DE1426216A1 - Schalldaempfer fuer schwingende Gasstroemung - Google Patents
Schalldaempfer fuer schwingende GasstroemungInfo
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Description
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Schalldämpfer-für sc@ ingende Ga2strömung Die Erfinduxtg betrifft einen Schalldämpfer zum Beseitigen. des Ströömmgsgeräusches von Luft oder Gas, die bzw. das gesaft- oder ausgeblasen wird. Sie ist gekennzeichnet durch. wenigsten eine dbrch ein durchbrochenes, starres Einsatateil- gebildete Ausstreitung, das aus den Windungen einer Schrau- benfeder bestehen. kann., wobei das Einsatzteil eine durchläs- sige Wandfläche abstützt, durch welche die sich entlang der durch diese Wandfläche begrenzten Zeitung fortpflanzenden - stisoheU Scb»ringungen übertreten können, wobei diese- Schgun.- der gen in. dang an deWStrömung des Mediums gegenüberliegenden Sei- te gebildeten. Rann gedämpft werden. Wem die Waudf3Ache luftundurchlässig ist, soll sie elastisch sein., denn, daß die Schallschwingungen sich infolge ihrer E»Atizität durch si., fortpflanzen. Wenn. sie im Gegensatz dazu nicht elastisch ist" muß sie durchlässig sein, damit die Eitischen. Sohw.en sich durch die affnunaen fortpflangen können. So kann diese "-Und aus natürlichem oder syritheti- sclierii Kautscriuk oder einem gleichartigen undurchlässigen, elastischen ;erkstoff oder aber auch aus einem elastischen, porösen ler,'istoZf mit offenen Zellen nach Art von Schaumgummi oder eines entsprechenden synthetischen WerkstoJ.fes bestehen, oder sie kann auch aus einem biegsamen, porösen 'i;erlrstoff, z. ß. einem leicht durchlässigen, pflanzlichen, tierischen oder mineralischen Gewebe, hergestellt sein. Wenn z. B. der Schall- dämpfer für die Ansauö ng von Motoren oder Kompressoren ver- wendet wird, kann die `Jandfläche ein -Daumwollgewebe sein, des- sen nicht in "Berührung mit dem Gasumlauf stehende ;ußenseite mit einer Schicht von graphitiertem Latex abgedeckt sein kann, um eine leichte Durchlä-,sigkeit zu erreichen. Im Gegensatz dazu kann für Auspuffschalldämpfer für kotoren das Gewebe aus- einem nicht brennbaren Material, z. B. Asbest oder Glaswollfasern,. hergestellt sein. Im letzteren Fall kann man z. B. das starre Einsatzteil, das z. B. durch eine x chrauberLfeder "gebildet wird, mit einem durchlässigen, eine Zage von Glaswollfilz abstützen= den Gewebe aus (rlasfäden umwickeln,. "' !in Fall der Verwendung einer insbesondere für die Ansaugung " von Motoren und Komprejsoren geeigneten undurchlässigen, ela- stischen `l'and, deformiert sich die elastische !Tand periodisch untr der Einwirkung de.s Schalldruckes und d-a-pßh das Maximum der Schalldämpfung wird erreicht..- wein die genaue Fmquenz der' Schwingungen der Wandfläche auf die zu dämpf endeja Schallfrequenz - Man erreicht dieses Ergebnis durch drei Mittel: a) Man sieht einen ansteigen::en oder abfallenden Abstand der Abstützpunkte oder der Windungen der Schraubenfeder vor. In diesem Fall schwingen die Abschnitte der Zeitung mit am weitesten auseinander liegenden Abstützpunkten mit einer niedrigeren-Frequenz als die Teile, wo die .Abstützpunkte, z. B. die Windungen der Feder, näher aneinander liegen.
