ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА ДЛЯ ОСЕВОГО ВЕТИЛЯТОРА Российский патент 2018 года по МПК F01N1/04 F01N1/24 

Изобретение относится к текстильному машиностроению, а именно к глушителям шума системы обработки текстильных отходов.

Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является глушитель шума по патенту РФ № 2304724, F01N 1/04, (прототип), содержащий корпус, соосные впускной и выпускной патрубки и установленную соосно корпусу резонансную вставку.

Недостатком известного устройства является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения.

Технический результат - повышение эффективности шумоглушения.

Это достигается тем, что в глушителе шума, содержащем корпус, соосные впускной и выпускной патрубки и установленную соосно корпусу резонансную вставку, корпус и резонансная вставка расположены соосно и имеют в сечении эквидистантный круглый или многогранный профиль, причем резонансная вставка по краям снабжена диффузором и конфузором с жестко прикрепленными к ним перфорированными дисками, а посередине резонансной вставки установлен звукопоглотитель, разделяющий резонансную вставку на две камеры, причем резонансная вставка закреплена в корпусе при помощи крепежных элементов, выполненных в виде, по крайней мере одной, перегородки с отверстиями, при этом корпус изнутри, а резонансная вставка снаружи облицованы звукопоглощающим материалом соответственно имеющим толщины h₁ и h₂, корпус и резонансная вставка выполнены из конструкционных материалов, с нанесенным на его поверхности с одной или двух сторон слоя мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, или материала типа «Герлен-Д», при этом соотношение между толщиной корпуса и вибродемпфирующего покрытия лежит в оптимальном интервале величин - 1: (2,5…3,5), звукопоглотитель, установленный в резонансной вставке, выполнен в виде двух внешних перфорированных стенок с звукопоглощающим элементом внутри, например из минеральной ваты на базальтовой основе типа «Rockwool».

На фиг. 1 изображен глушитель шума, продольный разрез, на фиг. 2 - вариант выполнения звукопоглотителя 5, который установлен в резонансной вставке 2.

Глушитель шума для осевого вентилятора содержит корпус 1, соосные впускной и выпускной патрубки (на чертеже не показаны) и установленную соосно корпусу 1 резонансную вставку 2. Корпус 1 и резонансная вставка 2 расположены соосно и имеют в сечении эквидистантный круглый или многогранный профиль, например прямоугольный. Резонансная вставка 2 по краям снабжена диффузором 6 и конфузором 7 с жестко прикрепленными к ним перфорированными дисками, а в резонансной вставке 2 установлен звукопоглотитель 5 в виде сплошной перегородки, разделяющей резонансную вставку 2 на две камеры 9 и 10, причем резонансная вставка 2 закреплена в корпусе 1 при помощи крепежных элементов, выполненных в виде по крайней мере двух перегородок 4 с отверстиями 3. Корпус 1 изнутри, а резонансная вставка 2 снаружи облицованы звукопоглощающим элементом 8 соответственно имеющим толщины h₁ и h₂. Корпус 1 и резонансная вставка 2 выполнены из конструкционных материалов с нанесенным на их поверхности с одной или двух сторон слоем мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, или материала типа «Герлен-Д», при этом соотношение между толщиной корпуса и вибродемпфирующего покрытия лежит в оптимальном интервале величин - 1: (2,5…3,5). Звукопоглотитель 5, установленный в резонансной вставке 2, выполнен в виде двух внешних перфорированных стенок 11 и 12 со звукопоглощающим элементом внутри, например из минеральной ваты на базальтовой основе типа «Rockwool».

Звукопоглощающий элемент 8 выполнен 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, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден». Звукопоглощающий материал 8 выполнен 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. Звукопоглощающий материал 8 выполнен из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например пеноалюминия или металлокерамики, или металлопоролона, или камня-ракушечника со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30…45%. Звукопоглощающий материал выполнен в виде элементов с послойной и перекрестной намоткой из пористых нитей, намотанных на акустически прозрачный каркас, например проволочный каркас (на чертеже не показано).

Звукопоглощающий элемент 8 выполнен в виде крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана, или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», помещенной в акустически прозрачную оболочку, причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин: 0,3…2,5 мм (на чертеже не показано).

