FI79606C - Anordning foer daempning av tryckpulsationer i ett hoegtrycks hydraulsystem. - Google Patents

Description

1 79606

Laite paineaaltojen vaimentamiseksi korkeapainehydraulijärjestelmässä Häiritsevä paineaaltoilu voi esiintyä korkeapainehydraulijärjestelmissä, ja tämän aiheuttavat useimmiten häiriölähteet kuten pumput, hydraulimoottorit ja säätölaitteet.

On ehdotettu eri järjestelmiä näiden paineaaltojen vähentämiseksi, mutta yhteistä näille on ollut, että ne ovat olleet joko kalliita tai monimutkaisia, ei vähiten siksi, että vallitseva korkeapaine vaatii rakennemääräysten täyttämisen ja ehkäisee muuhun tarkoitukseen tarkoitettujen vaimenninkam-mioiden ja säiliöiden käyttöä.

Keksinnön tarkoituksena on tarjota laite, joka toimii akustisesti paremmin kuin tähänastiset vaimentimet, joka on helppo asentaa ja käyttää ja joka soveltuu massatuotantoon, ja joka on helposti sovitettavissa erisuuruisiin asennustiloihin.

Keksintö mahdollistaa vaimennuslaitteen liittämisen kompak-tisti pumppuun ja tämän käyttömoottoriin.

Keksintö kohdistuu tarkemmin sanottuna laitteeseen pulssiläh-teeltä, esim. pumpulta tulevien paineaaltojen vaimentamiseksi : korkeapainehydraulijärjestelmässä, jossa normaali lähteeltä tuleva syöttöputki on katkaistu ainakin yhdestä kohtaa ja korvattu vaimenninkammiolla, joka on halkaisijaltaan suurempi kuin syöttöputki, jolloin keksinnölle on tunnusomaista se, että vaimenninkammio on putki, jonka sisähalkaisija on pie- nempi kuin paineastian koon alaraja, ja jonka pituus olennaisesti vastaa toiminnassa olevan järjestelmän perusäänen aallonpituuden kuudesosaa, ja että ainakin kaksi olennaisesti samanlaista vaimenninkammiota on sovitettu sarjaan, ja liitetty toisiinsa putkella, jonka pituus olennaisesti vastaa neljäs-osaa perusäänen aallon pituudesta.

2 79606

Liitosputken halkaisija on edullisesti pienempi kuin syöttö-putken. Vaimenninkammiot sijaitsevat edullisesti vierekkäin siten, että liitosputki on taivutettu kammioiden ulkopuolella.

Osa liitosputkesta, joka on liitetty vaimenninkammioon, jatkuu edullisesti viimeksimainitussa. Syöttöputki on edullisesti liitetty vaimenninkammioon olennaisesti suorassa kulmassa tämän pitkittäisakselin suhteen, ja matkan päässä tämän suljetusta päästä.

Osa syöttöputkesta, joka ulottuu pulssilähteen ja vaimennin-kammion välillä, on edullisesti pieni osa kokonaisyöttötietä.

Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viittaamalla oheisiin kuvioihin, joissa kuvio 1 on diagrammi, joka esittää häiriötason ja -taajuuden yhteyttä korkeapainehydraulinesteputken sisällä, ja . kuvio 2 esittää erästä keksinnön mukaisen vaimentimen toteutusta .

Kuvion 2 mukainen hydraulijärjestelmä sisältää pumpun 10, ;-m jossa on aksiaaliset männät, jotka toimivat rinnakkain, s.o.

. yhdeksän mäntää, joita käyttää sähkömoottori 11. Pumpusta tu-** leva virtaus saapuu nestepaineen käyttäjälle suodattimen 12 kautta, joka on sovitettu kehykseen, joka sisältää säiliön 13, : : joka palauttaa nesteen käyttäjältä. Neste viedään pumpulle 10 tavanomaisella elimellä 14.

Syöttöputki 15 ulottuu pumpulta hydraulikoneelle keksinnön mukaisen vaimenninelimen kautta.

Syöttöputki 15 on mitoitettu koneen vaatimalle paineelle ja sisältää keskiosan 15a pumpun ja vaimentimen välillä, ja osan .* 15b viimeksimainitun ja suodattimen 12 välillä. Putken sisä- halkaisija voi olla esim. 25 mm.

