Vorrichtung und Verfahren zur Dämpfung von Druck- und/oder Volumenschwankungen in einem Fluidstrom

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dämpfung von Druck- und/oder Volumenschwankungen in einem Fluidstrom, insbesondere einem Blutstrom, sowie ihre Verwendung. Sie betrifft ferner ein Verfahren, mit dem Druck- und/oder Volumenschwankungen in einem Fluidstrom gedämpft werden können.

Druck- und/oder Volumenschwankungen in strömenden Medien sind in vielen technischen Systemen unerwünscht. Häufig sind sie auf den Einsatz von zyklisch arbeitenden Pumpen zurückzuführen, wie sie zur Förderung der Medien eingesetzt werden. Solche Pumpen erzeugen typischerweise eine pulsierende, also nichtstationäre Strö- mung. Zur Überführung einer solchen Strömung in eine annähernd stationäre Strömung werden spezielle Vorrichtungen eingesetzt, die eine Dämpfung der Druckschwankungen bewirken. Dieser Vorgang wird gelegentlich auch als Glättung bezeichnet. Im Folgenden werden die Ausdrücke„Dämpfung" und„Glättung" synonym verwendet.

Zur Glättung von Druck- und/oder Volumenschwankungen in Strömungen können sogenannte Windkessel eingesetzt werden. Der in DE 6 938 239 U beschriebene Windkessel weist als Nebenzweig einen Gasbehälter auf, der über den Anschluss an einer Druckflüssigkeitsleitung befestigt ist. Aus der Druckflüssigkeitsleitung kann Flüssigkeit in den Behälter eintreten, wo sie die Kompression des dort enthaltenen Gases bewirkt. Damit steigt der Gasdruck in dem Behälter, was zu einer Dämpfung der Pulsation der Flüssigkeit führt. Zur Trennung des Gasraumes von der Flüssigkeit ist in DE 6 938 239 U eine hängende Membran vorgesehen, durch die Gas in die Flüssigkeit eintreten kann. Dieser Windkessel soll insbesondere für Zentralheizungsanla- gen geeignet sein. Aus DE 1 993 760 U ist eine Vorrichtung zum Glätten pulsierender flüssiger Ströme bekannt, die insbesondere für Flüssigkeitsströme mit geringen Mengen und hohen Drücken geeignet sein soll. Die Vorrichtung umfasst ein Membranventil und ein Drosselventil mit einer Drossel strecke. Diese Drossel strecke bildet einen Nebenzweig der Transportleitung, in den die Flüssigkeit eintreten kann. Die Vorrichtung soll insbesondere den Transport organischer Lösungsmittel in Leitungen chemischer Reaktoren verbessern.

Beide Vorrichtungen sind jedoch im Wesentlichen für technische Anlagen wie chemi- sehe Reaktoren oder Heizungsanlagen bestimmt. Die Anordnung des elastischen Moduls in Nebenzweigen an den Transportleitungen sowohl beim Windkessel als auch bei der Kombination aus Membran- und Drosselventil schränkt die Eignung dieser Dämpfungsvorrichtungen für Flüssigkeiten, die keine annähernd reinen Stoffe oder reine Lösungen sind, ein. Ferner weisen derartige Dämpfungsvorrichtungen metalli- sehe Elemente auf, die in Kontakt mit den transportierten Flüssigkeiten gelangen. Allerdings kann ein Kontakt zwischen der transportierten Flüssigkeit und metallischen Oberflächen in bestimmten Anwendungsfällen unerwünscht sein, beispielsweise dann, wenn ein solcher Kontakt zu einer Veränderung der transportierten Flüssigkeit führt. Eine Flüssigkeit, deren Transport in Leitungen sowohl von Nebenzweigen als auch von einem Kontakt mit metallischen Oberflächen beeinträchtigt wird, ist Blut. Gelangt Blut in Kontakt mit metallischen Werkstoffen, so kann es einer zytotoxischen Schädigung unterliegen. Beruht die Dämpfung von Druckschwankungen auf der Ausdehnung elastischer Membranen, so kann die mit der Ausdehnung der Membran ein- hergehende Veränderung der Beschaffenheit der Membranoberfläche zur vermehrten Anlagerung von Blutbestandteilen, insbesondere von Proteinen, in dem betroffenen Abschnitt der Membran führen.

