ITMI20081132A1

ITMI20081132A1 - Elemento di tubazione flessibile per mezzi gassosi

Info

Publication number: ITMI20081132A1
Application number: IT001132A
Authority: IT
Inventors: Massimo Messina
Original assignee: Umfotec Umformtechnik Gmbh; Witzenmann Gmbh
Priority date: 2007-06-27
Filing date: 2008-06-24
Publication date: 2008-12-28
Also published as: DE202007009054U1

Description

Descrizione di una invenzione avente per titolo "ELEMENTO DI TUBAZIONE FLESSIBILE PER GASSOSI

DESCRIZIONE

L'invenzione si riferisce a un elemento di tubazione flessibile per mezzi gassosi e in particolare per l'installazione in tubazioni dì scarico di motori a combustione di autoveicoli con un soffietto dì metallo a spirale o a ondulazione parallela, provvisto di estremità di raccordo e un elemento dì smorzamento disposto coassiale all'interno del soffietto e fissato su una delle due estremità di raccordo.

Elementi di tubazione del genere vengono impiegati ad esempio in autocarri diesel negli impianti di scarico dei gas dietro ì turbocompressori a gas di scarico per conseguire oltre a un disaccoppiamento delle oscillazioni delle parti dì tubazione collegate a questi con l’ausilio dell'elemento di smorzamento, anche una riduzione dei rumori del flusso, in particolare del cosiddetto fischio del turbocompressore ad alta frequenza. Nel caso dì un elemento di tubazione noto ad esempio da DE-U 203 01 576.2 l'elemento di smorzamento è costituito da un bocchettone di tubo che sì estende soltanto su una breve zona di flusso del soffietto in prossimità della relativa estremità di raccordo e almeno sulla sua estremità libera, che nella direzione assiale si trova di fronte a questa estremità di raccordo, si sviluppa distanziato dal diametro interno lìbero del soffietto coassialmente rispetto al soffietto sul suo lato interno. In questo modo il bocchettone di tubo forma uno spazio anulare che sì trova nella sua ombra del flusso, in cui il mezzo gassoso viene eccitato in parte in oscillazioni in controfase, che contribuiscono ancora alla riduzione del suono della corrente di gas principale, sopprimendo le percentuali del suono ad alta frequenza di questa corrente principale. In questo caso il bocchettone di tubo funge per così dire da risonatore a λ/4, mediante il quale i componenti dì rumore ad altra frequenza particolarmente disturbanti del fischio del turbocompressore possono essere ridotti di più di 2000 Hz a banda larga.

A partire da questo stato della tecnica alla base della presente invenzione si pone il compito di migliorare ulteriormente un elemento di tubazione flessibile del tipo menzionato all'inizio per quanto riguarda il suo comportamento di smorzamento .

Questo compito secondo l'invenzione viene risolto grazie al fatto che l'elemento di smorzamento presenta almeno un risonatore di Helmholtz, In questo caso una frequenza dì disturbo definita viene fatta oscillare in controfase nel risonatore di Helmholtz e soppressa in modo corrispondente. L'amplificazione inevitabile delle emissioni di rumore sulla grande superficie del soffietto viene ridotta in grande misura o persino eliminata .

L'elemento di smorzamento a questo scopo presenta in modo vantaggioso un tubo interno che sostanzialmente a partire da un'estremità di raccordo si sviluppa radialmente distanziato rispetto al soffietto nella direzione dell'altra estremità di raccordo, per cui in modo opportuno il tubo interno porta 1'almeno un risonatore di Helmholtz rispettivamente il risonatore di Helmholtz è introdotto nel tubo interno, è parte dei tubo interno o interrompe questo nel suo sviluppo assiale.

Nel risonatore di Helmholtz il flusso gassoso a partire da un determinato diametro del tubo si espande in una camera di espansione del risonatore di Helmholtz, che presenta un diametro maggiore. Li il gas continua a fluire, finché urta sull'estremità della camera di espansione, lì rimbalza e fluisce nuovamente all'indietro. Nella zona di questa estremità della camera di espansione e disposto un altro tubo con diametro ridotto, in particolare detto tubo interno, che insieme alla camera di espansione forma uno spazio anulare, cosicché il flusso di ritorno del gas avviene nella camera di espansione fino all'estremità libera del tubo, che così definisce la lunghezza di ritorno del risonatore di Helmholtz. Sull'estremità libera del tubo il flusso di ritorno può nuovamente fluire oltre dalla camera dì espansione in particolare nello spazio interno del tubo interno e continuare a fluire verso valle insieme alla corrente principale.

