WO2021197686A1 - Schalldämpfer für eine vakuumpumpe und vakuumpumpe mit einem solchen schalldämpfer - Google Patents
Schalldämpfer für eine vakuumpumpe und vakuumpumpe mit einem solchen schalldämpfer Download PDFInfo
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Definitions
- the invention relates to a silencer for a vacuum pump
- the silencer is tuned to the attenuation of sound waves with a selected wavelength.
- Sound absorbers are known, for example, from document DE 40 11 658 A1, document DE 4333374 C1 and document WO 03/056223 A2.
- interference effects are used to attenuate sound in a fluid line.
- the silencer from the document DE 4333374 C1 has a first Reflexi onsdampf and a second reflection damper, the latter having two Stichlei lines that branch off from a main line and are connected to the main line with their first end.
- the second reflection silencer works according to the interference principle.
- the stub lines have a length of l / 2 and l / 4, where l is the length of the sound waves that are essentially to be attenuated. Stub lines are closed at a second end. Waves entering the stub lines are reflected at these second ends. The reflections run back into the main line and cause attenuation there.
- the silencer known from document DE 4333 374 C1 has a complex structure and is composed of several tubes with different cross-sections and other parts.
- a silencer known from the document WO 03/056223 A2 has a straight main channel around which helical bypass channels are wound, through which sound attenuation can be achieved using the interference effect.
- the structure of the sound absorber known from the document WO 03/056223 A2 is complex and the assembly time-consuming.
- the invention was based on the object of attenuating the sound waves propagating via a line through which the medium conveyed by the vacuum pump is pumped with a silencer which has a simple structure.
- the invention also uses the principle of destructive interference to dampen or cancel the sound waves.
- the structure of the silencer according to the invention is, however, significantly simpler than the structure of the silencer known from the prior art.
- the silencer according to the invention is multi-part and has at least a first part and a second part, which are connected to the miteinan to form an assembly, wherein in the first part and / or the second part at least one channel or another linear recess is provided, which or which forms one of the lines of the line arrangement or part of one of the lines of the line arrangement, the lines being provided in the assembly.
- the first and / or the second part are preferably monoliths.
- the first line between the first and the second end can run straight and the second line between the first and the second end can curve, run in curves or meander.
- the first part of a silencer according to the invention can be a ring or ring-like and / or the second part can be a ring or ring-like.
- the construction group from the first part and the second part can then enclose another assembly or something else.
- the silencer can have a first connection piece or nipple that is connected to the first connection of the silencer or forms the first connection or part of the first connection and / or a second connection piece or nipple that connects to the second connection of the silencer is connected or forms the second connection or part of the second connection.
- the first part and / or the second part can be cast parts.
- the channels or the other linear depressions that form the first or second line can be produced in a particularly simple manner in these cast parts.
- the cast parts can in particular be made of aluminum, aluminum alloys, zinc, zinc alloys or plastic.
- the first part and the second part of a silencer according to the invention can form a housing.
- the silencer according to the invention can be used in vacuum pumps. He inventive vacuum pumps are specified in claims 7 to 9.
- FIG. 1 shows a vacuum pump according to the invention, partly in an exploded view
- FIG. 2 shows a plan view of a first part of a muffler of the vacuum pump according to FIG. 1,
- FIG. 3 shows a perspective view of a first part of a silencer according to the invention
- FIG. 4 shows a perspective view of a second part of the silencer according to the invention
- FIG. 5 shows a perspective view of the silencer according to the invention with the first part from FIG. 3 and the second part from FIG. 4,
- FIGS. 5 and 6 shows a plan view of the muffler according to FIGS. 5 and
- FIG. 7 shows a section through the silencer along the line A-A in FIG. 6.
- the vacuum pump P shown in Figures 1 and 2 has a pump housing in which a pump chamber is provided.
- the pump chamber is not illustrated.