Возможен вариант, когда звукопоглотитель 5, который установлен в резонансной вставке 2 (фиг. 2) содержит каркас, выполненный в виде двух внешних перфорированных стенок 11 и 12, и внутренней, средней, стенки 13, выполненной в виде мембранной резонансной пластины, между которыми размещены слои 14, 15, 16, 17, 22, 23 звукопоглощающего материала. Каркас выполнен симметричным относительно средней стенки 13, которая разделяет его на две конгруэнтные части, каждая из которых имеет три слоя звукопоглощающего материала.

Более жесткие, первые, слои 14 и 15 выполнены сплошными, профилированными и закреплены соответственно на внешних 11 и 12 перфорированных стенках, вторые слои 16 и 17, более мягкие чем первые, выполнены прерывистыми, и расположены с зазором в фокусе звукоотражающих поверхностей первых слоев 14 и 15.

Вторые слои 16 и 17 имеют форму тел вращения в виде соединенных основаниями конусов. Первые слои 14 и 15 выполнены из материала с коэффициентом отражения звука большим, чем его коэффициент звукопоглощения в виде профилей конических поверхностей, фокусирующих отраженный звук на вторые слои 16 и 17. Третьи звукопоглощающие слои 22 и 23 выполнены из вспененного звукопоглощающего материала в виде строительной герметизирующей пены и расположены в зазорах и пустотах, образованных между первыми и вторыми слоями.

Каждая из внешних перфорированных стенок 11 и 12 жестко связана с соответствующим ей вторым слоем 16 и 17 посредством перпендикулярных к ней вертикальных крепежных элементов 20 и 21, выполненных в виде пластин, один конец которых жестко закреплен на внешней перфорированной стенке, а второй конец выполнен в виде хомутов, охватывающих соответственно стержни 18 и 19 и стягивающих их винтами. При этом стержни 18 и 19 выполнены параллельными перфорированным стенкам 11 и 13.

Средняя стенка 13, выполненная в виде мембранной резонансной пластины, жестко связана с каркасом за счет строительной герметизирующей пены, расположенной в зазорах и пустотах каркаса.

Первые слои выполнены из звукопоглощающего материала на основе алюминийсодержащих сплавов, наполненными их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5…0,9 кг/м³, прочностью на сжатие в пределах 5…10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10…20 МПа, например из пеноалюминия.

В качестве звукопоглощающего материала вторых, более мягких, слоев применена минеральная вата на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральная вата типа «URSA», или базальтовая ваты типа П-75, или стекловата с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена.

Материал перфорированных стенок 11, 12 и 13 выполнен из твердых, декоративных вибродемпфирующих материалов, например пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем внутренняя поверхность перфорированной поверхности стенок, обращенная в сторону звукопоглощающего материала, облицована акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден».

Звукопоглотитель работает следующим образом.

Звуковая энергия, пройдя через слой одной из внешней перфорированной стенки 11 или 12, затем третьи слои звукопоглотителя, выполненного из вспененного звукопоглощающего материала, падает на прерывистый звукопоглощающий слой, расположенный в фокусе сплошного профилированного слоя, где происходит первичное рассеивание звуковой энергии. Затем звуковая энергия попадает на сплошной профилированный слой 14 или 15 из звукопоглощающего материала, где 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. Низкочастотное звукопоглощение осуществляется за счет мембранной резонансной пластины 13.

Возможен вариант, когда на одном из оппозитно расположенных конусов вторых слоев 16 и 17, соединенных основаниями конусов, выполнены резонансные отверстия (на чертеже не показано), выполняющие функции горловины резонаторов Гельмгольца, при этом резонансные отверстия выполнены разного диаметра для поглощения звуковой энергии в широком диапазоне частот.

