CN1641191A - 用于气动机械的消音器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种消音器(1)，其包括外部多孔过滤器(2)和设置在所述外部过滤器(2)内的内部多孔过滤器(3)。所述消音器(1)被设计为使所述过滤器(2、3)的相对位置能够被改变。当加压空气流过所述过滤器时，空气速度和噪音被抵消。

Description

用于气动机械的消音器

技术领域

本发明涉及一种用于气动机械和/或设备的消音器，在该类型的机械和/或设备中经由过滤器排放加压空气。

背景技术

使用加压空气的机械、工具或设备具有多种应用场合。该装备可存在于诸如工业工程、钢铁工业、造纸厂、锯木厂和机车工业中。在许多情况中，所述的个别机械结合在复杂的控制系统中。因此通常不可避免的是，加压空气必须在某些地点进行排放。如果加压空气可以经由阀门中的小开口自由地流动，那么空气的速度变得很高。高空气速度导致噪音，希望能够抑止所述噪音。为了减小所述噪音通常采用降低空气速度的原理。在一种所谓的烧结消音器中，空气通过烧结金属或塑料的多孔材料流动。通过迫使空气经过多孔材料的孔排出，实现声音水平的降低。当经由消音器孔的排放面积远远大于出口排放面积时，空气速度会降低并且因此也有噪音产生。先前已经知道通过经由包括多孔体的消音器排放加压空气可以减小空气速度。在2000年11月的“液压与气动”期刊中的一篇文献里公开了一种公知的消音器。所述文献的标题是“塑料消音器消除气动噪音”。该文献的消音器包括一多孔体。所述消音器可以拧到阀门的出口。其提出，排放的空气通过在多孔体中的膨胀被排出到大气中。其叙述，通过最优化尺寸和多孔结构将噪音级别降低20dB或更多。在例如美国专利No.4,971,612中公开另一种用于气动系统的消音器，其使用由多孔材料制成的两个过滤器。

这种类型消音器的一个问题在于，经由多孔过滤器排放的加压空气通常带有不同的污染物，例如细微粉末颗粒。当消音器使用了很长时间，这种污染物粘附于所述过滤器，这最终导致过滤器阻塞而使得消音器不能再以预期的方式工作。这可能导致花费很长的时间进行操作。在最糟糕的情况下，所述消音器可能爆炸。在US 4,971,612中，建议可以使用两个过滤器，其中一个是具有相对大孔尺寸的主过滤器，以使主过滤器不易被堵塞。如果仍然会产生所述堵塞，则使用具有能够清洗的结构的消音器。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于气动装备的经改进的消音器。本发明的另一个目的是提供一种消音器，其能够长时间工作而不用维护。本发明的另一个目的是提供一种消音器，其在长时间的操作期间性能基本不变。本发明的另一个目的是提供一种消音器，其在消音器将要堵塞时能够给出提示，从而在完全堵塞足以严重影响消音器工作之前可以采取措施。本发明还有一个目的是提供一种消音器，其具有经改进的安全水平。

本发明的目的是通过一种消音器来实现的，所述消音器包括外部多孔过滤器和设置在所述外部过滤器中的内部多孔过滤器。所述过滤器是空气渗透体。根据本发明的消音器设置成使所述过滤器的相对位置能够被改变，从而外部过滤器最初被内部过滤器所覆盖的一部分暴露出来。在一优选实施例中，内部过滤器被设置成在外部过滤器中是可移动的。

在本发明的特别优选的一个实施例中，内部过滤器被设置为至少部分地抵靠外部过滤器，其中，所述外部过滤器具有开口，内部过滤器能穿过该开口沿着向外的方向移动。优选地，内部过滤器设有至少一个凸缘，其限制内部过滤器穿过外部过滤器的开口向外的运动。优选地，内部过滤器具有至少两个连续的凸缘。可选择地，内部过滤器可以具有与外部过滤器不同的颜色。

