EP2396552B1 - Schalldämpfer für eine strömungs- oder kolbenmaschine - Google Patents

Schalldämpfer für eine strömungs- oder kolbenmaschine Download PDF

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EP2396552B1
EP2396552B1 EP09795312.9A EP09795312A EP2396552B1 EP 2396552 B1 EP2396552 B1 EP 2396552B1 EP 09795312 A EP09795312 A EP 09795312A EP 2396552 B1 EP2396552 B1 EP 2396552B1
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EP
European Patent Office
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disc
housing
vibration
arrangement
pipe
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP09795312.9A
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EP2396552A2 (de
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Richard BÜSSOW
Ralf GÖDDE
Udo Thiel
Thomas Barwanietz
Daniela Joswig
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MAN Energy Solutions SE
Original Assignee
MAN Diesel and Turbo SE
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Publication date
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Application granted granted Critical
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/06—Silencing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/0027—Pulsation and noise damping means
    • F04B39/0044—Pulsation and noise damping means with vibration damping supports
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/001—Noise damping
    • F04B53/003—Noise damping by damping supports
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/12—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C18/14—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F04C18/16—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2270/00—Control; Monitoring or safety arrangements
    • F04C2270/12—Vibration

Definitions

  • the invention relates to a silencer for a flow or piston machine, in particular for a screw compressor or expander, according to the preamble of claim 1.
  • a silencer is known in the fluid flows around a central damper gate, which are housed in a housing, To reduce the transmission and radiation of sound, the housing is surrounded on its outside with a sand jacket.
  • the generic US 5 507 159 A discloses a collector assembly of a refrigerator compressor, wherein in the collector located in the disc elements at the ends of which cushions for vibration damping are present.
  • JP 2000 21 2228 A there is disclosed an exhaust muffler which provides damping members for sound attenuation at the ends of disk members connecting the muffler outer mantle to the inner exhaust pipe. Further silencers are in GB 2 389 150A .
  • the object of the present invention is to provide an improved silencer for a flow or piston machine, in particular for a screw compressor.
  • a silencer according to the preamble of claim 1 is further developed by the characterizing features of claim 1.
  • Claim 10 provides a method for producing a special embodiment of the silencer according to the invention under protection, the further subclaims relate to advantageous developments.
  • the present invention is based, on the one hand, on the recognition that the previous cladding with sand does not optimally damp vibrations of the housing since the sand does not uniformly bear everywhere due to the gravitational effect. Therefore, it is proposed according to a preferred embodiment of the invention to cover the housing on its outside by a vibration-damping jacket made of dimensionally stable material, so that there is a uniform contact between the housing and the jacket.
  • a vibration-damping jacket made of dimensionally stable material, so that there is a uniform contact between the housing and the jacket.
  • the use of dimensionally stable material can also simplify the attachment of the shell to the housing.
  • the present invention takes into account the fact that structure-borne noise in silencers, as they have been used according to in-house practice, takes place in the frequency ranges relevant in the operation in substantial proportions on the inner tubes, so that the sole damping of the housing on its outside by the Sandmantel the transmission and radiation of sound is not optimally reduced. Therefore, it is proposed according to the invention, which may be particularly preferably combined with the above-described shell of dimensionally stable material, to arrange between a pipe assembly and the housing an elastic, vibration damping and disc-shaped element. As a result, the tube arrangement can be partially decoupled in terms of vibration technology and, in particular, a transmission of structure-borne noise can thus be reduced.
  • An inventive silencer is provided for a flow or piston machine, in particular a compressor, and is used with particular advantage in screw compressors, which are exposed to strong periodic vibration excitation due to their mechanism of action, It comprises a single, or preferably, multi-part housing, a tube assembly with one or, preferably, a plurality of tubes for guiding a fluid of the flow or.
  • Piston machine such as a process gas, a liquid or the like, and a disc assembly with one or, preferably a plurality of discs which are releasably clamped, for example by a screw frictionally clamped or insoluble, for example by welding, are attached to the housing and carry the tubes of the tube assembly ,
  • one or more disks may also be formed, at least in part, integrally with the housing, for example, be formed or formed.
  • At least one elastic, vibration-damping element is arranged between the tube arrangement and the housing in order to at least partially decouple the tube arrangement with respect to the housing in terms of vibration technology.
  • One or more, preferably all, elastic elements are designed so that they absorb vibrations and, for this purpose, preferably have higher damping constants with regard to relevant frequency ranges.
