DE19742343A1 - Ultraschalldämpfer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ultraschalldämpfung für eine von einem gasförmigen Medium durchströmte Rohrleitung.

Für die Messung des Durchflusses eines gasförmigen Mediums, wie beispielsweise Erdgas, in Rohrleitungen werden zunehmend Ultra­ schallgaszähler eingesetzt. Diese Ultraschallzähler nutzen die Tatsache, daß sich die Ultraschallimpulse, die in einem Bereich von ca. 60-200 kHz arbeiten stromabwärts schneller und strom­ aufwärts langsamer ausbreiten. Bei diesen Frequenzen sind die Schallwellenlängen kleiner als 6 mm.

Ein Problem bei dem Einsatz eines Ultraschallgaszählers besteht darin, daß der Nutzschall durch Störschall verdeckt wird. Ver­ antwortlich für das Auftreten von Störschall sind dabei Stör­ quellen wie Armaturen, Verdichter bzw. Gebläse, die Schall in einem vom Gaszähler genutzten Frequenzbereich liefern. Demgemäß besteht für einen störungsfreien Betrieb eines Ultra­ schallgaszählers in einer Rohrleitung das Bedürfnis, daß vor und nach dem Ultraschallgaszähler ein Ultraschalldämpfer einge­ baut wird, der Schallwellen mit Wellenlängen von weniger als 6 mm dämpft. Gleichzeitig muß wegen der kleinen Schallwellenlän­ gen auch beachtet werden, daß eine wesentliche Voraussetzung für die Funktionsfähigkeit des Ultraschalldämpfers selbst eine Vermeidung der Verschmutzung ist.

Bekannt ist es aus anderen Frequenzbereichen, schallabsorbie­ rende Umlenkungen in Form eines absorbierend ausgekleideten Rohrkrümmers vorzusehen. Als nachteilig hat sich bei Anwendung im Ultraschallbereich jedoch herausgestellt, daß hier eine gro­ ße Verschmutzungsgefahr besteht. Außerdem erfordert eine der­ artige Schalldämpfungsmaßnahme größere Baulängen, die zu auf­ wendigen Lösungen führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wirkungsvolle Vorrichtung zur Ultraschalldämpfung für eine von einem gasför­ migen Medium durchströmte Rohrleitung verfügbar zu machen, die bei einem einfachen kompakten Aufbau eine geringe Verschmutzungsneigung zeigt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 ge­ nannten Merkmale gelöst. Bevorzugte Merkmale, die die Erfindung vorteilhaft weiterbilden, sind den nachgeordneten Ansprüchen zu entnehmen.

In vorteilhafter Weise macht demgemäß die Erfindung eine Vor­ richtung zur Ultraschalldämpfung verfügbar, bei der bei kleiner Baulänge nicht nur die Verschmutzungsgefahr gering ist, sondern auch der Druckverlust durch den Schalldämpfer klein gehalten werden kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt große Schallpegelsenkungen.

Zu der Verschmutzungsunempfindlichkeit trägt die Ausrichtung der einzelnen Lochbleche parallel zueinander in Strömungsrich­ tung bei. Die Vorrichtung läßt sich außerordentlich kompakt mit einem rohrförmigen Gehäuse gestalten, das auch nachträglich in eine bestehende Rohrleitung entweder direkt oder über zugeord­ nete Flansche eingebaut werden kann. Die Vorrichtung selbst be­ steht bevorzugt aus korrosionsbeständigen Spezialstählen.

Die Dicke des Lochblechs ist in dem Bereich zwischen 60 bis 200 kHz relativ unkritisch und liegt etwa zwischen 0,5 und 8 mm, vorzugsweise etwa zwischen 1 und 4 mm.

Die Lochbleche weisen vorzugsweise ein gleichmäßiges Lochmuster mit konstanten Lochdurchmessern auf, die ≦10 mm, vorzugsweise ≦6 mm betragen, wobei zu beachten ist, daß bei kleineren Lochdurchmessern eine Verschmutzung nicht ausgeschlossen werden kann.

Hinsichtlich der Größe des Abstandes zwischen benachbarten Lochblechen ist davon auszugehen, daß dieser Abstand eine Funk­ tion des Abstandes von dem zugeordneten Ultraschallgaszähler zum einen und der Schallquellenkonfiguration und der Schallwel­ lenlänge zum anderen ist. Der Abstand benachbarter Lochbleche sollte nicht mehr als die doppelte Schallwellenlänge des Ultra­ schallzählers betragen, beispielsweise bei einer Frequenz von 100 kHz etwa 8 mm.

Die Länge des rohrförmigen Gehäuses beträgt ca. 200 mm, um eine Einfügungsdämpfung von 20 dB zu erreichen. Selbstverständlich sind auch kürzere und längere Gestaltungen möglich, ebenso wie auch die Kopplung mehrerer nacheinander angeordneter Vorrich­ tungen, wobei dann jedoch die Orientierung der Lochbleche der einen Vorrichtung senkrecht zu der Orientierung der Lochbleche der anderen Vorrichtung vorgesehen sein sollte.