Ferner sind Nebenzweige zur Dämpfung von Druckschwankungen in einem Blut- ström ungeeignet, und zwar aus mehreren Gründen. Zum einen sind solche Nebenzweige eine Sackgasse, in denen das Blut zum Stehen kommt. Das Stehen des Blutes führt zu einer Gerinnung und damit Verklumpung des Blutes. Außerdem setzt sich das Blut in den Sackgassen ab. Zum anderen entstehen an den Verzweigungsstellen zwischen der Transportleitung und dem Nebenzweig Stoßstellen, auf die der Blutstrom aufprallt. Damit kann eine Schädigung des Blutes verbunden sein. Veränderungen des Blutes während des Transportes müssen jedoch verhindert werden. Sie sind daher inakzeptabel. Damit sind die bekannten Dämpfungsvorrichtungen nicht hämokompati- bel.

Es ist aus der Anatomie und Physiologie bekannt, dass eine stoßweise Entleerung des linken Teils des Herzens durch die Aorta bzw. arterielle Blutgefäße ausgeglichen werden kann. Die Blutgefäße, einschließlich der Aorta, besitzen eine veränderliche Wandelastizität, die es dem Blutgefäß ermöglicht, in Zeitabschnitten höheren Druckes ein druckabhängiges Volumen aufzunehmen und dieses in Zeitabschnitten geringeren Druckes wieder abzugeben. Diese im Hinblick auf die Funktionsweise eines Wind- kessels als„Winkelfunktion der Gefäße" bezeichnete Prinzip sorgt für eine Glättung des pulsierenden Volumenstromverlaufes des Blutes, der vom Herzen als Fördereinrichtung des Blutes verursacht wird. Die Wandelastizität der Blutgefäße ist dabei abhängig von Muskelkontraktionen in der Gefäßwandmuskulatur. Die Wandelastizität der Blutgefäße wird in der Fachsprache auch als Compliance bezeichnet.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere eine Vorrichtung zur Dämpfung von Druck- und/oder Volumenschwankungen in einem Fluidstrom, insbesondere einem Blutstrom, angegeben werden, die ohne Nebenzweige auskommt und damit Stoßstellen sowie Bereiche, in denen ein Teil des Fluids zum Stehen kommt, vermeidet.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 10 und 14 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche. Nach Maßgabe der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Dämpfung von Druck- und/oder Volumenschwankungen in einem Fluidstrom, insbesondere einem Blutstrom, vorgesehen. Die Vorrichtung weist eine druckdichte Kammer und eine Leitung zur Führung des Fluidstroms durch die Kammer unter Einwirkung eines Förderdrucks auf. Die Leitung besitzt einen ersten Abschnitt aus einem elastischen Material, der einen ersten Querschnitt aufweist, wenn der innerhalb der Kammer wirkende Kammerdruck dem Umgebungsdruck entspricht. Der Kammerdruck ist auf einen Wert eingestellt, der eine Verengung des Querschnitts des ersten Abschnittes der Leitung auf einen zweiten Querschnitt bewirkt, wenn der erste Abschnitt nicht von dem Fluid durchströmt ist oder wenn der Förderdruck kleiner als der Kammerdruck ist.

Der Kammerdruck sollte über dem Umgebungsdruck, d. h. dem Druck außerhalb der Kammer, liegen. Vorzugsweise ist der Kammerdruck auf einen Wert eingestellt, der einen Verschluss des ersten Abschnittes bewirkt, wenn dieser nicht von dem Fluid durchströmt ist. Ein Verschluss des ersten Abschnittes liegt vor, wenn der Querschnitt des ersten Abschnittes auf einen zweiten Querschnitt verengt wird, der Null beträgt.