  • a higher damping constant can be characterized for example by a sufficiently large amplitude reduction in the frequency response of the muffler in the range of relevant frequencies.
  • an elastic element made of an elastomer, a thermoset or thermoset or sealing materials, which are also used for flange connections exist.
  • vibration-damping elements Due to the vibration decoupling resonance frequencies of the muffler and amplitude peaks in its frequency response, ie the vibration response to excitations on the frequency of the excitation shifted, and thus the transmission and emission of sound can be reduced. By vibration-damping elements, additional vibration energy can be dissipated, thus further reducing the transmission and emission of sound.
  • One or more, preferably all discs of the disc assembly have an elastic element.
  • a disk-shaped, elastic element for example made of a plastic such as polystyrene, sealing materials or other viscoelastic material, in particular made of rubber, on a metal layer of the disc, preferably insoluble, attached, for example, hereby glued, vulcanized or sprayed.
  • a metal layer of the disc preferably insoluble, attached, for example, hereby glued, vulcanized or sprayed.
  • Each two Metalliagen surrounded sandwich a disc-shaped elastic element.
  • the discs are bending or völbelastisch and thus decouple the tubes relative to the housing.
  • a vibration damping member on the disks dissipates vibratory energy in both the tubes suspended from the discs and vibrational energy in the fluid impinging on the discs.
  • the tube assembly is frictionally secured to the disc assembly by, for example, tubes of the tube assembly in bores or sleeves are pushed or pushed, which are formed in slices or attached thereto.
  • elastic, preferably vibration damping elements for example made of plastic, rubber or other viscoelastic materials can be arranged in the contact region between the tube and disc.
  • one or more, preferably all tubes of the tube assembly have openings transverse to a direction of flow.
  • pipes can be made, for example, from perforated plates, wire mesh or the like. The fluid flowing through these openings reduces vibrations, and the thermodynamic property and weight of the muffler are improved.
  • damping material such as mineral wool, may be arranged to further dampen vibrations in the fluid.
  • the diameter of the tubes is chosen so small that transverse modes can be reduced in the muffler, this is the product of, in particular hydraulic, diameter D of the tube, the circle number ⁇ ; and the ejection frequency f A of the flow or piston machine advantageously at most twice, in particular at most 1.8 times the speed of sound c of the fluid of the flow or piston machine, so that the following applies: D ⁇ 1 . 8th ⁇ c f A ⁇ ⁇ ,
  • tubes are preferably distributed equidistant over the circumference of the housing.
  • the housing may be completely or partially covered on its outside with a vibration-damping jacket of dimensionally stable material.
  • This coat shifts on the one hand its mass resonance frequencies of the muffler and amplitude peaks in its frequency response, on the other he attenuates in particular higher-frequency vibrations.
  • the dimensionally stable material thereby improves the contact and thus the vibration-technical coupling with the housing.
  • dimensionally stable material has better damping properties.
  • dimensionally stable jacket material is that, in contrast to sand, it can be arranged better on the housing.
  • it may be applied to the housing in a liquid or viscous state, for example by spraying it on or immersing the housing in a bath of dimensionally stable material, and then solidifying it on the housing, for example by itself, with the addition of heat, in reaction with air. or cure by addition of crosslinking agent.
  • the dimensionally stable material is adhesive, i.e. adheres to other surfaces. This further improves the contact and thus the vibration control coupling with the housing even further and also simplifies the attachment to the housing.
  • fiber cement mortar or plastic in particular polyurethane have shown.
  • Fig. 1 shows the upper half of a muffler according to an embodiment of the present invention in longitudinal section. It comprises a three-part housing with an upstream in the flow direction front housing part 1.1, one with this via flanges, as in Fig. 1 indicated by dash-dotted lines, screwed middle part 1.2 and a downstream rear housing part 1.3, which is formed substantially symmetrically to the front housing part 1.1 and is also bolted to the central part 1.2 via flanges.
  • a disc 3 or 4 of a disc assembly is frictionally clamped
  • These discs are constructed in three parts and each comprise an elastic disc 3.3 or 4.3, which sandwiched between metal layers 3.1, 3.2 and 4.1, 4.2 added and connected to them.
  • the elastic discs 3.3, 4.3 are made of polystyrene and glued to the metal layers 3.1, 3.2 and 4.1, 4.2.
