ВСАСЫВАЮЩИЙ КОРОБ СО ЗВУКОИЗОЛЯЦИОННЫМИ СВОЙСТВАМИ ДЛЯ УСТАНОВКИ СНАБЖЕНИЯ ВОЗДУХОМ В КОМПРЕССОРНОЙ УСТАНОВКЕ
SUCTION BOX WITH SOUND-INSULATING PROPERTIES FOR AIR SUPPLY PLANT IN COMPRESSOR PLANT

Настоящее изобретение относится к всасывающему коробу установки снабжения воздухом в компрессорной установке, который содержит одну всасывающую решетку и расположенную на стороне компрессора трубу впуска воздуха, причем всасывающая решетка и труба впуска воздуха расположены между одной нижней крышкой и одной верхней крышкой.
Область использования настоящего изобретения распространяется на сферу производства транспортных средств, в частности рельсовых транспортных средства. В случае рельсовых транспортных средств возрастающие требования в отношении защиты от шума, в частности, применительно к рельсовым транспортным средствам, которые движутся в жилых зонах, требуют все более высоких расходов на оптимизацию шума компрессорной установки. В сфере пассажирских перевозок действуют особо высокие требования в отношении максимально допустимого излучения шума.
В прошлом в сфере рельсовых транспортных средств использовали простой кожух для улавливания шума. Они частично обеспечивают малоэффективную защиту от возникающего шума. При этом через плоское цилиндрическое тело, которое закреплено на наружной стенке, всасывается воздух. В результате малой всасывающей поверхности существует опасность засорения необходимой поверхности всасывания. Помимо этого, используют также имеющие приблизительно квадратную форму всасывающие шумопоглотители, которые обшиты изоляционным материалом. Вследствие конструктивной формы встраивание шумопоглотителя в существующие установки сопряжено с трудностями. Следующую возможность звукоизоляции обеспечивают всасывающие глушители колебаний, которые располагают перед местом всасывания. При этом воздух направляют в резервуар, имеющий большой объем и часто круглую форму. Шум многократно отражается, ослабевает, и тем самым достигается снижение уровня шума звуковых волн.
Из общеизвестного уровня техники известно, что в рельсовых транспортных средствах, в частности, для питания сжатым воздухом тормозной системы, встраивают капсюлированные установки снабжения по воздуху. Эти установки снабжения по воздуху составляют из компрессорного агрегата, рамы и, часто, влагоотделителя или резервуара. Поскольку установки снабжения по воздуху располагаются в поездах часто без дополнительной экранировки относительно окружающей среды, их заключают в капсулу. Капсула защищает компрессор от поднятых возникающим при движении воздушным потоком мелких частей, погодных условий и к тому же служит для снижения шума и может также использоваться для целесообразного направления охлаждающего воздуха.
По техническим причинам звукоизоляции, капсулы обшивают изоляционным материалом, что, однако, не всегда возможно или целесообразно вследствие ограниченного пространства встраивания и обеспечения функции. Кроме того, капсюлированные установки снабжения по воздуху по техническим причинам содержат часто также различные отверстия и проемы, через которые может беспрепятственно выходить шум. Примером этому являются отверстия для выхода и для всасывания воздуха, причем последние являются критическими, поскольку поршневые компрессоры вырабатывают шумы, обусловленные работой клапанов и всасыванием. Хотя в прошлом и удавалось демпфировать шум, однако с использованием общераспространенных шумопоглотителей не на приемлемом уровне. Кроме того, общераспространенные шумомопоглотители имеют объемную конструкцию и занимают дополнительное место для встраивания, которое лишь условно имеется в распоряжении во внутреннем пространстве капсюлированных установок снабжения по воздуху.
Задачей настоящего изобретения является создание имеющего плоскую конструкцию компактного всасывающего короба, который может быть встроен в стенку капсулы установки снабжения по воздуху, в частности, для капсюлированных компрессорных установок.
Задача решена посредством изобретения, охарактеризованного признаками независимого пункта формулы изобретения. Предпочтительные усовершенствования изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.
В соответствии с изобретением между всасывающей решеткой и трубой впуска воздуха расположен звукоизоляционный короб для минимизации эмиссии шумов, причем размер звукоизоляционного короба по длине и ширине по меньшей мере в три раза больше размера по глубине. Это особо плоское исполнение всасывающего короба обеспечивает экономное в отношении площади встраивания встраивание всасывающего короба в стенку капсулы установки снабжения по воздуху.
С помощью одной улучшающей изобретение меры предлагается, что между всасывающей решеткой и звукоизоляционным коробом расположен дефлектор для минимизации эмиссии шумов, а именно таким образом, что между всасывающей решеткой и дефлектором возникает впускная зона, а также между дефлектором и звукоизоляционным коробом возникает лабиринт и между звукоизоляционным коробом и замыкающим листом возникает область декомпрессии, в которой расположена труба впуска воздуха.
За счет такого разделения внутри всасывающего короба, который имеет большой объем, возникают отдельные области действия, причем длина пути звуковых волн удлиняется за счет этих областей действия с тем, чтобы на основании этого снизить уровень шума звуковых волн. Во впускной области воздух протекает через всасывающую решетку во впускную область. Всасывающая решетка предусмотрена для затруднения прямого всасывания инородных тел и, таким образом, предотвращения скопления крупных инородных тел во внутреннем пространстве короба. К тому же, с помощью всасывающей решетки предотвращают проникновение мелких животных. С целью обеспечения оптимальной функции всасывающего устройства позиция всасывающего короба в соответствии со спецификой установки должна быть удалена на по возможности большое расстояние от мест выхода теплого воздуха. Местами выхода теплого воздуха считают те места, которые имеют температуру воздуха свыше 60°C.
Позади всасывающей решетки расположена впускная область, которая ограничена дефлектором. Дефлектор, с одной стороны, защищает звукоизоляционный короб при проведении работ по чистке или при дожде от непосредственно воздействия влажности и, с другой стороны, дефлектор направляет всасанный воздух к лабиринту. Через лабиринт и звукоизоляционный короб воздух попадает в область декомпрессии, в которой расположена труба впуска воздуха компрессора. Выработанная компрессором эмиссии шума проходят по противоположному пути. Они шарообразно расширяются в области декомпрессии и проходят через звукоизоляционный короб, в котором происходит снижение уровня шума звуковых волн и, следовательно, уменьшается эмиссия шума.
Далее, дефлектор образует, предпочтительно, на одном открытом конце вместе со звукоизоляционным коробом звуковую ловушку, причем расстояние x между дефлектором и звукоизоляционным коробом меньше длины y звуковой ловушки дефлектора. С целью достижения звукоизоляционного эффекта этой конструкции чрезвычайную важность имеет соотношение x<y. Звукоизоляционный эффект может быть усилен посредством размещения демпфирующего мата на дефлекторе в области длины y в лабиринте.
Далее, в соответствии с одной улучшающей мерой предлагается, что звукоизоляционный короб содержит, по меньшей мере, одно отверстие впуска воздуха, причем по меньшей мере одно отверстие впуска воздуха имеет площадь, которая имеет по меньшей мере размер наименьшей площади поперечного сечения трубы впуска воздуха. Через по меньшей мере одно отверстие впуска воздуха осуществляют как направление воздуха при всасывании через компрессор, так и направление звуковых волн компрессора. С целью дополнительного удлинения пути звуковых волн по меньшей мере одно отверстие впуска воздуха расположено предпочтительно на верхнем участке звукоизоляционного короба.
Размер площади поперечного сечения по меньшей мере одного отверстия впуска воздуха выполнен по возможности настолько малым, чтобы был возможен выход малой эмиссии шума, однако настолько необходимо большим, чтобы всасывать достаточное количество воздуха. По этой причине размер по меньшей мере одного отверстия для впуска воздуха соответствует наименьшей площади поперечного сечения трубы впуска воздуха. При недостаточном размере отверстия для впуска воздуха происходит увеличение сопротивления потоку и возрастают шумы при всасывании.
Преимущество соответствующего изобретению решения заключается, в частности, в том, что звукоизоляционный короб содержит на нижней крышке и на верхней крышке соответственно по меньшей мере одну панель из изоляционного материала, в результате чего между панелями из изоляционного материала образуется воздушное пространство, причем площадь поперечного сечения воздушного пространства больше наименьшей площади поперечного сечения трубы впуска воздуха. Панели из изоляционного материала выполнены, например, из вспененного меламина, причем представляется возможность использования дополнительного покрытия из облицовочной плитки или алюминия для защиты от влажности или повреждения при монтаже. В качестве заменителя для нижней крышки может использоваться шумозащитная стенка установки снабжения по воздуху.
За счет минимально необходимого размера площади поперечного сечения и присутствующей в расположении высоты для встраивания с учетом толщины панелей из изоляционного материала образуются размеры зазоров. Максимально возможная толщина панелей из изоляционного материала для достижения наилучших звукоизоляционных свойств составляет приблизительно 20 мм. Следует учесть, что чем толще панели из изоляционного материала, тем лучше звукоизоляционные свойства. За счет расположения панелей из изоляционного материала на большой площади в звукоизоляционном коробе звуковые волны проходят через пластины из изоляционного материала по меньшей мере два раза, причем уровень шума звуковых волн уменьшается при каждом отражении.
Далее, внутреннее пространство звукоизоляционного короба заполнено предпочтительно полностью или частично звукоизоляционным материалом и/или металлокерамикой. Предпочтительно с целью звукоизоляции все внутреннее пространство звукоизоляционного короба может быть заполнено воздухопроницаемой металлокерамикой, предпочтительно, спеченной бронзой, или возможно воздухопроницаемой тканью. Такие воздухопроницаемые ткани представляют собой, предпочтительно, плетеные изделия из полимеров, в частности полиэтилена и/или политетрафторэтилена (PTFE). Особенно предпочтительной является комбинация звукоизоляционных материалов для фильтрации различных частот и снижения амплитуд.
Предпочтительно путь звуковых волн через воздушное пространство тангенциально вдоль панелей из изоляционных материалов больше по меньшей мере в два раза расстояния между обеими панелями из изоляционного материала. Чем длиннее путь звука между обеими панелями из изоляционного материала, тем лучше также звукоизоляционный эффект. Это основано на том, что звуковые волны часто отражаются между панелями из изоляционного материала, причем при каждом отражении уровень шума звуковых волн уменьшается.
Изобретение использует принцип, в соответствии с которым между панелями из изоляционного материала расположен по меньшей мере один распорный палец для предотвращения смыкания панелей из изоляционного материала, обусловленного разряжением или явлениями старения. Распорные пальцы расположены таким образом, что они подпирают соответствующую другую панель из изоляционного материала противолежащей половины конструкции. Количество и позиция дистанционных пальцев выбраны таким образом, что наименьшая площадь поперечного сечения трубы впуска воздуха имеет по меньшей мере тот же размер, что и площадь поперечного сечения воздушного пространства между панелями из изоляционного материала.
Далее предусмотрено, что площадь поперечного сечения отверстии всасывающей решетки, через которые проходит поток, имеет, размер по меньшей мере в два раза превышающий размер наименьшей площади поперечного сечения трубы впуска воздуха. В случае забивания возможных отверстий всасывающей решетки присасываемыми инородными телами, удвоенная по размеру поверхность отверстий всасывающей решетки с достаточной надежностью обеспечивает возможность всасывания компрессором достаточного количества воздуха.
В соответствии с одним предпочтительным вариантом выполнения всасывающая решетка отведена назад на расстояние z в направлении трубы впуска воздуха, за счет чего образуется предварительная камера, причем в предварительной камере перед всасывающей решеткой расположен имеющий форму продольного отверстия зазор, позволяющий проникшей в предварительную камеру жидкости вытекать из нее. Отвод назад всасывающей решетки обеспечивает дополнительную защиту от инородных тел, так как последние должны быть настолько малыми, чтобы проникнуть в предварительную камеру перед тем, как будут всасаны.
Преимущество эффективной минимизации эмиссии шума соответствующего изобретению решения вытекает, в частности, из того, что исходящие от компрессора, происходящие из трубы впуска воздуха звуковые волны распространяются через звукоизоляционный короб, причем расположение на большой площади панелей из изоляционного материала в звукоизоляционном коробе снижает уровень шума звуковых волн.
