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Title:
METHOD FOR PULSATION DAMPING IN A FLUID-CONVEYING SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/037840
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for pulsation damping in a fluid-conveying surface (1), in which the fluid flows along a membrane (8, 50) in a damping portion (2, 22, 29, 33, 36, 37, 49) of the system (1), which membrane is supported against a pressure pad in an intermediate space (10) formed relative to a housing wall (11). The pressure in the intermediate space (10) can be adjusted to a minimum value of the pulsation amplitude of the fluid pressure. The invention further relates to a corresponding system (1) having pulsation damping.

Inventors:
SCHLÜCKER, Eberhard (Im Kirchacker 15, Obersulm, 74182, DE)
ALT, Nicolas Sven Alexander (Eschenbachstraße 28, Schwabach, 91126, DE)
REICHEL-LÉSNIANSKI, Piotr (Fallrohrstraße 105, Nürnberg, 90480, DE)
KÖGLER, Andreas (Schlüsselfelderstraße 8, Nürnberg, 90409, DE)
Application Number:
EP2017/071180
Publication Date:
February 28, 2019
Filing Date:
August 23, 2017
Export Citation:
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Assignee:
FRIEDRICH-ALEXANDER-UNIVERSITÄT ERLANGEN-NÜRNBERG (Schloßplatz 4, Erlangen, 91054, DE)
International Classes:
F16L55/033; F04C2/107; F04C2/12; F04C15/00; F04C15/06; F16L55/054
Foreign References:
US4088154A1978-05-09
EP1520986A12005-04-06
FR3028057A12016-05-06
DE2505856A11976-08-26
DE1962134A11971-06-16
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
FDST PATENTANWÄLTE (Nordostpark 16, Nürnberg, 90411, DE)
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Claims:
Ansprüche

1 . Verfahren zur Dämpfung einer Pulsation eines Fluiddrucks in einer ein Fluid führenden Anlage (1 ), wobei das Fluid in einem Dämpfungsabschnitt (2, 22, 29, 33, 36, 37, 49) der Anlage (1 ) an einer Membran (8, 50) entlang strömt, die sich gegen ein Druckpolster in einem zu einer Gehäusewand (1 1 ) ausgebildeten Zwischenraum (10) abstützt,

dadurch gekennzeichnet, dass der Druck im Zwischenraum (10) auf einen Minimalwert der Pulsationsamplitude des Fluiddrucks geregelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum (10) mit einem Gas gefüllt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum (10) zumindest teilweise mit einer Flüssigkeit gefüllt wird, wobei sich die Flüssigkeit gegen ein innerhalb oder außerhalb des Zwischenraum (10) angeordnetes Gaspolster abstützt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Druck im Zwischenraum (10) durch Variation des Volumens des Gaspolsters eingestellt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,

dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum (10) von dem Gaspolster abgetrennt wird, wenn der Fluiddruck einen vorgegebenen Schwellschwert unterschreitet.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Pulsationsamplitude durch Erfassung des Druckverlaufs über der Zeit ermittelt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckverlauf über der Zeit im Zwischenraum (10), in einer Zuführleitung und/oder in einem mit dem Zwischenraum kommunizierenden Behälter (12) erfasst wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass zu einer Erhöhung des Drucks im Zwischenraum (10) ein an eine Druckleitung oder an ein Druckreservoir angeschlossenes Einlassventil (14) geöffnet wird, und dass zu einer Erniedrigung des Druckes im Zwischenraum (10) ein mit dem Außenraum verbundenes Auslassventil (15) geöffnet wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass zur Regelung der Druck im Zwischenraum (10) verändert wird, dass die hierzu korrespondierende Änderung in der Pulsationsamplitude erfasst wird, und dass der Druck in Richtung einer Verringerung der Pulsationsamplitude nachgeführt wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Pulsation des Fluiddrucks mittelbar über den Druck im Zwischenraum (10) gemessen wird, dass bei Inbetriebnahme der Anlage (1 ) der Druck im Zwischenraum (10) ausgehend von einem Anfangswert erhöht wird, bis eine Pulsationsamplitude im Zwischenraum (10) erfassbar ist, und dass der Druck im Zwischenraum (10) dann weiter erhöht wird, bis ein Minimalwert der erfassten Pulsationsamplitude ermittelt ist.

1 1 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass im Betrieb der Anlage (1 ) die Pulsationsamplitude erfasst wird, und dass die Regelung des Drucks im Zwischenraum (10) bei einer Änderung der Pulsationsamplitude gestartet wird.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass bei Betriebsende der Anlage (1 ) der Druck im Zwischenraum (10) auf Umgebungsdruck abgeglichen wird.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass als Membran (8) ein Schlauch verwendet wird, der von dem Fluid durchströmt wird.

14. Anlage (1 ) zur Führung eines unter einem Fluiddruck stehenden Fluids, umfassend einen Dämpfungsabschnitt (2, 22, 29, 33, 36, 37, 49), in dem eine an die Fluidströmung angrenzende Membran (8, 50) angeordnet ist, die sich gegen ein Druckpolster in einem zu einer Gehäusewand (1 1 ) ausgebildeten Zwischenraum (10) abstützt,

gekennzeichnet durch

- einen Sensor zur Erfassung einer Pulsationsamplitude des Fluiddrucks,

- steuerbare Druckänderungsmittel zur Änderung des Drucks im Zwischenraum (10) und

- einen mit dem Sensor und mit den Druckänderungsmitteln signaltechnisch verbundenen Controller (18), der zur Regelung des Drucks im Zwischenraum (10) auf einen Minimalwert der Pulsationsamplitude eingerichtet ist.

15. Anlage (1 ) nach Anspruch 14,

dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor zur Erfassung der Pulsationsamplitude als Drucksensor (24) ausgebildet ist.

16. Anlage (1 ) nach Anspruch 14 oder 15,

gekennzeichnet durch einen vom Zwischenraum (10) über ein Dichtungsmittel getrennten Gasraum (12), so dass sich eine Flüssigkeit im Zwischenraum (10) gegen ein Gaspolster im Gasraum abstützt.

17. Anlage (1 ) nach Anspruch 16,

dadurch gekennzeichnet, dass der Gasraum (12) und der Zwischenraum (10) über ein gasfreies Kanalstück (13) verbunden sind, und dass im Kanalstück (13) ein Ventil (16) zu einer bedarfsweisen Abtrennung des Gasraums (12) von dem Zwischenraum (10) angeordnet ist.

18. Anlage (1 ) nach einem der Ansprüche 14 bis 17,

dadurch gekennzeichnet, dass die Druckänderungsmittel ein an eine Druckleitung oder an ein Druckreservoir angeschlossenes Einlassventil (14) und ein mit dem Außenraum verbundenes Auslassventil (15) umfassen.

19. Anlage (1 ) nach einem der Ansprüche 14 bis 18,

dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungsabschnitt (2, 22, 29, 33, 36, 37, 49) als Rohr (3), als Rohrbogen (23), als Rohrabzweigstück, als Rohrgabelung oder als Rohrkreuzungsstück ausgebildet ist.

20. Anlage (1 ) nach einem der Ansprüche 14 bis 19,

gekennzeichnet durch eine Fluidenergiemaschine (26, 34, 40), wobei der Dämpfungsabschnitt (2, 22, 29, 33, 36, 37, 49) an der Einlassseite (27) der Fluidenergiemaschine (26, 34, 40) angeordnet oder an der Auslassseite (28) der Fluidenergiemaschine (26, 34, 40) angeordnet oder in die Fluidenergiemaschine (26, 34, 40) integriert ist.

