КАМЕРНЫЙ ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА Российский патент 2014 года по МПК F01N1/18 G10K11/00 

Изобретение относится к технике глушения шума.

Известен глушитель шума, содержащий цилиндрический корпус с косым выпускным срезом, торцовый впускной патрубок и последовательно расположенные в корпусе секции, каждая из которых снабжена центральной трубой и сплошными перегородками с конической обечайкой (патент РФ №2413076, F01N 1/00, 1971 г.).

Недостатком известного технического решения является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения на низких частотах.

Технический результат - повышение эффективности шумоглушения за счет настройки камерного глушителя путем поворота звукопоглощающего элемента.

Это достигается тем, что в глушителе шума, содержащем цилиндрический корпус, жестко соединенный с торцевым впускным и выпускным патрубками, с центральной перегородкой, корпус изнутри облицован звукопоглощающей конструкцией, а центральная перегородка выполнена в виде звукопоглощающего элемента, имеющего остов, который с двух сторон облицован звукопоглощающим материалом, причем остов звукопоглощающего элемента имеет возможность поворота в плоскости, перпендикулярной направлению движения аэродинамического потока, а звукопоглощающая конструкция выполнена из трех слоев звукопоглощающего материала, при этом первый слой, более жесткий, выполнен сплошным и профилированным и закреплен на гладкой поверхности, а второй слой, более мягкий, чем первый, выполнен прерывистым и расположен в фокусе звукоотражающих поверхностей первого слоя, а третий слой звукопоглощающего элемента выполнен из вспененного звукопоглощающего материала, например строительной герметизирующей пены, и расположен между первым, более жестким слоем, и перфорированной поверхностью звукопоглощающего элемента.

На фиг.1 представлен фронтальный разрез предлагаемого глушителя шума, на фиг.2 - схема звукопоглощающей конструкция корпуса.

Камерный глушитель шума (фиг.1) содержит цилиндрический корпус 1, жестко соединенный с торцевым впускным и выпускным патрубками. Корпус изнутри облицован слоем звукопоглощающей конструкции 3 (фиг.2). Возможна схема, когда звукопоглощающая конструкция расположена в корпусе 1 с зазором 2. Центральная перегородка 4 выполнена в виде звукопоглощающего элемента, имеющего остов, который с двух сторон облицован звукопоглощающим материалом, причем остов звукопоглощающего элемента имеет возможность поворота в плоскости, перпендикулярной направлению движения аэродинамического потока.

Звукопоглощающая конструкция (фиг.2) выполнена в виде гладкой 5 и перфорированной 6 поверхностей, между которыми размещен звукопоглотитель, состоящий из трех слоев звукопоглощающего материала, при этом первый слой 7, более жесткий, выполнен сплошным и профилированным и закреплен на гладкой поверхности 5, второй слой 8, более мягкий, чем первый, выполнен прерывистым и расположен в фокусе звукоотражающих поверхностей первого слоя 7.

Прерывистый звукопоглощающий слой 8, расположенный в фокусе сплошного профилированного слоя 7, выполнен в форме тел вращения, например в виде шаров, эллипсоидов вращения и крепится с помощью стержней 10 (на чертеже показано сечение с одним стержнем 10), параллельных гладкой 5 и перфорированной 6 поверхностям, которые жестко связанны с гладкой поверхностью 5 посредством вертикальных, перпендикулярных к ним, крепежных элементов, например, в виде пластин 11, один конец которых жестко закреплен на гладкой поверхности 5, а второй выполнен в виде хомута, охватывающего стержень 10 и стягивающего его винтом (на чертеже не показано).

Сплошной профилированный слой 7 звукопоглощающего элемента выполнен из более жесткого звукопоглощающего материала, у которого коэффициент отражения звука больше, чем коэффициент звукопоглощения, причем профили 9 образованы сферическими поверхностями, соединенными между собой таким образом, что в целом каждый из профилей 9 образует цельный куполообразный профиль, фокусирующий отраженный звук на один и тот же мягкий прерывистый звукопоглощающий слой 8.

Третий слой 12 звукопоглощающего элемента выполнен из вспененного звукопоглощающего материала, например строительной герметизирующей пены, который повышает звукоизолирующие свойства конструкции в целом за счет заполнения пустот, образованных слоями 5 и 6, а также увеличивает надежность конструкции в целом при установке ее на оборудовании, работающем в условиях с повышенными ударными и вибрационными нагрузками. Третий слой 12 расположен между первым, более жестким слоем 7, и перфорированной поверхностью 6 звукопоглощающего элемента.

В качестве звукопоглощающего материала первого, более жесткого, слоя 7 применен материал на основе алюминесодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5…0,9 кг/м³ со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5…10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10…20 МПа, например, пеноалюминия.

В качестве звукопоглощающего материала второго, более мягкого, слоя 8 может быть применена минеральная вата на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральная вата типа «URSA», или базальтовая вата типа П-75, или стекловата с облицовкой стекловойлоком, или вспененный полимер, например полиэтилен или полипропилен.

Материал перфорированной поверхности 6 может быть выполнен из твердых, декоративных вибродемпфирующих материалов, например пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем внутренняя поверхность перфорированной поверхности 6, обращенная в сторону звукопоглощающей конструкция, облицована акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа Э3-100 или полимером типа «Повиден».

Камерный глушитель шума работает следующим образом.