3 79606

Vaimenninkammio on halkaisijaltaan suurempi kuin syöttöputki, ja sillä on oltava tietty tilavuus. Jotta säästyttäisiin kustannuksilta, on edullista voida käyttää korkeapaineputkea. Tämän sisähalkaisija ei kuitenkaan saa ylittää paineastialle asetettavaa alarajaa. Tämä tarkoittaa sitä, että sisähalkai-sija yleisesti ei saa ylittää 70 mm. Kammio, joka on halkaisijaltaan ja tilavuudeltaan suurempi on kallis valmistaa, ja sen päätyseinämät värähtelevät helposti, jolloin järjestelmä värähtelee pitkittäisesti.

Esitetty vaimennin 16 sisältää vaimenninputket 17 ja 18, joiden sisähalkaisija on alle 70 mm. Nämä on liitetty pitkän putken 19 kautta toisiinsa, jolla edullisesti on hieman pienempi sisähalkaisija kuin syöttöputkella 15. Pienempi putki 19 voi edullisesti olla taivutettu miten tahansa, jolloin vaimenninputket 17 ja 18 voivat sijaita edullisesti muiden komponenttien suhteen. Mikäli tarpeellista voidaan myös vaimenninputket 17 ja 18 taivuttaa. Korkeapainehydraulijärjestelmässä esiintyvät painepulssit riippuvat useasta tekijästä, s.o. pumpun muodosta ja nopeudesta, tai koneesta ja käyttö-paineesta, ja on ilmeistä, että vaimentimen 16 kokoa ja muotoa voidaan vaihdella paikallisten olosuhteiden ja vaimennus-tarpeiden mukaisesti.

Kuviossa 1 esitetään mitatut häiriöarvot dB:ssä eri värähtelytaajuuksilla (Hz). Ylempi käyrä 20 vastaa ei-vaimennetussa järjestelmässä mitattuja arvoja, ja alempi käyrä 21 esittää arvoja jotka on saatu keksinnön mukaisella järjestelmällä joka sisältää vaimentimen.

Jokainen pumppuakselin pyöritys aikaansaa painepulssin hyd-raulinesteessä, jolla on perustaajuus 22, mutta johtuen yhdeksästä männästä, jotka toimivat tietyllä tavalla limite-tysti, on resultoiva signaali suhteellisen suora. Kuitenkin esiintyy tietyt huiput 23 tässä signaalissa, jotka johtuvat nesteen kokoonpuristuksesta, joka johtuu nestepaineen lisäyk- 4 79606 sestä, ja sitä seuraavasta nopeasta kompensoinnista. Etenkin nämä painehuiput aiheuttavat häiritsevää melua, perustaajuu- della (f ) 22 ja tämän yliäänillä. o

Teräsputkea olevan hydraulijärjestelmän sisäinen akustinen nopeus on noin 1 350 m/s öljyllä, joka on verrattavissa nopeuteen 350 m/s ilmalla tai kaasulla. Hydraulijärjestelmän aallonpituudet ovat siksi noin neljä kertaa pidemmät, mikä mahdollistaa interferenssiabsorption vaimentimen sisällä, mikäli tämä on tarpeeksi pitkä.

Kuten on mainittu yllä, riippuu järjestelmän paineaaltoilu useasta tekijästä, jotka liittyvät rakenteeseen. Vaimentimen pituus ja tilavuus on siksi muunneltavissa laajasti.

Tärkeä parametri on neljäsosa aallonpituus perusäänestä, λ/4.

λ /4 = 1350 f =22 (kuviossa 1) o 4 x f o

Esimerkki: f = 200 Hz antaa V4 = 1,7 mm o

Yhdysputken 19 pituus on edullisesti valittu noin neljäsosa aallonpituudeksi.

Vaimenninputken 17 ja 18 pituus L on edullisesti valittu noin 2/3 putkesta 19. Voidaan vaihtoehtoisesti valita myös pidemmät putket, mikäli huomioidaan sopiva interferenssivaikutus, jolloin aikaansaadaan hyvä absorptio vaadittavalla taajuusalueella .

Suuremmalla virtausnopeudella kuin 400 l/min, valitaan pidemmät putket jotta aikaansaataisiin riittävä tilavuus ja kuitenkin pienet vaimenninputkien 17 ja 18 mitat.

5 79606

Syyt miksi valitaan pitkät putket ovat: 1. Putkien sisähalkaisija voidaan pitää pienenä, joka helpottaa lujan rakenteen tekemisen.