21 . Anlage (1 ) nach Anspruch 20,

dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidenergiemaschine (26, 34, 40) eine Arbeitsmaschine, insbesondere eine Pumpe oder ein Kompressor ist.

22. Anlage (1 ) nach Anspruch 21 ,

dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe eine Drehkolbenpumpe (26, 40), eine Exzenterschneckenpumpe (34), eine oszillierende Verdrängerpumpe oder eine Kreiselpumpe ist.

23. Anlage (1 ) nach einem der Ansprüche 14 bis 22,

dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungsabschnitt (2, 22, 29, 33, 36, 37, 49) in ein Ventil (31 ) integriert ist.

24. Anlage (1 ) nach einem der Ansprüche 14 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran Versteifungselemente (19) umfasst, insbesondere Noppen und/oder Rippen (20) aufweist.

25. Anlage (1 ) nach einem der Ansprüche 14 bis 24,

dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (8) ein Schlauch ist, der von dem Fluid durchströmt wird.

Description:
Beschreibung

Verfahren zur Pulsationsdämpfung in einer ein Fluid führenden Anlage

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dämpfung einer Pulsation eines Fluid- drucks (kurz: Pulsationsdämpfung) in einer ein Fluid führenden Anlage, wobei das Fluid in einem Dämpfungsabschnitt der Anlage an einer elastischen Membran entlang strömt, die sich gegen ein Druckpolster in einem zu einer Gehäusewand ausgebildeten Zwischenraum abstützt. Die Erfindung betrifft weiter eine Anlage zur Führung eines unter einem Fluiddruck stehenden Fluids, die zur Pulsationsdämpfung einen Dämpfungsabschnitt umfasst, in dem eine an den Fluidstrom angrenzende Membran angeordnet ist, die sich gegen ein Druckpolster in einem zu einer Gehäusewand ausgebildeten Zwischenraum abstützt. Die Erfindung beschäftigt sich insbesondere mit der Dämpfung von Druckpulsationen, die durch Fluidener- giemaschinen in strömenden Flüssigkeiten verursacht werden.

Druckpulsationen und hydraulische Schwingungen in Fluid führenden Anlagen verursachen Schäden in Anlagenkomponenten und führen in unerwünschter Weise auch zu einem erhöhten Energieverbrauch. Um solche Schäden zu vermeiden und um durch Druckschwankungen verursachte Verluste zu vermeiden, werden üblicherweise Pulsationsdämpfer eingesetzt. Gegenüber klassischen Anbaudämpfern werden hierbei oft Inline-Dämpfer bevorzugt, die beispielsweise als Einbaukomponenten in Rohren in eine bestehende Anlage integriert werden können. Dabei ist beispielsweise ein vom Fluid durchströmbarer, innenliegender Schlauch vorgesehen, der sich gegen ein Druckpolster in einem zu einer Gehäusewand ausgebildeten Zwischenraum abstützt. Bei einer Druckpulsation im Fluid wird der Schlauch unter Kompression eines das Druckpolster bildenden Gases ausgedehnt. Verringert sich der Druck im Fluid, wird die im Gas des Druckpolsters gespeicherte Energie wieder in das Fluid abgegeben. Dies führt zu einer Dämpfung der Druckpulsationen, also zu einer Verringerung der Pulsations- bzw. Druckschwingungsamplitude.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein besonders effektives Verfahren zur Pulsationsdämpfung in einer ein Fluid führenden Anlage und eine entsprechende Anlage mit Pulsationsdämpfung anzugeben.

Diese Aufgabe wird für ein Verfahren zur Pulsationsdämpfung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1 , dass der Druck im Zwischenraum auf einen Minimalwert der Pulsationsamplitude im Fluid geregelt wird. Das Verfahren als solches wird insbesondere vollautomatisch durchgeführt.

Die Erfindung geht dabei in einem ersten Schritt von der Überlegung aus, dass ein gegebener Druck zur Ausbildung des Druckpolsters, gegen den sich die Membran abstützt, nicht für alle möglichen Betriebsbedingungen der Anlage eine optimale Pulsationsdämpfung im Fluid gewährleisten kann. Überhaupt kann mit einem starren Pulsationsdämpfungssystem nicht für jede Fluid führende Anlage eine gleich gute Pulsationsdämpfung erzielt werden. Zwar bewirken derartige Systeme in der Tat eine Pulsationsdämpfung. Jedoch wird der optimale Dämpfpunkt entweder gar nicht oder nur bei bestimmten herrschenden Betriebsbedingungen zufällig erreicht.

In einem zweiten Schritt erkennt die Erfindung, dass die Dämpfungswirkung unter der Voraussetzung eines gegebenen konkreten mechanischen Dämpfungssystems im Wesentlichen von dem Druck des Druckpolsters abhängt. Ein zu hoher Druck führt zu einer harten Dämpfung und eignet sich gegebenenfalls nur zur Dämpfung kleiner Schwingungsamplituden. Bei einem zu niedrigen Druck vermag die Dämpfung gegebenenfalls hohen Schwingungsamplituden nicht zu folgen.

In einem dritten Schritt schließlich erkennt die Erfindung anhand eigener Untersuchungen, dass ein Optimum der Dämpfungswirkung unabhängig von den tatsächlichen Betriebsbedingungen tatsächlich nur bei einem bestimmten Druck bzw. innerhalb eines bestimmten abgegrenzten Druckbereichs auftritt. Die optimale Dämpfung zeichnet sich dabei durch minimale Druck- bzw. Pulsationsamplituden aus. Wird der optimale Druckpunkt bzw. der optimale Druckbereich überfahren, so nimmt die Pulsationsamplitude sowohl in Richtung auf einen höheren als auch in Richtung auf einen niedrigeren Druck zu. Dies erlaubt es, den Druck unter Beachtung der Pulsationsamplitude derart einzustellen, dass die Pulsationsamplitude minimal ist. Mit anderen Worten kann also der Druck im Zwischenraum auf die minimale Pulsationsamplitude geregelt werden.

Als„regeln" wird hierbei die Einstellung des Drucks im Zwischenraum mittels eines geschlossenen Regelkreises (closed-loop control) bezeichnet. Die Formulierung, dass„der Druck im Zwischenraum auf einen Minimalwert der Pulsationsamplitude im Fluid geregelt wird", ist dabei dahingehend zu verstehen, dass als Stellgröße der erfindungsgemäßen Regelung der Druck im Zwischenraum herangezogen wird, während als Regelgröße (deren Ist-Wert mit einer Führungsgröße als Regelkriterium verglichen wird) die Druckpulsation des Fluiddrucks herangezogen wird. Der Fluiddruck und dessen Druckpulsation können dabei im Rahmen der Erfindung unmittelbar im Fluid gemessen werden. Vorzugsweise wird die Druckpulsation im Fluid aber mittelbar über eine korrespondierende Druckpulsation im Zwischenraum oder einem damit druckübertragungstechnisch verbundenen Volumen gemessen. Als Führungsgröße oder Regelkriterium wird herangezogen, dass die Druckpulsation minimal wird, also einen Minimalwert erreicht. In äquivalenter Formulierung wird also die Änderung der Pulsationsamplitude bei einer Variation des Drucks im Zwischenraum auf einen Sollwert von Null geregelt.

Als„Pulsationsamplitude" des Fluiddrucks wird insbesondere das Druckintervall zwischen einem Minimum und einem benachbarten Maximum im zeitlichen Verlauf des oszillierenden Fluiddrucks oder ein aus solchen Druckintervallen gebildeter Mittelwert bezeichnet.

Als„Druckpolster" wird allgemein ein in dem Zwischenraum aufgenommenes Medium (insbesondere ein Gas oder eine Flüssigkeit) bezeichnet, das einer Lageänderung der Membran infolge einer Änderung des Fluiddrucks elastisch nachgibt, wobei dieses Medium eine rückstellende Kraft auf die Membran aufbaut. Bevorzugt wird bei dem angegebenen Verfahren zur Pulsationsdämpfung der Zwischenraum zwischen der Membran und der Gehäusewand selbst mit einem Gas, also einem kompressiblen Medium gefüllt. In diesem Fall stützt sich die Membran unmittelbar gegen das durch das Gasvolumen gebildete Druckpolster ab. Das Gas gibt der Lageänderung der Membran dabei nach, indem es im Zwischenraum komprimiert oder expandiert wird. In einer anderen, alternativen Ausgestaltung ist der Zwischenraum zumindest zum Teil mit einer als Druckpolster wirkenden Flüssigkeit gefüllt, wobei sich diese Flüssigkeit ihrerseits gegen ein Gaspolster (d.h. ein komprimierbares Gasvolumen) im Zwischenraum oder außerhalb des Zwischenraums abstützt. In letzterem Fall gibt die an sich insbesondere inkompres- sible Flüssigkeit der Lageänderung der Membran nach, indem sie zum Teil aus dem Zwischenraum verdrängt wird oder in den Zwischenraum nachfließt. Durch die Flüssigkeit wird dabei eine durch Pulsation des Fluiddrucks verursachte Schwingung der Membran hydraulisch auf das Gaspolster übertragen. Das Gaspolster ist dabei beispielsweise in einem separaten Reservoir (Gasraum) außerhalb der Dämpfungskomponente gebildet. Der Gasraum und der Zwischenraum der Dämpfungskomponente sind beispielsweise über eine weitere elastische Membran oder einen beweglichen Kolben getrennt, so dass eine Druckübertragung zwischen diesen Räumen ermöglicht ist. Der Zwischenraum oder ein mit dem Zwischenraum verbundenes Gasreservoir werden entweder aus einem Druckleitungsnetz oder von einem Kompressor versorgt. Alternativ ist ein An- schluss an einen Druckbehälter vorgesehen.

Bei einem fehlenden Innendruck der Anlage, d.h. wenn der Fluiddruck unter einen vorgegebenen Schwellwert (z.B. Atmosphärendruck oder einen geringfügig darüber oder darunter liegenden Wert) absinkt, wird bevorzugt der flüssigkeitsgefüllte Zwischenraum druckübertragungstechnisch von dem Gaspolster abgetrennt. Hierdurch wird eine unerwünschte Ausdehnung der Membran unterbunden, wenn das Fluid z.B. im Stillstand der Anlage drucklos ist oder gänzlich fehlt.

Zwischen dem Zwischenraum und dem externen Gasreservoir ist in einer bevorzugten Ausgestaltung ein Kanalstück eingebaut, das auch während des Betriebs nie Gas enthält. In dieses Kanalstück ist zur Abtrennung des Zwischenraums von dem Gaspolster in einer zweckmäßigen Ausgestaltung ein Ventil eingebaut, welches insbesondere servogesteuert (wenn der Druck sinkt, schließt das Ventil) ist. Über ein solches Ventil lässt sich das Gasreservoir schnell vom Zwischenraum trennen, so dass eine Druckübertragung zwischen dem Zwischenraum und dem Gasreservoir unterbunden ist, sofern dies beispielsweise bei fehlendem Innendruck erforderlich sein sollte. Als Flüssigkeit, mit der der Zwischenraum befüllt ist, eignet sich z. B. ein Öl. Über die nicht komprimierbare Flüssigkeit stützt sich die deformierbare Membran im Zwischenraum nach Art eines hydraulischen Gestänges gegen das Gaspolster ab. Das Gaspolster wird bei Deformation der Membran infolge der durch die Flüssigkeit in dem Zwischenraum vermittelten Druckübertragung komprimiert und entspannt.

Für die Erfindung ist es allgemein von Vorteil, dass die Verbindung zwischen einem das Gaspolster gegebenenfalls enthaltenden Reservoir und dem Zwischenraum möglichst großzügig gestaltet ist. Auf diese Weise bleibt ein Druckverlust in diesem Bereich günstigerweise gering. Beispielsweise ist das Gasreservoir mit dem Zwischenraum über eine Bohrung verbunden, die in die Gehäusewand des Dämpfungsabschnitts eingebracht ist. In diesem Fall ist bevorzugt die Membran in dem Bereich der Bohrung mit einer Versteifung versehen, so dass die Membran nicht in unerwünschter Weise in die Bohrung eingezogen wird. Eine oder mehrere Versteifungen können im Rahmen der Erfindung aber auch an anderen Stellen der Membran angeordnet sein, um die elastischen Eigenschaften der Membran günstig einzustellen. Die oder jede Versteifung an der Membran ist insbesondere mittels Versteifungselementen wie Noppen, Rippen oder dergleichen ausgebildet. Solche Versteifungselemente sind insbesondere an der dem Zwischenraum zugewandten Seite der Membran geordnet und verhindern somit auch, dass sich die Membran bei hohem Fluiddruck dichtend an die Wand des Zwischenraums anlegt. Die oder jede Versteifung ist alternativ beispielsweise durch eine örtlich variierende Materialwahl oder durch eine örtlich variierende Materialstärke für die Membran ausgestaltet. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Pulsationsamplitude für die Regelung unmittelbar durch eine Erfassung des Druckverlaufs (direkt im Fluid, im Zwischenraum oder gegebenenfalls dem damit verbundenen Gasreservoir) über der Zeit ermittelt. In einer anderen Ausgestaltung wird die Pulsationsamplitude durch eine Erfassung der Schwingungsamplitude der Membran ermittelt.

Membranschwingungen werden beispielsweise über Vibrationssensoren oder Abstandssensoren erfasst. Zur direkten Erfassung der Amplitude der Druckpulsation werden ein oder mehrere Drucksensoren (z. B. in Form von Dehnmessstreifen) eingesetzt.

Der Druckverlauf über der Zeit wird in einer bevorzugten Ausgestaltung im Zwischenraum selbst, in einer Zuführleitung zum Zwischenraum und/oder in einem mit dem Zwischenraum kommunizierenden Behälter, beispielsweise in einem das Gaspolster ausbildenden Gasreservoir, erfasst. Hierzu sind entsprechend geeignete Drucksensoren entsprechend platziert.

Zur Regelung der Pulsationsamplitude auf ein Minimum wird in einer zweckmäßigen Ausgestaltung zu einer Erhöhung des Drucks im Zwischenraum ein an eine Druckleitung oder an ein Druckreservoir angeschlossenes Einlassventil geöffnet und zu einer Erniedrigung des Druckes im Zwischenraum ein mit dem Außenraum verbundenes Auslassventil betätigt. Durch Einsatz von Ventilen ist eine schnelle Einstellung des Drucks im Zwischenraum ermöglicht. Einlass- und Auslassventile können getrennt in der Gehäusewand des Dämpfungselements eingebracht sein. Im Falle eines Kanalstücks zwischen einem Gasreservoir und dem Zwischenraum werden Einlass- und Auslassventil bevorzugt in diesem Kanalstück angeordnet. Dabei ist das Auslassventil bezüglich des Gasreservoirs zweckmäßigerweise dem Einlassventil nachgeschaltet.

Vorteilhafterweise wird zur Regelung der Druck im Zwischenraum verändert, die mit der Veränderung des Druckes korrespondierende Änderung in der Pulsationsamplitude erfasst und der Druck in Richtung auf eine Verringerung der Pulsationsamplitude nachgeführt. Bevorzugt erfolgt hierbei die Veränderung des Druckes bzw. die Einstellung eines geänderten Druckes im Zwischenraum über kleine Schritte, wobei jeweils die mit dem aktuell eingestellten Druck korrespondierende Pulsationsamplitude erfasst wird.

Bevorzugt wird das Regelverfahren bei Inbetriebnahme der das Fluid führenden Anlage bei einem geringen Anfangswert des Drucks im Zwischenraum gestartet, wobei dieser Anfangswert insbesondere dem Umgebungsdruck (Atmosphärendruck) entspricht. Erkanntermaßen ist die Druckpulsation des Fluiddrucks in diesem Anfangszustand im Zwischenraum oft nicht messbar, da die dann stark gespannte oder sogar an der Innenwand des Zwischenraums anliegende Membran eine Druckübertragung von dem Fluid an das Medium in dem Zwischenraum nicht oder nur in geringem Maße zulässt. Somit ist in diesem Zustand auch eine effektive Dämpfung der Druckpulsation regelmäßig nicht möglich. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird der Druck im Zwischenraum daher ausgehend von dem Anfangswert zunächst erhöht, bis eine Pulsationsamplitude erfasst wird. Anschließend wird der Druck im Zwischenraum weiter erhöht, bis die gemessene Pulsationsamplitude im Fluid ein Minimum durchlaufen hat und bis somit ein Minimalwert für die Pulsationsamplitude ermittelt ist. Auf den diesem Minimum der Druckpulsation im Fluid entsprechenden Druckwert wird dann der Druck im Zwischenraum eingestellt. Alternativ wird der Minimalwert nicht überfahren. Stattdessen wird der Regelungszyklus beendet, wenn ein vorgegebenes, das Pulsations- minimum anzeigendes Kriterium erfüllt wird, z. B. wenn die Pulsationsamplitude einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird im Betrieb der Anlage die Pulsationsamplitude erfasst und die Regelung des Drucks im Zwischenraum bei einer Änderung der Pulsationsamplitude gestartet. Auf diese Weise wird die Pulsations- dämpfung selbstadaptiv an geänderte Betriebsbedingungen in der Anlage herangeführt. Zur Durchführung dieser Variante wird die Pulsationsamplitude entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich in vorgegebenen Zeitabständen erfasst und auf Änderungen überwacht.

Zweckmäßigerweise wird bei Betriebsende der Fluid führenden Anlage der Druck auf den Umgebungsdruck (Atmosphärendruck) abgeglichen. Die Membran ist bevorzugt durch einen Schlauch gebildet, der von dem Fluid durchströmt wird.

Die eingangs gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch eine Anlage zur Führung eines Fluids, die mindestens einen Dämpfungsabschnitt umfasst. In dem Dämpfungsabschnitt ist eine Membran angeordnet, die unmittelbar an der Fluidstromung angeordnet ist, und die sich gegen ein Druckpolster in einem zu einer Gehäusewand ausgebildeten Zwischenraum abstützt. Die Anlage umfasst weiterhin einen Sensor zur Erfassung einer Pulsationsamplitude in dem Fluid, steuerbare Druckänderungsmittel zur Änderung des Drucks im Zwischenraum und einen mit dem Sensor und mit den Druckänderungsmitteln signaltechnisch verbundenen Controller, wobei der Controller zu einer - insbesondere vollautomatischen - Regelung des Drucks im Zwischenraum auf einen Minimalwert der Pulsationsamplitude des Fluiddrucks eingerichtet ist.

Der Sensor zur Erfassung der Pulsationsamplitude ist in einer Variante als Abstandssensor oder als Vibrationssensor ausgebildet. Alternativ ist der Sensor zur Erfassung der Pulsationsamplitude als Drucksensor ausgebildet, der in der Lage ist, die Druckpulsation im Fluid mittelbar über den Druckverlauf in dem Zwischenraum zu erfassen. In dieser Variante wird sowohl der Druck im Zwischenraum als auch die Pulsationsamplitude über einen einzigen, schnell reagierenden Drucksensor erfasst. Der Druck wird dabei beispielsweise als zeitlicher Mittelwert oder als Integral über den erfassten Druckverlauf bestimmt.

Die erfindungsgemäße Anlage ist allgemein zur Durchführung des vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet. Vorteilhafte Ausführungsformen der Anlage ergeben sich somit aus der vorstehenden Beschreibung des Verfahrens. Auch die jeweiligen Vorteile der beschriebenen Verfahrensvarianten lassen sich auf die zugehörigen Ausführungen der Anlage übertragen.

So umfasst die Anlage in zweckmäßiger Ausführung einen von dem Zwischenraum über ein Dichtungsmittel getrennten Gasraum (Gasreservoir), so dass sich eine Flüssigkeit im Zwischenraum gegen ein Gaspolster im Gasraum abstützt. Alternativ ist der Zwischenraum mit einem Gas gefüllt, wobei insbesondere in der Gehäusewand eine Bohrung eingebracht ist, über welche der Zwischenraum mit einer Druckleitung, einem Druckbehälter oder einem Gasreservoir verbunden ist.

Zweckmäßigerweise sind der Gasraum und der Zwischenraum über ein gasfreies Kanalstück verbunden, wobei im Kanalstück ein Ventil zu einer bedarfsweisen Abtrennung des Gasraums angeordnet ist.

Zu einer schnellen Regelung umfassen die Druckänderungsmittel in vorteilhafter Weise ein an eine Druckleitung oder an ein Druckreservoir angeschlossenes Einlassventil und ein mit dem Außenraum verbundenes Auslassventil. Das Einlassund das Auslassventil sind bevorzugt in dem Kanalstück angeordnet.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist der Dämpfungsabschnitt als Rohrelement (z.B. als Rohr, als Rohrbogen, als Rohrabzweigstück, als Rohrgabelung oder als Rohrkreuzungsstück) ausgebildet. Derartige Rohrelemente sind in Fluid führenden Anlagen häufig eingesetzt, gegebenenfalls hinsichtlich ihrer Anschluss- und/oder Befestigungsgeometrie normiert und zudem kommerziell erhältlich. Ein als derartiges Rohrelement ausgebildetes Dämpfungselement ermöglicht daher eine nachträgliche Ausrüstung einer Fluid führenden Anlage mit einem Pulsati- onsdämpfer. Auch ist ein rascher Austausch im Zuge einer Wartung oder Reparatur ermöglicht.

Die Membran ist wie erwähnt bevorzugt durch einen Schlauch gebildet, der in dem Rohrelement eingesetzt ist und von dem Fluid durchströmt wird.

Entsteht im Falle eines Rohrbogens auf einer Seite ein Druckstoß, so prallt dieser auf die im Bogen abgewinkelte Schlauchwand. Ist der Schlauch richtig gegen ein Druckpolster abgestützt, bzw. wird auf minimale Pulsationsamplitude geregelt, so wird der Druckstoß effektiv gedämpft. Weiter ermöglicht ein Rohr oder Rohrelement auch einen vergleichsweise einfachen Umbau in einen angegebenen Pulsationsdämpfer bzw. Dämpfungsabschnitt. Hierbei wird insbesondere ein Schlauch passender Geometrie nachträglich als Membran in das Rohr eingeführt und an den Endseiten des Rohres mit einer entsprechenden Anschluss- oder Dichtgeometrie versehen. Über beispielsweise einen Flansch an den Endseiten wird beim Verschrauben mit einem Gegenflansch der Anlage dann eine Abdichtung des Schlauches nach außen erzielt. Als Anschluss bzw. Dichtgeometrie werden umlaufende Wülste der Schlauchenden insbesondere mit einer keilförmigen oder einer ringförmigen Geometrie bevorzugt. Zur Aufnahme des jeweiligen umlaufenden Wulstes ist eine entsprechende Nut im Anschlussflansch des Rohrelements eingebracht. Der Gegenflansch kann eine entsprechende Nut zur Aufnahme des Wulstes aufweisen. Dies ist abhängig von der gewählten Dichtgeometrie des Schlauchendes jedoch nicht zwingend erforderlich.

