DE2952600C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betriff eine Vorrichtung zum Abbau von statischen und dynamischen Drücken in Rohrleitungen, insbesondere zur Körperschalldämmung von Rohren, mit mindestens einem nachgiebig ausgebildeten Teil in einem vorgegebenen Rohrabschnitt und in vorgegebener Lage gegenüber dem Rohr.

Bei Rohren oder Rohrleitungen, die leer sind oder die mit Wasser, Luft, Öl, Gasen, Dämpfen sowie Festkörpergranulaten und deren Mischungen gefüllt sind, unterliegen die ausgeübten mechanischen Kräfte Temperaturschwankungen. Bereits ein leeres Rohr muß bei Temperaturänderungen thermisch bedingte Kräfte aufnehmen, die üblicherweise durch besondere Konstruktion oder durch Kompensatoren abgebaut werden.

Wenn das Rohr mit einem Medium gefüllt ist, das einen Temperaturkoeffizienten besitzt, der von dem des Rohres abweicht, ergeben sich zusätzliche Kräfte, die von der Differenz des thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Rohres und dessen Füllung sowie von Temperaturschwankungen bzw. einem Temperaturhub abhängen.

Körperschall wird in Rohren sowohl über die Rohrwand als auch über das darin befindliche gegebenenfalls strömende Medium übertragen.

Aus dem DE-GM 19 53 427 ist eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff bekannt. Bei der Vorrichtung ist ein Rohrabschnitt durchgehend durch einen elastischen Schlauch ersetzt, dessen Auslenkung nach außen durch einen starren gegebenenfalls mit Rippen besetzten Mantel begrenzt ist.

Zur Körperschalldämmung geeignete Vorrichtungen müssen folglich offenbar fest mit dem zugeordneten Rohr verbunden sein, etwa nach Art von Wellenschläuchen oder dgl. Allein einen Faltenbalg in besonderer Weise auszubilden (vgl. DE-GM 18 04 160) ist nicht geeignet, die gewünschte Dämmung zu erzielen. Gemäß dem DE-GM 74 28 628 kann ein fest mit der Wand des Rohrabschnittes verbundenes Dämmungsteil verwendet werden. Jedoch könnte ein solcher im Inneren des Rohrs in einer ganz bestimmten Position und Richtung von diesem gehaltener elastischer Körper nur gegen ganz bestimmte wenige im Rohr vorhandene Schallkomponenten ausgleichen und somit wegen der großen Anzahl unterschiedlicher stehender Wellen nicht effektiv arbeiten.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine alternative Anordnung zu der bekannten Vorrichtung zu finden.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung wird durch die Merkmale der Unteransprüche weitergebildet.

Durch die innerhalb des Rohrs befindlichen von dem Rohr selbst körperlich unabhängigen Teile wie Kompensatoren oder Füllkörper, die sich somit frei bewegen und sich in verschiedene Richtungen orientieren können, werden die einzelnen Wellen, insbesondere der aus zahlreichen Wellen unterschiedlicher Art bestehende Schall sukzessive abgebaut. Diese wird insbesondere bei einer Ausführungsform erreicht, bei der mehrere Kompensatoren oder Füllkörper sich längs des Rohrs nacheinander anordnen. Eine weitere Verbesserung kann dadurch erreicht werden, daß auch das Außenteil atmend, d. h. federnd nachgiebig ausgebildet ist.

Insbesondere in diesem Fall kann nicht nur die erwünschte Körperschalldämmung erreicht und sogar verbessert werden, sondern auch ein Ausgleich der thermischen Ausdehnung des Rohres und der davon verschiedenen thermischen Ausdehnung des Mediums erreicht werden.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 und 2 Ausführungsbeispiele atmender Außenteile;

Fig. 3 bis 7 Ausführungsbeispiele atmender innenliegender Teile gemäß der Erfindung;

Fig. 8 Beispiele zur Optimierung der mit der Erfindung erreichten Erhöhung der Längsschalldämmung.

Zum Abbau statischer und dynamischer Kräfte in Rohren werden häufig sogenannte Kompensatoren im Verlauf der Rohrleitung eingebaut, die eine gewisse axiale Beweglichkeit ermöglichen. Derartige Kompensatoren, die als Wellschlauch oder als Faltenbalg ausgebildet sein können, erlauben eine Schalldämmung der Schallübertragung über die Rohrleitungen, wenn diese so ausgebildet und angeordnet sind, daß durch Volumenstöße der Flüssigkeit, die vom Kompensator aufgenommen werden, die Weiterleitung des Schalls nicht nur über das Rohr, sondern auch über das Medium im Rohr verhindert wird. Dazu ist es bekannt, nur eine Seite des Kompensators fest einzubauen und die andere Seite axial beweglich zu haltern und die radial bewegliche Seite des Kompensators so auszubilden, daß sie keine Federkonstante aufweist (vergleiche HLH, Bd. 28 (Dezember 1977), Nr. 12, S. 449-454). In der Praxis treten auch bei solchen optimal angeordneten Kompensatoren Schallübertragungen auf. Es hat sich gezeigt, daß diese Schallübertragungen darauf beruhen, daß das Rohr und das Medium im Rohr unzureichendes Aufnahmevermögen der für den Schall ursächlichen Kräfte besitzen.

