Глушитель (варианты) и способ изготовления шумоподавляющего элемента

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к шумоподавляющим конструкциям выпускных пневмосистем различных пневмоприспособлений, преимущественно к системам выхлопа в атмосферу отработанного сжатого воздуха из пневмомуфт, пневмоцилиндров и другого подобного оборудования. Глушитель состоит из штуцера, крышки и пористого шумоподавляющего элемента, выполненного в виде витого цилиндра из прокатанного алюминиевого прутка, одна широкая сторона которого гладкая, а другая широкая сторона имеет сквозное поперечное рифление. Рифленая сторона в контакте с гладкой стороной образует множество сквозных отверстий. Витой цилиндр изготавливают, прокатывая заготовку из алюминиевого прутка между двух конических валков, ведущего и ведомого. Ведущий валок имеет рифленую контактную поверхность, а ведомый валок имеет гладкую контактную поверхность. Используя съемные валки различных типоразмеров и пруток различного диаметра, получают витые цилиндры с различными диаметрами спирали, площадью сечения каналов, их количеством, толщиной стенки цилиндра и его длиной. Технический результат – простота изготовления. 3 с. и 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к шумоподавляющим конструкциям выпускных пневмосистем различных пневмоприспособлений, преимущественно к системам выхлопа в атмосферу отработанного сжатого воздуха из пневмомуфт, пневмоцилиндров и другого подобного оборудования.

Известны различные конструкции глушителей аэродинамического шума, имеющих в своей конструкции активный шумоподавляющий элемент, изготовленный из пористого материала.

Глушитель (Лагунов Л.Ф., Осипов Г.Л. Борьба с шумом в машиностроении. - М.: Машиностроение, 1980. - 150 с., с.137), включающий в себя штуцер, болт, крышку, шайбу и шумоподавляющий элемент из пористого полиэтилена.

Глушитель (Медведь Р.А., Соловьев Р.В. Производственный шум и борьба с ним. Из опыта Горьковского автомобильного завода. Горький, Волго-Вятское книжное издательство, 1997. - 127 с., с.71), состоящий из штуцера, защитного цилиндра, болта, гайки и активного шумоподавляющего элемента из керамики.

Глушитель (Медведь Р.А., Соловьев Р.В. Производственный шум и борьба с ним. Из опыта Горьковского автомобильного завода. Горький, Волго-Вятское книжное издательство, 1997, 127 с., с.70), состоящий из штуцера, болта, шайбы и корпуса, который является шумопо-давляющим элементом и изготовлен из металлокерамики.

Принцип работы указанных конструкций основан на перераспределении сосредоточенной волновой и кинетической энергии выхлопа в рассредоточенную, так как потоки воздуха проходят через множество каналов малого сечения в пористом элементе глушителя. Это приводит к значительному снижению энергии звукового давления выхлопа.

Однако данные конструкции имеют ряд недостатков:

- у них низкая пропускная способность, то есть большое сопротивление протока, связанное с наличием в пористой структуре шумоподавляющих элементов воздушных лабиринтов. Это приводит к увеличению противодавления и затягиванию времени выхлопа;

- ограниченный срок службы, связанный с тем, что со временем происходит загрязнение пор шумоподавляющих элементов маслом и технологической пылью. Восстановлению загрязненные элементы не подлежат, и механизмы их эффективной чистки отсутствуют;

- невысокая механическая прочность и хрупкость конструкций, особенно керамических;

- сложность изготовления и необходимость наличия специфического оборудования для производства пористых элементов глушителей.

Известен способ изготовления пористого материала на основе металлических волокон по патенту RU 2044557, включающий вязание из металлических волокон сеток и формирование из сеток пакета.

Известен также способ получения поверхности с чередующимися выступами и впадинами по патенту RU 204460, согласно которому при относительном движении инструмента и заготовки поверхностный слой заготовки подрезают инструментом, но при этом до подрезания на заготовке формируют внутренние полости.

Для осуществления указанных выше способов требуется сложное специфическое оборудование и предварительная подготовка заготовок, что намного усложняет процесс изготовления.

Известен способ изготовления изделий со спиральными ребрами по патенту RU 2172223, принятый за прототип, включающий накатку ребер на заготовке при помощи обкатывания и деформации заготовки силовой раскатной головкой с вращающимися давильными элементами.

Однако данный способ позволяет получать только прямолинейные заготовки, из которых невозможно изготовить необходимую конструкцию шумоподавляющего элемента.

