DD298151A5 - DEVICE FOR DAMPING PRESSURE PULSATIONS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft die Vorrichtung zum Daempfen von Druckpulsationen in stroemenden Medien innerhalb eines Rohrleitungssystems, insbesondere zum Einbau in kompressorbetriebene Kaelteerzeugungsgeraete, bestehend aus einer rohrartigen Daempferkammer aus steifem Material, in die eine Zu- und eine Ableitung fuer das stroemende Medium muendet und in deren Innerem ein rohrartiger Koerper aus nachgiebigem Material koaxial angeordnet ist. Die Erfindung ist anwendbar zur Verringerung von Schwingungen und Schallabstrahlungen durch Rohrleitungssysteme, in denen ein stroemendes Medium Druckpulsationen unterliegt. Gemaesz der Erfindung besteht der rohrartige Koerper aus einem zylindrischen Formteil aus elastomeren Material, dessen Auszenzylinderflaeche eine federnde Abstuetzung zur Innenzylinderflaeche der Daempferkammer gewaehrleistende Strukturierung aufweist, wobei das Formteil beidseitig durch aus elastomerem Material bestehende Stirnscheiben verschlossen ist, welche zur Daempferkammer parallelachsige Kanaele aufweisen, auf der Zu- und Ableitung sitzen und stirnseitig gegen die Daempferkammer abgestuetzt sind, welche eine Querteilung aufweist, die durch ein Verbindungsteil aus elastomerem Material ueberbrueckt ist.{Daempfungsvorrichtung; Druckpulsationen; stroemende Medien; Rohrleitungssystem; Kaelteerzeugungsgeraet; Kompressor; Daempferkammer; elastomeres Material}The invention relates to the device for damping pressure pulsations in flowing media within a pipeline system, in particular for installation in compressor-operated Kaelteerzeugungsgeraete consisting of a tubular Daempferkammer of rigid material, in which an inlet and a discharge for the flowing medium and ends in the interior of a tube-like body of resilient material is coaxially arranged. The invention is applicable to the reduction of vibration and sound radiation through piping systems in which a flowing medium is subjected to pressure pulsations. Gemaesz of the invention, the tubular body consists of a cylindrical molded part made of elastomeric material whose Auszenzylinderflaeche has a resilient Abstuetzung to Innenzylinderflaeche the Daempferkammer geweihrleistende structuring, wherein the molding is closed on both sides by existing elastomeric material end plates, which have the Daempferkammer parallel-axis channels on the Inlet and outlet sit and frontally against the Daempferkammer are supported, which has a transverse division, which is bridged by a connecting part of elastomeric material. {Daempfungsvorrichtung; pressure pulsations; streaming media; Pipeline system; Kaelteerzeugungsgeraet; Compressor; Daempferkammer; elastomeric material}
Description
Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings
Vorrichtung zum Dämpfen von DruckpulsationenDevice for damping pressure pulsations
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dämpfen von Druckimpulsationen in strömenden Medien innerhalb eines Rohrleitungssystems, insbesondere zum Einbau in kompressorbotriebene Kälteerzeugungsgeräte, bestehend aus einer rohrartigen, beidseitig stirnseitig verschlossenen Dämpferkammer aus steifem Material, in die eine Zu- und eine Ableitung für das strömende Medium mündet und in deren Innerem ein rohrartiger Körper aus nachgiebigem Material koaxial angeordnet ist.The invention relates to a device for damping pressure pulsations in flowing media within a piping system, in particular for installation in compressor-fired refrigeration appliances, consisting of a tubular, sealed on both sides end-side damper chamber made of rigid material into which an inlet and a discharge for the flowing medium opens and in the interior of which a tubular body of resilient material is coaxially arranged.
Die Erfindung ist anwendbar zur Verringerung von Schwingungen und Schallabstrahlungen durch Rohrleitungssysteme mit mittleren bis kleinem Rohrdurchmesser, in denen ein strömendes Medium durch Ungleichförmigkeiten im Förderprozeß Druckpulsationen unterliegt, bzw. durch mit solchen Rohrleitungssystemen verbundenen Aggregaten.The invention is applicable to the reduction of vibration and sound radiation through piping systems with medium to small pipe diameter, in which a flowing medium is subject to pressure pulsations due to nonuniformities in the conveying process, or through aggregates connected to such piping systems.