- b) Die eIastische `Vandfläche steht in den Abschnitten der Leitung, in denen. die höheren Frequenzen gedämpft werden, unter stärkerer Spannung. Wenn eine in Ruhestellung zylinderförmige Schraubenfeder zum _Abstützen der elastischen ;'andfläche verwendet wird, ist die Zugspannung der Wandfläche in den hbschnitten stärker, in denen man der Feder einen größeren Durchmesser gibt, derart, daß die Sandfläche die @@orm eines Kegelstumpfes erhält. Bei der Verwendung einer Feder mit größerem Durchmesser an einem Ende als-;ert anderen,. erhält man eine Skala von Zug-. spannungen die der @Dämpi#-ung- einer weiten Skala von Schällfrequenzen entsprechen. c) Man variiert die Dicke der elastischen -Aand und damit ihr Gewicht. Je schwerer die Wand ist, umso tiefer liegt die beeinflußte Schwingungsfrequenz.
- Es ist gemäß der Erfindung möglich, zwei oder alle drei der oben beschriebenen .rege zum Einstellen der genauen Frequenz der elastischen Landfläche miteinander zu kombinieren.. Die so gebildeten, schalldämpfenden Leitungen dämpfen vornehmlich die hohen 2requenzen, und um ihre Wirksamkeit auf die Dämpfung der tieferen Frequenzen auszudehnen, ist es notwendig, diese mit anderen Verfahren zur Dämpfung tiefer Frequenzen zu kombinieren, so z. E. der Phasenverschiebung, der akustischen Interferenz, der Resonanz, der Reflexion usw. Man kann z. B. zwei oder mehr Leiter gemäß der Erfindung mit- unterschiedlicher Länge kombinieren, wobei die kürzeste Leitung von anderen Leitungen mit größerer Tjänge spiralförmig umwunden. sein kann.
- Man kann außerdem um eine oder mehr Zeitungen gemäß der Erfindung mehrere Resonanzkammern anordnen, die außerhalb dieser Zeitungen liegen, mit denen sie, z. B. über Durchlöcherungen in ihrer iandfläche akustisch in Verbindung stehen. Die Kammern '` haben vorzugsweise ein. in Richtung der Strömung des Mediums ansteigendes oder absteigendes Volumen. Dies ermöglicht eine Dämpfung einer Frequenzskala von höchsten bis zu tiefsten Frequenzen und umgekehrt.
Habh einer besonderen .Ausführungsform kann eine Anordnung gemäß der ,ErfiadÜng eine Anzahl von Zeitungen gemäß der Er.- findung, z.. D. drei, aufweisen, von denen die Mittelleitung, entsprechend der oben beschriebenen, geradlinig verläuft, wäh- rend die anderen, seitlichen Leitungen, z. B. zwei, um'die mitt- lere Leitung in-einer Spirale herumgeführt sind, derart, daB der lieg der'Zase verlängert wird. Die drei Zeitungen durchlau- fen die 'Trennwand-von aufeinanderfolgenden Resonanzkammern mit konstantem oder sich ändernden Volumen. Die Differenzen zwi- schen der Dinge cler@ geradlinigen Zeitung und der hä -re der bei- den gohraübenßär®igen Leit'un@en ermöglicht eine Dämpfung durch akustische interferehz von' tiefen Wellen, deren Länge gleich, oder doppelt dieser Differenz ist: Dariiber- -h.s,;selbst wenn. es :keine vorherrschende Prequens . . ' ,gibt; die durch-die akuptfsehe. Interferenz gedämpft werden, kann, und -*em-chs=.Geräxmh.