DE60303608T2 - AIR OPERATED LOW FREQUENCY SOUND GENERATOR AND METHOD FOR REGULATING THE PISTON IN SUCH A GENERATOR - Google Patents
AIR OPERATED LOW FREQUENCY SOUND GENERATOR AND METHOD FOR REGULATING THE PISTON IN SUCH A GENERATOR Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen luftbetriebenen Niederfrequenz-Schallgenerator wie er in der Einleitung des Patentanspruches 1 beschrieben ist. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Methode zur Regelung der Stillstandsstellung eines Kolbens, der sich in dem in der Einleitung des Patentanspruches 6 beschriebenen Niederfrequez-Generator befindet.The The present invention relates to an air-driven low-frequency sound generator such as he is described in the preamble of claim 1. The The invention also relates to a method for controlling the standstill position of a Piston, in which in the preamble of claim 6 described Niederfrequez generator is located.
Die Erfindung bezieht sich speziell auf einen Niederfrequenz-Generator von dem Typus der in WO-A1-8807894 beschrieben ist, in welchem eine Speiseeinheit, die einen beweglichen Kolben beinhaltet, benutzt ist um eine stehende Schallwelle in Gas in einem Resonator zu erzeugen. Der Kolben bewegt sich hin und her innen einem Zylinder, der von einem an einer Druckgasquelle angeschlossenen Ausgleichsbehälter umgeben ist. Der Kolben regelt eine Verbindungsöffnung zwischen dem Zylinder und dem Behälter. Weil diese Verbindungsöffnung im Zylinder nahe einem offenen Ende des Zylinders sich befindet, nämlich das Ende, das einem offenen Ende des Resonanzrohres zugewandt ist, und mit diesem Ende kommuniziert, bedeutet es, dass auch das Resonanzrohr mit dem Raum des Behälters kommuniziert.The This invention relates specifically to a low frequency generator of the type described in WO-A1-8807894, in which a feed unit, which includes a movable piston, is used to a standing Sound wave in gas to produce in a resonator. The piston moves itself back and forth in a cylinder, the one at a compressed gas source connected expansion tank is surrounded. The piston controls a connection opening between the cylinder and the container. Because this connection opening located in the cylinder near an open end of the cylinder, namely the end facing an open end of the resonance tube, and communicating with this end, it means that even the resonance tube with the space of the container communicated.
Die Dimensionen des Resonators sind so gewählt, dass eine stehende Schallwelle im Resonator mittels des über den Behälter zugeführten Druckgases entsteht. Der Resonator ist vorzugsweise ein Viertelwellenresonator und in den meisten Fällen ein Rohrresonator vom Viertelwellen-Typus. Eine stehende Schallwelle, die in einem solchen Resonator erzeugt wird, hat ihre höchste Schalldrucksamplitude wo die Speiseeinheit angebracht ist. Dieser Schalldruck wirkt an der Endfläche des Kolbens was mit sich bringt, dass der Kolben sich hin und her bewegt. Das andere Ende des Kolbens ist federbelastet. Der Kolben bewegt sich in Phase mit dem Schalldruck der stehenden Schallwelle unter Voraussetzung, dass die Resonanzfrequenz des beweglichen mechanischen Systems höherer ist als die Frequenz der stehenden Schallwelle im Resonator.The Dimensions of the resonator are chosen so that a standing sound wave in the resonator by means of the container supplied Compressed gas arises. The resonator is preferably a quarter wave resonator and in most cases a quarter-wave type tube resonator. A standing sound wave, which is generated in such a resonator, has its highest sound pressure amplitude where the feed unit is attached. This sound pressure acts on the end face of the piston which causes the piston to reciprocate emotional. The other end of the piston is spring loaded. The piston moves in phase with the sound pressure of the standing sound wave provided that the resonant frequency of the moving mechanical Systems higher is the frequency of the standing sound wave in the resonator.
Schallgeneratoren von diesem Typus werden z.B. zwecks Reinigung von großen Dampfkesseln, Wärmeaustauschern und anderen Apparaten verwendet, wo die Oberflächen, die gereinigt werden müssen, schwer zugänglich sind.sound generators of this type are e.g. for the purpose of cleaning large steam boilers, heat exchangers and other apparatus where the surfaces that need to be cleaned are heavy accessible are.