Insbesondere ist die Erfindung anwendbar zur Dämpfung von Pulsationsspitzen und Körperschall im Rohrleitungssystem von kompressorbetriebenen Kälteerzeugungsgeräten.In particular, the invention is applicable for damping pulsation peaks and structure-borne noise in the piping system of compressor-operated refrigeration appliances.
Es ist bekannt, Vorrichtungen zur Dämpfung von Schwingungen und dadurch verursachtem Schall in Rohrleitungssysteme einzufügen. So ist gemäß DE-OS 2 657 523 ein Schalldämpfer für die Reduzierung von Wasserschall aus einem elastischen Rohrstück und einer das Rohrstück mit Abstand umgebenden starren Hülse bekannt. Mit diesem Schalldämpfer ist weder eine Unterbrechung des durch die Rohrleitung weitergeleiteten Körperschalls, noch ein nennenswerter Abbau von ggf. im strömenden Medium wirkenden Druckpulsationen erreichbar.It is known to insert devices for damping vibrations and thus caused sound in piping systems. Thus, according to DE-OS 2 657 523 a silencer for the reduction of water sound from an elastic piece of pipe and a piece of pipe surrounding with distance rigid sleeve known. With this silencer is neither an interruption of the forwarded through the pipe structure-borne noise, nor a significant reduction of possibly acting in the flowing medium pressure pulsations reached.
Nach DE-OS 2902995 wird an einem Flüssigkeitsschalldämpfer das an sich bekannte Reflexionsschalldämpferprinzip angewendet, indem die Fluid-Zuleitung quer zur Längserstreckung einer länglichen Ausdehnungskammer angeordnet ist. Mit diesem Schalldämpfer wird Körperschall ungehindert übertragen.According to DE-OS 2902995, the known per se reflection muffler principle is applied to a liquid muffler by the fluid supply line is arranged transversely to the longitudinal extension of an elongated expansion chamber. Structure-borne sound is transmitted unhindered with this silencer.
Gemäß DE-OS 3010158 ist ein Breitband-Schwingungsdämpfer zum Einbau in eine Rohrleitung zum Dämpfen von Druckschwankungen innerhalb einer Flüssigkeit bekannt. Dieser besteht aus einer Druckkammer, die durch eine Membran von einer im Inneren befindlichen Durchflußkammer getrennt ist, wobei Druckschwankungen in der Flüssigkeit durch eine Steuerung des Luftdruckes in der Druckkammer kompensiert werden.According to DE-OS 3010158 a broadband vibration damper for installation in a pipeline for damping pressure fluctuations within a liquid is known. This consists of a pressure chamber which is separated by a membrane from an internal flow chamber, wherein pressure fluctuations in the liquid are compensated by controlling the air pressure in the pressure chamber.
Dieser Schwingungsdämpfer ist relativ aufwendig und teuer sowie insbesondere für Rohrleitungssysteme kleineren Durchmessers ungeeignet. Körperschall wird ungehindert übertragen.This vibration damper is relatively complicated and expensive and in particular unsuitable for piping systems of smaller diameter. Structure-borne sound is transmitted without hindrance.
Des weiteren ist nach DE-OS 3311822 eine Vorrichtung zur Dämpfung von Druckpulsationen in Strömungsmitteln bekannt, die durch ein rohrartiges Element gebildet ist, welches in ein Rohrleitungssystem eingefügt ist. Diese Vorrichtung besteht aus einem aus nachgiebigem Material besiehenden inneren Körper und einem aus steifem Material bestehenden äußeren Körper, wobei dazwischen eine ringförmige Ausgleichskammer erhalten ist. Diese enthält ein Druckmittel, dessen Druck in Abhängigkeit von der druckpulsationsbedingten Verformung des inneren Körper variierbar ist. Auch diese Vorrichtung ist relativ aufwendig und teuer sowie für Rohrleitungen kleineren Durchmessers ungeeignet. Körperschall wird nicht gedämpft.Furthermore, according to DE-OS 3311822 a device for damping of pressure pulsations in fluids is known, which is formed by a tubular element which is inserted into a piping system. This device consists of an inner body, which is made of a resilient material, and an outer body of rigid material, with an annular compensation chamber therebetween. This contains a pressure medium whose pressure is variable in dependence on the pressure pulsation-induced deformation of the inner body. This device is relatively complex and expensive and unsuitable for smaller diameter pipes. Structure-borne sound is not dampened.