  • the disks 3, 4 have three evenly distributed over the inner circumference of the housing bores, which are penetrated by sleeves 3.4 and 4.4 respectively. These sleeves have on their inner circumference a paragraph and are welded on its outer periphery with the discs 3 and 4, as in Fig.1 indicated in a customary manner by filled triangles.
  • one-piece disc 5 is welded, which has aligned with the holes of the discs 3, 4 holes in the sleeves 5.1 are also inserted, which have on their inner circumference a central, inwardly projecting shoulder and are welded to the disc 5. This disc increases the stiffness of the muffler and in particular counteracts vibrations.
  • a dimensionally stable jacket 9 made of fiber cement mortar or polyurethane is applied.
  • the jacket 9 can be omitted from dimensionally stable material.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer für eine Strömungs- oder Kolbenmaschine, insbesondere für einen Schraubenkompressor oder -expander, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Beim Betrieb von Strömungs- und Kolbenmaschinen treten häutig Schwingungen auf, die beispielsweise durch Druckschwankungen im Fluid, periodische Anregungen der Maschine oder dergleichen aufgeprägt werden und insbesondere zu unerwünschter Schallabstrahlung führen. Um die Weiterleitung und Abstrahlung von Schall zu reduzieren, ist es bekannt, Strömungs- und Kolbenmaschinen oder deren Stufen Schalldämpfer vor-/ und/oder nachzuschalten, die von dem Fluid durchströmt werden und dabei, in der Regel dissipativ, Druckschwankungen im Fluid reduzieren.
  • Aus betriebsinterner Praxis ist hierzu ein Schalldämpfer bekannt, in dem Fluid eine zentrale Dämpferkulisse umströmt, die in einem Gehäuse aufgenommen sind, Um die Weiterleitung und Abstrahlung von Schall zu reduzieren, ist das Gehäuse auf seiner Außenseite mit einem Sandmantel umgeben.
  • Die gattungsgemäße US 5 507 159 A offenbart eine Sammleranordnung eines Kühlschrankkompressors, wobei in den im Sammler befindenden Scheibenelementen an deren Enden Falze zur Schwingungsdämpfung vorhanden sind. In JP 2000 21 2228 A ist ein Abgasschalldämpfer offenbart, der zur Schalldämpfung an den Enden von Scheibenelementen, die den äußeren Mantel des Schalldämpfers mit dem inneren Abgasrohr verbinden, Dämpfungselemente vorsieht. Weitere Schalldämpfer sind in GB 2 389 150A , US 4 244 442 A und FR 2 869 949 A1 beschrieben.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesserten Schalldämpfer für eine Strömungs- oder Kolbenmaschine, insbesondere für einen Schraubenkompressor zur Verfügung zu stellen.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Schalldämpfer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 weitergebildet.
  • Anspruch 10 stellt ein Verfahren zur Herstellung einer besonderen Ausführung des erfindungsgemäßen Schalldämpfers unter Schutz, die weiteren Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen.
  • Die vorliegende Erfindung basiert zum einen auf der Erkenntnis, dass die bisherige Ummantelung mit Sand Schwingungen des Gehäuses nicht optimal dämpft, da der Sand aufgrund der Schwerkraftwirkung nicht überall gleichmäßig anliegt. Daher wird gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung vorgeschlagen, das Gehäuse auf seiner Außenseite durch einen schwingungsdämpfenden Mantel aus formbeständigem Material zu bedecken, so dass ein gleichmäßiger Kontakt zwischen Gehäuse und Mantel vorliegt. Vorteilhaft kann die Verwendung formbeständigen Materials auch die Befestigung des Mantels an dem Gehäuse vereinfachen.
  • Zum anderen trägt die vorliegende Erfindung der Erkenntnis Rechnung, dass Körperschall in Schalldämpfern, wie sie nach betriebsinterner Praxis bisher eingesetzt werden, in den im Betrieb relevanten Frequenzbereichen in wesentlichen Anteilen über die Innenrohre erfolgt, so dass die alleinige Dämpfung des Gehäuses auf seiner Außenseite durch den Sandmantel die Weiterleitung und Abstrahlung von Schall nicht optimal reduziert. Daher wird nach der Erfindung, die besonders bevorzugt mit dem vorstehend erläuterten Mantel aus formbeständigem Material kombiniert sein kann, vorgeschlagen, zwischen einer Rohranordnung und dem Gehäuse ein elastisches, schwingungsdämpfend ausgebildetes und scheibenförmiges Element anzuordnen. Hierdurch kann die Rohranordnung schwingungstechnisch teilweise entkoppelt und so insbesondere eine Weiterleitung von Körperschall reduziert werden.