$ehr gemis-cht ist und sich aus einer sehr hrv:Ltn-.Skalavon Frequenzen zusammensetzt, können auch diese Prequenaen durch Phasenverschiebung derart gedämpft wer- den, ddH 'jede 'Resonanzkammer,- die von den Leitungen durchzogen wird= eime unterschiedliche hänge aufweist. `;lenn z. B. in der ersten ämmer'dieee Differenz gleich einem bestimmten Wert ist,, soll für die beiden fƒlgendenlammern dieser Wert doppelt sein, für drei'ern dreifach usw., derart, daß man am ,Ausgang des Schalldämpfern alle Frequenzen, einschließlich der in der er= sten er gedämpften und der in. der Gesamtheit aller e'Tn a gedämpften, die einer sehr tiefen Frequenz entsprechen', dem pi`t`: - Fig. 1 zeigt im Längsschnitt eine schalldichte Leitung nach einer Ausführungsform der Erfindung; Fig. 2 zeigt in Seitenansicht eine Zusammenstellung von Schalldämpferleitun;en mit unterschiedlicher Dänge, durch die. eine Phasenverschiebung zwischen den Schallwellen, die durch die Zeitungen gehen, erreicht wird; Fig. 3 und 4 zeigen entsprechend in Axial- und Querschnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3 eine Kombination von drei Dämpfungsleitungen gemäß Fig. 2 in einem einzigen Element, wobei die äußeren Leitungen geradlinig in einer Stellung dargestellt sind, die der der Leitungen vor ihrem Umwickeln um die mittlere Leitung entspricht, und Fig. 5 und 6 zeigen im Schnitt entlang der Achse zwei andere Ausführungsformen von Schalldämpfern gemäß der Erfindung. Die Dämpfungsleitung gemäß Fig. 1 liegt zwischen einem Eintrittsrohr 1 und einem Austrittsrohr 2 im Inneren einer elastischen Rohrwandung 3, die um eine Schraubenfeder ¢ angeordnet ist, deren Wandungen im Bereich der Seite des Eintrittsrohres 1 einen größeren Durchmesser aufweisen und enger zusanmengepreßt sind. Im .Gegensatz dazu Ist der Durchmesser. der Feder im Bereich des Austrittsrohres 2 kleiner und di.e St.eigung größer. Aus diesem,
Grund ist die elastische Wand, die um die Feder 4 liegt, an der Seite des Eintrittsrohres stärker gespannt als an der gegenüberliegenden Seite auf das Austrittsrohr 2 zu. Gleich- zeitig ist entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung die elastische Wand im Bereich des Austrittsrohres 2 dicker und daher schwerer. Aus diesen drei Gründen, d. h. wegen des geringeren Abstandes der Windungen, der stärkeren Spannung der Wandfläche und der geringeren. Dicke, ist die Eigenfrequenz der elastischen Wand- fläche an der Seite des Eintritts 1 höher als am Austritt 2 und wenn. die Anordnung entsprechend aufgebaut ist, können durch diese Unter-oehiede drei Oktaven erfaßt werden. Das absor- bierende Material 5 wird frei, ohne Zusammenpressen im Inneren des Gehäuses 6 um die Wandfläche 3 angeordnet. Es verhindert eine längesuebreitung von >-schallwellen, die durch die Wandplat- te 3 durchgegangen sind und die durch den Spalt außerhalb der Wandfläche 3 durohlaufen könnten. Es ist oben beschrieben worden, daß die Gase im Inneren der elastischen Wand 3 strömen. Wenn im Gegensatz dazu die Gas- zirkulation in dem ringförmigen Spalt um den elastischen Leiter verläuft, füllt man in diesem Falle das Innere des Leiters mit einem absorbierenden Material. Wenn sehr tiefe Frequenzen gedämpft werden sollen-, kann man den Leiter' gemä$ der Erfindung mit anderen Sdhalldämpfuhgstrer- fahren. 'kombinieren, z. B. mit der Phasenversdiziebü@d.e @aku.