indirekt in die Rohrleitung angekoppelten hydropneumatischen Druckspeicher, wobei ein Druckgeber Zwischengeschäft ist,der über ein elastisches Trennelement die Druckpulsationen auf ein Übertragungsmedium überträgt. Dabei weist der Druckgeberein in die Rohrleitung eingefügtes rohrförmiges Gehäuse auf, in dessen Inneren ein elastisch aufweitbarer Schlauch angeordnetist, welcher vom Strömungsmedium durchströmt wird und dabei die Funktion des ela; .ischen Trennelementes übernimmt. Zurindirectly coupled in the pipeline hydropneumatic pressure accumulator, wherein a pressure transducer is intermediate business, which transmits the pressure pulsations on a transmission medium via an elastic separating element. In this case, the pressure transducer has inserted into the pipe tubular housing, in the interior of which an elastically expandable hose is arranged, which is flowed through by the flow medium and thereby the function of the ela; .ische separating element takes over. to
bekannte Vorrichtung ist aufwendig und damit teuer. Der Raumbedarf ist erheblich, so daß die Vorrichtung für extremraumsparenden Lösungen nicht geeignet ist. Die Zu- und Ableitung des Mediums in das Gehäuse bzw. den Schlauch erfolgt alsgeradlinige Durchführung, so daß zusätzliche Dämpfungswirkungen (Reflexion, Absorption, Dissipation, Resonanz) nichterreichbar sind. Die Körperschallweiterleitung ist nicht unterbrochen.known device is expensive and therefore expensive. The space requirement is considerable, so that the device is not suitable for extremely space-saving solutions. The supply and discharge of the medium into the housing or the hose is alsgeradlinige implementation, so that additional damping effects (reflection, absorption, dissipation, resonance) are not achievable. The structure-borne sound transmission is not interrupted.
andere, in Verbindung mit Strömungsmaschinen stehende Rohrleitungssysteme ungeeignet, wo es vorrangig darum geht,other in-line piping systems unsuitable where priority is
und Schallabstrahlungen von den Rohrleitungssystemen und/oder von den die Rohrleitungen tragenden Flächen bzw.and sound emissions from the piping systems and / or from the pipes carrying surfaces or
besonders zu beachten; auch diesen Bedingungen genügen die genannten bekannten Vorrichtungen nicht.Of particular note; even these conditions do not meet the said known devices.
innerhalb eines Rohrleitungssystems, insbesondere zum Einbau in kompressorbetriebene Kälteerzeugungsgeräte, bestehendaus einer rohrartigen, beidseitig stirnseitig verschlossenen Dämpferkammer aus steifem Material, in die eine Zu- und einewithin a piping system, in particular for installation in compressor-operated refrigeration appliances, consisting of a tubular, sealed on both sides end side damper chamber made of rigid material into which a supply and a
angeordnet ist, zu schaffen, wobei Druckpulsationen im strömenden Medium sowie die Körperschallfortleitung durch dieis arranged to create, wherein pressure pulsations in the flowing medium and the structure-borne sound propagation through the
bMwährleistende Strukturierung aufweist, wobei das Formteil beidseitig durch aus elnstomerem Material bestehendeb M währleistende structuring, wherein the molded part on both sides of existing from nostomerem material
und stirnseitig gegen die Dämpferkammer abgestützt rind, und die Dämpferkammer eine Querteilung aufweist, welche durchein Verbindungsteil aus elastomerem Material überbrückt ist.and frontally supported against the damper chamber, and the damper chamber has a transverse partition which is bridged by a connecting piece of elastomeric material.