  • Ein erfindungsgemäßer Schalldämpfer ist für eine Strömungs- oder Kolbenmaschine, insbesondere einen Kompressor, vorgesehen und wird mit besonderem Vorteil bei Schraubenkompressoren verwendet, die aufgrund Ihres Wirkmechanismus einer starken periodischen Schwingungsanregung ausgesetzt sind, Er umfasst ein ein-, oder bevorzugt, mehrteiliges Gehäuse, eine Rohranordnung mit einem oder, bevorzugt, mehreren Rohren zur Führung eines Fluids der Strömungs-bzw. Kolbenmaschine, etwa eines Prozessgases, einer Flüssigkeit oder dergleichen, und einer Scheibenanordnung mit einer oder, bevorzugt mehreren Scheiben, die lösbar, beispielsweise durch eine Verschraubung reibschlüssig geklemmt, oder unlösbar, beispielsweise durch Verschweißen, an dem Gehäuse befestigt sind und die Rohre der Rohranordnung tragen. Insbesondere können sind ein oder mehrere Scheiben auch, wenigstens teilweise, integral mit dem Gehäuse ausgebildet, beispielsweise ur- oder umgeformt sein.
  • Nach der vorliegenden Erfindung ist zwischen der Rohranordnung und dem Gehäuse wenigstens ein elastisches, schwingungsdämpfend ausgebildetes Element angeordnet, um die Rohranordnung gegenüber dem Gehäuse wenigstens teilweise schwingungstechnisch zu entkoppeln. Ein oder mehrere, vorzugsweise alle elastischen Elemente sind schwingungsdämpfend ausgebildet und weisen hierzu bezüglich relevanter Frequenzbereiche vorzugsweise höhere Dämpfungskonstanten auf. Eine höhere Dämpfungskonstante kann beispielsweise durch eine ausreichend große Amplitudenreduzierung im Frequenzgang des Schalldämpfers im Bereich relevanter Frequenzen gekennzeichnet sein. Insbesondere kann ein elastisches Element aus einem Elastomer, einem Thermo- oder Duroplast oder Dichtungsmaterialien, die auch für Flanschverbindungen eingesetzt werden, bestehen.
  • Durch die schwingungstechnische Entkopplung können Resonanzfrequenzen des Schalldämpfers und Amplitudenspitzen in seinem Frequenzgang, i.e. der Schwingungsantwort auf Anregungen über der Frequenz der Anregung, verschoben und so die Weiterleitung und Abstrahlung von Schall reduziert werden. Durch schwingungsdämpfende Elemente kann zusätzlich Schwingungsenergie dissipiert und so die Weiterleitung und Abstrahlung von Schall noch weiter reduziert werden.
  • Eine oder mehrere, vorzugsweise alle Scheiben der Scheibenanordnung weisen ein elastisches Element auf. Hierzu kann beispielsweise ein scheibenförmiges, elastisches Element, beispielsweise aus einem Kunststoff wie Polystyrol, Dichtungsmaterialien oder einem anderen viskoelastischem Material, insbesondere aus Gummi, an einer Metalllage der Scheibe, vorzugsweise unlösbar, befestigt, beispielsweise hiermit verklebt, aufvulkanisiert oder aufgespritzt sein. Dabei umgeben je zwei Metalliagen sandwichartig ein scheibenförmiges elastisches Element.
  • Durch die, vorzugsweise dünnen, Metalllagen und das elastische Element sind die Scheiben biege- bzw. wölbelastisch und entkoppeln so die Rohre gegenüber dem Gehäuse. Zudem dissipiert ein schwingungsdämpfendes Element an den Scheiben Schwingungsenergie sowohl in an den Scheiben aufgehängten Rohren als auch Schwingungsenergie in dem auf die Scheiben auftreffenden Fluid.
  • Zusätzlich oder alternativ können auch zwischen eine oder mehreren, vorzugsweise allen Scheiben und der Rohranordnung elastische, bevorzugt schwingungsdämpfende Elemente angeordnet sein.
