DE2427071A1 - DEVICE FOR ATTENUATING THE SOUND GENERATED BY A FLUID JET - Google Patents
DEVICE FOR ATTENUATING THE SOUND GENERATED BY A FLUID JETInfo
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Description
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Vorrichtung zur Dämpfung des durch einen ausströmenden Fluidstrahl erzeugten SchallesDevice for damping the through a outflowing fluid jet generated sound
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Dämpfung des Schalles, der von einem aus einem Kanal austretenden Fluidstrahl erzeugt wird,mit einem Sammelraum, der das Fluid aus dem Kanal aufnimmt und der von einem Wandelement begrenzt ist, in dem sich eine Ausströmöffnung befindet.The invention relates to a device for attenuating the sound emanating from a duct Fluid jet is generated, with a collecting space that holds the fluid receives from the channel and bounded by a wall element is in which there is an outlet opening.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere, jedoch nicht ausschließlich auf die Dämpfung des Schalles, der von einem Strahl aus unter Druck stehendem Gas beim Austreten in die Atmosphäre entsteht, wobei dieser Strahl kontinuierlich oder intermittierend oder auch Impulsen oder Stoßwellen unterworfen sein kann.The invention is particularly, but not exclusively, related on the attenuation of sound emitted by a jet of pressurized gas as it escapes into the atmosphere arises, whereby this beam can be subjected to continuous or intermittent or also pulses or shock waves.
Mit der Erfindung soll eine bessere Schalldämpfung als mit bekannten Vorrichtungen erreicht werden, wobei übermäßige Strömungsverluste vermieden werden und nur einfache und MLlige Mittel verwendet werden sollen.With the invention, a better sound attenuation is to be achieved than with known devices, with excessive Flow losses are avoided and only simple and moderate means should be used.
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Gemäß einer ersten Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäi3e Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Schalldämpfung dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite des Sammelraumes gegenüber der Ausströmöffnung eine Platte angeordnet ist, die im wesentlichen parallel zum Wandelement liegt und deren Fläche wesentlich größer ist als der Querschnitt der Ausströmöffnung, so daß die Platte die Ausströmöffnung nach allen Seiten hin weit übergreift, wobei die Platte in einer zum Wandelement senkrechten Richtung unter der Wirkung des aus dem Kanal kommenden Fluids zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung beweglich ist, wobei sie sich in der ersten Stellung bei Abwesenheit von Fluiddruck und Fluidströmung gegen das Wandelement legt und dabei die Ausströmöffnung abschließt und in der zweiten Stellung entsprechend dem momentanen Wert des Druckes und/oder der Strömungsstärke des Fluides von dem Wandelement entfernt und dabei die Ausströmöffnung freigibt und zusammen mit dem Wandelement einen divergenten Durchlaß bildet, der bei der Ausströmöffnung beginnt und an seinem Umfang in einem Raum großen Volumens, wie z.B. in die Atmosphäre, mündet.According to a first solution to this problem, the Device of the type mentioned for soundproofing, characterized in that on the outside of the Collecting space opposite the outflow opening a plate is arranged which is substantially parallel to the wall element and the area of which is substantially larger than the cross section of the outflow opening, so that the plate is the outflow opening overlaps far on all sides, the plate being affected in a direction perpendicular to the wall element of the fluid coming out of the channel is movable between a first and a second position, being in the first position in the absence of fluid pressure and flow puts against the wall element and thereby closes the outflow opening and in the second position accordingly the current value of the pressure and / or the flow strength of the fluid removed from the wall element, thereby exposing the outflow opening and together with the wall element a forms a divergent passage, which begins at the discharge opening and at its periphery in a space of large volume, such as in the atmosphere.
Gemäß einer anderen Lösung der Aufgabe ist die erfindungsgemäße Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Schalldämpfung dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Sammelraumes eine dünne perforierte Folie mit vielen Öffnungen angeordnet und spiralförmig um· die Achse des Kanales gewickelt ist.According to another solution to the problem, the device according to the invention is of the type mentioned at the beginning for sound damping characterized in that a thin perforated film with many openings is arranged in the interior of the collecting space and is spirally wound around the axis of the channel.
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Die Erfindung ist im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The invention is explained below with reference to the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Schalldämpfung, 1 shows a section through a first embodiment of a device according to the invention for soundproofing,
Fig. 2 bis 6 perspektivische Ansichten verschiedener Varianten der Ausführungsform nach Fig. 1 undFIGS. 2 to 6 are perspective views of different variants of the embodiment according to FIGS. 1 and
Fig.. 7 eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer Schalldämpfungsvorrichtung gemäß der Erfindung.7 shows a partially sectioned perspective view of a second embodiment of a sound-damping device according to the invention.
