Глушитель шума для пневматических машин Советский патент 1980 года по МПК B25D17/12 

1

Изобретение относится к глушению шума,а именно к глушителям шума для пневматических машин, и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для снижения шума пневматических и газовых машин .

Известен глушитель шума,изготовленный из сплошной (непористой) металлокерамики, в которой выполнены круглые выхлопные отверстия 1 .

Однако часть глушителя, в которой выполнены выхлопные отверстия, является цельной, одинаковой плотности. Это не позволяет расположить в точках максимального внутреннего шума детали с наибольшей звукоизоляцией.Поэтому интенсивность шума на наружной поверхности глушителя неравномерна и шумоглушащие возможности глушителя использованы недостаточно. Этот глушитель предназначен только для снижения шума, порояадаемого струями воздуха, т.е. отсутствуют устройства для снижения внутреннего шума, который для пневматических машин является наиболее интенсивным.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является глушитель шума для пневматических машин, используемый при выхлопе воздуха, с концентрически,расположенными одна

5 относительно другой диафрагмами из металлокерамики, с:рдержащий разборный цилиндрический корпус и размещенные в нем диафрагквл в виде колец из спеченного пористого матеЮ риала, собранных в пакет 12.

Недостаток этой конструкции глушителя - слабое использование пористого спеченного материала.для снижения шума и большие габариты. У

tS таких глушителей трудно создавать равномерное поле по поверхности, так как выход отработавшего воздуха (или газа)происходит только через пористые стенки глушителя.

20 Цель изобретения - повышение эффективности снижения шума путем создания равномерного звукового поля на наружной поверхности глушителя и уменьшения размеров пакета колец.

25 Это- достигается тем, что диафрагмы выполнены из спеченного пористого материала различной плотности, а, по крайней мере, на одном из торцов всех диафрагм выполнены выступы, образующие щели в пакете. Кроме того, в корпусе выполнена полость для сбора пылит, а крайние диафрагмы в .пакете выбраны наибольшей плотности по сравнению с осталь ными. На фиг.1 изображен глушитель шума с частичным вырезом его стенки, общий вид на фиг.2 - выступы у диаф рагм; на фиг.З - разрез А-А по фиг. Глушитель шума состоит из пористы спеченных/ металлокерамических диаф рагм - колец 1 различной плотности, (т.е. имеющих различную величину звукопоглощения). На торцах диафраг колец имеются выступы 2, которые при соединении колец в пакет между диафрахмами - кольцами 1 образуют щели 3, Ширина 1цели определяется вы 1 сотой на торцах диафрагмы iкольца. Диафрагма 1 и втулки 4 и 5 зажимаются гайкой б через антифрикционные прокладки,, позволяквдие вращать диафрагмы - кольца 1 со вту кой 5 вокруг оси. Внутри гайки 6 расположен пылесборник 8. Работа глушителя осуществляется следующим образом.. Отработанный воздух через канал 9 поступает в пылесборник 8. В пылесборнике 8 объем воздуха увеличивается, а скорость уменьшается и из него выпадают частицы пыли, которые осаждаются на стенках. Пылесборник увеличивает время работы. Очиа енный воздух поступает далее в камеру глу шителя и через кольцевую щель 10 по падает в камеру 11. Вместе с воздухом проникают звуковые волны, порож даемые струями воздуха, проходящими по пневматическому тракту машины.Об но поперечный размер камеры 11 мень ше четверти длины звуковой волны и звуковые волны распространяются в камере в направлении ее оси. Распро страняясь по камере 11, волны отражаются, взаимодействуют, образуя зо ны максимального и минимального зву кового давления (пучности и узлыволн). В зонах максимального звукового давления устанавливаются диафрагмы - кольца большей плотности. так, чтобы вдоль наружной поверхности колец интенсивность прошедших звуковых волн была приблизительно одинаковой Звуковые волны, проходящие по ще лям 3, затухают за счет отражения при выходе звуковой волны из щели 3 в атмосферу. Размеры щелей выбираются такими,чтобы затухание звуко- 1ВЫХ водн в них было близким к затуханию звуковых волн в порах стенок диафрагм - колец 1. Отработавший воздух, поступающий в камеру 11, вы текает в атмосферу через щель 3 и поры диафрагм - колец 1. При этом воздух, вытекающий через пористые диафрагмы - кольца 1 создает спут:ный поток для струй воздуха, вытекающих из щелей 3. В результате эффекта спутности градиент средней скорости струй, вытекающих из щелей 3, снижается, и уменьшается генерируемый этими струями аэродинамический шум. При прохождении воздуха или газа по пневматическому или газовому тракту образуются внутренние звуковые волны, которые порождаются при вытекании струй воздуха или газа, падений и растеканий их по стенкам, при обтекании выступающих элементов регулирующей аппаратуры. Внутренние звуковые волны излучаются в атмосферу через те же отверстия, из которых воздух или газ вытекает в атмосферу. У пневматических машин внутренние звуковые поля в камерах глушителя порощ5аются .ближними звуковыми полями струй воздуха, вытекающих из выхлопных отверстий пневмодвигателя, втекающих в камеры глушителя из отверстий, соединяющих камеры, при падении струй на стенки камер глушителей и растекании по ним. Эти ближние звуковые поля порождают внутренние звуковые поля в каждой камере глушителя. Они распространяются по пневматическому тракту машины,проникают в последнюю камеру глушителя (в данном случае металлокерамического) и излучаются через поры металлокерамики в атмосферу. Внутренние звуковые поля, проникающие в атмосферу, порождают звуковое поле более интенсивно, чем другие составляющие шума, создаваемые отработавшим воздухом. Поэтому снижение шума, порождаемого внутренними звуковыми полями, является первосте- пенной задачей шумоглушения. Интесивность внутренних звуковых полей в последней камере глушителя неравномера. при выполнении последней камеры глушителя из сплошного металлокерамического элемента (например, из металлокерамической втулки, стенки которой обладают одинаковой звукоизоляцией, звукопоглощением) интенсивность внутренних звуковых волн, прошедших через стенки глушителя, неодинакова в различных точках наружной поверхности глушителя. Это связано с тем, что звукоизоляция стенок одинакова, а интенсивность внутренних звуковых полей различна. Под неравномерностью звукового поля вдоль наружной поверхности глушителя подразумевается разность между уровнями звуковых давлений в различных точках глушителя. Неравномерность звукового- поля вдоль наружной поверхности металлбкерамического глушителя в виде втулки или диска достигает величины 10 - 13 дБ. Чтобы устранить неравномерность звукового поля, повысить эффективность глушителя необходимо в зонах наибольшего звукового давления внутренних звуковых волн расположить участок металлокерамического глушителя большей плотности { с большей величиной звукопоглощения).

