dämpferbenälter 10 hinein, bis der Druck pe im Inneren des Dämpferbehälters 10 grösser wird, als der Vorspanndruck in dem Dämpferbehälter 11. In diesem Augenblick beginnt die Flüssigkeit, durch das Rückschlagventil 13 auch ins Dämpferbehälter 12 hineinzuströmen, sodass die Druckwelle jetzt von den teiden Dämpferbehältern 10 und 11 aufgenomen wird.If e.g. B. a failure of the circulation pump 5 occurs as in the example ven Fig. 1, the resulting hydraulic pressure waves are absorbed with the damper actuators 10 and 11, so that the pressure peaks remain between the permitted limits. If the pressure becomes greater than the prestressing pressure in the container 10, the liquid will not flow any further in the direction of the circulation pump 5, but through the check valve 12 into the damper reservoir 10 until the pressure p e inside the damper container 10 increases. as the bias pressure in the damper tank 11. At this moment, the fluid starts to flow through the check valve 13 also flow into the damper container 12 so that the pressure wave is now received by the expensive damper containers 10 and 11.
Das oben Gesagte wird durch das Druckdiagram von Fig. 4 veranschailicht. In diesem Beispiel ist der ständige Betriebsdruck des Befördersystems um 12 bar, der Vorspanndruck des Dämpferbehälters 10 ist auf 5 bar, der des Dämpferbehälters 11 auf 7 bar eingestellt, der Betriebsdruck im Punkt 4 ist 3 bar. Die Vorspanndrücke der Dämpferbehälter 10 und 11 sind also höher, als der Betriebsdruck des Anschlusspunktes 4. Nach dem Auftreten der Störung beginnt der Druck im Punkt 4 steil zu erhöhen, bis nach cca. 1,5 s der Vorspanndruck von 5 bar des Dämpferbehälteis 10 erreicht wird. Die Geschwindigkeit der Druckwelle wird danach abrupt kleiner. Der Vorspanndruck vom Dämpferbehälter 11 /7 bar/ wird nach cca. 12 s erreicht. Der Druck vom Punkt 4 steigt lasgsam bis dem ständigen Betriebsdruck von 12 bar, der cca. mit0,2 bar überschritten wird. anu Es ist klar zu erkennen, dass keine Schwingungen und extremen Druckspitzen vorhanden sind. Die Drücke in Punkten 2 und 3 werden auch mit weniger als 1 bar grösser, als der ständige Betriebsdruck.The above is illustrated by the pressure diagram of Fig. 4. In this example, the constant operating pressure of the conveyor system is around 12 bar, the preload pressure of the damper container 10 is set to 5 bar, that of the damper container 11 is set to 7 bar, the operating pressure in point 4 is 3 bar. The preload pressures of the damper reservoirs 10 and 11 are therefore higher than the operating pressure of the connection point 4. After the malfunction has occurred, the pressure in point 4 begins to increase steeply until after approx. 1.5 s the preload pressure of 5 bar of the damper container 10 is reached. The speed of the pressure wave then suddenly drops. The preload pressure from the damper reservoir 11/7 bar / is approx. Reached 12 s. The pressure from point 4 increases slowly until the constant operating pressure of 12 bar, the cca. is exceeded with 0.2 bar. anu It can be clearly seen that there are no vibrations and extreme pressure peaks. The pressures in points 2 and 3 also increase with less than 1 bar than the constant operating pressure.
Wie früher erwähnt, wird in dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Druck des Punktes 1 konstant gehalten, was in der Praxis als Druckhaltung im oberen Punkt genannt wird. Wenn es sich aber um eine Druckhaltung im unteren Punkt handelt, werden die Dämpferbehälter an der Druckseite der Umwälzpumpe 5, im Punkt 1 angeschlossen. In diesem Fall meldet sich die Störung als ein Druckabfall im Punkt 1, dessen Entstehung und Fortbewegungsgeschwindigkeit durch die Dämpferbehälter verzögert werden sollen. Zu diesem Zwecke werden die Rückschlagventile zwischen dem Punkt 1 und den in Serie geschalteten Dämpferbehältern umgekehrt wie vorher angeordnet, sodass eine Ausströmung aus den Behältern ermöglicht wird. Wenn also der Druck im Punkt 1 kleiner wird, als der Vorspanndruck in dem zum Punktinäher liegenden Dämpferbehälter, beginnt die Ausströmung aus diesem Behälter. Wenn der Druck im Punkt 1 auch den Vorspanndruck des zweiten Dämpferbehälters, der kleiner ist, als der Vorspanndruck des ersten Behälters, unterschreitet, beginnt die Ausströmung auch aus dem zweiten Dämpferbehälter. Das elastische Mittel, der Gas mit immer kleiner werdendem Druck verzögert die Verbreitungsgeschwindigkeit der Druckwelle, sodass die oben geschilderte Dämfungswirkung sich einsteht.As mentioned earlier, the pressure of point 1 is kept constant in the exemplary embodiment shown, which in practice is called pressure maintenance in the upper point. If it is a pressure maintenance in the lower point, the damper tanks are connected to the pressure side of the circulation pump 5, point 1. In this case the Disturbance as a pressure drop in point 1, the creation and speed of movement of which are to be delayed by the damper containers. For this purpose, the check valves between point 1 and the series-connected damper containers are arranged in reverse order as before, so that an outflow from the containers is made possible. So if the pressure at point 1 becomes lower than the pre-load pressure in the damper tank located closer to the point, the outflow from this tank begins. If the pressure in point 1 also falls below the preload pressure of the second damper container, which is lower than the preload pressure of the first container, the outflow from the second damper container also begins. The elastic medium, the gas with ever decreasing pressure, slows down the speed of propagation of the pressure wave, so that the above-described insulation effect occurs.