deren Längsachse gegensinnig abgewinkelt.whose longitudinal axis angled in opposite directions.
vorrangig längserstreckenden Riffelung, deren Oberkanten an der Innenzylinderfläche der Dämpferkammer anliegen.primarily longitudinally extending corrugations whose upper edges rest against the inner cylinder surface of the damper chamber.
mit einer Strukturierung versehen ist.is provided with a structuring.
daß de Dämpferkammer mit dem in ihrem Inneren befindlichen zylindrischen Formteil innerhalb der Hermetikkapsel desthat damper chamber with the inside located in the cylindrical cylindrical part inside the hermetic capsule of the
Fig. 1: den Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, Fig. 2: den Querschnitt nach Linie H-Il in Fig. 1, Fig.3: den Querschnitt nach Linie Ill-Ill in Fig. 1.1: the axial section through a device according to the invention, FIG. 2: the cross section along the line H-II in FIG. 1, FIG. 3: the cross section along the line III-III in FIG.
Beispielsgemäß wird der Einsatz einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem kompressorbetriebenen Haushaltkühlschrank beschrieben, ohne daß dieses Beispiel eine einschränkende Wirkung bezüglich der umfassenden Anwendbarkeit des Erfindungsgedankens in R l.rleitungssystemen haben soll.The use of a device according to the invention in a compressor-operated household refrigerator is described by way of example, without this example being intended to have a restrictive effect on the comprehensive applicability of the inventive idea in piping systems.
Die Vorrichtung besteht aus einer rohrartigen Dämpferkammer 1, die in das Rohrleitungssystem eines Kühlschrankes eingefügt ist. Die Zuleitung 2 (des Rohrleistungssystems) befindet sich in mittel· oder unmittelbarer Nähe des Auslaßventils des Kompressors des Kühlschrankes (nicht dargestellt), während die Ableitung 3 der- durch die Vorrichtung an sich unterbrochenen -Weiterleitung des Kältemittelstromes an das (weitere) Rohrleitungssstem des Kühlschrankes dient. Der Querschnitt der Dämpferkammer 1 beträgt ein mehrfaches des Querschnittes von Zuleitung 2 bzw. Ableitung 3; die entsprechenden Rohrstutzen sind in den Stirnseiten der Dämpferkammer 1 befestigt. Zusätzlich sind die in der Dämpferkammer 1 hineinragenden Rohrstutzen von Zuleitung 2 und Ableitung 3 relativ zu deren Längsachse gegensinnig unter einem Winkel im ca.-Bereich von 5-20° (im Ausführungsbeispiel 18°) leicht abgewinkelt (siehe Fig. 1). Die Dämpferkammer 1 weist weiterhin eine Querteilung 4 auf, wodurch sie in zwei Dämpferkammerteile 1.1 und 1.2 geteilt ist. Beide Dämpferkammerteile 1.1 und 1.2 sind durch ein Verbindungsteil 5 aus kältemittelbeständigem Gummi überbrückt und verbunden. Im Inneren der Dämpferkammer 1 und koaxial zu dieser befindet sich ein zylindrisches Formteil 6 aus kältemittelbeständigem Gummi. Dessen Außenzylinderfiäche woist dergestalt eine Strukturierung auf, daß sio eine sich vorrangig längserstreckende Riffelung 7 besitzt, wodurch eine federnde Abstützung des Formteils 6 zur Innenzylinderfläche der Dämpferkammer 1 und ein Druckausgleich erreicht wird. Beidseitig ist das zylindrische Formteil 6 durch Stirnscheiben 8 aus kältemittelbeständigem Gummi verschlossen. Diese Stirnscheiben 8 sitzen auf den Rohrstutzen der Zuleitung 2 und der Ableitung 3. Sie weisen zur Achse