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Schalldämpfender Elnlaufschacht für Zerkleinerungsmaschinen
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Die Erfindung bezieht slch auf die Dämpfung des von Zerklelnerungsmaschinen
emittierten Lärms. Sie betrifft die Ausbildung eines Einlaufschachtes für diese
Maschinen, der eine besonders gute Dämpfung des als Luftschall aus der EinlauföfFnung
der Zerkl ei nerungsmascIi ne austretenden Lärms ermöglicht und billig in der Herstellung
Ist.
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Zerkleinerungsmaschinen sind durch Ihre Betriebsweise eine !4aschlnengattting
mit sehr starker Lärmemission. Da der Lärm auf verschiedeiien Wegen von den Zerkleinerungsmaschlnen
emittiert wird, ist es zu einer wirksamen Lärmminderung erforderllch, die Emissionswerte
auf jedem einzelnen dieser Wege durch besondere Maßnahmen zu reduzieren. Die vorliegende
Erfindung befaßt sich nur mit dem Lännanteil, der als Luftschall aus der Eintrittsöffnung
des Einlaufschachtes der Zerkleinerungsmaschine erlittiert wird.
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Dieser Luftschall entsteht im Mahlraum der Zerkleinerungsmaschine
durch verschiedene Ursachen. In grober Unterteilung sind dies die aerodynamischen
Effekte an!lden Mahlorganen, das schlagartige Auftreffen der im Mnhlraum umherfliegenden
Gutteile auf Mahl organe und GehFuseteile und das Zerbrechen der Gutteile durch
den Mahlvorgang. Der dadurch erzeugte Schall weist ein sehr breltes Frequenzspektrum
auf, das von der Drehfrequenz des Rotors der Zerkleinerungsmaschine in der.Grdßenordnung
von etwa 25 Hz bis zur oberen
Hörgrenze reicht. Das Maximum der
Lärmintensität liegt meist bei etwa 1000Hz, also einer Wellenlänge von etwa 30 cm.
Im Einzelfall zu treffende Dämpfungsmaßnahmen müssen daher für den ganzen Bereich
des Hörschalls ausgelegt sein, wenn eine wirksame Schalldämpfung erreicht werden
soll. Dabei ist auch zu beachten, daß bei vielen Zerkleinerungsmaschinen Luft durch
den Einlaufschacht eingesaugt wird, die teils zur Kühlung, teils zur Mitwirkung
bei der Zerkleinerung und teils zum pneumatischen Transport von Aufgabegut und gemahlenem
Gut dient.
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Eine bekannte Dämpfungsmaßnahme besteht darin, den Einlaufschacht
durch Schleusen verschiedener Art abzuschließen, z. B. durch Zellenschleusen oder
mit Mahlgut vollgefiillte Förder- und Dosierorgane. Die gegebenenfalls zuzuführende
Luft wird dabei durch einen Schalldämpfer bekannter Art hinter der Schleuse in den
Einlaufschacht eingeführt. Schleusen sind jedoch kostspielig und begrenzen den Bereich
der verarbeitbaren Mahlgüter.
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Außerdem ist es sehr schwierig, sie so dicht zu machen, daß durch
die notwendigerweise verbleibenden'Ritzen nicht noch übermäßig viel Schall austritt.
Insbesondere die einfachste Form der Schleuse, ein Vorhang aus elastischem Material,
besitzt aus diesem Grund nur geringe Dämpfungswirkung.
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Eine andere Maßnahme sieht die Zufuhr des Mahl gutes durch zusätzlich
angeordnete schallgedämpfte Tunnels vor. Die damit erzielte Dämpfung kann beliebig
wirksam gemacht werden, erfordert jedoch viel Platz und erschwert dadurch das Einführen
des Mahlgutes in die Zerkleinerungsmaschine.
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Schließlich ist es noch bekannt, den Einlaufschacht der Zerkleinerungsmaschine
in seiner konstruktiv bedingten Gestalt mit einem schallabsorbierenden Material
auszukleiden, Dies ist von allen die billigste und
am wenigsten
störende Maßnahme, aber nicht sehr wirksam.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine konstruktive Ausbildung eines
Einlaufschachtes für eine Zerkleinerungsmaschine zu finden, der eine besonders gute
Dämpfung des als Luftschall aus der Einlauföffnung der Zerkleinerungsmaschine austretenden
Lärms ermöglicht und billig in der Herstellung ist.
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Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß der Einlaufschacht, der
in bekannter Weise mit einem schallabsorbierenden Material ausgekleidet ist, eine
zwischen seiner Eintritts- und Austrittsöffnung angeordnete Erweiterung aufweist,
die von mehreren, mit unterschiedlichen Winkeln schräg zur Richtung des aus dem
Mahl raum der Zerkleinerungsmaschine emittierten Luftschalls ausgerichteten Flächen
begrenzt ist, wobei die Ebenen, die durch die Eintritts- bzw. Austrittsöffnung und
durch die diesen Uffnungen jeweils gegenüberliegenden Flächen bestimmt werden, spitze
Winkel miteinander einschließen, Durch eine solche Ausbildung wird erreicht, daß
zum einen der aus dem Mahl raum der Zerkleinerungsmaschine austretende Schall den
Einlaufschacht erst nach mindestens zweimaliger Reflexion durch seine Eintrittsöffnung
verlassen kann, zum anderen der von den Wänden des Einlaufschachtes reflektierte
Schall nicht unmittelbar wieder In den Mahlraum zurückgeworfen wird.
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Die Einlaufschächte bekannter Bauart werden zwar von Flächen begrenzt,
die unter verschiedenen Winkeln zur Richtung des aus der Zerkleinerungsmaschiene
emittierten Luftschalls ausgerichtet sind. Jedoch sind vor allem diejenigen Flächen,
an denen der wesentlichste Teil der Reflexion stattfindet,
parallel
oder senkrecht zur Austrittsrichtung des Luftschalls ausgerichtet, so daß der Schall
bereits nach einmaliger Reflexion entweder aus der Eintrittsöffnung des Einlaufschachtes
in die Umgebung abgestrahlt oder in den Mahlraum zurückgeworfen wird, was zu einer
meßbaren Erhöhung des Mahlraumschallpegels und damit einer entsprechend stärkeren
Lärmabstrahlung von den Wänden der Zerkleinerungsmaschine führt. Die Schallminderung
bei einmaligem Auftreffen des Schalls auf die Wände des Einlaufschachtes ist relativ
gering, auch bei Verwendung einer gebräuchlichen schallschluckenden Auskleidung,
denn diese Auskleidung muß zur Vermeidung von Beschädigungen des schallabsorbierenden
Materials mit einem Siebblech oder dergleichen abgedeckt und mit einer nicht allzu
dünnen, geschlossenen Membran gegen das Eindringen und Festsetzen von Staub geschützt
sein. Beides zusammen bewirkt, daß ein erheblicher Teil des SchalE reflektiert wird.
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Wenn der Einlaufschacht erfindungsgemäß mit einer - für die verfahrenstechnische
Funktion an sich unnötigen - Erweiterung versehen wird, deren Wände mit unterschiedlichen
Winkeln schräg zur Richtung des aus dem Mahlraum der Zerkleinerungsmaschine austretenden
Luftschalls verlaufen, wobei vor allem keine Wand parallel zur Eintritts- bzw. Austrittsöffnung
des Einlaufschachtes angeordnet ist, so ist damit die Möglichkeit gegeben, durch
einfache geometrische Konstruktion Lage und Winkel der schräg angeordneten Wände
so zu finden, daß der aus dem Mahl raum der Zerkleinerungsmaschine austretende Schall
innerhalb des Einlaufschachtes mehrmals reflektiert wird, wodurch eine entsprechend
hohe Dämpfung erzielt wird. Nur ein kleiner
Teil des Schalls passiert
den Einlaufschacht oder wird in den Mahlraum der Zerkleinerungsmaschine zurückgeworfen,
so daß der an die Umgebung abgestrahlte Lärm in erträglichen Grenzen bleibt. Da
der erfindungsgemäße Einlaufschacht nur aus ebenen Flächen besteht, ist der Zusammenbau
einfach und kostensparend, Nach dem in der Zeichnung vorgestellten Konstruktionsbeispiel
kann der Fachmann leicht die Form des Einlaufschachtes auch für andere Verhältnisse
konstruleren, Die Wirkung des Einlaufschachtes kann dadurch erhöht werden, daß der
Querschnitt der Erweiterung an jeder Stelle mindestens doppelt so groß ist wie die
Austrittsöffnung und die gleichgroß ausgebildete Eintrittsöffnung des Einlaufschachtes,
denn dann wird schon ohne die Absorption an den Wänden allein durch den Sprung im
Wellenwiderstand ein großer Teil des aus der Mahlkammer austretenden Schalls reflektiert,
was einen Energieverlust und damit eine Schalldämpfung ergibt. Außerdem steht eine
größere schallabsorbierende Fläche zur Verfügung, was eine weitere Verbesserung
der Dämpfungswirkung bedeutet.
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Weitere Verbesserungen der Dämpfungswirkung können durch die zusätzliche
Anwendung an sich bekannter Maßnahmen erreicht werden, z. B. dadurch, daß die Außenflächen
des Einlaufschachtes mit einer Antldröhnmasse beschichtet sind, daß die Eintrittsöffnung
des Einlaufschachtes mit einem oder mehreren, mit Abstand aufeinanderfolgenden elastischen
Vorhängen abgedeckt ist, oder daß der Einlaufschacht über eine elastische Befestigung
mit der Zerkleinerungsmaschine verbunden ist, um die Abstrahlung des von dieser
erzeugten Körperschalls zu vermeiden.