Bei einem Umbau eines Rohrelements wird an einer Mantelfläche des Rohrelements bevorzugt eine Anschlussgeometrie für die Fluidbeladung des Zwischenraums, also zur Beladung mit einem Gas oder mit einer Flüssigkeit, eingebracht. Die Anschlussgeometrie ist beispielsweise also durch eine Bohrung in der Mantelfläche und durch eine entsprechende Anschlussmuffe realisiert. Alternativ oder zusätzlich wird die Rohrwand bzw. Gehäusewand des Dämpfungselements von innen ausgedreht, so dass der Schlauch mehr Bewegungsfreiraum in Richtung der Gehäusewand erhält.

In einer anderen, ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung ist die Gehäusewand des Dämpfungselements konvex nach außen ausgeformt. Im Innenraum entsteht der Zwischenraum aufgrund des Abstands zwischen einem insbesondere geradlinigen Schlauch und der nach außen konvex ausgeformten Gehäusewand.

Bevorzugt ist von der Anlage eine Fluidenergiemaschine umfasst, wobei der Dämpfungsabschnitt an der Einlassseite oder an der Auslassseite der Fluidenergiemaschine angeordnet ist. Sofern die Anlage mehrere Dämpfungsabschnitte umfasst, ist zweckmäßigerweise sowohl an der Einlassseite als auch an der Aus- lassseite der Fluidenergiemaschine jeweils einer dieser Dämpfungsabschnitte angeordnet. Alternativ oder zusätzlich ist ein Dämpfungsabschnitt in die Fluidenergiemaschine integriert.

Gerade auf der Saugseite von Pumpen wirken in der Regel Massendruckwirkungen. Wird das geförderte Fluid beispielsweise beschleunigt, so entsteht ein Unterdruck (Massendruckverlust,„acceleration head loss"). Die Membran muss sich dann, um eine derartige Druckabsenkung zu mindern, ausdehnen und damit die richtige Druckabsenkung im Zwischenraum zulassen. Durch die Erfindung werden das Gasvolumen und/oder der Druck sowohl im Zwischenraum als auch gegebenenfalls in einer Zuleitung oder Gasraum selbstadaptiv angepasst.

Bei einlassseitiger (saugseitiger) Anordnung des Dämpfungsabschnitts wird dabei der Druck im Zwischenraum vorzugsweise mittelbar durch Änderung des Gasvolumens im Zwischenraum oder dem angrenzenden Gasraum (insbesondere bei konstanter Gasmenge) eingestellt, da sich diese Konfiguration des Dämpfungsabschnitts als besonders vorteilhaft zur Dämpfung der Druckpulsation unter den durch die Pumpe an deren Einlassseite erniedrigten Fluiddrucken herausgestellt hat. Insbesondere kann somit effektiv vermieden werden, dass die Membran die Fluidströmung abschnürt. Bei einlassseitiger (saugseitiger) Anordnung des Dämpfungsabschnitts wird der Druck im Zwischenraum dagegen vorzugsweise durch Änderung der Gasmenge im Zwischenraum oder dem angrenzenden Gasraum (insbesondere bei exakt oder annähernd konstantem Gasvolumen) eingestellt. Das Gasvolumen wird beispielhaft auf nahezu Null abgesenkt und wird dann sukzessive (selbstadaptiv) vergrößert, bis das Pulsationsminimum erreicht ist.

Bevorzugt ist die Fluidenergiemaschine eine Arbeitsmaschine, insbesondere eine Pumpe oder ein Kompressor. Die gegebenenfalls vorhandene Pumpe ist insbesondere als rotierende Verdrängerpumpe (beispielsweise Drehkolbenpumpe, Exzenterschneckenpumpe), oszillierende Verdrängerpumpe oder Kreiselpumpe ausgebildet. In einer wiederum anderen zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist der Dämpfungsabschnitt in ein Ventil integriert. Ein solches Ventil ist beispielsweise ein Ventil auf der Saug- und/oder Druckseite einer Pumpe, insbesondere einer Kolbenpumpe oder einer Kolbenmembranpumpe.

Zum Einsatz im Bereich der Hygienetechnik werden bevorzugt für die Membran entsprechend zugelassene Elastomere oder Plastomere bzw. entsprechend geeignete Kunststoffe eingesetzt. Die Anschluss- bzw. Dichtgeometrien an den Schlauchenden sind den hygienetechnischen Vorschriften entsprechend ausgestaltet.

Das angegebene Verfahren und der angegebene Dämpfungsabschnitt im Einsatz mit der selbstadaptiven Regelung sind auch besonders geeignet zur Integration in das Druckventil von oszillierenden Pumpen. Weiter zweckmäßig wird der Dämpfungsabschnitt in einen Saug- und/oder einen Druckkanal von Kreiskolbenpumpen, Exzenterschneckenpumpen (dort insbesondere auch in den Stator), in Zahnradpumpen, in Flügelzellenpumpen, in Schraubenspindelpumpen und generell in allen rotierenden Verdrängerpumpen eingesetzt.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Pumpe durch eine Pumpe einer der oben genannten Bauformen (insbesondere eine Drehkolbenpumpe, Exzenterschneckenpumpe oder eine oszillierende

Verdrängerpumpe) gebildet, die gegenüber der typischen Bauform dieser Pumpen dahingehend modifiziert ist, dass deren Anschlüsse (Saug- und Druckanschluss) nicht - in der für diese Pumpenbauformen typischen Weise - gegenüberliegend angeordnet sind, sondern vielmehr - in der für eine Kreiselpumpe typischen Weise - im rechten Winkel an senkrecht zueinander stehenden Seiten des Pumpengehäuses. Diese ungewöhnliche Anschlussgeometrie erlaubt es, die modifizierte Pumpe anstelle einer Kreiselpumpe ohne weitere Änderungen in eine für eine Kreiselpumpe konzipierte Anlage einzubauen. Das wiederum ist von großem Vorteil, da für Kreiselpumpen ausgelegte Anlagen weitverbreitet sind. So ist hierdurch auch eine einfache Umrüstung einer bestehenden, für eine Kreiselpumpe ausgelegten Anlage mit der modifizierten Pumpe möglich. Allerdings lässt sich eine Kreiselpumpe in einer dafür ausgelegten Anlage erkanntermaßen nicht ohne Weiteres durch eine Drehkolbenpumpe, Exzenterschneckenpumpe, etc. ersetzen, da die letztgenannten Pumpentypen im Vergleich zu einer Kreiselpumpe regelmäßig eine wesentlich höhere Druckpulsation des geförderten Fluids erzeugen und dadurch die angrenzenden Anlagenteile wesentlich stärker belasten. Eine für eine Kreiselpumpe ausgelegte Anlage würde bei Ersatz der Kreiselpumpe durch eine gewöhnliche Drehkolbenpumpe, Exzenterschneckenpumpe etc. daher potentiell Schaden nehmen oder zumindest einem erhöhten Verschleiß unterliegen.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird in die mit der Anschlussgeometrie einer Kreiselpumpe versehene Drehkolbenpumpe, Exzenterschneckenpumpe, etc. ein- lassseitig (saugseitig) des eigentlichen Pumpenraums ein erfindungsgemäßer Dämpfungsabschnitt integriert. Die Membran des Dämpfungsabschnitts ist dabei insbesondere in einem Vorraum angeordnet, der dem eigentlichen Pumpenraum vorgeschaltet ist.