der Dämpferkammw 1 parallelachsige Kanäle 9 auf und stützen sich über Anlageringe 10 stii nf eitig gegen die Dämpferkarr Tier 1 ab.The device consists of a tubular damper chamber 1, which is inserted into the piping system of a refrigerator. The supply line 2 (of the pipe power system) is located in the middle or immediate vicinity of the outlet valve of the compressor of the refrigerator (not shown), while the derivative 3 of the device-interrupted by the device itself -Conducting the refrigerant flow to the (further) Rohrleitungsstem the refrigerator serves. The cross section of the damper chamber 1 is a multiple of the cross section of the supply line 2 and discharge 3; the corresponding pipe sockets are fastened in the end faces of the damper chamber 1. In addition, the projecting into the damper chamber 1 pipe socket of lead 2 and 3 discharge relative to the longitudinal axis in opposite directions at an angle in the approximate range of 5-20 ° (18 ° in the embodiment) slightly angled (see Fig. 1). The damper chamber 1 further has a transverse division 4, whereby it is divided into two damper chamber parts 1.1 and 1.2. Both damper chamber parts 1.1 and 1.2 are bridged and connected by a connecting part 5 of refrigerant-resistant rubber. Inside the damper chamber 1 and coaxial with this is a cylindrical molding 6 made of refrigerant-resistant rubber. Whose Außenenzylinderfiäche woist in such a structuring that sio has a primarily longitudinally extending corrugations 7, whereby a resilient support of the molding 6 to the inner cylinder surface of the damper chamber 1 and a pressure equalization is achieved. On both sides, the cylindrical shaped part 6 is closed by end discs 8 made of refrigerant-resistant rubber. These spindles 8 sit on the pipe socket of the supply line 2 and the discharge 3. They have to the axis of the Dämpferkammw 1 parallel-axis channels 9 and are based on Anlageringe 10 stii nf eitig against the Dämpferkarr animal 1 from.
Im speziellen Ausführungsbeispiel ist vorstehend beschriebene Vorrichtung innerhalb der Hermetikkapsel des Kühlschrankes, unmittelbar nach dem Auslaßventil des Kompressors, in die Rohrleitung eingefügt, was durch den äußerst geringen Raumbedarf der Vorrichtung ermöglicht ist.In the specific embodiment, the device described above is inserted within the hermetic capsule of the refrigerator, immediately after the outlet valve of the compressor, in the pipeline, which is made possible by the extremely small space requirement of the device.
Bei Betrieb des Kompressors des Kühlschrankes werden sowohl Druckpulsationen im Kältemittel als auch Schalldruckschwingungen in der Zuleitung 2 des Rohrleitungssystems erzeugt. Insbesondere durch die Wirkung derDuring operation of the compressor of the refrigerator both pressure pulsations in the refrigerant and sound pressure vibrations in the supply line 2 of the piping system are generated. In particular, by the effect of
Querteilung 4der Dämpferkammer 1 und deren Überbrückung durch das Verbindungsteil 5 aus Gummi ist die direkte Fortleitung von Körperschall auf das Rohrleitungssystem unterbrochen.Transverse division 4 of the damper chamber 1 and the bridging through the connecting part 5 made of rubber, the direct transmission of structure-borne noise is interrupted on the piping system.
