DE2263956C2 - Vorrichtung zur Verminderung des Schalles einer mit einem Drosselgerät versehenen, von Gasen durchströmten Leitung - Google Patents
Vorrichtung zur Verminderung des Schalles einer mit einem Drosselgerät versehenen, von Gasen durchströmten LeitungInfo
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
- F16L55/02—Energy absorbers; Noise absorbers
- F16L55/033—Noise absorbers
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verminderung des Schalles, der von einer mit einem
to Drosselgerät versehenen, von Gasen durchströmten Leitung sowie vom Drosselgerät abgegeben wird, mit
wirbelerzeugenden, stufenartigen Querschnittsverminderungen.
Zur Entspannung von Gasen werden Ventile, IS Drosselklappen und andere Armaturen benutzt, die
unter dem Begriff »Drosselgeräte« zusammengefaßt werden können. Das gemeinsame Merkmal dieser
Drosselgeräte besteht darin, daß das Gas durch einen Eintrittsquerschnitt in das Drosselgerät einsti ömt, dann
einen verstellbaren Drosselquerschnitt, der kleiner als
der Eintrittsquerschnitt ist, mit hoher Geschwindigkeit durchströmt und anschließend durch den Ausgangsquerschnitt,
der mindestens gleich dem Eintrittsquerschnitt ist, aus dem Drosselgerät austritt Die Entspannung
vom Eintrittsdruck (im Eintrittsquerschnitt) auf den niedrigeren Ausgangsdruck (im Ausgangsquerschnitt)
erfolgt dadurch, daß das Gas im Drosselquerschnitt auf hohe Geschwindigkeit beschleunigt und daß
die dabei entstehende kinetische Energie des Gasstrahles auf dem Weg zum Ausgang des Drosselgerätes
durch Verwirbelung und Reibung vermindert wird. Die
Entspannung kann mit starker Geräuschentwicklung verbunden sein, weiche auf Druckschwingungen beruht,
wobei derartige Druckschwingungen beim Abbau der kinetischen Energie entstehen und über die Wände des
Drosselgerätes und der angeschlossenen Rohrleitungen auf die umgebende Luft übertragen werden.
Vorrichtungen der obengenannten Art sind beschrieben
in der Zeitschrift »Das Gas- und Wasserfach« Heft 49, vom 8.12.1967, Seiten 1*592 bis 1405. Bei den
bekannten Vorrichtungen ist nach der Austrittsöffnung des Drosselgerätes insbesondere eine Lochplatte und
ein sich daran anschließender, im wesentlichen konisch verlaufender Leitungsabschnitt vorgesehen. Weitere
Lochplatten und konisch verlaufende Leitungsabschnitte können sich ggfs. anschließen. Durch die genannten
konisch verlaufenden Leitungsabschnitte wird ein nicht unerheblicher Herstellungs- und Kostenaufwand erforderlich.
so Aus der DE-OS 2160 473 ist eine Zu- und
Ablufteinrichtung in Lüftungsanlagen bekannt, um das Mithören zu dämpfen. Bei dieser Einrichtung ist ein
kegel- oder pyramidenstumpfförmiges Eintrittsrohr vorgesehen, durch welches somit die Querschnittsfläche
verringert wird. Das genannte Eintrittsrohr ragt in eine
geschlossene Kammer hinein, wobei das Rohr derart angeordnet ist daß der austretende Luftstrom nicht mit
den Kanten einer Austrittsöffnung der Kammer interferiert
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der genannten Art derart auszubilden, daß
mit einem geringen Kosten- und Herstellungsaufwand eine wirksame Geräuschdämpfung erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich an die Austrittsöffnung des Drosselgerätes ein
erster Leitungsabschnitt mit einer konstanten Querschnittsfläche und an diesen ein zweiter Leitungsabschnitt mit einer konstanten Querschnittsfläche an*
schließt, daß im ersten Abschnitt mindestens eine der
wirbelerzeiigenden, sMenartigen Verminderungen der
Querschnittsfläche vorgesehen ist, daß ferner die Querschnittsfläche des zweiten Abschnittes wesentlich
geringer ist als die Querschnittsfläche der abgehenden Leitung und geringer ist als die Querschnittsfläche des
ersten Abschnitts und jedoch größer ist als die Drosselquerschnittsfläehe des Drosselgerätes und daß
die Länge des zweiten Abschnittes größer ist als die doppelte Quadratwurzel aus seiner Querschnittsfläche,
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich vor allem durch eine einfachen Aufbau aus, und sie kann
ohne Schwierigkeiten aus Rohrelementen mit einem entsprechenden, konstanten Querschnitt hergestellt
werden. Durch die in'i ersten Abschnitt, dessen
Querschnittsfläche größer ist als die Querschnittsfläche des zweiten Abschnitts, vorgesehene stufenartige
