EP0884456A2 - Schalldämpfer - Google Patents

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EP0884456A2
EP0884456A2 EP98110063A EP98110063A EP0884456A2 EP 0884456 A2 EP0884456 A2 EP 0884456A2 EP 98110063 A EP98110063 A EP 98110063A EP 98110063 A EP98110063 A EP 98110063A EP 0884456 A2 EP0884456 A2 EP 0884456A2
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EP
European Patent Office
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hollow body
silencer according
tubular hollow
thickness
jacket
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Withdrawn
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EP98110063A
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EP0884456A3 (de
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Jean-Claude Philippron
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Original Assignee
Individual
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Publication of EP0884456A3 publication Critical patent/EP0884456A3/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features
    • F01N13/16—Selection of particular materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N1/00—Silencing apparatus characterised by method of silencing
    • F01N1/003—Silencing apparatus characterised by method of silencing by using dead chambers communicating with exhaust gas flow passages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N1/00—Silencing apparatus characterised by method of silencing
    • F01N1/24—Silencing apparatus characterised by method of silencing by using sound-absorbing materials

Definitions

  • the present invention relates to a silencer for the guns of blasting systems, such as sandblasting systems, shot blasting systems or dry ice blasting systems.
  • a particle-shaped one becomes available Material, such as sand or ice particles, and then greatly accelerated thrown out through an outlet nozzle, usually on a hand gun.
  • the acceleration can preferably by means of a rapidly flowing gas Air.
  • the exiting material is then transferred to a workpiece by the respective user or a work surface, such as a wall, to work on.
  • a work surface such as a wall
  • At the processing is usually a cleaning or the removal of one Surface layer on the workpiece or the work surface.
  • a suitable dry ice blasting system also cleaning a sensitive one Facade wall of graffiti smears, because such processes do not have an abrasive effect.
  • Sensitive technical devices can also be used in production systems can be cleaned easily in this way. Beyond exist other diverse areas of application of these systems.
  • noise barriers made of sound-absorbing material can be used that are built around the individual systems. These soundproof walls have the disadvantage, however, that they are the actual operator of the respective Do not protect the machine itself and make it irreparable to avoid it health damage if only this noise protection measure is used continue to wear sound insulation directly on the ears. On the other hand these measures also do not achieve the damping that occurs with a such an enormous noise development would be desirable.
  • silencers have already been developed for blasting systems that require a reduction allow the sound pressure level.
  • Air Liquide GmbH, Düsseldorf, for example developed such a sound absorber its noise reduction effect is based on its special geometric shape.
  • Silencers can reduce the noise level by around 9 dB (A). In many cases, however, this is still not sufficient, for example with a typical noise level of 112 dB (A) on the gun of a blasting system this is only a reduction to about 103 dB (A), whatever still corresponds to a very considerable noise development.
  • Helmholtz resonators are known in the art of sound attenuation, in those that air standing in a hole (or slot) by the sound waves is excited to vibrate. On these swinging in the hole reveal A connected air cavity acts as a spring.
  • Such a type of lining is from the German utility model DE 19 82 739 U1, as well as from German published application DE 195 17 364 A1 known.
  • the lining with conventionally known sound insulation materials e.g. seaweed, cork, grass fibers, mineral wool
  • sound-absorbing materials e.g. cotton wool, Felt, wood fiber elements
  • a muffler which is a tubular Hollow body for the passage of a medium inside with outlets, preferably holes or slots, and a the tubular hollow body comprehensive jacket with behind the respective outlets of the tubular hollow body arranged, mutually and externally closed cavities
  • a fiber-reinforced plastic where as fibers all fibers which are technically suitable for reinforcement, such as glass fibers, Carbon fibers, aramid fibers or Kevlar fibers can be used can and the fiber-reinforced plastic additionally balls, preferably Contains glass balls, which in a particularly preferred embodiment are designed as hollow spheres according to the present invention.
