DE1264893B

DE1264893B - Pressure shock absorber for fluid lines with an elastic bellows

Info

Publication number: DE1264893B
Application number: DEP35482A
Authority: DE
Inventors: Melville Fuller Peters
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1964-11-11
Filing date: 1964-11-11
Publication date: 1968-03-28

Description

Druckstoßdämpfer für Flüssigkeitsleitungen mit einem elastischen Faltenbalg Die Erfindung betrifft einen Druckstoßdämpfer für Flüssigkeitsleitungen, insbesondere Hauswasserleitungen, mit einem innen mit der Leitung verbundenen, an einem Ende abgeschlossenen elastischen Faltenbalg, der in einem teilweise mit einer Flüssigkeit und zum anderen Teil mit einem unter Druck stehenden Gas gefüllten Gehäuse angeordnet ist.Pressure shock absorbers for liquid lines with an elastic bellows The invention relates to a pressure shock absorber for liquid lines, in particular Domestic water pipes, with an inside connected to the pipe, at one end closed elastic bellows, which is partially filled with a liquid and arranged on the other part with a pressurized gas-filled housing is.

Es sind bereits Druckstoßdämpfer der erwähnten Art bekannt, bei welchen der Faltenbalg von einer Flüssigkeit mit verhältnismäßig niedriger Viskosität in der Größenordnung von einem Centipoise, vorzugsweise Wasser, verwendet wird. Bei derartigen Druckstoßdämpfern ist der Faltenbalg einer sehr starken Abnutzung durch Kavitation unterworfen und besitzt dementsprechend eine sehr geringe Standzeit.There are already pressure shock absorbers of the type mentioned known in which the bellows from a liquid with a relatively low viscosity in on the order of one centipoise, preferably water, is used. at Such pressure shock absorbers, the bellows is subject to very heavy wear Subject to cavitation and accordingly has a very short service life.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines demgegenüber verbesserten Druckstoßdämpfers, bei welchem die Standzeit des Faltenbalges wesentlich gesteigert ist. Erreicht wird dies, ausgehend von einem Druckstoßdämpfer der eingangs definierten Art, erfindungsgemäß dadurch, daß die den aus Gummi oder Kunststoff bestehenden, in seiner gestreckten Lage dehnungsfreien Faltenbalg ganz umgebende Flüssigkeit eine Zähigkeit von mindestens 2 Poise aufweist. Durch Vergleichsversuche wurde festgestellt, daß bei sonst gleichem Aufbau eines derartigen Druckstoßdämpfers die Standzeit des Faltenbalges von etwa 20 Stoßbelastungen bei einer Viskosität der umgebenden Flüssigkeit von 10 cP auf über 25 000 Stoßbelastungen bei einer Viskosität der den Faltenbalg umgebenden Flüssigkeit von 2 Poise gesteigert werden kann.The purpose of the present invention is to create a pressure shock absorber which is improved in comparison and in which the service life of the bellows is significantly increased. Based on a pressure shock absorber of the type defined at the outset, this is achieved according to the invention in that the liquid completely surrounding the bellows, which is made of rubber or plastic and is stretch-free in its stretched position, has a viscosity of at least 2 poise. Through comparative tests it was found that with otherwise the same construction of such a pressure shock absorber, the service life of the bellows can be increased from about 20 shock loads with a viscosity of the surrounding liquid of 10 cP to over 25,000 shock loads with a viscosity of the liquid surrounding the bellows of 2 poise.

Zur weiteren Erhöhung seiner Lebensdauer können die Falten des Faltenbalges in an sich bekannter Weise durch gegeneinander versetzte innere und äußere Stützringe aus Hartmetall armiert sein.To further increase its service life, the folds of the bellows in a manner known per se by means of mutually offset inner and outer support rings be reinforced from hard metal.

Um einen gleichmäßigen Pegelstand der den Fältenbalg umgebenden Flüssigkeit über längere Zeit zu gewährleisten, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die den Faltenbalg umgebende Flüssigkeit einen gelösten Stoff enthält und der Faltenbalg zumindest eine semipermeable Stelle aufweist, welche eine Diffusion von innerhalb des Faltenbalges vorliegender Flüssigkeit aus den Flüssigkeitsleitungen in die umgebende Flüssigkeit zuläßt. Dabei kann der Faltenbalg ganz aus seiniperineablein Material bestehen oder einen seiniperineablen Einsatz enthalten.To ensure an even level of the liquid surrounding the bellows To ensure over a longer period of time, it is proposed according to the invention that the liquid surrounding the bellows contains a solute and the bellows has at least one semipermeable point which diffuses from within of the bellows existing liquid from the liquid lines into the surrounding Liquid. The bellows can be made entirely of a perineable material exist or contain a perineal insert.