Die Erfindung ermöglicht nun eine optimale Schalldämmung auch bei diesen in der Praxis häufig auftretenden Fällen, und zwar dadurch, daß ein im Rohr innen liegendes Teil, kurz ein Innenteil des Rohres, federnd nachgiebig, kurz atmend, ausgebildet ist. Insbesondere wenn zusätzlich ein Außenteil zu dem Innenteil in dieser Weise ausgebildet sind, ist nicht nur die Körperschalldämmung optimal, sondern könen auch die statischen und dynamischen Kräfte in dem Rohr abgebaut werden.

Bei den in den Fig. 1-7 dargestellten Ausführungsbeispielen ist durch dicke Strichlinien jeweils der Zustand der Atmung angedeutet, der bei dem jeweils dargestellten Ausführungsbeispiel erreichbar ist.

Die Fig. 1 und 2 zeigen jeweils Wellrohr-Kompensatoren, die sich von den bisher üblichen lediglich axial dehnungsfähigen Kompensatoren wesentlich unterscheiden.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Wellrohr-Kompensator 1 ist dieser auch in radialer Richtung nachgiebig ausgebildet, derart, daß sich durch die Mediendruckimpulse oder Volumenstöße das sich im Kompensator 1 befindliche Volumen des Mediums ändert. Dabei wirkt als Gegenkraft ein in ein Tal des Kompensators 1 eingelegter federelastischer Ring 2 in Richtung auf Wiederherstellung der Ausgangslage des Wellrohr-Kompensators 1.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 besitzt das Tal des Wellrohr-Kompensators 3 eine axiale Ausdehnung und wird die Gegenkraft durch einen federelastischen Gürtel 4 ausgeübt, der in dieses Tal eingelegt ist.

Selbstverständlich können auch mehrere Ringe 2 und/oder mehrere Gürtel 4 vorgesehen sein, insbesondere, wenn der Wellrohr- Kompensator 1 mehrere Täler aufweist.

Schließlich kann die erforderliche Gegenkraft auch durch die Eigenelastizität des Wellrohr-Kompensators 1 ausgeübt werden.

Für das Innenteil gemäß der Erfindung sind ebenfalls verschiedene Ausführungsformen möglich.

In Fig. 3 ist im Inneren des Rohres 10 ein nichtdurchströmter Kompensator 11 vorgesehen, der in axialer Richtung federnd kompressibel ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich im Inneren dieses Kompensators 11 eine Feder 12, die vorzugsweise eine Stahlfeder ist, jedoch auch durch eine Gasfeder oder dergleichen gebildet sein kann. Der Kompensator 11 kann auch mit einem gummielastischen Material gefüllt sein.

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem sich in dem Rohr 10 mehrere nichtdurchströmte atmende Körper 13 bzw. 14 unterschiedlicher geometrischer Ausbildung befinden, die hier durch durchströmbare Siebe 15 auf einen bestimmten Rohrabschnitt beschränkt sind.

Die Körper 13 bestehen dabei aus einem nichtdurchströmbaren weichelastischen Material wie aus geschlossene Poren aufweisendem Schaumgummi oder dergleichen. Die Körper 14 bestehen nach Art eines Ballons aus einer nichtdurchströmbaren Hülle, die mit einem kompressiblen, eine Federkraft ausübenden Medium wie Luft oder einem anderen Gas gefüllt sind. Die Körper 13, 14 werden durch den Druck des strömenden Mediums zusammengedrückt, wodurch Platz für nachströmendes Medium geschafft wird. Bei Temperaturveränderungen strömt dieses statisch nach, während es bei Schallübertragung über das Medium stoßartig nachströmt. Insbesondere diese Druckstöße werden von den Körpern 13, 14 elastisch aufgefangen. Die Körperform ist vorzugsweise so, daß minimaler Strömungswiderstand entsteht.

Die gleiche Wirkung kann auch dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel erreicht werden, bei dem ein einziger sich wesentlich in axialer Richtung erstreckender Körper 16 in dem Rohr 10 vorgesehen ist. Der elastische Körper 16 besitzt Schlauchform und ist ebenfalls von dem Medium nicht durchströmbar jedoch federnd kompressibel. Der Körper 16 kann ebenfalls aus einem geschlossene Poren aufweisenden Werkstoff wie Schaumgummi, aber auch aus einem gasgefüllten undurchlässigen Ballon bestehen.

Fig. 6 zeigt das erfindungsgemäße Innenteil bei einem Kugelkompensator 18. Das Innenteil besteht statt aus einem zwar biegeelastischen, jedoch nicht nennenswert dehnbaren Material wie bei herkömmlichen Kugelkompensatoren aus einem ringförmigen Körper 19 aus dem gleichen federnd elastischen Werkstoff, wie bei den Körpern 13, 14, 16.