Der Kammerdruck soll also eine Kompression des ersten Abschnittes der Leitung bewirken, wenn der erste Abschnitt nicht von dem Fluid durchströmt ist oder wenn der Förderdruck kleiner als der Kammerdruck ist. Dabei ist es bevorzugt, dass, wenn der erste Abschnitt nicht von dem Fluid durchströmt ist, der Kammerdruck ein Kollabieren des ersten Abschnittes bewirkt. Um eine Kompression des ersten Abschnittes zu erreichen, besteht der erste Abschnitt aus einem flexiblen Material. Gleichzeitig ermöglicht das flexible Material eine Dekompression des ersten Abschnittes, wenn der Förderdruck gleich oder größer als der Kammerdruck ist. Das flexible Material kann damit auch als kompressibles Material bezeichnet werden.

Wenn kein Fluidstrom durch die Leitung geführt wird, gilt Folgendes: Der Kammerdruck übt eine Druckkraft auf die äußere Oberfläche des ersten Abschnittes der Lei- tung aus. Der Kammerdruck ist so eingestellt, dass die Druckkraft eine Kompression des ersten Abschnittes bewirkt, womit eine Verengung des Querschnittes des ersten Abschnittes einhergeht. Vorzugsweise wird der Kammerdruck so eingestellt, dass der erste Abschnitt kollabiert, so dass die inneren Oberflächen des ersten Abschnittes gegeneinander gepresst werden, wodurch ein Verschluss des ersten Abschnittes und damit der Leitung bewirkt wird. Der Kammerdruck sollte dabei auf den kleinstmögli- chen Wert eingestellt werden, bei dem der erste Abschnitt kollabiert. Daher sollte der Kammerdruck um nicht mehr als 10 %, bevorzugt um nicht mehr als 5 %, über dem Innendruck in der Leitung liegen. Der Innendruck in der Leitung entspricht dem Umgebungsdruck. Wird nun ein Fluidstrom durch die Leitung und damit deren ersten Abschnitt geführt, so gilt Folgendes: Der Förderdruck, mit dem das Fluid in die Leitung befördert wird, übt eine Druckkraft auf die innere Oberfläche des ersten Abschnittes aus. Diese Druckkraft wirkt der Druckkraft, die der Kammerdruck auf die äußere Oberfläche des ersten Abschnittes ausübt, entgegen. Sie sorgt für eine Dekompression des ersten Ab- Schnittes. War der erste Abschnitt kollabiert, so sorgt sie zunächst für eine Öffnung des ersten Abschnittes. Je größer der Förderdruck, um so stärker ist die Druckkraft, die er auf die innere Oberfläche des ersten Abschnittes ausübt. Damit steigt der Querschnitt des ersten Abschnittes. Dabei ist allerdings eine Obergrenze vorgesehen. Der Querschnitt des ersten Abschnittes geht nicht über den ersten Querschnitt, also den Querschnitt, den der erste Abschnitt bei Umgebungsdruck hat, hinaus. Der Förderdruck sollte größer als der Umgebungsdruck sein.

Wird ein Fluidstrom mit schwankendem Fördervolumen durch die Leitung und deren ersten Abschnitt geleitet, so bildet sich ein schwankender Förderdruck aus, sofern am Ausgang der Leitung eine Last anliegt. Ein schwankender Förderdruck ist durch eine zeitliche Abfolge relativer Maxima und Minima gekennzeichnet. Steigt der Förderdruck von einem Minium auf ein Maximum, dehnt sich der erste Abschnitt von seinem zweiten, verengten Querschnitt auf einen größeren Querschnitt aus. Dabei wird die Druckkraft, die der Kammerdruck auf die äußere Oberfläche des ersten Abschnit- tes ausübt, überwunden. Die Querschnittserweiterung sorgt für eine Erweiterung des Volumens des ersten Abschnittes. Dieses zusätzliche Volumen des ersten Abschnittes wird von dem Fluid eingenommen. Mit anderen Worten, ein steigender Förderdruck sorgt dafür, dass ein Teil des Fluids, der als Teilvolumen, Teilmenge oder beides charakterisiert werden kann, in dem ersten Abschnitt aufgefangen werden kann. Sinkt der Förderdruck von einem Maximum auf ein Minimum, verengt sich der erste Abschnitt wieder, weil die Druckkraft des Kammerdruckes die Druckkraft des Förderdruckes übersteigt. Damit verringert sich gleichzeitig das Volumen des ersten Abschnittes. Der Teil des Fluids, der das zusätzliche Volumen eingenommen hat, wird aus dem ersten Abschnitt aufgrund der einwirkenden Druckkraft des Kammerdruckes heraus- gepresst. Der Querschnitt des ersten Abschnittes verengt sich dabei auf den zweiten Querschnitt, maximal auf einen zweiten Querschnitt von Null. Beträgt der zweite Querschnitt Null, so ist der erste Abschnitt verschlossen, weil er kollabiert. Durch die zyklische Kompression kann ein periodisch schwankender Fluiddruck und somit auch Fluidstrom geglättet werden. In Analogie zur Elektrotechnik könnte man die erfindungsgemäße Vorrichtung vereinfacht als einen R-C-Tiefpass bezeichnen, wenn am Ausgang der Leitung aus der Kammer eine hydraulische Last anliegt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es in einem fluidführ enden hydraulischen System, Druck- und Volumenschwankungen unterschiedlicher Frequenz adaptiv zu dämpfen. In systemtheoretischer Ana- logie stellt es die Funktion eines hydraulisch-mechanischen Tiefpasses mit variabler Grenzfrequenz dar.