In mehreren solchen Anwendungen werden die Schallgeneratoren intermittierend verwendet. Den Schallgenerator während einer gewissen Zeit abzustellen war früher durch abstellen von der Zuleitung des Druckgases zu dem Behälter der Speiseeinheit gemacht. Dabei stoppt der Kolben normalerweise in einer solchen Stillstandsstellung, dass die Verbindungsöffnung zwischen dem Raum des Behälters und dem Raum des Zylinders von dem Kolben nicht ganz blockiert ist, wobei Gas rückwärts von dem Resonanzrohr über den Zylinder in den Behälter hineinströmen kann. Der Nachteil damit ist, dass das Gas Korrosion auf die Gleitflächen des Kolbens und des Zylinders verursachen kann im Zusammenhang mit dessen Strömung vom Resonanzrohr über den Zylinder in den Behälter hinein. Weil das Spiel zwischen der Außenfläche des Kolbens und der Innenfläche des Zylinders sehr klein ist, können Korrosionsangriffe an der Innenfläche des Zylinders für die Funktion der Speicheeinheit verheerend sein. Wenn viel Korrosion auftritt, liegt sogar das Risiko vor, dass der Kolben sich nicht bewegen kann.In In several such applications, the sound generators become intermittent used. The sound generator during to turn off a certain time earlier was by turning off the Supply line of the compressed gas made to the container of the feed unit. The piston normally stops in such a standstill position, that the connection opening between the space of the container and the space of the cylinder is not completely blocked by the piston, with gas backwards from the resonance tube over the cylinder in the container pour in can. The disadvantage with this is that the gas corrosion on the sliding surfaces of the Pistons and the cylinder can cause in connection with its flow from the resonance tube over the cylinder in the container into it. Because the play between the outer surface of the piston and the inner surface of the Cylinder is very small, can Corrosion attacks on the inner surface of the cylinder for the function be devastating to the spoke unit. If a lot of corrosion occurs, There is even the risk that the piston can not move.
Ein anderer Nachteil mit dem genannten Typus von Schallgeneratoren ist, dass der Kolben sich mit der Bewegungsamplitude des Beharrungszustandes nicht unmittelbar bewegt wenn die Speiseeinheit eingeschaltet wird. Es wird ein progressiver Start des Kolbens, der bis auf eine halbe Sekunde nehmen kann ehe der Kolben zu seiner Bewegungsamplitude während der Beharrung gekommen ist.One other disadvantage with the mentioned type of sound generators, that the piston coincides with the movement amplitude of the steady state not immediately moved when the supply unit is turned on. It will be a progressive start of the piston, up to a half Can take second before the piston to its movement amplitude during the Persistence has come.
Der primäre Zweck der vorliegenden Erfindung ist die oben erwähnten Probleme zu lösen. Dies wird gemäß dieser Erfindung mit Hilfe eines luftbetriebenen Niederfrequenz-Schallgenerators erreicht, der mit der neuen Anordnung versehen ist, die im Kennzeichen-Teile des Patentanspruches 1 definiert ist und mit einer Methode, die im Kennzeichen-Teile des Patentanspruches 6 definiert ist.Of the primary Purpose of the present invention is the above-mentioned problems to solve. This will be according to this Invention using an air-driven low-frequency sound generator Achieved, which is provided with the new arrangement in the license plate parts of claim 1 is defined and with a method that is defined in the license plate parts of claim 6.
Demnach, indem eine Methode und eine Anordnung benutzt werden, um den genannten Kolben zum Stillstand zu bringen, wo die genannte Verbindungsöffnung vom Kolben blockiert wird, und dadurch dass das federbelastete Ende des genannten Kolbens von einem Zusatzdruck beeinflusst ist, wird der große Vorteil erreicht, dass Korrosion auf der Innenfläche des Zylinders von dem durch den Resonanzrohr zurückströmenden Gas vermeiden wird.Therefore, by using a method and an arrangement to the said To bring the piston to a halt, where said connection opening from Piston is blocked, and thereby that the spring-loaded end of the said piston is influenced by an additional pressure, the size Advantage achieved that corrosion on the inner surface of the cylinder from the through the resonance pipe back flowing gas will avoid.
