SE439441B - Sett att reducera ljudalstringen vid flerkanalsmunstycken och flerkanalsmunstycke for genomforande av settet - Google Patents

Description

8106651-6 P1/P2 är större än eller väsentligen lika med 1.89 erhålles kritisk strömning. Såvida utloppet 3 ej är utformat såsom en Lavaldysa erhålles ingen ökad hastighet om tryckförhållandet ytterligare ökas. Om trycket P3 i omgivningen utanför munstycket är ungefär lika med atmosfärstrycket erhålles normalt kritisk strömning om trycket P1 är större än 5-6 bar.

Vdvs.. trycket P2 âr normalt större än atmosfärstrycket. Detta uppstår genom att den utströmmande gasen medejekterar omgivande atmosfârsluft, vilket reducerar gasflödets hastighet, varvid en viss del av gasströmmens dynamiska tryck omvandlas till statiskt tryck. Gm utloppet ej kommunicerar med atmosfârsluften erhålles kritisk strömning vid väsentligt lägre tryck än P1.

När kritiskt tryckförhållande råder sänkes temperaturen T1 i genomströmningskanalen 1 till en temperatur T2 nedströms mynningen. som om gasen är luft och isentropexponenten är lika med 1.4, är lika med 0.833 ggr T1. Luftens densitet reduceras därvid med en faktor 0.533. Sammanfattande år att förhållandet P1/(Tlxg1) = P2/(T2 x 92). där 9 är gasens densitet.

Når gas, exempelvis luft. utströmmar Från ett utlopp uppstår en kärnstråle 4 och en blandningszon 5. I riktning nedströms flödet expanderar luftstrålen motsvarande vinkeln V, som normalt är 6-BU. Dylik expansion är bl.a. betingad av att luftstrålen i sin rörelse drar med sig omgivande luft.

Luftstrålen ökar i massa. men förlorar i hastighet.

Hastighetsnedsättningen är störst inom luftstrâlens yttersta skikt och minst inom luftstrålens centrala delar. Tryckföränd- ringen Från dynamiskt tryck till statiskt tryck är således störst inom strålens ytteromrâden.

Olikformigheten i de lokalt och periodiskt varierande tryck- differenserna ökar med ökad tvärsnittsarea. Exempelvis är det fördel att uppdela ett större flöde till 2 och 3. Härvid ur ljudsynpunkt en flera mindre och väl utspridda flöden. se fig- Förskjuts även periodiciteten för tryckpulsationerna till ljudstörningarna blir da mer högre frekvenser. dvs- 8106651-6 3 högfrekventa. Med tillräckligt smala genomströmningskanaler B kan de dominerande tryckpulsationerna nedströms utloppet 3 Förskjutas till frekvenser överstigande 20.000 Hz dvs. till frekvenser vilka ej är hörbara för människan.

Ett annat sätt att reducera turbulensgraden är att sänka utloppshastigheten. Detta kan antingen ske med reducerat tryck inom tilloppsledningen 2 eller genom åstadkommande av ett stort tryckfall Före utloppet.

Metoden ger dock låg effekttäthet och hög luftförbrukning. Det senare till följd av att reduceringen i hastighet med bibehållande av blåskraften, måste kompenseras genom ett ökat massflöde.

Luftförbrukningen hos kända rörmunstycken med en hårdpressad stålullsinsats, eller liknande inom utströmningskanalen är vid lika blåskraft och ljudnivå samt vid de normalt förekommande matningstrycken. ca. 6 ggr högre jämfört med någondera av utförandeformerna enligt uppfinningen. Såväl blåsverktyg som tilloppsledning måste vid bibehållande av blåskraft således förses med genomströmningsareor vilka är 6 ggr. större.

Förutom låg verkningsgrad och låg effekttäthet medför stålullsinsatsen att munstycket igensättes av de inom den trycksatta luften alltid förekommande ¥öroreningarna. Detta med en successiv blåskraftnedsättning som följd.

