DE2024544A1 - Geräuschlose Luftpumpe oder Luftkompressor - Google Patents

Description

MEDICOR MÜVEK, Budapest XIII, Vaci ut 48 E-F, TOGARU

"Geräuschlose Luftpumpe oder luftkompressor^M

Die Erfindung betrifft eine geräuschlose luftpumpe oder luftkompressor mit herkömmlichem Antrieb und Druckerzeuger.

In der Meß- und Regeltechnik sowie in der Automation hat sich die Verwendung von luft als Energieträger ständig mehr durchgesetzt. Die Speisung von pneumatischen Systemen geschieht durch luftpumpen oder luftkompressoren, abhängig von der Wirkungsweise. Eine der wichtigsten Forderungen auf diesem Gebiet ist geräuschloses Arbeiten, im Gegensatz zu früheren Anwendungen, wo die Geräuschentwicklung weniger wichtig war.

Obgleich die mannigfaltigsten lösungen der luftzufuhr bekannt sind, hat sich in der Gerätetechnik nur ein einziges System durchsetzen können, das zentrale luftversorgungsnetz (central air supply network). Der unbestreitbare Vorteil derartiger Systeme ist die völlige Geräuschlosigkeit; wesentliche Nachteile sind Trägheit, geringer Wirkungsgrad und hohe Erstellungskosten, Zusätzliche Kosten entstehen durch den Bedarf einer luftaufbereitungsanlage und einer Druckreduziervorrichtung.

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Die Ausbreitung einzelner Luftzufuhrquellen scheitert am Mangel an Luftpumpen und Luftkompressoren von geeigneter kleiner Abmessung und geräuschloser Arbeitsweise. Die Geräuscherzeugung und die mechanischen Schwingungen bekannter Konstruktionen stören den Betrieb des Gerätes, in das sie eingebaut sind oder es ist, falls eine ausreichende Geräuschdämpfung vorhanden ist, die Luftförderleistung zu gering.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kleine Luftpumpe oder Luftkompressor zu schaffen, die bzw. der leise arbeitet und eine hohe Luftleistung hat, ferner elektrisch angetrieben ist und sich sowohl in der Geräte- und Regeltechnik als auch in anderen nichtstationären technischen Geräten verwenden läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Gehäuse, das einen geräuschdämpfenden Luftfilter, mindestens ein Eingangsresonanzventil, das auf einige obere Harmonische der Drehzahl abgestimmt ist, ferner mindestens ein Ausgangsresonanzventil, das auf denselben Frequenzbereich mit dem Eingangsresonanzventil abgestimmt ist, und mindestens einen Schallüberlagerungsluftfeanal enthält.

Das Gehäuse der Luftpumpe ist in weiterer Ausbildung der Erfindung aus schallschluckendem Material hergestellt, und die Eingangsresonanzventile und die Ausgangsresonanzventile bestehen jeweils aus einem Yenti!körper, einem Ventilsitz an Ende des VentilkörperSj, einer Kugel auf dem Ventilsitz, einer leder zum Verspannen der Kugel, einem einstellbaren Gewindestift mid einem Dichtungsring.

Die erfindungsgemäße Lösung basiert auf der Erkenntnis, daß Geräusche, die in einer Luftpumpe oder in einem Luftkompressor durch, intermittierende Luftströmung, 'deren. Reibung und üfewirbeliung und deren Zusammenwirken mit Ventilen

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entstehen, am besten mittels eines Schallüberlagerungsluftkanalsherabgesetzt werden können, daß noch verbleibende Geräusche daran gehindert werden können durch den Lufteinlaß auszutreten, wenn dort ein geräuschdämpferer Luftfilter angeordnet wird, und daß eine weitere Herabsetzung des Geräusches der Luftpumpe oder des Luftkompressors erreicht werden kann durch Anwendung von Resdnanzventilen, deren Schwingungszahl auf einige obere Harmonische der Drehzahl der Anordnung abgestimmt ist. Die erfindungsgemäße Lösung bewirkt eine Vergrößerung g

des effektiven Ventilquerschnitts und verbessert den Wirkungsgrad der gesamten Einrichtung. Die Verwendung von schallschluckendem Material für das Pumpen-bzw. Kompressorgehäuse bewirkt die Dämpfung von Geräuschen, die durch Reibung von bewegten Seilen entstehen. Die geräuschunterdrückende Wirkung der Schallüberlagerungsluftkanäle beruht darauf, daß Druckwellen, die reflektiert werden und Wellen, die aus zwei Richtungen ankommen und mit einer Phasenverschiebung von 180° aufeinandertreffen, ihre Geräuschkomponenten gegenseitig löschen. Diese Wirkung tritt ein, weil bei der Dimensionierung der Schallüberlagerungsluftkanäle die bekannten Lehren der Akustik modifiziert angewandt wurden, d.h. es wurde bei |

der Berechnung der Schallfortpflanzung die Tatsache berücksichtigt, daß hier das tragende Medium selbst auch in Bewegung ist, und zwar mit einer vom Druck bestimmten Geschwindigkeit; ferner wurden das Hubvolumen und der Luftwiderstand der Leitungen und Ventile in Betracht gezogen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen ■■■-.-.

