DE7325078U - Ventil mit einrichtung zum vermindern des laerms stroemendder medien - Google Patents

Description

MESSERSCHMITT-BÖLKOW-BLQHM*: ' · · .·' · jÖttobrunn, 14. Feb. 1975 I

GESELLSCHAFT BT014 ^i

MIT BESCHRÄNKTER HAFTTOIG Frc/Ke r P MÜNCHEN ₇₅₆₆

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Ventil mit Einrichtung zum Vermindern des Lärms strömender Medien

Die Neuerung bezieht sich auf ein Ventil mit einer Einrichtung I

zum Vermindern des durch strömende Medien erzeugten Lärms, wo- |

zu die schnellere Hauptströmung von ei&er Sekundärströmung |

niedrigerer Geschwindigkeit ummantelt wird. Unter strömenden |

Medien sind vorwiegend Gase zu verstehen. \

Zur Lösung dieser Aufgabe ist es beispielsweise bekannt, strömendes Gas durch poröse Schichten, z. B. durch Lochscheibenpakete oder durch Kugelschnittsäulen zu leiten und dadurch die entstehenden Wirbel geometrisch zu verkleinern. Einschlägige Lösungen sind u. a. in den deutschen Patenten 1 063 432, 1 067 652 und 1 067 653 beschrieben und dargestellt. Durch die bekannte Technik soll der Wirbelzerfallsprozeß von großen in kleine Wirbel beschleunigt und damit der erzeugte Lärm vermindert werden» Ein wesentlicher Nachteil dieser Einrichtungen sind di -5 hohen Verluste beim Durchströmen des porösen Materials.

In Regelventilen, die zur Entspannung von Gasen mit hohem Ausgangsdruck auf niedrige Lnddrücke dienen, werden durch Turbulenzen und durch Körperschallanregung der allgemein rohrförmigen Ventilkörper ziemlich hohe Lärmpegel erzeugt. Das reine Wirbelgeräusch tritt auch beim Ausblasen von Gasen oder Dämpfen unter hohem Druck in die freie Atmosphäre auf.

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Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, den durch strömende Medien, insbesondere durch Gase in Ventilen erzeugten Lärm mit relativ geringem Aufwand bei niedrigem Strömungsverlust zu dämpfen bzw. zu vermindern. Erreicht wird dies neuerungsgemäß dadurch daß der Ausströmkanal des Ventilkörpe: s doppelwandig ausgebildet ist, derart, daß der hierdurch gebildete ringförmige Hohlraum an seinen Längsenden mit dem Innenraum des Ventilkörpers in Verbindung steht. Hierdurch werden die nach der sogenannten Lighthill-Theorie für den Turbulenzlärm verantwortlichen Scherspannungen vermindert und damit die Quelle der Turbulenaerzeugung geschwächt. Dies ergibt weniger Turbulenzlärm, vermindert aber auch den durch Wechselwirkung zwischen Hauptströmung und Rohrwandung entstehenden Dipollärm. Der neuerungsgemäß zu dämpfende Lärm tribt vorwiegend im Ausströmkanal der Ventile auf. Durch die neuerungsgemäße Einrichtung bildet sich infolge der inneran Druckverhältnisse des Ventils in dem Hohlraum eine Rückströmung aus, die bei Wiedereintritt in den Innenraum den schnelleren Hauptstrahl bzw. die schnellere Hauptströmung im A.usströmkanal des Ventilkörpers mit einer Sekundärströmung von niedrigerer Geschwindigkeit ummantelt.

Die Neuerung sieht weiter vor, daß die Oberfläche des Ventilkegels nicht glatt ausgebildet ist, sondern mehr oder weniger gleichmäßig über ihren Umfang verteilte Einbuchtungen aufweist. Hierdurch werden die Turbulenzen im Rahmen der Neuerung verkleinert, wodurch sich eine Verschiebung der maximalen Abstrahlung in den leichter zu absorbierenden höheren Frequenzbereich und damit eine v/eitere Lärmminderung ergibt. Diese Lärmminderung wird neuerungsgemäß noch weiter verbessert, wenn die Innenwände des Ventilkörpers ganz oder teilweise schallschluckend mit Absorptionsmaterial ausgekleidet sind.

Bei einer bevorzugten neuerungsgemaßen Ausführungsform ist vorgesehen, daß der ringförmige Hohlraum zur Erzeugung der Sekundärströmung durch ein koaxial zum Ausströmkanal angeordnetes Innen-

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rohr gebildet wird. Dieses Innenrohr ist vorteilhafterweise körperschallisoliert über elastische Abstandshalter mit der Außenrohrwanclung des Ventils verbunden und trägt so durch seinen Schalldämmungseffekt zusätzlich zur Lärmminderung bei. Diese Lösuüy hat auöerdein dsn Vorteil,, das die erfi..I»ngsoemäße Einrichtung auch nachträglich realisiert werden kann, sofern die betreffende Einführungsöffnung des Ventils hinreichend groß bemessen ist.

Weitere Einzelheiten der Neuerung sind der nachfolgenden Abbildungsbejchreibung zu entnehmen.