  • the balls can have a diameter between 0.5 mm and 1.5 mm, preferably 0.5 - 0.8 mm.
  • their diameter is preferably 0.1 mm to 0.5 mm.
  • the hollow spheres can also be coated with a sound-absorbing gas, preferably with Sulfur hexafluoride.
  • the proportion of balls in the fiber-reinforced plastic is preferably between 75% by volume and 95% by volume, here one embodiment with around 85% by volume the special preference applies.
  • the outer end of the hollow body shell is used in silencers according to the present invention preferably made of a fiber-reinforced plastic educated.
  • a further jacket made of lead can be provided, which is outside the Hollow body jacket is arranged.
  • This can have a thickness of 0.5 mm to 2 mm, preferably 1 mm.
  • Another rubber jacket can also be provided, which is also outside of the hollow body shell is arranged. This rubber coat can do it 0.5 min to 1 mm, preferably 0.8 mm thick.
  • the wall of the tubular hollow body is preferably made of PVC.
  • the thickness of its wall is in a preferred embodiment present invention 0.8 mm to 2 mm, in a particularly preferred embodiment 1.2 mm.
  • Another particularly preferred embodiment of the present invention is characterized in that the wall of the tubular hollow body PVC is made and outside of the hollow body shell another one Sheath made of lead and then another one surrounding it Rubber jacket is present.
  • the thickness of the wall of the tubular hollow body is preferably between 0.8 mm and 2 mm, that of the further lead jacket 0.5 mm to 2 mm and that of the rubber jacket 0.5 mm to 1 mm.
  • the present invention makes it possible to use blasting systems even at locations use that cannot be shielded separately, such as outdoors, without causing unreasonable noise pollution.
  • a major advantage of the present invention is thus that it is capable of the field of application of blasting technology, in particular dry ice blasting technology to expand considerably since use cases are now also in question come, so far due to the high noise pollution from the blasting systems were excluded.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a silencer according to the present invention in longitudinal section.
  • the tubular hollow body 1 can be seen, through which a jet medium, preferably dry ice particles 2 , which is indicated here in points, flows.
  • the wall 3 of the tube 1 is made of PVC.
  • the tube 1 has fine slits 4 through which the sound rays 5 from the PVC tube 1 , as shown by the arrow 12 , can reach the cavities 6 with the cavity thickness 13 lying behind them. Here they are both absorbed and reflected.
  • the partitions 7 are made of a fiber-reinforced, preferably glass-fiber-reinforced plastic (GRP), namely a polyester matrix (polyester composite) with fibers, which also contains about 85% by volume of glass balls 8 .
  • GRP glass-fiber-reinforced plastic
  • the outer end 9 of this, the PVC tube 1 with the slots 4 surrounding the hollow body jacket is made as a layer (jacket) made of glass fiber reinforced plastic (GRP), also a polyester matrix (polyester composite) with glass fibers, in which no balls 8 are contained.
  • This outer end 9 of the cavity body jacket is now surrounded by a lead jacket 10 , which in turn is encased by another jacket made of rubber 11 .
  • polyester instead of polyester, of course, anyone can use it as a composite Suitable plastics occur, such as polyurethane or all thermosetting Plastics containing components. Of course, this applies to everyone Embodiments of the present invention.
  • the PVC pipe 3 carries about 90% reflection, the partition walls 7 made of GRP material with about 85% by volume glass beads with an approx. 75% absorption, the outer end 9 of the hollow body jacket made of GRP with about 10% Absorption and about 10% reflection, the lead jacket 10 with about 95% reflection and the outer jacket made of rubber 11 with about 30% absorption contribute to the overall damping result.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer, welcher einen rohrförmigen Hohlkörper (1) zur Durchleitung eines Mediums (2) in seinem Inneren mit Auslässen (4), vorzugsweise Löchern oder Schlitzen, sowie einen, den rohrförmigen Hohlkörper (1) umfassenden Mantel mit hinter den jeweiligen Auslässen (4) des rohrförmigen Hohlkörpers (1) angeordneten, gegeneinander und nach außen hin abgeschlossenen Hohlräumen (6) aufweist, der sich dadurch auszeichnet, daß die Abschlußwände der Hohlräume gegeneinander (7) aus einem faserverstärktem, vorzugsweise glasfaserverstärktem Kunststoff gefertigt sind und daß der faserverstärkte Kunststoff zusätzlich Kugeln (8), vorzugsweise Glaskugeln enthält.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schalldämpfer für die Pistolen von Strahlanlagen, wie etwa Sandstrahlanlagen, Kugelstrahlanlagen oder auch Trockeneisstrahlanlagen.