Verminderung und die hierdurch erzeugten Wirbel wird ein nicht unwesentlicher Teil der kinetischen Energie
des Gasstrahles abgebaut In dem sich anschließenden zweiten Abschnitt wird aufgrund der angegebenen
Dimeniioüienmg von Querschnitt und Länge eine
hinreichende Beruhigung der Gasströmung erreicht Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird vorteilhaft
gerade bei starker Geräuschentwicklung eingesetzt, wenn also der Quotient aus dem Druck vor dem
Drosselgerät einerseits und dem Druck in der abgehenden Leitung andererseits besonders groß ist
und somit Verdichtungsstöße auftreten können. Derartige
Verdichtungsstöße beruhen darauf, daß für den in eine plötzliche Querschnittserweiterung mit Schallgeschwindigkeit
eintretenden Strahl zwei instabile Zustände möglich sind, und zwar eine Geschwindigkeit
unterhalt) der Schallgeschwindigkeit sowie eine Geschwindigkeit oberhalb der Schallgeschwindigkeit; der
Obergang von Oberschallgeschwindigkeit auf Unterschallgeschwindigkeit
wird als Verdichtungsstoß bezeichnet Derartige Verdichtungsstöße lassen sich mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung zuverlässig und mit einem geringen Aufwand vermeiden. Mittels der
wirbelerzeu^enden, stufenartigen Verminderung im ersten Abschnitt wird die kinetische Energie des
Gasstrahls derart abgebaut, daß die Voraussetzung für Verdichtungsstöße entfällt und in dem sich anschließenden
zweiten Leitungsabschnitt eine stabile Unterschallströmung erreicht wird.
Vorteilhaft ist der zweite Abschnitt als frei in die
Leitung ragendes, vorzugsweise zylindrisches. Rohr ausgebildet ohne die Leitung zu berühren. Man
vermeidet hierdurch, daß die auf den zweiten Abschnitt übertragenen Schwingungen weiter auf die abgehende
Leitung übertragen werden.
Am einfachsten ist die «irbelerzeugende Verminderung
der Querschnittsfläche des ersten Abschnitts als Querschnittsstufung von der größeren Querschnittsfläche
des ersten Abschnittes zur kleineren Querschnittsfläche des zweiten Abschnittes ausgebildet
In anderen Fällen kann es günstiger sein, wenn die
wirbelerzeugende Verminderung der Querschnittsfläche des ersten Abschnittes durch mindestens einen in
diesen Abschnitt ragenden Körper gebildet ist Dieser Körper kann ein Ringwulst ein Kreuz oder eine in der
Mittelachse des ersten Abschnittes angeordnete Prallplatte sein; vorteilhaft ist eine Anordnung, bei der diese
Prallplatte im Kreuzungspunkt der Balken eines Kreuzes angeordnet ist Auch hat sich die Verwendung
einer Lochscheibe zur Erzeugung der Querschnittsverminderung bewährt
Die im ersten LsHungs-Abschnitt vorgesehene
Querschnittsverminderung dient der Vermeidung von Verdichtungsstößen beim übergang der Strömung von
dem Ausgang des Drosselgerätes in den zweiten
• 5 Abschnitt Die Gasströmung im zweiten Abschnitt kann
immer noch so schnell sein, daß beim Obergang vom zweiten Abschnitt in die abgehende Leitung Verdichtungsstöße
auftreten. Sollte dies der Fall sein, so ordnet man vorteilhaft hinter dem zweiten Abschnitt einen
dritten Abschnitt mit mindestens einer wirbelerzeugenden stufenartigen Verminderung der Querschnittsfläche
an. Dies bedeutet also, daß sich an das Drosselgerät ein erster Abschnitt mit Querschnittsverminderung, an
diesen ein zweiter Abschnitt und an diesen ein dritter Abschnitt, der in seiner Funktion dem ersten Abschnitt
entspricht anschließt
Bei noch höherem Druckgefälle kann es vorteilhaft sein, hinter den dritten Abschnitt (mit Querschnittsverminderung)
einen vierten Abschnitt, entsprechend dem zweiten Abschnitt, folgen zu lassen, usw. Dies bedeutet
also, daß man an das Drosselgerät bis zum Übergang in
die abgehende Leitung mehrere Pa^a aus jeweils einem
ersten und einem zweiten Abschnitt anschließt
der Zeichnungen erläutert; es zeigen
Fig. t und 2 Diagramme, welche im Bereich des Drossdgerätes die Querschnittsfläche F über dem
Stromweg L darstellen,
deren Diagramm in F i g. 2 dargestellt ist
F i g. 4 den Längsschnitt durch eine weitere Vorrichtung, deren Diagramm in
F i g. 5 dargestellt ist
F i g. 6 den Längsschnitt einer weiteren Vorrichtung, deren Diagramm in F i g. 2 gezeigt ist
F i g. 5 dargestellt ist
F i g. 6 den Längsschnitt einer weiteren Vorrichtung, deren Diagramm in F i g. 2 gezeigt ist
zweiten Abschnitten.
