DE102011109549A1

DE102011109549A1 - Device for conditioning pulsating gas flow in pressurized air device mounted in manufacturing plant of rail, has elastic element for pressurizing oscillator portion with return force against deflection of oscillator portion

Info

Publication number: DE102011109549A1
Application number: DE102011109549A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-08-05
Filing date: 2011-08-05
Publication date: 2013-02-07

Abstract

The device (100) has a damper (7) that is provided with housing (70). The housing is provided with an oscillation chamber (70a) and a gas path which is passed through housing. The gas path is connected with oscillation chamber and an oscillation portion (74) is arranged in oscillator chamber. An elastic element (75,76) is provided to pressurize the oscillator portion with a return force against a deflection of oscillator portion from an equilibrium position with respect to housing. The oscillator portion is acted on pulsating flow of gas by gas path with a pulsating force. An independent claim is included for a compressed gas device.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Konditioniervorrichtung zum Konditionieren eines pulsierenden Gasstroms sowie eine Druckgaseinrichtung mit einer solchen Konditioniervorrichtung. Die in Rede stehenden Druckgaseinrichtungen sind in aller Regel Druckluftvorrichtungen, die Erfindung ist grundsätzlich aber auch für andere Gase geeignet und bestimmt.The present invention relates to a conditioning device for conditioning a pulsating gas flow and a compressed gas device with such a conditioning device. The pressurized gas devices in question are compressed air devices as a rule, but the invention is basically suitable and intended for other gases.

Druckgaseinrichtungen werden vielfältig zum Betreiben und Steuern von Industriellen Anlagen bzw. Fahrzeugen und deren Komponenten eingesetzt. Für den zuverlässigen Betrieb ist es erforderlich, dass immer eine ausreichende Menge komprimierten Gases mit hinreichender Sauberkeit und Trockenheit bereitsteht, um je nach Einsatzgebiet ein Verschmutzen bzw. Vereisen der Anlagen bzw. von deren Komponenten zu vermeiden bzw. zu minimieren. Zur Reinigung bzw. Trocknung sind beispielsweise Filter, Ölabscheider und Trockner im Gaspfad im Einsatz, für deren Betrieb und Haltbarkeit ein gleichmäßiger Gasdruck, bzw. Gasstrom vorteilhaft ist.Compressed gas devices are widely used for operating and controlling industrial plants or vehicles and their components. For reliable operation, it is necessary that there is always a sufficient amount of compressed gas with sufficient cleanliness and dryness available, depending on the application to avoid contamination or icing of the equipment or its components or to minimize. For cleaning or drying, for example, filters, oil separators and dryers in the gas path in use for the operation and durability of a uniform gas pressure, or gas flow is advantageous.

Eine Ursache für Druckschwankungen bzw. Pulsationen ist beispielsweise eine periodische Kompression des Gases durch einen Verdichter, insbesondere Kolbenverdichter. Weiterhin kann beispielsweise auch eine schnell zu- bzw. abgeschaltete Drucksenke (Verbraucher), beispielsweise ein Trockner zu schädlichen Druckschwankungen führen. Das Patent DE 100 47 029 C2 betrifft eine Druckgaseinrichtung, bei welcher Trockner periodisch zu bzw. abgeschaltet werden, wobei der aus dem Schaltvorgang resultierende schlagartige Druckabfall durch eine Drossel in der Leitung bedämpft wird. Diese Maßnahme ist gut, deckt alleine aber nicht alle Fälle von Druckschwankungen in einer Druckgaseinrichtung ab. Es können nämlich, abgesehen von den aufgeprägten periodischen Schwankungen durch eine Druckgasquelle, wie einen Kolbenverdichter oder durch eine Druckgassenke, auch in der Sprungantwort der Druckgas in einem Leitungssystem schädliche Pulsationen auftreten, die es zu vermeiden gilt.One cause of pressure fluctuations or pulsations is, for example, a periodic compression of the gas by a compressor, in particular reciprocating compressor. Furthermore, for example, a fast on or off pressure sink (consumers), such as a dryer lead to harmful pressure fluctuations. The patent DE 100 47 029 C2 relates to a compressed gas device in which dryers are periodically switched on and off, wherein the resulting from the switching operation abrupt pressure drop is damped by a throttle in the line. This measure is good, but does not cover all cases of pressure fluctuations in a compressed gas device alone. It can namely, apart from the imposed periodic fluctuations by a source of pressurized gas, such as a piston compressor or a Druckgassenke, even in the step response of the compressed gas in a piping harmful pulsations occur, which must be avoided.

Eine gängige Maßnahme zur Linderung von Druckschwankungen ist es, einen hinreichend großen Druckspeicher vorzusehen, der zwischen der Störung und den zu schützenden Komponenten des Druckgassystems eine hinreichende Speicherkapazität bereitstellt, wobei der direkte Strom zwischen Störung und den zu schützenden Komponenten durch mindestens eine Drossel begrenzt ist.A common measure for alleviating pressure fluctuations is to provide a sufficiently large pressure accumulator, which provides a sufficient storage capacity between the fault and the components to be protected of the compressed gas system, wherein the direct current between fault and the components to be protected is limited by at least one throttle.