Задача области декомпрессии, в которой расположена труба впуска воздуха, заключается в успокоении исходящих от компрессора звуковых волн с целью их последующего направления в звукоизоляционный короб. В звукоизоляционном коробе происходит обусловленное панелями из изоляционного материала снижение уровня шума звуковых волн, причем узкие отверстия впуска воздуха затрудняют проникновение и выход звуковых волн в звукоизоляционном коробе, так что это оказывает дополнительный звукоизоляционный эффект. Касательная кромка панелей из изоляционного материала в направлении области декомпрессии имеет по меньшей мере ту же длину, что и отверстие впуска воздуха в звукоизоляционном коробе, чтобы не мешать воздушному потоку.
Предпочтительно конструкция всасывающего короба выполнена из двух частей, причем на верхней крышке укреплены всасывающая решетка, дефлектор, замыкающий лист и верхняя часть звукоизоляционного короба вместе с верхними панелями из изоляционного материала. Двухсекционная конструкция существенно облегчает замену панелей из изоляционного материала и при удобной манипуляции предотвращает повреждение панелей из изоляционного материала при встраивании.
Изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее:
фиг. 1 - вид в перспективе установки снабжения воздухом с одним расположенным сбоку звукоизоляционным всасывающим коробом, и
Фиг. 2 - разрез соответствующего изобретению звукоизоляционного короба по фиг. 1.
Фиг. 1 показывает установку 2 снабжения по воздуху, на которой сбоку на корпусе расположен всасывающий короб 1. Длина плоского всасывающего короба 1 соответствует по меньшей мере шестикратной глубине всасывающего короба 1. Высота всасывающего короба 1 зависит от высоты установки 2 снабжения по воздуху. Все же длина всасывающего короба больше имеющейся в распоряжении высоты. Верхняя крышка 6 всасывающего короба 1 заменяет боковую обшивку установки 2 снабжения по воздуху. Стенка корпуса установки 2 снабжения по воздуху запирает всасывающий короб 1 в направлении установки 2 снабжения по воздуху. За счет плоского исполнения всасывающего короба 2 требуется минимальное дополнительное пространство встраивания.
Изображенный на фиг. 2 более подробно всасывающий короб 1 установки 2 снабжения по воздуху по фиг. 1 содержит четыре области действий. Расположенная перед всасывающей решеткой 3 предварительная камера A содержит непосредственно перед всасывающей решеткой 3 имеющий форму продольного отверстия зазор 13 для выпуска приникшей в предварительную камеру A влаги. Предварительная камера A образована посредством сдвига назад всасывающей решетки 3 на расстояние z. Позади всасывающей решетки 3 расположена впускная область B, отделенная дефлектором 7 от лабиринта C. Такого рода расположение дефлектора 7 удлиняет путь трубы 4 впуска воздуха, проходящей от предварительной камеры A к расположенной в области D декомпрессии трубе 4 впуска воздуха. Между лабиринтом C и областью D декомпрессии выполнен звукоизоляционный короб 8, в котором на одной нижней крышке 5 и на одной верхней крышке 6 расположены панели 11 из изоляционного материала.
Панели 11 из изоляционного материала опираются на три дистанционных пальца 12, которые выполнены между панелями 11 из изоляционного материала таким образом, что между панелями 11 из изоляционного материала образовано воздушное пространство, причем площадь поперечного сечения воздушного пространства больше наименьшей площади поперечного сечения трубы 4 впуска воздуха. В направлении лабиринта C звукоизоляционный короб 8 содержит на одной боковой стороне два отверстия 10 впуска воздуха, причем отверстия 10 впуска воздуха имеют площадь, которая по меньшей мере имеет размер наименьшей площади поперечного сечения трубы 4 впуска воздуха. Дефлектор 7 вместе со звукоизоляционным коробом 8 образует звуковую ловушку, причем расстояние x между дефлектором 7 и звукоизоляционным коробом 8 меньше длины y звуковой ловушки дефлектора 7.
Изобретение не ограничено описанным выше предпочтительным примером исполнения. Более того, возможны его преобразования, которые приведены в последующих пунктах. Так, например, возможно также усиление звукоизоляционного действия посредством расположения демпфирующего мата на дефлектор 7 в области длины y в лабиринте C. Помимо этого, возможно также использование большего или меньшего количества дистанционных пальцев 12 для подпирания панелей 11 из изоляционного материала.
В завершение следует указать на то, что термин «содержащий» не исключает других элементов и термины «одна» или «один» не исключают множественного числа.