Gemäß F i g. 1 strömt ein Gas durch die Eintrittsquerschnittsfläche
Fl in die kleinere Drosselquerschnittsfläehe FD ein. Anschließend tritt das Gas in den größeren
Ausgangsquerschnitt F2 aus, wobei mit dieser Entspannung eine starke Geräuschentwicklung verbunden ist.
Diese Geräuschentwicklung wird durch die schematisch in F i g. 2 dargestellte Querschnittsführung vermieden.
Wiederum tritt das Gas durch die Eintrittsquerschnittsfläche Fl in die Drosselquerschnittsfläche FD
so ein, entspannt sich dann aber nicht sofort auf die Leitungsquerschnittsfläche F2, sondern strömt zuerst in
einen ersten Leitungsabschnitt W ein, dessen Querschnittsfläche FW größer ist als die Drosselqu;rschnittsflache
FD und größer als die Querschnittsfläche FA des die Strömung weiterführenden zweiten Leitungsabschnittes
A. Im Übergang vom ersten Lei'ungsabschnitt VVzum zweiten Leitungsabschnitt A weist der
erste Leitungsabschnitt W eine Übergangsstufe 5 auf, welche als wirbelerzeugende Verminderung der Quer-Schnittsfläche
dec ersten Abschnittes einen Abbau der kinetischen Energie der Strömung bewirkt, die sich im
anschließenden zweiten Leitungsabschnitt A beruhigen kann. Die Länge LA des zweiten Leiiunjrsabscnnittes A
ist mindestens gleich der doppelten Quadratwurzel aus der Querschnittsfläche FA dieses zweiten Leitungsabschnittes.
Fig.3 zeigt einen Längsschnitt durch die Vorrichtung,
deren Diagramm in F i g. 2 dargestellt ist
Das Gas tritt in Richtung des Pfeiles 2 durch die Eintrittsleitung 4 in das Drosselgerat 6 ein und strömt
aus diesem (Drosselquerschnittsflache FD) weiter in den ersten Leitungsabschnitt W, welcher bei 8 an das
Drosselgerat angeflanscht ist. Die Gasströmung erleidet eine Verwirbelung an der stufenartigen Querschnittsverminderung S zum zweiten Leitungsabschnitt A hin,
dessen Querschnittsflache FA größer ist als die Querschnittsflache FD des Drosselgerätes, jedoch noch
kleiner als die Querschnittsflache Fl der abgehenden Rohrleitung to.
Fi g. 4 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung,
bei welcher der sich an das Drosselgerät 6 anschließende erste Leitungsabschnitt W einen Ringwulst
12 als wirbelerzeugende Querschnittsverminderung aufweist. Im übrigen entspricht der Aufbau dieser
Vorrichtung der der F i g. 2. Ihr Diagramm ist in F i g. 5 dargestellt.
Fig.6 zeiet eine weitere Vorrichtung, deren Diagramm
in Fig. 2 dargestellt ist. Vom Gegenstand der F i g. 3 unterscheidet sich der Gegenstand der F i g. 6 nur
dadurch, daß der zweite Leitiingsabschnitt A als frei in
die abgehende Rohrleitung 10 ragendes Rohr 14 ausgebildet ist, damit auf dieses Rohr 14 übertragene
Schwingungen sich nicht auf die abgehende Leitung 10 übertragen. Hierdurch wird die Schallabgabe an den
umgebenden Raum stark vermindert.
GemBß Fig.4 ist die Querschnittsverminderung
durch einen Ringwulst 12 ausgebildet Statt des Ringwulstes 12 kann man die in Fig.7 dargestellte
Prallplatte verwenden, die im Bereich der Kernströmung, also im Bereich der energiereichsten und
schnellsten Strömung, eine besonders starke Verwirbelung ergibt. Dieser Effekt kann unterstützt werden
ίο durch das die Prallplatte tragende Balkenkreuz 18.
Auch kann man gemäß Fig.8 eine Lochplatte 20
verwenden.
