ВОЗДУХОДУВНАЯ СТАНЦИЯ Российский патент 2000 года по МПК F04C29/06 F04D29/66 

Изобретение относится к глушителям шума пульсирующего потока и может найти применение в различных отраслях промышленности, использующих в технологических процессах воздух, вырабатываемый на компрессорных и воздуходувных станциях.

Известен глушитель шума пульсирующего потока (см. а.с. 742626, Мкл. F 04 C 29/09, Бюл. 23, 1980), содержащий цилиндрическую камеру расширения с входным и выходным патрубками, внутренняя поверхность которой облицована звукопоглощающим материалом, сливную трубу, установленную в нижней части камеры, и конический участок цилиндрической камеры, примыкающий меньшим основанием к выходному патрубку, а у большего основания конического участка укреплена перегородка.

Недостатком данной конструкции глушителя шума является наличие застойных зон, обусловленных наличием относительно покоящихся масс макровоздушной смеси в месте крепления перегородки и нижней части цилиндрической камеры, что способствует снижению эффективности глушения шума и отделения загрязнений, например, в виде воды, т.к. застойная зона является условно "твердым телом" (источником дополнительных вибраций) для пульсирующего потока.

Известна воздуходувная станция (см. стр. 246. Карасев Б.В. Насосные и воздуходувные станции. Минск. 1990. - 326 с.), включающая всасывающую трубу с нагнетателем, камеру чистого воздуха, внутренняя поверхность которой облицована звукопоглощающим материалом и имеющую входной, соединенный с фильтром и выходной патрубки.

Недостатком данной воздуходувной станции при пульсирующем поступлении всасываемого воздуха в камеру, что особенно наблюдается с использованием нагнетателей объемного типа, является малая эффективность шумопоглощения, что обусловлено наличием аэродинамического вибрационного воздействия потока воздуха в процессе перехода из камеры чистого воздуха во всасывающую трубу.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности шумопоглощения путем снижения аэродинамического вибрационного воздействия выходного патрубка, что достигается выполнением его в виде суживающегося сопла и расположенных на внутренней поверхности винтообразных канавок, продольно размещенных между большим и меньшим основаниями суживающегося сопла.

Технический результат достигается тем, что воздуходувная станция, включающая всасывающую трубу с нагнетателем, камеру чистого воздуха, внутренняя поверхность которой облицована звукопоглощающим материалом и имеющую входной, соединенный с фильтром и выходной патрубки, при этом выходной патрубок выполнен в виде суживающегося сопла. Большее основание выходного патрубка связано с камерой чистого воздуха, а меньшее основание соединено с всасывающей трубой нагнетателя. На внутренней поверхности суживающегося сопла, т. е. выходного патрубка, выполнены винтообразные канавки, продольно размещенные от большего основания к меньшему основанию.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема воздуходувной станции; на фиг. 2 представлена развертка выходного патрубка воздуходувной станции.

Воздуходувная станция включает камеру чистого воздуха 1, фильтр 2, связанный с входным патрубком 3, звукопоглощающий материал 4, находящийся на внутренней поверхности камеры чистого воздуха 1, выходной патрубок 5, представляющий собой суживающееся сопло, своим большим основанием 6 соединенное с камерой чистого воздуха 1, а меньшим основанием 7 связанное через всасывающую трубу 8 с нагнетателем объемного типа 9, в качестве которого используется, например, воздуходувка, вентилятор или поршневой компрессор. На внутренней поверхности выходного патрубка 5 выполнены винтообразные канавки 10, продольно расположенные от большего основания 6 к меньшему 7.

Воздуходувная станция работает следующим образом. Всасываемый воздух с наличием твердых частиц и капельной влагой в виде пульсирующего потока при работе нагнетателя объемного типа, проходя через фильтр 2, частично очищается от загрязнений и поступает через входной патрубок 3 в камеру чистого воздуха 1, где резко расширяется с возможным снижением температуры, при этом наблюдается конденсация водяных паров на "ядрах конденсации" которыми являются мелкодисперсные твердые частицы пыли и капельной влаги, прошедшие через фильтр 2. По мере прохождения пульсирующего потока воздуха через камеру 1 осуществляется глушение шума звукопоглощающим материалом 4. Однако в камере чистого воздуха в связи с тем, что она обладает значительным объемом, наблюдается лишь частичный контакт малой массы (5-10) в виде периферийных слоев всасываемого воздуха с звукопоглощающим материалом. Основная же масса (90-95) колеблющего столба воздуха в камере 1 поступает через выходной патрубок 5 во всасывающую трубу 8, где аэровибрационно воздействует на нее, что приводит к интенсификации распространения шума в окружающую среду.

