DE3111383A1

DE3111383A1 - Schalldaempferanordnung

Info

Publication number: DE3111383A1
Application number: DE19813111383
Authority: DE
Inventors: Earl Patrick 48073 Royal Oak Mich. Beach; Calvin 48024 Farmington Mich. Coolidge Matle
Original assignee: Ross Operating Valve Co
Current assignee: Ross Operating Valve Co
Priority date: 1980-09-30
Filing date: 1981-03-23
Publication date: 1982-05-13
Also published as: FR2491188B1; FR2491188A1; SE8101939L; SE453524B; GB2084245B; JPS605835B2; IT1194773B; JPS5761892A; US4324314A; IT8120746A0; GB2084245A; BR8101839A

Description

Schalldämpferanordnung

Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer für ein Druckluftsystem, insbesondere einen verbesserten Abluftschalldämpfer für ein Luftventil oder dergleichen.

Wie allgemein bekannt, enthalten die meisten pneumatischen Systeme Ventile oder andere Einrichtungen, die bei gewissen Arbeitszyklen Druckluft in die Atmosphäre abgeben. Sehr häufig wird die Abluft mit erhöhtem Druck abgegeben, woraus sich die Notwendigkeit ergibt, das bei der Luftabgabe erzeugte Geräusch zu dämpfen. Hiermit sind aber gewisse Probleme verbunden. Außerdem muß der Schalldämpfer zur wirksamen Geräuschdämpfung in der Lage sein, große Luftmengen in verhältnismäßig kurzer Zeit auszulassen. Das heißt, der Schalldämpfer sollte dem Luftstrom keinen wesentlichen Widerstand entgegensetzen oder die Ansprechzeit des zugehörigen Systems unerwünscht verlängern. Ferner ist in den meisten Druckluftsystemen die Luft mit Fremdteilchen verschmutzt. Der Schalldämpfer muß in der Lage sein, über sehr

Zeit

lange/zu arbeiten, und zwar auch dann, wenn sich diese Fremdteilchen ansammeln, ohne daß der Wirkungsgrad der Schalldämpfung herabgesetzt wird oder ohne daß der Strömungswiderstand des Schalldämpfers wesentlich erhöht wird. Außerdem muß der starke Luftstoß der Abluft durch den Schalldämpfer gedämpft werden, ohne daß der Wirkungsgrad verringert wird oder Ermüdungserscheinungen auftreten. Unvereinbar mit den vorqc?nanntcn Forderunqen

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ist die Notwendigkeit, daß der Schalldämpfer kompakt ist und daß er keine großen Kosten verursachen darf.

Ziel der Erfindung ist deshalb die Schaffung eines verbesserten Schalldämpfers für ein Druckluftsystem, der eine wirksame Schalldämpfung hervorruft und der gleichzeitig dem Luftstrom keinen wesentlichen Widerstand entgegensetzt. Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch ein äußeres Gehäuse mit einer dem Abluftauslaß eines Luftventils oder dergleichen gegenüberliegenden Einlaßöffnung, wobei das Gehäuse eine mit der Einlaßöffnung in Verbindung stehende Höhlung bildet, durch einen mit der Höhlung verbundenen Auslaß und durch eine Packung aus schalldämpfendem Material in wenigstens einem Teil der Höhlung, das sich im Strömungswog von der Einlaßöffnung zum Auslaß befindet, wobei die Packung aus einem aus Fasern gewirkten Geflecht besteht.

Hierdurch wird ein Schalldämpfer für ein Druckluftsystem geschaffen, der eine lange Lebensdauer hat, der mit geringen Kosten herstellbar ist und der während seiner gesamten Lebensdauer einen guten Wirkungsgrad besitzt.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der ZEichnung zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schalldämpfers, wie er nach der Montage an einem Ventilkörper erscheinen würde,

Fig. 2 eine vergrößerte Seitenansicht, wobei Teile des Schalldämpfers weggebrochen sind,

Fig. 3 eine Ansicht des Schalldämpfers von vorne, wobei Teile des Schalldämpfers weggebrochen sind,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 2, und

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung des in dem Schalldämpfer verwendeten Packungsmaterials.

In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 11 allgemein eine Schalldämpferanordnung gemäß der Erfindung. Der Schalldämpfer ist insbesondere geeignet für die Verwendung in Verbindung mit pneumatischen Ventilanordnungen zur Geräuschdämpfung der Abluft, wenn das Ventil zur Atmosphäre hin geöffnet wird, um den Druck im zugehörigen System abzulassen. Der Schalldämpfer 11 sollte eine wirksame Geräuschdämpfung bewirken, während er gleichzeitig eine ausreichende Strömung zuläßt, so daß die Ansprechzeit des Systems nicht verlängert wird. Ferner muß der Schalldämpfer 11 während einer großen Anzahl von Zyklen wirksam arbeiten, und er muß in der Lage sein, der Verunreinigung seines Packungsmaterials durch Fremdteilchen, die sich in der Luft befinden, die durch ihn ausgelassen wird, zu widerstehen. Das heißt, die Ansammlung dieser Verunreinigungen im Schalldämpfer 11 sollte seine Strömungseigenschaft nicht wesentlich verringern und seine Ansprechzeit nicht wesentlich verlängern.

Der Schalldämpfer 11 besteht aus einem Hauptgehäuse 12, das aus Metall oder dergleichen besteht. Das Gehäuse 12 besitzt an seinem rückwärtigen Ende einen Montageflansch 13, der eine im wesentlichen rechteckförmige Einlaßöffnung 14 bildet, die sich in Ausrichtung mit der Auslaßöffnung des zugehörigen Ventils

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(nicht dargestellt) befindet. Der Flansch 13 enthält versenkte Öffnungen 15, durch die Bolzen oder dergleichen gesteckt werden können, um so die Befestigung der Schalldäitipferanordnung 11 am zugehörigen Ventil zu ermöglichen.

Neben dem Montageflansch 13 weist das Gehäuse 12 einen Hauptkörperteil 16 auf, der mit einer zentrischen Öffnung oder Höhlung 17 ausgebildet ist. Von der Öffnung 14 mit Abstand nach einwärts befindet sich innerhalb der Höhlung 17 eine Prallplatte 18. Die Prallplatte 18 ist an der Rückwand des Gehäuses 12 mit Hilfe von Schrauben 21 befestigt. Die Montage der Prallplatte 18 einwärts der Mündung der öffnung 14 schafft eine Expansionskammer 19, die eine anfängliche Schalldämpfungsstufe bewirkt.

Eine allgemein U-förmige Blech-Abdeckplatte 22 besitzt einen Mittelteil 23, der sich über einer öffnung erstreckt, die an der Auslaßseite des Körperteiles 16 gebildet ist. Von dem Mittelteil 23 erstrecken sich Seiten 24 der Abdeckplatte entlang den Seiten des Körpersteils 16. Diese Seiten sind mit Vorsprüngen versehen, die in Ausnehmungen 25 des Gehäusekörperteils 16 eingreifen. Die Abdeckplatte 22 ist am Gehäuse 12 mit Hilfe von Schrauben 26 befestigt. Auslaßöffnungen 27 in Form von Schlitzen erstrecken sich von gegenüberliegenden Seiten der Mittelplatte 23 in die Seiten 24 hinein. Die Auslaßöffnungen 27 ermöglichen den Auslaß der schallgedämpften Luft in die Atmosphäre.

Die hauptsächliche Schalldämpfungswirkung wird durch ein Pakkungsmaterial bewirkt, das sich in der Gehäusehöhlung 17 zwischen der Prallplatte 18 und der Abdeckplatte 22 befindet. Ein Schutzgitter 28 liegt an der Abdeckplatte 22 und verhindert, daß

das Packungsmaterial unter der hohen Schlagwirkung der Abluft aus dem zugehörigen Ventil durch die öffnungen 27 hindurch herausgepreßt wird.

Das Packungsmaterial ist allgemein mit 29 bezeichnet. Sein Aufbau ist genauer in Fig. 5 dargestellt. Das Packungsmaterial 2 9 besteht vorzugsweise aus einem aus Polypropylen gewirkten Sieb oder Schirm, der aus rechteckförmigen Streifen besteht, die in einer Weise gewirkt sind, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Es hat sich gezeigt, daß dieses Material eine geeignete Porosität aufweist, wenn es in die Höhlung 17 eingepackt ist, so daß eine gute Schalldämpfung erreicht wird, während gleichzeitig gute Ventil-Ansprechzeiten ermöglicht werden. Das heißt, es wird die Schalldämpfung erreicht ohne eine wesentliche Verringerung des Luftvolumens, das in einer gegebenen Zeit ausgelassen werden kann. Dieses Material wird auch durch die hohe Geschwindigkeit von Luftstößen verhältnismäßig wenig zerstört, und es ist in der Lage, große Mengen von Fremdteilchen, die sich in der durchströmenden Luft befinden, zurückzuhalten, ohne daß der Strömungswiderstand durch den Schalldämpfer 11 wesentlich erhöht wird.

Wie erwähnt, dient die Expansionskammer 19 zur anfänglichen Geräuschdämpfung. Die Prallplatte 18 hat zusätzlich zu dem Schutz der Packung 29 vor Erosion durch Verringerung der Wirkung von Luftstößen noch eine geräuschdämpfende Funktion. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Prallplatte 18 mit Perforationen so versehen, daß sie eine Öffnungsfläche im Bereich von 20% bis 30% hat. Die Löcher in der Prallplatte haben bei einer solchen Anordnung einen Durchmesser von 2,7 mm, wobei sich etwa

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fünf Löcher auf einem Quadratzentimeter Fläche befinden. Die Prallplatte 18 besteht vorzugsweise aus Stahl, und sie besitzt eine auureichende Uicke, ao daß ala der Btoßbölaytung widerstehen kann und eine ausreichende Festigkeit aufweist, so daß keine Ermüdungserscheinungen auftreten.