Технический результат предлагаемого изобретения - получение простого в изготовлении и прочного шумоподавляющего элемента, обладающего высокой пропускной способностью и возможностью многократного использования, путем применения простой и эффективной технологии прочистки загрязненного элемента. А также обеспечение технологической гибкости при производстве различных типоразмеров глушителей.

Указанный технический результат достигается при использовании двух вариантов глушителя.

Вариант 1.

Технический результат при использовании изобретения достигается тем, что в известном глушителе, включающем штуцер, крышку и пористый шумоподавляющий элемент, указанный шумоподавляющий элемент выполнен в виде витого цилиндра из прокатанного алюминиевого прутка, причем одна широкая сторона витка гладкая, а другая имеет сквозное поперечное рифление, которое образует в контакте с гладкой стороной множество сквозных отверстий, имеющих в сечении форму, близкую к треугольнику с площадью сечения около 0,03-0,05 мм². Витой цилиндр надет на шпильки, установленные в штуцере и закрепленные гайками на крышке. Указанная конструкция шумоподавляющего элемента получается за счет прокатывания алюминиевого прутка между двух давильных элементов в виде валков конической формы, ведущего и ведомого. Ведущий валок имеет рифленую контактную поверхность, а ведомый - гладкую контактную поверхность. Диаметр получаемой спирали регулируется глубиной рифления и углом конуса валков. Площадь сечения каналов, их количество, толщина стенки цилиндра, его диаметр и длина могут меняться путем нетрудоемкой замены валков различных типоразмеров и изменением диаметра прокатываемого прутка.

Сквозные отверстия обеспечивают отсутствие лабиринтов протока и высокую пропускную способность (низкое противодавление) элемента. Изготовление элемента из алюминиевого прутка придает ему необходимую механическую прочность. Простота конструкции позволяет произвести быстрый монтаж и демонтаж активного элемента глушителя. Загрязненные в процессе эксплуатации каналы пористого шумоподавляющего элемента легко очищаются (промывка, продувка, механическая чистка) после его демонтажа за счет возможности увеличения межвиткового зазора и отсутствия лабиринтов. Прочищать загрязненные каналы можно множество раз, причем срок службы прочищенного элемента равен сроку службы вновь изготовленного и определяется лишь технической загрязненностью пневмосистемы.

На фиг.1 изображен внешний вид глушителя, на фиг.2 - вариант глушителя с двойной оболочкой, на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2, на фиг.4 изображен способ получения элемента витого цилиндра с поперечным односторонним рифлением, на фиг.5 - фрагмент пористого элемента, на фиг.6 - способ изготовления витого цилиндра, на фиг.7 изображен внешний вид глушителя.

Глушитель состоит из штуцера 1, крышки 2 и установленных в штуцере 1 и закрепленных на крышке 2 шпилек 3, на которых размещен витой алюминиевый цилиндр 4, витки которого имеют гладкую сторону 5 и рифленую сторону 6. Витой цилиндр 4 установлен таким образом, чтобы обеспечивать взаимный контакт гладкой 5 и рифленой 6 сторон двух соседних витков. При контакте двух соседних витков образуются сквозные отверстия 7 (фиг.5).

Глушитель работает следующим образом. Объем отработанного газа из пневмосистемы через штуцер 1 выбрасывается во внутреннюю полость глушителя, проходит через сквозные отверстия 7 пористого элемента 4 и выходит в атмосферу.

Вариант 2.

Для получения более высокого шумоподавляющего эффекта предназначен вариант глушителя с двойной оболочкой. Технический результат при использовании изобретения достигается тем, что в известном глушителе, включающем штуцер, крышку и пористый шумоподавляющий элемент, на шпильки, установленные в штуцере и закрепленные гайками на крышке, надет указанный шумоподавляющий элемент, состоящий из двух витых цилиндров, из прокатанного алюминиевого прутка, причем одна широкая сторона витка гладкая, а другая имеет сквозное поперечное рифление, которое образует в контакте с гладкой стороной множество сквозных отверстий, имеющих в сечении форму, близкую к треугольнику, наружного и внутреннего, а внутри внутреннего цилиндра размещены перфорированный рассекатель в виде цилиндра с щелевыми или круглыми отверстиями и шайба из пористой резины.

Глушитель состоит из штуцера 1, крышки 2, шпилек 3, установленных между внутренним витым цилиндром 8 и наружным витым цилиндром 4. А также перфорированного рассекателя 9, представляющего собой цилиндр с щелевыми или круглыми отверстиями и шайбой из пористой резины 10, размещенных во внутренней полости глушителя.

