DE2650008B2 - Schalldämpfender Einlaufschacht für Zerkleinerungsmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Dämpfung des von Zerkleinerungsmaschinen emittierten Lärms. Sie betrifft die Ausbildung eines Einlaufschachtes für diese Maschinen, der eine besonders gute Dämpfung des als Luftschall aus der Einlauföffnung der Zerkleinerungsmaschine austretenden Lärms ermöglicht und billig in der Herstellung ist

Zerkleinerungsmaschinen sind durch ihre Betriebsweise eine Maschinengattung mit sehr starker Lärmemission. Da der Lärm auf verschiedenen Wegen von den Zerkleinerungsmaschinen emittiert wird, ist es zu einer wirksamen Lärmminderung erforderlich, die Emissionswerte auf jedem einzelnen dieser Wege durch besondere Maßnahmen zu reduzieren. Die vorliegende Erfindung befaßt sich nur mit dem Lärmanteil, der als Luftschall aus der Eintrittsöffnung des Einlaufschachtes der Zerkleinerungsmaschine emittiert wird.

Dieser Luftschall entsteht im Mahlraum der Zerkleinerungsmaschine durch verschiedene Ursachen. In grober Unterteilung sind dies die aerodynamischen Effekte an den Mahlorganen, das schlagartige Auftreffen der im Mahlraum umherfliegenden Gutteile auf Mahlorgane und Gehäuseteile und das Zerbrechen der Gutteile durch den Mahlvorgang. Der dadurch erzeugte Schall weist ein sehr breites Frequenzspektrum auf, das von der Drehfrequenz des Rotors der Zerkleinerungsmaschine in der Größenordnung von etwa 25 Hz bis zur oberen Hörgrenze reicht Das Maximum der Lärmintensität liegt meist bei etwa 1000 Hz, also einer Wellenlänge von etwa 30 cm. Im Einzelfall zu treffende Dämpfungsmaßnahmen müssen daher für den ganzen

ίο Bereich des Hörschalls ausgelegt sein, wenn eine wirksame Schalldämpfung erreicht werden soll. Dabei ist auch zu beachten, daß bei vielen Zerkleinerungsmaschinen Luft durch den Einlaufschacht eingesaugt wird, die teils zur Kühlung, teils zur Mitwirkung bei der Zerkleinerung und teils zum pneumatischen Transport von Aufgabegut und gemahlenem Gut dient

Eine bekannte Dämpfungsmaßnahme besteht darin, den Einlaufschacht durch Schleusen verschiedener Art abzuschließen, z.B. durch Zellenschleusen oder mit Mahlgut vollgefüllte Förder- und Dosierorgane. Die gegebenenfalls zuzuführende Luft wird dabei durch einen Schalldämpfer bekannter Art hinter der Schleuse in den Einlaufschacht eingeführt Schleusen sind jedoch kostspielig und begrenzen den Bereich der verarbeitba ren Mahlgüter. Außerdem ist es sehr schwierig, sie so dicht zu machen, daß durch die notwendigerweise verbleibenden Ritzen nicht noch übermäßig viel Schall austritt Insbesondere die einfachste Form der Schleuse, ein Vorhang aus elastischem Material, besitzt aus diesem Grund nur geringe Dämpfungswirkung.

Eine andere Maßnahme sieht die Zufuhr des Mahlgutes durch zusätzlich angeordnete schallgedämpfte Tunnels vor. Die damit erzielte Dämpfung kann beliebig wirksam gemacht werden, erfordert jedoch viel Platz und erschwert dadurch das Einführen des Mahlgutes in die Zerkleinerungsmaschine.

