ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА Российский патент 1997 года по МПК F01N1/00 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для более эффективного глушения шума выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания.

Аналогичные технические решения известны (авт. св. СССР N 732564). Указанный аналог содержит две, установленные одна в другую, трубы, образующие между собой внутреннюю полость, закрытую по торцам заглушками, впускной клапан-патрубок, соединенный с одним из концов внутренней трубы, сферические перфорированные перегородки, установленные внутри внутренней трубы посредством приставок перпендикулярно продольной оси внутренней трубы, и выходной патрубок, подсоединенный к другому концу внутренней трубы.

Общими признаками предлагаемого решения и аналога являются две установленные одна в другую трубы, образующие между собой внутреннюю полость, впускной патрубок, перфорированные перегородки, установленные внутри внутренней трубы, и выходной патрубок, подсоединенный к другому концу внутренней трубы.

Технический результат, который невозможно достичь указанным аналогом, заключается в недостаточном ослаблении скорости прохождения потока выхлопных газов через глушитель шума.

Причиной невозможного получения указанного технического результата является то, что в конструкциях существующих глушителей шума, имеющих, как правило, сложную конструкцию, отсутствуют эффективные средства, позволяющие снизить скорость проходящего в глушителях шума потока выхлопных газов.

Известно также решение, взятое в качестве прототипа (авт. св. СССР N 808671), которое содержит внешний пустотелый цилиндрический корпус с днищем и коробом, впускной конусообразный патрубок, закрепленный окружностью своего раструба на окружности одного из концов внешнего пустотелого цилиндрического корпуса, выпускной патрубок, закрепленный своим корпусом в отверстии днища внешнего пустотелого цилиндрического корпуса, первую перегородку с центральным отверстием, закрепленную своей торцевой поверхностью на внутренней поверхности первого конца внешнего пустотелого цилиндрического корпуса, вторую перегородку с центральным отверстием и отверстиями, выполненными по окружности вокруг центрального отверстия, закрепленную своей торцевой поверхностью на внутренней поверхности второго конца внешнего пустотелого цилиндрического корпуса, внутренний пустотелый перфорированный цилиндр, установленный и закрепленный своими концами в центральных отверстиях первой и второй перегородок, как минимум, один перфорированный диск, установленный перпендикулярно оси внутри первого конца внутреннего пустотелого перфорированного цилиндра и закрепленный своей торцевой поверхностью на его внутренней поверхности, переходные патрубки, установленные и закрепленные внутри отверстий, как минимум, одного перфорированного диска, конусообразную вставку, расположенную внутри корпуса короба, направляющие лопатки, закрепленные на боковых поверхностях конусообразной вставки.

Общими признаками прототипа и предлагаемого решения являются внешний пустотелый цилиндрический корпус, впускной конусообразный патрубок, закрепленный окружностью своего раструба на окружности первого конца внешнего пустотелого цилиндрического корпуса, как минимум, один выпускной патрубок, первая перегородка, как минимум, с одним центральным отверстием, закрепленная своей торцевой поверхностью на внутренней поверхности первого конца внешнего пустотелого цилиндрического корпуса, вторая перегородка, как минимум, с одним центральным отверстием и отверстиями, выполненными по окружности вокруг центрального отверстия, закрепленная своей торцевой поверхностью на внутренней поверхности второго конца внешнего пустотелого цилиндрического корпуса, как минимум, один внутренний пустотелый цилиндр, установленный и закрепленный своими концами в центральных отверстиях первой и второй перегородок, как минимум, один перфорированный диск, установленный перпендикулярно относительно продольной оси внутри первого конца, как минимум, одного внутреннего пустотелого цилиндра и закрепленный своей торцевой поверхностью на его внутренней поверхности, и направляющие.

Технический результат, который невозможно достичь прототипом, заключается в недостаточном ослаблении скорости прохождения потока выхлопных газов через глушитель шума.

Причиной невозможного получения указанного технического результата является то, что в известных глушителях шума отсутствует более эффективное средство, позволяющее снизить скорость проходящего в глушителях шума потока выхлопных газов.

Учитывая характеристику и анализ известных аналогичных решений, можно сделать вывод, что задача создания глушителей шума, имеющих несложную конструкцию и более высокую эффективность глушения шума, является актуальной на сегодняшний день.