Der erste Abschnitt der Leitung verläuft zweckmäßigerweise durch den geometrischen Mittelpunkt des Innenraumes der Kammer. Damit wird sichergestellt, dass die Druckkraft des Kammerdruckes auf die äußere Oberfläche des ersten Abschnittes gleichmäßig einwirkt. Vorzugsweise weist der erste Abschnitt einen kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt auf, wobei ein kreisförmiger Querschnitt bevorzugt ist. Vorzugsweise weist die Leitung insgesamt, also einschließlich des ersten Abschnittes, einen kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt auf, wobei ein kreisförmiger Quer- schnitt bevorzugt ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Abschnitt ein Schlauch. Besonders bevorzugt ist die Leitung insgesamt, also einschließlich des ersten Abschnittes, ein Schlauch. Bei dem Fluid kann es sich um eine Flüssigkeit oder ein Gas handeln. Insbesondere wenn das Fluid, das durch die Leitung strömen soll, Blut ist, ist es bevorzugt, dass die Leitung eine Leitung aus einem hämokompatiblen Material ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist für die Dämpfung von Druck- und/oder Volumenschwankungen in einem Blutstrom besonders geeignet, weil sie keine Nebenzweige aufweist. Sie ver- meidet Bereiche, in denen das Fluid zum Stehen kommt. Ferner weist sie keine Stoßstellen auf.

Das elastische Material, aus dem der erste Abschnitt der Leitung besteht, ist vorzugsweise ein gummielastisches Material. Das elastische Material ist vorzugsweise ein Polymer. Vorzugsweise ist das Polymer aus der Gruppe ausgewählt, die Silikone, Polyvinylchlorid (PVC), Polyurethan (PUR), Polytetrafluorethylen (PTFE) und Kombinationen davon umfasst. Bei diesen Materialien kann es sich um hämokompatible Materialien handeln, wenn sie auf geeignete Weise verarbeitet worden sind. Das Material, aus dem der erste Abschnitt besteht, sollte kein Metall sein oder eine metallische Beschichtung aufweisen. Das sollte für die Leitung insgesamt gelten.

Es ist bevorzugt, dass der maximale Querschnitt des ersten Abschnittes der Leitung, wenn er von einem Fluid durchströmt wird, dem ersten Querschnitt entspricht. Das gilt zweckmäßigerweise über die gesamte Länge des ersten Abschnittes. Auf diese Weise wird erreicht, dass sich das Wandmaterial des ersten Abschnittes an seiner inneren Oberfläche nicht ausdehnt. Die innere Oberfläche des ersten Abschnittes dehnt sich nicht aus. Der erste Abschnitt wird unter Einwirkung des Kammerdruckes komprimiert und unter Einwirkung des maximalen Förderdruckes höchstens in einen Zustand gebracht, der seinem Zustand bei Normaldruck entspricht, d. h. der Querschnitt des ersten Abschnittes ist selbst bei maximalem Förderdruck nicht größer als sein Querschnitt bei Normaldruck. Damit wird eine Oberflächenvergrößerung an der inne- ren Oberfläche des ersten Abschnittes verhindert. Mit anderen Worten, die Compliance der erfindungsgemäßen Vorrichtung basiert im Gegensatz zu bisherigen technischen Lösungen nicht auf der Ausdehnung eines elastischen Schlauchstückes, sondern auf dem erneuten Dehnen eines kollabierten Schlauchstückes. Auf diese Weise wird die Wandrauigkeit des ersten Abschnittes der Leitung nicht ungünstig beeinflusst. Das ist insbesondere vorteilhaft, wenn das Fluid Blut ist. Vermehrte Proteinanlagerungen aus dem geförderten Blut an der inneren Oberfläche des ersten Abschnittes werden somit verhindert. Die Kammer ist eine druckdichte Kammer. Vorzugsweise weist die Kammer eine quaderförmige Gestalt auf, wobei der Innenraum der Kammer gleichfalls quaderförmig ist. In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Kammer in ihren Wandungen abgedichtete Durchführungen auf, wobei die Leitung durch eine erste Durchführung in die Kammer eintritt und durch die zweite Durchführung aus der Kammer austritt. Besitzt die Kammer eine quaderförmige Gestalt, so kann vorgesehen sein, dass die beiden Durchführungen in sich gegenüberliegenden Wänden der Kammer, vorzugsweise deren Stirnseiten, ausgebildet sind.

Der erste Abschnitt kann sich durch den gesamten Innenraum der Kammer, also von einer Durchführung zur anderen Durchführung, erstrecken. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Leitung zweite Abschnitte aus einem starren Material aufweist, die jeweils an eine Durchführung angrenzen und zwischen denen der erste Abschnitt der Leitung angeordnet ist. Dabei sollten die Querschnitte der zweiten Abschnitte der Leitung dem ersten Querschnitt des ersten Abschnittes der Leitung entsprechen, um Stoßstellen zu vermeiden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann eine Regelungseinrichtung zur Regelung des Kammerdruckes umfassen. Die Regelungseinrichtung kann eine Regelungseinrichtung zur automatisierten Regelung des Kammerdruckes sein. Nach Maßgabe der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Dämpfung von Druck- und/oder Volumenschwankungen in einem Fluidstrom, insbesondere einem Blutstrom, mittels einer Vorrichtung vorgesehen, die eine druckdichte Kammer und eine Leitung zur Führung des Fluidstroms durch die Kammer unter Einwirkung eines Förderdrucks aufweist, wobei die Leitung einen ersten Abschnitt aus einem elastischen Material besitzt, der einen ersten Querschnitt aufweist, wenn der innerhalb der Kammer wirkende Kammerdruck dem Umgebungsdruck entspricht. Der Kammerdruck wird dabei auf einen Wert eingestellt, der eine Verengung des Querschnitts des ersten Abschnittes der Leitung auf einen zweiten Querschnitt bewirkt, wenn der erste Abschnitt nicht von dem Fluid durchströmt ist oder wenn der Förderdruck kleiner als der Kammerdruck ist. Bei der Vorrichtung handelt es sich vorzugsweise um die erfindungsgemäße Vorrichtung.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die Schritte:

(a) bevor ein Fluidstrom durch die Leitung geführt wird, schrittweises oder kontinuierliches Erhöhen des Kammerdruckes auf einen Wert oberhalb des Umgebungsdruckes bis zum Verschluss des ersten Abschnittes; und