Изготовление сплошного глушителя со стенками переменной плотности представляет большие технологические трудности. Поэтому предлагаемый глушитель, изготавливается из отдельных колец, плотность или звукопоглощение которых различна. В зоне наибольшего звукового давления внутренних волн устанавливаются кольца большей плотности (звукопоглощения) , а ширина кольца определяется размером этой зоны. При прохождении звуковых волн через отверстия или щели малого размера (например, щели шириной 0,1 мм и меньше, отверстия диаметром меньше 0,5 мм) происходит снижение интенсивности звуковых волн за счет волнового трения, особенно если поверхность отверстий или щелей шероховатая (как у металлокерамики). Звукова волна, проходящая к открытому концу отверстия или щели, частично отрх ается от него. Причем, чем меньше площадь открытого конца, тем это отражение больше. Отраженная звуковая волна накладывается на падающую и ослабляет ее.

Таким образом, в отверстиях и щелях малых сечений происходит снижение интенсивности звуковых волн. При определенных размерах (ширины) щелей снижение интенсивности звуковых волн в них равна снижению интенсивности звуковых волн в порах металлокерамики. -

Если установить глушитель в виде колец с выступами на торцах, которы при соединении колец создают щели между торцами, то получится глушитель , снижающий интенсивность внутренних звуковых волн так же, как глушитель, изготовленный целиком из металлокерамики. Размеры глушителя щелями меньше, чем глушителя без щелей, за счет того, что часть отработавшего воздуха будет выходить через щели, местные сопротивления которых в десятки раз меньше местных сопротивлений пор металлокерамики. Следовательно, даже при относительно небольших размерах щелей можно получить значительное снижение размеров металлокерамического глушителя.

Изготовление выступов на торцах металлокерамических элементов происходит при их изготовлении (прессовании) и не требует никакой механической обработки, что значительно упрощает изготовление таких глушителей .

Соотношение между количеством воздуха, протекающего через щели и через металлокерамику зависит от конкретных условий и конструкции глушителя. Вытекающий через щели отработавший воздух генерирует аэродинамический шум. Поэтому ширина щели выбирается еще из того условия, чтобы уровни аэродинамического шума

0 были ниже допустимых норм.

Спецификой предлагаемого глушителя является то, что воздух, вытекающий через металлокерамические кольца - диафрагмы, создает спутный

5 поток для струй воздуха, вытекающих из щелей. При этом за счет эффекта спутности снижается градиент средней скорости струй воздуха, вытекающих из щели, и снижается аэро0динамический шум, который ими генерируется.

Испытание образца глушителя в пневматических ручных машинах показывает , что звуковые волны, проникающие через кольцевую щель 10, отраSжаясь от торцов глушителя, образуют у этих торцов зоны повышенного звукового давления, поэтому крайние диафрагмы - -кольца 1 выполняют более плотными. Это позволяет уменьшить

0 длину глушителя на 20%, улучшить санитарно-гигиенические условия за счет снижения шума и, таким образом, повысить - производительность труда.

35

Формула изобретения

1.Глушитель шума для пневматических машин, содержащий разборный

0 цилиндрический корпус и размещенные. в нем диафрагмы в виде колец из спе-. ченного пористого .материала, собранных в пакет, отличающий с- я тем, что с целью повышения эффективности снижения шума путем создания

5 равномерного звукового поля на наружной поверхности глушителя и уменьшения размеров пакета-колец, диафрагмы выполнены из спеченного пористого материала различной плотности,

0

а по крайней -мере, на одном из .торцов всех диафрагм выполнены выступы, образующие щели в.пакете.

2.Глушитель по п.1,.о т л и ч аю щ и и с я тем,что крайние диафраг5мы в пакете выбраны наибольшей плотности по сравнению с остальными.

Источники информации,. принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Франции № 2231481, кл. В 25 D 17/12, 1974.

0

2.Авторское свидетельство СССР 313652, кл. В 25 D 17/12, 1969 (прототип).

У//////Л Y////////// ////////////////7/////. Фиг.

/7//// /77 7777 Фиг.