Beispielsweise bei der Vorrichtung der Fig. 3 kann
die Gasströmung am Ausgang des zweiten Abschnitts A
ι i noch so schnell sein, daß bei Übergang in die abgehende
Leitung 10 Verdichtungsstöße auftreten. Einen stufenweisen Abbau des Druckgefälles kann man dann mittels
einer in Fig.9 dargestellten Vorrichtung erreichen, welche im Anschluß an das Drosselgerät 6 in der vorher
beschriebenen weise zunächst einen ersicn AuM-hüiü
W, dann einen zweiten Abschnitt A und dann abwechselnd, in der zur Erzielung eines geräuscharmen
Druckabbaus erforderlichen Anzahl, weitere erste und zweite Abschnitte mit zunehmender Querschnittsfläche
aufweist.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (11)
1. Vorrichtung zur Verminderung des Schalles, der
von einer mit einem Drosselgerät versehenen, von
Gasen durchströmten Leitung sowie vom Drosselgerät abgegeben wird,. mit wirbelerzeugendep
stufenartigen Querschnittsverminderungen, dadurch
gekennzeichnet, daß sich an die Austrittsöffnung des Drosselgerätes (6) ein erster
Leitungsabschnitt (W) mit einer konstanten Querschnittsfläche
(FW) und an diesen ein zweiter Leitungsabschnitt (A) mit einer konstanten Querschnittsfläche
(FA) anschließt, daß im ersten Abschnitt mindestens eine der wirbelerzeugenden
stufenartigen Verminderungen (S, 12,16,18,20) der
Querschnittsfläche (FW) vorgesehen ist, daß ferner die Querschnittsfläche (FA) des zweiten Abschnittes
(A) wesentlich geringer ist als die Querschnittsfläche (F2) der abgehenden Leitung (10) und geringer ist
als die Querschnittsfläche (FW) des ersten Abschnittes (W) tin4 jedoch größer ist als die Drosselquerschnittsfläche
(FD) des prosseigerätes (6) und daß die Länge (LA) des zweiten Abschnittes (A) größer
ist als die doppelte Quadratwurzel aus seiner Querschnittsfläche (FA).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der zweite Abschnitt (A) a\s frei in die Leitung (10) ragendes, vorzugsweise zylindrisches.
Rohr (14) ausgebildet ist, ohne die Leitung (10) zu
berühren.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wirbelerzeugende Verminderung
der Querschnittsfl?.~he (FW) des ersten
Abschnitts (W) als Querschnittsstufung (S) von der
größeren Querschnittsfläche (FW) des ersten Abschnittes (W) zur kleineren Querschnittsfläche (FA)
des zweiten Abschnitts ^ausgebildet ist
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wirbelerzeugende Verminderung
der Querschnittsfläche des ersten Abschnittes (W) durch mindestens einen in diesen Abschnitt
ragenden Körper(t2,16,18,20) gebildet ist
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der in den ersten Abschnitt (W)
ragende Körper ein Ringwulst (12) ist
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der in den ersten Abschnitt (W)
ragende Körper ein Kreuz (18) ist
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der in den ersten Abschnitt (W)
ragende Körper eine in der Mittelachse der Leitung angeordnete Prallplatte (16) ist
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallplatte (16) im Kreuzungspunkt
der Balken des Kreuzes (18) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der in den ersten Abschnitt (W) ragende Körper eine Lochplatte (20) ist
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß in einem hinter dem zweiten Abschnitt (A) angeordneten dritten Ab'
schnitt mindestens eine weitere wirbelerzeugende stufenartige Verminderung der Querschnittsfläche
angeordnet ist
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Vorrichtungen
je^ei(i mjt ejnem §rsten Abschnitt (W), einem
zweiten Abschnitt (A) und mit der wirbelerzeugenden
stufenartigen Verminderung (S) der Querschnittsfläche (FW) hintereinander geschaltet sind,
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19722263956 DE2263956C2 (de) | 1972-12-29 | 1972-12-29 | Vorrichtung zur Verminderung des Schalles einer mit einem Drosselgerät versehenen, von Gasen durchströmten Leitung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19722263956 DE2263956C2 (de) | 1972-12-29 | 1972-12-29 | Vorrichtung zur Verminderung des Schalles einer mit einem Drosselgerät versehenen, von Gasen durchströmten Leitung |
Publications (2)
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DE2263956A1 DE2263956A1 (de) | 1974-07-04 |
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ID=5865714
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DE19722263956 Expired DE2263956C2 (de) | 1972-12-29 | 1972-12-29 | Vorrichtung zur Verminderung des Schalles einer mit einem Drosselgerät versehenen, von Gasen durchströmten Leitung |
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-
1972
- 1972-12-29 DE DE19722263956 patent/DE2263956C2/de not_active Expired
Also Published As
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