  • In einer bevorzugten Ausführung ist die Rohranordnung reibschlüssig an der Scheibenanordnung befestigt, indem beispielsweise Rohre der Rohranordnung in Bohrungen oder Hülsen ein- oder aufgeschoben sind, die in Scheiben ausgebildet bzw. an diesen befestigt sind. Dann können im Kontaktbereich zwischen Rohr und Scheibe elastische, bevorzugt schwingungsdämpfende Elemente, beispielsweise aus Kunststoff, Gummi oder anderen viskoelastischen Materialien angeordnet sein. Durch eine solche reibschlüssige Klemmverbindung kann zudem vorteilhaft die Montage und Demontage des Schalldämpfers vereinfacht werden.
  • Bevorzugt weisen ein oder mehrere, vorzugsweise alle Rohre der Rohranordnung Öffnungen quer zu einer Durchströmungsrichtung auf. Hierzu können Rohre beispielsweise aus Lochblechen, Drahtgeflecht oder dergleichen hergestellt sein. Das durch diese Öffnungen strömende Fluid reduziert Schwingungen, zudem werden die thermodynamischen Eigenschaft und das Gewicht das Schalldämpfers verbessert.
  • Zwischen Rohren der Rohranordnung: aber auch innerhalb einiger Rohre kann Dämpfungsmaterial, beispielsweise Mineralwolle, angeordnet sein, um Schwingungen im Fluid weiter zu dämpfen.
  • Bevorzugt wird der Durchmesser der Rohre so klein gewählt, dass Quermoden im Schalldämpfer reduziert werden können, Hierzu beträgt das Produkt aus, insbesondere hydraulischem, Durchmesser D des Rohres, der Kreiszahl π; und der Ausstoßfrequenz fA der Strömungs- bzw. Kolbenmaschine vorteilhafterweise höchstens das Doppelte, insbesondere höchstens das 1,8-fache der Schallgeschwindigkeit c des Fluids der Strömungs- bzw. Kolbenmaschine, so dass gilt: D < 1 , 8 ⋅ c f A ⋅ π .
    Figure imgb0001
  • Um gleichwohl einen ausreichenden Gesamtquerschnitt des Schalldämpfers zu realisieren, sind in einer bevorzugten Ausführung mehrere, insbesondere wenigstens drei Rohre vorzugsweise äquidistant, über den Umfang des Gehäuses verteilt in diesem aufgenommen.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform kann das Gehäuse auf seiner Außenseite ganz oder teilweise mit einem schwingungsdämpfenden Mantel aus formbeständigem Material bedeckt sein. Dieser Mantel verschiebt zum einen durch seine Masse Resonanzfrequenzen des Schalldämpfers und Amplitudenspitzen in seinem Frequenzgang, zum anderen dämpft er insbesondere höherfrequente Schwingungen. Im Gegensatz zu Sandmänteln verbessert das formbeständige Material dabei den Kontakt und damit die schwingungstechnische Kopplung mit dem Gehäuse. Zudem hat sich herausgestellt, dass formbeständiges Material bessere Dämpfungseigenschaften aufweist.
  • Ein weiterer Vorteil formbeständigen Mantelmaterials besteht darin, dass es - im Gegensatz zu Sand, besser an dem Gehäuse angeordnet werden kann. Vorzugsweise kann es hierzu in flüssigem oder viskosem Zustand auf das Gehäuse aufgebracht werden, indem es beispielsweise aufgespritzt oder das Gehäuse in ein Bad aus formbeständigem Material getaucht wird, und sich dann am Gehäuse verfestigen, beispielsweise von selbst, unter Wärmezufuhr, in Reaktion mit Luft, oder durch Zugabe von Vernetzungsmittel aushärten.
  • Bevorzugt ist das formbeständige Material haftend, i.e. haftet an anderen Oberflächen. Dies verbessert den Kontakt und damit die schwingungstechnische Kopplung mit dem Gehäuse noch weiter und vereinfacht auch die Befestigung an dem Gehäuse.
  • Als besonders geeignete formbeständige und haftende Materialien, die gleichermaßen gute Dämpfungseigenschaften aufweisen und gut handhabbar sind, haben sich Faserzementmörtel oder Kunststoff, insbesondere Polyurethan gezeigt.
  • Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen und dem Ausführungsbeispiel. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert, die einzige
    • Fig. 1:
    die obere Hälfte eines Schalldämpfers nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung im Längsschnitt.
