DE1949611U - Schallsender fuer gasfoermiges treibmittel. - Google Patents

Description

KOCKUMS MEKANISKA VERKSTADS AKTIEBOLAG, Stora Varvsgatan 8, MALMÖ C,

(Schweden).

SCHALLSENDER PUR GASFÖRMIGES TREIBMITTEL

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schallsender für gasförmiges Treibmittel, dessen beweglicher Teil eine in einer Gehäuse vorgesehene, kreisförmige Membran .ist, die durch eigene Federkraft gegen einen ringförmigen, vorzugsweise kreisförmigen und mit dem Umfang der Membran konzentrischen Sitz in Anlage gehalten wird, um ein die Verbindung zwischen einer Zulaufkammer ausserhalb des Sitzes und einer Resonatorkammer innerhalb des Sitzes regelndes 'Ventilelement zu bilden, Wenn bei einem solchen Schallsender Treibmittel - üblicherweise Luft oder Dampf - unter Druck in die Zulaufkammer eingeführt wird, wird die Membran vom Sitz abgehoben, sobald der Druck einen solchen Wert erreicht hat, dass er die die Membran in Anlage gegen den Sitz haltende Kraft überwinden kann. Dabei entsteht in der Resonatorkammer ein Druckstoss,

der seinerseits laut bekannten Grundsätzen mehrere der Reihe nach auftretende Druckstösse einer Frequenz erzeugt, die hauptsächlich von den akustischen. Verhältnissen in einem an die Resonatorkammer angeschlossenen Resonanzhorn ' bestimmt wird.

Die Membran kann.in verschiedener Weise an ihrem Umfang im Gehäuse befestigt sein. In vielen Fällen ist die Membran an ihrem Umfang fest eingespannt, indem ein am Gehäuse angebrachter und sich über die Membran auf der der Zulaufkammer und der Resonatorkammer entgegengesetzten Seite der Membran wölbender Deckel mit einer ebenen Kante gegen den Kantenteil der Membran angesetzt ist und diesen gegen eine Schulter oder Packung im Gehäuse andrückt. Hierin liegt ein gewisser Nachteil, da sich die Umfangteile der Membran bei den Bauchungsbewegungen während der Schallerzeugung nicht radial bewegen können. Insbesondere wenn das Treibmittel Dampf ist, kann eine feste Einspannung der Membran in dieser V/eise zu einer unerwünschten Blockierung der Membran in ausgebauchter Lage führen, und zwar infolge radialer Wärmespannungen, falls Membran und Gehäuse nicht stets dieselbe Temperatur haben.

" Eine an ihrem Umfang radial bewegliche Membran kann dadurch bewirkt werden, dass der Deckel nicht gegen das Gehäuse angespannt wird, sondern die Membran mit einem gewissen Spiel in der richtigen Lage hält. In dieser Weise

erhält man jedoch im allgemeinen nicht die erwünschte Dichtheit,, und ausserdem führen die Membranbewegungen zu einem nicht unbedeutenden Verschleiss am Umfang der Membran, so dass das Spiel wiederholt nachgestellt werden muss,

Schliesslich kann die Membran auch elastisch befestigt werden, beispielsweise mittels einer Gummipackung zwischen Membran und Gehäuse oder zwischen Membran und Deckel, oder auch beides. Durch die-Verwendung eines Elastes kann jedoch die Gefahr entstehen, dass sich die Eigenschaften des Elastes allmählich ändern, insbesondere unter der Einwirkung von hohen Temperaturen, beispielsweise wenn das Treibmittel Dampf ist.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schallsender der eingangs geschilderten Art, bei dem die Membran an ihrem Umfang mittels eines Deckels gegen ein elastisches Widerlager eingespannt ist, die mit den jetzigen Befestigungsmöglichkeiten verknüpften Nachteile jedoch beseitigt sind.

Erfindungsgemäss ist ein solcher Schallsender dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel gegen die eine Seite der Membran längs einer Linie anliegt, die sich radial innerhalb der auf der anderen Seite der Membran liegenden Linie für die maximale Druckkraft des elastischen Widerlagers gegen die Membran befindet,

Die Erfindung und die dadurch erzielten Vorteile sind anhand einiger Ausführungsbeispiele unter Hinweis ai^if> die angeheftete Zeichnung im folgenden näher beschrieber Es zeigt:

Pig. 1 einen teilweisen Axialschnitt durch einen Schallsender gemäss der Erfindung, wo das elastische Widerlager ein O-Ring ist, und

Pig. 2 einen entsprechenden Schnitt durch einen Schallsender, wo das elastische Widerlager ein metallischer Federring ist.

