DE2729458B2 - Strömungsregulator, insbesondere zum Einbau zwischen einem Wasserkran und einem Wasserleitungsende - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Strömungsregulator, insbesondere zum Einbau zwischen einem Wasserkran und einem Wasserleitungsende, mit einer in Abhängigkeit vom Leitungsdruck elastisch verformbaren und den freien Durchflußquerschnitt verändernden Membrane aus gummielastischem Material mit einer geschlossenen scheibenförmigen Basis.

Derartige Regulatoren sind dazu vorgesehen, Überdrücke zu reduzieren und Druckstöße in Leitungen elastisch aufzufangen, um dadurch beispielsweise ein Wasserleitungssystem und damit zusammenhängende Teile vor mechanischem Schaden zu schonen und gleichzeitig unerwünschte Geräusche auszuschalten oder weitgehend zu reduzieren.

Zu den genannten Zwecken sind bereits Strömungsregulatoren bekannt geworden, die auch teilweise die gestellten Anforderungen erfüllen. So zeigt die US-PS 27 62 397 einen Strömungsregulator, bei dem die den Durchflußquerschnitt verändernde Membran zwischen zwei hülsenförmigen Bauteilen (1 und 20) gehalten wird (vgl. Fig. 2 der genannten US-PS), wobei eine Randkante gegen die Membran anliegt Da das strömende Medium die Membrane umfließen muß, sind außerdem Rippen (9) auf der zylindrischen Innenfläche des Bauteiles (1) vorgesehen, um die Membrane zu zentrieren. Derartige Rippen können aber nur schwer eingebracht werden, so daß die Herstellung dieses J5 Teiles aus Metall nur im Gußverfahren denkbar ist.

Neben dem axialen Strom parallel zu den Rippen sind radiale Strömungswege (25) gegeben, die abhängig von der Lage der Membran mehr oder weniger freigegeben werden. Zwischen den axialen und radialen Stromwegen und deren Querschnittsveränderung besteht jedoch keine gegenseitige Beeinflussung, so daß zufällige Lageveränderungen der Membrane unerwünschte, sich nicht von selbst korrigierende Strömungsänderungen ergeben können.

<5 Demgegenüber stellt sich die Aufgabe, eine einfach herzustellende Vorrichtung zu schaffen, die sich in selbstregulierender Weise dem Leitungsdruck anpaßt, wobei die Membran sowohl Dichtungs- als auch Regulierungsfunktionen übernimmt Trotzdem soll die Vorrichtung einfach zu bauen und einzubauen sein.

Diese Aufgabe wird bei einem Strömungsregulator der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an der Basis der Membran stromabwärts Blöcke angeformt sind, welche zwischen sich radiale Kanäle als Strömungswege einschließen, deren Einströmbereiche von der Basis grundsätzlich, d. h. bei niedrigem Leitungsdruck, freigelassen ist.

Bei dem Strömungsregulator gemäß Erfindung übernehmen die Kanäle zwischen den Blöcken im M) wesentlichen die Strömungsregulierting. Bei niedrigem Leitungsdruck verändern sie ihren Querschnitt nicht, und das Wasser passiert ohne Drosselung. Bei wachsendem Wasserdruck werden die Basisteile und Blöcke, welche die Kanäle begrenzen, mehr und mehr μ zusammengedrückt, wobei durch Querschnittsverkleinerung eine Drosselung eintritt. Die Merkmale der Unteransprüche werden in der nachfolgenden Beschreibung unter Hinweis auf die Zeichnung erläutert. Diese

zeigt ein bevorzugtes praktisches Ausführungsbeispiel eines Strömungsregulators gemäß Erfindung. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 einen zusammengesetzten Strömungsregulator in einem diametralen schematisierten Längsschnitt;

F i g. 2 ein Einlauf teil des Regulators gemäß F i g. 1 in einem diametralen Längsschnitt;

F i g. 3 einen Auslaufteil des Regulators gemäß F i g. 1 in einem diametralen Längsschnitt;

Fig.4 eine Membrane des Strömungsregulators gemäß F i j,-1 in Unteransicht;

F i g. 5 die Membrane im Schnitt;

F i g. 6 die Membrane in Draufsicht und

Fig.7 die Membrane in einer perspektivischen Ansicht

Die dargestellte Ausführungsform des Strömungsregulators besitzt drei Hauptteile (vgl. F i g. 1 —3): Einlaufteil 7, Auslaufteil 10 und Membrane 1. Das Auslauf teil 10 verjüngt sich in einen Stutzen U, an den mit Hilfe einer Oberwurfmutter 4 ein (nicnt dargestellter) Wasserhahn oder Teil einer Wasserleitung anschließbar ist. In eine äußere Ringnut 13 des Stutzens 11 ist dazu ein Sperring 5 eingelassen, um die miteinander zu verbindenden Teile gegeneinander zu sichern. Der Stutzen 11 schließt einen Auslaufkanal 12 ein und geht stromaufwärts in einen Flansch 3 über, der außenrandseitig in einen stromaufwärts offenen Fassungsring 14 endet. Der äußere Bereich der Innenwandmg des Fassungsringes 14 ist als Gewinde 15 ausgeführt, welches in Richtung des Flansches 3 durch eine nach innen vorstehende Ringschulter 16 abgegrenzt wird.

