(57)【要約】  本発明は、特定の排出特性を伴って動作するディスプレースメント・ポンプによって脈動態様でパイプのシステムを通じてポンピングされる媒体内の排出の脈動を減衰させるための装置に関し、当該装置は、中に存在する特定の容積を有する少なくとも部分的に気体が充填される減衰チャンバを伴うハウジングを少なくとも含み、当該ハウジングは、動作中に減衰チャンバ内の媒体と気体の間に境界層が存在する態様でパイプのシステムに接続され、減衰チャンバは、ディスプレースメント・ポンプの排出特性に部分的に依存する望ましい気体圧力特性を有し、減衰チャンバ内に存在する気体容積は、時間的に最小圧縮容積と最大膨張容積の間において、動作中に前記排出の脈動の影響の下に変動し、さらにこの装置は、減衰チャンバへの気体の供給又はそこからの気体の排出を行う調整手段を含む。本発明は、分離エレメントが備えられた脈動減衰器及び分離エレメントが備えられていないエア・ボックス両方のために、より簡単であり、かつより複雑でない構成を提供する。排出の脈動の最適化された減衰を達成するために、調整手段が本発明に従って、ディスプレースメント・ポンプの排出特性を基礎として減衰チャンバ内の望ましい気体圧力特性を決定し、減衰チャンバ内の現在の気体圧力特性を決定し、決定されたとおりの現在の気体圧力特性と、減衰チャンバの望ましい気体圧力特性を比較し、前記比較を基礎として減衰チャンバ内の境界層の現在の位置を決定するように構成されている。
2009519406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定の排出特性を伴って動作するディスプレースメント・ポンプによって脈動態様でパイプのシステムを通じてポンピングされる媒体内の排出の脈動を減衰させるための装置であって、
中に存在する特定の容積を有する少なくとも部分的に気体が充填される減衰チャンバを有するハウジングを少なくとも含み、前記ハウジングは、動作中に前記減衰チャンバ内の前記媒体と前記気体との間に境界層が存在する態様で前記パイプのシステムに接続され、
前記減衰チャンバは、前記ディスプレースメント・ポンプの排出特性に部分的に依存する望ましい気体圧力特性を有し、
前記減衰チャンバ内に存在する前記気体容積は、時間的に、最小圧縮容積と最大膨張容積との間において、動作中に前記排出の脈動の影響の下で変動し、
さらに前記減衰チャンバへの気体の供給又はそこからの気体の排出を行う調整手段を含み、前記調整手段が、前記排出の脈動の最適化された減衰を達成するために、前記減衰チャンバ内における現在の気体圧力特性を決定し、決定された前記現在の気体圧力特性と前記減衰チャンバの前記望ましい気体圧力特性を比較し、前記比較を基礎として前記減衰チャンバ内における前記境界層の現在の位置を決定するように構成されることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記調整手段が、前記減衰チャンバの前記望ましい気体圧力特性を、前記ディスプレースメント・ポンプの前記排出特性を部分的に基礎として決定するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記調整手段が、前記チャンバの容積及び、前記圧縮と膨張の気体容積に関連付けされる圧縮と膨張の圧力を基礎として、平均圧力における前記減衰チャンバ内の前記境界層の前記位置を決定するように構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記調整手段が、少なくとも１つの圧力センサを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
脈動する容積流と前記気体の間の前記境界層が、分離エレメントによって形成されることを特徴とする先行する請求項のうちのいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記減衰チャンバがエア・ボックスであることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記減衰チャンバに、前記媒体と前記気体の間の境界層として膜が備えられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
特定の排出特性で動作するディスプレースメント・ポンプによって脈動態様でパイプのシステムを通じてポンピングされる媒体内の排出の脈動を、前記パイプに接続される先行する請求項のうちのいずれか１項に従った気体容積減衰装置を使用して減衰させる方法であって、停止中に、気体が充填される特定の容積を有する減衰チャンバ内の前記媒体と前記気体の間に境界層が形成され、前記減衰チャンバ内に存在する気体容積が、時間的に、最小圧縮容積と最大膨張容積との間において、動作中に前記排出の脈動の影響の下で変動し、かつ動作圧力に変化がある場合に理想的な気体容積を補償するために前記減衰チャンバへの気体の供給又はそこからの排出が行われ、前記排出の脈動を減衰させる目的のために、前記減衰チャンバの前記望ましい気体圧力特性が決定され、前記減衰チャンバ内の現在の気体圧力特性が決定されて前記望ましい気体圧力特性と比較され、前記比較を基礎として前記減衰チャンバ内の前記境界層の平均位置が決定されることを特徴とする方法。
【請求項９】
前記減衰チャンバの前記望ましい気体圧力特性が前記排出特性を基礎として決定されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記減衰チャンバ内における前記境界層の前記現在の位置が、前記ポンプの前記排出特性、前記チャンバの容積、平均圧力における前記減衰チャンバ内の前記境界層の望ましい位置を基礎として決定されることを特徴とする請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記圧縮と膨張の気体容積に関連付けされる前記圧縮と膨張の圧力が、前記ポンプの前記排出特性、前記チャンバの容積、平均圧力における前記減衰チャンバ内の前記境界層の位置を基礎として決定されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の排出特性を伴って動作するディスプレースメント・ポンプによって脈動態様でパイプのシステムを通じてポンピングされる媒体内の排出の脈動を減衰させるための装置に関し、本装置は、中に存在する特定の容積を有する少なくとも部分的に気体が充填される減衰チャンバを伴うハウジングを少なくとも含み、当該ハウジングは、動作中に減衰チャンバ内の媒体と気体の間に境界層が存在する態様でパイプのシステムに接続され、減衰チャンバは、ディスプレースメント・ポンプの排出特性に部分的に依存する望ましい気体圧力特性を有し、減衰チャンバ内に存在する気体容積は、時間的に最小圧縮容積と最大膨張容積の間において、動作中に排出の脈動の影響の下に変動し、さらに当該装置は、減衰チャンバへの気体の供給又はそこからの気体の排出を行う調整手段を含む。
【０００２】
本発明はまた、特定の排出特性を伴って動作するディスプレースメント・ポンプによって脈動態様でパイプのシステムを通じてポンピングされる媒体内の排出の脈動を、パイプに接続される本発明に従った気体容積減衰装置を使用して減衰させるための方法に関し、停止中に、気体が充填される特定の容積を有する減衰チャンバ内の媒体と気体の間に境界層が形成され、減衰チャンバ内に存在する気体容積が、時間的に、最小圧縮容積と最大膨張容積の間において、動作中に排出の脈動の影響の下に変動し、かつ動作圧力に変化がある場合に理想的な気体容積を補償するために減衰チャンバへの気体の供給又はそこからの排出が行われる。
【背景技術】
【０００３】
パイプを通ってポンピングされる脈動する容積流は、しばしばディスプレースメント・ポンプによって生じ、それが平均では一定の、実質的に圧力非依存の容積流であることに誤りはないが、容積流が各送り出しサイクルとともに強く脈動する。前記排出の脈動の結果として発生される圧力の脈動もまた、前記脈動の周波数に応じたパイプ又はそれの取り付け及び支持構造内において大きな動的な力、動き、又は振動を導く。パイプの長さに応じて、パイプ内の脈動する容積流は、容積流塊によって引き起こされる加速力と減速力の結果としてパイプの上流で強く脈動する圧力を発生する。