Dies ist jedoch insofern nachteilig, als der Pumpaufwand bis zum Erreichen des Betriebsdrucks proportional zur Speicherkapazität ist. Damit verlängern sich die Zeiten bis zur Betriebsbereitschaft bei Inbetriebnahme einer Druckgaseinrichtung. Zudem erfordert ein Speicher mit hinreichender Kapazität ein zusätzliches Bauvolumen und ggf. teure Sicherheitsmaßnahmen, da das gespeicherte Gas bei Bersten des Speichers eine erhebliche Gefahr bedeuten kann. Schließlich kann es in solchen Fällen schwierig sein einen Speicher zwischen Störung und den zu schützenden Komponenten anzuordnen, in denen diese Komponenten nicht klar zu trennen sind, wenn also das Gas in einer Sprungantwort Pulsationen verursacht. Grundsätzlich kann mit Drosseln gearbeitet werden, um jegliche Schwankungen zu bedämpfen, dies führt jedoch aufgrund des Druckabfalls an jeder Drossel auch im Normalbetrieb zu erhöhten Betriebskosten.However, this is disadvantageous in that the pumping effort is proportional to the storage capacity until the operating pressure is reached. This lengthens the times until ready for operation when commissioning a compressed gas device. In addition, a memory with sufficient capacity requires an additional construction volume and possibly expensive security measures, since the stored gas can mean a significant risk when bursting the memory. Finally, in such cases, it may be difficult to arrange a memory between interference and the components to be protected in which these components are not clearly separated, that is, when the gas causes pulsations in a step response. In principle, it is possible to work with throttles in order to damp any fluctuations, but this leads to increased operating costs due to the pressure drop at each throttle even in normal operation.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Konditioniervorrichtung bereitstellt, welche schädliche Druckschwankungen in einer Druckgaseinrichtung lindert.It is therefore an object of the present invention to provide a conditioning apparatus which alleviates deleterious pressure fluctuations in a pressurized gas device.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Konditioniervorrichtung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 und die Druckgaseinrichtung gemäß dem unabhängigen Anspruch 11.The object is achieved by the conditioning device according to independent claim 1 and the compressed gas device according to independent claim 11.

Die erfindungsgemäße Konditioniervorrichtung zum Konditionieren eines zumindest zeitweise pulsierenden Gasstroms umfasst einen Tilger, welcher umfasst: ein Gehäuse, wobei das Gehäuse eine Oszillatorkammer und mindestens einen Gaspfad aufweist, der durch das Gehäuse verläuft, wobei der Gaspfad mit der Oszillatorkammer kommuniziert; einen Oszillatorkörper, welcher in der Oszillatorkammer angeordnet ist; mindestens ein elastisches Element, zum Beaufschlagen des Oszillatorkörpers mit einer Rückstellkraft gegen eine Auslenkung des Oszillatorkörpers aus einer Gleichgewichtslage bezüglich des Gehäuses; wobei der Oszillatorkörper durch einen pulsierenden Gasstrom durch den Gaspfad mit einer pulsierenden Kraft beaufschlagbar ist.The conditioning apparatus of the invention for conditioning an at least temporarily pulsating gas stream comprises a absorber comprising: a housing, the housing having an oscillator chamber and at least one gas path extending through the housing, the gas path communicating with the oscillator chamber; an oscillator body disposed in the oscillator chamber; at least one elastic element for urging the oscillator body with a restoring force against a deflection of the oscillator body from an equilibrium position with respect to the housing; wherein the oscillator body is acted upon by a pulsating gas flow through the gas path with a pulsating force.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung umfasst die Konditioniervorrichtung weiterhin eine Drossel, welche den Strömungsquerschnitt des Gaspfades im Bereich der Drossel in Abhängigkeit eines Druckabfalls über der Drossel verändert.According to one embodiment of the invention, the conditioning device further comprises a throttle which changes the flow cross-section of the gas path in the region of the throttle as a function of a pressure drop across the throttle.