- One or more working media with which the vacuum is generated is provided in the pump chamber. This work equipment is driven by a motor.
- the pump P has a silencer S with which the sound that is transmitted via a medium line can be attenuated.
- the medium sucked out of the container to be evacuated is transported away via the medium line.
- the pump chamber has a second connection that serves as an outlet.
- a first connection which forms an inlet in the example, is connected to the container to be evacuated.
- a first connection 1 of the silencer which is provided in a first part 4 of the silencer S, is connected to the second connection of the pump chamber.
- a second connection 2 and a nipple 7 is also connected to this first part 4, to which the medium line can be connected.
- the first part 4 is essentially ring-shaped and arranged around the pump chamber. In the first part 4 channels are provided. These are parts of a line arrangement 3 and comprise a very short first line 31 which is connected to a first connection 1 of the muffler S, and a very short second line which is connected to the second connection 2 of the muffler.
- the second Lei device is also provided in the nipple 7.
- channels are provided which provide parts of a first central line 33 and a second central line 34, some of which are on circular paths around a Center of the first part 4 forming ring are arranged.
- a second part 5 of the silencer is also essentially ring-shaped. On a side facing the first part 4, it has a channel structure corresponding to the channel structure of the first part 4.
- the channel structures together form the line arrangement 3 of the muffler.
- Both middle lines 33, 34 have a first common end that connects to the first line 31, and a second common end that connects to the second line 32.
- the length of the first central line 33 has a length which corresponds to the wavelength l to be attenuated or deleted or a multiple of this wavelength l.
- the length of the second middle line 34 is half a wavelength l or an odd multiple longer than the first middle line 33.
- the muffler S is separate from the pump housing and the first part 4 and the second part 5 of this muffler form a separate Schalldamperge housing that is not annular.
- the first middle line is essentially straight and the second middle line 34 is designed in a meandering shape in the housing.
- 5 channels are provided in the first part 4 and the second part, which together form the lines 31, 32, 33, 34.
Landscapes
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schalldämpfer (S) für eine Vakuumpumpe (P) - mit einem ersten Anschluss (1) für einen Gasstrom, - mit einem zweiten Anschluss (2) für den Gasstrom und - mit einer Leitungsanordnung (3) zwischen dem ersten Anschluss (1) und dem zweiten Anschluss (2), wobei der Schalldämpfer (S) auf das Dämpfen von Schallwellen mit einer ausgewählten Wellenlänge von (λ) abgestimmt ist, wobei die Leitungsanordnung (3) - eine erste Leitung (31), die an den ersten Anschluss (1) angeschlossen ist, - eine zweite Leitung (32), die an den zweiten Anschluss (2) angeschlossen ist, und - zwei mittlere Leitungen (33, 34) aufweist, wobei die mittleren Leitungen (33, 34) mit einem ersten Ende an die Leitung (31) auf der Seite des ersten Anschlusses (1) und mit einem zweiten Ende an die Leitung (32) auf der Seite des zweiten Anschlusses (2) angeschlossen sind und wobei eine erste mittlere Leitung (33) der beiden mittleren Leitungen (33, 34) eine erste Länge (l1) hat und die zweite mittlere Leitung (34) der beiden mittleren Leitungen (33, 34) eine zweite Länge (l2) hat, um die Hälfte (λ/2) der ausgewählten Wellenlänge (λ) länger oder kürzer ist als die erste Länge (l1).
Description
Schalldämpfer für eine Vakuumpumpe und Vakuumpumpe mit einem solchen
Schalldämpfer
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer für eine Vakuumpumpe
• mit einem Einlass für einen Gasstrom,
• mit einem Auslass für den Gasstrom und
• mit einer Leitungsanordnung zwischen dem Einlass und dem Auslass, wobei der Schalldämpfer auf das Dämpfen von Schallwellen mit einer ausgewählten Wellenlänge abgestimmt ist.