【０００４】
疲労に起因する故障の危険性は非常に大きい。したがって慣例として行われていることは、その種のポンプに、導入部分の中で引用したとおりの減衰装置を備えることであり、当該装置はパイプ内の排出の脈動を減衰させるように構成されている。知られた減衰装置は、一般に気体容積脈動減衰器と呼ばれる。
【０００５】
前記気体容積脈動減衰器を用いて、ポンプによって発生された平均より大きい容積流が、減衰チャンバ内に存在する気体の蓄積及び圧縮によって補償され、平均より小さい容積流が、気体の膨張を通じ、減衰チャンバからの液体の排出によって補償される。気体容積脈動減衰器の知られた実施態様は、エア・ボックス及び膜脈動減衰器である。
【０００６】
エア・ボックスの場合は、気体、一般には空気が液状媒体と直接接触する。膜脈動減衰器の場合には、弾性分離膜によって気体と液体が分離される。さらに、いわゆる「ピストン脈動減衰器」があり、自由に移動可能なピストンが気体と液体の間の分離を形成する。機械的な分離エレメントを備えることは、気体と液体の間の直接接触、したがって液体による気体の吸収を防止する。
【０００７】
エア・ボックスが使用される場合、据え付けの開始に先行する気体予荷重を使用することができない。その結果、平均動作圧力までの（大気中の）空気の圧縮後にエア・ボックスの容積の大部分がすでに使用されてしまうことから、通常はエア・ボックスの容積が大きくなる。平均動作圧力における気体容積が減衰器の減衰能力を決定する。
【０００８】
動作中に気体を用いてエア・ボックスを予荷重する１つの可能性は、エア・ボックス／減衰チャンバ内の液体のレベル測定によってこれを実現することである。加圧された気体を供給することによって、エア・ボックス内の平均液体レベルを実質的に一定のレベルに維持すること、及び液体容積を充分に小さく維持することが可能になり、それにも関わらずその結果、圧力とは独立して充分な減衰気体容積が残存することになる。すでに述べたとおり、気体‐液体の直接接触を伴うエア・ボックスの欠点は、気体が徐々に液状媒体によって吸収されることであり、前述したレベル・制御等の対応策がとられなければ残存する気体容積が次第に小さくなる。
【０００９】
気体予荷重は最大気体容積の場合に最適であり、言い替えると、平均動作圧力における液体容積は、ポンプの送り出しが一時的に平均より低いときに、送り出される必要がある容積がまだ充分なマージンを伴って利用可能となるようでなければならない。しかしながらこれは、一定の平均動作圧力を基礎としている。前記平均動作圧力が動作条件における何らかの変更の結果として変化する場合には、これが気体予荷重において考慮されなければならず、より低い予荷重圧力が使用されなければならない。その結果として、予荷重が、より高い平均動作圧力の間に最適にならず、より小さい減衰気体容積が残存することになる。
【００１０】
実用的な気体予荷重範囲は、平均最大動作圧力の５０％と８０％の間の範囲であり、より大きな動作圧力の変動がある場合には平均最大動作圧力の３０％までになる。３０％より低い予荷重を用いると、最大平均動作圧力における残存減衰気体容積が、適切な減衰効果を達成するには小さすぎるか、又はポンプ・サイズに関して過剰に大きな減衰器を選択しなければならず、それが高コストを招く。
【００１１】
これに対する解決策は、さらに分離エレメントも装着された知られた脈動減衰器に「レベル」測定を提供することであり、前記測定に応答して気体を供給するか、又は排出する。１つの方法は、媒体と気体の間における境界層、たとえば膜の中心部分の現在の位置を基礎とするか、又は分離エレメントの現在の位置を基礎として減衰チャンバ内の気体の充填を制御する。境界層の現在の位置は減衰チャンバ内に存在する液体容積に関連する。
【００１２】
導入部分で引用した気体容積脈動減衰器の実施態様は、たとえば独国特許公開公報第４０  ３１  ２３９  Ａ１号から知られている。前記特許公報においては、減衰チャンバ内の気体とポンピングされることになる媒体の間の境界層が分離膜によって形成され、そこにロッドが接続される。前記ロッドは、ハウジングのカバーを通って外側に延ばされる。現在の膜位置は、動作中に磁気スイッチを経由して検出され、それに応じて減衰チャンバ内の気体容積に気体が追加されるか、又はそこから抜かれる。この態様で気体容積を制御することによって膜位置が２つの最大位置の間に残存することになり、装置の動作をはじめ動作寿命に肯定的な効果を有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