2. Interferenssiaaltojen vaimentaminen on mahdollisimman helppoa.

3. Putki-tila-putki-tila-putki-tila-järjestelmän (15a-17-19-18-15b) resonanssit ovat yleensä perustaajuuden alapuolella. Pidemmät putket vähentävät tarvittavaa tilavuutta, koska taajuus pidetään vakiona. Normaalilla mitoituksella ovat käytetyt pituudet pienemmät kuin neljäsosa aallonpituutta.

Liitosputken 19 pituus voi vaihdella suhteessa viritettäviin taajuuksiin, eikä sen päiden tarvitse ulottua yhtä pitkälle kummassakin vaimenninputkessa 17, 18'.

Nämä päät, jotka sijaitsevat poispäin liitosputkesta 19 on tukittu päätyseinämillä 24, joita vastaan aallot heijastuvat maksimipaineella. Syöttöputkien 15a liitos (b) on tehty suorassa kulmassa vaimenninputkien akselin suhteen ja etäisyydellä b viereisestä päätyseinämästä 24, joka etäisyys on valittu suhteessa oletettuun heijastusaaltoon.

Yllä selostettu toteutus on ainoastaan keksinnön eräs sovellutus, jota voidaan vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa. Eräässä tapauksessa on ainoastaan yksi vaimennin 17 tarpeen, jolloin osat 15a, b syöttöputkessa voidaan aksiaalisesti liittää vaimenninputken päätyseinämiin. Muissa tapauksissa on edullista käyttää useampaa kuin kahta vaimen-ninputkea. Eräs yksinkertainen sovitelma on kaksinkertaistaa esitetty toteutus kahdella vaimenninputkella, s.o. neljä vai-menninputkea, jolla on hyvin suuri vaimentava vaikutus.

Vaimenninputkien ei tarvitse olla yhtä pitkiä, ja syöttöput-kiosan 15a pituuden pienentämiseksi voi vaimenninputken 17 toinen pää olla taivutettu ja sovitettu suoraan pumppuun 10. Useat sijaintimahdollisuudet ovat mahdollisia.

6 79606

Mikäli virtaus on pieni, on mahdollista jakaa toinen vaimen-ninputki jakoseinällä kahteen kammioon, jotka on liitetty toisiinsa jakoseinän kautta kulkevalla pienellä putkella, joka vastaa liitosputkea 19. Tämä putki on edullisesti ruuvi-maisesti kierretty jotta aikaansaataisiin tarvittava pituus lyhyemmässä putkessa.

Riippuen tarjolla olevasta tilasta voidaan vaimenninputket 17 ja 18 sovittaa eri kulmaan toistensa suhteen. Liitosputken 19 taivutettu osa voidaan osittain korvata hydraulisella letkulla .

Claims (3)

7 79606

1. Laite pulssilähteeltä, esim. pumpulta (10) tulevien paineaaltojen vaimentamiseksi korkeapainehydraulijärjestelmässä, jossa normaali lähteeltä (10) tuleva syöttöputki (15a, 15b) on katkaistu ainakin yhdestä kohtaa ja korvattu vaimenninkam-miolla, joka on halkaisijaltaan suurempi kuin syöttöputki (15), tunnettu siitä, että vaimenninkammio (17, 18) on putki, jonka sisähalkaisija on pienempi kuin paineastian koon alaraja, ja jonka pituus olennaisesti vastaa toiminnassa olevan järjestelmän perusäänen aallonpituuden kuudesosaa, ja että ainakin kaksi olennaisesti samanlaista vaimenninkammiota (17, 18) on sovitettu sarjaan, ja liitetty toisiinsa putkella (19), jonka pituus olennaisesti vastaa neljäsosaa perusäänen aallon pituudesta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että vaimenninkammiot (17, 18) sijaitsevat vierekkäin, jolloin liitosputki (19) on taivutettu kammioiden ulkopuolella olevassa tilassa.

3. Jonkin patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että osa liitosputkesta (19), joka on liitetty vaimenninkammioon (17), jatkuu kammion sisään. 1 Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että vaimenninkammion (17, 18) toinen pää on suljettu (24) ja että vaimenninkammioon liitetty syöttöputki (15a, 15b) on olennaisesti suorassa kulmassa kammion pitkittäisakselin suhteen, ja etäisyydellä tämän suljetusta päästä.