Bei der Verwendung sogenannter Strahlanlagen wird ein teilchenförmig vorliegendes Material, wie etwa Sand oder auch Eispartikel stark beschleunigt und dann durch eine Austrittsdüse, üblicherweise an einer Handpistole hinausgeschleudert. Die Beschleunigung kann dabei mittels eine schnell strömenden Gases, vorzugsweise Luft erfolgen.
Das austretende Material wird dann von dem jeweiligen Verwender auf ein Werkstück oder eine Werkfläche, etwa eine Wand gerichtet, um diese zu bearbeiten. Bei der Bearbeitung handelt es sich meist um eine Reinigung bzw. das Entfernen einer Oberflächenschicht auf dem Werkstück bzw. der Werkfläche. So kann etwa mittels einer geeigneten Trockeneisstrahlanlage auch die Reinigung einer empfindlichen Fassadenwand von Graffiti Schmierereien erfolgen, da derartige Verfahren nicht abrasiv wirken. Auch können in Produktionsanlagen empfindliche technische Geräte hiermit auf einfache Art und Weise gesäubert werden. Darüber hinaus bestehen weitere vielfältige Einsatzgebiete dieser Anlagen.
Neben den vielen vorteilhaften Verwendungsmöglichkeiten weisen diese Anlagen jedoch auch einen ganz entscheidenden Nachteil auf: Sie verursachen im Betrieb ungeheuren Lärm. Dieser kann durchaus Werte von über 110dB (A) annehmen. Es ist daher unbedingt notwendig für den Einsatz dieser Geräte geeignete Lärmschutzmaßnahmen vorzusehen.
Nach dem Stand der Technik sind hier verschiedene Maßnahmen bekannt:
Es können etwa Lärmschutzwände aus schallschluckendem Material verwendet werden, die um die einzelnen Anlagen herum aufgebaut sind. Diese Schallschutzwände weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie den eigentlichen Bediener der jeweiligen Maschine selbst nicht schützen und dieser somit zur Vermeidung irreparabler gesundheitlicher Schäden bei Einsatz nur dieser Lärmschutzmaßnahme auch weiterhin einen Schallschutz unmittelbar auf den Ohren tragen maß. Zum anderen wird durch diese Maßnahmen auch nicht die Dämpfung erreicht, wie sie bei einer solch enormen Lärmentwicklung wünschenswert wäre.
Daher wurden bereits Schalldämpfer fuhr Strahlanlagen entwickelt, die eine Reduktion des Schalldruckpegels erlauben. Air Liquide GmbH, Düsseldorf hat beispielsweise einen solchen Sound-Absorber entwickelt, dessen Lärmreduktionswirkung auf seiner besonderen geometrischen Ausformung beruht. Mit einem derartigen Schalldämpfer lassen sich Minderungen des Lärmpegels von etwa 9 dB (A) erzielen. Dies ist in vielen Fällen aber immer noch nicht ausreichend, da beispielsweise bei einer typischen Lärmentwicklung von 112 dB (A) an der Pistole einer Strahlanlage hiermit lediglich eine Reduktion auf etwa 103 dB (A) möglich ist, was immer noch einer ganz erheblichen Lärmentwicklung entspricht.
In der Technik der Schalldämpfung sind sogenannte Helmholtzresonatoren bekannt, bei denen, die in einem Loch (oder Schlitz) stehende Luft durch die Schallwellen zur Schwingung angeregt wird. Auf diesen in der Lochlaibung schwingenden Luftkolben wirkt ein dahinter liegender angeschlossener Lufthohlraum als Feder.
Derartige Helmholtzresonatoren haben jedoch den Nachteil, daß sie ihre wesentliche Wirkung nur bei einer ganz bestimmten Frequenz, nämlich der Resonanzfrequenz f0 erreichen, mit f 0 = a 200·π · ε d·l Hz
wobei
a die Schallgeschwindigkeit,
d die Hohlraumdicke,
l die Wanddicke der Lochplatte (Lochlänge), und
ε das Verhältnis der Summe der Lochflächen zur Gesamtfläche
angeben. Betreffend des Verständnisses der hier wiedergegebenen Größen wird auf die Figur 1 verwiesen.
Es ist bekannt, daß dabei durch eine Hohlraumauskleidung mit Schallschluckstoffen die Dämpfung und Frequenzbreite eines solchen Helmholtzresonators grundsätzlich verbessert werden kann.
Ein solche Art der Auskleidung ist etwa aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 19 82 739 U1, sowie aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 195 17 364 A1 bekannt.
Die Auskleidung mit herkömmlicherweise bekannten Schalldämmstoffen (z.B. Seegras, Kork, Grasfasern, Mineralwolle) oder Schallschluckstoffen (z.B. Watte, Filz, Holzfaserelemente) führt dabei jedoch im Falle der angestrebten Dämpfung des von Strahlanlagen emittierten Schallspektrums zu keinem befriedigenden Ergebnis. Auch ist die Auskleidung mit diesen Materialien arbeitsaufwendig und schwierig zu bewerkstelligen. Desweiteren neigen diese Stoffe im Falle ihrer Verwendung in Strahlanlagen bei feuchtem Strahlgut zur Aufnahme der Feuchtigkeit und infolge dessen im Laufe der Zeit zum Verklumpen und Verrotten, was ihre Dämm- bzw. Schluckwirkungen beeinträchtigt oder sogar aufhebt.
Auch führten Experimente mit Aluminium oder auch PVC als Trennwand zwischen den Hohlräumen oder auch zu deren Auskleidung nicht zur gewünschten verbesserten Schalldämpfung. Auch eine Verwendung von bekannten Kunststoff-Vollverbundstoffen, wie etwa GFK erwies sich letztlich hierzu als ungeeignet.
Somit führen die nach dem Stand der Technik bekannten Schalldämpfer, sowie die hierzu bekannten Abwandlungen zur Verbesserung der Dämpfungseigenschaften nicht zu der angestrebten Lärmreduktion von Strahlanlagen in dem gewünschten Ausmaß.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Schalldämpfer anzugeben, welcher so ausgestaltet ist, daß er eine maßgebliche Reduktion des Lärmpegels von Strahlanlagen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch einen Schalldämpfer, welcher, einen rohrförmigen Hohlkörper zur Durchleitung eines Mediums in seinem Inneren mit Auslässen, vorzugsweise Löchern oder Schlitzen, sowie einen den rohrförmigen Hohlkörper umfassenden Mantel mit hinter den jeweiligen Auslässen des rohrförmigen Hohlkörpers angeordneten, gegeneinander und nach außen hin abgeschlossenen Hohlräumen aufweist gelöst, der sich dadurch auszeichnet, daß die Abschlußwände der Hohlräume gegeneinander aus einem faserverstärktem Kunststoff gefertigt sind, wobei als Fasern alle technisch zur Verstärkung geeigneten Fasern, wie etwa Glasfasern, Carbonfasern, Aramidfasern oder auch Kevlarfasern verwendet werden können und der faserverstärkte Kunststoff dabei zusätzlich Kugeln, vorzugsweise Glaskugeln enthält, wobei diese in einer besonders bevorzugten Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung als Hohlkugeln ausgebildet sind. Es wurde in Experimenten gefunden, daß ein derartiges Material, nämlich ein unter Verwendung von Hohlkugeln, insbesondere Glashohlkugeln hergestellter Stoff besonders gute Schalldämpfungseigenschaften aufweist und besonders geeignet ist, in dem nach dem Helmholtzresonator-Prinzip arbeitenden Schalldämpfer als schallschluckendes Auskleidungsmaterial oder auch selbst als Trennmaterial der Hohlräume untereinander zu wirken.