Hinsichtlich des Durchmessers des rohrförmigen Gehäuses sind bevorzugt etwa Größen von 100 bis 1000 mm vorgesehen, je nach Einsatzbereich, wie beispielsweise bei Erdgasleitungen und al­ len Arten von gasdurchströmten Rohrleitungen.

Hinsichtlich der räumlichen Orientierung der Lochbleche ist weiterhin günstig, wenn diese senkrecht in dem Gehäuse angeord­ net sind, weil damit auch eine weitere Reduzierung der Ver­ schmutzungsgefahr einhergeht.

Mit dem erfindungsgemäßen Konzept, bei dem eine Absorption durch eine Kombination von Strömungsdämpfung und λ/4-Resonator verfügbar gemacht wird, läßt sich eine kurzbauende und damit kompakte Vorrichtung schaffen, bei der wirksam und zuverlässig das Entstehen neuer Schallwellen in der Vorrichtung selbst an den Lochblechen vorteilhaft dadurch vermieden wird, daß die Lochbleche nur stirnseitig angeströmt und nicht über ihre Loch­ fläche durchströmt werden. Vorteilhaft wird dadurch auch er­ reicht, daß über der Ultraschalldämpfungsvorrichtung nur ein geringer Druckverlust entsteht.

Nachfolgend wird die Erfindung mit Hinweisen auf die beigefüg­ ten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine stirnseitige Draufsicht auf ein Ausführungsbei­ spiel einer Vorrichtung zur Ultraschalldämpfung;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung 10 zur Ultraschalldämpfung dar­ gestellt, die ein Hohlzylindergehäuse 11 aufweist, das in einem Ausführungsbeispiel einen Durchmesser von ca. 200 mm und gemäß Fig. 2 eine Länge von ca. 150 mm aufweist. Das Gehäuse 11 be­ sitzt einen Strömungseinlaß 12 und einen Strömungsauslaß 13. In Fig. 2 ist die Strömungsrichtung durch die Pfeile A angegeben.

In dem Gehäuse 11 sind parallel zueinander zahlreiche Lochplat­ ten bzw. Lochbleche 14 angeordnet, die sich parallel zueinander zwischen dem Bereich des Strömungseinlasses 12 und dem Bereich des Strömungsauslasses 13 erstrecken. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel schließen sie bündig mit dem Gehäuse 11 an der Ein- und Auslaßseite ab.

Die Lochbleche 14 sind senkrecht in dem Gehäuse 11 angeordnet und besitzen ein gleichförmiges Lochmuster aus Löchern 15 mit konstanten Lochdurchmessern, die bei dem dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel weniger als 6 mm betragen.

Die Dicke d der Lochbleche 14 beträgt im dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel etwa 3 mm.

Die Größe des Abstandes a zwischen benachbarten Lochblechen 14 beträgt etwa 4 mm.

Die Vorrichtung besteht aus einem korrosionsfesten Stahl. Die Lochbleche 14 sind in das hohlzylindrische Gehäuse 11 einge­ schweißt, und das Gehäuse 11 wird entweder in eine vorhandene Leitung 20 eingesetzt und darin befestigt oder über nichtdarge­ stellte seitliche Flansche, ggf. in einem erweiterten Rohrabschnitt zur Vermeidung eines zu großen Druckverlustes, eingebaut.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur Ultraschalldämpfung für eine von einem gasförmigen Medium durchströmte Rohrleitung, bestehend aus einem in die Leitung einsetzbaren Gehäuse (11) mit einem Strömungseinlaß (12) und einem Strömungsauslaß (13), in dem Löcher (15) aufweisende plattenförmige Elemente (14) angeordnet sind, die sich parallel zueinander zwischen dem Bereich des Strömungseinlasses (12) und dem Bereich des Strömungsauslasses (13) erstrecken.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die plattenförmigen Elemente (14) als Lochbleche aus­ gebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die parallelen Lochbleche (14) mit konstanten Abstand (a) zwischen benachbarten Lochblechen angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochbleche senkrecht in dem Gehäuse (11) angeord­ net sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke (d) der Lochbleche (14) etwa 0,5 bis 8 mm, vorzugsweise etwa 1 bis 4 mm, beträgt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochbleche (14) Lochmuster mit konstanten Loch­ durchmessern aufweisen, welche ≦ 10 mm, vorzugsweise ≦ 6 mm betragen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Abstandes (a) zwischen benachbarten Lochblechen (14) maximal der doppelten Wellenlänge eines durch die Vorrichtung zu schützenden Ultraschallzählers entspricht bzw. auf die Schallquellenkonfiguration ein­ schließlich Schallwellenlänge abgestimmt ist, und vorzugs­ weise ≦10 mm beträgt.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (11) rohrförmig ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Gehäuse (11) einen Durchmesser von ca. 100 bis ca. 1000 mm und eine Länge von ca. 150 bis 200 mm aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (11) in der Leitung befestigbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (11) in einem vorzugsweise erweiterten Rohrabschnitt mit Anschlußflanschen angeordnet ist.