Bei einem oval-zylinderförmigen Pumpengehäuse, wie es insbesondere für Drehkolbenpumpen typisch ist, ist der Vorraum dem Pumpenraum insbesondere axial (stirnseitig) vorgeordnet. Die Membran ist dabei wiederum vorzugsweise an der von dem Pumpenraum abgewandten Stirnfläche des Vorraums angeordnet, so dass der Einlassanschluss der Pumpe die Membran (insbesondere mittig) durchsetzt.

Das Dämpfungselement ist alternativ bevorzugt in den Saugkanal und/oder in den Druckkanal einer Kreiselpumpe integriert. Die Membran weist in diesem Fall bevorzugt auch Geometrien mit Inducer-Eigenschaften auf, um das Entstehen von Kavitation zu verhindern. Die Membran hat hierzu geeignete Geometrien, bevorzugt die vorbeschriebenen Versteifungsgeometrien, so dass sie zugleich einen Strömungsdrall und eine Dämpfungswirkung erzeugt. Das Dämpfungselement, und insbesondere dessen Membran, sind bevorzugt aus einem Elastomer, Plastomer oder - allgemeiner - aus einem verformbaren Kunststoff hergestellt. Der Dämpfungsabschnitt bzw. die Membran sind hierdurch leicht reinigbar. Das angegebene Verfahren und der entsprechende Dämpfungsabschnitt in der Anlage eignen sich insbesondere auch für die Saugseite einer Pumpe, wenn der verfügbare NPSHR (required Net Positive Suction Head) sehr klein ist. Die Erfindung ermöglicht eine Inline-Dämpfertechnik, die sich verhält wie ein Rohr und insofern keine zusätzlichen Strömungswiderstände aufweist. Ein nachträglicher Einbau ist durch die Verwendung bereits vorhandener oder normierter Rohrelemente gegeben. Die Erfindung zeichnet sich zudem durch eine selbst- adaptive Funktion aus. Der optimale Dämpfungspunkt wird selbsttätig gesucht. Auch ist eine Optimierung für die Dämpfung turbulenzbedingter Schwingungen mit kleiner Amplitude gegeben. Dadurch ist eine Reduzierung des Strömungslärm und einer Steigerung der Energieeffizient verbunden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhang einer Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigen:

Figur 1 : in einem Querschnitt einen Dämpfungsabschnitt in einer fluidführen- den Anlage,

Figur 2: eine Aufsicht auf einen zur Dämpfung eingesetzten Schlauch,

Figur 3: in einem Querschnitt einen als Rohrbogen ausgebildeten Dämpfungsabschnitt,

Figur 4: den zeitlichen Verlauf der Pulsationsamplitude bei verändertem

Druck,

Figur 5: schematisch in einem Schnitt eine Drehkolbenpumpe mit integrierten

Dämpfungsabschnitten,

Figur 6: ein Ventil mit integriertem Dämpfungsabschnitt, Figur 7: in einem Querschnitt eine Exzenterschneckenpumpe mit integrierten Dämpfungsabschnitten,

Figur 8: in einem schematischen Querschnitt eine Drehkolbenpumpe, die die saugseitig ein Dämpfungsabschnitt integriert ist, und

Figur 9: in schematischer Draufsicht auf die Einlassseite die Pumpe gemäß

Figur 7.

Einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Figur 1 zeigt in einem Querschnitt für eine Anlage 1 zur Führung eines Fluids einen Dämpfungsabschnitt 2, der hier beispielhaft als geradliniges Rohr 3 ausgebildet ist. Das Rohr 3 weist an seinen Enden jeweils einen Flansch 4, 5 auf. In die Anlage 1 ist das Rohr 3 durch Verschrauben der Flansche 4, 5 mit zugeordneten, korrespondierenden Flanschen 6 bzw. 7 eingebaut. Im Betrieb der Anlage 1 wird das Rohr 3 bzw. der Dämpfungsabschnitt 2 von einem Fluid, insbesondere von einer Flüssigkeit, durchströmt.

Im Inneren des Rohrs 3 ist eine Membran in Form eines verformbareren

Schlauchs 8 eingesetzt. Der Schlauch 8 ist beispielsweise aus einem geeigneten Kunststoff, insbesondere aus einem Elastomer, gefertigt. Zur Abdichtung des Innenraums des Schlauchs 8 gegenüber einem Außenraum weist der Schlauch 8 an seinen beiden Enden jeweils eine Dichtgeometrie 9 auf. Die Dichtgeometrie 9 ist beispielsweise als ein umlaufender Wulst mit einem gegebenen Querschnittsprofil ausgebildet. Zur Aufnahme der umlaufenden Wulst bzw. der Dichtgeometrie 9 ist in den Flanschen 4, 5 des Rohres 3 jeweils eine entsprechende Nut eingebracht. Beim Verschrauben der Flansche 4, 5 mit den Flanschen 6, 7 wird die Dichtgeometrie unter Abdichtung des Innenraums des Schlauchs 8 nach außen elastisch verformt. Das die Anlage 1 durchströmende Fluid durchströmt den Dämpfungsab- schnitt 3 im Inneren des Schlauches 8. Die Abdichtung nach außen ist über die elastisch verformten Anschlussgeometrien 9 gewährleistet.

Es wird ersichtlich, dass sich auf die beschriebene Art und Weise sowohl der Umbau eines bestehenden Rohres 3 in einen Dämpfungsabschnitt 2 als auch der Ein- und Ausbau des Rohres 3 in bzw. aus einer Anlage 1 in einfacher Art und Weise bewerkstelligen lässt. Auch lässt sich der Schlauch 8 einfach dem Rohr 3 entnehmen und kann leicht gereinigt werden.

Der Schlauch 8 ist über einen Zwischenraum 10 von der Gehäusewand 1 1 des Rohrs 3 beabstandet. Der Zwischenraum 10 ist beispielsweise durch eine entsprechende vom Schlauch 8 abweichende Geometrie des Schlauches 8 gebildet. Beispielsweise ist die Innenwand des Rohres 3 zur Ausbildung des Zwischenraums 10 abgedreht. Wiederum alternativ ist der Rohrquerschnitt im Bereich des Dämpfungsabschnitts 2 konvex nach außen erweitert.

Der Zwischenraum 10 steht über eine Bohrung in der Gehäusewand 1 1 kommunizierend mit einem Gasraum 12 in Verbindung oder ist mit dem Gasraum 12 hydraulisch gekoppelt. Im ersteren Fall ist der Zwischenraum 10 mit dem Gas des Gasraums 12 befüllt. Im zweiten Fall ist der Zwischenraum 10 mit einer Flüssigkeit, zum Beispiel Öl, gefüllt. Die Flüssigkeit ist dann von dem Gas des Gasraums 12 getrennt, jedoch dem Gaspolster hydraulisch (d.h. druckübertragungstech- nisch) angekoppelt. Der Schlauch 8 stützt sich somit entweder gegen ein Gaspolster im Zwischenraum 10 oder über eine Flüssigkeit hydraulisch gegen ein Gaspolster im Gasraum 12 ab.

