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Rohr für strömende Fluide mit einem im
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Innern anZeordneten Schalldämpfer Die Erfindung betrifft ein Rohr
fllr strömende Fluide mit einem im Innern angeordneten Schalldämpfer.
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Es ist bekannt, in turbulent angeregten Rohrleitungen, beispielsweise
hinter Regelventilen, Lochscheibendiffusoren als Schalldämpfer anzuordnen. Die Wirkung
derartiger Schalldämpfer beruht auf einer Unterteilung der Strömung in viele Einzelströme.
Dabei werden die Turbulenzen innerhalb des strömenden Mediums in einen höheren Frequenzbereich
transformiert, so daß die Schallabstrahlung von der Rohrleitung abnimmt, weil die
Rohnsandung fUr höhere Frequenzen einen größeren Dämmwert hat.
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Als ungUnstig erweist sich aber, daß durch die Anordnung von Lochscheiben
in einem Rohr ein erheblicher Strömungswiderstand gebildet wird. Darüber hinaus
ist das Herstellungsverfahren fUr Lochsoheibendiffusoren als Schalldämpfer aufwendig,
da im allgemeinen mehrere Lochscheiben, deren Durchlaßöffnungen ftlr das strömende
Medium gegeneinander versetzt sind, hintereinander in einem Gehause angeordnet werden.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schalldämpfer
zu bauen, der kostengUnstig herstellbar ist und dessen Einbau in Rohrleitungen einen
möglichst geringen Druckverlust des strömenden Fluids verursacht.
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Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Schalldämpfer ein Dämpfungsrohr
aufweist, dessen Oberfläche im wesentlichen parallel zur inneren Oberfläche des
Rohres angeordnet ist.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung eines Dämpfungsrohres innerhalb
des Leitungsrohres wird ein Kontakt des strömenden Fluids mit der Oberfläche des
Leitungsrohres und somit eine Schallabstrahlung nach außen verhindert. Die innerhalb
des Fluids durch Störkörper erzeugten Turbulenzen können nur mit dem Dämpfungsrohr
wechselwirken und erzeugen in diesem Rohrschwingungen, die eine Schallabstrahlung
verursachen.
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Diese Abstrahlung wird bei geeigneter Anordnung des Schall-
dämpfers
nicht Uber die Rohrwandung auf die Umgebung weitergeleitet, sondern zum größten
Teil von der Anordnung absorbiert werden.
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Es erweist sich als günstig, ein Dämpfungsrohr zu verwenden, das
aus einem resten Rohr und aus einem Blech, das auf der Außenseite des Rohres punktweise
befestigt ist und die Rohroberfläche mindestens teilweise bedeckt, besteht. Durch
diese doppellagige AusfUhrung werden in dem Dämpfungsrohr erzeugte Schwingungen
zu einem großen Teil durch innere Reibung abgebaut.
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Die LUnge des Dämpfungsrohres beträgt in vorteilhafter Weise das
fUnf- bis zehnfache des Durchmessers des äußeren Rohres. Bei kUrzeren Rohren werden
die Turbulenzen nur ungenügend abgebaut, während durch längere rohre die Schall
dämpfung nicht weiter gesteigert wird, da die Energie der Turbu lenzen innerhalb
des Fluids durch Wechselwirkung mit dem Dümpfungsrohr bereits abgebaut ist.
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Die Befestigung des Schalldmpfers im Rohr erfolgt in gUnstiger Weise
durch Verwendung von akustischen Sperrmassen und weichen Aufhänungen. Akustische
Sperrmassen ermöglichen dabei eine weste Anordnung des Schalldämpfers im Rohr und
erlauben in vielen FAllen eine besonders einfache Verwendung dadurch, daß die Sperrmasse
so ausgebildet ist, daß sie mittels einer Flanschverbindung oder Schweißtuig am
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Rohr befestigt werden kann. Während bei kleineren Ausrührungen
des Schalldämpfers meist eine einseitige Befestiguns; ausreichen wird, sind wegen
des großen Gewichts bei größeren Schalldämpfern in vielen Fällen weitere lialterungen
erforderlich.
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Diese können ebenfalls durch akustische Sperrmassen gebildet werden
oder auch durch weiche Aufhängungen, die eine Schall-Ubertragung an die äußere Rohrwand
verhindern. Dié Wahl der Sperrmassen oder weichen Aufhängungen ist von den Jeweiligen
Einsatzbedingungen, insbesondere von der Temperatur und chemischen Zusammensetzung
des Fluids abhängig.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, das
Dämpfungsrohr an seinem dem Störkörper abgewandtem Ende abzuschräCen. Auf diese
Weise wird verhindert, daß sich akustische Resonanzen in der Anordnung ausbilden.
