-
Kompensator für Rohrleitungen
-
Die Erfindung betrifft einen Kompensator für Rohrleitungen aus gummielastischem
Material mit zwei die Enden des Kompensators aufnehmenden Flanschen und einer zwischen
diesen gebildeten Balgwelle wobei ggf. eine die Flansche miteinander verbindende
Zuverankarung vorgesehen ist.
-
Bei der nachfolgenden Beschreibung der Erfingung wird auf den Einbau
derartiger Kompensatoren in Heizungsanlagen
Bezug genommen ohne
daß dadurch jedoch der Bereich der Anwendbarkeit des Erfindungsgegenstandes eingeschränkt
sein soll.
-
Kompensatoren der genannten Art dienen bei Heizungsanlogen dazu, die
Geräuschentwicklung, die sich insbesondere durch Umwälzpumpen verursacht auf das
Leistungssystem zu übertragen sucht, möglichst unmittelbar im Heizraum abzufangen.
Diese Geräuschentwicklung setzt sich zusammen aus dem Körperschall, d.h. dem Schall
der sich verursacht durch den Pumpenmotor über das Pumpengehäuse auf die Rohrleitung
unmittelbar überträgt und von dieser weitergeleitet wird sowie dem Medienschall,
der durch insbesondere pumpenbedingte Druckschwankungen im Fördermedium vorhanden
ist und von diesem an die Rohrwandungen weitergegeben wird.
-
Für hohe Drücke und Temperaturen verwendet man Kompensatoren aus Metall
die den Körperschall aufhalten, jedoch vermöge ihrer Steifheit kein wirksames Mittel
gegen den Medienschall darstellen können. Daher nimmt man, um auch den Medienschall
zu beherrschen, die genannten Kompensatoren aus gummielastischem Material, da diese
durch die Elastizität ihrer Wandung Druckschwankungen im Medium schlucken können.
-
Damit nun diese Kompensatoren wiederum auch die nötige Druckfestigkeit
bekommen werden sie mit Gewebe- oder Cordeinlagen aus Kunstfaser oder Stahl verstärkt.
Bei Kunstfasereinlagen ist jedoch die Temperaturbeständigkeit eingeschränkt, während
Einlagen aus Stahlcord die schallisolierenden und -dämpfenden Eigenschaften verschlechtern.
-
Neben dem Vorgesagten dienen die Kompensatoren natiirlich auch dazu,
SchwintQ;ungsbeweqangen insbesondere des Pumpenmotors aufzunehmen. Um hier unter
Druck allseitige Bewegungen zu verarbeiten, sind in der Regel zwei Kompensatoren
hintereinander im rechten Winkel zueinander angeordnet.
-
Die Ausführung der Kompensatorbälge führt in den bekannten Fällen
dazu, daß sich die Kompensatoren unter Innendruck zu längen suchen. Um dem zu begegnen,
sind Zugverankerungen vorgesehen, die diese Axialkraft aufnehmen. Eine solche Zugverankerung
ist beispielsweise aus dem DT-GM 6 929 o84 bekannt, wobei die Zuganker an den Flanschen
außerdem in Gummipuffern gelagert sind, um den Körperschall zu reduzieren.
-
Die bekannten Kompensatoren aus gummielastischem MA-terial haben also
je nach Ausfiihrung entweder herabgesetzte Temperaturbeständigkeit oder reduziertes
Dämpfungsverhalten gegeniiber insbesondere Medienschall.
-
Außerdem sind grundsätzlich zwei Kompensatoren in Winkelanordnung
erforderlich.
-
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Kompensator der eingangs
genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß bei hoher Temperatur- und Druckbeständigkeit
ein wesentlich verbessertes Absorbtionsverhalten bezüglich Körperschall und Medienschall
erreicht wird und daß eine allseitige Beweglichkeit in den auftretenden Größenordnungen
vorhanden ist, um die Anwendung eines zweiten Kompensators in Winkelanordnung überflüssig
zu machen. In Weiterbildung soll der Kompensator so gestaltet sein, daß eine Zuqverankerunç
auch bei Erfüllung
der vorstehenden Forderungen nicht mehr notwendig
ist. Die Lösung der Aufgabe soll mit Mitteln erreicht werden, die gegenüber den
bekannten Fällen eine Vereinfachung, Verbilligung und Verbesserung darstellen.
-
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Balg durch
einen Geflechtsschlauch aus Metalldrähten radial abgestützt ist, daß die Enden des
Geflechtsschlauches an den Flanschen unmittelbar oder mittelbar festgelegt sind
und daß zwischen den einzelnen, zueinander parallelen Schlägen des Geflechts beim
Einbauzustand des Kompensators ein Abstand vorhanden ist.
-
Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen ist wegen des Geflechts aus
dünnen Stahldrähten zunächst genügende Temperatur- und Druckbeständigkeit erzielt.
Andererseits ist jedoch durch die zwischen den einzelnen Schlägen des Geflechtes
belassenen Fenster das Material des Kompensators in der Lage, dort kleinste Radialbewegingen
auszuführen, durch die der druckschwankungsbedingte Medienschall aufgenommen werden
kann. Über die Abstände der einzelnen Geflechtsschläge, d. h. die Größe der zwischen
diesen Schlägen belassenen Fenster, läßt sich in einfacher Weise eine Anpassung
an die zu erwartende Frequenz des Medienschalls erreichen, grundsätzlich nach dem
Gesichtspunkt, daß bei niedrigen Frequenzen größere Fenster vorhanden sind, während
bei hohen Frequenzen kleinere Fenster vorgesehen werden, da bei diesen das gummielastische
Material eine schnellere Rückfederung, die der höheren Frequenz entspricht, zeigen
wird.
-
Für den Normalfall zweckmäßig und ausreichend ist es, wenn der Geflechtsschlauch
den Kompensator bzw. dessen
gummielastisches Material umgibt. Es
besteht jedoch auch ohne weiteres die Möglichkeit, daß der Geflechtsschlauch in
das gummielastische Material des Kompensators eingebettet ist, was in einfacher
Weise dadurch geschehen kann, daß das gummielastische Material des Kompensators
durch eine Innenschicht und eine Außenschicht gebildet wird, wobei man die Außenschicht
für die Fälle vorsehen wird, wo die Gefahr besteht, daß das Material des Geflechts
in irgendeiner Form beschädigt oder sonstwie beeinträchtigt wird, beispielsweise
durch aggressive Dämpfe etc.
-
Der Geflechtswinkel des Geflechtsschlauches kann unter 54 liegen.
Als besonders zweckmäßig hat sich jedoch erwiesen, daß der Geflechtswinkel zwischen
450 und 50C liegt.
-
Wie sich gezeigt hat, gibt die erfindungsgemäße Umflechtung des Balges
die Möglichkeit, den Kompensator derart kräftefrei zu gestalten daß Zugverankerungen
zwischen den Anschlußflanschen überflüssig werden. Hierzu wurde gefunden, und dafür
wird selbständiger Schutz begehrt, daß diese Kräftefreiheit dadurch gewährleistet
ist, daß die Balgwelle derart geformt ist, daß in Millimetern bemessen angenähert
12 = d22 -d12 -2c d1 -loo ist, wobei 1 die freie Balglänge zwischen den Anschlußflanschen,
d1 der Durchmesser des Eintrittsquerschnittes des Balges für das Medium und d2 der
Durchmesser des äußeren Wellenscheitels ist.
-
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus deren
nachfolgender Beschreibung anhand der Zeichnung, in der Fig. 1 einen Axialschnitt
des Kompensators, Fig. 2 eine Ansicht des den Kompensator gemäß Fig. 1 umgebenden
Geflechtes und Fig. 3 ein Diagramm für die Bemessung des Kompensators darstellt.
-
Der Kompensator gemäß Fig. 1 hat einen Balg 1 aus gummielastischem
Material, der noch durch eine Gewebeeinlage aus Textilcord od. dgl. verstärkt sein
kann. Der Balg 1 hat an seinen Enden radial nach außen gerichtete Krempen 2, mit
denen er zwischen Flanschen 5 und Anschlußflanschen 12 eingefangen ist. Ferner hat
der Balg 1 zwischen den Flanschen 3 eine Balgwelle 5.
-
Umgeben ist der Balg 1 von einem Geflechtsschlauch 8, der im vorliegenden
Falle mit seinen Enden mit den Flanschringen 3 an deren zylindrischer Innenfläche
verlötet und damit dort festgelegt ist. Selbstverständlich eignen sich hier auch
andere bekannte Befestigungsarten, wie beispielsweise das Kleben.
-
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weist der Geflechtsschlauch 8 Schläge
9 und 10 aus in der Regel mehreren parallel nebeneinanderliegenden Drähten auf,
die, was die Schläge betrifft, gegenseitig einen vorherbestimmten Abstand aufweisen,
so daß sie zwischen sich Fenster li bilden.
-
Die Schläge 9 und io des Geflechtsschlauches schließen einen Geflechtswinkel
Beta ein.
-
Bezogen auf Fig. 1 ist es selbstverständlich auch möglich, den Geflechtsschlauch
8 außen noch mit einer
weiteren Lage aus gummielastischem Material
zu umgeben, um ihn vor eventuellen Beeinträchtigungen zu schützen.
-
Der maximale Durchmesser d2 der Balgwelle 5 ergibt sich durch den
Einbauzustand zwischen den Anschlußflanschen 4, in den der Kompensator ohne Schwierigkeiten
durch entsprechendes Zusammendrücken gebracht werden kann. Zur rechnerischen Ermittlung
dieses Einbauzustandes dient, wie gefunden wurde, der Eintrittsquerschnitt d1 sowie
die freie Länge 1 des Kompensa-2 2 2 torr, wenn man dafür sorgt, daß 1 = d2 -d1
-20 d -loo wenigstens angenähert ist, wobei sich dann ein Einbauzustand ergibt,
der auf die anschließenden Rohrenden praktisch keine Axialkräfte ausübt.
-
In Fig. 3 ist für drei Einsatzfälle graphisch dargestellt, wie die
Bemessung des Kompensators sich unter Anwendung der vorstehenden Regeln ergibt.