Schließlich ist es noch bekannt, den Einlaufschacht der Zerkleinerungsmaschine in seiner konstruktiv bedingten Gestalt mit einem schallabsorbierenden Material auszukleiden. Dies ist von allen die billigste und am wenigsten störende Maßnahme, aber nicht sehr wirksam.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine konstruktive Ausbildung eines Einlaufschachtes für eine Zerkleine rungsmaschine zu finden, der eine besonders gute Dämpfung der als Luftschall aus der Einlauföffnung der Zerkleinerungsmaschine austretenden Lärms ermöglicht und billig in der Herstellung ist. Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß der Einlaufschacht, der in bekannter Weise mit einem schallabsorbierenden Material ausgekleidet ist, eine zwischen seiner Eintritts- und Austrittsöffnung angeordnete Erweiterung aufweist, die von mehreren, mit unterschiedlichen Winkeln schräg zur Richtung des aus dem Mahlraum der Zerkleinerungsmaschine emittierten Luftschalls ausgerichteten Flächen begrenzt ist, wobei die Ebenen, die durch die Eintritts- bzw. Austrittsöffnung und durch die diesen öffnungen jeweils gegenüberliegenden Flächen bestimmt werden, spitze Winkel miteinander einschließen.

Durch eine solche Ausbildung wird erreicht, daß zum einen der aus dem Mahlraum der Zerkleinerungsmaschine austretende Schall den Einlaufschacht erst nach mindestens zweimaliger Reflexion durch seine Eintritts öffnung verlassen kann, zum anderen der von den Wänden des Einlaufschachtes reflektierte Schall nicht unmittelbar wieder in den Mahlraum zurückgeworfen wird.

Die Einlaufschächte bekannter Bauart werden zwar von Flächen begrenzt, die unter verschiedenen Winkeln zur Richtung des aus der Zerkleinerungsmaschine diktierten Luftschalis ausgerichtet sind, jedoch sind vor allem diejenigen Flächen, an denen der wesentliche Teil der Reflexion stattfindet, parallel oder senkrecht zur Austrittsrichtung des Luftschalls ausgerichtet, so da Q der Schall bereits nach einmaliger Reflexion entweder aus der Eintrittsöffnung des Einlaufschachtes in die Umgebung abgestrahlt oder in den Mahlraum zurückgeworfen wird, was zu einer meßbaren Erhöhung des MahlrauKÄchallpegels und damit einer entsprechend stärkeren Lärmabstrahlung von den Wänden der Zerkleinerungsmaschine führt Die Schallminderung bei einmaligem Auftreffen des Schalls auf die Wände des Einlaufschachtes ist relativ gering, auch bei Verwendung einer gebräuchlichen schallschluckenden Auskleidung, denn diese Auskleidung muß zur Vermeidung von Beschädigungen des schallabsorbierenden Materials mit einem Siebblech od. dgL abgedeckt und mit einer nicht allzu dünnen, geschlossenen Membran gegen das Eindringen und Festsetzen von Staub geschützt sein. Beides zusammen bewirkt, daß ein erheblicher Teil des Schalls reflektiert wird.

Wenn der Einlaufschacht erfindungsgemäß mit einer — für die verfahrenstechnische Funktion an sich unnötigen — Erweiterung versehen wird, deren Wände mit unterschiedlichen Winkeln schräg zur Richtung des aus dem Mahlraum der Zerkleinerungsmaschine austretenden Luftschalls verlaufen, wobei vor allem keine Wand parallel zur Eintritts- bzw. Austrittsöffnung des Einlaufschachtes angeordnet ist, so ist damit die Möglichkeit gegeben, durch einfache geometrische Konstruktion Lage und Winkel der schräg angeordneten Wände so zu finden, daß der aus dem Mahlraum der Zerkleinerungsmaschine austretende Schall innerhalb des Einlaufschachtes mehrmals reflektiert wird, wodurch eine entsprechend hohe Dämpfung erzielt wird. Nur ein kleiner Teil des Schalls passiert den Einlaufschacht oder wird in den Mahlraum der Zerkleinerungsmaschine zurückgeworfen, so daß der an die Umgebung abgestrahlte Lärm in erträglichen Grenzen bleibt Da der erfindungsgemäße Einlaufschacht nur aus ebenen Flächen besteht, ist der Zusammenbau einfach und kostensparend. Nach dem in der Zeichnung vorgestellten Konstruktionsbeispiel kann der Fachmann leicht die Form des Einlaufschachtes auch für andere Verhältnisse konstruieren.