In den Abbildungen ist die Neuerung zeichnerisch erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Ventil, bei dem eine Einrichtung nach der Neuerung im Ausgangsteil realisiert ist;

Fig. 2 den Querschnitt II-II gemäß Fig. 1:

Fig. 3 einen ausschnittsweisen Längsschnitt eines Ventilsitzes und eines Ventilkegels;

Fig. 4 den Querschnitt IV-IV gemäß Fig. 3.

Gemäß der Fig. 1 strömt durch den Einyangskanal 1 des hier gezeigten Ventils 2 ein Gas in Pfeilrichtung A unter dem Druck p-| in das Ventil ein. In diesem wird dais Gas entspannt und zwar über eine Düse 3, die am Eingang zum Ausströmkanal 4 des Ventils 2 angeordnet ist. Der im Ausgangsbereich des Ventils vorherrschende Entspannungsdruck ist mit P2 bezeichnet. Das Gas strömt hier in Richtung des Pfeiles B.

Im unmittelbaren Entspannungsbereich des Ventils 2, d. h. in unmittelbarer Nähe bzw. Umgebung der Düse 3 fällt das Gas durch die Entspannung auf einen Druck ab, der kleiner ist als der Druck P2· Hierdurch bildet sich in dem seitlich angeordneten, an beiden Enden nach innen offenen ringförmigen Hohlraum 5 in der Wand des

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AdSStrömkanals 4 eine Sekundärströmung aus, die im wesentlichen parallel zur Hauptausströmungsrxchtung, jedoch entgegengesetzt zu dieser verläuft. Die Richtung der Sekundärströmung ist durch die Pfeile C und D angedeutet. Entsprechend den Pfeilen D schiebt sich somit die Sekundärströmung zwischen die Hauptströmung E und die Innenwand des Ausströmkanals 4; auf diese Weise ummantelt die langsamere Sekundärströmung die schnellere Hauptströmung E im Ausströmkanal 4.

Die neuerungsgemäße Einrichtung kann auf beliebige Weise realisiert werden. So kann beispielsweise gemäß Fig. 2 ein Innenrohr 6 vorgesehen sein, welches zentralsymmetrisch zu dem Rohr 7 des Ausströmkanals 4 angeordnet ist. Das Innenrohr 6 kann durch Abstandhalter 8 in seiner Lage fixiert v/erden. Wenn sich die Abstandhalter 8 über die Gesamtlänge des Innenrohres 6 erstrecken, werden zwischen diesen und dem Rohr 7 Längskanäle 9 anstelle des Hohlraums 5 gebildet.

Schließlich kann es im Rahmen der Neuerung vorteilhaft sein, wenn die Innenseite des Innenrohrs 6 mit einem geeigneten Absorptionsmaterial beschichtet ist. 10 bezeichnet dr-e Innenseite von 6.

Weiterhin kann es im Rahmen der Neuerung von Vorteil sein, wenn die Enden 11 und 12 des Innenrohres gemäß Fig. 1 so ausgebildet sind, daß sie sich dem zu erwartenden Strömungsverlauf anpassen.

Wie schließlich aus der Fig. 3 hervorgeht, ist der Ventilkegel 13 und die stromabwärts gelegene Hälfte des Ventilsitzes mit gleichmäßig über den Umfang verteilten Linbuchtungen 14 versehen, die vorwiegend parallel zur Längsachse 15 des Ventilkegels ausgerichtet sind. Der Ventilsitz ist mit 16 bezeichnet.

- Schutzanspräche -

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Claims (7)

1. Ventil mit einer Einrichtung zum Vermindern des durch strömende Medien, insbesondere durch Gase erzeugten Lärms, wozu die schnellere Hauptströmung von einer Sekundärströmung niedrigerer Geschwindigkeit ummantelt- wird, dadurch gekennzeichnet , daß der Ausströmkanal (4) des Ventilkörpers (2) doppelwandig ausgebildet ist, derart, daß der hierdurch gebildete ringförmige Hohlraum (5) an seinen Längsenden (11, %2) mit dem Innenraum des Ventilkörpers (2) in Verbindung steht,

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (5) durch ein koaxial zum Ausströmkanal (4) angeordnetes Innenrohr (6) gebildet ist.

3. Ventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem Ausströmkanal (4) und dem Innenrohr (6) Abstandhalter (8) vorgesehen sind.

4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung von Längskanälen (9) längsparallel zur Mittelachse des Ausströmkanals (4) verlaufende Abstandhalter (8) vorgesehen sind.

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5. Ventil nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Innenwände des Ventilkörpers ganz oder teilweise mit einem schallschluckenden Absorptionsmaterial ausgekleidet sind.

6,. Ventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Ventilkegel (13) und/oder der stromabwärts gelegene Bereich des Ventilsitzes (16) mit gleichmäßig über den Umfang verteilten Einbuchtungen (14) versehen sind.

7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbuchtungen (14) im wesentlichen parallel zur Mittelachse (15) des Ventilkörpers (13) verlaufen.

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