Технический результат достигается тем, что в глушителе шума, содержащем пустотелый цилиндрический корпус, впускной конусообразный патрубок, закрепленный окружностью своего раструба на окружности первого конца пустотелого цилиндрического корпуса, первую перегородку, как минимум, с одним центральным отверстием, закрепленную своей торцевой поверхностью на внутренней поверхности первого конца пустотелого цилиндрического корпуса, вторую перегородку, как минимум, с одним центральным отверстием и отверстиями, выполненными по окружности вокруг центрального отверстия, закрепленную своей торцевой поверхностью на внутренней поверхности второго конца пустотелого цилиндрического корпуса, как минимум, один внутренний пустотелый цилиндр, установленный и закрепленный своими концами в центральных отверстиях первой и второй перегородок, как минимум, один перфорированный диск, установленный перпендикулярно продольной оси внутри первого конца, как минимум, одного внутреннего пустотелого цилиндра и закрепленный своей торцевой поверхностью на его внутренней поверхности, и направляющие, как минимум, один выпускной патрубок выполнен в виде пустотелого усеченного конуса и пустотелого цилиндра, закрепленного окружностью одного из концов по окружности меньшего диаметра пустотелого усеченного конуса, при этом, как минимум, один из которых закреплен окружностью своего раструба по окружности второго конца, как минимум, одного внутреннего пустотелого цилиндра и, как минимум, другой из которых расположен и закреплен окружностью своего раструба на корпусе боковой поверхности, над отверстиями, выполненными по окружности вокруг центрального отверстия второй перегородки или по окружности второго конца цилиндрического пустотелого корпуса, снабженного отверстиями, выполненными в передней части его первого конца, а направляющие выполнены в виде сегментов, закрепленных параллельно и асимметрично, с параллельным расположением прямолинейных торцевых поверхностей относительно друг друга, сверху и снизу, своими криволинейными торцевыми поверхностями на внутренней поверхности второго конца, как минимум, одного внутреннего пустотелого цилиндра или своими центрами прямолинейных торцевых поверхностей на поверхности, как минимум, одной оси, установленной в отверстии, как минимум, одного перфорированного диска.

Выполнение вышеуказанных признаков в процессе подачи выхлопных газов в полость впускной камеры, образованной впускным конусообразным патрубком, первой перегородкой, первым перфорированным диском и частью внутренней поверхности пустотелого цилиндрического корпуса, позволяет произвести его торможение и частичное перемешивание, что ведет к предварительной и первоначальной потере скорости потока и к уменьшению пульсаций, а при последующих поступлениях потока разделить его на несколько потоков, пропуская через отверстия первого перфорированного диска в полость, образованную, как минимум, поверхностями двух перфорированных дисков и частью внутренней поверхности пустотелого внутреннего цилиндра, в который поступившие несколько потоков газа расширяются, смешиваются друг с другом, создавая тем самым заторможенный слой, что приводит к снижению, как скорости потока, так и амплитуды звуковых колебаний. При дальнейшем прохождении потока через отверстия перфорированного диска происходит его деление на несколько потоков и поступление в камеры, образованные параллельно установленными и асимметрично расположенными сегментами и внутренней поверхностью пустотелого цилиндра, в котором происходит принудительное, последовательное перемешивание, расширение и торможение потока. При этом поток также претерпевает и изменение направления его движения, что способствует еще большему перемешиванию потока и, как следствие, значительному снижению скорости потока выхлопных газов, снижению пульсаций давления газа и звуковых колебаний. Благодаря наличию отверстий, выполненных в передней части первого конца пустотелого цилиндрического корпуса, через которые при движении транспортного средства происходит забор воздуха из атмосферы и его движение через канал, образованный внутренней и внешней поверхностями пустотелых внешнего цилиндрического корпуса и внутреннего цилиндра, через отверстия, выполненные по окружности вокруг центрального отверстия второй перегородки и через внутреннюю полость, образованную внешней поверхностью внутреннего конусообразного патрубка, установленного на выходе внутреннего пустотелого цилиндра, и внутренней поверхностью конусообразного выпускного патрубка в атмосферу. При этом в камере, образованной конусообразными патрубками, присутствует эффект эжекторного насоса, который в этой камере создает зону разрежения, и поступивший в нее поток газа претерпевает значительное расширение и окончательную потерю скорости и завершение гашения пульсаций, что и приводит к достижению поставленного технического результата.

На фиг.1 изображен одноканальный вариант глушителя шума: на фиг.2 - многоканальный.