Глушитель с двойной оболочкой работает следующим образом. Объем отработанного воздуха из пневмосистемы через штуцер 1 выбрасывается в полость А глушителя (фиг.3). Пройдя через перфорированный рассекатель 9, воздушный поток теряет часть энергии, попадает в полость Б и проходит через сквозные отверстия внутреннего витого цилиндра 8, где рассекается на множество микровоздушных потоков меньшей энергии и попадает в полость В. Из полости В воздушный поток аналогично проходит через наружный витой цилиндр 4 и выходит в атмосферу Г.

Способ изготовления шумоподавляющего элемента включает накатку ребер на заготовке при помощи прокатывания и деформации заготовки силовой раскатной головкой с вращающимися давильными элементами, при которой заготовку в виде алюминиевого прутка прокатывают между давильными элементами, в качестве которых используют два валка конической формы, ведущего и ведомого, причем ведущий валок имеет рифленую контактную поверхность, а ведомый валок имеет гладкую контактную поверхность. Диаметр получаемого цилиндра, площадь сечения каналов, их количество, толщину стенки цилиндра, длину цилиндра варьируют при помощи сменных, ведущего и ведомого, валков с различными типоразмерами, а также применяя алюминиевые прутки различного диаметра.

Способ изготовления шумоподавляющего элемента осуществляют следующим образом (фиг.4, фиг.5). Прокатывают заготовку из алюминиевого прутка 11 в продольном направлении силовой раскатной головкой с вращающимися давильными элементами в виде двух валков конической формы, ведущего 12 и ведомого 13. Ведущий валок 12, имеющий рифленую контактную поверхность, обеспечивает образование широкой стороны с рифленой поверхностью 6, а ведомый валок 13, имеющий гладкую поверхность, образует широкую сторону с гладкой поверхностью 5. За счет того что валки имеют коническую форму, прокатанную алюминиевую проволоку завивают в спираль и получают витой цилиндр. Различные диаметры спирали, а следовательно и витого цилиндра, получают за счет сменных валков с разной глубиной рифления и углом конусности. Так же, используя сменные валки различных типоразмеров и пруток различного диаметра, получают витые цилиндры с различной площадью сечения каналов и их количеством, с различной толщиной стенки цилиндра и его длины. Указанный способ позволяет обеспечить технологическую гибкость при производстве различных размеров глушителей.

Формула изобретения

1. Глушитель, состоящий из штуцера, крышки и пористого шумоподавляющего элемента, отличающийся тем, что на шпильки, установленные в штуцере и закрепленные гайками на крышке, надет шумоподавляющий элемент, выполненный в виде витого цилиндра из прокатанного алюминиевого прутка, причем одна широкая сторона витка гладкая, а другая имеет сквозное поперечное рифление, которое образует в контакте с гладкой стороной множество сквозных отверстий, имеющих в сечении форму, близкую к треугольнику.

2. Глушитель, состоящий из штуцера, крышки и пористого шумоподавляющего элемента, отличающийся тем, что на шпильки, установленные в штуцере и закрепленные гайками на крышке, надет шумоподавляющий элемент, выполненный в виде двух витых цилиндров из прокатанного алюминиевого прутка, причем одна широкая сторона витка гладкая, а другая имеет сквозное поперечное рифление, которое образует в контакте с гладкой стороной множество сквозных отверстий, имеющих в сечении форму, близкую к треугольнику, наружного и внутреннего, а внутри внутреннего цилиндра размещены перфорированный рассекатель в виде цилиндра с щелевыми или круглыми отверстиями и шайба из пористой резины.

3. Способ изготовления шумоподавляющего элемента, включающий накатку ребер на заготовке при помощи прокатывания и деформации заготовки силовой раскатной головкой с вращающимися давильными элементами, отличающийся тем, что заготовку в виде алюминиевого прутка прокатывают между давильными элементами, в качестве которых используют два валка конической формы, ведущего и ведомого, причем ведущий валок имеет рифленую контактную поверхность, а ведомый валок имеет гладкую контактную поверхность.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что диаметр получаемого цилиндра, площадь сечения каналов, их количество, толщину стенки цилиндра, длину цилиндра варьируют при помощи сменных, ведущего и ведомого, валков с различными типоразмерами, а также применяя алюминиевые прутки различного диаметра.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7