Die Drossel kann insbesondere unmittelbar an den Tilger anschließen, so dass dar Gaspfad aus dem Tilger unmittelbar in die Drossel führt oder aus der Drossel in den Tilger.In particular, the throttle can connect directly to the absorber, so that the gas path from the absorber leads directly into the throttle or from the throttle into the absorber.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung verläuft der Gaspfad durch zumindest teilweise durch die Oszillatorkammer verläuft, und wobei der Strömungsquerschnitt des Gaspfads durch den Oszillatorkörper reduziert ist, so dass über dem Oszillatorkörper ein Druckabfall erfolgt.According to one embodiment of the invention, the gas path extends through at least partially through the oscillator chamber, and wherein the flow cross-section of the gas path is reduced by the oscillator body, so that above the oscillator body, a pressure drop occurs.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung umfasst das mindestens eine elastische Element eine Schraubenfeder, die zwischen dem Oszillatorkörper und an einer Wand der Oszillatorkammer wirkt. According to one embodiment of the invention, the at least one elastic element comprises a helical spring which acts between the oscillator body and on a wall of the oscillator chamber.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist der Tilger der Konditioniervorrichtung zwei elastische Elemente auf, die jeweils eine Schraubfeder umfassen, wobei der Oszillatorkörper zwischen einer ersten und einer zweiten der Schraubfedern angeordnet ist, die sich an einer ersten bzw. zweiten Wand der Oszillatorkammer abstützen.According to one embodiment of the invention, the absorber of the conditioning on two elastic elements, each comprising a coil spring, wherein the oscillator body is disposed between a first and a second of the helical springs, which are supported on a first and second wall of the oscillator chamber.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Oszillatorkörper dazu vorgesehen Oszillationen durchzuführen, welche zumindest eine Komponente in Richtung des Gaspfades aufweisen.According to one embodiment of the invention, the oscillator body is intended to perform oscillations, which have at least one component in the direction of the gas path.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist das Gehäuse rohrförmig ausgebildet.According to one embodiment of the invention, the housing is tubular.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Oszillatorkörper zumindest abschnittsweise rohrförmig ausgebildet.According to one embodiment of the invention, the oscillator body is at least partially tubular.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist die Drossel einen Steuerkolben und einen elastischen Haltekörper auf, wobei der Steuerkolben in dem Gaspfad angeordnet ist, so dass bei strömendem Gas ein Druckabfall über dem Steuerkolben erfolgt, wobei der Steuerkolben mittels des elastischen Haltekörpers gegen eine Kraft aufgrund des Druckabfalls über dem Steuerkolben gehalten wird.According to one embodiment of the invention, the throttle has a control piston and an elastic holding body, wherein the control piston is arranged in the gas path, so that when flowing gas, a pressure drop across the control piston, wherein the control piston by means of the elastic holding body against a force due to the pressure drop is held above the control piston.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist die Drossel unterhalb eines Grenzwerts für den Druckabfall einen Strömungsquerschnitt in einem ersten Querschnittsbereich auf, und wobei die Drossel bei überschreiten des Grenzwerts für den Druckabfall den Strömungsquerschnitt, verringert bis zu einem minimalen Strömungsquerschnitt.According to a development of the invention, the throttle has a flow cross-section in a first cross-sectional area below a limit value for the pressure drop, and wherein the throttle exceeds the flow cross-section when the limit value for the pressure drop is reduced to a minimum flow cross-section.

Die erfindungsgemäße Druckgaseinrichtung, umfasst eine Druckgasquelle; eine Druckgassenke; und eine Versorgungsleitung, welche sich zwischen der Druckgasquelle und der Druckgassenke erstreckt; wobei die Druckgasquelle oder die Druckgassenke der Druckgasleitung einen pulsierenden Druckverlauf aufprägen; und eine erfindungsgemäße Konditioniervorrichtung, welche mit der Versorgungsleitung pneumatisch gekoppelt ist, wobei der Oszillatorkörper zu Schwingungen angeregt wird, die bewirken, dass der pulsierende Druckverlauf bedämpft wird.The compressed gas device according to the invention comprises a compressed gas source; a pressure well; and a supply line extending between the compressed gas source and the Druckgassenke; wherein the compressed gas source or the Druckgassenke the compressed gas line impose a pulsating pressure curve; and a conditioning device according to the invention, which is pneumatically coupled to the supply line, wherein the oscillator body is excited to oscillate, which causes the pulsating pressure curve is damped.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist der Oszillator eine Eigenfrequenz F1 auf, wobei der pulsierende Druckverlauf eine Pulsationsfrequenz F2 aufweist, wobei für die relative Abweichung D = (F2 – F1)/F1 zwischen der Eigenfrequenz und der Pulsationsfrequenz gilt: –0,2 ≤ D ≤ 0,2, insbesondere –0,1 ≤ D ≤ 0,1 und bevorzugt –0,05 ≤ D ≤ 0,05.According to one embodiment of the invention, the oscillator has a natural frequency F1, wherein the pulsating pressure curve has a pulsation frequency F2, wherein for the relative deviation D = (F2 - F1) / F1 between the natural frequency and the pulsation frequency applies: -0,2 ≤ D ≦ 0.2, in particular -0.1 ≦ D ≦ 0.1 and preferably -0.05 ≦ D ≦ 0.05.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung beträgt der Phasenwinkel im Bogenmaß zwischen der Pulsation und der angeregten Schwingung des Oszillators weniger als π/6 oder mehr als 5 π/6.According to one embodiment of the invention, the phase angle in radians between the pulsation and the excited oscillation of the oscillator is less than π / 6 or more than 5 π / 6.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Haltekörper der Drossel so bemessen, dass die Drossel aufgrund der Pulsationen des Drucks mit der Frequenz F2 mit Amplituden unterhalb eines vorgegebenen Grenzwerts den Strömungsquerschnitt des Gaspfads um nicht mehr als 10% vorzugsweise nicht mehr als 5% und weiter bevorzugt nicht mehr als 1% verringert.According to one embodiment of the invention, the holding body of the throttle is dimensioned such that the throttle due to the pulsations of the pressure with the frequency F2 with amplitudes below a predetermined limit the flow cross-section of the gas path by not more than 10%, preferably not more than 5% and more preferably not reduced by more than 1%.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Steuerkolben mittels des Haltekörpers gegen einen Anschlag vorgespannt ist, so dass der Steuerkolben aufgrund der Pulsationen des Drucks mit der Frequenz F2 mit Amplituden unterhalb eines vorgegebenen Grenzwerts praktisch nicht ausgelenkt wird.According to one embodiment of the invention, the control piston is biased by means of the holding body against a stop, so that the control piston is practically not deflected due to the pulsations of the pressure at the frequency F2 with amplitudes below a predetermined limit.

