Пневматический глушитель шума Российский патент 2025 года по МПК F01N1/24 

Изобретение относится к области пневматических машин и предназначено для снижения шума выброса сжатого воздуха в атмосферу.

Известен глушитель (патент на изобретение RU 2690894 «Глушитель» Опубликовано: 06.06.2019, Бюл. №16), который содержит корпус с входным отверстием, внутри которого последовательно установлены элементы шумоподавления, у которых эквивалентные проходные сечения увеличиваются по направлению потока газа, обеспечивая отсутствие критического режима истечения на каждом элементе глушителя. Каждый элемент шумоподавления состоит из мелкоячеистой сетки, перфорированного диска и элемента крепления. Недостатком данного глушителя является высокая стоимость мелкоячеистой сетки, что не позволяет широко использовать данный глушитель на различных производствах и окупает свои затраты при использовании на испытаниях ракетно-космической техники. Еще одним недостатком данного глушителя, является расположение перфорированных шайб и элементов шумоподавления из мелкоячеистой сетки поперек потоку рабочей среды, что приводит к снижению пропускной способности и увеличению гидросопротивления глушителя.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности и достигаемому техническому результату и принятым за прототип является глушитель серии ГР-SW-HP производства ООО «Композиционные материалы» (ссылка на сайт с описанием https://kompmat.ru/legal-entity-data дата запроса 05.10.2023 г.). Глушитель состоит из двух частей: пористый глушащий колпачок и фитинг из цельного металла Звукопоглощающий элемент представляет собой пористый алюминий. Глушитель предназначен для снижения уровня шума выхлопа сжатого воздуха или пара и рассчитана на давление до 5 МПа и температуру рабочей среды: -60⋅+250°С. Недостаток данного глушителя заключается в низкой теплопроводности и низком пределе прочности звукопоглощающего элемента, что при эксплуатации на низких температурах и частом срабатывании (стравливании рабочей среды) приводит к обмерзанию, звукопоглощающий элемент становится хрупким и быстро выходит из строя. При этом за счет высокого давления действующего на звукопоглощающий элемент при выхлопе пористый алюминий разрушается как при взрыве и осколки, летящие на большой скорости от места разрушения, могу т нанести вред окружающему персоналу и оборудованию, находящему в непосредственной близости от глушителя. Кроме того при выходе из стоя звукопоглощающего элемента необходимо менять весь глушитель, а не только звукопоглощающий элемент.

Технической задачей изобретения является обеспечение акустической эффективности пневматического глушителя шума при сохранении пропускной способности как глушителя, так и системы в целом при стравливании газов высокого давления (40-60 атм.), обеспечение прочности глушителя в условиях обмерзания при частом стравливании воздуха и продление срока службы глушителя за счет простого разбора глушителя и замены в нем звукопоглощающего элемента.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является обеспечение акустической эффективности пневматического глушителя шума при сохранении пропускной способности как глушителя, так и системы в целом при стравливании газов высокого давления, обеспечение прочности глуши теля в условиях обмерзания при частом стравливании воздуха и продление срока службы глушителя за счет простого разбора глушителя и замены в нем звукопоглощающего элемента.

Указанный технический результат достигается за счет того, что пневматический глушитель шума содержит переднюю крышку с входным штуцером и проницаемый звукопоглощающий элемент, отличающийся тем, что имеет полый перфорированный корпус в виде цилиндра, который имеет гладкую внутреннюю поверхность внутри которого плотно установлен проницаемый звукопоглощающий элемент, образующий с входным штуцером канал для прохождения по тока ежа того воздуха, диаметр отверстия в котором выполнен одинакового размера с диаметром входного отверстия в передней крышке глушителя. При этом звукопоглощающий элемент пневматического глушителя шума выполнен из пористого полипропилена, который наряду с высокими звукопоглощающими свойствами обладает невысокой стоимостью, морозоустойчивостью, стойкостью к агрессивным средам, ударопрочностью, водонепроницаемостью, высоким сроком службы, не подвержен коррозии и не токсичен. Пневматический глушитель шума содержит проходной канал в передней крышке, который имеет гладкую внутреннюю поверхность и отсутствие препятствий внутри канала для минимизации уровня шума и уменьшения противодавления потока. Причем диаметр входного отверстия в передней крышке глушителя выполнен одинакового диаметра с внутренним диаметром проницаемого звукопоглощающего элемента для исключения лишнего сопротивления потоку и снижения пропускной способности, которая возникает при прохождении потока в месте соединения отверстия в крышке и отверстия в звукопоглощающем элементе при условии, если их диаметры разные. Если диаметры разные в месте соединения из-за наличия выступов возникают завихрения потока проходящего через глушитель, что ведет к возникновению турбулентности и увеличению гидравлического сопротивления глушителя, что в свою очередь приводит к снижению пропускной способности по сравнению с потоком, который проходит в месте соединения отверстия в крышке и отверстия в звукопоглощающем элементе при условии одинаковых диаметров.