Fig. 7 zeigt den gleichen ringförmigen Körper, der in die Ausnehmungen (Wellenberge) eines biegsamen, jedoch nicht atmenden Wellrohrs 20 eingelegt ist. Wie in Fig. 7 dargestellt, können mehrere derartige ringförmige Körper 19 im Verlauf eines Wellrohrs 20 vorgesehen sein.

Die verschiedenen Ausführungsformen von Innen- und Außenteil können in beliebiger Variation miteinander kombiniert werden. Wesentlich ist die Atmungsfähigkeit zur sowohl Aufnahme der statischen und dynamischen Kräfte als auch zur Schalldämmung der Schallübertragung über die Rohrwandung und über das Medium im Rohr.

Zur Optimierung, d. h., zur Erhöhung der Längsschalldämmung, können sowohl an dem Innenteil als auch dem Außenteil die in Fig. 8 dargestellten an sich bekannten Schalldämmungsmaßnahmen zusätzlich angeordnet sein. Fig. 8a zeigt eine Sperrmasse, die eine Impedanz zur Fehlanpassung erreicht. Fig. 8b zeigt einen Entdröhnungsbelag. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 kann der Gürtel 4 selbst entweder selbst aus Sperrmasse bestehen oder eine solche tragen bzw. kann der Gürtel 4 gleichzeitig ein Entdröhnungsbelag sein oder kann ein solcher auf dem Gürtel 4 oder zwischen Gürtel 4 und Kompensator 3 vorgesehen sein. Gemäß Fig. 8c können im Verlauf des Rohrs elastische Stoßstellen aus Gummi oder dergleichen vorgesehen sein, die eine hohe Stoßstellendämpfung erreichen. Dies kann beispielsweise auch dadurch erreicht werden, daß der Gürtel 4 in axialer Richtung unterteilt ist. Zur Erhöhung der Schallreflexionen können wie gemäß Fig. 8d Faltungen, auch Mehrfachfaltungen, in axialer Richtung vorgesehen sein. Schließlich kann gemäß Fig. 8e ein mehrschichtiges Material oder ein Gemisch aus Materialien unterschiedlicher physikalischer Eigenschaften wie Schallschluckgrad, Elastizität, Verlustfaktor oder dergleichen zur Erhöhung der Ausbreitungsverluste verwendet werden. Diese zusätzlichen Maßnahmen sind nicht nur bei dem im wesentlichen zylindrischen Gürtel 4 gemäß Fig. 2, sondern allgemein auch bei den Innenteilen, wie beispielsweise dem Körper 16 oder dem Innenkompensator 11 anwendbar. Beispielsweise kann ein Belag gemäß Fig. 8a und 8b bei einem Innenteil eine bestimmte Eigenfrequenz entweder erreichen oder verhindern.

Die Innenteile, insbesondere die Körper 13, 14 und 16 weisen noch einen zusätzlichen Vorteil gegenüber dem Außenteil auf, da sie nämlich durch Überdruck nicht zerstört werden können, d. h., nicht platzen können. Bei den Außenteilen kann eine Sicherung gegen Zerstörung durch Überdruck durch geeignete Ausbildung beispielsweise des Gürtels 4 zumindest in gewissem Maße erreicht werden.

Es sei erwähnt, daß Innenteile und ggf. zusätzlich Außenteile aufweisende Rohrabschnitte vorgefertigt ausgebildet und mittels Flanschen an die übrigen Rohrleitungen angeschlossen werden können.

Claims (13)

1. Vorrichtung zum Abbau von statischen und dynamischen Drücken in Rohrleitungen, insbesondere zur Körperschalldämmung von Rohren, mit mindestens einem nachgiebig ausgebildeten Teil in einem vorgegebenen Rohrabschnitt und in vorgegebener Lage gegenüber dem Rohr, dadurch gekennzeichnet, daß das federnd nachgiebig ausgebildete Teil innerhalb (11, 12; 13, 14; 16; 19) des Rohrs (1; 3; 10; 18; 20) von diesem körperlich unabhängig ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil durch mindestens einen nicht durchströmbaren atmenden Körper innerhalb des Rohrs gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper ein unter innerer Federkraft stehender zumindest axial atmender Kompensator (11, 13, 14, 16, 19) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper aus weichelastischem Stoff besteht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (14) ein nach außen dichter luft- oder gasgefüllter Ballon ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper ein geschlossene Poren aufweisender Füllkörper (13, 16, 19) wie Schaumgummi oder dergleichen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllkörper (13, 16, 19) mit einem nicht durchströmbaren Überzug versehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (11) eine Stahlfeder (12) enthält.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (13, 14) Kugelform besitzt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (19) ringförmig ausgebildet ist und nach Art eines Kugelkompensators in Wellungen des als Wellrohr oder Balg ausgebildeten Rohrs (18, 20) eingelegt ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich außerhalb des Rohrs (1; 3) ein weiteres federnd nachgiebig ausgebildetes Teil vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das außenliegende Teil durch einen flachwelligen und weichen, radial atmenden Kompensator (1, 3) gebildet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Atmung durch einen umgebenden elastischen Ring (2) oder Gürtel (4) erreicht ist.