ГЛУШИТЕЛЬ (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШУМОПОДАВЛЯЮЩЕГО ЭЛЕМЕНТА Российский патент 2004 года по МПК F01N1/06 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к шумоподавляющим конструкциям выпускных пневмосистем различных пневмоприспособлений, преимущественно к системам выхлопа в атмосферу отработанного сжатого воздуха из пневмомуфт, пневмоцилиндров и другого подобного оборудования.

Известны различные конструкции глушителей аэродинамического шума, имеющих в своей конструкции активный шумоподавляющий элемент, изготовленный из пористого материала.

Глушитель (Лагунов Л.Ф., Осипов Г.Л. Борьба с шумом в машиностроении. - М.: Машиностроение, 1980. - 150 с., с.137), включающий в себя штуцер, болт, крышку, шайбу и шумоподавляющий элемент из пористого полиэтилена.

Глушитель (Медведь Р.А., Соловьев Р.В. Производственный шум и борьба с ним. Из опыта Горьковского автомобильного завода. Горький, Волго-Вятское книжное издательство, 1997. - 127 с., с.71), состоящий из штуцера, защитного цилиндра, болта, гайки и активного шумоподавляющего элемента из керамики.

Глушитель (Медведь Р.А., Соловьев Р.В. Производственный шум и борьба с ним. Из опыта Горьковского автомобильного завода. Горький, Волго-Вятское книжное издательство, 1997, 127 с., с.70), состоящий из штуцера, болта, шайбы и корпуса, который является шумопо-давляющим элементом и изготовлен из металлокерамики.

Принцип работы указанных конструкций основан на перераспределении сосредоточенной волновой и кинетической энергии выхлопа в рассредоточенную, так как потоки воздуха проходят через множество каналов малого сечения в пористом элементе глушителя. Это приводит к значительному снижению энергии звукового давления выхлопа.

Однако данные конструкции имеют ряд недостатков:

- у них низкая пропускная способность, то есть большое сопротивление протока, связанное с наличием в пористой структуре шумоподавляющих элементов воздушных лабиринтов. Это приводит к увеличению противодавления и затягиванию времени выхлопа;

- ограниченный срок службы, связанный с тем, что со временем происходит загрязнение пор шумоподавляющих элементов маслом и технологической пылью. Восстановлению загрязненные элементы не подлежат, и механизмы их эффективной чистки отсутствуют;

- невысокая механическая прочность и хрупкость конструкций, особенно керамических;

- сложность изготовления и необходимость наличия специфического оборудования для производства пористых элементов глушителей.

Известен способ изготовления пористого материала на основе металлических волокон по патенту RU 2044557, включающий вязание из металлических волокон сеток и формирование из сеток пакета.

Известен также способ получения поверхности с чередующимися выступами и впадинами по патенту RU 204460, согласно которому при относительном движении инструмента и заготовки поверхностный слой заготовки подрезают инструментом, но при этом до подрезания на заготовке формируют внутренние полости.

Для осуществления указанных выше способов требуется сложное специфическое оборудование и предварительная подготовка заготовок, что намного усложняет процесс изготовления.

Известен способ изготовления изделий со спиральными ребрами по патенту RU 2172223, принятый за прототип, включающий накатку ребер на заготовке при помощи обкатывания и деформации заготовки силовой раскатной головкой с вращающимися давильными элементами.

Однако данный способ позволяет получать только прямолинейные заготовки, из которых невозможно изготовить необходимую конструкцию шумоподавляющего элемента.

Технический результат предлагаемого изобретения - получение простого в изготовлении и прочного шумоподавляющего элемента, обладающего высокой пропускной способностью и возможностью многократного использования, путем применения простой и эффективной технологии прочистки загрязненного элемента. А также обеспечение технологической гибкости при производстве различных типоразмеров глушителей.

Указанный технический результат достигается при использовании двух вариантов глушителя.

Вариант 1.

Технический результат при использовании изобретения достигается тем, что в известном глушителе, включающем штуцер, крышку и пористый шумоподавляющий элемент, указанный шумоподавляющий элемент выполнен в виде витого цилиндра из прокатанного алюминиевого прутка, причем одна широкая сторона витка гладкая, а другая имеет сквозное поперечное рифление, которое образует в контакте с гладкой стороной множество сквозных отверстий, имеющих в сечении форму, близкую к треугольнику с площадью сечения около 0,03-0,05 мм². Витой цилиндр надет на шпильки, установленные в штуцере и закрепленные гайками на крышке. Указанная конструкция шумоподавляющего элемента получается за счет прокатывания алюминиевого прутка между двух давильных элементов в виде валков конической формы, ведущего и ведомого. Ведущий валок имеет рифленую контактную поверхность, а ведомый - гладкую контактную поверхность. Диаметр получаемой спирали регулируется глубиной рифления и углом конуса валков. Площадь сечения каналов, их количество, толщина стенки цилиндра, его диаметр и длина могут меняться путем нетрудоемкой замены валков различных типоразмеров и изменением диаметра прокатываемого прутка.