Gleiche Bezugszahlen bezeichnen in allen Figuren identische oder äquivalente Organe.The same reference numbers designate identical or equivalent organs in all figures.
Die Fig. 1 bis 6 betreffen eine erste Ausführungsform der Erfindung.Figs. 1 to 6 relate to a first embodiment of the invention.
In Fig. T ist mit 1 ein Kanal bezeichnet, der von einem Fluidstrom 1a durchströmt wird, der in einen Raum großen VcLumens austreten soll, wobei nachfolgend angenommen ist, daß dieser Raum die Atmosphäre ist.In Fig. T, 1 denotes a channel, which is from a fluid flow 1a is flowed through, the large VcLumens in a room should emerge, it being assumed below that this space is the atmosphere.
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Der Kanal 1 ist von vielen Öffnungen 3 durchbrochen, die in einen Sammelraum 2 münden, der das Fluid aus dem Kanal 1 aufnimmt. Der Sammelraum 2 ist durch eine oder mehrere Wandelemente 7 begrenzt, von denen wenigstens eines von wenigstens einer Austrittsöffnung 5 durchbrochen ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Austrittsöffnungen 5 vorhanden.The channel 1 is pierced by many openings 3, which in open into a collecting space 2 which receives the fluid from the channel 1. The collecting space 2 is through one or more wall elements 7 limited, of which at least one of at least one outlet opening 5 is perforated. With the one shown Embodiment there are two outlet openings 5.
Außerhalb des Sammelraumes 2 befindet sich gegenüber der Austrittsöffnung 5 (oder jeder Austrittsöffnung 5) eine Platte 6, die im wesentlichen parallel zu dem betreffenden Wandelement 7 ist. Die Fläche der Platte 6 ist wesentlich größer als der Querschnitt der ihr gegenüberliegenden Austrittsöffnung 5, so daß die Platte die genannte Öffnung sehr breit übergreift. Um den Erfindungsgedanken festzuhalten, sei bemerkt, daß das Verhältnis dieser beiden Flächen bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in der Größenordnung von 1 : 50 ist. Es versteht sich jedoch von selbst, daß diese Angabe beispielhaft ist und das angegebene Größenverhältnis in keiner Weise einschränkend ist.Outside the collecting space 2 is located opposite the outlet opening 5 (or each outlet opening 5) a plate 6 which is essentially parallel to the wall element in question 7 is. The area of the plate 6 is significantly larger than the cross section of the outlet opening 5 opposite it, so that the plate overlaps said opening very widely. In order to maintain the idea of the invention, it should be noted that The ratio of these two areas in the illustrated embodiment is of the order of 1:50. It understands it goes without saying, however, that this information is exemplary and does not restrict the size ratio given in any way is.
Die Platte 6 ist am Wandelement 7 mit Hilfe irgendwelcher Mittel befestigt, die der Platte eine Bewegungsfreiheit derartThe plate 6 is fastened to the wall element 7 by any means that gives the plate freedom of movement
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lassen, daß sich diese relativ zum Wandelement 7 in einer zum Wandelement 7 senkrechten Richtung bewegen kann, dabei jedoch im wesentlichen parallel zu dem Wandelement bleibt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind diese Mittel durch eine oder mehrere Nieten 10 gebildet, die mit einem ihrer Enden am Wandelement 7 befestigt sind und die Platte 6 frei durchgreifen. Der Schaft jedes Nietes 10 ist wesentlich langer als die Dicke der Platte 6 und trägt an seinem anderen Ende einen Kopf, der einen Anschlag zur Begrenzung der Bewegung der Platte 6 bildet.let that this can move relative to the wall element 7 in a direction perpendicular to the wall element 7, thereby but remains substantially parallel to the wall element. In the illustrated embodiment, these are means formed by one or more rivets 10 which are fastened with one of their ends to the wall element 7 and the plate 6 take action freely. The shank of each rivet 10 is much longer than the thickness of the plate 6 and carries on its other End of a head which forms a stop for limiting the movement of the plate 6.
Im Ruhezustand legt sich die Platte 6 entweder aufgrund ihres Eigengewichtes und/oder mit Hilfe von nicht dargestellten Rückstellmitteln gegen das Wandelement 7 und verschließt auf diese Weise die Ausströmöffnungen 5. Die Rückstellmittel können z.B. aus Gewichten oder auch einem elastischen Organ, wie z.B. einer Feder, bestehen. Die Platte hält diese Lage dann ein, wenn im Kanal 1 keine Fluidströmung und kein Fluiddruck herrscht.In the idle state, the plate 6 lies down either due to its own weight and / or with the aid of not shown Resetting means against the wall element 7 and in this way closes the outflow openings 5. The resetting means can e.g. consist of weights or an elastic organ such as a spring. The plate holds this position then on when there is no fluid flow and no fluid pressure in channel 1.