Anstatt von Glaskugeln können auch Kugeln anderen Materials, insbesondere auch Hohlkugeln beliebigen Materials Verwendung finden.
Dabei können die Kugeln einen Durchmesser zwischen 0,5 mm und 1,5 mm, vorzugsweise 0,5 - 0,8 mm aufweisen.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform beträgt ihr Durchmesser vorzugsweise 0,1 mm bis 0,5 mm.
Auch können die Hohlkugeln mit einem schalldämmenden Gas, vorzugsweise mit Schwefelhexafluorid gefüllt sein.
Sie können aber auch in ihrem Inneren ein Vakuum aufweisen.
Vorzugsweise beträgt der Anteil der Kugeln in dem faserverstärkten Kunststoff zwischen 75 Volumen % und 95 Volumen %, wobei hier einer Ausführungsform mit etwa 85 Volumen % der besondere Vorzug gilt.
Der Schalldämpfer kann auf das emittierte Spektrum abgeglichen werden, indem man mißt, bei welcher Frequenz der Schalldruckpegel ein Maximum aufweist, wobei hier als Maximum auch das vom Menschen subjektiv wahrgenommene Maximum verstanden werden kann. Sodann wird der Schalldämpfer von seinen Abmessungen in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung so ausgelegt, daß die Hohlräume hinter den Auslässen so bemessen sind, daß sie in etwa der Bedingung f 0 = a 200·π · ε d·l Hz genügen, wobei
f0
die Frequenz ist, bei der der Schalldruckpegel des durchströmenden Mediums in einem geschlossenen, aber ansonsten dem rohrförmigen Körper gleichartigen Körper sein Maxiumum aufweist, und
d
die Hohlraumdicke,
l
die Wanddicke des rohrförmigen Hohlkörpers, sowie
ε
das Verhältnis der Summe der Lochflächen zur Gesamtfläche der Wandung des rohrförmigen Hohlkörpers
angeben.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform von Schalldämpfern sind diese erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume hinter den Auslässen so bemessen sind, daß für jede Frequenz einer zuvor ausgewählten Anzahl n von Frequenzen f0 bis fn, die von dem durchströmenden Medium in einem geschlossenen, aber ansonsten dem rohrförmigen Körper gleichartigen Körper emittiert werden, mindestens je ein Hohlraum vorhanden ist, der in etwa der Bedingung fi = a 200·π · ε i di ·li Hz   mit i = 1, ..., n genügt, wobei
fi
eine Frequenz aus der ausgewählten Anzahl von n Frequenzen ist, die von dem, einen geschlossenen aber ansonsten dem rohrförmigen Körper gleichartigen Körper durchströmenden Medium emittiert werden, und
a
die Schallgeschwindigkeit,
di
die Hohlraumdicke des so bemessenen Hohlraums,
li
die Wanddicke des rohrförmigen Hohlkörpers im Bereich des so bemessenen Hohlraums, sowie
εi
das Verhältnis der Summe der Lochflächen zur Gesamtfläche der Wandung des rohrförmigen Hohlkörpers im Bereich des so bemessenen Hohlraumes angeben. Diese Ausführungsform ermöglicht es den Schalldämpfer auf ein ganzes Spektrum verschiedener Frequenzen auszulegen. Vorzugsweise werden hierzu die Frequenzen ausgewählt, die einen besonders hohen Pegel aufweisen. Für jede dieser Frequenzen ist dann im Schalldämpfer mindestens einer, vorzugsweise jedoch mehrere der o.a. Bedingung entsprechende Hohlräume vorgesehen, die dann die jeweilige Frequenz dämpfen. In Kombination mit den erfindungsgemäßen Hohlraumtrenn- bzw. Schallschluckmaterialien, die den Frequenzbereich der gedämpft wird, wie auch die Dämpfung selbst verbreitern wird bei dieser Ausführungsform eine besonders gute Wirkung erzielt.