Глушитель шума содержит: пустотелый цилиндрический корпус 1, с отверстиями 2, выполненными в передней части его первого конца, впускной конусообразный патрубок 3, закрепленный окружностью своего раструба на окружности первого конца пустотелого цилиндрического корпуса 1 любым из известных способов (например, резьбовое, болтовое соединение), первую перегородку 4, как минимум, с одним центральным отверстием, закрепленную любым из известных способов (например, болтовое соединение) своей торцевой поверхностью на внутренней поверхности первого конца пустотелого цилиндрического корпуса 1, вторую перегородку 5, как минимум, с одним центральным отверстием 6 и отверстиями 7, выполненными по окружности вокруг центрального отверстия 6, закрепленную любым из известных способов (например, болтовое соединение) своей торцевой поверхностью на внутренней поверхности второго конца пустотелого цилиндрического корпуса 1, как минимум, один внутренний пустотелый цилиндр 8, установленный и закрепленный любым из известных способов (например, болтовое соединение) своими концами в центральных отверстиях перегородок 4 и 5, перфорированные диски 9 и 10, установленные перпендикулярно продольной оси внутри первого конца внутреннего пустотелого цилиндра 8 и закрепленные своими торцевыми поверхностями на его внутренней поверхности одним из известных способов (например болтовое соединение), сегменты 11, закрепленные параллельно и асимметрично друг другу, с параллельным расположением прямолинейных торцевых поверхностей, сверху и снизу, своими криволинейными торцевыми поверхностями на внутренней поверхности второго конца внутреннего пустотелого цилиндра 8 или же своими центрами прямолинейных торцевых поверхностей на поверхности, как минимум, одной оси 12, установленной в отверстиях перфорированных дисков 9 и 10 (закрепление сегментов 11 осуществляется любым из известных способов, например болтовое, сварное соединение), внутренний выпускной патрубок конусообразной формы 13, закрепленный окружностью своего раструба на окружности второго конца внутреннего пустотелого цилиндра 8 любым из известных способов (например ботовое, резьбовое соединение), внешний выпускной конусообразный патрубок 14, расположенный и закрепленный одним из известных способов (например, болтовое соединение) окружностью своего раструба на окружности второго конца внешнего пустотелого цилиндрического корпуса 1 (см. фиг. 1) или же на корпусе боковой поверхности, над отверстиями 7 второй перегородки (см. фиг.2).

Предлагаемый глушитель шума как при наличии внутри пустотелого цилиндрического корпуса 1 одного внутреннего пустотелого цилиндра 8 (фиг.1), так и нескольких (фиг.2) работает следующим образом.

Пульсирующий поток выхлопных газов через впускной конусообразный патрубок 3 поступает в полость, образованную боковыми поверхностями первой перегородки 4, первого перфорированного диска 9 и внутренней поверхностью впускного конусообразного патрубка 3. В этой полости происходит накопление поступающего потока, его расширение, смешивание, торможение и первоначальная потеря скорости потока и снижение пульсаций. После прохождения первого перфорированного диска 9 поток разделяется на несколько потоков, которые поступают в полость, образованную боковыми поверхностями первого 9 и второго 10 перфорированных дисков и внутренней поверхностью внутреннего пустотелого цилиндра 8, где происходит расширение потока, его перемешивание, торможение и, как следствие, снижение скорости пульсаций потока. При достижении определенного давления потока газа через отверстия перфорированного диска 10 в последовательные полости, образованные боковыми поверхностями второго перфорированного диска 10, сегментов 11 и частями внутренней поверхности внутреннего пустотелого цилиндра 8 поступает разделенные потоки газов. Проходя эти полости, поток газа расширяется, интенсивно перемешивается, тормозится, а поступая в сегментные полости, изменяет и направление движения потока от одной сегментной полости к другой, чем достигается снижение скорости потока и пульсаций давления. Этот поток через отверстие 6 и внутренний конусообразный патрубок 13 поступает во внутреннюю полость внешнего выпускного патрубка 14. При движении транспортного средства с установленным на нем предлагаемым глушителем шума через отверстия 2 происходит забор воздуха из атмосферы, который через внутреннюю полость, образованную внутренней поверхностью пустотелого цилиндрического корпуса 1, внешней поверхностью внутреннего пустотелого цилиндра 8 и частями боковых поверхностей первой 4 и второй 5 перегородок, через отверстия 7 поступает в полость, образованную внешней поверхностью внутреннего конусообразного патрубка 13, внутренней поверхностью выпускного конусообразного патрубка 14 и частями боковой поверхности второй перегородки 5 и далее через выпускной конусообразный патрубок 14 в атмосферу. При этом во внутренней полости внутреннего и выпускного конусообразного патрубков 13 и 14 образуется зона разрежения (эффект эжекторного насоса) и поток выхлопных газов, поступивший через внутренний конусообразный патрубок 13 в эту зону разрежения, расширяется, тормозится, его скорость резко снижается, и он выбрасывается в атмосферу через выпускной конусообразный патрубок 14, имея практически минимальную скорость и минимальный уровень шума (на практике этот шум соответствует уровню шума летящего шмеля).