Schalldämpfer sind beispielsweise aus dem Dokument DE 40 11 658 A1 , dem Doku ment DE 4333374 C1 und dem Dokument WO 03/056223 A2 bekannt. Bei den aus den Dokumenten bekannten Schalldämpfern werden Interferenzeffekte genutzt, um Schall in einer Fluidleitung zu dämpfen.
Der Schalldämpfer aus dem Dokument DE 4333374 C1 weist einen ersten Reflexi onsdämpfer und einen zweiten Reflexionsdämpfer auf, wobei letzterer zwei Stichlei tungen aufweist, die von einer Hauptleitung abzweigen und dazu mit ihren ersten En den an die Hauptleitung angeschlossen sind. Der zweite Reflexionsschalldämpfer ar beitet nach dem Interferenzprinzip. Die Stichleitungen haben eine Länge von l/2 und l/4, wobei l die Länge der im Wesentlichen zu dämpfenden Schallwellen ist. An ei nem zweiten Ende sind Stichleitungen verschlossen. In die Stichleitungen einlaufende Wellen werden an diesen zweiten Enden reflektiert. Die Reflektionen laufen zurück in die Hauptleitung und bewirken dort eine Dämpfung. Der aus dem Dokument DE 4333 374 C1 bekannte Schalldämpfer hat einen komplexen Aufbau und ist aus mehreren Rohren mit verschiedenen Querschnitten und anderen Teilen zusammengesetzt. Zu mindest der Zusammenbau des Schalldämpfers ist aufwändig.
Ein aus dem Dokument WO 03/056223 A2 bekannter Schalldämpfer weist einen gera den Hauptkanal auf, um den schraubenförmige Bypasskanäle gewunden sind, durch die unter Ausnutzung des Interferenzeffektes eine Schalldämpfung erreicht werden kann. Auch der Aufbau des aus dem Dokument WO 03/056223 A2 bekannten Schall dämpfers ist komplex und der Zusammenbau aufwändig.
Hier setzt die vorliegende Erfindung an.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die über eine Leitung, über die das von der Vakuumpumpe geförderte Medium gepumpt wird, sich ausbreitenden Schallwellen mit einem Schalldämpfer zu dämpfen, der einen einfachen Aufbau hat.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Schalldämpfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen dieser Erfindung sind in den Unteransprü chen angegeben. Auch die Erfindung nutzt das Prinzip der destruktiven Interferenz zur Dämpfung oder Auslöschung der Schallwellen. Der Aufbau des erfindungsgemäßen Schalldämpfers ist aber deutlich einfacher als der Aufbau der aus dem Stand der Technik bekannten Schalldämpfer. Der erfindungsgemäße Schalldämpfer ist zwar mehrteilig und weist zumindest ein erstes Teil und ein zweites Teil auf, die miteinan der zu einer Baugruppe verbunden sind, wobei in dem ersten Teil und/oder dem zweiten Teil wenigstens ein Kanal oder eine andere linienhafte Vertiefung vorgesehen ist, der bzw. die eine der Leitungen der Leitungsanordnung oder einen Teil einer der Leitungen der Leitungsanordnung bildet, wobei die Leitungen in der Baugruppe vorge sehen sind.
Vorzugsweise sind das erste und/oder das zweite Teil Monolithen.
Bei einer Variante eines erfindungsgemäßen Schalldämpfers kann die erste Leitung zwischen dem ersten und dem zweiten Ende gerade verlaufen und die zweite Leitung zwischen dem ersten und dem zweiten Ende geschwungen verlaufen, in Kurven ver laufen oder mäandrieren.
Es ist bei einer anderen Variante möglich, dass die erste Leitung in einem Kreisbogen verläuft und/oder die zweite Leitung in einem Kreisbogen verläuft.
Das erste Teil eines erfindungsgemäßen Schalldämpfers kann ein Ring sein oder ring artig sein und/oder das zweite Teil kann ein Ring sein oder ringartig sein. Die Bau gruppe aus dem ersten Teil und dem zweiten Teil kann dann eine andere Baugruppe oder etwas anderes umschließen.