所述过滤器优选具有圆柱形状。过滤器优选由多孔聚丙烯制成。密封圈可以设置在外部和内部过滤器之间。

附图说明

图1以侧视图示出根据本发明的一种消音器；

图2以俯视图示出图1的消音器；

图3示出两个消音器如何与一个阀门连接；

图4示出连接到气动系统的多个消音器；

图5以剖视图示出根据本发明的消音器的一部分；

图6以剖视图示出根据本发明的消音器，其中内部过滤器处于第一位置；

图6a是对图6中细节的放大；

图7示出根据图6的消音器，此处不同的是，内部过滤器处于第二位置；

图8示出与图6和图7相同的消音器，但在此处，内部过滤器处于第三位置。

具体实施方式

首先参照图1、2和6，示出了根据本发明的消音器1。该消音器1包括外部多孔过滤器2和设置在外部过滤器2中的内部多孔过滤器3。在本发明可能的实施方案中，过滤器2、3可以具有在例如50微米-140微米范围内的孔尺寸。在本发明的优选实施方案中，过滤器2、3的孔可以具有在60微米-80微米范围内的尺寸。然而应当理解，本发明不限于上述给定的孔尺寸的范围。因此，过滤器2、3可以具有小于50微米或大于140微米的孔尺寸。因此给定的范围只被视作可选限度的示例。如图1和6中所示，消音器1可以具有设置有螺纹的后部8，从而使所述消音器能够拧到具有加压空气出口的元件10上，例如将消音器1拧在一个阀10上。流入消音器1的加压空气，经由后部8进入内部过滤器3的腔室，此后其穿过过滤器2、3离开。如图1和2中的箭头A所示，所述主要流动方向径向向外。然而应当认识到，也可以将内部过滤器设计成具有允许流出物经过过滤器3的端部流出。理论上，其它变化也是可能的。当加压空气经过多孔过滤器2、3排出时，噪音被显著地减少。从图3和4中可以明白，在实践中可以使用多个这种消音器1a、1b，其与由加压空气驱动的多台机器20相连接。在普通应用中，在诸如机器20的系统中的过压可以在0-2MPa范围内。在实际应用中，举例来说所述过压相应地是0.5-0.7MPa。但应当理解的是，过压的给定标准仅是可能应用的示例。因此，本发明也可以用于过压大于2MPa的应用中。

现在参照图5-8。消音器1的设置使得过滤器2、3的相对位置能够改变，从而使先前被内部过滤器3覆盖的、外部过滤器2的一部分暴露出来。在本发明的优选实施方案中，过滤器2、3的相对位置在操作期间可以改变，并且优选在内部过滤器3堵塞时可自动改变。在图5中，示出消音器后部8如何与外部过滤器2固定连接。当消音器通过旋拧与加压空气出口连接时，外部过滤器2相应地具有一固定位置。理论上，实施方案可以被构想成外部过滤器2在其中是可移动的而内部过滤器3是不能移动的。但是，在附图中示出的优选实施方案中，内部过滤器3在外部过滤器2中是可移动的。从图中可以明白，外部过滤器2可以具有一个开口4。然后，内部过滤器3可以设置成至少部分地抵靠外部过滤器2面向内的部分。然后内部过滤器3能够以向外穿过外部过滤器2的开口4的方向移动。

内部过滤器3抵靠外部过滤器2的内表面，并且优选地，内部过滤器3具有略微大于外部过滤器2内径的外径。因此，借助外部过滤器3和内部过滤器2之间的摩擦力，内部过滤器2能够被保持在适当位置。最好如图6a中所示，内部过滤器3可以设置至少一个凸缘5，其限制内部过滤器3向外穿过外部过滤器2的开口4的运动。如图6a中所示，凸缘5能够被视为具有较大外径的部分内部过滤器3的一个过渡。例如如果内部过滤器3具有圆柱形横截面，凸缘5能够被视为具有较大直径的部分内部过滤器3的过渡。因此，图6a示出如何内部过滤器3的凸缘5左侧比凸缘右侧具有较大外径。内部过滤器设有多个凸缘也是可能的。例如图6所示，内部过滤器3可以具有与第一凸缘5间隔一段距离的第二凸缘6。正如同第一凸缘5，第二凸缘6能够视为从具有较小外径的内部过滤器3的一部分到具有较大外径的内部过滤器3的一部分的过渡。过滤器2、3可以具有圆柱形横截面。然后，第二凸缘6比第一凸缘5进一步沿径向朝外延伸。在优选实施方案中，凸缘或过渡5、6可以是围绕内部过滤器3整体延伸的圆周凸缘5、6。但并不一定如此，实施方案也可能是其中凸缘5、6仅部分围绕内部过滤器3的圆周延伸。可以意识到的是，内部过滤器3具有多于两个相邻的凸缘5、6。实施方案例如可以具有三个、四个甚至更多相邻的凸缘。同样还可以理解的是，在本发明的实施方案中，过滤器没有凸缘。在该实施方案中，如果以其它一些方式来限制内部过虑器3穿过过滤器2的开口4的运动，则是有益的。例如，可以设置与消音器1连接的止挡件(未示出)，由此当内部过滤器3的前部到达所述止挡件时，内部过滤器3朝外穿过过滤器2的开口4的运动受到抑制。