Die Erfindung wird nun anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigt:The invention will now be explained with reference to the embodiments illustrated in the drawings. It shows:

1a: ein Fließschema eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Druckgaseinrichtung; mit einer erfindungsgemäßen Konditioniervorrichtung; 1a : a flow chart of an embodiment of a compressed gas device according to the invention; with a conditioning device according to the invention;

1b: ein Fließschema eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Druckgaseinrichtung; mit einer erfindungsgemäßen Konditioniervorrichtung; 1b : a flow chart of an embodiment of a compressed gas device according to the invention; with a conditioning device according to the invention;

2a: einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Konditioniervorrichtung; und 2a a longitudinal section through a first embodiment of a conditioning device according to the invention; and

2b: einen Längsschnitt durch die Komponenten der Konditioniervorrichtung aus 2a. 2 B : a longitudinal section through the components of the conditioning device 2a ,

Die in 1a und 1b gezeigten Fließschemata betreffen Druckgaseinrichtungen, insbesondere Drucklufteinrichtungen, die beispielsweise zur Versorgung einer pneumatischen Anlage in Schienen oder Straßenfahrzeugen geeignet ist. Ein Elektromotor 1 treibt über eine Kupplung 2 als Druckgasquelle einen Kompressor 3, insbesondere Hubkolbenkompressor 3 an, der sowohl ein ölfreier als auch ein mit Öl geschmierter Kompressor sein kann. Insbesondere für den Fall, dass der Kompressor mit Öl geschmiert ist, kann hinter dem Kompressor 3 ein Filter 4 angeordnet sein. Hinter dem Filter 4 folgt ein Rückschlagventil 5, welches einen Rückstrom zum Filter verhindert. Die Vorrichtung umfasst in beiden Ausgestaltungen weiterhin einen Kühler 6 und einen Trockner 9, wobei eine erfindungsgemäße Konditioniervorrichtung 100 mit einem Tilger 7 und einer Drossel 8 im Fließschema gemäß 1b vor dem Kühler 6 und in dem Fließschema gemäß 1a zwischen dem Kühler 6 und dem Trockner 9 angeordnet sind. Nach dem Trockner 9 folgt noch ein Rückschlagventil 10 zu einem pneumatischen Verbraucher hin. Von dem Trockner 9 verzweigt noch eine Entwässerungsleitung 12, die über ein Entwässerungsventil 11 geschaltet wird.In the 1a and 1b Flow diagrams shown concern pressurized gas devices, in particular compressed air devices, which is suitable for example for supplying a pneumatic system in rails or road vehicles. An electric motor 1 drives over a clutch 2 as a compressed gas source a compressor 3 , in particular reciprocating compressor 3 which can be both an oil-free and an oil lubricated compressor. Especially in the event that the compressor is lubricated with oil, behind the compressor 3 a filter 4 be arranged. Behind the filter 4 follows a check valve 5 which prevents backflow to the filter. The device further comprises a cooler in both embodiments 6 and a dryer 9 , wherein a conditioning device according to the invention 100 with a absorber 7 and a throttle 8th in the flow chart according to 1b in front of the radiator 6 and in the flow chart according to 1a between the radiator 6 and the dryer 9 are arranged. After the dryer 9 follows a check valve 10 towards a pneumatic consumer. From the dryer 9 branches still a drainage pipe 12 that has a drain valve 11 is switched.