Desweiteren wird der Außenabschluß des Hohlkörpermantels bei Schalldämpfern nach der vorliegenden Erfindung vorzugsweise aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildet.
Weiterhin kann ein weiterer Mantel aus Blei vorgesehen sein, der außerhalb des Hohlkörpermantels angeordnet ist. Dieser kann dabei eine Dicke von 0,5 mm bis 2 mm, vorzugsweise 1 mm aufweisen.
Auch kann ein weiterer Mantel aus Gummi vorgesehen sein, der gleichfalls außerhalb des Hohlkörpermantels angeordnet ist. Dieser Mantel aus Gummi kann dabei 0,5 min bis 1 mm, vorzugsweise 0,8 mm stark sein.
Die Wandung des rohrförmigen Hohlkörpers wird vorzugsweise in PVC ausgeführt.
Die Dicke seiner Wandung beträgt in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung 0,8 mm bis 2 mm, in einer besonders bevorzugten Ausführungsform 1,2 mm.
Eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des rohrförmigen Hohlkörpers aus PVC gefertigt ist und außerhalb des Hohlkörpermantels zunächst ein weiterer Mantel aus Blei vorgesehen und dann, diesen umgebend wiederum ein weiterer Mantel aus Gummi vorhanden ist.
Dabei beträgt die Dicke der Wandung des rohrförmigen Hohlkörpers vorzugsweise zwischen 0,8 mm und 2 mm, die des weiteren Bleimantels 0,5 mm bis 2 mm und die des Mantels aus Gummi 0,5 mm bis 1 mm. Mit einer derartigen Ausführungsform wurden Schalldämpfungsergebnisse von bis zu 17 dB (A) bei einem Luftdruck von 7 bar erzielt, was allen bisherigen bekannten Vorrichtungen zur Dämpfung von Strahlanlagen weit überlegen ist.
Durch die vorliegende Erfindung wird es möglich, Strahlanlagen auch an Orten einzusetzen, die nicht gesondert abgeschirmt werden können, wie etwa im Freien, ohne eine unzumutbare Lärmbelästigung hervorzurufen.
Auch wird der, den Arbeitsschutzvorschriften unterliegende Bediener einer solchen Anlage hierdurch erheblich entlastet. In bestimmten Fällen ist es sogar möglich den Schallpegel mit Hilfe eines Schalldämpfers nach der vorliegenden Erfindung auf ein Maß abzusenken, welches ein ständiges Tragen von Gehörschutz nicht mehr erfordert, was für das jeweilige Bedienungspersonal solcher Anlagen eine erhebliche Verbesserung der Arbeitsbedingungen mit sich bringt.
Ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, daß sie in der Lage ist, das Anwendungsgebiet der Strahltechnik, insbesondere der Trockeneisstrahltechnik erheblich zu erweitern, da nun auch Anwendungsfälle in Frage kommen, die bislang aufgrund der hohen Lärmbelästigung durch die Strahlanlagen ausgeschlossen waren.