(b) Führen eines Fluids durch die Leitung unter Einwirkung eines Förderdruckes, wobei der Förderdruck den Querschnitt des ersten Abschnittes auf einen zweiten Querschnitt verengt, wenn der Förderdruck kleiner als der in Schritt (a) eingestellte Kammerdruck ist, und der Querschnitt des ersten Abschnittes dem ersten Querschnitt entspricht, wenn der Förderdruck gleich oder größer als der Kammerdruck ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann ein automatisiertes Verfahren sein. Das erfindungsgemäße Verfahren kann ein geregeltes Verfahren sein. Dazu kann vorgesehen sein, dass der Kammerdruck in Abhängigkeit von dem Förderdruck variiert wird, so dass der Förderdruck den Querschnitt des ersten Abschnittes auf einen zweiten Quer- schnitt verengt, wenn der Förderdruck kleiner als der in Schritt (a) eingestellte Kammerdruck ist, und wobei der Querschnitt des ersten Abschnittes dem ersten Querschnitt entspricht, wenn der Förderdruck gleich oder größer als der Kammerdruck (ρκ) ist. Eine solche Regelung des Kammerdruckes wird vorzugsweise im Anschluss an eine Änderung des Förderdruckes durchgeführt. Zur Regelung des Kammerdruckes kann eine Messeinrichtung vorgesehen sein, die den Förderdruck kontinuierlich überwacht. Verändert sich der Förderdruck, so kann dann der Kammdruck entsprechend erhöht oder verringert werden. Umfasst das Verfahren den obengenannten Schritt (b), so kann vorgesehen sein, dass der Kammerdruck in Abhängigkeit vom Förderdruck während der Ausführung dieses Schrittes verändert wird. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Kammerdruck erhöht wird, wenn der Förderdruck eine Ausdehnung des Querschnittes des ersten Abschnittes über den ersten Querschnitt hinaus bewirken könnte. Das erfindungsgemäße Verfahren kann eine automatisierte Regelung des Kammerdruckes umfassen. In die Regelung des Kammerdruckes kann zusätzlich zu dem Förderdruck auch die Pulsation der Fördervorrichtung einfließen.

Außerdem kann nach Maßgabe der Erfindung die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Dämpfung von Druck- und/oder Volumenschwankungen in einem Fluidstrom vorgesehen sein. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann Teil eines Systems sein, in dem ein Fluid als Arbeitsmedium mittels einer Fördervorrichtung, beispielsweise einer Pumpe, gefördert wird. Bei dem Fluid kann es sich um eine Flüssigkeit, beispielsweise um Blut, handeln.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen, die die Erfindung nicht einschränken sollen, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung mit einem kollabierten ersten Abschnitt der durch eine druckdichte Kammer geführten Leitung; Fig. 2 eine weitere schematische Darstellung der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform, wobei der erste Abschnitt der Leitung seinen maximalen Querschnitt aufweist; und

Fig. 3 eine Schaltbild einer Einrichtung zur automatisierten Regelung des Kammerdruckes in der Kammer einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vor- richtung 1 weist eine quaderförmige Kammer 2 mit einer Wandung 3 auf, die einen Innenraum druckdicht umschließt. In der Wandung 3 der Kammer 2 sind zwei sich gegenüberliegende Durchführungen 7 ausgebildet, durch die die Leitung 5 derartig geführt ist, dass ein erster Abschnitt 6 der Leitung 5 durch den geometrischen Mittelpunkt des Innenraumes 4 der Kammer 2 verläuft. Der erste Abschnitt 6 der Leitung 5 liegt zwischen zwei zweiten Abschnitten 8 der Leitung 5, die durch die Durchführungen 7 verlaufen und als Konnektoren für die Vorrichtung 1 dienen. Die Leitung hat einen ringförmigen Querschnitt. Der erste Abschnitt 6 besteht aus einem elastischen, hämokompatiblen Material. Die zweiten Abschnitte 8 bestehen aus einem starren, hämokompatiblen Material. Über die Leitung tritt ein Flüssigkeitsstrom unter Einwir- kung eines schwankenden Förderdruckes P _F in den Innenraum 4 der Kammer 2 ein (Pfeil A). Die Erfindung kann, auch wenn sie in diesem Ausführungsbeispiel in Bezug auf einen Flüssigkeitsstrom veranschaulicht wird, auch für andere Fluidströme, beispielsweise einen Gasstrom, eingesetzt werden. Im Innenraum der Kammer 2 ist ein Kammerdruck ρκ eingestellt, der über dem Umgebungsdruck pu, der außerhalb der Kammer 2 herrscht, liegt. Der Kammerdruck p _K übt auf die äußere Oberfläche des ersten Abschnittes 6 der Leitung 5 eine Druckkraft F _K aus, die auch als Kammerdruckkraft bezeichnet wird. Gleichzeitig übt der Förderdruck p _F über die strömende Flüssigkeit eine Druckkraft F _F , die auch als Förderdruck- kraft bezeichnet wird, auf die innere Oberfläche des ersten Abschnittes 6 der Leitung 5 aus. In Fig. 1 ist der Zustand der Vorrichtung dargestellt, in der die Kammerdruckkraft F _K größer als die Förder druckkraft F _F ist. In diesem Fall wird der erste Abschnitt 6 komprimiert, d. h. sein Querschnitt verengt sich von seinem ersten Querschnitt, der durch gestrichelte Linien gekennzeichnet ist, auf einen geringeren, zweiten Querschnitt. Dieser Zustand der Vorrichtung wird als komprimierter Zustand bezeichnet.