- - Die Anordnung weist zwei starre Plbtten 7 und 8 auf, die jede mit einer Mittelöffnung mit Muffe 9 und zwei seitlichen Öffnungen mit Muffen 10, 11 versehen sind. Auf der Muffe 9 ist ein dämpfender mittlerer Leiter 12 und auf den. Muffen 10, 11 sind zwei dämpfende Leiter 13, 14 befestigt. Der mittlere Leiter 12 kann aus einem durchlässigen Gewebe 15 gebildet sein, das um eine Schraubenfeder 16 liegt,-während um die Wand 15 eine Pakkung 17 aus_absorbierendem Material, z. B. Glaswolle, Kapok oder einem ähnlichen absorbierenden Material, angebracht ist. Bei der Ansaugdämpfung kwn das Gewebe 15 aus einem Baumwolltrikot bestehen, in dem die Windungen der Feder befestigt sind. Wenn das Gewebe durch eine äußere Abdeckung aus graphitiertem Latex halb durchlässig gehalten ist, ist die Verwendung des absorbierenden Materials 17' nicht unbedingt erforderlich. Im Gegensatz L dazu ist es, wenn das Gewebe sehr durchlässig ist, z. B. bei einem Gewebe mit großen Maschen, notwendig, es mit einer Packung von absorbierendem Material 17 zu umkleiden. Wenn.man aber als absorbierendes Material Schaumgummi oder ein anderes elastisches, .poröses Material mit offenen Zellen verwendet, ist die Anordnung
eines Gewebes nicht erforderlich. Die beiden. Leitungen 13 und 14 gemäß der Erfindung können an- ders ale die mittlere Zeitung 12 ausgebildet sein. Sie können z. B. von der in Fig. 1 dargestellten Art sein. In einfachen Vorrichtungen und darüberhinaus, wenn die vorherrschende Schall- frequenz genau begrenzt ist, wie es z. B. bei der insaugiing von Induetriekompreasoren der Fall ist, können die Ganghöhe der Fe- der ebenoo wie ihr -Durchmesser gleich gehalten werden. Die Zug- spannung der elastischen Wand, die um die Feder jeder der Lei- ter 13, 14 liegt, wird durch sciirau'e.:enförmiges Abbiegen der Zeitungen 13; 14 um die mittlere Zeitung 12 variabel gehalten. Die elastische Wand. ist an der Außenseite der Anordnung, z. B. im Bereich 18, stärker gespannt als in der Nähe des mittleren Leiters .12, z. H. im Bereich 19. Ebenso ist der Abstand der "Windungen der Feder jeder der Leitunken am Punkt 18 größer als am Punkt 19. Eine oder mehrere der Anordnungen £-emäß Fig. 2 können in einem Gehäu®e liegen, welches die Außenwand des Schalldämpfers bildet. Bs können auch eine .Anzahl von aufeinanäerfolgenden Anordnungen auf verschiedene Frequenzen abgestimmt sein. Der Schalldämpfer nach Fig. 5 wird duck ein Gehäuse 21 gebildet, a das, an seinen beiden Stirnseiten durch Platten 22 und 23 abge- echloasen ist:, die mit Rohren 24 und 25 zur Zuführung und Ab- führung der Gase vereehen sind. In der iichse des Schalldämpfers iet ein Rohr mit großem Durchgangsquerschnitt angeordnet, welches - Das Volumen dieser Resonanzkammern ist vorzugsweise in der ersten Hälfte des Schalldämpfers ansteigend und in der zweiten Hälfte abfallend ausgebildet. Die Resonanzkammer 35, die in der Mitte des Strömungsweges liegt, entspricht der tiefsten Frequenz, die zu dämpfen ist, und um ein vergrößertes Volumen zu erhalten, verlängert sich diese Kammer auf Plstte 23 zu, an der die Schallwellen sich reflektieren,, bevor sie zu ihrem Ausgangspunkt in der Mitte des mittleren Leiters zurückkommen. Die Kammern 36, 37 und 38 mit sich verminderndem Volumen liegen in einem Zylinder 28 mit kleinerem Durchmeoser als der Zylinder 21, so daß zwischen den beiden Zylindern eine ringförmige Zeitung 29 gebildet wird, die zur Dämpfung der @Yellen durch Reflexion in der Resonanzkammer 35 notwendig ist.