Weiterhin ergeben sich durch Impedanzsprünge infolge der Querschnittsänderung der Dämprerkammer 1 sowie infolge der Materialänderung (Formteil 6 mit Stirnscheiben 8 aus Gummi) Reflexionen entgegengesetzt zur Ausbreitungsvorrichtung der Schallenergie, d.h. zurück zur Schallquelle (Kompressor), so daß ein weiterer Schallenergieverlust wirksam wird. Die Elastizität der Wände des zylindrischen Formteils 6 innerhalb der Dämpferkammer 1 dämpft durch Aufnahme des Wechseldruckes die Pulsationsspitzen. Dieser Effekt wird durch die Querschnittserweiterung (zylindrisches Formteil 6 in der Dämpferkammer 1) zusätzlich unterstützt. Das elastische Material des zylindrischen Formteils 6 und dessen federnde Abstützung über die Riffelung 7 wirkt bei Druckausgleich wie eine akustische Rundumauskleidung in einem Kanal. In diesem elastischen Material kommt es zu einer Dissipation vor. akustischer Energie in Wärmeenergie und damit zu einer Schalldämpfung. Dabei ist über die Kanäle 9 in den Stirnscheiben 8 und die Riffelung 7 ein Druckausgleich zwischen dem Inneren des zylindrischen Formteils 6 und dem Inneren der Dämpferkammer 1 gewährleistet, andernfalls ein starres Verhalten des Formteiles 6 mit negativen Folgen zu verzeichnenFurthermore, due to impedance jumps due to the change in cross section of the Dämprerkammer 1 and due to the change in material (molded part 6 with end plates 8 made of rubber) reflections opposite to the propagation device of the sound energy, i. back to the sound source (compressor), so that another sound energy loss is effective. The elasticity of the walls of the cylindrical molded part 6 within the damper chamber 1 dampens the pulsation peaks by receiving the alternating pressure. This effect is additionally supported by the cross-sectional widening (cylindrical shaped part 6 in the damper chamber 1). The elastic material of the cylindrical molding 6 and its resilient support via the corrugation 7 acts at pressure equalization as an acoustic Rundumauskleidung in a channel. In this elastic material there is a dissipation. acoustic energy in heat energy and thus to a sound attenuation. In this case, a pressure equalization between the interior of the cylindrical molding 6 and the interior of the damper chamber 1 is ensured via the channels 9 in the end plates 8 and the corrugation 7, otherwise recorded a rigid behavior of the molded part 6 with negative consequences
Die leicht abgewinkelten Rohrstutzen von Zuleitung 2 und Ableitung 3 leiten den pulsierenden Schallstrahl unmittelbar auf die elastische Wandfläche des zylindrischen Formteils 6. Hierdurch wird eine stärkere Verwirbelung und somit ein erhöhter Energieumsatz bewirkt; die pulsationsbedingten Impulskräfte erfahren durch das elastische Material eine Dämpfung.The slightly angled pipe sockets of supply line 2 and discharge line 3 direct the pulsating sound beam directly to the elastic wall surface of the cylindrical molded part 6. This results in a stronger turbulence and thus increased energy expenditure; the pulsation-related momentum experienced by the elastic material damping.
Für Frequenzen oberhalb einer Grenzfrequenz wirkt die Dämpferkammer 1 mit dem zylindrischem Formteil β im Inneren als Resonanzschalldämpfer.For frequencies above a cutoff frequency, the damper chamber 1 interacts with the cylindrical molded part β in the interior as a resonance silencer.
In einer Ausführungsvariante weist auch die Innenzylinderoberfläche des zylindrischen Formteils 6 eine Strukturierung auf (nicht gezeichnet). Diese kann beispielsweise die Form eines Gewindes besitzen; sie dient der zusätzlichen Schalldämfpung.In one embodiment, the inner cylinder surface of the cylindrical molded part 6 has a structuring (not shown). This may for example have the form of a thread; it serves the additional Schalldämfpung.
Vorbeschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung dämpft mit geringem Aufwand in erheblichem Maße Druckpulsationen im Kältemittelstrom bei gleichzeitiger Unterbrechung der Körperschailweiterleitung, so daß Schwingungen und Schallabstrahlungen durch das Rohrleitungssystem bzw. dieses tragende Gehäuse weitgehend vermieden sind. Der äußerst geringe Raumbedarf gestattet eine günstige Anordnung in unmittelbarer Nähe der Schallquelle. Ein Austritt des extrem flüchtigen Kältemittels in die Umgebung ist vermieden.The above-described device according to the invention attenuates pressure pulsations in the refrigerant flow with simultaneous interruption of the body-chute forwarding with little effort, so that vibrations and sound radiation through the pipeline system or this supporting housing are largely avoided. The extremely small space requirement allows a favorable arrangement in the immediate vicinity of the sound source. An escape of the extremely volatile refrigerant in the environment is avoided.
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DD34419690A DD298151A5 (en) | 1990-09-25 | 1990-09-25 | DEVICE FOR DAMPING PRESSURE PULSATIONS |
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- 1990-09-25 DD DD34419690A patent/DD298151A5/en not_active IP Right Cessation
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