Wenn hingegen eine aus dem Kanal 1 kommende Fluidströmung vorhanden ist, entfernt sich die Platte 6 vom Wandelement 7, um einen Betrag, der eine Funktion des Druckes und/oder der Strömungsstärke des Fluides ist und gibt dadurch die Ausströmöffnung 5 frei.If, on the other hand, there is a fluid flow coming from the channel 1, the plate 6 moves away from the wall element 7, by an amount which is a function of the pressure and / or the flow strength of the fluid and thereby gives the Outlet opening 5 free.
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Die Platte 6 bildet zusammen mit dem Wandelement 7 einen engen Durchlaß 8, der bei der Öffnung 5 beginnt und am Rand der Platte bei 8a in die Atmosphäre mündet.The plate 6 forms together with the wall element 7 a narrow one Passage 8 which begins at opening 5 and opens into the atmosphere at the edge of the plate at 8a.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Platte 6, die die Öffnung 5 sehr breit übergreift, vergrößert sich der Querschnitt des Durchlasses 8, der proportional zum Umfang des Ausströmungsspaltes durch den genannten Durchlaß ist, mit der Entfernung von der Ausströmöffnung 5. Der Durchlaß 8 hat somit eine divergente Form zwischen seiner Eintrittsstelle, die sich im Bereich der Öffnung 5 befindet und seiner Austrittsstelle, die sich am Umfang 8a befindet.The inventive arrangement of the plate 6, which overlaps the opening 5 very widely, the cross-section increases of the passage 8, which is proportional to the circumference of the outflow gap through said passage, with the distance from the outflow opening 5. The passage 8 thus has a divergent shape between its entry point, which is in the area the opening 5 is located and its exit point, which is located on the circumference 8a.
Es sei festgehalten, daß die Querschnittsfläche des Durchlasses 8 im Umfangsbereich 8a sehr viel größer ist als der Querschnitt der Ausströmöffnung 5» so daß das aus dem Sammelraum 2 austretende Fluid einem konvergenten-divergenten Weg 2-5-8 folgt, dessen engste Stelle sich in der Nähe der Ausströmöffnung 5 befindet.It should be noted that the cross-sectional area of the passage 8 in the peripheral region 8a is very much larger than the cross-section the outflow opening 5 'so that the fluid emerging from the collecting space 2 follows a convergent-divergent path 2-5-8 follows, the narrowest point of which is in the vicinity of the outflow opening 5.
Hie erfindungsgemäße Vorrichtung hat insbesondere die folgenden Vorteile:The device according to the invention has the following advantages in particular:
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Der Fluidstrahl entweicht am Umfang 8a des Durchlasses 8 in Form eines dünnen Schleiers, der eine große Berührungsfläche mit der Atmosphäre hat. Die Verdünnung des Strahles in der Atmosphäre wird deshalb beschleunigt, was für eine wirksame Schalldämpfung vorteilhaft ist. Außerdem ist die Strömung des Fluids durch den genannten Durchlaß laminar, was ebenfalls günstig für die Dämpfung des von dem Strahl ausgehenden Schalles ist und was außerdem dazu beiträgt, die Strömungsverluste in Grenzen zu halten.The fluid jet escapes at the circumference 8a of the passage 8 in the form of a thin veil that has a large area of contact with the atmosphere. The dilution of the beam in the The atmosphere is therefore accelerated, which is advantageous for effective sound attenuation. Besides, the current is of the fluid through said passage laminar, which is also beneficial for the attenuation of the sound emanating from the beam is and what also helps to keep the flow losses within limits.
Der verbleibende Schallpegel, der von der Vorrichtung ausgeht, ist demgemäß niedrig; er liegt beispielsweise unterhalb von 70 dBa in einer Entfernung von 1 m von der Vorrichtung.The remaining sound level emanating from the device is accordingly low; it is, for example, below 70 dBa at a distance of 1 m from the device.