Die Wirkung des Einlaufschachtes kann dadurch erhöht werden, daß der Querschnitt der Erweiterung an jeder Stelle mindestens doppelt so groß ist wie die Austrittsöffnung und die gleichgroß ausgebildete Eintrittsöffnung des Einlaufschachtes, denn dann wird schon ohne die Absorption an den Wänden allein durch den Sprung im Wellenwiderstand ein großer Teil des aus der Mahlkammer austretenden Schalls reflektiert, was einen Energieverlust und damit eine Schalldämpfung ergibt Außerdem steht eine größere schallabsorbierende Fläche zur Verfügung, was eine weitere Verbesserung der Dämpfungswirkung bedeutet

Weitere Verbesserungen der Dämpfungswirkung können durch die zusätzliche Anwendung an sich bekannter Maßnahmen erreicht werden, z. B. dadurch, daß die Außenflächen des Einlaufschachtes mit einer Antidröhnmasse beschichtet sind, daß die Eintrittsöffnung des Einlaufschachtes mit einem oder mehreren, mit Abstand aufeinanderfolgenden elastischen Vorhängen abgedeckt ist, oder daß der Einlaufschacht über eine elastische Befestigung mit der Zerkleinerungsmaschine verbunden ist, um die Abstrahlung des von dieser erzeugten Körperschalls zu vermeiden.
Da ein zur Auskleidung des Einlaufschachtes verwendetes schallabsorbierendes Material ein bestimmtes Dämpfungsspektrum aufweist, d. h. seine Dämpfungswirkung eine Funktion der Schallfrequenz ist, wobei nur in seinem gewissen Frequenzbereich optimale Dämpfung erreicht wird, kann es von Vorteil

ίο sein, die einzelnen Wände des Einlaufschachtes mit schallabsorbierenden Materialien mit unterschiedlichen Dämpfungsspektren auszukleiden, so daß diese sich gegenseitig in ihrer Wirkung ergänzen. Ebenso können die die Eintrittsöffnung des Einlaufschachtes abdeckenden Vorhänge aus Materialien mit unterschiedlichen Dämpfungsspektren hergestellt sein.

Bei Zerkleinerungsmaschinen mit Lufteinsaugung in den Mahlraum erfolgt die Luftzufuhr zweckmäßigerweise über einen schallgedämpften Zufuhrkanal, der in die Erweiterung des Einlaufschachtes mündet so daß der Einlaufschacht erfindungsgemäß optimal ausgebildet werden kann.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar ein Einlaufschacht für eine Schneidmühle mit lotrechter Achse. Die Figur zeigt den Längsschnitt durch Einlaufschacht und Schneidmühle. Mit dem Gehäuse 1 einer Schneidmühle mit im Mahlraum 2 umlaufenden Rotor 3 ist der Einlaufschacht 4 über eine elastische Zwischenlage 5 verbunden. Der Einlaufschacht 4 besteht aus dem mit Antidröhnmasse beschichteten Blechgehäuse 6 und darin befestigten Flächen 7 aus Siebblech, zwischen denen die Auskleidung 8 aus schallabsorbierendem Material eingefüllt ist, z. B. ein offenporiger Kunststoffschaum, welcher zu den Flächen 7 hin mit einer dünnen Membran aus dem gleichen Kunststoff abgeschlossen ist. Die Querschnitte des Einlauf schachtes 4 sind an jeder Stelle größer als die Eintrittsöffnung 9 oder die Austrittsöffnung 10. Die einzelnen Wandflächen des Einlaufschachtes 4 sind unter unterschiedlichen Winkeln schräg zur Richtung des aus dem Mahlraum 2 emittierten Luftschalls ausgerichtet, wobei vor allem keine der der Eintrittsöffnung 9 bzw. Austrittsöffnung 10 jeweils gegenüberliegenden Flächen parallel zu diesen öffnungen verläuft.