在本发明的优选实施方案中，内部过滤器3可以具有与外部过滤器2不同的颜色。适合地，过滤器2、3是圆柱形过滤器2、3，但是其它形状在理论上也是可行的，例如具有方形形状或椭圆横截面。实施方案理论上也可以是其中的内部过滤器3具有与外部过滤器2不同类型的横截面。然而在本发明的优选实施方案中，过滤器2、3具有圆柱形状。

过滤器2、3优选由多孔聚丙烯制成。适当地在外部过滤器2和内部过滤器3之间设置密封圈7。密封环7例如能用丁腈橡胶制成。

以下，将结合附图6-8对消音器1的功能进行解释。图6示出在任何堵塞发生之前处于初始阶段的消音器1。加压空气经消音器1的后部8进入，并且径向地经过滤器2、3流出。最后，加压空气中的污染物将导致内部过滤器3开始堵塞。应该认识到，内部过滤器3首先堵塞。因此，阻碍穿过消音器1气流的阻力以及其中的压力增加。然后，当压力大到克服过滤器2、3之间的摩擦力时，其向内部过滤器3施压，使其经外部过滤器2的开口4向外运动。因此，内部过滤器3向前移动，直到凸缘5与外部过滤器2的内部边缘9接触。从而阻止内部过滤器3进一步沿朝外的方向移动。该位置在图7中示出。该图示出，内部边缘9位于外部过滤器2的开口4处。但是应当认识到的是，内部边缘能够在外部过滤器2中进一步向内定位。现在，内部过滤器3经过外部过滤器2的开口4突出。由此，给出明显的指示：已经发生某种堵塞，以及可能有理由采取措施，例如清洗内部过滤器3或用新的和没用过的消音器替换消音器1。借助沿朝外的方向移动的内部过滤器3，外部过滤器2的内部区域A1暴露出来。以前，该区域A1被内部过滤器3覆盖。现在，加压空气可以从外部过滤器2的暴露部分A1排出，并且消音器中的压力可以降低。然后可以保持气动系统的初始速度。如果又经过一段时间，外部过滤器2的暴露部分也将受到堵塞。然后，消音器1中的压力再次上升。外部过滤器2和内部过滤器3中至少一个优选由非刚性材料制成。如果内部过滤器由非刚性材料制成，当消音器1中的压力变得足够大时，内部过滤器3的凸缘5可能变形。然后，内部过滤器3再次经过外部过滤器2中的开口4向外移动，直到第二凸缘6在外部过滤器的开口4遇到边缘9为止。随后内部过滤器3的运动受到阻挡。该位置在图8中示出。如图8所示，外部过滤器2的另一部分A2现在暴露出来，所述部分先前被内部过滤器3覆盖。压力降低并且系统速度能再保持一段时间。此外，内部过滤器3更加从开口4突出并且给出非常明显的指示：必须采取措施，例如更换或清洁消音器的过滤器，或者更换整个消音器。如果内部过滤器3具有不同和明显的颜色，这将会特别明显。例如，所述外部过滤器2可能是浅色的，而所述内部过滤器3是深色的。然后操作者可以直接从消音器得知所必须采取的措施。但是，应该认识到的是，消音器的状况能用许多不同的方式进行标识。例如，可以将一传感器(未示出)与消音器连接，所述传感器检测两个过滤器2、3的相对运动。当所述传感器记录了过滤器的相对运动，例如通过内部过滤器3向外穿过外部过滤器2中的开口运动，传感器给操作者所监控的显示器或控制台发送一信号。当传感器给显示器或控制台传送信号时，操作者可以获知这一信号，例如以显示器上的符号或文本消息的形式。然后操作者可以采取适当的措施，例如更换消音器。