Таким образом, предлагаемый глушитель шума позволяет при относительно несложной конструкции (все детали доступны и технологичны) добиться минимально возможной скорости потока на выходе конусообразного выходного патрубка как за счет ослабления потока и полостях внутри глушителя шума, так и за счет зоны разрежения, а это и обеспечивает выполнение поставленной задачи и достижение технического результата.

Использование: изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для более эффективного глушения шума выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания. Сущность изобретения: глушитель шума содержит пустотелый цилиндрический корпус, впускной конусообразный патрубок, закрепленный окружностью своего раструба на окружности первого конца пустотелого цилиндрического корпуса, первую перегородку, как минимум, с одним центральным отверстием, закрепленную совей торцевой поверхностью на внутренней поверхности первого конца пустотелого цилиндрического корпуса, вторую перегородку, как минимум, с одним центральным отверстием и отверстиями, выполненными по окружности вокруг центрального отверстия, закрепленную своей торцевой поверхностью на внутренней поверхности второго конца пустотелого цилиндрического корпуса, как минимум, один внутренний пустотелый цилиндр, установленный и закрепленный своими концами в центральных отверстиях перегородок, перфорированные диски, сегменты, закрепленные на внутренней поверхности второго конца внутреннего пустотелого цилиндра или же на поверхности, как минимум, одной оси, установленной в отверстиях перфорированных дисков, внутренний выпускной конусообразный патрубок и внешний выпускной конусообразный патрубок. 2 ил.

Глушитель шума, содержащий пустотелый цилиндрический корпус, впускной конусообразный патрубок, закрепленный окружностью своего раструба на окружности первого конца пустотелого цилиндрического корпуса, как минимум один выпускной патрубок, первую перегородку как минимум с одним центральным отверстием, закрепленную своей торцевой поверхностью на внутренней поверхности первого конца пустотелого цилиндрического корпуса, вторую перегородку как минимум с одним центральным отверстием и отверстиями, выполненными по окружности вокруг центрального отверстия, закрепленную своей торцевой поверхностью на внутренней поверхности второго конца пустотелого цилиндрического корпуса, как минимум один внутренний пустотелый цилиндр, установленный и закрепленный своими концами в центральных отверстиях первой и второй перегородок, как минимум один перфорированный диск, установленный перпендикулярно относительно продольной оси и закрепленный своей торцевой поверхностью на внутренней поверхности внутри первого конца как минимум одного внутреннего пустотелого цилиндра, и направляющие, отличающийся тем, что как минимум один выпускной патрубок выполнен в виде пустотелого усеченного конуса и пустотелого цилиндра, закрепленного окружностью одного из концов по окружности меньшего диаметра пустотелого усеченного конуса, при этом как минимум один из которых закреплен окружностью своего раструба по окружности второго конца как минимум одного внутреннего пустотелого цилиндра, и как минимум другой из которых расположен и закреплен окружностью своего раструба на корпусе боковой поверхности, над отверстиями, выполненными по окружности вокруг центрального отверстия второй перегородки или по окружности второго конца пустотелого цилиндрического корпуса, снабженного отверстиями, выполненными в передней части его первого конца, а направляющие выполнены в виде сегментов, закрепленных параллельно и асимметрично, с параллельным расположением прямолинейных торцевых поверхностей, относительно друг друга, сверху и снизу, своими криволинейными торцевыми поверхностями на внутренней поверхности второго конца как минимум одного внутреннего пустотелого цилиндра или своими центрами прямолинейных торцевых поверхностей на поверхности как минимум одной оси, установленной в отверстии как минимум одного перфорированного диска.