In Fig. 2 ist der Zustand der Vorrichtung dargestellt, in der die Kammerdruckkraft F _K kleiner als die Förderdruckkraft F _F ist. In diesem Fall weitet sich der erste Ab- schnitt 6, d. h. sein Querschnitt vergrößert sich von seinem zweiten Querschnitt auf einen größeren Querschnitt, maximal auf seinen ersten Querschnitt. Dieser Zustand der Vorrichtung wird als dekomprimierter Zustand bezeichnet.

Der erste Querschnitt entspricht dem Querschnitt des ersten Abschnittes bei Umge- bungsdruck. Bevor durch die Leitung 5 ein Flüssigkeitsstrom geführt wird, wird der Kammerdruck p _K schrittweise oder kontinuierlich auf einen Wert oberhalb des Umgebungsdruckes pu erhöht, und zwar solange, bis der erste Abschnitt kollabiert, d. h. er vollständig verschlossen ist. Dieser Verschluss ist der Extremfall des komprimierten Zustandes. Er sollte nur vor Inbetriebnahme der Vorrichtung bestehen, um einen Strömungsabriss zu verhindern. Anschließend kann dann eine Flüssigkeit durch die Leitung 5 unter Einwirkung des Förderdruckes p _F in die Kammer geführt werden.

Der Übergang der Vorrichtung vom komprimierten Zustand (Fig. 1) in den dekomprimierten Zustand (Fig. 2) und zurück in Abhängigkeit von den Schwankungen des Förderdruckes p _F sorgt für eine Glättung des Flüssigkeitsstromes in der Vorrichtung 1, der dann an der zweiten Durchführung durch die Leitung 5 aus der Kammer 2 austreten kann (Pfeil B).

Das in Fig. 3 gezeigte Schaltbild veranschaulicht ein Beispiel für eine automatisierte Regelung des Kammerdruckes ρκ in der Kammer 2. Dazu kann eine Regelungseinrichtung 9 vorgesehen sein. Die Regelungseinrichtung 9 weist eine Vorsteuerungsein- heit 10 auf, in der der Soll-Kammerdruck P _K, S _OÜ auf Basis des gemessenen Förderdruckes P _F der Flüssigkeit berechnet wird. Der Ist-Kammerdruck pK,ist, der in der Kammer 2 herrscht, wird durch Messung 13 bestimmt. Der gemessene Kammerdruck wird in der Regelungseinrichtung 9 mit dem Soll-Kammerdruck pK,soii verglichen. Bei ei- ner Abweichung des gemessenen Kammdruckes wird mittels eines Reglers 1 1 eine Stellgröße berechnet, die an ein Druckstellglied 12 übergeben wird, mit dem der Kammerdruck p _K in der Kammer 2 beeinflusst wird. Regler 1 1 und Druckstellglied sind Einheiten der Regelungseinrichtung 9.

Bezugszeichenliste

1 Vorrichtung

2 Kammer

3 Wandung

4 Innenraum

5 Leitung

6 erster Abschnitt

7 Durchführung

8 zweiter Abschnitt

9 Regelungseinrichtung

10 Vorsteuerungseinheit

11 Regler

12 Druckstellglied

13 Kammerdruckmessung