Im folgenden wird ein nicht einschränkend zu verstehendes Ausführungsbeispiel eines Schalldämpfers nach der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnung besprochen. In dieser zeigt:
Fig. 1
eine schematische Darstellung eines Schalldämpfers nach der vorliegenden Erfindung im Längsschnitt.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Schalldämpfers nach der vorliegenden Erfindung im Längsschnitt. In der Mitte ist der rohrförmige Hohlkörper 1 zu sehen, der von einem hier punktweise angedeuteten Strahmedium, vorzugsweise Trockeneispartikeln 2 durchströmt wird. Die Wandung 3 des Rohres 1 ist aus PVC gefertigt. Das Rohr 1 weist feine Schlitze 4 auf, durch die die Schallstrahlen 5 aus dem PVC-Rohr 1 hinaus, wie mit dem Pfeil 12 dargestellt, in die dahinterliegenden Hohlräume 6 mit der Hohlraumdicke 13 gelangen können. Hier werden sie sowohl absorbiert, wie auch reflektiert. Die Trennwände 7 sind dabei aus einem faserverstärkten, vorzugsweise glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK), nämlich einer Polyestermatrix (Polyesterverbundstoff) mit Fasern gefertigt, die darüberhinaus einen Anteil von etwa 85 Volumen % von Glaskugeln 8 enthält. Der Außenabschluß 9 dieses, das PVC-Rohr 1 mit den Schlitzen 4 umgebenden Hohlkörpermantels ist als Schicht (Mantel) aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK), gleichfalls einer Polyestermatrix (Polyesterverbundstoffs) mit Glasfasern, gefertigt, in der keine Kugeln 8 enthalten sind. Dieser Außenabschluß 9 des Hohlraumkörpermantels wird nun von einem Bleimantel 10 umgeben, welcher wiederum von einem weiteren Mantel aus Gummi 11 umhüllt ist.
Anstelle von Polyester kann selbstverständlich auch jeder andere als Verbundstoff geeignete Kunststoff treten, wie etwa Polyurethan oder auch sämtliche thermohärtende Bestandteile enthaltende Kunststoffe. Dies gilt selbstverständlich für alle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Nach Messungen trägt das PVC-Rohr 3 mit etwa 90 % Reflexion, die Trennwände 7 aus dem mit etwa 85 Volumen % Glaskugeln versetzten GFK-Material mit einer ca. 75 %-tigen Absorption, der Außenabschluß 9 des Hohlraumkörpermantels aus GFK mit ungefähr 10 % Absorption und ca. 10 % Reflexion, der Bleimantel 10 mit ca. 95 % Reflexion und der äußere Mantel aus Gummi 11 mit etwa 30 % Absorption zum Gesamtdämpfungsergebnis bei.

Claims (17)

  1. Schalldämpfer, welcher
    einen rohrförmigen Hohlkörper (1) zur Durchleitung eines Mediums (2) in seinem Inneren mit
    Auslässen (4), vorzugsweise Löchern oder Schlitzen, sowie
    einen den rohrförmigen Hohlkörper (1)umfassenden Mantel mit
    hinter den jeweiligen Auslässen (4) des rohrförmigen Hohlkörpers (1) angeordneten,
    gegeneinander und nach außen hin abgeschlossenen Hohlräumen (6) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Abschlußwände der Hohlräume gegeneinander (7) aus einem faserverstärkten, vorzugsweise glasfaserverstärkten Kunststoff gefertigt sind und daß der faserverstärkte Kunststoff zusätzlich Kugeln (8), vorzugsweise Glaskugeln enthält.
  2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln einen Durchmesser zwischen 0,5 mm und 1,5 mm, vorzugsweise 0,5 - 0,8 mm aufweisen.
  3. Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln (8) als Hohlkugeln ausgebildet sind.
  4. Schalldämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkugeln mit einem schalldämmenden Gas, vorzugsweise Schwefelhexafluorid gefüllt sind.
  5. Schalldämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkugeln in ihrem Inneren ein Vakuum aufweisen.
  6. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Kugeln (8) in dem faserverstärkten Kunststoff zwischen 75 Volumen % und 95 Volumen %, vorzugsweise bei etwa 85 Volumen % liegt.
