DE7410642U - Vorrichtung zur Dämpfung von Strömungsgeräuschen - Google Patents

Description

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JUNKEES & CO. GMB?!. in Vernau/Neckar

Vorrichtung zur Dämpfung von Strömungsgeräuschen

Die Erfindung "bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Dämpfung von Strömungsgeräuschen in einem Strömungskanal für Gase oder Flüssigkeiten, mit einem aus elastischen und vorzugsweise schwingungsunempfindlichen Material "bestehenden Dämpfungsglied, das an einem Ende am Strömungskanal axial festgehalten ist und sich als länglicher Körper in Strömungsrichtung erstreckt.

Ein in der Strömungstechnik oft behandeltes Problem ist die von strömenden Medien verursachte Geräuschbildung. Bekanntlich können derartige Geräusche, welche sich auch durch Fortpflanzung auf die das Medium führende Einrichtungen,beispielsweise sanitäre Anlagen,noch verstärken, seiu· störend sein.

Strömungsgeräusche treten besonders bei Armaturen auf, bei welchen durch Umlenkungen oder Drosselungen Abreißwirbel in

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der Strömung entstehen oder Kavitation auftritt. Ed können abc:'· auch bei Einrichtungen mit einem konstanten Durchflußquerschriitt durch Strömungsschwonkungen hervorgerufene Geräusche auftreten. Das kommt daher, weil eine laminare Strömung in eine turbulente übergeht, wenn sie eine der Beschaffenheit des Mediums und der Reibung mit den festen Teilen entsprechende Geschwindigkeit überschreitet. Die Bildung der turbulenten Strömung kann jedoch durch Druckschwankungen oder anderweitig hervorgerufene Ver— wirbelungen schon bei geringen Geschwindigkeiten einsetzen.

Es sind vielseitige Versuche zur Minderung der Strömungsgeräusche gemacht worden. Einebekannte Maßnahme beruht auf dem Versuch, die von Druckschwankungen verursachten Schwingungen im Strömungsmedium durch schwingungsunempfindliches Material, welches beispielsweise als Auskleidung des Strömungskanals angebracht wird, zu dämpfen. Diese Maßnahmen sind jedoch unter Umständen sehr kostspielig.

Ferner ist es bekannt, die Strömungsgeräusche durch Herabsetzen der die Turbulenz fördernden Strömungsgeschwindigkeit zu vermindern. Zu diesem Zweck werden in den Durchflußweg Strömungswiderstände, wie z,B. Umlenkeinsätze, Rohre oder Rohrbündel angeordnet. Derartige Einsätze erhöhen den Strömungswiderstand und teilen gleichzeitig den Gas- bzw. Flüssigkeitsstrom in annähernd laminare Teilströme auf. Damit läßt sich der Erfolg jedoch nur schwer^ erreichen, zumal beim Austritt aus diesen Einsätzen an den Abreißkanten und bei benachbarten Strömungsschichten von zwei wieder zusammenführenden Teilströmen erneut eine Wirbelbildung einsetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine möglichst einfache Vorrichtung der eingangs genannten Art zu entwickeln, durch welche Strömungsgeräusche weitgehend verhindert werden.

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Die Aufgabe ist dadurch gelöst, daß das Dämpfungsglied mindestens in einem Teilbereich seiner axialen Länge einen vollen Querschnitt hat und so gestaltet ist, daß mindestens sein freies Ende durch Strönungskräfte quer zur Längsachse des Dainpfungsgliedes bewegbar bzw. verformbar ist.

Das mit dem einen Ende freischwebende elastische Dämpfungsglied, welches im Strömungskanal mit der Längsachse entlang der Strömungslinien verlaufend angeordnet wird, hat eine quer zur Strömung gerichtete, von dessen Geometrie und Beschaffenheit in Grenzen gehaltene Bewegungsfreiheit. Durch diese Beweglichkeit und der stofflichen Beschaffenheit wirkt das Dämpfungsglied in der Strömung druckausgleichend und druckwellendämpfend. Außerdem wird ein evtl. turbulent anströmendes Medium entlang des bzw. der Dämpfungsglieder geglättet, so daß das Dämpfungsglied allgemeine Strömungsschwankungen dämpft und somit der Geräuschbildung weitgehend entgegenwirkt.

Eine Abreißwirbelbildung beim Umströmen der Dämpfungsglieder ist dadurch vermieden, daß erfindungsgemäß das freie Ende des Dämpfungsgliedes sich allmählich verjüngt.

Die strömungsgerauschmindernde Vorrichtung kann vorteilhaft einen tragenden Einsatz haben, der am Strömungskanal festgehalten und mit mindestens einer Durchströmöffnung versehen ist. Der Einsatz kann dabei gleichzeitig als eine für den Strömungsweg vorgesehene Drossel ausgebildet sein.

Für eine beispielsweise als Ringspalt ausgebildete Drosselstelle, sieht die Erfindung als Dämpfungsglied einen mit Gas gefüllten, elastischen Hohlkörper vor, welcher konzentrisch zum Drosselspalt angeordnet sein kann.

Die erfindungsgemäße Dämpfungsvorrichtung kann sowohl in Strömungswegen als auch in Armaturen eingebaut werden. Bei Strömungswegen, in welchen sich der Strömungsquerschnitt ändert, z.B. an Drosselsteilen oder in Ventilen, ist es vorteil-

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haft, ias Dämpfungsglied am Übergang zu einer Erweiterung des Stromungsquerschnittes anzuordnen. Dadurch können gleichzeitig Wirbelbildungen durch Abreißvorgang am Austritt der Drosselttolle sowie Kavitationserscheinungen weitgehend verhindert werden. Bei starker und plötzlicher Erweiterung des Strömungsqnerschnittes können mehrere, entsprechend der Geometrie des "nrömungsquerschnittes parallel zueinander angeordnete Därnpfungs glieder vorgesehen sein, durch welche der Druck bis auf den im weiteren Strömungsweg herrschenden Wert verzögert abgebaut werden kann.