- Die Arbeitsweise desSehalldämpfers bedarf keiner Erläuterung außer einem Hinweis auf einige Grundsätze der Akustik. Es ist bekannt, daB, je größer das Volumen der Resonanzkammer ist, die gedämpfte Frequenz ums. tiefer liegt. Die tiefste Frequenz, die durch eine auf die Wellenlänge Z abgestimmte Resonanzkammer gedämpft wird, ist viermal größer als der Abstand L%4 zwischen dem Dämpfun.Gspunkt der ;'elle und dem Austritt in die Atmosphäre. Der Schalldämpfer gemäß Fig. 6 ist nach den gleichen Grundsätzen aufgebaut wie der vorher beschriebene mit dem Unterschied, daß er drei Strömungsleitungen aufweist, deren mittlere Leitung 51 gerade verläuft und im Inneren eines perforierten Rohres 59 zur Erhöhung der Festigkeit des Aufbaus befestigt ist. Jeder der beiden Leiter 52 und 53 verläuft um den ersten Leiter 51 entlang einer Schraubenlinie im Inneren des Gehäuses 21.
- a. Während die in Fig. 2, 3 und 4 dargestellten Schalldämpfer nicht in aufeinanderfolgende Teilkammern abgeteilt sind, ist der Schalldämpfer gemäß Fig. 6 durch Zwischenwände 54, 55, 56, 57 und 58. in eine Anzahl aufeinanderfolgender Kammern abgeteilt: In Pig. 6 haben die Kammern das gleiche Volumen, aber dies verhindert nicht, daß man. ihnen auch unterschiedliches Volumen, z. a D. anateikendes oder abfallendes Volumen, geben kann, wie beim vorherigenSeispiel. Jedoch. ist dieser Schalldämpfer selbst mit einem gleichen Volumen der: Kammern wirkungsvoller als der vorhergehende, wenn die entsprechende stelle mit der tiefsten' zu dämpfenden Frequenz eine Länge etwa gleich dem doppelten Unterschied zwischen der geraden mi-ltleren Zeitung und den seitlichen, schlangenförmig gewundenen Zeitungen aufweist.
- Die Dämpfung wird auch durch akustische Interferenz erreicht. Die kürzeren Frequenzen werden in jeder Resonanzkammer ebenso wie durch die Gesamtheit aller Resonanzkammern gedämpft, wie es am,Anfang der vorliegenden Beschreibung erläutert wurde. Es ist einleuchtend, daß der Schalldämpfer umso wirkungsvoller wird, je mehr die Volumina der Resonanzkammern auf die zu dämpfenden Frequenzen abgestimmt sind. In gewissen Fällen werden volteilhafterweise variable Volumina verwendet, die zuerst ansteigend und darauf absinkend ausgebildet sind.
Claims (1)
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ten.tansprüaahe 1. Sohalldämpf ex für schwingende Gasströmungen, gekennzeichnet durcth einen Leiter für die Strömung, der durch wenigstens . , einen,Eileatz gebildet ist, der eine nachgiebige Wand trägt, die die etieahen Schwingungen, die sich entlang `dem Leiter,- der-durch diese Wand begrenzt ist, fortpflanzen, durchläßt, worauf die Schwingungen in dem an der der Strömung des Mediums genüberliegenden Wand gebildeten Spalt gedämpft werden. 2. Sahaild#npfer öh Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daB dei Eixeatz, der als Strömungsleiter dient, durch eine Schrau- . beritöde!- gehildet wird, aeren Windungen entsprechend auBiein- 84ha11apfer nach Anspruch 'I , dadurch gekennzeichnet, äaß die nachgiebige Wand aus einem elastischen Werkstoff, z. B, rat'ür- I:iöoder synthetischem Kautochuk oder einem anderen ela- etigeif a."itisohen Werketa$f, hergestellt ist. . :;$-@.tfc nah AhsprUch 1, .dadurch gekennzeichnet, daaß durch ein Gewebe aus natürlichen oder t#eU 3Pigebilüet ist: _ .e'@er : ..huh 1; , .dnroh gelenaseiaht," $ uee48 und ein absorbi*rea oder einem anderen absorbierenden Werkstoff abstützen. 11. Schalldämpfer nach den Ansprüche 1 und 3, dadurch gekenn- zeichnet, daß die nachgiebige elastische ,dand auf eine. star- ren Einsatz abgestützt wird, dessen Abstützpunkte unterschied- liehe Felder bilden, um eine genaue Vibration der einzelnen Elemente der Wandfläche entsprechend den unterschiedlichen Prequenzen zu ermöglichen. 