  7. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume (6) hinter den Auslässen (4) so bemessen sind, daß sie in etwa der Bedingung f 0 = a 200·π · ε d·l Hz    genügen, wobei
    f0
    die Frequenz ist, bei der der Schalldruckpegel des durchströmenden Mediums (2) in einem geschlossenen, aber ansonsten dem rohrförmigen Hohlkörpers (1) gleichartigen Körper sein Maximum aufweist, und
    a
    die Schallgeschwindigkeit,
    d
    die Hohlraumdicke,
    l
    die Wanddicke des rohrförmigen Hohlkörpers (1), sowie
    ε
    das Verhältnis der Summe der Lochflächen zur Gesamtfläche der Wandung des rohrförmigen Hohlkörpers angeben.
  8. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume (6) hinter den Auslässen (4) so bemessen sind, daß für jede Frequenz einer zuvor ausgewählten Anzahl n von Frequenzen f0 bis fn, die von dem durchströmenden Medium (2) in einem geschlossenen, aber ansonsten dem rohrförmigen Hohlkörper (1) gleichartigen Körper emittiert werden, mindestens je ein Hohlraum (6) vorhanden ist, der in etwa der Bedingung fi = a 200·π · ε i di ·li Hz   mit i = 1, ..., n    genügt, wobei
    fi
    eine Frequenz aus der ausgewählten Anzahl von n Frequenzen ist, die von dem, einen geschlossenen aber ansonsten dem rohrförmigen Hohlkörper (1) gleichartigen Körper durchströmenden Medium (2) emittiert werden, und
    a
    die Schallgeschwindigkeit,
    di
    die Hohlraumdicke des so bemessenen Hohlraums (6),
    li
    die Wanddicke des rohrförmigen Hohlkörpers (1) im Bereich des so bemessenen Hohlraums (6), sowie
    εi
    das Verhältnis der Summe der Lochflächen zur Gesamtfläche der Wandung des rohrförmigen Hohlkörpers (1) im Bereich des so bemessenen Hohlraumes (6) angeben.
  9. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenabschluß (9) des Hohlkörpermantels aus einem faserverstärktem, vorzugsweise glasfaserverstärktem Kunststoff gebildet wird.
  10. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Mantel aus Blei (10) vorgesehen ist, der außerhalb des Hohlkörpermantels angeordnet ist.
  11. Schalldämpfer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Mantel aus Blei (10) eine Dicke von 0,5 mm bis 2 mm, vorzugsweise 1 mm aufweist.
  12. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Mantel aus Gummi (11) vorgesehen ist, der außerhalb des Hohlkörpermantels angeordnet ist.
  13. Schalldämpfer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Mantel aus Gummi (11) eine Dicke von 0,5 mm bis 1 mm, vorzugsweise 0,8 mm aufweist.
  14. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (3) des rohrförmigen Hohlkörpers (1) aus PVC gefertigt ist.
  15. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 - 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (3) des rohrförmigen Hohlkörpers (1) eine Dicke von 0,8 mm bis 2 mm, vorzugsweise 1,2 mm aufweist.
  16. Schalldämpfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (3) des rohrförmigen Hohlkörpers (1) aus PVC gefertigt ist und außerhalb des Hohlkörpermantels zunächst ein weiterer Mantel aus Blei (10) vorgesehen ist und dann diesen umgebend wiederum ein weiterer Mantel aus Gummi (11) vorgesehen ist.
  17. Schalldämpfer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Wandung (3) des rohrförmigen Hohlkörpers (1) zwischen 0,8 mm und 2 mm, vorzugsweise bei 1,2 mm liegt, daß der weitere Mantel aus Blei (10) eine Dicke von 0,5 mm bis 2 mm, vorzugsweise 1 mm aufweist und der weitere Mantel aus Gummi (11) eine Dicke von 0,5 mm bis 1 mm, vorzugsweise von 0,8 mm.
EP98110063A 1997-06-13 1998-06-03 Schalldämpfer Withdrawn EP0884456A3 (de)

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