DE2021159A1

DE2021159A1 - Mit einem Schalldaempfer versehene rotierende Pumpe fuer gasfoermige Stroemungsmittel

Info

Publication number: DE2021159A1
Application number: DE19702021159
Authority: DE
Inventors: Leon Manoury
Original assignee: ETRI SA
Current assignee: ETRI SA
Priority date: 1969-05-02
Filing date: 1970-04-30
Publication date: 1971-02-11
Also published as: FR2043926A5

Description

202115-3

Dipl.-Ing. Egon Prinz _ Dr. Gertrud Hauser 2 7. Apfj'lΊ970 PIpI. - Ing. Gottfried Leiser

Patentanwälte -

MM HOiKhWi-Pasing Ernsbtrgaritraii· 19

Unser Zeichen: E 691

cas J

ETUDES TEGHHIQUES. ET REPRESENTATIONS IFBUSTRIELLES '■ 8, rue Boutard, NBuilly-sur-Seine/Frankr.

Mit einem Schalldämpfer versehene rotierende rumpe ±üf gasförmige Strömungsmittel.

Die Erfindung betrifft eine rotierende,

insbesondere mit Wirbelbewegung arbeitende Pumpe, welche hauptsächlich als Ventilator für Luft oder ein anderes gasförmiges Mittel bestimmt ist. Die erfindungsgemasse Pumpe besitzt einen durch ein Schaufelrad o.dgl. gebildeten Rotor, welcher sich innerhalb eines Ringkanals dreht, welchen er nicht vollständig ausfüllt, so dass die Wirbelbewegungen der Luft begünstigt werden. Die Pumpe weist ferner einen zwischen den Eingangsund Ausgangskanälen und dem Rotor angeordneten Schalldämpfer auf.

Die Wirbelpumpen besitzen bei ihrer Benutzung zum Pumpen oder Fördern von Strömungsmitteln (insbesondere infolge der erzielten starken Drücke oder Saugwirkungen)

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interessante Eigenschaften, bieten aber gewisse Schwierigkeiten.

Zunächst erzeugen sie beim Arbeiten

ein erhebliches Geräusch, so dass sie mit einem Schalldämpfer versehen werden müssen, welcher jedoch schwer herzustellen ist, da er, wenn er wirksam ist, die Leistungen der Pumpe erheblich herabsetzt.

Ferner können im allgemeinen derartige

Pumpen infolge der Erwärmung des Strömungsmittels schwer mit geringer Fördermenge und hohem Druck benutzt werden. Es ist daher eine mehr oder weniger ausgedehnte Zone vorhanden, in welcher die Pumpe nicht verwendet werden kann.

Schliesslich ist es wichtig, dass diese

Pumpen ein möglichst geringes Volumen haben, was schwer mit einer verwickelten sperrigen Ausführung des Schalldämpfers vereinbar ist.

Bei einer bekannten Ausführung ist der

Schalldämpfer kranzförmig um den Antriebsmotor herum vorgesehen. Diese Lösung besitzt den Vorteil eines geringen Platzbedarfs, da die durch den den Rotor enthaltenden rohrförmigen Kranz bestimmten Gesamtabmessungen des Apparats am besten ausgenutzt werden.

Diese Ausführung besitzt jedoch verschiedene Nachteile: . -

Das durch die Verdichtung oder den Unterdruck und durch die Verluste des Ventilators erwärmte gasförmige Strömungsmittel hält auf einem erheblichen Teil des Motors eine Atmosphäre hoher Temperatur aufrecht. Ausserdem nimmt der Motor mit seinen Eigenverlusten an der Erwärmung des Strömungsmittels teil. Diese von der Inbetriebsetzung des Apparats an auftretende Erwärmung kann sich nun nur nach mehreren Stunden stabilisieren, so dass der von dem Ventilator im Beharrungszustand gelieferte Druck gegenüber dem bei kaltem Apparat erzielten herabgesetzt wird* '

Dieser Nachteil wird noch dadurch verstärkt, dass bei gewissen Anwendungen der erzeugte Druck oder Unterdruck in bestimmten oberen und unteren Grenzen einen ziemlich genauen Wert haben muss. Diese Unbeständigkeit kann den

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Benutzer zu häufigen Regelungen zwingen. Gewisse Apparate sind hierfür mit einem regelbaren Kondensator versehen. Bei derartigen Ventilatoren kann es vorkommen, dass die (z.B. durch die Änderungen des Wicklungswicierstands gemessene) innere Erwärmung des Motors 100 C übersteigt, selbst wenn man aünserhalb der oben erwähnten verbotenen Zone der Betriebskeirnlinie bleibt. Dies erfordert eine höhere IsölationsklaHHe und bewirkt eine beschleunigte Abnutzung der Wälzlager durch sclmellere Zerstörung des Fettes, da diese Apparate im allgemeinen ein.* für allemal geschmiert werden.