In der Zeichnung ist in den Fig. Λ und 2 je ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.

In Fig 1 ist in einem Strömungsweg 10 eines Strömungskanals ein als Mehrlochdrosselscheibe ausgebildeter Einsatz 12 angeordnet. An der stromab liegenden Stirnseite des Einsatzes 12 sind elastische Dämpfungsglieder 14 befestigt.

Im Strömungskanal 11 fließt das Medium in Pfeilrichtung durch Drosselbohrungen 15 des Einsatzes 12 und entlang der Dämpfungsglieder 14. Per Einsatz 12 setzt der Strömung einen größeren Widers band entgegen, so daß deren Geschwindigkeit entsprechend abgebaut wird und dadurch ein ercter Beitrag zur Geräuschdämpfung erbracht ist. Außerdem wird der Hauptstrom durch die Aufteilung in mehrere Teilströme zum Teil geglättet. Eine weitere Glättung finde υ entlang der Dämpfungsglieder statt, die durch ihre Beweglichkeit zusätzlich Druckschwankungen in der Strömung, zumindest in der Umgebung der Däiapfungsglieder, ausgleichen.

Die Dämpfungsglieder 14 grenzen mehr oder weniger an den Austritt der Drosselbohrungen 15 an, so daß wirbelbildende Abreiß-

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kanten weitgehend vermieden werden. Etwa doch entstehende geringe Abreißv/irbol lösen sich durch den entgegenstehenden Widerstand der Däcipfungsglieder 14 schnell auf. Eine Verschiebung der Abreißkanten gegen die freien Enden der Dämpfungsglioder 14 ist durch deren Flexibilität und deren annähernd spitz zulaufende Enden ausgeschaltet.

Die Dämpfungsglieder 14 haben bei einem sich plötzlich und stark erweiternden Strömungsquerschnitt außerdem eine die durch plötzlichen Druckabfall hervorgerufene Geräuschbildung hindernde Wirkung. Die starke Querschnittserweiterung v/ird nämlich durch eine sich annähernd konisch erstreckende Führung der Dämpfungsglieder weitaus abgeschwächt, so daß sieb der Druck entlang einer durch die Dänpfungsglieder bestimmten Strecke allmählich abbeut.

Die Form bzw. der Querschnitt der Dämpfungsglieder richtet sich nach der Geometrie und Art der Strömungskanäle und Armaturen für die sie bestimmt sind. So können in manchen Fällen breite Bänder wirkungsvoller als Dämpfungsglieder mit kreisförmigem Querschnitt sein. Auch lassen sich mit Erfolg gasgefüllte Dämpfungsglieder verwenden. Ein derartiges Dämpfungsglied ist in der Fig. 2 unter der Bezugssahl 18 dargestellt. Dieses als Hohlkörper ausgebildete Dämpfungsglied 18 schwächt die Turbulenz des aus einem Ringspalt 19 strömenden Mediums ab und nimmt außerdem über die Gasfüllung Druckstöße auf.

Die erfindungsgemäßen Dämpfungsglieder sind nicht nur an Drosselsteilen verwendbar. Sie können überall dort eingesetzt werden, wo eine zur Geräuschbildung neigende Querschnittsänderung eines Strömungskanals vorhanden ist, z.B. in Ventilen oder Armaturen. Die Dämpfungsglieder können auch in ungedrosselten Strömungskanälen, in denen Geräusche durch ein turbulent strömendes Medium hervorgerufen werden, als Geräuschdämpfer dienen. Die Dämpfungs-

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glieder können beispielsweise als Fäden ausgebildet sein, v;elche über dünne Querstege am Strömungskanal befestigt sind. Es ist durchaus denkbar, in Ströraungskanälen relativ lange Fäden einzusetzen, die, um ein Flattern zu vermeiden, in gewissen Abständen durch Querstege in einer bestimmten Lage derart gehalten v/erden, daß die Fadenabschnitte zwischen zwei benachbarten Stegen noch beweglich sind.

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Claims (5)

r, Junkers 719 • ι t * · · ι * 1*11 I I * Neue Ansprüche

1. Vorrichtung zur Dämpfung von Strömungsgeräuschen in einem Strömungskanal für Gase oder Flüssigkeiten, mit einem aus elastischen und vorzugsweise schwingungsWpfindlichen Material "bestehenden, als länglicher Körper ausgebildeten Dämpfungsglied, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsglied (14 bzw. 18) mindestens in einem Teilbereich seiner axialen Länge einen vollen Querschnitt hat und so gestaltet ist, daß mindestens sein freies Ende durch Strömungskräfte quer zur Längsachse des Dämpfungsgliedes bewegbar bzw. verformbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Dämpfungsgliedes bzw. 18) sich allmählich verjüngt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen tragenden Einsatz (12), der an einem Strömungskanal (11) befestigbar ist und mit mindestens einer Durchströmöffnung (15) versehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß der Einsatz (12) als eine für den Strömungsweg (10) vorgesehene Drossel ausgebildet ist.

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5. Vorrichtung nach eine:;! der ν ο !'hergehend en Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, üoß äs<.s Därapfungsßlied ein mit Gas gefüllter, elastischer Hohl körper (18) ist.

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