Поэтому в предлагаемом техническом решении повышение эффективности процесса глушения шума пульсирующего потока конструктивно достигается выполнением выходного патрубка в виде суживающегося сопла, что значительно увеличивает массу контактирующего воздуха с внутренней поверхностью выходного патрубка 5 за счет увеличения массы периферийных слоев. Кроме того, движение периферийных слоев пульсирующего потока по винтообразным канавкам 10 выходного патрубка 5, продольно расположенных от большего основания 6 к меньшему 7, приводит к закрутке потока.

Микрочастицы твердых частиц загрязнений и мелкодисперсная влага, прошедшее фильтр 2 и не осевшие в камере чистого воздуха 1, в выходном патрубке 5 движутся от большего его основания 6 к меньшему основанию 7 и в процессе закрутки потока воздуха перемещаются под воздействием центробежных сил к периферии, поступая в полости винтообразных продольно расположенных канавок 8. В результате наблюдаются уплотнение и утолщение "вязкостного пограничного подслоя", образованного в месте контакта периферийных слоев всасываемого воздуха, движущегося по патрубку 5 и его внутренней поверхности. Это приводит к резкому возрастанию звукопоглощения, т.к. аэровибрационные колебания столба всасываемого воздуха в камере 1 и патрубке 5 заглушаются не только в звукопоглощающем материале 4, но и в "вязкостном пограничном подслое", образованном в результате закрутки потока воздуха винтообразными канавками 10 на внутренней суживающейся поверхности выходного патрубка 5. Это объясняется тем, что "вязкостный пограничный подслой" закрученного потока обладает большей плотностью, чем осевой - центральный (см., например, Меркулов П.В. Вихревой эффект и его применение в промышленности. 1969. - 235 с.)
Следовательно, работа нагнетателя 9 на воздуходувной станции с выходным патрубком 5, выполненным в виде суживающегося сопла с винтообразными канавками 8 на внутренней поверхности, продольно расположенными от большего основания 6 к меньшему 7, осуществляется при более близком к нормативному уровню шума.

Оригинальность технического решения заключается в том, что повышение эффективности глушения шума воздуходувной станции осуществляется путем снижения процесса колебания столба всасываемого пульсирующего воздуха в выходном патрубке камеры чистого воздуха, достигаемого за счет увеличения толщины "вязкостного пограничного подслоя", являющегося дополнительным поглотителем аэродинамических колебаний.

Изобретение относится к глушителям шума пульсирующего потока и может найти применение в различных отраслях промышленности, использующих в технологических процессах воздух, вырабатываемый на компрессорных и воздуходувных станциях. Воздуходувная станция содержит всасывающую трубу с нагнетателем, камеру чистого воздуха, внутренняя поверхность которой облицована звукопоглощающим материалом и имеющую входной, соединенный с фильтром, и выходной патрубки. Выходной патрубок выполнен в виде суживающегося сопла. Большее основание выходного патрубка связано с камерой чистого воздуха, а меньшее основание соединено с всасывающей трубой нагнетателя. На внутренней поверхности суживающегося сопла, т.е. выходного патрубка, выполнены винтообразные канавки, продольно размещенные от большего основания к меньшему основанию. Использование изобретения позволяет повысить эффективность шумопоглощения путем снижения аэродинамического вибрационного воздействия выходного патрубка. 2 ил.

Воздуходувная станция, включающая всасывающую трубу с нагнетателем, камеру чистого воздуха, внутренняя поверхность которой облицована звукопоглощающим материалом и имеющую входной, соединенный с фильтром, и выходной патрубки, отличающаяся тем, что выходной патрубок камеры чистого воздуха представляет собой суживающееся сопло, на внутренней поверхности которого выполнены винтообразные канавки, продольно расположенные от большего основания, соединенного с камерой чистого воздуха, до меньшего основания, прикрепленного к всасывающей трубе.