本发明的另一可选实施方案中，消音器能与一传感器(未示出)连接，所述传感器检测消音器中的压降。当压降超出预定范围时，传感器能发送信号到由操作者监控的显示器或控制台。操作者由此可以采取措施改变过滤器2、3的相对位置，由此消音器中的压降再次变到允许的范围内。这可以由操作者完成，使作用在内部过滤器3或外部过滤器2上的控制装置(未示出)动作，从而改变过滤器2、3的相对位置。作为选择，可能的是，操作者手动地使一个过滤器相对于另一个移动。在该实施方案的一个变化形式中，消音器可设置用于检测消音器中压降的传感器。该传感器顺序连接控制装置，所设置的控制装置在传感器信号所表示的消音器1中的压降超出预定范围时改变过滤器2、3的相对位置。然后，控制装置改变过滤器2、3的相对位置(例如通过使内部过滤器3穿过外部过滤器2中的开口向外移动)，直到来自于传感器的信号显示传感器中的压降再一次处在允许的范围内。另一种可能是控制装置改变作为消音器1工作时间的函数或作为其它一些变量的函数的过滤器2、3的相对位置。

因此，也可以用一种操作上述消音器的方法限定本发明。在所述方法中，正如从上述消音器功能和/或用途说明中清楚的是，过滤器的相对位置被改变。在相应的程度上，能采用操作一种设备的方法限定本发明，所述设备具有用加压空气运转的机械，所述设备包括一个或多个上述指定类型的消音器1。本发明例如可以用操作一种设备的方法限定，所述设备具有用加压气体驱动的机械，以及根据本发明的消音器，其中监控过滤器2、3的相对位置并且当过滤器2、3的相对位置改变时采取措施。

还可以用一种系统或设备限定本发明，所述系统或设备具有使用加压空气的机械/工具20，所述设备包括一个或更多与加压空气机械20连接的单元10并且设置有上述类型的消音器1。

对于普通应用，根据本发明的消音器预期降低大约20-40dB的噪音等级。然而应当理解的是，根据本发明的所述消音器也能够有超出20-40dB的给定范围的应用。

通过本发明，减少了消音器爆炸的危险。通过根据本发明的消音器，可以获得更高的安全水平。还实现这样的优势，即在气动系统中基本不变的空气速度和/或基本不变的压降可保持更长的时间。因此，消音器的性能在更长的时期中能够保持不变或基本不变。如果内部过滤器被设置为在其受到堵塞时向外运动，那么所获得的优点在于维护人员可得到需要进行更换或清洁的明确指示。

Claims (10)

1.一种消音器(1)，其包括：

a)外部多孔过滤器(2)；

b)设置在所述外部过滤器(2)中的内部多孔过滤器(3)，所述消音器(1)被设计为所述外部和内部过滤器(2、3)的相对位置能够被改变，由此，外部过滤器(2)的一部分(A1，A2)暴露出来，所述露出部分最初被内部过滤器(3)覆盖。

2.如权利要求1所述的消音器(1)，其特征在于，内部过滤器(3)被设置为可以在外部过滤器(2)中移动。

3.如权利要求2所述的消音器(1)，其特征在于，内部过滤器(3)被设置为至少部分地抵靠外部过滤器(2)，并且其中外部过滤器(2)具有开口(4)，内部过滤器(3)能穿过所述开口(4)向外移动。

4.如权利要求3所述的消音器(1)，其特征在于，内部过滤器(3)设有至少一个凸缘(5)，其限制内部过滤器(3)穿过外部过滤器(2)的所述开口(4)向外的运动。

5.如权利要求3所述的消音器(1)，其特征在于，内部过滤器(3)具有与外部过滤器(2)不同的颜色。

6.如权利要求4所述的消音器(1)，其特征在于，内部过滤器(3)具有至少两个相邻的凸缘(5，6)。

7.如权利要求1-6中任意一项所述的消音器(1)，其特征在于，所述过滤器(2，3)是圆柱形过滤器(2，3)。

8.如权利要求1-7中任意一项所述的消音器(1)，其特征在于，所述过滤器(2，3)由多孔聚丙烯制成。

9.如权利要求3所述的消音器(1)，其特征在于，在外部过滤器(2)和内部过滤器(3)之间设置有密封圈(7)。

10.如权利要求1所述的消音器(1)，其特征在于，在工作期间能够改变所述内部和外部过滤器(2，3)的相对位置，并且优选在内部过滤器(3)受到堵塞时自动改变所述相对位置。

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