その種の膜位置検出における欠点は、それ自体の機械的な性質である。さらに、知られた気体容積圧力脈動減衰装置は、膜の非常に動的な動きの結果として非常に摩損しがちな可動部品を含む。さらに可動ロッドを、高い気体圧力に対して動的にシールしなければならないか、又はハウジングの外側の空間を気密にして中でロッドが動くようにしなければならない。しかしながらこの構造を用いると、厚い金属壁を通して磁気スイッチが切り換えられなければならず、複雑かつコスト高になる。
【００１４】
このほかの膜又は分離エレメントの位置測定を、赤外線距離測定、超音波測定、又はそのほかのテクニックを使用することによってカバーを通して非接触態様で実施することができる。また、放射能を使用することによってハウジングの壁を通して測定し、したがって膜又は分離エレメントの位置を決定することも可能である。しかしながら放射能物質の使用は、それが高コストであることのほかにもいくつかの実用上の欠点がある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、分離エレメントが備えられている脈動減衰器や、分離エレメントを備えていないエア・ボックス両方のための単純かつコストを節約する解決策を提供する。排出の脈動の最適化された減衰を達成するために、調整手段が本発明に従って、減衰チャンバ内における現在の気体圧力特性を決定し、決定された現在の気体圧力特性と減衰チャンバの望ましい気体圧力特性を比較し、かつその比較を基礎として減衰チャンバ内における境界層の位置を決定するように構成されている。
【００１６】
本発明によれば調整手段が、特に、ディスプレースメント・ポンプの排出特性を部分的に基礎として減衰チャンバの望ましい気体圧力特性を決定するように構成され、より詳細には、調整手段が、チャンバの容積、及び圧縮と膨張の気体容積に関連付けされる圧縮と膨張の圧力を基礎として平均圧力における減衰チャンバ内の境界層の位置を決定するように構成されている。
【００１７】
圧力の脈動は、減衰チャンバ内における決定された気体圧力特性の使用によってより効果的かつ精密な態様で減衰させることが可能である。
【００１８】
本発明の特定の実施態様は、調整手段が少なくとも１つの圧力センサを含むことを特徴とする。
【００１９】
本発明に従った装置は、さらに、脈動する容積流と気体の間の境界層が分離エレメントによって形成されることを特徴とする。
【００２０】
特定の実施態様においては減衰チャンバがエア・ボックスとなるが、さらに減衰チャンバに媒体と気体の間の境界層として膜を備えてもよい。
【００２１】
本発明に従った方法は、排出の脈動を減衰させる目的のため、減衰チャンバの望ましい気体圧力特性が決定されて減衰チャンバ内の現在の圧力特性が決定されて望ましい気体圧力特性と比較され、前記比較を基礎として減衰チャンバ内の境界層の平均位置が決定されることを特徴とする。
【００２２】
本発明に従った方法の特定の実施態様においては、減衰チャンバの望ましい気体圧力特性が排出特性を基礎として決定される。
【００２３】
より詳細には、減衰チャンバ内における境界層の現在の位置が、ポンプの排出特性、チャンバの容積、平均圧力における減衰チャンバ内の境界層の望ましい位置を基礎として決定される。
【００２４】
この方法はさらに、圧縮と膨張の気体容積に関連付けされる圧縮と膨張の圧力が、ポンプの排出特性、チャンバの容積、平均圧力における減衰チャンバ内の境界層の位置を基礎として決定されることを特徴とする。
【００２５】