Der in Pig, 1 gezeigte Schallsender umfasst ein Gehäuse 10 mit einem Deckel 11 und einen mit dem "Gehäuse fest verbundenen, kreisförmigen Sitz 12/ Zwischen dem Deckel 11 und einem Packungsring Ij5, der aus elastischem Material besteht und auf einer Schulter 14 im Gehäuse 10 ruht, ist eine kreisförmige Membran 15 elastisch eingespannt, die mit dem Sitz 12 konzentrisch angeordnet ist und durch ihre eigene Federkraft gegen diesen Sitz in Anlage gehalten wird,, um in bekannter Weise ein Ventilelement zu bilden, welches die Verbindung zwischen einer ausserhalb des Sitzes vorgesehenen Zulaufkammer 1β im Gehäuse und einer innerhalb des Sitzes vorgesehenen Resonatorkammer 10 im Gehäuse regelt, wobei die'Zulaufkammer mit einer Leitung für die Zufuhr von gasförmigem Treibmittel in Verbindung steht und sich die Resonatorkammer an ein

Resonanzhorn anschliesst. Die Funktion eines solchen Schallsenders ist bekannt, so dass sich hier eine eingehendere Beschreibung erübrigen dürfte.

Die Membran 15 ist nun bei dem veranschaulichten Schallsender in einer für die Erfindung besonderen Weise im Gehäuse 10 befestigt, Demnach ist der Deckel 11 auf seiner Innenseite mit einer verhältnissmässig scharfkantigen Rippe l8 ausgebildet, mit der der Deckel gegen die Membran längs deren Umfanges in einem radialen Abstand vom Mittelpunkt der Membran anliegt, welcher kleiner ist als der radiale Abstand der sich dem Umfang der Membran entlang erstreckenden Linie, längs welcher der von einem O-Ring gebildete Packungsring 13 seine maximale Druckkraft gegen die Membran auf der dem Deckel entgegengesetzten Membranseite ausübt und deren radiale Lage in Fig, I durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist. Durch diese Befestigung der Membran 15 entsteht nahe deren Umfang ein Biegemoment, welches bestrebt ist, die von der Membran auf den Sitz 12 ausgeübte Druckkraft zu erhöhen, und dessen Wert u.a.-von dem gegenseitigen radialen Abstand zwischen derjenigen Linie bestimmt wird, längs welcher sich die Membran gegen die Rippe l8 des Deckels abstützt, und derjenigen Linie, längs welcher der O-Ring seine maximale Druckkraft auf die Membran ausübt,' Dieses Biegemoment ist für die Funktion der Membran, vor allem für deren Festigkeit, von

grosser Bedeutung, Es ist bekannt,, dass eine ausgebauchte, gleichdicke Membran in der Nahe ihres Mittelpunktes am stärksten beansprucht wird., falls die Membran lose an ihrem Umfang aufgelegt ist, d.h. eine einzige Ausbauchung bildet, während eine entsprechende, an ihrem Unfang fest und eben eingespannte Membran in einer Zone längs des Umfangs nahe der Befestigungsstelle der Membran am stärksten beansprucht wird. Die günstigste Verteilung der Beanspruchungen hat man jedoch bei einer elastisch eingespannten Membran, d.h, wenn längs des Umfangs der Membran ein gewisses, der Mittelpunktausbauchung entgegenwirkendes (zurückbauchendes) Biegemoment entsteht.