In den Fassungsring 14 ist das Einlaufteil 7 mit einem Flansch 8 eingeschraubt, der zu diesem Zwecke mit einem Außengewinde 17 ausgestattet ist. An den Flansch 8 schließt sich stromauf ein Einlaufstutzen 2 an, der mit einem Außengewinde 18 ausgestattet ist.

Als drittes und wesentlichstes Hauptteil ist die Membrane 1 vorgesehen, die zwischen dem Einlaufteil 7 und dem Auslaufteil 10 verankert ist. Dabei ist die Membrane zwischen dem Auslaufteil 10 und dem Einlaufteil 7 zwischen den Flanschen 3 und 8 dieser Teile eingebettet, die vorzugsweise miteinander randseitig verschraubt sind und auf ihren voneinander gewendeten Seiten die Stutzen 11 und 2 aufweisen.

Die Membrane ist ganz oder teilweise aus gummielastischem Material hergestellt. Sie besitzt eine scheibenförmige Basis 19, die der Kontur des Innenbereiches der Innenwand des Fassungsringes 14 mit Abstand folgt (vgl. Fig.5—7). Von der Mitte der Basis 19 hebt sich stromab ein etwa kegelförmiger Diffusor 20 mit gerundetem Ende ab, welcher einstückig mit der Basis 19 ausgeführt ist. Der Diffusor ragt in den Auslaufkanal 12 des Stutzens 11 mit Abstand von dessen Wandung hinein.

Auf derselben Basisseite heben sich rund um den Diffusor 20 herum sektorenförmig ausgebildete Blöcke 21 ab, die mit ihrem Innenende in den Diffusor 20 übergehen. Mit ihren Außenenden liegen sie an der Innenwand des Fassungsringes 14 eng an, während sie zwischen sich Hauptkanäle 22 freilassen, die somit insgesamt sternförmig angeordnet sind und sich zum Diffusor hin ständig verjüngen. Wie aus der F i g. 1 hervorgeht, ist der Einströmbereich der Hauptkanäle 22 nicht von der Basis 19 abgedeckt.

Auf ihrer freien Seite gehen die sektorförmig ausgebildeten Blöcke 21 zunächst in stufenförmig ausgebildete Blöcke 23 ähnlicher Form über, die außenrandseitig mit den sektorenförmig ausgebildeten Blöcken bündig abschneiden, an den Seitenkanten jedoch Niederdruckkanäle 24 und an ihrem inneren Ende einen Verbindungskanal 25 freilassen.

Hie Membrane 1 ist auf der vom Diffusor 20 abgewendeten, d.h. auf der der Medienströmung zugewandten Seite, zentral mit einer Schutzkappe 26 versehen, die aus Metall hergestellt und auf der Basis 19 aufvulkanisiert oder auf andere Weise befestigt ist

ίο Diese Schutzkappe hat Kreisform mit einem schwach konvexen Mittelbereich, woran sich der Diffusor 20 konturenfolgend eng anschließt Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der Durchmesser der Schutzkappe 26 geringfügig geringer als der diametrale Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden stufenförmig ausgebildeten Blöcken 23, wie dies aus F i g. 5 hervorgeht Das Verhältnis kann jedoch genau umgekehrt sein, so daß andere Effekte erzielt werden, worauf im folgenden noch eingegangen wird.

Die Teile 19, 20, 21, 23 und 26 können wenigstens teilweise entweder einstückig ausgeführt sein und insofern aus Gummi oder gummielastischem Kunststoff bestehen, evtl. mit Ausnahme der Schutzkappe 26; oder sie sind wenigstens teilweise zusammen vulkanisiert, so daß sich eine unlösbare Einheit ergibt

Die Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen Strömungsregulators ist wie folgt: Bei relativ geringem Leistungsdruck, beispielsweise bis zu ca. 2 bar, ergibt sich bei dem Regulator keine wesentliche Formänderung, und das Wasser kann im wesentlichen ohne andere Drosselung als durch die vorgegebene Installierung und Dimensionierung passieren. Bei wachsendem Druck werden die Basisteile, welche die Hauptkanäle 22 überlagern, mehr und mehr in Richtung auf den Flansch 3 heruntergedrückt, wobei gleichzeitig die Teile der sektorenförmig ausgebildeten Blöcke 21 heruntergedrückt werden, welche die Niederdruckkanäle 24 und die Verbindungskanäle 25 begrenzen. Auf diese Weise wird das Durchlaufen des Mediums allmählich gedrosseit, bis schließlich bei einer gewissen Druckgrenze, beispielsweise bei etwa 10 bar, die Niederdruck- und Verbindungskanäle 24 und 25 ganz verdrängt sind, so daß das Wasser oder dergleichen nur mehr durch die Hauptkanäle 22 fließen kann, so daß der gesamte freie

Durchflußquerschnitt auf diese Weise stark begrenzt ist. Da jedoch der Druck relativ hoch ist, bleibt die Menge des passierenden Mediums ungefähr konstant, jedenfalls in einem definierten Bereich.