Es sind schon Druckstoßdämpfer mit einem Faltenbalg bzw. Wellrohr aus Metall bekannt. Derartige metallische Faltenbalge müssen jedoch im Vergleich zu einem aus Gummi oder Kunststoff bestehenden Faltenbalg mit verhältnismäßig großen Abmessungen ausgelegt werden, um eine vorgegebene Dehnung zu erreichen. Weiter ist bei diesen metallischen Faltenbalgen nachteilig, daß sie Ermüdungsbrüchen ausgesetzt und teurer sowie aufwendiger in der Herstellung sind.There are already pressure shock absorbers with a bellows or corrugated tube known from metal. However, such metallic bellows must be compared to an existing rubber or plastic bellows with relatively large Dimensions are designed to achieve a given elongation. Next is disadvantageous in these metallic bellows that they are exposed to fatigue fractures and are more expensive and more complex to manufacture.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Axialschnitt durch einen erfindungsgemäßen Druckstoßdämpfer in Ruhestellung, F i g. 2 den Druckstoßdämpfer nach F i g. 1 beim Auftreten einer Druckspitze, F i g. 3 einen Teilschnitt durch einen abgewandelten Faltenbalg für einen erfindungsgemäßen Druckstoßdämpfer.Embodiments of the invention are explained below with reference to the drawing. It shows F i g. 1 shows an axial section through a pressure shock absorber according to the invention in the rest position, FIG. 2 the pressure shock absorber according to FIG. 1 when a pressure peak occurs, FIG . 3 shows a partial section through a modified bellows for a pressure shock absorber according to the invention.

Der in F i g. 1 und 2 dargestellte Druckstoßdämpfer weist ein Gehäuse 26 auf, das mit einem unter Druck stehendem Gas 32, beispielsweise Argon, und einer hochviskosen Flüssigkeit 31 mit einer Zähigkeit von mindestens 2 Poise gefüllt ist.The in F i g. The pressure shock absorber shown in FIGS. 1 and 2 has a housing 26 which is filled with a pressurized gas 32, for example argon, and a highly viscous liquid 31 with a viscosity of at least 2 poise.

Ein aus Gummi oder Kunststoff bestehender, an seinem oberen Ende abgeschlossener elastischer Faltenbalg 20 ist mit seinem unteren offenen Ende flüssigkeits- und gasdicht an dem unteren offenen Ende des Gehäuses 26 befestigt. Die Falten des Faltenbalges 20 sind in an sich bekannter Weise durch axial gegeneinander versetzte innere und äußere geschlitzte Stützringe aus Hartmaterial, im vorliegenden Fall aus Metall, armiert, so daß in der Grundstellung des Druckstoßdämpfers gemäß F i g. 1 ein völliges Zusammenfallen des Faltenbalges 20 vermieden wird. Der Pegel der Flüssigkeit 31 ist in dem Gehäuse 26 so hoch eingestellt, daß der Faltenbalg 20 auch bei maximaler Ausdehnung gemäß F i g. 2 völlig von der Flüssigkeit umgeben ist.An elastic bellows 20, which is made of rubber or plastic and is closed at its upper end, is fastened with its lower open end to the lower open end of the housing 26 in a liquid-tight and gas-tight manner. The folds of the bellows 20 are reinforced in a manner known per se by axially offset inner and outer slotted support rings made of hard material, in the present case made of metal, so that in the basic position of the pressure shock absorber according to FIG . 1 a complete collapse of the bellows 20 is avoided. The level of the liquid 31 in the housing 26 is set so high that the bellows 20 even at maximum expansion according to FIG. 2 is completely surrounded by the liquid.

Ein an eine Flüssigkeitsleitung, insbesondere an eine Hauswasserleitung, anzuschließender Rohrstutzen 30 mündet in das Innere des Faltenbalges 20 und ist an seinem Ende mit einer Drosselöffnung 40 versehen. Der Faltenbalg 20 ist so bemessen, daß er in seinem gestreckten Zustand gemäß F i g. 2 gerade dehnungsfrei ist, während der in F i g. 1 veranschaulichte zusammengedrückte Zustand durch den Druck des Gases 32 hervorgerufen wird. A pipe socket 30 to be connected to a liquid line, in particular to a domestic water line, opens into the interior of the bellows 20 and is provided with a throttle opening 40 at its end. The bellows 20 is dimensioned so that in its stretched state according to FIG. 2 is just expansion-free, while the in F i g. 1 is caused by the pressure of the gas 32 .

Ist der Druckstoßdämpfer an eine zu schützende Flüssigkeitsleitung, insbesondere an eine Hauswasserleitung, angeschlossen, bei welcher durch öffnung eines Ventils ein Druckabfall hervorgerufen worden war, und wird dieses Ventil nunmehr geschlossen, so treten Druckspitzen in Form einer gedämpften periodischen Schwingung auf, welche eine Streckung des Faltenbalges 20 gemäß F i g. 2 hervorrufen. Der Mittelwert des Druckanstieges wird hierbei durch Komprimierung des Gases 32 aufgenommen, während die für den Faltenbalg 20 schädlichen, eine verhältnismäßig hohe Frequenz aufweisenden Druckschwingungen von der eine hohe Viskosität aufweisenden Flüssigkeit 31 absorbiert werden. Eine gewisse Dämpfung wird auch noch durch die Drosselöffnung 40 bewirkt. Auf diese Weise können Flüssigkeitsleitungen wirksam geschützt werden, ohne daß der Faltenbalg 20 in kurzen Zeitabständen erneuert werden muß.If the pressure shock absorber is connected to a liquid line to be protected, in particular to a domestic water line, in which a pressure drop was caused by opening a valve, and if this valve is now closed, pressure peaks occur in the form of a damped periodic oscillation, which elongates the Bellows 20 according to FIG. 2 evoke. The mean value of the pressure increase is recorded by compressing the gas 32 , while the pressure oscillations which are harmful to the bellows 20 and have a relatively high frequency are absorbed by the high viscosity liquid 31. A certain damping is also brought about by the throttle opening 40. In this way, liquid lines can be effectively protected without the bellows 20 having to be replaced at short time intervals.

Gemäß F i g. 3 ist der Faltenbalg 20 oben mit einem semipermeablen Einsatz 41 versehen. Die den Faltenbalg 20 umgebende Flüssigkeit enthält in diesem Fall einen gelösten Stoff, welcher den Einsatz 41 nicht zu durchsetzen vermag, während andererseits eine Diffusion von innerhalb des Faltenbalges vorliegender Flüssigkeit aus der zu schützenden Flüssigkeitsleitung in die Flüssigkeit 31 möglich ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die den Faltenbalg 20 umgebende Flüssigkeit 31 aus einer Zuckerlösung von einer Viskosität bis zu 1000 Poise. Das Gas 32 besteht vorzugsweise aus Argon, welches sich in der Zuckerlösung praktisch nicht auflöst. Wenn die zu schützende Flüssigkeitsleitung eine Hauswasserleitung ist, kann Wasser durch den Einsatz 41 in die Flüssigkeit 31 eindiffundieren, wodurch ein gleichmäßiger Pegelstand der Flüssigkeit 31 über sehr lange Zeiträume hinweg sichergestellt ist. Andererseits wird durch den gelösten Zucker in Verbindung mit dem Gas 32 ein hoher osmotischer Druck auf den Faltenbalg 20 ausgeübt, so daß dieser beim Nichtvorliegen von überdruck oder Druckspitzen in der zu schützenden Flüssigkeitsleitung sicher in die Lage gemäß F i g. 1 zusamm engedrückt wird.According to FIG. 3 , the bellows 20 is provided with a semipermeable insert 41 at the top. The liquid surrounding the bellows 20 in this case contains a dissolved substance which is unable to penetrate the insert 41, while on the other hand a diffusion of liquid present within the bellows from the liquid line to be protected into the liquid 31 is possible. According to a preferred embodiment of the invention, the liquid 31 surrounding the bellows 20 consists of a sugar solution with a viscosity of up to 1000 poise. The gas 32 preferably consists of argon, which practically does not dissolve in the sugar solution. If the liquid line to be protected is a domestic water line, water can diffuse through the insert 41 into the liquid 31 , whereby a uniform level of the liquid 31 is ensured over very long periods of time. On the other hand, the dissolved sugar in connection with the gas 32 exerts a high osmotic pressure on the bellows 20, so that if there is no overpressure or pressure peaks in the liquid line to be protected, the bellows can be safely moved into the position according to FIG. 1 is squeezed together.

Claims

Claims: 1. Pressure shock absorbers for liquid lines, in particular domestic water lines, with an elastic pleat lining which is internally connected to the line, closed at one end and which is arranged in a housing partly filled with a liquid and partly with a pressurized gas, d a d urch in that the existing rubber or plastic, in its extended position bellows (20) completely surrounding liquid (35) stretch-free a toughness of at least 2 poises.

2. Damper according to claim 1, characterized in that the folds of the bellows are reinforced in a known manner by axially offset inner and outer support rings (22 and 23) made of hard material. 3. Damper according to one of claims 1 to 2, characterized in that the liquid (31 ) surrounding the bellows (20) contains a dissolved substance and the bellows (20) has at least one semi-permeable point which diffuses from within the bellows ( 20) allows liquid present from the liquid lines into the surrounding liquid (31). 4. Damper according to claim 3, characterized in that the bellows (20) consists in its entirety of sen-iipermeable material. 5. Damper according to claim 3, characterized in that the bellows contains a semipermeable insert (41). Documents considered: German Patent No. 683 536; USA. Patent Nos. 2,460,121, 2,697,451, 2,828,769, 2,904,077, 2,916,052, 3,019,818.