12. Schalldämpfer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz mit unterschiedlichen Abständen der Stützpunkte durch eine Schräubenfeder gebildet ist, deren V'tindungen die in ansteigendem oder abfallendem Sinne variablen Abteilungen bilden. 13. . Schalldämpfer nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekenn- seiahnetf'daß die elastische Wand sich auf einen starren Bin- satz abstützt itnd unterschiedliche Spannung über die Länge der Strömungsleitung aufweist, derart, daß die größere Spannung der Weitä eine Abstimmung der Schwingungen mit den Schallwellen hoher equens ermöglicht und umgekehrt. 14. Schalldämpfer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, d die elastische Wand schlauchförmig mit gleichmaßigem Durch- messen ausgebildet ist und einen Einsatz in Form einer Sehrau- ben£eder mit Yartsblem Durchmesser .umschließt, derart, da# die elaetleohe Wand an dem Ende der Feder mit größerem Durchmeneer sao@e,, e,e Analiaufxeiet und-umgekehrt. i9. Schalldämpfer nach .Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß awel oder mehr .Anordnungen für die Phasenverschiebung oder die ak,tntleohe Interferenz aufeinanderfolgend im Inneren dee Schalldämpfers an;-eordnet sind, wobei jede der Anordnun- gen. auf eine unterschiedliche Frequenz abgestimmt ist. ?,U. Schalldämpfer nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch Resonanz- ern 'an der Außenseite der Leiter mit einer für die Sehringen dUrohläasigen nachgiebigen Erland, wobei die Iä»61 clurch@ Querwände voreinander getrennt sind. 21. Schalltpier nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß ... die velltmälna . der aufeinanderfolgenden Ka111mern über die Länge nachgiebiger Wandfläche sich progressiv ändern. 22.. Sahalldämp$er neAh Anapiuoh 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Äerüngsn der Volumina der außerhalb des Leiters liegen- dapt Lern in Richtung von einem Ende des Schalldämpfers . bii ffr .ttleren er und dann im entgegengesetzten. Sinn hiie *'1M en (ende des Sahalldämpfera verlaufen. 2@i@.d&iIR`r1ütli Anspruch, 219 dadurch gekennzeichnet, d-aß . e iaü` $er äuieinaunderfölgenden Kammern zuerst -eo*L .. ..ia Aue hälldämpferä ansteigen bis zu einer Kammer ihlt lm@bln0" die dle 'tiefste Frequenz dämpft. - Mx &rpauab. 25, dadurch gekettnzeichnetb,- _du .@ @r @ . '@e@ Ye%sn eine rinigf @rmige 1a'erl@@r um die folgenden Kammern herum aufweist, wobei die folgenden- Kammern zwischen dem Leiter mit nachgiebiger `:and und einer rin;-.,f örmi-en tJand im Inneren der .Illußenumhüllung des Schall- dämpfers liegen. 25. Schalldämpfer nach _.nspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter mit nachgiebiger ;and mit unterschiedlicher Länge einen geradlinig verlaufenden, mittleren Leiter und spinal= förmig um den mittleren Leiter aufgewundene, längere Zeitungen aufweisen.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR836298A FR1272608A (fr) | 1960-08-19 | 1960-08-19 | Silencieux pour l'écoulement pulsatoire de gaz |
FR868829A FR80138E (fr) | 1961-07-24 | 1961-07-24 | Silencieux pour l'écoulement pulsatoire de gaz |
Publications (1)
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ID=26187208
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Families Citing this family (1)
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1961
- 1961-08-10 BE BE607088A patent/BE607088A/fr unknown
- 1961-08-11 DE DE19611426216 patent/DE1426216A1/de active Pending
- 1961-08-16 CH CH961161A patent/CH412469A/fr unknown
Also Published As
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