Глушитель шума для осевого вентилятора содержит корпус, соосные впускной и выпускной патрубки и установленную соосно корпусу резонансную вставку. Корпус и резонансная вставка расположены соосно и имеют в сечении эквидистантный круглый или многогранный профиль. Резонансная вставка по краям снабжена диффузором и конфузором с жестко прикрепленными к ним перфорированными дисками. Посередине резонансной вставки установлен звукопоглотитель, разделяющий резонансную вставку на две камеры. Резонансная вставка закреплена в корпусе при помощи крепежных элементов, выполненных в виде по крайней мере одной перегородки с отверстиями. Корпус изнутри, а резонансная вставка снаружи облицованы звукопоглощающим материалом, соответственно имеющим толщины h₁ и h₂. Корпус и резонансная вставка выполнены из конструкционных материалов с нанесенным на их поверхности с одной или двух сторон слоем мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, или материала типа «Герлен-Д. Соотношение между толщиной корпуса и вибродемпфирующего покрытия лежит в оптимальном интервале величин - 1: (2,5…3,5). Звукопоглотитель, установленный в резонансной вставке, выполнен в виде двух внешних перфорированных стенок со звукопоглощающим элементом внутри. При использовании изобретения повышается эффективность шумоглушения. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Глушитель шума для осевого вентилятора, содержащий корпус, соосные впускной и выпускной патрубки и установленную соосно корпусу резонансную вставку, корпус и резонансная вставка расположены соосно и имеют в сечении эквидистантный круглый или многогранный профиль, причем резонансная вставка по краям снабжена диффузором и конфузором с жестко прикрепленными к ним перфорированными дисками, а посередине резонансной вставки установлен звукопоглотитель, разделяющей резонансную вставку на две камеры, причем резонансная вставка закреплена в корпусе при помощи крепежных элементов, выполненных в виде по крайней мере одной перегородки с отверстиями, при этом корпус изнутри, а резонансная вставка снаружи облицованы звукопоглощающим материалом, соответственно имеющим толщины h₁ и h₂, корпус и резонансная вставка выполнены с нанесенным на их поверхности с одной или двух сторон слоем мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, или материала типа «Герлен-Д», при этом соотношение между толщиной корпуса и вибродемпфирующего покрытия лежит в оптимальном интервале величин - 1:(2,5…3,5), отличающийся тем, что звукопоглотитель, установленный в резонансной вставке, выполнен в виде двух внешних перфорированных стенок со звукопоглощающим элементом внутри.

2. Глушитель шума для осевого вентилятора по п. 1, отличающийся тем, что звукопоглотитель, установленный в резонансной вставке, содержит каркас, выполненный в виде двух внешних перфорированных стенок, и внутренней, средней стенки, выполненной в виде мембранной резонансной пластины, между которыми размещены слои звукопоглощающего материала, при этом каркас выполнен симметричным относительно средней стенки, которая разделяет его на две конгруэнтные части, каждая из которых имеет три слоя звукопоглощающего материала, причем более жесткие, первые, слои выполнены сплошными, профилированными и закреплены соответственно на внешних перфорированных стенках, вторые слои, более мягкие, чем первые, выполнены прерывистыми и расположены с зазором в фокусе звукоотражающих поверхностей первых слоев, вторые имеют форму тел вращения в виде соединенных основаниями конусов, а первые слои выполнены из материала с коэффициентом отражения звука большим, чем его коэффициент звукопоглощения в виде профилей конических поверхностей, фокусирующих отраженный звук на вторые слои, третьи звукопоглощающие слои выполнены из вспененного звукопоглощающего материала в виде строительной герметизирующей пены и расположены в зазорах и пустотах, образованных между первыми и вторыми слоями, при этом каждая из внешних перфорированных стенок жестко связана с соответствующим ей вторым слоем посредством перпендикулярных к ней вертикальных крепежных элементов, выполненных в виде пластин, один конец которых жестко закреплен на внешней перфорированной стенке, а второй конец выполнен в виде хомутов, охватывающих соответственно стержни и стягивающих их винтами, при этом стержни выполнены параллельными перфорированным стенкам, а средняя стенка, выполненная в виде мембранной резонансной пластины, жестко связана с каркасом за счет строительной герметизирующей пены, расположенной в зазорах и пустотах каркаса.

3. Глушитель шума для осевого вентилятора по п. 1, отличающийся тем, что на одном из оппозитно расположенных конусов вторых слоев звукопоглотителя, соединенных основаниями конусов, выполнены резонансные отверстия, выполняющие функции горловины резонаторов Гельмгольца, при этом резонансные отверстия выполнены разного диаметра для поглощения звуковой энергии в широком диапазоне частот.

4. Глушитель шума для осевого вентилятора по п. 1, отличающийся тем, что первые слои звукопоглотителя выполнены из звукопоглощающего материала на основе алюминийсодержащих сплавов, наполненных гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5…0,9 кг/м³, прочностью на сжатие в пределах 5…10 МПа, прочностью на изгиб в пределах 10…20 МПа, например из пеноалюминия.

5. Глушитель шума для осевого вентилятора по п. 1, отличающийся тем, что в качестве звукопоглощающего материала вторых, более мягких, слоев звукопоглотителя применена минеральная вата на базальтовой основе типа «Rockwool».