La lunghezza di ritorno della corrente dì gas nella camera di espansione genera un'oscillazione in controfase della frequenza di disturbo e sopprime questa in modo corrispondente.

Se non si vuole ridurre o estinguere soltanto una determinata frequenta di disturbo, bensì l'intera empiette di banda delle frequenze, è particolarmente vantaggioso che siano previsti piu risonatori di Helmholtz e in tal caso ciascun risonatore indipendentemente da un eventuale ulteriore risonatore di Helmholtz provveda alla soppressione di una determinata frequenza di disturbo. In relazione a questo è particolarmente vantaggioso che i risonatori di Helmholtz presentino volumi e/o dimensioni differenti. Nel complesso in questo modo si può ricavare un risonatore a banda larga, che mediante la soppressione di un'intera ampiezza di banda dì frequenze può provvedere a uno smorzamento ottimale di rumori e suoni.

Altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risultano dalle rivendicazioni secondarie nonché dalla successiva descrizione di un esempio di realizzazione sulla scorta del disegno che nella figura 1 mostra un elemento di tubazione secondo l'invenzione in vista laterale, parzialmente sezionata.

A tale scopo nella figura 1 è rappresentata la metà inferiore dell'immagine in sezione assiale e la metà superiore dell'immagine con la vista esterna adatta ad essa. L'elemento di tubazione 1 flessibile rappresentato presenta come componente principale un soffietto 2 di metallo, che è realizzato a ondulazione parallela e presenta estremità di raccordo 3, 3a, 4, 4a in particolare cilindriche, l’estremità di raccordo sinistra rappresentata nel disegno formando l'estremità di raccordo anteriore nella direzione di flusso e così rappresentando la zona di ingresso per il mezzo di flusso nell'elemento di tubazione flessibile. Le onde del soffietto 2 formano falde esterne 5 e falde interne 6, il diametro interno libero d nella zona delle falde interne 6 essendo indicato con d/2 nella figura 1. L’inviluppo del soffietto è indicato con il riferimento 7.

Su questo lato esterno radiale il soffietto 2 di regola è circondato da un rivestimento (non rappresentato nel disegno) sotto forma di un tubo flessibile intrecciato, che è collegato su entrambe le estremità con l'ausilio ad esempio di una molla 8 alle estremità di raccordo 3, 4 cilindriche del soffietto 2 e del resto circonda il soffietto 2 sostanzialmente senza gioco nella zona delle sue alde esterne

Sull'estremità di raccordo 3 anteriore nella direzione di flusso è fissato un primo elemento di smorzamento sotto forma di un bocchettone dì tubo 9 graduato, il bocchettone dì tubo 9 poggiando superficialmente in zone parziali sul soffietto 2 rispettivamente sull'estremità di raccordo cilindrica 3 del soffietto 2, come è ad esempio noto da DE-U 20301 576.2.

Questo elemento di smorzamento 9 è integrato nell'esempio dì realizzazione secondo la figura 1 mediante un ulteriore elemento di smorzamento sotto forma dì un risonatore di Helmholtz 10. Il risonatore dì Helmholtz è costituito da un primo bocchettone di tubo 11, con cui esso è fissato sul bocchettone di tubo 9 dei primo elemento di smorzamento, da un ampliamento 12 della sezione trasversale successivo a questo, che sì estende coassiale rispetto ai soffietto su una zona parziale dell'elemento di tubazione flessibile nella direzione della zona di uscita, a cui segue ancora un ulteriore bocchettone di tubo 13 con diametro uguale al primo bocchettone di tubo 11 del risonatore di Helmholtz.