Bei einer anderen bekannten Ausführungsform sind mit den Eingangs- und Ausgangsöffnungen des den Rotor enthaltenden ringförmigen Gehäuses ggfs. mit einem schallabsorbirrenden Kittel gefüllte Kammern kombiniert, welche in der zu der Motorachse parallelen Achse dieser öffnungen angeordnet sind. Derartige Kammern besitzen jedoch, den Nachteil, dass sie ein geringes Volumen haben, wenn sie keinen übermässigen Platz einnehmen sollen, so dass sie keine Dämpfung der Geräusche in dem ganzen Frequenzbereich ermöglichen.

Die erfindungsgemässe rotierende Pumpe

mit einem mit dem ringförmigen Gehäuse des Rotors kombinierten Schalldämpfer soll den obigen Nachteilen durch eine weitgehende Dämpfung der Geräusche ohne merkliche Vergrösserung des Platzbedarfs des Gehäuses der Pumpe abhelfen.

Die erfindungsgemässe rotierende, insbesondere mit einer Wirbelbewegung arbeitende, hauptsächlich einen Ventilator für,.gasförmige Strömungsmittel* bildende Pumpe,

ex η gchälldstmpfer .. f »

bei welcher/mit wenigstens einer der öffnungen fur den Eintritt des Strömungsmittels in das den Rotor enthaltende Gehäuse oder den Austritt aus demselben kombiniert ist, wobei dieser Schalldämpfer eine zwischen einem der Anschlußstutzen der Pumpe und der öffnung des Gehäuses angeordnete Umlaufkammer aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, dass diese Kammer wenigstens ein eine Krümmung des Strömungskreises des gasförmigen Strömungsmittels erzwingendes Labyrinthglied aufweist, wodurch eine sehr erhebliche Dämpfung des Geräuschs erzielt werden kann.

Die Achse des Anschlußstutzens des Schall-

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dämpfers liegt vorzugsweise senkrecht zi der Mittelebene des gekrümmten Strömungskreises des Strömungsmittels in der Kammer des Schalldämpfers, wodurch eine neuerliche Herabsetzung des Geräuschs erzielt wird.

< Bei einer vorteilhaften Ausführungsform

der Erfindung befindet sich das Gehäuse des Motors ausserhalb des Gehäuses des Rotors, und die Kammern des Sehalldämpfers liegen in einem dritten, sich gleichzeitig an dem Motorgehäuse und an dem Rotorgehäuse abstützenden Gehäuse. Ber durch diese Anordnung des Motors und des Rotors entstehende freie Raum wird für den Einbau eines Schalldämpfers geeigneter Länge ausgenutzt.

Gemäss einer anderen Ausführungsform der

Erfindung, welche übrigens mit der vorhergehenden kombiniert werden kann, besitzt das Gehäuse des Schalldämpfers eine entfernbare Stirnwand, welche die Kammern des Schalldämpfers begrenzt und innen mit einem schallabsorbierenden Mittel besetzt sein kann*

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.

Pig. 1 ist eine von der Rotorseite aus gesehene teilweise geschnittene schaubildliche Ansicht einer erfind ungsgemässen Wirbelpumpe unter Wegbrechung von Teilen.

Fig. 2 ist eine der Pig· 1 entsprechende,

von der Seite des Hilfsventilators aus gesehene Ansicht der gleichen Pumpe.

Pig» 3 ist ein Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 4.

Fig. 4 ist ein Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 3..

Fig. 5 ist ein Schnitt des Schalldämpfers längs der Linie V-V der Fig. 3.

Pig. 6 ist ein Schnitt längs der Linie VI-VI der Pig. 3.

Pig, 7 ist ein der Fig. 5 entsprechender Schnitt einer Ausführungsabwandlung.

Fig. 8 und 9 sind schematische schaubil-

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liehe, Fig. 1 und 2 entsprechende Ansichten von zwei Ausfühirungsabwandlungen eines Teils des Schalldämpfers.

Fig. 10 und 11 sind eine Seitenansicht

bzw. eine Endansicht einer Ausführungsabwandlung der Pumpe in kleinem Maßstab.

Pig, 12 und 13 sind entsprechende Ansichten einer anderen Ausführungsabwandlung.

Pig. 14 und 15 sind zwei Betriebsdiagramme. In Pig« 1 bis 6 ist die Anwendung der Erfindung auf eine Wirbelpumpe für Luft oder ein anderes Strömungsmittel dargestellt. Ihr Motor 1 mit seinem ständer 2 ist in einem Gehäuse 3 untergebracht, durch welches axial eine Welle 4 tritt, welche an einem Ende den durch ein Schaufelrad 6 gebildeten Rotor 5 der Pumpe trägt. Der Rotor 5 dreht sich in einem ringförmigen Gehäuse 7, welches das Gehäuse 3 des Motors 1 an dem Vorderende desselben kranzförmig umgibt. Das Gehäuse 7, welches gegenüber den Schaufeln 6 einen Ringkanal 8 mit Halbkreisquersehnitt bildet, wird durch einen den Rotor 5 einschliessenden Deckel 9 abgeschlossen.