Der Schalldämpfer kann einen ersten Anschlussstutzen oder Nippel aufweisen, der mit dem ersten Anschluss des Schalldämpfers verbunden ist oder den ersten An schluss oder einen Teil des ersten Anschlusses bildet und/oder einen zweiten An schlussstutzen oder Nippel aufweisen, der mit dem zweiten Anschluss des Schall dämpfers verbunden ist oder den zweiten Anschluss oder einen Teil des zweiten An schlusses bildet.
Das erste Teil und/oder das zweite Teil können Gussteile sein. In diesen Gussteilen können die Kanäle oder die anderen linienhafte Vertiefungen, die die erste oder zweite Leitung bilden, besonders einfach hergestellt werden. Die Gussteile können insbesondere aus Aluminium, Aluminiumlegierungen, Zink, Zinklegierungen oder Kunststoff hergestellt sein.
Das erste Teil und das zweite Teil eines erfindungsgemäßen Schalldämpfers können ein Gehäuse bilden.
Der erfindungsgemäße Schalldämpfer kann in Vakuumpumpen eingesetzt werden. Er findungsgemäße Vakuumpumpen sind in den Ansprüchen 7 bis 9 angegeben.
Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vakuumpumpe zum Teil in Explosionsdarstellung, Fig. 2 eine Draufsicht auf ein erstes Teil eines Schalldämpfers der Vakuumpumpe gemäß Fig. 1 ,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines ersten Teils eines erfindungsgemäßen Schalldämpfers,
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines zweiten Teils des erfindungsgemäßen Schalldämpfers,
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Schalldämpfers mit dem ersten Teil aus Fig. 3 und dem zweiten Teil aus Fig. 4,
Fig. 6 eine Draufsicht auf den Schalldämpfer gemäß Fig. 5 und
Fig. 7 einen Schnitt durch den Schalldämpfer gemäß der Linie A-A in Fig. 6.
Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Vakuumpumpe P weist ein Pumpengehäuse auf, in dem eine Pumpenkammer vorgesehen ist. Die Pumpenkammer ist nicht darge stellt. In der Pumpenkammer ist ein oder mehrere Arbeitsmittel vorgesehen, mit dem das Vakuum erzeugt wird. Diese Arbeitsmittel werden von einem Motor angetrieben.
Die Pumpe P weist einen Schalldämpfer S auf, mit dem der Schall, der über eine Me diumleitung übertragen wird, gedämpft werden kann. Über die Mediumleitung wird das aus dem zu evakuierenden Behälter abgesaugte Medium abtransportiert. Die Pum penkammer weist einen zweiten Anschluss auf, der als Auslass dient. Ein erster An schluss, der im Beispiel einen Einlass bildet, ist mit dem zu evakuierenden Behälter verbunden.
An den zweiten Anschluss der Pumpenkammer ist ein erster Anschluss 1 des Schall dämpfers angeschlossen, der in einem ersten Teil 4 des Schalldämpfer S vorgesehen ist. An diesem ersten Teil 4 ist auch ein zweiter Anschluss 2 und ein Nippel 7 ange schlossen, an dem die Mediumleitung angeschlossen werden kann. Das erste Teil 4 ist im Wesentlichen ringförmig und um die Pumpenkammer herum angeordnet.
In dem ersten Teil 4 sind Kanäle vorgesehen. Diese sind Teile einer Leitungsanord nung 3 und umfassen eine sehr kurze erste Leitung 31, die mit einem ersten An schluss 1 des Schalldämpfers S verbunden ist, und eine sehr kurze zweite Leitung, die mit dem zweiten Anschluss 2 des Schalldämpfers verbunden ist. Die zweite Lei tung ist auch in dem Nippel 7 vorgesehen. Zwischen den in dem ersten Teil 4 vorge sehenen Kanälen, die Teile der ersten Leitung 31 und der zweiten Leitung 32 bilden, sind Kanäle vorgesehen, die Teile einer ersten mittleren Leitung 33 und einer zweiten mittleren Leitung 34 vorsehen, die zum Teil auf Kreisbahnen um einen Mittelpunkt des das erste Teil 4 bildenden Rings angeordnet sind.