  • Fig. 1 zeigt die obere Hälfte eines Schalldämpfers nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung im Längsschnitt. Er umfasst ein dreiteiliges Gehäuse mit einem in Durchströmungsrichtung stromaufwärtigen vorderen Gehäuseteil 1.1, einem mit diesem über Flansche, wie in Fig. 1 durch strichpunktierte Linien angedeutet, verschraubten Mittelteil 1.2 sowie einem stromabwärtigen hinteren Gehäuseteil 1.3, der im Wesentlichen symmetrisch zum vorderen Gehäuseteil 1.1 ausgebildet und ebenfalls über Flansche mit dem Mittelteil 1.2 verschraubt ist.
  • Zwischen den Flanschen von vorderem Gehäuseteil 1.1 und Mittelteil 1.2 bzw. Mittelteil 1.2 und hinterem Gehäuseteil 1.3 ist jeweils eine Scheibe 3 bzw. 4 einer Scheibenanordnung reibschlüssig geklemmt Diese Scheiben sind dreiteilig aufgebaut und umfassen jeweils eine elastische Scheibe 3.3 bzw. 4.3, welche sandwichartig zwischen Metalllagen 3.1, 3.2 bzw. 4.1, 4.2 aufgenommen und mit diesen verbunden ist. Die elastische Scheiben 3.3, 4.3 sind aus Polystyrol und auf die Metalllagen 3.1, 3.2 bzw. 4.1, 4.2 aufgeklebt.
  • Die Scheiben 3, 4 weisen drei über den Innenumfang des Gehäuses gleichmäßig verteilte Bohrungen auf, die von Hülsen 3.4 bzw. 4.4 durchgriffen werden. Diese Hülsen weisen an ihrem Innenumfang einen Absatz auf und sind auf ihrem Außenumfang mit den Scheiben 3 bzw. 4 verschweißt, wie in Fig.1 in fachüblicher Weise durch ausgefüllte Dreiecke angedeutet.
  • Etwa in der Mitte des Gehäuses 1 ist eine weitere, einteilige Scheibe 5 eingeschweißt, die mit den Bohrungen der Scheiben 3, 4 fluchtende Bohrungen aufweist, in die ebenfalls Hülsen 5.1 eingesteckt sind, die an ihrem Innenumfang einen zentralen, nach innen vorspringenden Absatz aufweisen und mit der Scheibe 5 verschweißt sind. Diese Scheibe erhöht die Steifigkeit des Schalldämpfers und wirkt insbesondere Schwingungen entgegen.
  • Drei parallele Paare miteinander fluchtender Rohre, von denen im oberen Längsschnitt der Fig. 1 nur eine Paar 2.1, 2.2 dargestellt ist, sind mit ihren Stirnseiten jeweils in die Hülsen 3.4, 5.1 bzw. 5.1, 4.4 reibschlüssig eingeschoben und durch diese klemmend im Gehäuse 1 gehalten, was vorteilhafterweise auch einen Ausgleich unterschiedlicher, beispielsweise thermisch bedingter, Längenänderungen von Gehäuse 1 und Rohren 2 ermöglicht.. Zwischen Hülseninnen- und Rohraußenumfang ist dabei jeweils ein viskoelastisches Element in Form eines Gummi- oder Kunststoffringes 6, 7 bzw. 8 angeordnet. Die Rohre 2.1, 2.2 sind aus Lochblech hergestellt.
  • Im Wesentlichen auf der gesamtem Außenumfangsfläche des Mittelteils 1.2 ist ein formbeständiger Mantel 9 aus Faserzementmörtel oder Polyurethan aufgebracht.
  • Der Schalldämpfer ist in der Lage, Druckpulsationen im Fluid, welches beispielsweise von einem Schraubenkompressor (nicht dargestellt) in den Schalldämpfer gefördert wird, zu dämpfen und zudem die Weiterleitung und Abstrahlung von Körperschall wirkungsvoll zu reduzieren:
    • durch das Durchströmen der gelochten Rohre 2.1, 2.2 werden Druckpulsationen im Fluid gedämpft;
    • durch die Aufhängung an Scheiben 3, 4 mit viskoelastischen Mittelschichten 3.3, 4.3 im Gehäuse 1 und die reibschlüssige Befestigung über viskoelastische Hülsen 6, 7, 8 an den Scheiben 3, 4 und 5 sind die Rohre 2.1, 2.2 gegen das Gehäuse 1 schwingungstechnisch im Wesentlichen entkoppelt, wobei weitergeleitete Schwingungen, insbesondere Körperschall, zusätzlich durch Verformungsarbeit der viskoelastischen Elemente 3.3, 4.3, 6, 7 und 8 dissipiert wird;
    • die insoweit als schalltote Bleche wirkenden Scheiben 3,4 dämpfen Schwingungen im Fluid; und
    • der formbeständige Mantel 9 dämpft zusätzlich Schwingungen im Gehäuse 1.