Der Gasraum 12 ist über ein Kanalstück 13 mit dem Zwischenraum 10 verbunden. Über ein Einlassventil 14 und ein Auslassventil 15 sind entweder der Druck im Zwischenraum 10 selbst oder der auf eine Flüssigkeit im Zwischenraum 10 wirkende Gasdruck einstellbar. Das Einlassventil 14 ist mit dem Gasraum 12 verbunden. Über das Auslassventil 15 kann Gas nach außen in die Umgebung abgelassen werden. Im Kanalstück 13 ist weiter gegebenenfalls ein Sperrventil 16 eingebracht, über das Gaspolster vom Zwischenraum 10 abgetrennt werden kann. Die- se Funktion kann alternativ auch vom Einlassventil 14 übernommen werden.

Durch das Abtrennen des Gaspolsters vom Zwischenraum 10 kann ein Ausdehnen des Schlauches 8 in den Innenraum des Rohres 3 bei fehlendem Fluiddruck bzw. Innendruck verhindert werden. Im Falle einer Füllung des Zwischenraums 10 mit einer Flüssigkeit ist im Kanalstück 15 weiter eine Membran 17 angeordnet, die die Flüssigkeit des Zwischenraums 10 von dem Gas im Gasraum 12 trennt. Die Membran 17 ist alternativ im Gasraum 12 angeordnet.

Weiter ist ein Controller 18 (z. B. in Form eines Mikroprozessors) vorgesehen, der mit dem Einlassventil 14, dem Auslassventil 15 und dem Sperrventil 16 signaltechnisch in Verbindung steht. Über den Controller 18 werden die Ventile 14, 15, 16 betätigt. Des Weiteren sind im Gasraum 12 und im Kanalstück 13 jeweils Drucksensoren 21 , 24 angeordnet, die ebenfalls mit dem Controller 18 in Verbindung stehen. Über den Drucksensor 21 wird der Druck im Gasraum 12 erfasst. Über den Drucksensor 24 wird der über das Gaspolster aufgebaute Druck gemessen, gegen den sich der deformierbare Schlauch 8 abstützt.

Im Betrieb werden über den Drucksensor 24 der auf den Schlauch 8 wirkende Druck und damit auch Druckschwingungen, die durch Druckstöße beim durchströmen des Fluids erzeugt werden, erfasst. Der Drucksensor 24 ist in einen Regelkreis eingebunden, der vom Controller 18 überwacht wird.

Der Controller 18 steuert hierbei das Einlassventil 14 und das Auslassventil 15. Durch Öffnen des Einlassventils 14 wird der Druck im Zwischenraum 10 erhöht. Durch Öffnen des Auslassventils 15 wird der Druck im Zwischenraum 10 gesenkt.

Bei Inbetriebnahme der Anlage 1 wird der Druck zunächst erhöht bis ein gutes Drucksignal über den Drucksensor 24 erfasst werden kann. Ab hier sucht das System selbständig den Arbeitspunkt mit einer minimalen Pulsations- bzw. Druckamplitude, was einem optimalen Dämpfungseffekt entspricht. Es kann aber alternativ auch eine zielgerichtete Vorbeladung realisiert sein, von der ausgehend der Re- gelprozess beginnt. Wird Druckpulsation erfasst, so wird durch den Controller 18 der Druck in kleinen, insbesondere einstellbaren, Stufen erhöht. Wird die erfasste Pulsationsamplitude durch die Druckerhöhung geringer, so wird die Druckbeladung fortgesetzt, bis die Pulsationsamplitude erneut größer wird. Von diesem Punkt aus wird zurück geregelt, bis das Minimum der Pulsationsamplitude erreicht ist.

Ändert sich während des Betriebs der Anlage die Pulsation, insbesondere die Pulsationsamplitude, so wird das Regelverfahren erneut gestartet und somit der optimale Dämpfungspunkt selbständig nachgeführt.

Der Gasraum 12 ist beispielsweise mit einem Druckbehälter, mit einer Druckleitung oder mit einem Kompressor verbunden. Wird die Anlage 1 abgeschaltet oder wird ein Pumpensystem außer Betrieb gesetzt, so kann der Dämpfungsabschnitt 2 heruntergefahren oder spontan ausgeschaltet werden. In beiden Fällen wird der Druck im Zwischenraum 10 bis zum Erreichen des Umgebungsdruckes abgesenkt. Dies wird durch das Auslassventil 15 oder ein zusätzliches Ventil erreicht, welches gegebenenfalls ebenfalls vom Controller 18 gesteuert wird.

In Figur 2 ist in einer Aufsicht die Oberfläche eines Schlauchs 8 gezeigt, der beispielsweise als Dämpfungselement in einen Dämpfungsabschnitt 2 einer Anlage 1 gemäß Figur 2 eingesetzt sein kann. Der Schlauch 8 weist an seinen Enden jeweils eine Dichtungsgeometrie 9 in Form eines umlaufenden Wulstes auf. An seiner Außenseite weist der Schlauch 8 zudem Versteifungselemente 19 in Form von Längsrippen 20 auf. Durch die Längsrippen 20 tritt bereits bei niedrigen Pulsati- onsamplituden eine Dämpfungswirkung durch den Schlauch 8 an sich auf. Bedingt durch die Elastizität des Schlauches 8 zwischen den Längsrippen 20 weist dieser eine Silencer-Funktion auf. Turbulenzbedingte kleine Amplituden werden gedämpft.

In Figur 3 ist ein Dämpfungsabschnitt 22 entsprechend Figur 1 dargestellt, welcher als Rohrbogen 23 ausgeführt ist. Das Rohr 3 ist hierbei über einen rechten Winkel abgebogen. Man erkennt an den jeweiligen Enden des Rohrbogens 23 die Flansche 4, 5. An einer Stelle des Rohrbogens 23 ist das Kanalstück 13 zur Ankopp- lung an einen externen Gasraum eingebracht. In das Innere des Rohrbogens 23 ist ein Schlauch entsprechend Figur 1 einsetzbar. Um im Falle eines Druckstoßes ein Anstoßen des im Rohrbogen 23 angeordneten Schlauches an die Gehäusewand zu vermeiden, ist der Rohrbogen 23 bzw. die Außenwand im Bereich des Außenradius bevorzugt ausgebaucht. Der Schlauch trägt in diesem Fall optional außenseitig Profile, die den Dämpfeffekt durch spezielle Stützwirkungen unterstützen. Beispielsweise werden Druckstöße in einem ersten Bogenteil bevorzugt aufgenommen, wenn in der Mitte des Bogens eine Querrippe am Schlauch angebracht ist.

Figur 4 zeigt den Verlauf des Druckes im Zwischenraum 10 eines Dämpfungsabschnitts 2 gemäß Figur 1 als Funktion über der Zeit, wobei der Druck allmählich erhöht wird. Die sichtbaren Druck- bzw. Pulsationsamplituden sind die Folge von beispielsweise durch eine oszillierende Pumpe in der Anlage 1 erzeugten periodischen Druckstößen in dem durchströmenden Fluid. Diese Druckstöße werden über den Schlauch 8 in das Druckpolster bzw. bei einem mit Gas gefüllten Zwischenraum 10 auf das dort befindliche Gas übertragen. Man erkennt, dass mit steigendem Druck ein Bereich minimaler Pulsationsamplitude 25 erreicht wird. Dieser Bereich liegt beispielhaft bei etwa 4 bar. Steigt der Druck weiter, wird dieser Bereich verlassen und die Pulsationsamplitude steigt erneut an. Es wird insofern aus Figur 4 ersichtlich, dass abhängig vom Druck des auf den Schlauch 8 wirkenden Druckpolsters ein spezifischer Druck oder abgegrenzter Druckbereich existiert, in dem die Pulsationsamplitude minimal ist. Mit anderen Worten existiert ein optimaler Druck oder schmaler Druckbereich, an dem die Dämpfungswirkung ideal ist. Durch das angegebene Regelverfahren wird das System selbstadaptiv an diesen optimalen Druckpunkt herangeführt.

In Figur 5 ist schematisch in einer Schnittdarstellung eine Drehkolbenpumpe 26 gezeigt, die eine Einlassseite 27 und eine Auslassseite 28 aufweist. Sowohl auf der Einlassseite 27 als auch auf der Auslassseite 28 ist in die Drehkolbenpumpe 26 jeweils ein Dämpfungsabschnitt 29 integriert. Man erkennt entsprechend Figur 1 die jeweils in das Gehäuse eingebrachten Zwischenräume 10, die über ein Kanalstück 13 jeweils mit einem Gasraum 12 verbunden sind. Über entsprechend Figur 1 ausgeführte Ventile wird das beschriebene Regelverfahren mittels eines jeweiligen Controllers 18 ausgeführt. Der Fluid führende Innenraum der Drehkolbenpumpe 26 ist jeweils mit einem entsprechenden Elastomer ausgekleidet. Dieses Elastomer bildet im Bereich der Dämpfungsabschnitte 29 jeweils einen

Schlauch 8 aus, der sich gegen ein Druckpolster im jeweiligen Zwischenraum 10 abstützt. Zentral sind für die Drehkolbenpumpe 26 die beiden Drehkolben 30 ersichtlich, die bei einer Rotation Fluid von der Einlassseite 27 zur Auslassseite 28 fördern.

In Figur 6 ist ein Ventil 31 dargestellt, welches beispielsweise auf der Saug- oder Druckseite einer Kolben- oder Kolbenmembranpumpe eingesetzt werden kann. In einem Ventilsitz 32 sitzt ein vorgespannter Ventilteller. Bei entsprechendem Druckaufbau kann Fluid in der dargestellten Orientierung das Ventil 31 von links nach rechts durchströmen. Im Bereich der Ventilführung ist im Ventil 31 ein Dämpfungsabschnitt 33 eingebracht. Über eine entsprechende Ausnehmung im Ventilgehäuse resultiert ein Zwischenraum 10. Ein Schlauch 8 im Bereich der Ventilführung stützt sich gegen ein Druckpolster im Zwischenraum 10 ab. Im Gehäuse des Ventils 31 ist ein Kanalstück 13 eingebracht. Das Kanalstück 13 ist mit einem Gasraum 12 verbunden. Im Bereich des Gasraums 12 ist auch ein Controller 18 angeordnet.

Figur 7 zeigt in einem Schnitt eine Exzenterschneckenpumpe 34. Die Exzenterschnecke 35 ist erkennbar. Sowohl auf der Einlassseite 27 als auch auf der Auslassseite 28 ist jeweils ein Dämpfungsabschnitt 36 bzw. 37 angeordnet. Die jeweiligen Dämpfungsabschnitte 36, 37 weisen nach außen aufgeweitete Gehäuse auf, so dass jeweils ein Hohlraum 1 0 gegenüber einem innenliegenden, verformbaren Schlauch 8 ausgebildet ist. Die jeweiligen Zwischenräume 10 stehen mit einem Gasraum 12 in Verbindung. Dort ist jeweils auch ein Controller 18 zu einer selbst adaptiven Anpassung des Drucks im Zwischenraum 10 angeordnet.

Die Figuren 8 und 9 zeigen eine Drehkolbenpumpe 40 mit einem ovalzylindrischen Pumpengehäuse 41 . An einer auch als Einlassseite bezeichneten Stirnseite 42 weist die Drehkolbenpumpe 40 einen Einlassanschluss 43 auf. Ein Auslassanschluss 44 ist dagegen am Umfang 45 des Pumpengehäuses 41 ange- ordnet, der somit eine Auslassseite der Drehkolbenpumpe 40 bildet. Die Anschlüsse 43 und 44 der Drehkolbenpumpe 40 sind somit - in der für eine Kreiselpumpe typischen Weise - im rechten Winkel an senkrecht zueinander stehenden Seiten des Pumpengehäuses 41 angeordnet.

Im Inneren des Pumpengehäuses 41 weist die Drehkolbenpumpe 40 einen Pumpenraum 46 auf, in dem sich in an sich bekannter Weise zwei ineinander greifende Drehkolben 47 drehen.

Axial (stirnseitig) vorgeordnet ist dem Pumpenraum 46 ein Vorraum 48, der einen Dämpfungsabschnitt 49 bildet. Nahe an der Stirnseite 42 des Pumpengehäuses 41 ist in dem Vorraum 48 eine Membran 50 angeordnet, die sich parallel zu der Stirnseite 42 erstreckt und die einen mit dem zu pumpenden Fluid gefüllten Teil des Vorraums 48 von dem Zwischenraum 10 abgrenzt. Die Membran 50 ist nach Art eines Trommelfells flach ausgebildet und somit insbesondere - im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen - nicht schlauchförmig. Der Einlassanschluss 43 der Drehkolbenpumpe 40 durchsetzt die Membran 50 dabei mittig.

In einer Zwischenwand 51 des Pumpengehäuses 41 , durch die der Pumpenraum 46 von dem Vorraum 48 getrennt ist, ist eine Durchlassöffnung 52 eingebracht, über die das zu pumpende Fluid aus dem Vorraum 46 in den saugseitigen Bereich des Pumpenraums 46 angesaugt wird.

In der Figur 9 sind die in der dargestellten Draufsicht an sich durch das Pumpengehäuse 41 verdeckten und somit nicht sichtbaren Drehkolben 47 und die ebenfalls nicht sichtbare Durchlassöffnung 52 mit gestrichelten Linien angedeutet.

Neben dem Einlassanschluss 43 ist an der Stirnseite 42 des Pumpengehäuses 41 ein weiterer Anschluss vorgesehen, über den der Zwischenraum 10 in der vorstehend beschriebenen Weise mit einem Gas oder einer Flüssigkeit gefüllt wird. Auch bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 8 und 9 wird der Druck im Zwischenraum 10 in der vorstehend beschriebenen Weise auf einen Minimalwert der Druckpulsation im Fluid geregelt.

Anlage zur Führung eines Fluids

Dämpfungsabschnitt

Rohr

, 5 Flansch

, 7 Flansch

Schlauch

Dichtgeometrie

0 Zwischenraum

1 Gehäusewand

2 Gasraum

3 Kanalstück

4 Einlaßventil

5 Auslaßventil

6 Sperrventil

7 Membran

8 Controller

9 Versteifungselemente

0 Längsrippen

1 Drucksensor

2 Dämpfungsabschnitt

3 Rohrbogen

4 Drucksensor

5 Bereich minimaler Pulsationsamplitude6 Drehkolbenpumpe

7 Einlaßseite

8 Auslaßseite

9 Dämpfungsabschnitt

0 Drehkolben

1 Ventil

2 Ventilsitz

3 Dämpfungsabschnitt Exzenterschneckenpumpe Exzenterschnecke

Dämpfungsabschnitt Dämpfungsabschnitt Drehkolbenpumpe

Pumpengehäuse

Stirnseite

Einlassanschluss

Auslassanschluss

Umfang

Pumpenraum

Drehkolben

Vorraum

Dämpfungsabschnitt Membran

Zwischenwand

Durchlassöffnung

Anschluss