DE7325078U

DE7325078U - VALVE WITH DEVICE TO REDUCE THE NOISE OF FLOWING MEDIA

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Publication number: DE7325078U
Application number: DE19737325078
Authority: DE
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1973-07-07
Filing date: 1973-07-07
Publication date: 1975-06-12

Description

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

GESELLSCHAFT BT014 ^i SOCIETY BT014 ^ i

MIT BESCHRÄNKTER HAFTTOIG Frc/Ke r P MÜNCHEN ₇₅₆₆ WITH RESTRICTED LIABILITY Frc / Ke r P _{MÜNCHEN 7566}

G 73 250 73.9G 73 250 73.9

Ventil mit Einrichtung zum Vermindern des Lärms strömender MedienValve with device for reducing the noise of flowing media

Die Neuerung bezieht sich auf ein Ventil mit einer Einrichtung IThe innovation relates to a valve with a device I.

zum Vermindern des durch strömende Medien erzeugten Lärms, wo- |to reduce the noise generated by flowing media, where- |

zu die schnellere Hauptströmung von ei&er Sekundärströmung |to the faster main flow of a secondary flow |

niedrigerer Geschwindigkeit ummantelt wird. Unter strömenden |lower speed is sheathed. Under pouring |

Medien sind vorwiegend Gase zu verstehen. \ Media are mainly gases to be understood. \

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.To solve this problem it is known, for example, to flow Gas through porous layers, e.g. B. through perforated disk packs or through spherical columns and thereby the resulting Geometrically downsize vortex. Relevant solutions include: in German patents 1,063,432, 1,067,652 and 1,067,653 described and illustrated. The known technique is said to accelerate the vortex decay process from large to small vortices so that the generated noise can be reduced »A major disadvantage of these devices are di -5 high losses when flowing through of the porous material.

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.In control valves used for the expansion of gases with a high outlet pressure Serving on low terminal pressures are caused by turbulence and generated by structure-borne noise excitation of the generally tubular valve body quite high noise levels. The pure whirling noise also occurs when gases or vapors are blown out under high pressure into the open atmosphere.

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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.The innovation is based on the task of mitigating the noise generated by flowing media, in particular by gases in valves to attenuate or reduce relatively little effort with low flow loss. This will be achieved according to the innovation in that the outflow channel of the valve body: s is double-walled, such that the ring-shaped Cavity communicates at its longitudinal ends with the interior of the valve body. As a result, the so-called Lighthill theory reduces the shear stresses responsible for turbulence noise and thus the source of the turbulence generation weakened. This results in less turbulence noise, but also reduces that caused by the interaction between the main flow and pipe wall resulting dipole noise. The noise that has to be attenuated according to the new invention mainly occurs in the outflow channel of the valves. As a result of the device according to the innovation, a backflow is formed as a result of the internal pressure conditions of the valve in the cavity the faster main jet or the faster main flow in the outflow channel when it re-enters the interior of the valve body sheathed with a secondary flow of lower velocity.

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.The innovation also provides that the surface of the valve cone is not smooth, but has indentations distributed more or less uniformly over its circumference. This reduces the turbulence as part of the innovation, which results in a shift in the maximum radiation in the higher frequency range, which is easier to absorb, and thus a further reduction in noise. This noise reduction is according to the innovation even further improved when the inner walls of the valve body are wholly or partially sound-absorbing Absorbent material are lined.

Bei einer bevorzugten neuerungsgemaßen Ausführungsform ist vorgesehen, daß der ringförmige Hohlraum zur Erzeugung der Sekundärströmung durch ein koaxial zum Ausströmkanal angeordnetes Innen-In a preferred embodiment according to the innovation, it is provided that the annular cavity for generating the secondary flow through an inner coaxially to the outflow channel

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14. Feb. 1975 Frc/KeFeb. 14, 1975 Frc / Ke

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.tube is formed. This inner tube is advantageously insulated from structure-borne noise via elastic spacers with the Outer tube winding of the valve connected and thus carries through his Soundproofing effect in addition to noise reduction. This solution also has the advantage that the successful one Device can also be implemented retrospectively, provided that the relevant inlet opening of the valve is sufficient is large.

Weitere Einzelheiten der Neuerung sind der nachfolgenden Abbildungsbejchreibung zu entnehmen.Further details of the innovation can be found in the following description of the illustration refer to.

