Трубчатый глушитель шума
Изобретение относится к машиностроению, в частности к технике глушения шума. Технический результат - повышение эффективности шумоглушения. Трубчатый глушитель шума содержит цилиндрический корпус, жестко соединенный с торцевым впускным и выпускным патрубками, звукопоглотитель, расположенный между цилиндрическим корпусом и перфорированным элементом, и акустически прозрачный материал, расположенный между перфорированным элементом и звукопоглотителем. Отношение длины глушителя L к диаметру D цилиндрического корпуса лежит в оптимальном интервале величин L/D=0,6...3,1; отношение длины глушителя L к внутреннему d диаметру патрубков лежит в оптимальном интервале величин L/d=0,96...7,84; a отношение длин впускного и выпускного патрубков b к длине глушителя L лежит в оптимальном интервале величин b/L=0,051...0,104. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к машиностроению, в частности к технике глушения шума.
Наиболее близким техническим решением по технической сущности является глушитель шума, содержащий цилиндрический корпус, впускной и выпускной патрубки и звукопоглотитель (патент РФ №2062889, 27.06.1996 г. - прототип).
Недостатком его является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения.
Технический результат - повышение эффективности шумоглушения.
Это достигается тем, что в трубчатом глушителе шума, содержащем цилиндрический корпус, жестко соединенный с торцевым впускным и выпускным патрубками, звукопоглотитель, расположенный между цилиндрическим корпусом и перфорированным элементом, и акустически прозрачный материал, расположенный между перфорированным элементом и звукопоглотителем, отношение длины глушителя L к диаметру D цилиндрического корпуса лежит в оптимальном интервале величин L/D=0,6...3,1; отношение длины глушителя L к внутреннему d диаметру патрубков лежит в оптимальном интервале величин L/d=0,96...7,84; a отношение длин впускного и выпускного патрубков b к длине глушителя L лежит в оптимальном интервале величин: b/L=0,051...0,104.
Корпус может быть выполнен из конструкционных материалов с нанесенным на его поверхности с одной или двух сторон слоя мягкого вибродемпфирующего материала.
Звукопоглотитель может быть выполнен из минеральной ваты на базальтовой основе типа «Rockwool».
Звукопоглотитель может быть 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.
Звукопоглотитель может быть выполнен из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например камня-ракушечника со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин 30...45%.
Звукопоглотитель может быть выполнен в виде крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин 0,3...2,5 мм.
На фиг.1 представлен фронтальный разрез предлагаемого глушителя шума, на фиг.2 - профильная проекция.
Трубчатый глушитель шума содержит цилиндрический корпус 3, жестко соединенный с торцевым впускным 4 и выпускным 5 патрубками, звукопоглотитель 2, расположенный между цилиндрическим корпусом 3 и перфорированным элементом 1, и акустически прозрачный материал 6, расположенный между перфорированным элементом 1 и звукопоглотителем 2. Для эффективной работы глушителя необходимо выполнение следующих условий. Отношение длины глушителя L к диаметру D цилиндрического корпуса 3 лежит в оптимальном интервале величин L/D=0,6...3,1; а отношение разности внешнего D и внутреннего d диаметров к длине глушителя L лежит в оптимальном интервале величин (D-d)/L=0,19...0,63; а отношение длины глушителя L к внутреннему d диаметру патрубков 4 и 5 лежит в оптимальном интервале величин L/d=0,96...7,84; а отношение длин впускного 4 и выпускного 5 патрубков b к длине глушителя L лежит в оптимальном интервале величин b/L=0,051...0,104. Корпус 3 и патрубки 4 и 5 выполнены из конструкционных материалов с нанесенным на их поверхности с одной или двух сторон слоя мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, или материала типа «Герлен-Д».
Звукопоглотитель 2 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».
Звукопоглотитель 2 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.
Звукопоглотитель 2 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%. Звукопоглотитель выполнен в виде крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана, или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин: 0,3...2,5 мм.
Трубчатый глушитель шума работает следующим образом.
Звуковые волны вместе с турбулентным потоком сжатого воздуха поступают в полость глушителя и взаимодействуют со звукопоглотителем 2. Конструкция глушителя шума проста в изготовлении и обслуживании. Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах звукопоглотителя, представляющих собой модель резонаторов "Гельмгольца", где потери энергии происходят за счет трения колеблющейся с частотой возбуждения массы воздуха, находящегося в горловине резонатора, о стенки самой горловины, имеющей вид разветвленной сети пор звукопоглотителя 2. Коэффициент перфорации перфорированного элемента 1 принимается равным или более 0,25. Для предотвращения высыпания мягкого звукопоглотителя предусмотрен акустически прозрачный материал 6, например стеклоткань типа ЭЗ-100, расположенная между звукопоглотителем 2 и перфорированным элементом 1.
1. Трубчатый глушитель шума, содержащий цилиндрический корпус, жестко соединенный с торцевым впускным и выпускным патрубками, звукопоглотитель, расположенный между цилиндрическим корпусом и перфорированным элементом, и акустически прозрачный материал, расположенный между перфорированным элементом и звукопоглотителем, отличающийся тем, что отношение длины глушителя L к диаметру D цилиндрического корпуса лежит в оптимальном интервале величин L/D=0,6...3,1, а отношение длины глушителя L к внутреннему d диаметру патрубков лежит в оптимальном интервале величин L/d=0,96...7,84, а отношение длин впускного и выпускного патрубков b к длине глушителя L лежит в оптимальном интервале величин b/L=0,051...0,104.
2. Трубчатый глушитель шума по п.1, отличающийся тем, что корпус выполнен из конструкционных материалов с нанесенным на его поверхности с одной или двух сторон слоя мягкого вибродемпфирующего материала.
3. Трубчатый глушитель шума по п.1, отличающийся тем, что звукопоглотитель выполнен из минеральной ваты на базальтовой основе типа «Rockwool».
4. Трубчатый глушитель шума по п.1, отличающийся тем, что звукопоглотитель 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.
5. Трубчатый глушитель шума по п.1, отличающийся тем, что звукопоглотитель выполнен из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например камня-ракушечника со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин 30...45%.
6. Трубчатый глушитель шума по п.1, отличающийся тем, что звукопоглотитель выполнен в виде крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин 0,3...2,5 мм.