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Da ein zur Auskleidung des Einlaufschachtes verwendetes schallabsorbierendes
Material
ein bestimmtes Dämpfungsspektrum aufweist, d. h. seine Dämpfungswirkung eine Funktion
der Schallfrequenz ist, wobei nur in einem gewissen Frequezbereich optimale Dämpfung
erreicht wird, kann es von Vorteil sein, die einzelnen Wände des Einlaufschachtes
mit schallabsorbierenden Materialien mit unterschiedlichen Dämpfungsspektren auszukleiden,
so daß diese sich gegenseitig in ihrer Wirkung ergänzen. Ebenso können die die Eintrittsöffnung
des Einlaufschachtes abdeckenden Vorhänge aus Materialien mit unterschiedlichen
Dämpfungsspektren hergestellt sein.
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Bei Zerkleinerungsmaschinen mit Lufteinsaugung in den Mahlraum erfolgt
die Luftzufuhr zweckmäßigerweise über einen schallgedämpften Zufuhrkanal, der in
die Erweiterung des Einlaufschachtes mündet, so daß der Einlaufschacht erfindungsgemäß
optimal ausgebildet werden kann.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
u. z. ein Einlaufschacht für eine Schneidmühle mit lotrechter Achse. Die Figur zeigt
den Längsschnitt durch Einlaufschacht und Schneidmühle. Mit dem Gehäuse 1 einer
Schneidmühle mit im Mahlraum 2 umlaufenden Rotor 3 ist der Einlaufschacht 4 über
eine elastischeZwischenlage 5 verbunden.
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Der Einlaufschacht 4 besteht aus dem mit Antidröhnmasse beschichteten
Blechgehäuse 6 und darin befestigten Flächen 7 aus Siebblech, zwischen denen die
Auskleidung 8 aus schallabsorbierendem Material eingefüllt ist, z. B. ein offenporiger
Kunststoffschaum, welcher-zu den Flächen 7 hin mit einer dünnen Membran aus dem
gleichen Kunststoff abgeschlossen ist. Die Querschnitte des Einlaufschachtes 4 sind
an jeder Stelle größer als die Eintrittsöffnung 9 oder die Austrittsöffnung 10.
Die einzelnen Wandflächen des Einlaufschachtes 4 sind unter unterschiedlichen Winkeln
schräg zur Richtung des aus dem Mahl raum 2 emittierten Luftschalls ausgerichtet,
wobei
vorallem keine der der Eintrittsöffnung 9 bzw. Austrittsöffnung
10 jeweils gegenüberliegenden Flächen parallel zu diesen Uffnungen verläuft.
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Die Eintrittsöffnung 9 ist zur Wanne 11 für die Gutaufgabe hin mit
zwei hintereinanderliegenden Vorhänge 12 und 13 aus elastischem Material verschlossen.
An Hand zweier beliebiger Strahlen 14 und 15 ist der Weg des aus dem Mahlraum 2
emittierten Schalls beispielsweise angedeutet. Man erkennt daraus leicht, daß der
Hauptanteil des Schalls mindestens zweimal an den Wänden des Einlaufschachtes 4
reflektiert wird bevor er aus der Eintrittsöffnung 9 austreten kann wobei er durch
die Vorhänge 12 und 13 noch weiter gedämpft wird.
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Daraus ergibt sich, daß alle Schallwellen mit Wellenlängen unterhalb
etwa der Abmessungen des Einlaufschachtes, also mit Frequenzen oberhalb von etwa
10(D Hz erst nach mehrmaliger Reflexion mit entsprechendem Energieverlust durch
die Eintrittsöffnung 9 nach außen gelangen. Niedere Frequenzen werden auf bekannte
Art entsprechend dem Verhältnis der durch die Flächen 7 gebildete Oberfläche zur
Fläche der Eintrittsöffnung 9 gedämpft. Dazu kommt noch die zweimalige Reflexion
an den Querschnittsprüngen von der Austrittsfläche 10 zum Innenraum des Einlaufschachtes
4 und von diesem zur Fläche der Eintrittsöffnung 9.
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Bei einer Vergleichsmessung an einer Schneidmiihle mit lotrechter
Rotorachse und einem Rotordurchmesser von 32 cm konnte mit einem erfindungsgemäß
ausgebildeten Einlaufschacht eine Lärmminderung um 11,5 dB gegenüber einem bisher
eingesetzten Einlaufschacht festgestellt werden. Als-Versuchsgut dienten in beiden
Fällen auf etwa halbe Handgröße vorzerkleinerte Hohlkörper aus Kunststoff. Die Messung
erfolgte durch Integration über 3 Minuten.
Der mittlere Schalldruckpegel
im Abstand von 1 m von der Eintrittsöffnung des Einlaufschachtes betrug dabei beim
bekannten Einlaufschacht 92,5 dB(A), beim erfindungsgemäßen 81 dB(A).