Ein anderer bedeutender Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass der Start der Kolbenbewegung sehr schneller erfolgt. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das federbelastete Ende des Kolbens von einem Zusatzdruck bewirkt, was mit sich bringt, dass die Verbindungsöffnung zwischen dem Behälter und dem Zylinder ganz geschlossen ist, was seinerseits bedeutet, dass der Druckgaszuleitung zum Speiseeinheit abgeschaltet ist. Wenn nachher dieser Zusatzdruck aufhört, wird die genannte Verbindungsöffnung plötzlich ganz offen und einen starken Gasstoß dem Resontor zugeführt, wobei der Generator unmittelbar anspringt. Proben haben erwiesen, dass die Schalldrucksamplitude, die während des Beharrungszustandes verherrscht, innerhalb so kurzer Zeit als 1/10 Sekunde erreicht werden kann.One Another significant advantage of the present invention is that the start of the piston movement is done much faster. According to the present Invention is the spring-loaded end of the piston of an additional pressure causes what brings with it the connection opening between the container and the cylinder is completely closed, which in turn means that the compressed gas supply line to the supply unit is switched off. If after this additional pressure ceases, becomes the said connection opening suddenly completely open and a strong gas shock fed to the resontor, taking the generator starts immediately. Samples have proven that the sound pressure amplitude during the Steady state prevails, within as short a time as 1/10 Second can be achieved.
Die vorliegende Erfindung gibt in den meisten Fällen eine Stillstandsstellung wo das andere niedrige Ende des Kolbens sich in der Nahe von dem offenen Teil des Zylinders befindet, nahe am Resonator.The The present invention provides a shutdown position in most cases where the other low end of the piston is near the open Part of the cylinder is located near the resonator.
Weitere Anordnungen und Vorteile dieser Erfindung gehen von den anderen betreffenden Patentansprüchen hervor.Further Arrangements and advantages of this invention go from the others relevant claims out.
Mit "Niederfrequenz" ist zu verstehen Schall von einer Frequenz unter 38 Hz. Ein zweckmäßiges Arbeitsgebiet ist in diesem Falle 15–35 Hz.By "low frequency" is meant Sound from a frequency below 38 Hz. A suitable working area is 15-35 in this case Hz.
Die vorliegende Erfindung wird jetzt beschrieben und zwar auf der Basis einer Ausführungsform, die nur als Beispiel dient, und mit Hinweis auf die beigelegten Zeichnungen in welchen:The The present invention will now be described on the basis of an embodiment, which serves only as an example, and with reference to the attached Drawings in which:
Zu
Beginn wird an
Wenn
der Schallgenerator im Betrieb ist variiert das Gasdruck pc1 im hinteren Ende des Resonanzrohres, d.
h. das Ende, das mit dem Zylinder und der Speiseeinheit unter dem
Kolben kommuniziert und zwar gemäß der Formel
- p1
- = der konstante Luftdruck im hinteren Ende des Resonanzrohres.
- p ^0
- = die Schalldrucksamplitude im hinteren Ende des Resonanzrohres.
- f
- = die Frequenz der stehenden Schallwelle.
- t
- = die Zeit.
- p 1
- = the constant air pressure in the rear end of the resonance tube.
- p ^ 0
- = the sound pressure amplitude in the rear end of the resonance tube.
- f
- = the frequency of the standing sound wave.
- t
- = the time.
Wenn der konstante Luftdruck oberhalb des Kolbens, p2, so hoch ist wie die des konstanten Druckes des hinteren Endes des Resonanzrohres, p1, so ist die Differenz über den Kolben = p ^0 sin 2πft.If the constant air pressure above the piston, p 2 , is as high as that of the constant pressure of the rear end of the resonance tube, p 1 , then the difference over the piston = p ^ 0 sin 2πft.
Der
Kolben wird zu der oberen Wendelage, in
Der
Kolben wird zu der niedrigen Wendelage, in
Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist eine zweite Druckgasquelle
Wenn
das Ventil
Der
Schallgenerator wird wieder in Betrieb gesetzt dadurch, dass die
Lage des Ventils
Um
die Lage des Ventils
Die vorliegende Erfindung wird nicht von der gezeigten Ausführung eingeschränkt, die nur als Beispiel dient, sondern kann modifiziert und variiert werden und zwar in der Umfassung, die von den angelegten Patentansprüchen hervorgeht.The The present invention is not limited to the embodiment shown which only as an example, but can be modified and varied namely in the enclosure, which is apparent from the appended claims.
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