Сквозные отверстия обеспечивают отсутствие лабиринтов протока и высокую пропускную способность (низкое противодавление) элемента. Изготовление элемента из алюминиевого прутка придает ему необходимую механическую прочность. Простота конструкции позволяет произвести быстрый монтаж и демонтаж активного элемента глушителя. Загрязненные в процессе эксплуатации каналы пористого шумоподавляющего элемента легко очищаются (промывка, продувка, механическая чистка) после его демонтажа за счет возможности увеличения межвиткового зазора и отсутствия лабиринтов. Прочищать загрязненные каналы можно множество раз, причем срок службы прочищенного элемента равен сроку службы вновь изготовленного и определяется лишь технической загрязненностью пневмосистемы.

На фиг.1 изображен внешний вид глушителя, на фиг.2 - вариант глушителя с двойной оболочкой, на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2, на фиг.4 изображен способ получения элемента витого цилиндра с поперечным односторонним рифлением, на фиг.5 - фрагмент пористого элемента, на фиг.6 - способ изготовления витого цилиндра, на фиг.7 изображен внешний вид глушителя.

Глушитель состоит из штуцера 1, крышки 2 и установленных в штуцере 1 и закрепленных на крышке 2 шпилек 3, на которых размещен витой алюминиевый цилиндр 4, витки которого имеют гладкую сторону 5 и рифленую сторону 6. Витой цилиндр 4 установлен таким образом, чтобы обеспечивать взаимный контакт гладкой 5 и рифленой 6 сторон двух соседних витков. При контакте двух соседних витков образуются сквозные отверстия 7 (фиг.5).

Глушитель работает следующим образом. Объем отработанного газа из пневмосистемы через штуцер 1 выбрасывается во внутреннюю полость глушителя, проходит через сквозные отверстия 7 пористого элемента 4 и выходит в атмосферу.

Вариант 2.

Для получения более высокого шумоподавляющего эффекта предназначен вариант глушителя с двойной оболочкой. Технический результат при использовании изобретения достигается тем, что в известном глушителе, включающем штуцер, крышку и пористый шумоподавляющий элемент, на шпильки, установленные в штуцере и закрепленные гайками на крышке, надет указанный шумоподавляющий элемент, состоящий из двух витых цилиндров, из прокатанного алюминиевого прутка, причем одна широкая сторона витка гладкая, а другая имеет сквозное поперечное рифление, которое образует в контакте с гладкой стороной множество сквозных отверстий, имеющих в сечении форму, близкую к треугольнику, наружного и внутреннего, а внутри внутреннего цилиндра размещены перфорированный рассекатель в виде цилиндра с щелевыми или круглыми отверстиями и шайба из пористой резины.

Глушитель состоит из штуцера 1, крышки 2, шпилек 3, установленных между внутренним витым цилиндром 8 и наружным витым цилиндром 4. А также перфорированного рассекателя 9, представляющего собой цилиндр с щелевыми или круглыми отверстиями и шайбой из пористой резины 10, размещенных во внутренней полости глушителя.

Глушитель с двойной оболочкой работает следующим образом. Объем отработанного воздуха из пневмосистемы через штуцер 1 выбрасывается в полость А глушителя (фиг.3). Пройдя через перфорированный рассекатель 9, воздушный поток теряет часть энергии, попадает в полость Б и проходит через сквозные отверстия внутреннего витого цилиндра 8, где рассекается на множество микровоздушных потоков меньшей энергии и попадает в полость В. Из полости В воздушный поток аналогично проходит через наружный витой цилиндр 4 и выходит в атмосферу Г.