Med ett flerkanalsmunstycke. enligt fig. 2 och 3 erhålles hög blåskraft vid låg luftförbrukning. Blås¥unktionen och effekttätheten är dock begränsad. Speciellt då munstycket är utformat till att åstadkomma högre blåskrafter, exempelvis när detta användes såsom s.k. blåskanon. I dylika Fall erfordras en större mängd utloppskanaler 6 än vad som visas i fig. 3.

Om, för att erhålla tyst och effektiv blåsning. det optimala kanalavståndet därvid bibehâlles kommer den av delstrålarna summerade luftstrålen att vinkelrätt strömningsriktningen få en oacceptabel utbredning. dvs. ïörutom att träffzonen blir orealistiskt stor, erhålles en för låg blåskraft per träffad ytenhet. e. '1 ,-_ -._- :se W*- ”WfWW-w f"'*.'ï'š'”§'-“_'{l “ff ^ » ' .- .' , z i”. ÄH , 1 L; i ' '“ A A' 7 8106651-6 Utförda undersökningar har visat att med avseende på blåsfunk- tionen föreligger normalt inga nackdelar med ett koncentrerat luftflöde. Ett konventionellt rörmunstycke har exempelvis syn- nerligen goda blâstekniska egenskaper. Fördelen med ett koncentrerat luftflöde år speciellt framträdande vid renblåsning av hål, spår etc.

Vid ett flerkanalsmunstycke med praktiska dimensioner begränsas de ljuddämpande egenskaperna av att de enskilda luftflödena från resp. utloppskanal 8 tämligen omedelbart nedströms mynningsplanet 7 samverkar till att bilda endast ett strömflöde 8, fig. 2. Trots att resp. delflöde 9, bl.a. genom hög medejektering. dessförinnan förlorat i hastighet uppstår' kraftiga turbulenser inom det nybildade sammansatta flödet 8.

Detta uppträder - men i reducerad grad - på liknande sätt som hos luftstrålen från rörmunstycket, fig. 1. Ju mindre avståndet är mellan utloppskanalerna 6 desto högre är turbulensgraden.

Ett krav på högre blåskraft måste bemötas med ett munstycke. vilket har en utökad total genomströmningsarea inom utlopps- kanalerna. Detta antingen genom ett ökat antal utloppskanaler B eller alternativt genom större genomströningsarea inom ett eller flera av utloppskanalerna.

Oavsett tillvägagångssätt erhålles emellertid vid optimal blâsfunktion och optimal effekttâthet ytterligare försämringar med avseende på de akustiska förhållandena.

Uggfigningegs ändamål Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett flerkanalsmunstycke med lägre turbulenser och därmed lägre ljudgenering för det sammansatta flödet i blandningszonen syftar uppfinningen till att Qe t flöde. Munstycken betydligt utanför mynningen. Vidare högre effekttäthet och ett mer koncentrera gen vars funktioner är testade ger enligt uppfinnin med de erkänt tysta flerkanalsmun- lägre ljudnivåer jämfört 8106651-6 styckena. Med bibehållande av blåskraft kan ljudnivån exempelvis mer än halveras. dvs. ljudreduceringarna motsvarar minst 3dB(A). Detta har enligt uppfinningen uppnåtts med sättet enligt patentkrav 1 och en munstycksuppbyggnad vilken har de i patentkraven 2-4 angivna kännetecknen.

Beskrivning av fidurerna Fig. 1 visar ett längdsnitt genom ett konventionellt rörmunstycke och gasstrålens utbredningsform nedströms ett cirkulärt utlopp.

Fig. 2 visar i längdsnitt genom ett känt flerkanalsmunstycke med gasstrålarnas utbredningsform.

Fig. 3 visar en ändvy av munstycket enligt fig. 2.