Die nächste Geräuschdämpfungsstufe wird durch das Packungsmaterial 29 bewirkt, die den hauptsächlichen Teil der Geräuschdämpfung der Schalldämpferanordnung 11 darstellt. Wie erwähnt, enthält das Packungsmaterial 29 ein gewirktes Sieb, das aus rechteckförmigen Polypropylenstreifen hergestellt ist. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel liegt die Packungsdichte zwischen der Prallplatte 18 und dem Schutzgitter 28 im Bereich von 0,132 bis 0,170 Gramm pro Kubikzentimeter. Das Material hat ein spezifisches Gewicht von etwa 0,905, woraus sich eine scheinbare Porosität im Bereich von 81% bis 86% ergibt. Diese Porosität und Packungsdichte ergibt ein optimales Verhältnis zwischen der Geräuschdämpfung und der Ventil-Ansprechzeit.

Das Schutzgitter 28 besteht vorzugsweise aus einem Polyester-Siebmaterial. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel besitzt es 30 χ 30 Maschen mit einer Öffnungsfläche von etwa 39%.

Die Auslaßöffungen 27 sind so ausgebildet, daß sie eine Gesamt-Querschnittsflache haben, die größer ist als die Querschnittsströmungsfläche der Prallplatte 18. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung liegt die wirksame Querschnittsfläche der Auslaufechlitze 27 im Bereich von 125 bis 180% der wirksamen Strömungsfläche der Prallplatte 18.

Wie erwähnt/ bewirkt die beschriebene Konstruktion eine extrem gute Geräuschdämpfung ohne wesentliche Beeinträchtigung der Ansprechzeit des zugehörigen pneumatischen Systems. Das heißt, die Schalldämpferanordnung 11 verzögert den Luftstrom von dem zugehörigen Ventilkörper nicht wesentlich, und zwar selbst dann, wenn eine wesentliche Menge mitgeführten Materials sich in die Packung 29 eingelagert hat.

Selbstverständlich betrifft die beschriebene Konstruktion ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, an dem verschiedene Änderungen und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne daß der Erfindungsgedanke, wie er sich aus den beigefügten Ansprüchen ergibt, verlassen wird.

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Claims

PATENTAN SP RÜCHE

1 .J Schalldämpferanordnung für die Abluft eines Luftventils oder dergleichen, gekennzeichnet durch ein äußeres Gehäuse (12) mit einer dem Abluftauslaß eines Luftventils oder dergleichen gegenüberliegenden Einlaßöffnung (14), wobei das Gehäuse (12) eine mit der Einlaßöffnung (14) in Verbindung stehende Höhlung (17) bildet, durch einen mit der Höhlung verbundenen Auslaß (27) und durch eine Packung (29) aus schalldämpfendem Material in wenigstens einem Teil der Höhlung (17), das sich im Strömungsweg von der Einlaßöffnung (14) zum Auslaß (27) befindet, wobei die Packung (29) aus einem aus Fasern gewirkten Geflecht besteht.
2. Schalldämpferanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Gehäuse (12) an der der Einlaßöffnung (14) gegenüberliegenden Seite mit einem offenen Ende versehen ist und daß eine im wesentlichen U-förmige Abdeckplatte (22) vorgesehen ist, welche das offene Ende überdeckt, wobei der Auslaß aus mehreren in der Abdeckplatte (22) vorgesehenen Schlitzen

(27) besteht.
3. Schalldämpferanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Abdeckplatte (22) und Packung (29) ein Schutzgitter (28) vorgesehen ist, welches ein Herauspressen der Packung (29) durch die Abdeckplatte (22) hindurch verhindert.

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4. Schalldämpferanordnung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch

■ rokonriKf'irhnpt, rinß dip Packunq eine wirksame Porosität im Bereich von 80 bis 90% aufweist.
5. Schalldämpferanordnung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lärmdämpfung und zum Schutz der Packung (29) gegen eine Beschädigung durch die Luftströmung zwischen der Einlaßöffnung (14) und dem Einlaßende der Packung eine perforierte Prallplatte (18) angeordnet ist.
6. Schalldämpferanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallplatte (18) mit Abstand von der Mündung der Einlaßöffnung (14) angeordnet ist, so daß zwischen Einlaßöffnung smündung und Prallplatte (18) eine schalldämpfende Eingangs-Expansionskammer (19) gebildet ist.
7. Schalldämpferanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaß-Prallplatte (18) eine Öffnungsfläche im Bereich von 25 bis 35% aufweist.
8. Schalldämpferanordnung nach Anspruch 1, 4 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern der Packung aus Polypropylen bestehen und einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt haben, so daß die Dichte im Bereich von 0,125 bis 0,180 gr/cm³ liegt.