Способ изготовления шумоподавляющего элемента включает накатку ребер на заготовке при помощи прокатывания и деформации заготовки силовой раскатной головкой с вращающимися давильными элементами, при которой заготовку в виде алюминиевого прутка прокатывают между давильными элементами, в качестве которых используют два валка конической формы, ведущего и ведомого, причем ведущий валок имеет рифленую контактную поверхность, а ведомый валок имеет гладкую контактную поверхность. Диаметр получаемого цилиндра, площадь сечения каналов, их количество, толщину стенки цилиндра, длину цилиндра варьируют при помощи сменных, ведущего и ведомого, валков с различными типоразмерами, а также применяя алюминиевые прутки различного диаметра.

Способ изготовления шумоподавляющего элемента осуществляют следующим образом (фиг.4, фиг.5). Прокатывают заготовку из алюминиевого прутка 11 в продольном направлении силовой раскатной головкой с вращающимися давильными элементами в виде двух валков конической формы, ведущего 12 и ведомого 13. Ведущий валок 12, имеющий рифленую контактную поверхность, обеспечивает образование широкой стороны с рифленой поверхностью 6, а ведомый валок 13, имеющий гладкую поверхность, образует широкую сторону с гладкой поверхностью 5. За счет того что валки имеют коническую форму, прокатанную алюминиевую проволоку завивают в спираль и получают витой цилиндр. Различные диаметры спирали, а следовательно и витого цилиндра, получают за счет сменных валков с разной глубиной рифления и углом конусности. Так же, используя сменные валки различных типоразмеров и пруток различного диаметра, получают витые цилиндры с различной площадью сечения каналов и их количеством, с различной толщиной стенки цилиндра и его длины. Указанный способ позволяет обеспечить технологическую гибкость при производстве различных размеров глушителей.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к шумоподавляющим конструкциям выпускных пневмосистем различных пневмоприспособлений, преимущественно к системам выхлопа в атмосферу отработанного сжатого воздуха из пневмомуфт, пневмоцилиндров и другого подобного оборудования. Глушитель состоит из штуцера, крышки и пористого шумоподавляющего элемента, выполненного в виде витого цилиндра из прокатанного алюминиевого прутка, одна широкая сторона которого гладкая, а другая широкая сторона имеет сквозное поперечное рифление. Рифленая сторона в контакте с гладкой стороной образует множество сквозных отверстий. Витой цилиндр изготавливают, прокатывая заготовку из алюминиевого прутка между двух конических валков, ведущего и ведомого. Ведущий валок имеет рифленую контактную поверхность, а ведомый валок имеет гладкую контактную поверхность. Используя съемные валки различных типоразмеров и пруток различного диаметра, получают витые цилиндры с различными диаметрами спирали, площадью сечения каналов, их количеством, толщиной стенки цилиндра и его длиной. Технический результат – простота изготовления. 3 с. и 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Глушитель, состоящий из штуцера, крышки и пористого шумоподавляющего элемента, отличающийся тем, что на шпильки, установленные в штуцере и закрепленные гайками на крышке, надет шумоподавляющий элемент, выполненный в виде витого цилиндра из прокатанного алюминиевого прутка, причем одна широкая сторона витка гладкая, а другая имеет сквозное поперечное рифление, которое образует в контакте с гладкой стороной множество сквозных отверстий, имеющих в сечении форму, близкую к треугольнику.2. Глушитель, состоящий из штуцера, крышки и пористого шумоподавляющего элемента, отличающийся тем, что на шпильки, установленные в штуцере и закрепленные гайками на крышке, надет шумоподавляющий элемент, выполненный в виде двух витых цилиндров из прокатанного алюминиевого прутка, причем одна широкая сторона витка гладкая, а другая имеет сквозное поперечное рифление, которое образует в контакте с гладкой стороной множество сквозных отверстий, имеющих в сечении форму, близкую к треугольнику, наружного и внутреннего, а внутри внутреннего цилиндра размещены перфорированный рассекатель в виде цилиндра с щелевыми или круглыми отверстиями и шайба из пористой резины.3. Способ изготовления шумоподавляющего элемента, включающий накатку ребер на заготовке при помощи прокатывания и деформации заготовки силовой раскатной головкой с вращающимися давильными элементами, отличающийся тем, что заготовку в виде алюминиевого прутка прокатывают между давильными элементами, в качестве которых используют два валка конической формы, ведущего и ведомого, причем ведущий валок имеет рифленую контактную поверхность, а ведомый валок имеет гладкую контактную поверхность.4. Способ по п.3, отличающийся тем, что диаметр получаемого цилиндра, площадь сечения каналов, их количество, толщину стенки цилиндра, длину цилиндра варьируют при помощи сменных, ведущего и ведомого, валков с различными типоразмерами, а также применяя алюминиевые прутки различного диаметра.