Durch die Erfindung werden bedeutende Vorteile gewonnen. Vor allem kann man das auf die Membran wirkende peripherische Biegemoment in einer bei elastischer Einspannung der Membran bisher nicht erreichten V/eise beherrschen, nämlich durch zweckdienliche Wahl des radialen Ab- · Standes zwischen der-Drucklinie 19 des Packungsringes 1J5 auf der einen Seite der Membran und der Drucklinie der Rippe l8 auf der entgegengesetzten Seite der Membran, Dadurch dass das Biegemoment auf die Membran erfindungsgemäss mit Hilfe eines Kraftpaares nahe dem Umfang der Membran bewirkt wird, kann das Zusammenpressen'des Packungsringes ziemlich gering sein und dennoch ein ausreichendes und für die Punktion zweckdienliches Biegemoment erzielt werden. Dieses

Biegemoment ist ausserdem nur in geringem Grade von der Härte der Packung abhängig., so dass eine Änderung in der Härte infolge eines ev. Alterns des Materials im Packungsring die Funktion des Schallsenders nicht beeinträchtigen kann. Schliesslich kann das Biegemoment in günstiger Weise vom Druck des Treibmittels in der Zulaufkammer Io beeinflus.st werden, Falls das elastische Widerlager ein massiver O-Ring, wie in Fig. 1, oder ein damit äquivalenter metallischer O-Ring hohlen., kreisförmigen Querschnitts ist, ändert sich nämlich die Form des Ringes unter der Einwirkung des Druckes, indem der Querschnitt bei hohem Druck in der Zulaufkammer in der Querrichtung der Membran etwas höher wird, so dass die die maximale Druckkraft des O-Ringes auf die Membran darstellende Linie 19 etwas in Richtung auf den Umfang der Membran verschoben wird, wobei gleichzeitig diese Druckkraft an C-rösse zunimmt. Beide Erscheinungen bedeuten, dass das Biegemoment auf die Membran grosser wird, d.h, der Druck der Membran gegen den Sitz wird dementsprechend höher.

Diese vom Druck des Treibmittels direkt abhängige Steuerfunktion der elastischen Befestigungsvorrichtung gemäss der Erfindung ist in der Praxis ausserordentlich wertvoll. Der Schallsender kann nämlich mit einem Druck gespeist werden, der innerhalb verhältnismässig weiter Grenzen schwanken kann, ohne dass die Intensität des

erzeugten Schalles und somit der Verbrauch an gasförmigem Treibmittel in wesentlichem Ausmass schwankt. Dies ist von besonderer Bedeutung bei dampfbetriebenen Schallsendern, wo Kondenswasser in der Dampfzufuhrleitung zur Zulaufkammer ΐβ oft ein unregelmässiges, momentanes Drosseln der Zufuhr von "trockenem" Dampf zum Schallsender hervorrufen kannj die Kondenswasserbildung kann bei dampfbetriebenen Schailsendern schwerlich völlig vermieden werden, Die hieraus entstehenden Druckschwankungen in der Zulaufkammer haben dank der beschriebenen., sehr raschen Steuerung durch die Einwirkung des Druckes auf den O-Ring IJ keinen nennenswerten Einfluss auf den im Schallsender erzeugten Schall, indem durch Änderung der die Membran 15 gegen den Sitz 12 andrückenden Kraft eine Druckschwankung in der Zulaufkammer ausgeglichen wird,

Abänderungen in der Ausführung des elastischen Widerlagers sind möglich,, ohne dass hierdurch die oben beschriebenen wesentlichen Vorteile verloren gehen. Somit kann das Widerlager die Form eines Metallringes 13' mit S- oder C-förmigem Profil haben, wie in Fig. 2 gezeigt ist, wobei sich dieser Ring im Gehäuse 10 mit seiner einen Kante gegen die Schulter 14 abstützt und mit seiner anderen Kante gegen die Membran 15 anliegt.

Claims (1)

1. SCHUTZ A. NSPR UCH

   Schallsender für gasförmiges Treibmittel, dessen beweglicher Teil 'eine in einem Gehäuse vorgesehene, kreisförmige Membran ist, die an ihrem Umfang mittels eines Deckels gegen ein elastisches Widerlager eingespannt ist und durch ihre eigene Federkraft gegen einen ringförmigen, vorzugsweise kreisförmigen und mit dem Umfang der Membran konzentrischen Sitz in Anlage gehalten wird, um ein die Verbindung zwischen einer Zulaufkammer ausserhalb des Sitzes und einer Resona-torkammer innerhalb des Sitzes regelndes Ventilelement zu bilden, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (11) gegen die eine Seite der Membran (15) längs einer Linie (18) anliegt, die sich radial innerhalb der auf der anderen Seite der Membran liegenden Linie (19) für die maximale Druckkraft des elastischen Widerlager (13) gegen die Membran befindet.