Fig. 4 visar ett längdsnitt av ett munstycke enligt uppfinningen. vilket är kopplat till ett blåsverktyg.

Fig. 5 visar en ändvy av munstycket enligt i fig. 4.

Fig. B, 8 och 10 visar i snitt andra munstycksutföranden enligt uppfinningen, och Fig. 7, 9 och 11 visar ändvyer av munstycken enligt fig. S, 8 och 10. k 'vn' v f" ' s En första utförandeform av ett munstycke enligt uppfinningen framgår av fig. 4 och 5. Munstyoket 1 är sammansatt av utloppsdelen 20 samt av tryckregleringsenheten 21. De två elementen kan vara förbundna med varandra medelst ett skruvförband 22, men det kan dock självfallet även vara ett press-, svets- eller limförband. Munstycket år avsett att anslutas till en stomdel 23. De båda munstyckselementen 20 och 21 är medelst skruvförbandet 22 fixerade mot en ansats 24 resp. ena ändytan på stomdelen 23. Denna kan vara kopplad direkt till tryckluftsledningen. eller också utgöra ett komplett blåsverktyg. 7Stomdelen kan då vara av gummi eller annat elastiskt material. gsenheten 21 är dels försedd med matarkanaler 34.

Tryckreglerin utrymme 25 med en som förbinder stomdelens 23 iflïß POÛR QUÄLITÉ 81Û6651'6 fördelningskammare 27. och dels med en inre reservoarkammare 28. Denna är försedd med minst en genomströmningsöppning 29. genom vilken de båda kamrarna 27 och 28 kommunicerar med varandra. Reservoarkammaren 28 är vidare utformad med en öppning 30 mot utloppsdelens sekundårflödeskanaler 32, vilka år anordnade innanför de i en cirkel perifert belägna primärflödeskanalerna 31. Dessa står i direkt förbindelse med fördelningskammaren 27.

När trycksatt gasfluid tillsättes ventilhuset 33 och en i denna anordnad ventil 26 öppnas genom att snedställa den elastiska stomdelen 23. varvid ventilkroppen 26 ändrar sitt relativa läge i förhållande till ventilsätet. erhålles ett gastryck P10 inom utrymmet 25, väsentligen samma gastryck P11 i fördelningskammaren 27 samt ett lägre gastryck P12 i reservoarkammaren 28. Sekundärflödeskanalerna 32 står i direkt kommunicering med reservoarkammaren 28 och därmed med matartrycket P12.

Vid utloppen För primârflödeskanalerna 31 erhålles utlopps- trycket P13 och vid utloppet för sekundärflödeskanalerna 32 erhålles utloppstrycket P14. Matarkanalerna 34 inom tryck- regleringsenheten 21 bör ha en sammanlagd genomströmningsarea som är större än den sammanlagda genomströmningsarean för primärflödeskanalerna 31 och sekundärflödespassagen 32.

Gasen som utträder ur munstycket via primärflödeskanalerna 31 resp. sekundårflödeskanalerna 32 har således väsentliga skillnader beträffande gastillståndet. Primärflödet har vid sitt utträde från utloppsdelen 20 bl.a. ett utloppstryck P13 vilket är högre jämfört med utloppstrycket P14 hos sekundär- flödet.

Det bör poängteras att de ljudreduceringar som har uppnåtts med munstycket enligt uppfinningen icke i Första hand bygger på en reglering av massflödesmängden för primärflöde kontra sekundärflöde. Utförda rflödet har visat ljudreduceringar forst tester med betydande skillnader i massflöde för sekundä när vissa nedan närmare beskrivna villkor i enlighet med UPP' 8106651f6 finningen är uppfyllda.

När sekundärflödet med lägre tryck och densitet samverkar med primärflödet till att bilda ett sammansatt flöde 8 enligt fig. 2, erhålles lägre turbulenser inom och i omgivningen runt det sammansatta flödet. Härigenom erhålles lägre ljudgenerering samt lägre förluster av flödets rörelsemängd.