Auf der dem Rotor 5 abgewandten Seite

trägt die Welle 4 ein Flügelrad 11, welches den Ventilator des · Motors 1 bildet und in einem umhüllenden Gehäuse 12 mit in Richtung auf das Gehäuse 7 offenen öffnungen 13 untergebracht ist. ■.-■'■

Erfindungsgemäss ist mit der auf die obige

Weise ausgebildeten Pumpe ein Schalldämpfer 14 kombiniert, welcher in einem etwa parallelepipedischen Gehäuse 15 untergebracht ist, welches sich quer zu der Achse des Motors 1 erstreckt und sich tangential an dem Gehäuse 3 desselben und stirnseitig an der Rückwand des Gehäuses 7 abstützt«

Der Schalldämpfer 14 wird durch eine mittlere Trennwand ^l in zwei Kammern 16a, 16b unterteilt, welche dem Eintritt bzw. dem Austritt des Strömungsmittels zugeordnet sind.

Jede der Kammern 16a, 16b (nachstehend

allgemein mit 16 bezeichnet) ist in zwei Kanäle 18, 19 durch eine Wand 21 unterteilt, welche auf die das Gehäuse 15 des

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Schalldämpfers 14 absehliessende entfernbare Stirnwand 22 zuläuft. Die Wand 21 ist in einer gewissen Entfernung von der Wand 22 unterbrochen, so dass ein labyrinth entsteht und dem Strömungsmittel ein gekrümmter Weg F bzw» G erteilt wird, dessen Mittelebene zu der Achse des Motors 4 praktisch parallel ist» Dieser Weg verbindet bei der Kammer 16a UeR Eintrittsstutsen 23a mit der Eingangsöffnung 24a des ringförmigen Gehäuses 8 und bei der Kammer 16b die AuatrittsÖffnung 24b des Gehäuses mit dem Austrittsstutzen 23b,

Bei der betrachteten Ausführung sind die

Achsen der Stutzen 23a, 23b parallel und etwa senkrecht zu den gekrümmten Wegen F, @· Das Gehäuse 15 des Schalldämpfers und die Stirnwand 22 sind vorzugsweise aus einem in der Form geformten leichtmetall hergestellt und innen mit einem schallabsorbierenden überzug 25» z»B. aus Filz oder einem anderen ungewebten oder gepressten, natürlichen oder künstliehen Werkstoff versehen.

Der auf diese Weise ausgebildete Schalldämpfer erweist sich als sehr wirksam. Sr erteilt nämlich den Strömungsmittelstromfäden eine gewisse Zahl von Krümmungen und Verdrehungen, was für die Schalldämpfung sehr günstig ist.

Ferner kann das Gehäuse des Schalldämpfers

als Untersatz für die Pumpe dienen₉ deren Längenausdehnung ebenso wie die gesamte Bauläng© nicht verändert wird, was sehr vorteilhaft ist β Der innere B©lag der Kammern 16 kann eine erhebliche Dicke haben_s insbesondere verm die Pumpe mit geringer Förderleistung arbeiten soll.

In der Ausführung der Mg. 7 trägt daher

die Stirnwand 22 einen zusammengesetzten Überzug mit einer inneren Filzschicht 31 und einer äusseren Schicht 32 aus Kunst-Schaumstoff , während' die anderen Wände mit angeklebtem Filz überzogen sind*, Durch Veränderung der Dicke der Schicht 32 kann man den Wert der an der Stelle des Iiabyrinthgliedes 21 gebildeten Einschnürung E einstellen»

Bei der Ausführungsabwandlung der Fig. 8

reicht das labyrinthglied 33 bis zu der (entfernt gedachten) Stirnwand 22, die die Verbindung zwischen den Kanälen 18, 19 herstellende Einschnürung wird jedoch hier durch ein zwischen dem Blöden des Gehäuses 15 und dieser Wand ausgebildetes Fenster

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34 gebildet. Diese beiden Ausführungen ermöglichen bereits, den meisten der für die Förderleistung, den Druck und das Geräusch gewünschten Kenngrössen zu genügen.