Aufgrund der konvergenten-divergenten Gestalt des Weges 2-5-8 bildet sich im übrigen an der engsten Stelle des Durchlasses eine Unterdruckzone aus, bezogen auf den Druck der umgebenden Atmosphäre. Dies bewirkt zwischen der beweglichen Platte 6 und dem Wandelement 7 eine Anziehungskraft, die sich zu den eventuell vorhandenen genannten Rückstellmitteln addiert und die einer Entfernung der genannten Platte entgegenwirkt.Due to the convergent-divergent shape of the path 2-5-8 is also formed at the narrowest point of the passage a negative pressure zone, based on the pressure of the surrounding atmosphere. This is effected between the movable plate 6 and the wall element 7 an attractive force which is added to the possibly existing return means mentioned and which counteracts removal of said plate.
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Die Platte 6 nimmt unter dem ülinfluß dieser Anziehungskraft und der entgegenwirkenden Kraft, die die Platte zwecks Durchlaß des Fluides zu entfernen versucht, eine stabile Gleichgewichtslage ein. Bei einer gegebenen geometrischen Gestalt der Vorrichtung hängt diese Gleichgewichtslage von den Strömungsbedingungen (Druck und Strömungsmenge) des Fluides ab. Die Querschnittsfläche des Durchlasses 8 ist deshalb immer genau an die genannten Strömungsbedingungen angepaßt.The plate 6 takes under the flow of this attraction and the opposing force trying to remove the plate to allow the fluid to pass through, a stable one Equilibrium position. For a given geometrical shape of the device, this equilibrium depends on the Flow conditions (pressure and flow rate) of the fluid. The cross-sectional area of the passage 8 is therefore always precisely adapted to the flow conditions mentioned.
Die Fig. 2 bis 6 zeigen verschiedene Varianten der vorstehend aiiiand der Fig. 1 beschriebenen Ausführungsform.FIGS. 2 to 6 show different variants of the embodiment described above in conjunction with FIG. 1.
Fig. 2 zeigt einen Sammelraum 2, der eine parallelepipedische Form aufweist und der an den Außenseiten jeder seiner vier Wände 7» die parallel zum Kanal 1 liegen, eine bewegliche Platte 6 von rechteckiger Form aufweist, die jeweils durch zwei Niete 10 mit Spiel gehalten sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist jede der vier Flächen 7 von einer einzigen Ausströmöffnung 5 durchbrochen.Fig. 2 shows a collecting space 2 which has a parallelepiped shape and which is on the outer sides of each of its four Walls 7 »which are parallel to the channel 1, a movable plate 6 of rectangular shape, each through two rivets 10 are held with play. In this embodiment, each of the four surfaces 7 is a single one Outflow opening 5 broken.
Fig. 3 ist der Fig. 2 analog, hat jedoch einen Sammelraum 2 in Form eines Prismas mit dreieckigem Querschnitt.FIG. 3 is analogous to FIG. 2, but has a collecting space 2 in the form of a prism with a triangular cross-section.
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Fig. 4 zeigt einen zylindrischen Sammelraum 2, dessen Achse rechtwinklig zum Kanal 1 liegt. Jeder der beiden Böden 7 des Zylinders ist außen mit einer kreisförmigen beweglichen Platte 6 versehen, die durch drei Niete 10 mit Spiel gehalten ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist jeder der beiden Böden 7 von einer einzigen Ausströmöffnung 5 durchbrochen.Fig. 4 shows a cylindrical collecting space 2, the axis of which is perpendicular to channel 1. Each of the two bottoms 7 of the cylinder is movable on the outside with a circular Plate 6 is provided, which is held by three rivets 10 with play. In this embodiment, each of the two floors 7 broken through by a single outflow opening 5.
Fig. 5 ist im wesentlichen analog zur Fig. 4, von der sie sich, jedoch durch folgende Merkmale unterscheidet. Jeder der beiden Böden 7 des Zylinders ist von drei Ausströmöffnungen 5 durchbrochen. Jede der beiden beweglichen Platten 6 ist durch einen einzigen Niet 10 mit Spiel gehalten. Der Kanal 1 dringt nicht in den Sammelraum 2 ein, sondern kommuniziert mit diesem über sein mit 4 bezeichnetes Auslaßende.FIG. 5 is essentially analogous to FIG. 4, from which it differs however differs by the following features. Each of the two bottoms 7 of the cylinder is pierced by three outflow openings 5. Each of the two movable plates 6 is held by a single rivet 10 with play. Channel 1 does not penetrate into the collecting space 2, but communicates with it via its outlet end designated by 4.
Fig. 6 zeigt einen zylindrischen Sannelraum 2, dessen Achse parallel zum Kanal 1 ist. Der Kanal 1 dringt nicht in die Kammer 2 ein, sondern kommuniziert lediglich mit seinem Auslaß 4 mit dem Inneren dieser Kammer.Fig. 6 shows a cylindrical Sannelraum 2, the axis is parallel to channel 1. The channel 1 does not penetrate into the chamber 2, but only communicates with its outlet 4 with the interior of this chamber.
