ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА Российский патент 1997 года по МПК F01N1/08 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к глушителям шума газового потока, преимущественно двигателей внутреннего сгорания, как при выхлопе, так и при нагнетании газов.

Известен преобразователь шума, содержащий наружную и внутреннюю трубы многоугольного сечения, скрученные по спирали с образованием спиральных каналов для прохождения газов. Указанные трубы вставлены в наружный опорный цилиндрический корпус с торцовыми стенками. С одной стороны корпуса выполнен входной патрубок для газов, соединенный с трубами, а с другого конца труб расположен выходной патрубок [1]
Недостатком указанного устройства является недостаточная эффективность шумоглушения, так как газовый поток делится на малое количество трактов, повышенного гидравлическое сопротивление за счет прямого удара газовых потоков о препятствии в виде звукопоглощающего вещества и сложность формы спирально изогнутых многогранных труб.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является глушитель шума, преимущественно для двигателей внутреннего сгорания, содержащий корпус с торцевыми стенками, впускным и выпускным патрубками, расположенными в осевом направлении и внутреннюю трубу с поперечными ребрами, установленную в центральной части корпуса [2]
Недостатком указанного устройства является недостаточная эффективность шумоглушения, так как газовый поток делится на малое количество трактов из-за ограниченного количества возможной установки противоположно направленных отражательных лопастей на внутренней трубе.

Кроме того, противоположное расположение отражательных лопастей является причиной возникновения газовых потоков встречного направления, что вызывает потери мощности двигателя.

Задача усовершенствование глушителя шума, в котором путем введения и взаимного расположения в корпусе ряда периферийных внутренних труб, треугольных в поперечном сечении, и перегородок обеспечивается возможность увеличения количества трактов перемещения газовых потоков и снижения сопротивления на их пути и за счет этого повышения эффективности шумоглушения и снижения потерь мощности.

Задача достигается тем, что глушитель шума, преимущественно для двигателей внутреннего сгорания, содержащий корпус с торцевыми стенками, впускным и выпускным патрубками, расположенными в осевом направлении, и внутреннюю трубу с поперечными ребрами, установленную в центральной части корпуса, согласно изобретению снабжен рядом периферийных внутренних труб, выполненных в поперечном сечении в виде треугольника и заглушенных со стороны впускного патрубка, перегородками, делящими центральную часть корпуса на секторы, сообщающиеся между собой, а внутренние трубы установлены коаксиально в секторах с зазором относительно их перегородок и стенки корпуса в зазорах размещены поперечные ребра с гранями, образующие наклонные и продольные каналы. Кроме того, продольные каналы со стороны впускного и выпускного патрубков выполнены заглушенными, а каждая грань поперечного ребра внутренних труб ограничена по длине наружными плоскостями смежных граней.

Введение в глушитель ряда периферийных внутренних труб обеспечивает возможность увеличения количества каналов для газовых потоков. При этом выбор треугольной формы труб обеспечивает возможность наиболее оптимального расположения труб относительно перегородок в полости корпуса при любой форме последнего, а выполнение труб заглушенными со стороны впускного патрубка исключает возможность образования прямых газовых потоков в их полости.

Введение в глушитель перегородок, делящих центральную часть корпуса на секторы, обеспечивает возможность образования наклонных и продольных каналов для газовых потоков в сопряжении со смежными ребрами смежных внутренних труб. Выполнение секторов сообщающимися обеспечивает дополнительное разделение потоков и выравнивание давления газов между секторами, что стабилизирует скорость прохождения газов по каналам, т.е. равные условия шумоглушения.

Установка внутренних труб коаксиально в секторах с зазором относительно их перегородок и стенки корпуса и размещением в зазорах поперечных ребер с гранями, образующих наклонные и продольные каналы для газовых потоков, обеспечивает направление последних от впускной камеры к выпускной вокруг каждой внутренней трубы и вдоль нее.

Указанные свойства глушителя позволяют увеличить степень смешивания газовых потоков и тем самым повысить эффективность шумоглушения, а также исключить возможность образования газовых потоков встречного направления, что снизит потери мощности двигателя.

Кроме того, выполнение заглушенными со стороны впускного и выпускного патрубков продольных каналов исключит возникновение прямых газовых потоков повышенной энергии на пути от впускной камеры до выпускной, т.е. обеспечит направление газовых потоков в продольные каналы и выход из них только через наклонные каналы, что повысит эффективность шумоглушения.

Ограничение поперечных ребер по длине наружными плоскостями смежных граней внутренних труб позволит уменьшить поперечное сечение продольных каналов, что уменьшит величину энергии газовых потоков и увеличит степень смешения потоков, а следовательно, повысит эффективность шумоглушения.

На фиг. 1 изображен глушитель; на фиг. 2 вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 5 разрез Г-Г на фиг. 1; на фиг. 6 и 7 схемы движения газовых потоков.

Глушитель шума, преимущественно для двигателей внутреннего сгорания, содержит корпус 1 с торцовыми стенками, ряд периферийных внутренних труб 2 с поперечными ребрами 3 и расположенные в осевом направлении впускной 4 и выпускной 5 патрубки.