エア・ボックスと、分離エレメントが装着された脈動減衰器は、ともに、容積が既知の幾何学的構成によって決定される比容積を有する。使用されるポンプの送り出し特性もまた既知である。驚くことに、既知の特性を有するディスプレースメント・ポンプを、本発明に従った装置の減衰チャンバの既知の容積とともに、かつ当該減衰チャンバ内において最小（平均圧力における減衰チャンバ内の境界層の位置）であると考えられる液体（媒体）の推定量とともに使用することによって、気体の圧縮と膨張の圧力が、その場合に、減衰チャンバ内の気体がそれの最小圧縮容積と最大膨張容積をそれぞれ有する境界層の両極の位置において計算される。
【００２６】
このようにしてポンプ・サイクルの間にわたる合計の圧力の脈動が既知となる。一方、異なる動作条件において生じる脈動のレベルは、問題としている設備について測定され、その後に、次の制御のための基準ポイントとして使用することが可能である。
【００２７】
前記計算に対する代替として、異なる動作条件において生じる脈動レベルを、問題としている設備内で測定し、その後前記制御における基準ポイントとして使用することが可能である。
【００２８】
このように、媒体と気体の間の境界層の現在位置を、減衰チャンバ内の単純な圧力測定を用いて間接的に決定することが可能である。この知識を基礎として本発明に従った調整手段は、現在生じている排出／容積脈動を、可能な限り少ない圧力脈動を伴う最適態様で減衰させるために、どの程度の気体が減衰チャンバに供給されなければならないか、又はそこから排出されなければならないかを部分的に決定する。
【００２９】
さらに本発明は導入部の中で引用したとおりの方法に関連し、当該方法は、本発明に従って、境界層の位置を決定する目的のために容積脈動減衰器の気体中の気体の圧力が測定される。
【００３０】
以下、図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１には、従来技術に従った制御可能な気体容積圧力脈動装置、より詳細に述べれば独国特許公報第４０  ３１  ２３９号に述べられている気体容積圧力脈動装置が示されている。
【００３２】
この知られた装置は、減衰チャンバ６を囲むハウジング１を含む。ハウジング１は、接続フランジ５によってパイプ（図示せず）に接続可能であり、当該パイプを通って液状媒体がディスプレースメント・ポンプによってポンピングされる。その種のディスプレースメント・ポンプは、パイプを通る媒体の、平均して一定の、実質的に圧力非依存の容積流を提供することに誤りはないが、容積流が各送り出しサイクルとともに強く脈動する。
【００３３】
それに加え、パイプの長さに応じて、パイプ内の脈動する容積流は、加速力と減速力の結果としてパイプ内の上流で強く脈動する圧力を発生する。その周波数に応じて前記圧力の脈動もまた、パイプ内及び／又はそれの取り付け及び支持構造内において大きな動的な力、動き、又は振動を導く。
【００３４】
その種の圧力の脈動は、必然的に、疲労に起因するパイプのシステムの故障を導く。したがって、動作の間、パイプ内の圧力の脈動が減衰されることが望ましく、その目的のために独国特許公報第４０  ３１  ２３９号の中に開示されているような減衰装置が使用される。
【００３５】
現在知られた気体容積脈動減衰装置においては、可撓膜４がハウジング１内に存在し、当該膜が減衰チャンバ６を、ポンピングされる液状媒体のためのサブチャンバ１ｂと気体のためのサブチャンバ１ａに分割し、当該気体は、膜４によって液状媒体から仕切られる。液状媒体は、パイプ５とびフランジ結合５を経由してサブチャンバ１ｂ内に流れ込むことができる。
【００３６】
排出における増加は、上流のパイプ部分内の液体塊の必要な加速を導き、そのため、続いて追加の質量力又はポンプ圧力が必要となり、それが気体容積減衰器１のサブチャンバ１ｂ内における液状媒体の蓄積を導く。したがって、ピークの排出のレベルを下げることによって、蓄積／力が圧縮圧力の値まで下げられる。
【００３７】
同様に、ポンプ排出における減少は、サブチャンバ１ａ内の気体の膨張を通じてサブチャンバ１ｂから液状媒体が排出されることによって補償される。したがって、ポンプ・サイクル毎に、媒体の容積量の増加と同時のサブチャンバ１ａ内の気体の圧縮、及びサブチャンバ１ａ内の気体の膨張を生じさせるパイプ内へ戻る液状媒体の流れを伴って膜４が間欠的な動きを受ける。
【００３８】