In einem typischen Betriebszustand wird über den Hubkolbenverdichter 3 Druckluft mit Ausstoßamplituden von etwa 1 bar über dem Betriebsdruck von beispielsweise 5 bis 10 bar in die Druckgaseinrichtung mit einer Frequenz von einigen 10 Hz eingespeist. In der Drucklufteinrichtung Ausführungsbeispiels sind zumindest zwei Komponenten vorhanden, die besonderen Schutzes vor Druckschwankungen bedürfen. Dies ist einerseits der Trockner 9 und andererseits der Filter 4. Der Trockner 9 enthält nämlich ein Granulat, welches von den periodischen Ausstoßamplituden des Kompressors 3 zermürbt werden kann. Um dies zu verhindern, weist die Konditioniervorrichtung 100 den Tilger 7 auf, welcher einen durch die Ausstoßamplituden zu Schwingungen angeregten Oszillatorkörper aufweist, der somit die Ausstoßamplituden bedämpft, und damit die Lebensdauer des Granulats im Trockner 9 verlängert.In a typical operating condition is via the reciprocating compressor 3 Compressed air with ejection amplitudes of about 1 bar above the operating pressure of, for example, 5 to 10 bar fed into the compressed gas device with a frequency of a few 10 Hz. In the compressed air device embodiment, at least two components are present, which require special protection against pressure fluctuations. On the one hand, this is the dryer 9 and on the other hand, the filter 4 , The dryer 9 Namely contains a granulate, which of the periodic output amplitudes of the compressor 3 can be worn down. To prevent this, the conditioner device 100 the absorber 7 on, which has an excited by the ejection amplitudes oscillator body, which thus damps the ejection amplitudes, and thus the life of the granules in the dryer 9 extended.

Der Trockner 9 umfasst gewöhnlich zwei im Wechselbetrieb geschaltete Kartuschen, jeweils alternierend nach einem Betrieb von beispielsweise einigen Minuten über das Ventil 11 zur Atmosphäre hin entwässert und entlastet werden. In diesem Moment kann der Druckabfall in der Druckleitung bis zum vollen Betriebsüberdruck betragen, wenn nicht weitere Schutzmaßnahmen ergriffen werden. Hierdurch könnte Filter 4, der insbesondere ein Membranfilter sein kann erheblich beschädigt werden. Um dies zu verhindern, umfasst die Konditioniervorrichtung eine Drossel 8 mit variablem Strömungsquerschnitt, welche bei einem Druckabfall über der Drossel von weniger als einem Grenzwert praktisch ihren vollen Strömungsquerschnitt beibehält. Der Grenzwert ist zweckmäßig so gewählt dass die Ausstoßamplituden des Kompressors 3 von etwa 1 bar nicht zu einer Verringerung des Strömungsquerschnitts führen. Wenn allerdings die über eine Trocknerpatrone der Druck auf Atmosphärendruck fällt und über der Drossel praktisch der volle Betriebsüberdruck zwischen beispielsweise 5 bis 10 bar abfällt, dann Verringert die Drossel 8 den Strömungsquerschnitt bis auf einen schmalen Restquerschnitt, so dass der Druck oberhalb der Drossel 8 nur langsam abfällt. Dadurch wird insbesondere der Filter 4 vor Zerstörung geschützt. Die Drossel gibt erst dann den vollen Strömungsquerschnitt wieder frei, wenn der Druckabfall über der Drossel 8 unter den erwähnten Grenzwert fällt.The dryer 9 usually includes two alternately connected cartridges, each alternating after an operation of, for example, a few minutes over the valve 11 dehydrated and relieved to the atmosphere. At this moment, the pressure drop in the pressure line can be up to the full operating pressure, unless further protective measures are taken. This could filter 4 , which in particular can be a membrane filter can be significantly damaged. To prevent this, the conditioning device comprises a throttle 8th variable flow cross-section which maintains virtually its full flow area when the pressure drop across the throttle is less than a threshold. The limit is suitably chosen so that the output amplitudes of the compressor 3 of about 1 bar does not lead to a reduction of the flow cross-section. However, if the pressure drops over a dryer cartridge to atmospheric pressure and above the throttle practically the full operating pressure between, for example, 5 to 10 bar drops, then reduces the throttle 8th the flow cross-section down to a narrow residual cross-section, so that the pressure above the throttle 8th only slowly drops. This will especially the filter 4 protected from destruction. The throttle releases the full flow cross-section only when the pressure drop across the throttle 8th falls below the mentioned limit.

Ob der Kühler 6 vor der Konditioniervorrichtung oder dahinter zu platzieren ist, hängt insbesondere davon ab, welche Art von Druckschwankungen den Kühler 6 mehr beeinträchtigt. Wenn der Kühler 6 durch starke Druckabfälle gefährdet ist, die sie beim Entwässern des Trockners 9 auftreten, ist er vorzugsweise vor der Konditioniervorrichtung zu positionieren, wie in 1a gezeigt ist. Wenn der Kühler dagegen durch die periodischen Ausstoßamplituden des Kompressors 3 gefährdet ist, sollte der unterhalb der Konditioniervorrichtung positioniert sein.Whether the cooler 6 before or after the conditioner depends in particular on what kind of pressure fluctuations the radiator 6 more impaired. When the cooler 6 is at risk from heavy pressure drops when draining the dryer 9 it is preferable to position it in front of the conditioning device as in 1a is shown. If the radiator, however, by the periodic output amplitudes of the compressor 3 is at risk, it should be positioned below the conditioner.