In den Abbildungen ist die Neuerung zeichnerisch erläutert. Es zeigen:The new feature is graphically explained in the illustrations. Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Ventil, bei dem eine Einrichtung nach der Neuerung im Ausgangsteil realisiert ist;Fig. 1 is a longitudinal section through a valve in which a device is realized after the innovation in the output part;

Fig. 2 den Querschnitt II-II gemäß Fig. 1:Fig. 2 shows the cross-section II-II according to Fig. 1:

Fig. 3 einen ausschnittsweisen Längsschnitt eines Ventilsitzes und eines Ventilkegels;3 shows a partial longitudinal section of a valve seat and a valve cone;

Fig. 4 den Querschnitt IV-IV gemäß Fig. 3.FIG. 4 shows the cross section IV-IV according to 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.According to FIG. 1 flows through the Einyangskanal 1 of the one shown here Valve 2 a gas in the direction of arrow A under the pressure p- | into the valve. In this the gas is expanded and that Via a nozzle 3 which is arranged at the entrance to the outflow channel 4 of the valve 2. The one prevailing in the outlet area of the valve Relief pressure is denoted by P2. The gas flows here in the direction of arrow 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 desIn the immediate relaxation area of the valve 2, i. H. in immediate In the vicinity of or around the nozzle 3, the gas drops due to the expansion to a pressure which is lower than the pressure P2 · This forms in the laterally arranged, on both Ends inwardly open annular cavity 5 in the wall of the

nr-c-r '"' Frc/Ke (; nr-cr '"' Frc / Ke (;

7566 γ 7566 γ

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.AdSStrömkanals 4 from a secondary flow, which is essentially runs parallel to, but opposite to, the main outflow direction. The direction of the secondary flow is through the arrows C and D indicated. According to the arrows D, the secondary flow is pushed between the main flow E and the inner wall of the outflow channel 4; in this way the slower secondary flow envelops the faster main flow E. in the outflow channel 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.The device according to the innovation can be implemented in any way will. For example, according to FIG. 2, an inner tube 6 can be provided which is centrally symmetrical to the tube 7 of the Outflow channel 4 is arranged. The inner tube 6 can by spacers 8 fixed in position. If the spacers 8 extend over the entire length of the inner tube 6, 7 longitudinal channels 9 are formed between these and the pipe instead of the cavity 5.

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.Finally, within the scope of the innovation, it can be advantageous if the inside of the inner tube 6 is covered with a suitable absorption material is coated. 10 denotes the inside from 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.Furthermore, in the context of the innovation, it can be advantageous if the ends 11 and 12 of the inner tube are designed in this way according to FIG. 1 are that they adapt to the expected flow course.

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.Finally, as can be seen from FIG. 3, the valve cone 13 and the downstream half of the valve seat are included Lin bays 14 evenly distributed over the circumference, which are predominantly aligned parallel to the longitudinal axis 15 of the valve cone. The valve seat is denoted by 16.

- Schutzanspräche -- Protection claims -

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Claims

1. Valve with a device for reducing the noise generated by flowing media, in particular by gases, for which the faster main flow is encased by a secondary flow of lower speed, characterized in that the outflow channel (4) of the valve body (2) is double-walled, in such a way that the annular cavity (5) thus formed is connected at its longitudinal ends (11, % 2) to the interior of the valve body (2),

2. Valve according to claim 1, characterized in that that the cavity (5) is formed by an inner tube (6) arranged coaxially to the outflow channel (4).

3. Valve according to claims 1 and 2, characterized in that between the outflow channel (4) and the inner tube (6) spacers (8) are provided.

4. Valve according to claim 3, characterized in that that to form longitudinal channels (9) longitudinally parallel to the central axis of the outflow channel (4) extending spacers (8) are provided.

- 6 -

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^FrC - ^{/ Ke}

5. Valve according to one or more of claims i to 4, characterized in that the inner walls of the valve body are completely or partially lined with a sound-absorbing absorbent material.

6 ,. Valve according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the valve cone (13) and / or the downstream area of the valve seat (16) with evenly distributed over the circumference Indentations (14) are provided.

7. Valve according to claim 6, characterized in that that the indentations (14) run essentially parallel to the central axis (15) of the valve body (13).

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