Ein zweites Teil 5 des Schalldämpfers ist ebenfalls im Wesentlichen ringförmig. Es hat auf einer dem ersten Teil 4 zugewandten Seite einer der Kanalstruktur des ersten Teils 4 entsprechende Kanalstruktur. Die Kanalstrukturen bilden zusammen die Lei tungsanordnung 3 des Schalldämpfers.
Beide mittlere Leitungen 33, 34 haben ein erstes gemeinsames Ende, das an die erste Leitung 31 anschließt, und ein zweites gemeinsames Ende, das an die zweite Leitung 32 anschließt.
Die Länge der ersten mittleren Leitung 33 hat eine Länge, die der zu dämpfenden o- der zu löschenden Wellenlänge l oder einem Vielfachen dieser Wellenlänge l ent spricht.
Die Länge der zweiten mittleren Leitung 34 ist um eine halbe Wellenlänge l oder ein ungeradzahliges Vielfaches länger als die erste mittlere Leitung 33. Dadurch treffen am zweiten Ende ein Wellenberg und ein Wellental der über die mittleren Leitungen geführten Schallwellen zusammen und es kommt zu einer destruktiven Interferenz und in Folge dessen zu einer Auslöschung oder zumindest Dämpfung der Schallwel len an den zweiten Enden der mittleren Leitungen.
Der in den Figuren 3 bis 7 dargestellte Schalldämpfer S funktioniert nach dem glei chen Prinzip wie der Schalldämpfer S der Vakuumpumpe P gemäß den Figuren 1 und 2. Ein wesentlicher Unterschied ist, dass der Schalldämpfer gemäß den Fig. 3 bis 7 nicht in oder an einem Pumpengehäuse angebracht ist oder Teil des Pumpengehäu ses ist. Der Schalldämpfer S ist separat zu dem Pumpengehäuse und das erste Teil 4 und das zweite Teil 5 dieses Schalldämpfers bilden ein eigenes Schalldämpferge häuse, das nicht ringförmig ist. Die erste mittlere Leitung ist im Wesentlichen gerade und die zweite mittlere Leitung 34 ist mäanderförmig in dem Gehäuse ausgeführt. Dazu sind in dem ersten Teil 4 und dem zweiten Teil 5 Kanäle vorgesehen, die zu sammen die Leitungen 31 , 32, 33, 34 bilden.