2a und 2b zeigen nun die Komponenten eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Konditioniervorrichtung mit einem Tilger 7 und einer Drossel 8 im Detail. Der Tilger 7 umfasst ein zweiteiliges Gehäuse 70 mit einem ersten Gehäusrohr 71 und einem zweiten Gehäuserohr 79, welche in einander geschraubt sind und, durch welche der Druckluftpfad von einem Einlass 72 im ersten Gehäuserohr zu einem Auslass 73 im zweiten Gehäuserohr 79 verläuft. In dem Gehäuse 70 ist in einer Oszillatorkammer 70a ein rohrförmiger Oszillatorkörper 74 angeordnet, welcher zwischen einer ersten Schraubenfeder 75 und einer zweiten Schraubenfeder 76 axial eingespannt ist, wobei die Schraubenfedern 75, 76 auf entgegengesetzte axiale Anschlagflächen eines ringförmig umlaufenden radialen Vorsprungs 77 an der Mantelfläche des Oszillatorkörpers 74 einwirken. Die erste Schraubenfeder 75 und die zweite Schraubenfeder 76 sind dementsprechend jeweils zwischen einer axialen Anschlagfläche des radialen Vorsprungs 77 und einer axialen Anschlagfläche in einem Endabschnitt des ersten Gehäuserohrs 71 bzw. des zweiten Gehäuserohrs 79 eingespannt. Der Oszillatorkörper 74 kann um seine durch die Schraubenfedern 75, 76 definierte Gleichgewichtslage in dem Gehäuse in axialer Richtung schwingen, wobei die Eigenfrequenz der Schwingung F1 gegeben ist durch F1 = (k/m)^(0,5)·1/(2·pi), wobei k die effektive Federkonstante der zusammenwirkenden Schraubenfedern 75, 76 ist, also hier die Summe k = k1 + k2 der einzelnen Federkonstanten k1 der ersten Schraubenfeder 75 und k2 der zweiten Schraubenfeder 76, und wobei m die effektive Masse der schwingenden Komponenten bezeichnet, in welche insbesondere die Masse des Oszillatorkörpers 74 und anteilig die Massen der Schraubenfedern eingehen. Durch das Verhältnis der Eigenfrequenz F1 zu einer Frequenz F2 der Druckschwankungen, beispielsweise der Ausstoßamplituden des Kompressors kann bei gegebener Güte der Schwingungen des Oszillatorkörpers 74 die Phasenbeziehung zwischen der Schwingung des Oszillators und der verursachenden Druckschwankung kontrolliert werden. Wie sich welche Phasenbeziehung auf das Ziel auswirkt, Komponenten wie insbesondere den Filter 4 vor Druckschwankungen zu schützen, hängt von weiteren Parametern wie beispielsweise der Leitungslänge und zwischen dem Tilger und dem Filter ab und ist insbesondere experimentell zu ermitteln. Damit die pulsierenden Druckschwankungen den Oszillatorkörper zum Schwingen anregen können, müssen die Druckschwankungen einen Druckabfall über dem Oszillatorkörper 74 verursachen. Hierzu weist der Oszillatorkörper einen Abschnitt 78 mit einem verengten Strömungsquerschnitt auf. 2a and 2 B now show the components of an embodiment of the conditioning device according to the invention with a absorber 7 and a throttle 8th in detail. The absorber 7 includes a two-part housing 70 with a first housing tube 71 and a second housing tube 79 which are screwed into each other and through which the compressed air path from an inlet 72 in the first housing tube to an outlet 73 in the second housing tube 79 runs. In the case 70 is in an oscillator chamber 70a a tubular oscillator body 74 arranged, which between a first coil spring 75 and a second coil spring 76 is axially clamped, the coil springs 75 . 76 on opposite axial abutment surfaces of an annular circumferential radial projection 77 on the lateral surface of the oscillator body 74 act. The first coil spring 75 and the second coil spring 76 are accordingly each between an axial stop surface of the radial projection 77 and an axial abutment surface in an end portion of the first housing tube 71 or of the second housing tube 79 clamped. The oscillator body 74 can be around by the coil springs 75 . 76 swing defined equilibrium position in the housing in the axial direction, wherein the natural frequency of the vibration F1 is given by F1 = (k / m) ^ (0.5) · 1 / (2 · pi), where k is the effective spring constant of the co-operating coil springs 75 . 76 is, so here the sum k = k1 + k2 of each spring constant k1 of the first coil spring 75 and k2 of the second coil spring 76 , and m denotes the effective mass of the oscillating components, in which in particular the mass of the oscillator body 74 and proportionally enter the masses of the coil springs. Due to the ratio of the natural frequency F1 to a frequency F2 of the pressure fluctuations, for example the output amplitudes of the compressor can be given a good quality of the oscillations of the oscillator body 74 the phase relationship between the oscillation of the oscillator and the causing pressure fluctuation are controlled. Which phase relationship affects the target, components such as the filter 4 Protecting against pressure fluctuations depends on further parameters such as the length of the pipe and between the filter and the filter and in particular is to be determined experimentally. In order for the pulsating pressure fluctuations to cause the oscillator body to vibrate, the pressure fluctuations must have a pressure drop across the oscillator body 74 cause. For this purpose, the oscillator body has a section 78 with a narrowed flow area.

Zur Integration der Drossel 8 in die Konditioniervorrichtung umfasst das Gehäuse ein drittes Gehäuserohr 81, welches in das zweite Gehäuserohr 79 unter Bildung einer Drosselkammer 84 eingeschraubt ist. Das dritte Gehäuserohr 79 umfasst in seinem Innern eine radiale Verengung 89, welche erstens eine axiale Anschlagfläche für einen elastischen Haltekörper bildet, wobei der elastische Haltekörper hier eine insbesondere vorgespannte dritte Schraubenfeder 83 umfasst. Andererseits dient die Verengung als Ventilsitz für einen axial durchbohrten Steuerkolben 82, der mittels der dritten Schraubenfeder 83 gegen einen axialen Anschlag 80 an der Stirnseite des zweiten Gehäuserohrs 79 eingespannt ist. Der Steuerkolben 82 umfasst an seinem auslassseitigen Ende eine Dichtfläche 86, welche insbesondere konisch ausgebildet sein kann, und welche in ihrem Zentrum eine durchgehende axiale Drosselbohrung 85 mit einem stark verengten Querschnitt aufweist. Weiterhin weist der Steuerkolben 82 in der Mantelfläche eines zylindrischen Kolbenschafts Durchbrüche 87 zu einer einlassseitigen Bohrung 88 auf, wobei die Durchbrüche 87 und die einlassseitige Bohrung 88 erheblich größere Durchmesser als die Drosselbohrung 85 aufweisen.To integrate the throttle 8th in the conditioning device, the housing comprises a third housing tube 81 , which into the second housing tube 79 forming a throttle chamber 84 is screwed. The third housing tube 79 includes in its interior a radial narrowing 89 which firstly forms an axial stop surface for an elastic holding body, wherein the elastic holding body here is a particular biased third coil spring 83 includes. On the other hand, the constriction serves as a valve seat for an axially drilled control piston 82 that by means of the third coil spring 83 against an axial stop 80 on the front side of the second housing tube 79 is clamped. The control piston 82 comprises at its outlet end a sealing surface 86 , which in particular may be conical, and which in its center a continuous axial throttle bore 85 having a highly narrowed cross-section. Furthermore, the control piston 82 in the lateral surface of a cylindrical piston shaft breakthroughs 87 to an inlet-side bore 88 on, with the breakthroughs 87 and the inlet side bore 88 considerably larger diameter than the throttle bore 85 exhibit.

Im Normalbetrieb, wenn der Druckabfall über dem Steuerkolben weniger als einen Grenzwert von beispielsweise 2 bis 4 bar beträgt, strömt Luft durch die einlassseitige Bohrung 88 und die Durchbrüche 87 in einen Ringspalt zwischen dem Steuerkolben und der Wand der Drosselkammer 84, von wo sie an der Dichtfläche 86 des Steuerkolbens 82 vorbei durch die radiale Verengung 89 abfließen kann.In normal operation, when the pressure drop across the spool is less than a threshold of, for example, 2 to 4 bars, air flows through the intake side bore 88 and the breakthroughs 87 in an annular gap between the control piston and the wall of the throttle chamber 84 from where they are at the sealing surface 86 of the control piston 82 passing through the radial narrowing 89 can drain away.

Wenn dagegen der Druckabfall über dem Steuerkolben 82 den Grenzwert übersteigt, reicht die resultierende axiale Kraft auf den Steuerkolben 82 dazu aus, dass der Steuerkolben die dritte Schraubenfeder 83 komprimiert, bis die Dichtfläche 86 an dem Ventilsitz der radialen Verengung 89 anliegt. Dann ist der Abfluss der Druckluft nur noch über die Drosselbohrung 85 möglich, was mit einer erheblich geringeren Rate als im offenen Zustand der Drossel 8 erfolgt. Damit sind empfindliche Komponenten der Vorrichtung vor zerstörerischen Flussraten und den damit einhergehenden Druckabfällen geschützt.If, however, the pressure drop across the control piston 82 exceeds the limit, the resulting axial force on the control piston is sufficient 82 Make sure that the spool is the third coil spring 83 compressed until the sealing surface 86 at the valve seat of the radial constriction 89 is applied. Then the outflow of compressed air is only over the throttle bore 85 possible, which at a much lower rate than in the open state of the throttle 8th he follows. Thus, sensitive components of the device are protected from destructive flow rates and associated pressure drops.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10047029 C2 [0003]