För att uppnå tillräcklig tryckskillnad mellan primärflöde och sekundärflöde bör den minsta sammanlagda arean hos genomstiümningsöppningen 29 vara mindre än 1.3 ggr, företrädesvis mindre än 0.8 ggr den sammanlagda arean vid sekundärflödeskanalerna 32, så att förhållandet mellan totaltrycken P14 och P13 är mindre än 0.87. företrädesvis mindre än 0,73. Vidare bör någon del av reservoarkammaren 28 ha en genomstrâmningsarea som är mer än 1.5 ggr större.

Företrädesvis mer än 5 ggr större än sammanlagda arean hos genomströmningsöppningen 29. så att uppkommen rörelseenergi vid denna väsentligen går förlorad.

Inom reservoarkammaren 28 erhålles en gastemperatur väsentligen korresponderande med gastemperaturen inom kammaren 27. Den genom gasens expansion erhållna flödeshastigheten vid utloppsdelens 20 utlopp är beträffande primär~ och sekundärflöden således väsentligen lika.

När på detta sätt flödeshastigheten för primär» och sekundärflöde vid dess utträde från resp. utlopp kan göras väsentligen lika erhåller sekundärflödet förutom ett lägre totaltryck, ett förhållandevis högt dynamiskt tryck.

Statistiska trycket vid sekundärflödets utträde från sekundärflödeskanalen 32 är därför lägre jämfört med statiska trycket för primärflödet vid dess utträde från primärflödeskanalen 31. Sekundärflödet ger, relaterat till massflödsmängden, en högre medejekteringsgrad jämfört primär- flödet. är primärflödet alltid sammansatt av två Enligt uppfinningen _ 31, vilka saledes eller fiera deifiöuen. utioppskfimfllefna P Q fia QÜÃIJITYI 8106651-6 alltid är tvâ eller flera, kan vara väsentligen cirkulära, och genomströmningsarean har ett största tvärsnittsmått D. vilket bär vara mindre än 2 mm. företrädesvis mindre än 1.3 mm. så att negativa effekter, beskrivna med avseende på fig. 2, mini~ mQIššS.

Primârflödeskanalerna 31 kan med fördel även utgöras av två eller flera spaltkanaler 35, enligt fig. 6 och 7. Största spaltbredden S bör vara mindre än 2 mm. företrädesvis mindre än 1 mm. Primärflödeskanalernas längd L bör vara längre än 3 ggr. men helst längre än 5 ggr tvärsnittsmåttet D resp. spalt- måttet S. Reglerpassagen 29 behöver inte nödvändigtvis ha direktförbindelse med kammaren 27. utan kommuniceringen kan även ske direkt med utrymmet 25. exempelvis i enlighet med vad som visas i fig. S.

Sekundärflödet behöver inte nödvändigtvis vara sammansatt av två eller flera delflöden, utan kan ha endast ett centralt utlopp inom utloppsdelen 20. Detta gäller även sådana fall där sekundärflödet före utloppet passerar genom en till reservoar~ kammaren 28 seriekopplad lågtryckskammare 38. så som är visat i fig. 8, inom vilken det finnes en strypanordning 37, vilken kan innehålla en eller flera genomströmningskanaler 38. Dessa bör ha en minsta sammanlagd genomströmningsarea, som ar mindre än 1.3 ggr, företrädesvis mindre 0.8 ggr sammanlagda genomströmningsarea för sekundärflödeskanalerna 32.

Utförandeformen enligt fig. 8 och 9 med en seriekopplad låg- tryckskammare 38 kan med fördel, dock inte nödvändigtvis, ingå i ett munstycke vilket har i tvâ eller flera cirklar anordnade sekundârflödeskanaler 32. enligt fig. 10 och 11, vilka var för sig kan konstrueras att ge olika gastillstånd på den ur utloppsdelen ZD uttrâdande gasen. Med denna utförandeform kan således den utträdande gasen ges tre olika gastillstånd, vari~ genom åstadkommas ett lägre turbulent utflöde för erhållande av lägre ljudnivå med bibehållande av blåskraften.

