AFF020 Hydraulikzylinder – Pumpen mittels Wasserschlag (Lehrmaterial für die Berufsausbildung, Fluidlabor)
1. Einführung in das Gerät
1.1 Überblick
Eine plötzliche Unterbrechung der Wasserzufuhr kann in Rohrleitungen einen Wasserschlag verursachen. Dieser normalerweise unerwünschte Effekt wird in speziellen Geräten (Hydraulikzylindern) genutzt, um Wasser auf ein höheres Niveau zu heben. Im Gegensatz zu herkömmlichen Pumpen benötigen sie keinen zusätzlichen mechanischen Antrieb.
Mit AFF020 lassen sich die Entstehung und die Auswirkungen von Wasserschlag demonstrieren und die Funktionsweise von Hydraulikzylindern untersuchen. Das Wasser wird dem Hubwerk über ein geneigtes, langes Rohr zugeführt.
Sobald das Wasser eine bestimmte Geschwindigkeit erreicht hat, schließt das Ablassventil im Hubwerk unter dem Einfluss der Strömungskraft automatisch. Dies geschieht abrupt, wodurch die kinetische Energie des Wassers im Rohr in Druckenergie umgewandelt wird. Der Druck öffnet das Rückschlagventil, und das Wasser strömt in den Luftbehälter. Das Luftpolster im Luftbehälter absorbiert den Wasserschlag und sorgt für ein gleichmäßiges Anheben in den darüber liegenden Luftbehälter. Nachdem der Wasserschlag abgeklungen ist, öffnet sich das Ablassventil durch sein Eigengewicht, das Wasser im Rohr fließt wieder, und der Vorgang wiederholt sich.
Die Funktion des Überlaufventils wird in Abhängigkeit von der Gewichtsbelastung, dem Ventilhub und der Durchflussrate untersucht. Zusätzlich lässt sich zeigen, wie die Luftmenge im Luftbehälter die Hubkraft beeinflusst.
Das Ventil dient zur Regulierung der Durchflussrate. Der transparente Behälter, das sichtbare Rückschlagventil im Luftbehälter und die sichtbare Bewegung des Ablassventils ermöglichen eine gute Beobachtung der Funktion. Alle Komponenten sind übersichtlich auf der Frontplatte angebracht.
Wasserzufuhr und Durchfluss werden vom Basismodul gemessen. Alternativ kann die Versuchsanordnung auch mit einer Laborwasserquelle betrieben werden.
1.2 Merkmale
(1) Die Vorrichtung zeichnet sich durch eine durchdachte Konstruktion aus und ist stabil und zuverlässig.
(2) Die Vorrichtung besteht aus robusten und langlebigen Materialien und hat daher eine lange Lebensdauer.
(3) Die Vorrichtung besticht durch ihr ansprechendes und durchdachtes Design.
(4) Der modulare Aufbau der Vorrichtung macht das Funktionsprinzip verständlich und leicht nachvollziehbar.
2. Technische Parameter
Abmessungen:
Gewicht:
Betriebsbedingungen: Umgebungstemperatur 10℃～30℃, relative Luftfeuchtigkeit <75% (25℃).
3. Komponentenliste
3.1 Hauptteil
Nr. Bezeichnung
1 Überlaufrohr des Wasserzulaufbehälters
2 Wasserzulaufbehälter
3 Durchflussregelventil Wasserzulauf
4 Durchflussregelventil Wasserablauf
5 Wasserzulauf
6 Überlauföffnung des Wasserzulaufbehälters
7 Verstellbares Überlaufrohr des Förderbehälters
8 Förderbehälter
9 Ablassventil
10 Pumpendrehzahl-Regelventil
11 Ablassventil
12 Luftbehälter mit Rückschlagventil
13 Verstellbares Überlaufrohr für den Förderbehälter
14 Ablassventil
3.2 Liste der Gerätekonfiguration
Nr. Bezeichnung Menge
Komponente 1 Zulaufbehälter 1
Komponente 2 Luftbehälter mit Rückschlagventil 1
Komponente 3 Förderbehälter 1
Komponente 4 Ablassventil 1
Komponente 5 Durchflussregelventil 3
Komponente 6 Ablassventil 1
4. Versuchsliste
Versuch 1 Überprüfung der Luftdichtheit des Luftbehälters
Versuch 2 Demonstration der Entstehung und Wirkung von Wasserschlag
login 
untersuchung.