最適減衰効果、すなわち脈動する容積ポンプの特性の吸収による最小の圧力上昇と減少は、最大気体容積が利用可能な場合に（気体法則に従って）獲得される。言い替えると、容積が最大のときである。通常のポンピング機能においては、チャンバからの最大容積排出の間に減衰チャンバ１ａの底に触れる直前でエレメントを分けることによって限界が決定される。
【００３９】
そのため知られた気体容積脈動減衰装置は、サブチャンバ１ａに気体を供給するか、又はそこから気体を排出する圧力の脈動を減衰させるための手段を備えている。前記手段は、供給パイプ７を経由して加圧下にサブチャンバ１ａ内に導入させる気体を伴う貯蔵容器９を含む。そのためバルブ１１が供給パイプ７内に取り付けられており、当該バルブは、ソレノイド１３、１６の付勢によって開閉する。
【００４０】
前記手段は、サブチャンバ１ａから気体容積脈動装置の外に気体を排出するための排出パイプ８も含み、当該排出パイプ８内にはさらにバルブ１２が取り付けられており、当該バルブはソレノイド１４、１７によって開閉する。
【００４１】
減衰チャンバ６内の膜４には、ハウジング１を通って延びるロッド３が備わっている。液状媒体の排出の脈動によって引き起こされる減衰チャンバ内における膜４の間欠的な動きの間に、ロッド３が相応じてこの装置のハウジング１の内外に移動する。ロッド３の（したがって、膜４の）動きの程度及び移動位置は、目盛から読み取り可能であり、当該目盛上には２つの磁気スイッチ１０、１０’が配置されている。
【００４２】
膜４の移動位置の逸脱が過度に大きい場合には、２つの磁気スイッチ１０、１０’のうちの１つが付勢され、その結果として供給バルブ１１又は排出バルブ１２が開かれるか、又は閉じられる。したがって、膜４の移動位置に基づいて貯蔵容器９からサブチャンバ１ａに気体が供給されるか、又は排出パイプ８を経由してサブチャンバ１ａから排出されることが可能になる。
【００４３】
この知られた気体容積脈動減衰装置の欠点は、移動部品、特にハウジング１を通って延びる移動ロッド３が使用されていることである。その結果として、膜が圧力平衡でなくなり、追加の張力に遭遇する。この構成は、ロッド３に沿う減衰チャンバ６からの気体の逃げを防止するために、ハウジング１の場所においてロッドとハウジングの適切なシールを必要とする。これらの移動部品は、膜４の高度に動的な動きのために摩損しがちであり、それに加えてその一方ではロッド３に沿ったシールが特定の高い要件を満たさなければならない。
【００４４】
ロッドが外側に出されない場合には、測定と制御が圧力壁を通じて行われなければならず、そのためには複雑かつ高コストの構造が必要になる。
【００４５】
両方の実施形態は、膜の中央部分を安定した位置に維持するために、充分な安定性があり、かつ太いロッド及び案内を必要とする。
【００４６】
図２は、現在知られている従来技術の気体容積減衰装置の欠点を持たない本発明に従った気体容積脈動減衰装置の実施形態を示している。
【００４７】
図１に示されている部品に対応する図２の部品は、図１と同一の番号によって示されている。
【００４８】
この実施形態においては、気体容積減衰装置が膜タイプの減衰装置であるが、気体容積減衰装置としてエア・ボックスを使用することも可能である。
【００４９】
図１に示されているとおりの知られた装置と同様に、本発明に従った気体容積減衰装置は、より大きなパイプのシステムの部分を形成するパイプ部分５ａにフランジによって接続されるハウジング１を含む。
【００５０】
液状媒体は、前記パイプのシステムを通り、ディスプレースメント・ポンプ（図示せず）によって、ポンプ・サイクル間の容積流内に生じる有意の排出脈動を伴ってポンピングされる。ハウジング１には減衰チャンバ６が備えられ、それが膜４によって、パイプ５ａからの液状媒体を蓄積し、前記液状媒体をパイプ５ａに返すためのサブチャンバ１ｂ、及び減衰気体のためのサブチャンバ１ａに分割される。
【００５１】
各ポンプ・サイクルの間の平均動作圧力の変動において液状媒体内に、したがって気体容積減衰装置内に生じる排出脈動を減衰させ、又は調整するために使用される手段は、加圧気体、たとえば窒素Ｎ2が満たされた貯蔵容器９を含む。前記貯蔵容器９は、サブチャンバ１ａ内に気体を供給するために、たとえば気体予圧を作り出すために、供給パイプ７を経由して気体サブチャンバ脈動減衰装置のサブチャンバ１に接続される。