Внутренние трубы выполнены в поперечном сечении в виде треугольника. Полость центральной части корпуса 1 разделена перегородками 6 на секторы 7. Для сообщения последних между собой перегородки 6 установлены с зазором 8 относительно внутренней поверхности корпуса 1.

Внутренние трубы 2 установлены коаксиально в секторах 7 с образованием зазоров 9 относительно стенки корпуса 1 и зазоров 10 относительно их перегородок 6, а также впускной 11 и выпускной 12 камер в зоне торцевых стенок корпуса 1.

Поперечные ребра 3 внутренних труб 2 размещены в зазорах 9 и 10, выполнены с высотой, равной соответственно ширине зазоров 9 и 10 и образуют на гранях 13 наклонные каналы 14 вокруг внутренних труб 2 и продольные каналы 15 вдоль углов пересечения граней.

Ребра 3 на смежных гранях труб 2 смещены друг относительно друга в осевом направлении.

Ребра 3 установлены наклонно и в одном направлении (угол α) относительно продольной оси. Длина ребер 3 ограничена наружными плоскостями Р смежных граней 13.

Внутренние полости труб 2 и продольные каналы 15 заглушены со стороны впускного патрубка 4 перегородкой 16, а со стороны выпускного патрубка 5 продольные каналы 15 заглушены перегородкой 17.

Перегородки 16 и 17 жестко закреплены, например, сваркой в корпусе 1, и имеют отверстия 18 и 19 для прохода газовых потоков соответственно в зазоры 9 и 10 и выхода из них.

Задняя перегородка 17 дополнительно имеет отверстия 20 для сообщения выпускной камеры 12 с внутренними (демпферными) полостями внутренних труб. 2.

Глушитель работает следующим образом.

Газовый поток через впускной патрубок 4 попадает во впускную камеру 11 и направляется через отверстия 18 и 19 передней перегородки 16 в зазоры 9 и 10 между гранями внутренних труб 2 и соответственно стенкой корпуса 1 и перегородками 6 каждого сектора 7.

В зазорах 9 и 10 ребрами 3 на гранях 13 газовые потоки разделяются на меньшие потоки, которые направляются по каналам 14. В конце пути перемещения по каналам 14 потоки частично переходят в продольные каналы 15, расположенные вдоль углов пересечения граней 13, а частично переходят на смежную грань, где каждый поток делится на два меньших потока встречными ребрами 3, смещенными относительно ребер смежной грани вдоль продольной оси. Последние потоки смешиваются с аналогичными потоками смежных каналов и создаются новые потоки, которые продолжают перемещение до встречи с продольными потоками в каналах 15, где взаимно разрушаются и опять создаются потоки с измененной энергией в каналах 14 на сопряженных гранях и в каналах 15 в своем продолжении, и так до выхода в камеру 12.

Дополнительно потоки газов разрушаются и перетекают в смежные секторы 7 через зазоры 8 между перегородками 6 и стенкой корпуса 1, при этом они дополнительно смешиваются, подавляя энергию друг друга.

В выпускной камере 12 газовые потоки еще раз смешиваются, заполняют полости внутренних труб 2 через отверстия 20 в перегородке 17 и выходят через выпускной патрубок 5. Давление газов в полостях внутренних труб стабилизирует (демпфирует) выход газов в выпускной патрубок 5.

Эффективность шумоглушения повышается за счет дополнительного разделения и смешивания многократно преломляющихся газовых потоков в дополнительных каналах, образованных между гранями набора внутренних труб и перегородками, установленными в полости корпуса глушителя, а также за счет дополнительного разрушения, перетекания и смешивания потоков в зазорах между смежными секторами.

Использование изобретения позволит повысить эффективность шумоглушения глушителя, а также снизить потери мощности.

Использование: в машиностроении, а именно в глушителях шума газового потока, преимущественно для двигателей внутреннего сгорания, как при выхлопе, так и при нагнетании газов. Сущность изобретения: с целью повышения шумоглушения и снижения потерь мощности глушитель содержит корпус с выпускным и впускным патрубками и набор внутренних труб с поперечными ребрами, заглушенных со стороны впускного патрубка. Полость средней части корпуса разделена перегородками на секторы, сообщающиеся между собой, а внутренние трубы установлены коаксиально в секторах с образованием наклонных и продольных каналов для газовых потоков. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Глушитель шума, преимущественно для двигателей внутреннего сгорания, содержащий корпус с торцевыми стенками, впускным и выпускным патрубками, расположенными в осевом направлении, и внутреннюю трубу с поперечными ребрами, установленную в центральной части корпуса, отличающийся тем, что он снабжен рядом периферийных внутренних труб, выполненных в поперечном сечении в виде треугольника и заглушенных со стороны впускного патрубка, перегородками, делящими центральную часть корпуса на секторы, сообщающиеся между собой, а внутренние трубы установлены коаксиально в секторах с зазором относительно их перегородок и стенки корпуса, в зазорах размещены поперечные ребра с гранями, образующие наклонные и продольные каналы. 2. Глушитель по п.1, отличающийся тем, что продольные каналы со стороны впускного и выпускного патрубков выполнены заглушенными. 3. Глушитель по п.1, отличающийся тем, что каждая грань поперечного ребра внутренних труб ограничена по длине наружными плоскостями смежных граней.