Munstycket har testats och därvid jämförts med förhållandena - " de munatycks- vid flertalet av de pa marknaden forekümmafl 8106651-6 typerna. Jämförelsen har bl.a. inkluderat da ljgddämpfifldë mufi" stycksutformningarna enligt svenska patentansökšfl D? 791Û235'5 och amerikanska patentskriftèn 3.964.054. I samtliga fall kon» stateras att en munstycksutformning enligt gppfinningëfl Vid lika mått på blåskraft vid de normalt nyttjade matningstrycken 5-9 bar. ger lägre ljudnivå, högre effekttäthet samt högre eller åtminstone lika verkningsgrad.

Uppfinningen är inte begränsad till de visade och beskrivna utförandeformerna utan kan varieras på olika andra sätt inom ramen för patentkraven. -- ------ ---_---_-____ V

Claims (4)

8106651-6 P A T E N T K R Å V

1. _Sâtt att reducera ljudalstringen vid flerkanalsmunstycken att ge samt ett mer koncentrerat flöde varvid gasflödet till blåsanordningar för en trycksatt gas och högre effekttáthet uppdelas i ett antal perifera primärflöden och innanför dessa belägna sekundärflöden, k ä n n e t e c k n a t d å r a v, att sekundärflödet vid dess expanderande utträde ur sekundär- flödespassagen (32) medelst minst en tryckreduceringsanordning (28, 36) ges ett väsentligen lägre statiskt tryck än motsvarande tryck för primärflödet vid dess expanderande utträde ur primårflödespassagen (31) så att sekundärflödet ger, relaterat till massflödesmängden, en högre med- ejekteringsgrad jämfört med primärflödets medejektering av den yttre omgivande gasen.

2. Flerkanalsmunstycke för genomföring av sättet enligt patentkrav 1, och innefattande ett flertal väsentligen paral- lella utströmningskanaler anordnade perifert i munstycket, varvid innanför de för primärflödet avsedda perifert anordnade utströmningskanaler (31) år anordnad minst en sekundär- fiödeskanal (32). k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att sekundärflödeskanalen (32) är ansluten till primärgas- flödets matartryck (P1D.P11) via ett mot den omgivande atmosfären avgränsat kanalsystem innehållande minst en tryck- reduceringsanordning (28). som är utformad att i samverkan med sänka sekundärgasflüdets totaltryck (20) totaltryck vid dess sekundärflödeskanalen (32) vid dess expanderande utträde ur utloppsdelen med minst 13 primârgasflödets (20). Z~enheter relativt expanderande utträde ur utloppsdelen

3. Flerkanalsmunstycke enligt patentkrav 2, d ä r a v, k â n n e t e c k n a t att den för det avgrånsande kanalsystemet mellan primär- (och .. . ' d ' 28 sekundargassidan anordnade tryckreduceringsanor ningen t " v en med sekundärflödeskanalenlkanalerna (32) u gores a 10 8106651-6 kommunicerande reservoarkammare, som vla minst en genomatróm~ ningsöppning (29) är i förbindelse med primärgassidan och att genomströmningsöppningens/öpppingarnas (29) sammanlagda area är mindre än 1,3 ggr, företrädesvis mindre än 0,0 ggr, sekun» därflödeskanalernas sammanlagda area.

4. Flerkanalsmunstycke enligt patentkrav 3. k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att reservøarkammaren (28) för det avgränsade kanalsystemet mellan primär- och sekundärsidan utgöres av minst en passage (30). vars area är minst 1.5 ggr störa. företrädesvis 5 ggr större än genomströmningsöpfiningens (29) area. ïöoa QInr¿-,..,w..,'§ï