Суммарная площадь отверстий в перфорированном корпусе глушителя, зависящая от длины корпуса, экспериментально подобрана таким образом, чтобы обеспечить максимальную акустическую эффективность при допустимом противодавлении, косвенно характеризующем пропускную способность глушителя. То есть не препятствовать звуковым волнам в потоке и, тем самым, исключить дополнительное сопротивления потоку от перфорированного корпуса и не снижать пропускную способность глушителя.

Резьбовое соединение между крышкой и перфорированным корпусом глушителя позволяет упростить замену звукопоглощающего элемента в глушителе.

На фиг.1 представлен внешний вид глушителя шума.

На фиг.2 представлен глушитель в продольном разрезе.

Пневматический глушитель шума на фиг.2 содержит переднюю крышку 1 с входным штуцером и гладким проходным каналом, перфорированный корпус 2, проницаемый звукопоглощающий элемент 3, заднюю крышку 4.

Проницаемый звукопоглощающий элемент 3 состоит из пористого полипропилена, который наряду с высокими звукопоглощающими свойствами обладает невысокой стоимостью, морозоустойчивостью, стойкостью к агрессивным средам, ударопрочностью, водонепроницаемостью, высоким сроком службы, не подвержен коррозии и нетоксичен.

Пневматический глушитель шума работает следующим образом.

Носитель шума - газовый поток подается через проходной канал в передней крышке 1, которая имеет гладкую внутреннюю поверхность и отсутствие препятствий внутри канала для минимизации уровня шума и уменьшения противодавления потока, во внутреннюю полость глушителя и, распространяясь по нему, проходит через проницаемый звукопоглощающий элемент из пористого полипропилена, наличие открытой пористости в котором позволяет звуковой волне легче проникать в материал и, распространяясь внутри, терять свою энергию на внутренних стенках снижая давление газового потока. Далее газовый поток выходит через отверстия в перфорированном корпусе в окружающую среду образуя газовое облако.

Причем длина глушителя, связанная с ним площадь звукопоглощающего элемента и суммарная площадь отверстий в перфорированном корпусе, зависящая от длины корпуса экспериментально подобрана таким образом, чтобы обеспечить максимальную акустическую эффективность при допустимом противодавлении, косвенно характеризующем пропускную способность глушителя.

Основываясь на имеющихся на рынке устройствах, в качестве примера ниже представлен подбор вида перфорации для глушителя длиной 254 мм, наружным диаметром корпуса 61 мм и внутренним диаметром корпуса 60 мм. В качестве формы перфорации в данном случае выбраны круглые ячейки, расположены в шахматном порядке значения Rv 4.0-6.0, а площадь перфорации составляет 10,08.

На фиг.3 представлен общий вид перфорации глушителя с характеристиками Rv 4.0-6.0.

Изобретение относится к области пневматических машин и предназначено для снижения шума выброса сжатого воздуха в атмосферу. Пневматический глушитель шума содержит переднюю крышку с входным штуцером и проницаемый звукопоглощающий элемент, отличающийся тем, что имеет перфорированный корпус, внутри которого плотно установлен проницаемый звукопоглощающий элемент, образующий с входным штуцером канал для прохождения потока сжатого воздуха и заднюю крышку, а крепление передней, задней крышек и корпуса производится по наружной резьбе корпуса. Звукопоглощающий элемент пневматического глушителя шума выполнен из пористого полипропилена. Диаметр входного отверстия в передней крышке глушителя выполнен одинакового диаметра с внутренним диаметром проницаемого звукопоглощающего элемента для исключения лишнего сопротивления потоку и снижения пропускной способности. Суммарная площадь отверстий в перфорированном корпусе глушителя, зависящая от длины корпуса, экспериментально подобрана таким образом, чтобы обеспечить максимальную акустическую эффективность при допустимом противодавлении, косвенно характеризующем пропускную способность глушителя. Резьбовое соединение между крышкой и перфорированным корпусом глушителя позволяет упростить замену звукопоглощающего элемента в глушителе. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Пневматический глушитель шума, содержащий переднюю крышку с входным штуцером и проницаемый звукопоглощающий элемент, отличающийся тем, что имеет полый перфорированный корпус в виде цилиндра, который имеет гладкую внутреннюю поверхность, внутри которого плотно установлен проницаемый звукопоглощающий элемент, образующий с входным штуцером канал для прохождения потока сжатого воздуха, диаметр отверстия в котором выполнен одинакового размера с диаметром входного отверстия в передней крышке глушителя.

2. Пневматический глушитель шума по п. 1, отличающийся тем, что звукопоглощающий элемент выполнен из пористого полипропилена.

3. Пневматический глушитель шума по п. 1, отличающийся тем, что суммарная площадь отверстий в перфорированном корпусе глушителя зависит от длины корпуса и подобрана экспериментально.