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An den in den Figuren 1 und 2 schematisch dargestellten Ausftihrungsbeispielen
wird im folgenden die Erfindung näher erläutert.
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Es zeigt: Figur 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Rohr
mit innen angeordnetem Schalldämpfer und Figur 2 einen Schnitt durch ein anderes
erfindungsgemäßes Rohr.
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In beiden Figuren ist eine Rohrleitung 2 mit einem Schalldämpfer
1 dargestellt. Das Fluid durchströmt die Anordnung von links nach rechts und wird
von einem nicht dargestellten Störkörper, beispielsweise einem Regelventil, zu Turbulenzen
angeregt. Der Störkörper weist einen Flansch 3 auf und ist mit dem Flansch 4 des
Rohres 2 verbunden.
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Der Schalldämpfer in Figur 1 besteht aus einem Dämpfungsrohr 5, dem
aufgepunkteten Blech 6 und einer ringförintgen akustischen Sperrmasse 7, die mit
dem Dämpfungsrohr 5 verschweißt ist. Die Verschwellung erfolgt Uber den gesamten
Umfang des Rohres 5, wodurch zwei geschlossene Schweißnähte 8 entstehen, deren eine
am Ende des Dämpfungsrohres 5 liegt und die andere um eine Strecke versetzt dazu,
die gleich der Länge der Überlappung der Sperrmasse 7 mit dem Dämpfungsrohr 5 ist.
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Die Sperrmasse 7 weist zur Rohroberfläche senkrechte Flanken auf,
der äußere Umfang entspricht dem Umfang der Flansche 3 bzw. 4. Durch diese Form
ist eine einfache Befestigung dadurch möglich, daß die Sperrmasse 7 wie ein gewöhnlicher
Flansch behandelt wird. Die Breite des von der Sperrmasse 7 gebildeten Ringes soll
ein Viertel bis ein Drittel des Rohrleitungsdurchmesserß betragen. WLhrend bei zu
schmalen Sperrmassen 7 eine ungenUgende Körper-Schalldämmung erfolgt, wird die Dämmung
bei weiterer Verbreltung nur noch geringfügig verbessert.
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Das Dämpfungsrohr 5 ist am entgegengesetzten Ende durch eine weiche
Aufhängung 9 befestigt, die bei kleinen Ausfahrungsformen der Erfindung entfallen
kann, da die Schweißnähte 8 eine ausreichende Halterung des Dämpfungsrohres 5 bilden.
Die weiche Aufhängung kann auch durch eine weitere akustische Sperrmasse ersetzt
werden. Das Dämpfungsrohr ist abgeschrägt zur Vermeidung akustischer Resonanzen.
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In Figur 2 ist ein Ausfllhrungsbeispiel dargestellt, das bei einer
Rohrerweiterung verwendet wird. Der nicht gezeichnete Störkörper besitzt einen Flansch
3 und ist mit einem Flansch 10 verbunden. Dieser bildet den Abschluß eines Rollrstutzens
11, an dessen entgegengesetztem Ende eine ringförmige akustische Sperrmasse 7 angeschweißt
ist, wobei die Schweißnähte 8 und 12 sich Uber den gesamten Umfang erstrecken und
in sich geschlossen sind. Der Rohrstutzen 11 zwischen dem Flansch 10 und der akustischen
Sperrmasse 7 ist nicht länger als fUr die Bedienung der Flanschverbindung erforderlich,
da in diesem Bereich eine ungedämpfte Schallabstrahlung erfolgt.
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Der Ring der Sperrmasse 7 hat eine Breite von ein Viertel bis ein
Drittel des Rohrleitungsdurchmessers. Die Höhe der senkrecht zur fiohroberfläche
stehenden Flanken ist bestimmt durch den Unterschied zwischen dem Innenradius des
weiteren Rohres 2 und dem Außenradius des Rohrstutzens 11. Die Schweißnaht 12 verbindet
das Dämpfungsrohr mit der Sperrmasse 7.
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Das weitere äußere Rohr 2 umschließt das Dämpfungs.
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rohr 5, greift mit seinem Ende Uber den Ring der Sperrmasse 7 mit
dem es durch eine geschlossene Schweißnaht 13 fest verbunden wird. Durch die akustische
Sperrmasse 7 wird der Übergang zwischen dem engen und weiten Rohr abgedichtet.
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Am freien Ende des DXmpfungsrohres 5 ist eine weiche Auflängung 9
oder eine weitere akustische Sperrmasse angebracht, die ftlr eine stabile Lage des
Dämpfungsrohres 5 im Rohr 2 sorgt. Bei kleinen Ausführungen kann die Aufhängung
9 entrallen, weil durch die Sohweißnaht 12 eine genügende Stabtlititt des DMmpungsrohres
5 gegeben ist.
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L e e r s e i t e