Die Schutzkappe 26 soll dabei verhindern, daß der Diffusor 20 ganz in den Auslaufkanal 12 hineingedrückt wird und diesen damit versperrt. Der etwas geringere Durchmesser gegenüber dem diametralen Abstand von zwei gegenüberliegenden stufenförmig ausgebildeten Blöcken 23 erlaubt es jedoch den Teilen der Basis 19 und der sektorenförmig ausgebildeten Blöcke 21, welche die Verbindungskanäle 25 überlagern, bei genannten hohen Drücken in diese Verbindungskanäle verdrängt zu werden, um sie in der Größe zu reduzieren oder gänzlich zu verdrängen. Will man diesen Effekt jedoch verhindern, so braucht man der Schutzkappe 26 lediglich einen etwas größeren Durchmesser zu geben als dem Abstand zwischen zwei diametral gegenüberliegenden stufenförmig ausgebildeten Blöcken 23, so daß die Schutzkappe 26 randseitig die stufenförmig ausge-

h5 bildeten Blöcke 23 als Widerlager findet, wodurch eine Reduzierung oder wenigstens völlige Verdrängung der Verbindungskanäle 25 verhindert wird.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Strömungsregulator, insbesondere zum Einbau zwischen einem Wasserkran und einem Wasserleitungsende, mit einer in Abhängigkeit vom Leitungsdruck elastisch verformbaren und den freien Durchflußquerschnitt verändernden Membrane aus gummielastischem Material mit einer geschlossenen scheibenförmigen Basis, dadurch gekennzeichnet, daß an der Basis (19) stromabwärts Blöcke (21,23) angeformt sind, welche zwischen sich radiale Kanäle (22, 24, 25) als Strömungswege einschließen, deren Einströmbereich von der Basis grundsätzlich, d.h. bei niedrigem Leitungsdruck, freigelassen ist

2. Strömungsregulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (1) auf an sich bekannte Weise zwischen einem Auslaufteil (10) und eimern Einlaufteil (7) zwischen Erweiterungen (Flanschen 3 bzw. 8) dieser Teile eingebettet ist, die vorzugsweise miteinander randseitig verschraubt sind und auf ihren voneinander gewendeten Seiten Anschlußstutzen (11 und 2) aufweisen, und daß der Flansch (3) des Auslaufteiles (10) außenrandseitig zum Einlaufteil (7) hin in einen Fassungsring (14) übergeht, dessen Innenwandung mit einer Ringschulter (16) als Anschlag für das Einlaufteil (7) ausgestattet ist.

3. Strömungsregulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Basis (19) der Membrane (1) stromabwärts und zentrisch einen Diffusor (20) aufweist, welcher Kegelform mit abgerundetem freien Ende zeigt und vorzugsweise in einen Auslaufkanal (12) des Auslaufstutzen (II) mit Abstand von dessen Wandung hineinragt.

4. Strömungsregulator nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis (19) auf der dem Mediumstrom zugewandten Seite mit einer den Diffusor (20) überlagernden Schutzkappe (26) aus vorzugsweise aufvulkanisiertem Metall versehen ist.

5. Strömungsregulator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzkappe (26) wenigstens mittig schwach konvex ausgebildet ist.

6. Strömungsregulator nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Blöcke sektorenförmig ausgebildete Blöcke (21) umfassen, die sternförmig mit gleichem gegenseitigen Abstand angeordnet sind und zwischen sich Hauptkanäle (22) freilassen.

7. Strömungsregulator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß stromabwärts die sektorenförmig ausgebildeten Blöcke (21) von stufenförmig ausgebildeten Blöcken (23) überragt sind, welche vorzugsweise schmaler und kürzer ausgebildet sind, als die sektorenförmig ausgebildeten Blöcke (21), um auf diese Weise mit den sektorenförmig ausgebildeten Blöcken Niederdruckkanäle (24) bzw. Verbindungskanäle (25) einzuschließen.

8. Strömungsregulator nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzkappe (26) größeren oder kleineren Durchmesser zeigt als der diametrale Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden stufenförmig ausgebildeten Blöcken (23).

9. Strömungsregulator nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (19, 20, 21, 23 und 26) der Membrane (1) zu einer Einheit miteinander verbunden sind und/oder wenigstens teilweise einstückig ausgeführt sind.