  • Die vorgenannten Maßnahmen wirken vorteilhaft zusammen. Gleichwohl kann bereits durch eine dieser Maßnahmen eine vorteilhafte Schallreduzierung erreicht werden. So können beispielsweise in einer nicht dargestellten Abwandlung die Rohre 2.1, 2.2 direkt, i.e. ohne Zwischenschaltung von viskoelastischen Hülsen 6 bis 8, in die Hülsen 3.4, 4.4 bzw. 5.1 eingesteckt sein, was vorteilhaft die Dauerfestigkeit des Schalldämpfers und die Montage bzw. Demontage verbessern kann. Alternativ kann der Mantel 9 aus formbeständigem Material entfallen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1.1-1.3
    Gehäuseteile
    3
    Scheibe
    3.1,3.3
    Metalllage
    3.3
    elastisches Element
    3.4
    Hülse
    4
    Scheibe
    4.1, 4.3
    Metalllage
    4.3
    elastisches Element
    4.4
    Hülse
    5
    Scheibe
    5.1
    Hülse
    6-8
    elastisches Element
    9
    Mantel

Claims (10)

  1. Schalldämpfer für eine Strömungs- oder Kolbenmaschine, mit:
    - einem Gehäuse (1.1-1.3);
    - einer Scheibenanordnung mit wenigstens einer Scheibe (3, 4, 5), die an dem Gehäuse befestigt ist; und
    - einer an der Scheibenanordnung befestigten Rohranordnung mit wenigstens einem Rohr (2.1, 2.2) zur Führung eines Fluides der Strömungs- bzw. Kolbenmaschine, wobei
    - zwischen der Rohranordnung und dem Gehäuse wenigstens ein elastisches, schwingungsdämpfend ausgebildetes Element (3.3, 4.3, 6, 7, 8) angeordnet ist, und wobei
    - eine Scheibe (3. 4) der Scheibenanordnung ein elastisches, schwingungsdämpfend ausgebildetes und scheibenförmiges Element (3.3, 4.3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Scheibe (3, 4) der Scheibenanordnung wenigstens eine Metalllage (3.1, 3.2, 4.1, 4,2) und ein daran befestigtes elastisches, schwingungsdämpfend ausgebildetes und scheibenförmiges Element (3.3.4.3) aufweist, wobei je zwei Metalllagen ein elastisches, schwingungsdämpfend ausgebildetes und scheibenförmiges Element sandwichartig umgeben.
  2. Schalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Scheibenanordnung und der Rohranordnung ein elastisches, schwingungsdämpfend ausgebildetes Element (S, 7, 8) angeordnet ist.
  3. Schalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohranordnung reibschlüssig an der Scheibenanordnung befestigt ist.
  4. Schalldämpfer nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenanordnung eine Hülse (3.4. 4.4, 5,1) aufweist, in der ein Rohr (2.1, 2.2) der Rohranordnung reibschlüssig aufgenommen ist.
  5. Schalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rohr (2.1) der Rohranordnung Öffnungen quer zu einer Durchströmungsrichtung aufweist.
  6. Schalldämpfer nach einem der vorhergehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb und/oder außerhalb der Rohranordnung Dämpfungsmaterial angeordnet ist.
  7. Schalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt aus einem Umfang (Dπ) eines Rohres der Rohranordnung und einer Ausstoßfrequenz (fA) der Strömungs- bzw. Kolbenmaschine höchstens das Doppelte, insbesondere höchstens das 1,8-fache der Schallgeschwindigkeit (c) des Fluids der Strömungs- bzw. Kolbenmaschine beträgt (D < 1,8c / {fAπ) < 2c / fAπ).
  8. Schalldämpfer, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen schwingungsdämpfenden Mantel (9) aus formbeständigem Material, welcher das Gehäuse (2.2) auf seiner Außenseite wenigstens teilweise bedeckt.
  9. Schalldämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das formbeständige Material Faserzementmörtel oder Kunststoff umfasst.
  10. Verfahren zur Herstellung eines Schalldämpfers nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das formbeständige Material in flüssigem Zustand auf das Gehäuse aufgebracht wird und dort verfestigt.
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