【００５２】
供給パイプ７内には、供給パイプ７を経由して貯蔵容器９の方向に気体が逆流することを防止するように逆止バルブ１５が取り付けられている。逆止バルブ１５の上流には供給バルブ１１が取り付けられ、当該供給バルブは、ソレノイド１１ａによって開閉させられる。ソレノイド１１ａは、適切な電気接続ライン２３を用いて制御ユニット２０に接続され、当該制御ユニットは、調整手段の一部を形成する。本発明に従った調整手段は、サブチャンバ１ａ内に存在する気体のための排出パイプ８も含み、当該排出パイプ８は、排出バルブ１２によって開閉させられる。排出バルブ１２は、前述した制御ユニット２０に電気接続ラインを用いて類似の態様で接続される電磁ソレノイド１２ａによって作動させられる。
【００５３】
この実施形態においては、供給パイプ７の一部が排出パイプ８としても機能し、本発明に従った気体容積脈動減衰装置のハウジング１に１つのパイプ７、８だけを接続すれば足りることから、それがより複雑でない単純な構造となる。
【００５４】
排出バルブ１２が（制御ユニット２０による電磁ソレノイド１２ａの適切な付勢を通じて）開かれるとき、サブチャンバ１ａ内に存在する気体が、供給／排出パイプ７、８、排出パイプ８、及びスロットル・バルブ２１を経由して外側の大気中に排出されることが可能である。
【００５５】
また排出された気体を再び低圧貯蔵タンク内に収集し、その後気体が再び減衰装置への供給に使用可能となるように、コンプレッサ・装置を用いて気体の圧力を再び増加させることも可能である。
【００５６】
同様に、制御ユニット２０による電磁ソレノイド１１ａの適切な付勢を通じて、供給バルブ１１を開くことが可能であり、その結果、貯蔵容器９内に存在する加圧気体Ｎ2が、供給パイプ７を経由し（逆止バルブ１５を開かせて）気体容積脈動減衰装置のサブチャンバ１ａ内に流れ込むことができる。
【００５７】
本発明によれば、気体充填の前記制御が、機械的構造によってではなく、サブチャンバ１ａ内の気体の現在の圧力を測定する圧力センサ１９によって生じる。より詳細に述べれば、圧力センサ１９が充分に高い頻度で現在の圧力を測定し、その結果、減衰チャンバ内の現在の圧力脈動特性又はパターンを決定することが可能になる。
【００５８】
前記圧力センサ１９は、電気接続ライン１９ａによって制御ユニット２０に接続され、当該制御ユニット２０は、測定された気体圧力特性とポンプの既知の圧力特性を圧力センサ１９によって引き渡された電気信号、すなわちサブチャンバ１ａ内の現在の圧力特性を表す信号を基礎として比較する。
【００５９】
この比較を基礎として、動作圧力における変化及び気体と液状媒体の間の境界層（この場合は物理的な膜４）の現在の位置を決定することが可能であり、それらを基礎として電磁ソレノイド１２ａ又は１１ａが電気接続ライン２２又は２３を経由して付勢される。膜の初期移動位置は、排出パイプ８、及び、そのようにして開かれた排出バルブ１２を経由してサブチャンバ１ａから気体を排出するか、又は供給バルブ１１が作動されて開かれる場合には、貯蔵容器９から供給パイプ７を経由して気体容積脈動減衰装置のサブチャンバ１ａ内に加圧気体を供給することによって適合が可能である。
【００６０】
このようにして膜が、排出の脈動の減衰時に望ましい動作位置を越えて移動すること、すなわち一方において減衰チャンバの底の壁との反復的な接触の結果として膜の損傷を導くことが防止されるが、他方においては、それにもかかわらず排出の脈動の減衰時に最小の脈動のために意図された最大気体容積が減衰器内に存在する。
【００６１】
これについて、例として図３ａ及び３ｂを参照して説明する。
【００６２】
図３ａは、本発明に従った気体容積脈動減衰装置の気体が満たされた減衰チャンバ内の減衰器の応答又は圧力パターンを示している。圧力パターンは、１行程（回転）の間にポンプのクランクシャフトが行う回転に対して垂直軸に沿ってプロットされている。図３ａに示されている圧力パターンが他筒往復動ポンプによってもたらされることから、時間的に食い違い配列されたいくつかのピークが形成される。