Bezugszeichenliste
S Schalldämpfer
1 erster Anschluss
2 zweiter Anschluss
3 Leitungsanordnung
31 erste Leitung
32 zweite Leitung
33 erste mittlere Leitung
34 zweite mittlere Leitung
4 erstes Teil des Schalldämpfers
5 zweites Teil des Schalldämpfers
6 Nippel
7 Nippel
P Vakuumpumpe
Claims
1. Schalldämpfer (S) für eine Vakuumpumpe (P)
• mit einem ersten Anschluss (1 ) für einen Gasstrom,
• mit einem zweiten Anschluss (2) für den Gasstrom und
• mit einer Leitungsanordnung (3) zwischen dem ersten Anschluss (1) und dem zweiten Anschluss (2), wobei der Schalldämpfer (S) auf das Dämpfen von Schallwellen mit einer ausgewählten Wellenlänge (l) abgestimmt ist, die Leitungsanordnung (3)
• eine erste Leitung (31), die an den ersten Anschluss (1) angeschlos sen ist,
• eine zweite Leitung (32), die an den zweiten Anschluss (2) ange schlossen ist, und
• zwei mittlere Leitungen (33, 34) aufweist, wobei die mittleren Leitungen (33, 34) auf einer Seite des ersten Anschlus ses (1 ) mit einem ersten Ende an die erste Leitung (31 ) und auf einer Seite des zweiten Anschlusses (2) mit einem zweiten Ende an die zweite Leitung (32) angeschlossen sind und wobei eine erste mittlere Leitung (33) der beiden mittleren Leitungen (33,
34) eine erste Länge (11) hat und die zweite mittlere Leitung (34) der beiden mittleren Leitungen (33, 34) eine zweite Länge (I2) hat, die um die Hälfte (-) der ausgewählten Wellenlänge (l) länger oder kürzer ist als die erste Länge
(H ), dadurch gekennzeichnet, dass der Schalldämpfer (S) mehrteilig ist und zumindest ein erstes Teil (4) und ein zweites Teil (5) aufweist, die miteinander zu einer Baugruppe verbunden
sind, wobei in dem ersten Teil (4) und/oder dem zweiten Teil (5) wenigstens ein Kanal oder eine andere linienhafte Vertiefung vorgesehen ist, der bzw. die eine der Leitungen (31 , 32, 33, 34) der Leitungsanordnung (3) oder ei nen Teil einer der Leitungen (31 , 32, 33, 34) der Leitungsanordnung (3) bil det, wobei die Leitungen in der Baugruppe vorgesehen sind.
2. Schalldämpfer (S) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leitung (33) zwischen dem ersten und dem zweiten Ende gerade ver läuft und die zweite Leitung (34) zwischen dem ersten und dem zweiten Ende geschwungen verläuft, in Kurven verläuft oder mäandriert.
3. Schalldämpfer (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, dass das erste Teil (4) ein Ring ist oder ringartig ist und/oder das zweite Teil (5) ein Ring ist oder ringartig ist.
4. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalldämpfer (S) einen ersten Anschlussstutzen oder Nippel (6) aufweist, der mit dem ersten Anschluss (1) des Schalldämpfers (S) verbun den ist oder den ersten Anschluss (2) oder einen Teil des ersten Anschlus ses (2) bildet und/oder einen zweiten Anschlussstutzen oder Nippel (7) auf weist, der mit dem zweiten Anschluss (2) des Schalldämpfers (S) verbun den ist oder den zweiten Anschluss (2) oder einen Teil des zweiten An schlusses (2) bildet.
5. Schalldämpfer (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, dass das erste Teil (4) und/oder das zweite Teil (5) Gussteile sind, insbesondere aus Aluminium, Aluminiumlegierungen, Zink, Zinklegierungen oder Kunststoff.
6. Schalldämpfer (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, dass das erste Teil (4) und das zweite Teil (5) ein Gehäuse bilden.
7. Vakuumpumpe (P) mit einem Pumpengehäuse und einer darin angeordne ten Pumpenkammer, die einen ersten Anschluss für einen Gasstrom und ei nen zweiten Anschluss für den Gasstrom aufweist, dadurch gekennzeich net, dass die Vakuumpumpe einen Schalldämpfer nach einem der Ansprü che 1 bis 5 aufweist.
8. Vakuumpumpe (P) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anschluss des Schalldämpfers mit dem zweiten Anschluss der Pum penkammer der Vakuumpumpe verbunden ist und das erste Teil (4) und das zweite Teil (5) des Schalldämpfers (S) Teile des Pumpengehäuses sind oder in dem Pumpengehäuse angeordnet oder an dem Pumpengehäuse befestigt sind.
9. Vakuumpumpe (P) mit einem Pumpengehäuse, das einen ersten Anschluss für einen Gasstrom und einen zweiten Anschluss für den Gasstrom auf weist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumpumpe einen Schalldämp fer nach Anspruch 5 aufweist, dessen erster Anschluss (1) mit dem zweiten Anschluss des Pumpengehäuse verbunden ist.
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