Claims

Conditioning device ( 100 ) for conditioning an at least temporarily pulsating gas flow, wherein the conditioning device comprises an absorber ( 7 ), wherein the absorber ( 7 ) comprises: a housing, wherein the housing ( 70 ) an oscillator chamber ( 70a ) and at least one gas path which extends through the housing, wherein the gas path with the oscillator chamber ( 70a ) communicates; an oscillator body ( 74 ), which in the oscillator chamber ( 70a ) is arranged; at least one elastic element ( 75 . 76 ), for applying the oscillator body ( 74 ) with a restoring force against a deflection of the oscillator body ( 74 ) from an equilibrium position with respect to the housing ( 70 ); wherein the oscillator body ( 74 ) is acted upon by a pulsating gas flow through the gas path with a pulsating force.

Conditioning device ( 100 ) according to claim 1, which further comprises a throttle ( 8th ) which has the flow cross-section of the gas path in dependence of a pressure drop across the throttle ( 8th ) changed.

Conditioning device ( 100 ) according to claim 1 or 2, wherein the gas path through at least partially through the oscillator chamber ( 70a ), and wherein the flow cross-section of the gas path is reduced by the oscillator body, so that above the oscillator body ( 74 ) a pressure drop occurs.

Conditioning device ( 100 ) according to claim 1, 2 or 3, wherein the at least one elastic element is a helical spring ( 75 . 76 ), which between the oscillator body ( 74 ) and on a wall of the oscillator chamber ( 70a ) acts.

Conditioning device ( 100 ) according to claim 3, wherein the absorber ( 7 ) has two elastic elements, each having a helical spring ( 75 . 76 ), wherein the oscillator body ( 74 ) is disposed between a first and a second of the helical springs, which are supported on a first and second wall of the oscillator chamber.

Conditioning device ( 100 ) according to one of claims 3 to 5, wherein the oscillator body is intended to perform oscillations, which have at least one component in the direction of the gas path.

Conditioning device ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein the housing ( 70 ) is tubular.

Conditioning device ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein the oscillator body ( 74 ) is at least partially tubular.

Conditioning device ( 100 ) according to one of claims 2 to 8, wherein the throttle ( 8th ) a control piston ( 81 ) and an elastic holding body ( 83 ), wherein the control piston is arranged in the gas path, so that when the gas flows, a pressure drop across the control piston ( 81 ), wherein the control piston ( 81 ) by means of the elastic holding body ( 83 ) against a force due to the pressure drop across the control piston ( 81 ) is held.

Conditioning device ( 100 ) according to one of claims 2 to 9, wherein the throttle ( 8th ) has a flow cross-section in a first cross-sectional area below a pressure drop limit, and wherein the throttle crosses the flow cross section when the pressure drop limit is exceeded, decreasing to a minimum flow area.

Compressed gas device, comprising: a pressurized gas source ( 3 ); a pressure gauges ( 11 ); and a supply line which extends between the compressed gas source ( 3 ) and the Druckgasseke ( 11 ) extends; the compressed gas source ( 3 ) or the Druckgasseke ( 11 ) of the compressed gas line at least temporarily impose a pulsating pressure curve; and a conditioning device ( 100 ) according to one of the preceding claims, which is pneumatically coupled to the supply line, wherein the oscillator body ( 74 ) is excited to oscillate, which causes the pulsating pressure curve is damped.

Compressed gas device according to claim 11, wherein the oscillator body ( 74 ) has a natural frequency F1, and wherein the pulsating pressure curve has a Pulsationsfrequenz F2, wherein for the relative deviation D = (F2 - F1) / F1 between the natural frequency and the pulsation frequency applies: -0.2 ≤ D ≤ 0.2, in particular -0.1 ≤ D ≤ 0.1 and preferably -0.05 ≤ D ≤ 0.05.

Compressed gas device according to claim 12, wherein the phase angle in radians between the pulsation and the excited oscillation of the oscillator is less than π / 6 or more than 5 π / 6.

Compressed gas device according to one of claims 11 to 13, with a conditioning device ( 100 ) according to claim 9 or 10, wherein the holding body is dimensioned such that the throttle ( 8th ) due to the pulsations of the pressure at the frequency F2 with amplitudes below a predetermined limit value Reduced flow cross-section of the gas path by not more than 10%, preferably not more than 5% and more preferably not more than 1%.

Compressed gas device according to claim 14, wherein the control piston by means of the holding body ( 83 ) against a stop ( 80 ) is biased so that the control piston ( 82 ) is practically not deflected due to the pulsations of the pressure with the frequency F2 with amplitudes below a predetermined limit.