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Luftpumpe,

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Fig. 2 einen Schnitt durch ein Resonanzventil für die Luftpumpe gemäß Figur 1,

Die Luftpumpe besteht aus einem geräuschdämpfenden Gehäusekörper 1, einem herkömmlichen Luftverdichter und Antrieb, angeordnet in Räumen 5, einem geräuschdämpfenden Luftfilter 2, zwei Eingangsresonanzventilen 3 und 4, zwei Ausgangsresonanzventilen 6 und 7, sowie zwei Schallüberlagerungskanälen 8, von denen der eine die Resonanzventile 6 und 7 miteinander und mit dem Auslaßrohrstutzen 9 verbindet. Der Strömungsweg der Luft ist durch Pfeile in Figur 1 gekennzeichnet.

Das Resonanzventil gemäß Figur 2 ist wie folgt aufgebaut: Das offene Ende des Ventilkörpers 13 ist mit einem Ventilsitz 15 abgeschlossen, der einen Einlaßkanal aufweist und als Deckel gestaltet ist.

Im Inneren sitzt eine Ventilkugel 12, die von einer Feder 11 auf den Sitz gedruckt wird. Die Feder 11 wird getragen von einem Flansch eines Gewindestiftes 10. Die Verdrehung des Gewindestifts 10 gestattet die Einstellung der Vorspannung der Feder von außen auch während des Betriebs. Ein Dichtungsring 14 sorgt für eine luftdichte Abdichtung des Gewindestifts 10 und verhindert sein Lokkerwerden.

Das Resonanzventil arbeitet wie fo]gfci Wenn Druck auf die Kugel 12 durch den Einlaßkanal des Ventilsitzes 15 gelangt, wird die Kugel 12 mit bestimmter Geschwindigkeit abgehoben und die Öffnung des Ventilsitzes wird freigegeben. Bei ihrer Bewegung gibt die Kugel einen Teil ihrer kinetischen Energie ab und drückt die Feder 11 zusammen. Aufgrund -m&ueT Massenträgheit bewegt sich die Kugel weiter einwärts, bis ihre kinetische Energie von der Kraft der Feder 11 aufgehoben ist; dann

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steht sie für einen Augenblick still. Die Feder 11 ist bestrebt, die in ihr gespeicherte Energie wieder abzugeben und bewegt die Kugel wieder in Gegenrichtung. Die Kugel wird beschleunigt, trifft auf den Ventilsitz 15 auf und schließt ihn für kurze Zeit. Unter der Wirkung des Druckes, der durch den Einlaßkanal des Ventilsitzes 15 die Kugel beaufschlagt, bewegt sich diese erneut einwärts. Der Vorgang wiederholt sich solange, bis der Druck auf beiden Seiten der Kugel gleich ist. Der effektive Querschnitt des Ventils hängt, neben dem Durchmesser ' " des Einlaßkanals, von der Amplitude und der !Frequenz der Schwingung der Kugel ab; letztere ist eine Punktion der Kugelmasse und der Größe der Vorspannung. Die erfindungsgemäße Luftpumpe kann in erster Linie verwendet werden in Regelgeräten, sowie Vorrichtungen und Anlagen als unmittelbar eingegliederte Miniaturluftversorgungseinheit mit geräuschloser Arbeitsweise und hervorragendem Wirkungsgrad und kann ferner an jeder Stelle benutzt werden, wo Luft zu fördern ist. Die Luftförderung mittels der erfindungsgemäßen Luftpumpe erfolgt praktisch geräuschlos und die optimale Leistung ist während des Betriebs einstellbar. Zieht man g die Druckwellenkomponenten bei höheren Frequenzen in Betracht, die zu einer gleichmäßigen Luftförderung führen, so ist ein kleineres Druckausgleichsvolumen erforderlich als bei bekannten Einrichtungen. Die erfindungsgemäße Lösung ist neu, anders als bisher bekannte Lösungen und stellt diesen gegenüber eine Verbesserung dar.

- Patentansprüche - 6 -

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Claims (3)

1. Patentansprüche

   y Geräuschlose Luftpumpe oder Luftkorapressor mit herkömmlichem Antrieb und Druckerzeuger, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (1), das einen geräuschdämpfenden Luftfilter (2), mindestens ein Eingangsresonanzventil (3,4)» das auf einige obere Harmonische der Drehzahl abgestimmt ist, ferner mindestens ein Ausgangsresonanzventil (6,7), das auf denselben Frequenzbereich mit dem Eingangsresonanzventil (3,4) abgestimmt ist, und mindestens einen Schallüberlagerungsluftkanal (8) enthält«
2. 2. Geräuschlose Luftpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) aus schallschluckendem Material hergestellt ist.
3. 3. Geräuschlose Luftpumpe nach den Ansprüchen 1 und 2„ dadurch gekennzeichnet, daß die EingangsresonanzvemtlXe (3,4) und die Ausgangsresonanzventile (6,7) gewells aus einem Ventilkörper (13), einem Ventilsitz (15) am Ende des Ventilkörpers, einer Kugel (12) auf dem Ventilsite (15)» einer Feder (11) zum Vorspannen der Engel, einem einstellbaren Gewindestift (10) und einem Dichtungsring

   Sa

   stehen.

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