Die Ausführung der Pig. 9 ist dadurch

bemerkenswert, dass die Kanäle 16, 19 rohrförmig und in der Nahe der Wand 22 durch ein durch einen Vorsprung 36 bestimmter Höhe begrenztes Fenster 35 vereinigt sind. Diese Ausführung erzeugt einen geringeren Druckabfall als die vorhergehenden bei gleicher Geräuschabsorption. Ferner kann mit einem geeigneten Werkzeug der gesamte Schalldämpfer 15 insbesondere durch Formung in der Form hergestellt werden. Er kann unmittelbar aus einem schalldämpfenden Werkstoff bestehen.

Die Lage der Stutzen 23a, 23b gegenüber | den Stromungskreisen der Kammern 16 können natürlich bedarfsgeniäsa verändert werden.

So sind in Fig. 10, 11 die Stutzen 23c,

23d an den Seitenwänden des Gehäuses 15 angeordnet. Da jedoch häufig nur ein einziger Stutzen benutzt wird, braucht das Gehäuse 15 nur einen Stutzen aufzuweisen, wie bei 23e in Fig. 12 und 13 gezeigt.

Fig. 14 zeigt die Kennlinien des Drucks P

und der inneren Erwärmung T des Motors in Funktion der Förderleistung D. Die bei derartigen Ventilatoren vorhandene verbotene Zone Z wird durch die Erfindung auf Z. zurückgeführt· Das Vorhandensein des zweiten Ventialtors 11, welcher nicht nur den Motor 1 sondern auch das Gehäuse 7 kühlt, verbessert die | Stabilität dieser Kennlinien beträchtlich. Der Grenzpunkt ^₁* welcher bei einem bekannten Ventilator 100° C beträgt, liegt bei einer erfindungsgeitässen Ausführung bei einer kleineren Förderleistung nur bei 35° C. Hierdurch wird die Druckkennlinie noch weiter verbessert, wie dies Fig. 15 zeigt (Kennlinie P/D), in welcher die Kurve P₁ dem Arbeiten in kaltem Zustand und P« dem Arbeiten in warmem Zustand entspricht. Wie man sieht, ist es zweckmässig, bei möglichst niedriger Temperatur zu arbeiten, was durch die Erfindung gerade ermöglicht wird.

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Claims

Patentansprüche

1.)'Rotierende, insbesondere mit einer

Wirbelbewegung arbeitende, hauptsächlich zur Verwendung als Ventilator für gasförmige Strömungsmittel bestimmte Pumpe, bei welcher ein Schalldämpfer mit wenigstens einer der Öffnungen für den Eintritt des Strömungsmittels in das den Rotor enthaltende Gehäuse oder den Austritt aus demselben kombiniert ist, wobei dieser Schalldämpfer eine zwischen einem der Anschlußatutzen der Pumpe und der betreffenden Öffnung des Gehäuses angeordnete Umlaufkammer aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass diese Kammer (16a oder 16b) wenigstens ein eine Krümmung des S-trömungs kreis es des gasförmigen Strömungsmittels erzwingendes Labyrinthglied (21) aufweist.

2») Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse des Stutzens (23a oder 23b) des Schalldämpfers (14) etwa senkrecht zu der Mittelebene des gekrümmten Strömungskreises (F, G) des Strömungsmittels in der Kammer (16) des Schalldämpfers (14) liegt.

3_S) Pumpe nach Anspruch 1, bei welcher das

Gehäuse des Motors ausserhalb des Gehäuses des Rotors liegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (16a, 16b) des Schalldämpfers (14) in einem sich gleichzeitig an dem Motorgehäuse (3) und an dem Rotorgehäuse (7) abstützenden Gehäuse (15) untergebracht sind.

4.) Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (15) des Schalldämpfers (14) eine die Kammern (16a, 16b) des Schalldämpfers begrenzende entfernbare Stirnwand (22) aufweist, welche innen mit einem schallabsorbierenden Werkstoff besetzt ist.

5·) Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mit einer jeden Öffnung (24a, 24b) des Rotorgehäuses zusammenhängende Kammer (16a, 16b) des Schalldämpfers (14) zwei durch ein labyrinthglied (21) getrennte Kanäle (18₉ 19) aufweist, welche etwa parallel zu der Achse des Motors verlaufen.

6«,) Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse einer jeden Öffnung (24a, 24b)

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des Gehäuses (7) des Rotors (5) etwa senkrecht zu der Mittelebene des Strömungskreises (F, G) des Strömungsmittels in der Kammer (16) des Schalldämpfers (14) liegt.

7.) Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (15) des Schalldämpfers (14) einen Untersatz für das Motorgehäuse (3) bildet.

8.) Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stutzen (13a, 13b) des Schalldämpfers (14) in den zwischen den Gehäusen (3 bzw. 7 bzw. 15) des Motors bzw. des Rotors bzw. des Schalldämpfers freigelassenen Räumen untergebracht sind.

9«) Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stutzen (23c, 23d) des Schalldämpfers an den Seiten des Gehäuses (15) des Schalldämpfers angeordnet sind.

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