【００６３】
図３ａに示されている圧力パターンは、特定タイプのポンプに特有のものである。
【００６４】
図３ｂは、本発明に従った方法と装置を用いて、たとえば減衰チャンバ内に配置される圧力センサによって決定可能な測定された圧力パターンを示している。この測定された圧力パターンから、使用中のポンプに関連付けされた圧力パターン又は図３ａに示されている圧力特性と比較することによって、あらゆる種類の逸脱を導くことが可能であり、当該逸脱を基礎として、気体容積脈動減衰装置の減衰チャンバ内における境界層の現在の位置を決定することが可能である。
【００６５】
図３ｂに明確に示されているとおり、もっとも低いピークが、使用中のポンプの既知の圧力パターン又は特性に関連付けされた図３ａ内の対応するピークと比較すると平坦になっている。この測定された圧力特性に基づけば、減衰チャンバ内に存在する気体が多すぎること、及び境界層（たとえば膜）の間欠的な動きの結果として、後者が減衰チャンバの内側の壁に当たるであろうということが決定できる。
【００６６】
図３ｂに従った圧力特性によって表される減衰チャンバの状態、より詳細には分離膜の状態は、第１に、減衰チャンバの非効率的な減衰作用を示唆し、それに加えて分離膜が間欠的に減衰チャンバの底に当たり、その結果、損傷を受けるおそれがあることからそれに及ぶ損傷の可能性を示唆する。
【００６７】
図３ｂの圧力特性と図３ａに示されている既知の圧力特性の比較を基礎として、減衰チャンバ内における分離膜の現在の位置を決定することが可能であり、さらにそれに加えて、減衰チャンバ内の気体圧力の適切な調整によって、膜が、その最大位置への到達時に減衰チャンバの底に当たることがなくなるが、脈動が減衰される結果として減衰チャンバ内を自由に上下動できる態様で膜の移動位置を調整することができる。
【００６８】
このようにパイプ５ａを通る液体の流れ内の排出の脈動を、この実施形態により、単純な構造を使用して、単純な態様で減衰させることが可能である。間接的な測定の方法、すなわちサブチャンバ１ａ内の現在の気体圧力が圧力センサ１９によって測定され、当該測定値がその後使用されて減衰チャンバ内における膜４の現在の位置が決定され、それを基礎として気体がサブチャンバ１ａ内に供給されるか、又はそこから排出される方法は、（独国特許公報第４０  ３１  ２３９号に開示されているような）直接的機械的測定方法を使用する必要性を回避する。
【００６９】
この知られた測定方法に関連して知られているすべての欠点、たとえば摩損しがちな追加の部品の使用をはじめ圧力シールに関する特殊な要件等がこのようにして不要になる。
【００７０】
供給バルブ１１と排出バルブ１２は、たとえば５〜７バールに加圧された制御エアによって開閉されることから、いわゆる気体圧力作動バルブである。そのため、本発明に従った調整手段は、５〜７バールに加圧された制御エアを、それぞれ空気供給ライン２５ａ、２５ｂを経由して供給バルブ１１と排出バルブ１２に供給する加圧空気供給ライン２５を含む。電磁作動ソレノイド１１ａ、１２ａには、加圧された制御エアを、制御ユニット２０によって引き渡される制御信号２３〜２２に依存してバルブ１１又は１２に導くことができるバルブ・メカニズムが備わる。また、空気圧制御及び空気圧作動バルブの代替として電気的に付勢されるバルブを使用することも可能である。
【００７１】
パイプ７、８に生じることがある過剰な圧力に対する保護として、１つ又は複数の安全バルブ２４ａ〜２４ｂを供給パイプ７に取り付けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】従来技術に従った気体容積圧力脈動装置の実施形態を示した説明図である。
【図２】本発明に従った気体容積圧力脈動装置の第１の実施形態を示した説明図である。
【図３】本発明に従った気体容積圧力脈動装置の制御において使用するための異なる圧力脈動特性を示したグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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