Bei dieser Ausführungsform ist die Wand des Zylinders außen mit drei beweglichen Platten 6 ausgerüstet, von denen jedeIn this embodiment, the wall of the cylinder is equipped externally with three movable plates 6, each of which
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die Form eines Zylindersegmentes hat, das sich über ungefähr 120° erstreckt. Jede der Platten 6 ist auf der Wand 7 des Zylinders mit Spiel befestigt, und zwar mit Hilfe, kreisförmig gebogener Rohre 9. Ein Ende der Rohre 9 ist jeweils frei, das andere Ende ist gekrümmt und greift in die Kammer 2 ein.has the shape of a cylinder segment extending over approximately 120 °. Each of the plates 6 is on the wall 7 of the cylinder fixed with play, with the help of circularly bent tubes 9. One end of the tubes 9 is free, the other end is curved and engages the chamber 2.
Fig. 7 betrifft eine zweite Ausführungsform der Erfindung.Fig. 7 relates to a second embodiment of the invention.
In Fig. 7 ist der Sammelraum 2 zu erkennen, in den der an seinem Ende 4 offene Kanal 1 eindringt. Der Sammelraum 2 ist zylindrisch, wobei sich seine Achse parallel zum Kanal 1 erstreckt. Die beiden Böden des Zylinders können entweder beide geschlossen oder beide offen sein, oder es kann auch, wie dargestellt, ein Boden geschlossen und der andere bei 5 geöffnet sein.In FIG. 7, the collecting space 2 can be seen, into which the channel 1, which is open at its end 4, penetrates. The collecting space 2 is cylindrical with its axis extending parallel to channel 1. The two bottoms of the cylinder can either both closed or both open, or, as shown, one bottom can be closed and the other at 5 to be open.
Im Inneren des Sammelraumes 2 ist eine dünne Folie 31 angeordnet, die spiralförmig um die Achse des Rohres 1 gewickelt ist. Diese dünne Folie ist von vielen Öffnungen 32 durchbrochen und kann z.B. aus einem dünnen durchbrochenen Blech bestehen oder aus einer Streckmetallfolie deploye. Die zylindrische Wand 7 begrenzt das Abrollen der spiralig gewickelten Folie 31.In the interior of the collecting space 2, a thin film 31 is arranged, which is wound spirally around the axis of the tube 1 is. This thin foil is pierced by many openings 32 and can, for example, consist of a thin perforated sheet metal consist or deploy from an expanded metal foil. The cylindrical Wall 7 limits the unwinding of the spirally wound film 31.
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Während des Betriebes durchströmt das vom Kanal 1 kommende Fluid die Öffnungen 32 der spiralig aufgewickelten Folie 31 und bewirkt ein Abrollen der Folie, die eine Gleichgewichtsstellung einnimmt, die von den Strömungsbedingungen (Druck und Strömungsmenge) des Fluides abhängt. Das Ausströmen des Fluides in die Atmosphäre erfolgt durch den offenen Boden 5·During operation, the fluid coming from the channel 1 flows through the openings 32 of the spirally wound film 31 and causes the film to roll, which assumes a position of equilibrium, which is determined by the flow conditions (pressure and flow rate) of the fluid depends. The outflow of the fluid into the atmosphere takes place through the open floor 5
Gemäß einer Variante, bei der beide Böden des Zylinders geschlossen sind, erfolgt das Ausströmen des Fluides durch Öffnungen, die in der Seitenwand des Zylinders vorgesehen sind und die mit beweglichen Platten zusammenwirken, die analog ausgebildet sind, wie die in Fig. 6 dargestellten Platten 6.According to a variant in which both bottoms of the cylinder are closed are, the outflow of the fluid takes place through openings which are provided in the side wall of the cylinder and which interact with movable plates which are designed analogously to the plates 6 shown in FIG. 6.
Die oben beschriebenen Vorrichtungen können sowohl für Gase als auch für Flüssigkeiten verwendet werden. Außer den bereits erwähnten Vorteilen sei noch darauf hingewiesen, daß die Vorrichtungen ihre akustischen Eigenschaften auch nach einer langen Gebrauchsdauer beibehalten. Das Vorhandensein der beweglichen Organe 6 und 31 macht die Vorrichtungen selbstreinigend.The devices described above can be used for gases as well as for liquids. In addition to the advantages already mentioned, it should be noted that the devices retain their acoustic properties even after a long period of use. The presence of the movable Organs 6 and 31 make the devices self-cleaning.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |