[发明专利]用于减少压力浪涌的装置

说明书

本发明是一种用于减少压力浪涌的装置，包括：具有内部空间的容器，该容器具有用于连接适于使流体流动的管道构件的连接开口(28)；将容器的内部空间分隔成气体空间(30)和与连接开口(28)流体流动连接的流体空间(20)并且能够沿活塞位移轴线移动的活塞构件(14)；设置在气体空间(30)中的弹性元件，被支撑成抵靠活塞构件(14)，并且在活塞构件(14)沿活塞位移轴线移位的情况下经历弹性变形；以及节流阀(60)，在活塞构件(14)处于任何位置处与气体空间(30)流体流动连接，节流阀设置成连接气体空间(30)和容器周围的空间，并允许在两个方向上的连续的气体流动。

技术领域

本发明涉及一种适于减少(管理)压力浪涌(压力冲击，特别是网络或封闭压力浪涌，例如水锤)的装置。网络压力浪涌本质上是由于某种原因产生的冲击波，特别是由于由行进通过流体网络的至少一部分的加速流体的惯性(由网络中的其他装置产生的压力浪涌而产生的负载)产生的在运送流体(液体或气态材料)的网络中在某处的流动的突然中断。冲击波还伴随着封闭(关闭)压力浪涌，该封闭(关闭)压力浪涌可以通过在流体网络中在给定消耗点处(突然地)中断消耗流动来产生，例如，通过关闭龙头，这种现象因此对应于给定的器具。因此，网络和封闭压力浪涌是相关的现象，因为两者都与突然封闭有关。可以通过分析对整个网络或给定可关闭装置的影响来区分它们；但是由于液体的不可压缩性，它们对应于相同的过压事件。

背景技术

不利地产生压力浪涌——特别是在相对较高的网络压力下——当某些龙头筒类型，例如ceramic-cartouche通用单杆混合龙头筒通过突然移动被关闭，其不仅在给定的龙头筒上而且在管道网络上都会产生技术负载，并且显著增加连接到网络的装置发生故障的风险。压力浪涌不仅可以发生在液体(管道)网络(水锤，液锤)中，而且可以发生在其他流体(管道)网络(流体锤)中，例如在气体管道网络中。

除了上述问题之外，流体锤还可能引起在流体网络的管道系统中的振荡，其——尤其是具有轻质结构壁——即使在明显远离给定消费者的位置和位面处也可以导致干扰噪声。这种现象可以发生在流体网络例如液体(通常是水)和气体网络中。

在US 9,284,965 B2中，一种具有用于减少压力浪涌的流通设置的装置(水锤或流体锤式制动器，——压力器，压力峰值抑制装置)。根据该文献的装置包括由活塞分隔成液体空间和封闭的气体空间的容器。液体空间与流动的液体相连；通过移动活塞，流动的液体能够以气体空间为代价增加液体空间的体积，以防产生的这种压力升高足够大以使活塞移位抵抗过压气体空间的压力。通过该已知装置以上述方式减小流体锤。在已知的方法中，腔室设置在气体空间的位于与活塞相对的端部处，用于在活塞移位到由部件的几何形状限定的其终端位置的情况下接收气体。

这种已知解决方案的缺点在于，由于流体锤事件，在已经高度加压的气体空间中的压力进一步增加，并且因此气体空间的密封件(其将气体空间与流体空间隔离)经历到高的应力。这导致根据文献的用于减小压力浪涌的装置随着时间而磨损并且其效率降低(与其原始状态相比，即它不再能够通过减小气体空间压力来抑制压力浪涌到原始程度，并且在伴随压力浪涌的压力升高结束后，不再能够引导回活塞，甚至可能随着时间的推移发生活塞不能再占据其基部位置。

在EP 0430223 A1中公开了另一种用于减小压力浪涌的装置。在根据该文献的方法中，应用包括活塞并被被分成气体空间和连接到网络的流体空间的容器，以减小压力浪涌。在压力浪涌的情况下，具有活塞的容器的流体空间可以抵抗设置在气体空间中的弹簧而膨胀。在该方法中，网络流体通过文丘里管道，该文丘里管道通过低截面通道连接到上述流体空间。

在EP 0430223 A1中公开了一种变型，其中气体空间通过通道与容器周围的空间连通。因此，在气体空间与外部空间之间的来回流动是不受控制的。具有这种构造的通道的应用也具有以下缺点。空气可以从气体空间自由地排出，并且因此由压力浪涌引起的液体空间的膨胀基本上仅通过设置在气体空间中的弹簧来抵消；这使得需要包括具有相对高的弹簧常数的弹簧。