Die Eintrittsöffnung 9 ist zur Wanne 11 für die Gutaufgabe hin mit zwei hintereinanderliegenden Vorhängen 12 und 13 aus elastischem Material verschlossen. Anhand zweier beliebiger Strahlen 14 und 15 ist der Weg des aus dem Mahlraum 2 emittierten

so Schalls beispielsweise angedeutet. Man erkennt daraus leicht, daß der Hauptanteil des Schalls mindestens zweimal an den Wänden des Einlaufschachtes 4 reflektiert wird, bevor er aus der Eintrittsöffnung 9 austreten kann, wobei er durch die Vorhänge 12 und 13 noch weiter gedämpft wird.

Daraus ergibt sich, daß alle Schallwellen mit Wellenlängen unterhalb etwa der Abmessungen des Einlaufschachtes, also mit Frequenzen oberhalb von etwa 1000 Hz, erst nach mehrmaliger Reflexion mit entsprechendem Energieverlust durch die Eintrittsöffnung 9 nach außen gelangen. Niedere Frequenzen werden auf bekannte Art entsprechend dem Verhältnis der durch die Flächen 7 gebildete Oberfläche zur Fläche der Eirtrittsöffnung 9 gedämpft. Dazu kommt noch die zweimalige Reflexion an den Querschnittsprüngen von der Austrittsfläche 10 zum Innenraum des Einlaufschachtes 4 und von diesem zur Fläche der Eintrittsöffnung 9.

Bei einer Vergleichsmessung an einer Schneidmühle mit lotrechter Rotorachse und einem Rotordurchmesser von 32 cm konnte mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Einlaufschacht eine Lärmminderung um 11,5 dB gegenüber einem bisher eingesetzten Einlaufschacht festgestellt werden. Als Versuchsgut dienten in beiden Fällen auf etwa halbe Handgröße vorzerkleinerte Hohlkörper aus Kunststoff. Die Messung erfolgte durch Integration über 3 Minuten. Der mittlere Schalldruckpegel im Abstand von 1 m von der Eintrittsöffnung des Einlaufschachtes betrug dabei beim bekannten Einlaufschacht 92,5 dB (A), beim erf indungsgemäßen 81 dB (A).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Einlaufschacht für Zerkleinerungsmaschinen, der zur Schalldämpfung mit einem schallabsorbierenden Material ausgekleidet ist, gekennzeichnet durch eine zwischen Eintrittsöffnung (9) und Austrittsöffnung (10) des Einlaufschachtes (4) angeordnete Erweiterung, die von mehreren, mit unterschiedlichen Winkeln schräg zur Richtung des aus dem Mahlraum (2) der Zerkleinerungsmaschine emittierten Luftschalls ausgerichteten Flächen (7) begrenzt ist, wobei die Ebenen, die durch die Eintrittsöffnung (9) bzw. Austrittsöffnung (10) und durch die diesen öffnungen jeweils gegenüberliegenden Flächen (7) bestimmt werden, spitze Winkel miteinander einschließen.

2. Einlaufschacht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erweiterte Querschnitt des Einlaufschachtes (4) an jeder Stelle mindestens doppelt so groß ist wie seine Eintrittsöffnung (9) bzw. die gleichgroße Austrittsöffnung (10).

3. Einlaufschacht nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß seine Außenflächen mit einer Antidröhnmasse beschichtet sind.

4. Einlaufschacht nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung (9) mit einem oder mehreren Vorhängen (12,13) aus elastischem Material abgedeckt ist

5. Einlaufschacht nach einem der Ansprüche 1 bis

4, gekennzeichnet durch elastische Befestigung am Gehäuse (1) der Zerkleinerungsmaschine.

6. Einlaufschacht nach einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung (8) an den einzelnen Flächen (7) unterschiedliche Dämpfungsspektren aufweist

7. Einlaufschacht nach einem der Ansprüche 4 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorhänge (12, 13) unterschiedliche Dämpfungsspektren aufweisen.

8. Einlaufschacht nach einem der Ansprüche 1 bis

7, dadurch gekennzeichnet, daß ein schallgedämpfter Luftzufuhrkanal in der Erweiterung des Einlaufschachtes (4) mündet.