Die Zahl der Dämpferbehälter 10 und 11 wird jeweils nach den Besonderheiten des Befördersystems bestimmt. In dem in den Figuren gezeigten Beispiel war es genügend, zwei Dämpferbehälter 10 und 11 anzuwenden, um die entstandenen Stosswellen zu absorbieren. Jedoch können noch weitere Dämpferbehälter in Serie nacheinander geschaltet werden, wenn es als notwendig erscheint.The number of damper containers 10 and 11 is determined in each case according to the special features of the conveyor system. In the example shown in the figures, it was sufficient to use two damper containers 10 and 11 to absorb the resulting shock waves. However, additional damper tanks can be connected in series if necessary.
Im Sinne der Erfindung kann auch dafür Sorge getragen werden, dass die Ausgangsparameter der Dämpferbehälter 10, 11 nach einer abgelaufenen Störung, d. h. nach der Funktion der Dämpferbehälter 10, 11 wieder eingestellt werden. Dazu sollen die Vorspanndrücke und die Wasserpegel in den Dämpferbeháltern 10, 11 neuerlich eingeregelt werden. Zu diesem Zweck können Wasseranschlüsse, Druckluftanschlüsse, Bypass-Anschlüsse zu dem Befördersystem sowie geeignete Verschlussorgane vorgesehen sein. Diese Mittel können auch automatisch angetrieben werden, wobei die Rückstellung nach der Störung automatisch erfolgen kann. Der Entwurf und Anordnung solcher Mittel sind für den Fachmann eine Routinaufgäbe, sodass diese keine ausfürlichere Beschreibung benötigen. Within the meaning of the invention, care can also be taken to ensure that the output parameters of the damper containers 10, 11 are set again after an expired fault, ie after the function of the damper containers 10, 11. To the preload pressures and the water levels in the damper containers 10, 11 should be adjusted again. For this purpose, water connections, compressed air connections, bypass connections to the conveying system and suitable closure elements can be provided. These means can also be driven automatically, and the reset can take place automatically after the fault. The design and arrangement of such means are routine tasks for a person skilled in the art, so that they do not require a more detailed description.

Claims

Patentansprüche Claims
1. Anordnung zur Dämpfung von Schwingungen in geschlossenen Flüssigkeitsbefördersystemen, worin eine Umwälzpumpe vorgesehen ist und mindestens an einer Stelle des Befördersystems der Druck zwischen vorbestimmten Grenzen gehalten wird, dadurch gekennzeichnet , dass mindestens ein, die Schwingungen aufnehmendes Dämpferbehälter (10, 11) durch ein Rückschlagwentil (12, 13) in das Befördersystem eingeschaltet ist, wobei in dem Dämpferbehälter (10, 11) ein Vorspanndruck vorhanden ist, der von dem Betriebsdruck des Anschlusspunktes unterscheidend ist.1. Arrangement for damping vibrations in closed liquid conveying systems, in which a circulation pump is provided and the pressure is kept between predetermined limits at least at one point of the conveying system, characterized in that at least one damper container (10, 11) absorbing the vibrations is provided by a check valve (12, 13) is switched on in the conveying system, a preload pressure being present in the damper container (10, 11) which is different from the operating pressure of the connection point.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass mehrere Dämpferbehälter (-10, 11) vornanden sind, die in Reihe geschaltet sind und der Vorspanndruck jeweils desto grösser oder kleiner eingestellt ist, je ferner der Dämpferbehälter (10, 11) von cem Anschlusspunkt liegt.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that a plurality of damper containers (-10, 11) are in front, which are connected in series and the preload pressure is set to be greater or smaller, the further the damper container (10, 11) from the connection point lies.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet dass die Dämpferbehälter (10, 11) in Strömungsrichtung gesehen vor der Umwälzpumpe (5) eingeschaltet sind und die Rückschlagventile (12, 13) Flüssigkeitseinlass in die Dämpferbehälter (10,3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the damper containers (10, 11) are switched on in the flow direction upstream of the circulation pump (5) and the check valves (12, 13) liquid inlet into the damper container (10,
11) ermöglichend angeordnet sind, wobei die Vorspanndrücke höher sind, als der Betriebsdruck des Anschlusspunktes (4).11) are arranged so that the preload pressures are higher than the operating pressure of the connection point (4).
4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Dämpferbehälter (10, 11) in Strömungsrichtung gesehen nach der Umwälz pumpe (5) eingeschaltet sind und die Rückschlagventile Flüssigkeitsauslass aus den Dämpferbehältern ermöglichend angeordnet sind, wobei die Vorspanndrücke kleiner sind, als der Betriebsdruck des Anschlusspunktes.4. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the damper container (10, 11) seen in the flow direction after the circulation pump (5) are switched on and the check valves are arranged to allow liquid outlet from the damper containers, the pretensioning pressures being lower than the operating pressure of the connection point.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , dass die Dämpferbeälter (10, 11) mit Mitteln zur Zurückstellung der Ausgangsparameter nach einer Störung in dem Befördersystem versehen sind.5. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the damper tanks (10, 11) are provided with means for resetting the output parameters after a fault in the conveyor system.
6. Anordnung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Mittel als automatisch betriebene Mittel ausgebildet sind. 6. Arrangement according to claim 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the means are designed as automatically operated means.
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