A questo secondo bocchettone di tubo 13 è collegato un tubo interno 14, che a partire dal risonatore di Helmholtz 10 sì sviluppa fino all'estremità di uscita nella zona dell'estremità di raccordo 4. Questo tubo interno 4 presenta sulla sua estremità assiale rivolta verso il risonatore dì Helmholtz una sporgenza 15 di fronte al secondo bocchettone di tubo 12, attraverso la quale esso forma insieme all'ampliamento 12 della sezione trasversale uno spazio anulare 16, che è parte di una camera di espansione 17, che è costituita dalla zona di flusso all'interno dell'ampliamento 12 della sezione trasversale e presenta un diametro esterno D (nella figura 1 indicato con D/2).

Se ora il gas di scarico fluisce attraverso l'estremità di raccordo 3 nell'elemento di tubazione flessibile, nella zona del risonatore di Helmholtz 10 esso può espandersi nella camera di espansione 17, quindi fluisce parallelamente rispetto all'elemento di tubazione verso valle, poi rimbalza contro una parete frontale 18 radiale, che è formata tra l'ampliamento 12 della sezione trasversale e il secondo bocchettone di tubo 13, rimbalza indietro da questa parete e fluisce nuovamente nella direzione assiale opposta, in quanto l'ampliamento 12 della sezione trasversale e la<,>sporgenza 15 del tubo interno 14 impediscono una deviazione laterale. Il flusso di ritorno del gas determina il fatto che vengano prodotte oscillazioni in contro fase che sopprimono le oscillazioni della corrente di gas. Successivamente il mezzo che fluisce all 'indietro abbandona nuovamente la zona della camera di espansione e da lì fluisce con la corrente di gas di scarico principale nella direzione dell'estremità di uscita

Se a valle sono disposti altri risonatori di Helmholtz, il flusso del gas dì scarico in questa zona avviene in modo corrispondente .

Riassumendo, la presente invenzione offre il vantaggio di conseguire mediante componenti supplementari strutturati in modo semplice, uno smorzamento del rumore migliorato e in questo caso di sopprimere non soltanto frequenze di disturbo, bensì tutte le ampiezze di banda di frequenze, adeguando in modo adatto posizioni, dimensioni e/o volumi di risonatori di Helmholtz alla banda di frequenza da eliminare.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Elemento di tubazione flessibile per mezzi gassosi e in particolare per l'installazione in tubazioni di scarico dì motori a combustione di autoveicoli con un soffietto di metallo a spirale o a ondulazione parallela, provvisto di estremità di raccordo e un elemento di smorzamento disposto coassiale all'interno del soffietto e fissato su una delle due estremità di raccordo, caratterizzato dal fatto che l'elemento di smorzamento presenta almeno un risonatore di Helmholtz (10).
2. Elemento di tubazione flessibile secondo almeno la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'elemento di smorzamento presenta un tubo interno (14) che si sviluppa a distanza radiale rispetto al soffietto,
3 , Elemento di tubazione flessibile secondo almeno la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatuo che il tubo interno (14) porta 1<1>almeno un risonatore di Helmholtz (10) o è collegato a questo o è parte del risonatore o nel suo sviluppo assiale è interrotto dal risonatore.
4 , Elemento di tubazione flessibile secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il risonatore di Helmholtz (10) è costituito da un ampliamento (12) della sezione trasversale per la formazione di una camera di espansione (17).
Elemento di tubazione flessibile secondo almeno la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il risonatore di Helmholtz (10) presenta in una zona parziale bocchettoni di tubo (15) che si sviluppano parallelamente all’ampliamento (12) della sezione trasversale e che nella camera di espansione (17) tra l'ampliamento (12) della sezione trasversale e il bocchettone di tubo (15) è formato uno spazio anulare (16) per la generazione di un flusso di ritorno.
6. Elemento di tubazione flessibile secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che nell'elemento di tubazione sono disposti più risonatori di Helmholtz.
7. Elemento di tubazione flessibile secondo almeno la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che i risonatori di Helmholtz sono disposti uno dietro l'altro in direzione assiale.
S. Elemento di tubazione flessibile secondo almeno la rivendicazione 6 o la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che i risonatori di Helmholtz presentano differenti volumi e/o dimensioni.
9. Elemento di tubazione flessibile secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che 1<1>almeno un risonatore di Helmholtz è costituito da metallo.