Звуковые волны вместе с турбулентным потоком сжатого воздуха поступают в полость корпуса 1 и встречают на своем пути центральную перегородку 4, при этом явление «лучевого эффекта» полностью исключается за счет расположения центральной перегородки 4 по ходу движения воздушного и акустического потоков, т.е. она выполняет функции звукоизолирующего экрана. Камерная полость, образованная корпусом 1, выполняет функцию акустического фильтра низкой частоты. Повышение эффективности шумоглушения происходит за счет наличия звукопоглощающей конструкции 3 на внутренней поверхности корпуса и за счет поворачивающейся в зависимости от скорости воздушного потока центральной перегородки 4, облицованной с двух сторон звукопоглощающим материалом.

Звукопоглощающий элемент работает следующим образом.

Звуковая энергия, пройдя через слой перфорированной поверхности 6 и третий слой 8 звукопоглощающего элемента, выполненного из вспененного звукопоглощающего материала, падает на прерывистый звукопоглощающий слой 8, расположенный в фокусе сплошного профилированного слоя 7, где происходит первичное рассеивание звуковой энергии. Затем звуковая энергия попадает на сплошной профилированный слой 7 из звукопоглощающего материала, образованного сферическими поверхностями, образующими цельный куполообразный профиль и фокусирующий отраженный звук на мягкий звукопоглотитель 8. Здесь осуществляется переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии), т.е. в порах звукопоглотителя, представляющих собою модель резонаторов "Гельмгольца", имеют место потери энергии за счет трения колеблющейся с частотой возбуждения массы воздуха, находящегося в горловине резонатора о стенки самой горловины, имеющей вид разветвленной сети микропор звукопоглотителя.

Изобретение относится к технике глушения шума. Глушитель содержит цилиндрический корпус, жестко соединенный с торцевым впускным и выпускным патрубками, с центральной перегородкой, корпус изнутри облицован звукопоглощающей конструкцией, а центральная перегородка выполнена в виде звукопоглощающего элемента, имеющего остов, который с двух сторон облицован звукопоглощающим материалом, причем остов звукопоглощающего элемента имеет возможность поворота в плоскости, перпендикулярной направлению движения аэродинамического потока, а звукопоглощающая конструкция выполнена из трех слоев звукопоглощающего материала, при этом первый слой, более жесткий, выполнен сплошным и профилированным и закреплен на гладкой поверхности, а второй слой, более мягкий, чем первый, выполнен прерывистым и расположен в фокусе звукоотражающих поверхностей первого слоя, а третий слой звукопоглощающего элемента выполнен из вспененного звукопоглощающего материала, например строительной герметизирующей пены, и расположен между первым, более жестким слоем, и перфорированной поверхностью звукопоглощающего элемента. Технический результат - повышение эффективности шумоглушения. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Камерный глушитель шума, содержащий цилиндрический корпус, жестко соединенный с торцевым впускным и выпускным патрубками, с центральной перегородкой, корпус изнутри облицован звукопоглощающей конструкцией, а центральная перегородка выполнена в виде звукопоглощающего элемента, имеющего остов, который с двух сторон облицован звукопоглощающим материалом, причем остов звукопоглощающего элемента имеет возможность поворота в плоскости, перпендикулярной направлению движения аэродинамического потока, отличающийся чем, что звукопоглощающая конструкция выполнена из трех слоев звукопоглощающего материала, при этом первый слой, более жесткий, выполнен сплошным и профилированным и закреплен на гладкой поверхности, а второй слой, более мягкий, чем первый, выполнен прерывистым и расположен в фокусе звукоотражающих поверхностей первого слоя, a третий слой звукопоглощающего элемента выполнен из вспененного звукопоглощающего материала, например строительной герметизирующей пены, и расположен между первым, более жестким слоем, и перфорированной поверхностью звукопоглощающего элемента.

2. Камерный глушитель шума по п.1, отличающийся тем, что прерывистый звукопоглощающий слой, расположенный в фокусе сплошного профилированного слоя выполнен в форме тел вращения, например в виде шаров, эллипсоидов вращения, и крепится с помощью стержней, параллельных гладкой и перфорированной поверхностям, которые жестко связанны с гладкой поверхностью посредством вертикальных, перпендикулярных к ним, крепежных элементов, например в виде пластин, один конец которых жестко закреплен на гладкой поверхности, а второй выполнен в виде хомута, охватывающего стержень и стягивающего его винтом.

3. Камерный глушитель шума по п.1, отличающийся тем, что сплошной профилированный слой звукопоглощающего элемента выполнен из более жесткого звукопоглощающего материала, у которого коэффициент отражения звука больше, чем коэффициент звукопоглощения, причем профили образованы сферическими поверхностями, соединенными между собой таким образом, что в целом каждый из профилей образует цельный куполообразный профиль, фокусирующий отраженный звук на один и тот же мягкий прерывистый звукопоглощающий слой.

4. Камерный глушитель шума по п.1, отличающийся тем, что в качестве звукопоглощающего материала первого, более жесткого, слоя применен материал на основе алюминесодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5…0,9 кг/м³ со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5…10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10…20 МПа, например пеноалюминий.

5. Камерный глушитель шума по п.1, отличающийся тем, что в качестве звукопоглощающего материала второго, более мягкого, слоя применена минеральная вата на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральная вата типа «URSA», или базальтовая вата типа П-75, или стекловата с облицовкой стекловойлоком, или вспененный полимер, например полиэтилен или полипропилен.

6. Камерный глушитель шума по п.1, отличающийся тем, что материал перфорированной поверхности выполнен из твердых, декоративных вибродемпфирующих материалов, например пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем внутренняя поверхность перфорированной поверхности, обращенная в сторону звукопоглощающей конструкции, облицована акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден».