МНОГОСЕКЦИОННЫЙ ГЛУШИТЕЛЬ КОЧЕТОВЫХ ШУМА ВЫХЛОПА Российский патент 2008 года по МПК F01N1/04 

Изобретение относится к технике глушения шума компрессорных станций и испытательных боксов для газотурбинных двигателей.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности является многосекционный глушитель шума по Патенту РФ №2280172, F01N 1/00, 2006 г., содержащий цилиндрический цоколь, эжектор, выравнивающую решетку, на которой закреплен звукопоглощающий блок, состоящий из слоя звукопоглощающего материала (ЗПМ), облицованного изнутри перфорированной оболочкой, причем звукопоглощающий блок состоит из отдельных последовательно соединенных секций, в каждой секции послойно расположены одиночные звукопоглотители, а в верхней части глушителя расположен элемент экранного типа, включающий в себя цилиндрическую обечайку, сверху соединенную с крышкой, состоящей из перфорированного слоя и звукопоглотителя, причем выхлопные отверстия выполнены в виде щелей, выполненных по периферии обечайки и облицованы звукопоглощающим материалом (прототип).

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения за счет возможности возникновения «лучевого эффекта» и вследствие этого проникновения звуковых волн как по оси глушителя, так и через его две стенки, т.е. отсутствует блок одиночных звукопоглотителей.

Технический результат - повышение эффективности шумоглушения за счет исключения «лучевого эффекта» и проникновения звуковых волн как по оси глушителя, так и через его стенки путем введения на пути распространения звуковых волн звукопоглощающих элементов.

Это достигается тем, что в многосекционном глушителе шума выхлопа, содержащем цилиндрический цоколь, эжектор, выравнивающую решетку, на которой закреплен звукопоглощающий блок, состоящий из слоя звукопоглощающего материала (ЗПМ), облицованного изнутри перфорированной оболочкой, причем звукопоглощающий блок состоит из отдельных последовательно соединенных секций, в каждой секции послойно расположены одиночные звукопоглотители, а в верхней части глушителя расположен элемент экранного типа, включающий в себя цилиндрическую обечайку, сверху соединенную с крышкой, состоящей из перфорированного слоя и звукопоглотителя, причем выхлопные отверстия выполнены в виде щелей, выполненных по периферии обечайки, и облицованы звукопоглощающим материалом, одиночные звукопоглотители выполнены в виде двух концентричных объемных поверхностей правильных многогранников, причем одна из поверхностей - внешняя выполнена перфорированной, а другая - внутренняя - сплошной, а в промежутке между поверхностями расположен звукопоглощающий материал, обернутый акустически прозрачным материалом, при этом поверхности соединены между собой посредством по крайней мере двух втулок, выполняющих функции горловин резонатора Гельмгольца, образованного полостью внутри сплошной поверхности правильного многогранника.

На фиг.1 представлен общий вид предлагаемого глушителя шума; на фиг.2 - разрез звукопоглощающего элемента глушителя.

Многосекционный глушитель шума содержит цилиндрический цоколь 1 (фиг.1), в который перпендикулярно его оси входит эжектор. На цоколе 1 размещена выравнивающая решетка 2, на которой закреплен звукопоглощающий блок 3, состоящий из слоя звукопоглощающего материала (ЗПМ), облицованного изнутри перфорированной оболочкой 4. Звукопоглощающий блок 3 состоит из отдельных последовательно соединенных секций 6. В каждой секции 6 послойно расположены одиночные звукопоглотители 5. В верхней части корпуса глушителя расположен элемент глушителя 7 экранного типа. Он включает в себя цилиндрическую обечайку 8, сверху соединенную с крышкой 9, состоящей из перфорированного слоя 10 и звукопоглотителя 11, причем выхлопные отверстия выполнены в виде щелей 13, выполненных по периферии обечайки 7, и облицованы звукопоглощающим материалом 12.

Одиночный звукопоглотитель 5 глушителя (фиг.2) выполнен по форме в виде двух концентричных объемных поверхностей правильных многогранников в виде платоновых тел, например куба, тетраэдра, октаэдра, додекаэдра, икосаэдра (на чертеже не показано), причем одна из которых - внешняя 14 выполнена перфорированной, а другая - внутренняя 15 - сплошной, причем звукопоглощающий материал 16, обернутый акустически прозрачным материалом 17, расположен в промежутке между поверхностями, которые соединены между собой посредством, по крайней мере, двух втулок 19, выполняющих функции горловин резонатора Гельмгольца (на чертеже не показано), образованного полостью внутри сплошной поверхности правильного многогранника. Для крепления одиночного звукопоглотителя 5 предусмотрены крючки 18.

Внешняя перфорированная объемная поверхность правильного многогранника выполнена со щелевой перфорацией, причем коэффициент перфорации выполнен равным или более 0,3, при этом лист выполнен из нержавеющей стали или оцинкованного листа толщиной 0,7 мм с полимерным защитно-декоративным покрытием типа «Пурал» толщиной 50 мкм или «Полиэстер» толщиной 25 мкм, или алюминиевого листа толщиной 1,0 мм и толщиной покрытия 25 мкм.

В качестве звукопоглощающего материала 2 используются плиты из минеральной ваты на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральной ваты типа «URSA», или базальтовой ваты типа П-75, или стекловаты с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом (на чертеже не показано), например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден».

Многосекционный глушитель шума выхлопа работает следующим образом.

Звуковые волны вместе с турбулентным потоком сжатого воздуха из эжектора поступают через выравнивающую решетку 2 в полости секций 6 из ЗПМ. При этом явление лучевого эффекта полностью исключается за счет расположения в полостях этих секций одиночных звукопоглотителей 5 глушителя. Повышение эффективности шумоглушения происходит за счет исключения «лучевого эффекта» путем установки в верхней части корпуса элемента глушителя 7 экранного типа, а также выполнения одиночного звукопоглотителя 5 комбинированным, состоящим из активной (это объемные поверхности правильных многогранников: внешняя 14, выполненная перфорированной, и внутренняя 15 - сплошная, причем между ними расположен звукопоглощающий материал 16) и реактивной частей (это полость, которая образована поверхностью 15 и, по крайней мере, двумя втулками 19, выполняющими функции горловин резонатора Гельмгольца).

Низкочастотное звукопоглощение осуществляется за счет мембранного возбуждения стенок корпуса и, косвенно, внутренних объемов воздуха. За счет большого декремента затухания в материале возникает поглощение звуковой энергии при диссипации. Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах звукопоглотителя, представляющих собой модель резонаторов "Гельмгольца", где потери энергии происходят за счет трения колеблющейся с частотой возбуждения массы воздуха, находящегося в горловине резонатора о стенки самой горловины, имеющей вид разветвленной сети пор звукопоглотителя.

Изобретение относится к технике глушения шума компрессорных станций и испытательных боксов для газотурбинных двигателей. Многосекционный глушитель шума выхлопа содержит цилиндрический цоколь, эжектор, выравнивающую решетку, на которой закреплен звукопоглощающий блок, состоящий из слоя звукопоглощающего материала (ЗПМ), облицованного изнутри перфорированной оболочкой, причем звукопоглощающий блок состоит из отдельных последовательно соединенных секций, в каждой секции послойно расположены одиночные звукопоглотители, а в верхней части корпуса глушителя расположен элемент глушителя экранного типа, включающий в себя цилиндрическую обечайку, сверху соединенную с крышкой, состоящей из перфорированного слоя и звукопоглотителя, причем выхлопные отверстия выполнены в виде щелей, выполненных по периферии обечайки, и облицованы звукопоглощающим материалом. Одиночный звукопоглотитель выполнен в виде двух концентричных объемных поверхностей правильных многогранников, причем одна из поверхностей, внешняя, выполнена перфорированной, а другая, внутренняя, - сплошной, звукопоглощающий материал, обернутый акустически прозрачным материалом, расположен в промежутке между поверхностями, которые соединены между собой посредством по крайней мере двух втулок, выполняющих функции горловин резонатора Гельмгольца, образованного полостью внутри сплошной поверхности правильного многогранника. Технический результат - повышение эффективности шумоглушения за счет исключения "лучевого эффекта" и проникновения звуковых волн как по оси глушителя, так и через его стенки путем введения на пути распространения звуковых волн звукопоглощающих элементов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Многосекционный глушитель шума выхлопа, содержащий цилиндрический цоколь, эжектор, выравнивающую решетку, на которой закреплен звукопоглощающий блок, состоящий из слоя звукопоглощающего материала (ЗПМ), облицованного изнутри перфорированной оболочкой, причем звукопоглощающий блок состоит из отдельных последовательно соединенных секций, в каждой секции послойно расположены одиночные звукопоглотители, а в верхней части корпуса глушителя расположен элемент экранного типа, включающий в себя цилиндрическую обечайку, сверху соединенную с крышкой, состоящей из перфорированного слоя и звукопоглотителя, причем выхлопные отверстия выполнены в виде щелей, выполненных по периферии обечайки, и облицованы звукопоглощающим материалом, отличающийся тем, что одиночные звукопоглотители выполнены в виде двух концентричных объемных поверхностей правильных многогранников, причем одна из поверхностей, внешняя, выполнена перфорированной, а другая, внутренняя, сплошной, а в промежутке между поверхностями расположен звукопоглощающий материал, обернутый акустически прозрачным материалом, при этом поверхности соединены между собой посредством, по крайней мере, двух втулок, выполняющих функции горловин резонатора Гельмгольца, образованного полостью внутри сплошной поверхности правильного многогранника.2. Многосекционный глушитель шума выхлопа, по п.1, отличающийся тем, что перфорация внешней объемной поверхности правильного многогранника выполнена щелевой с коэффициентом перфорации поверхности, равным или более 0,3.