Трубчатый глушитель шума
Изобретение относится к технике глушения шума. Глушитель шума содержит цилиндрический корпус с торцевым впускным и выпускным патрубками, звукопоглотитель, расположенный между цилиндрическим корпусом и перфорированным элементом, и акустически прозрачный материал, расположенный между перфорированным элементом и звукопоглотителем, звукопоглотитель содержит жесткую стенку, к которой прикреплен профилированный слой треугольного профиля из звукопоглощающего материала, а оппозитно ему к перфорированному элементу корпуса прикреплен профилированный слой треугольного профиля из звукопоглощающего материала, причем таким образом, чтобы между профилированными слоями был воздушный промежуток, а впадина одного слоя была расположена против выступа другого, причем поверхности профилей выполнены конгруэнтными и расположены со сдвигом на величину, равную половине длине основания треугольника, при этом плотность звукопоглощающего материала профилированных слоев различна - у слоя, закрепленного к жесткой стенке, она больше, чем у слоя, закрепленного к перфорированному элементу корпуса. Технический результат - повышение эффективности шумоглушения. 3 ил.
Изобретение относится к технике глушения шума.
Наиболее близким техническим решением по технической сущности является глушитель шума по Патенту РФ № 2306430, F01N 1/00, 1994 г., содержащий цилиндрический корпус, впускной и выпускной патрубки и звукопоглотитель (прототип).
Недостатком его является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения.
Технический результат - повышение эффективности шумоглушения.
Это достигается тем, что в трубчатом глушителе шума, содержащем цилиндрический корпус с торцевым впускным и выпускным патрубками, звукопоглотитель, расположенный между цилиндрическим корпусом и перфорированным элементом, и акустически прозрачный материал, расположенный между перфорированным элементом и звукопоглотителем, звукопоглотитель содержит жесткую стенку, к которой прикреплен профилированный слой треугольного профиля из звукопоглощающего материала, а оппозитно ему к перфорированному элементу корпуса прикреплен профилированный слой треугольного профиля из звукопоглощающего материала, причем таким образом, чтобы между профилированными слоями был воздушный промежуток, а впадина одного слоя была расположена против выступа другого, причем поверхности профилей выполнены конгруэнтными и расположены со сдвигом на величину, равную половине длине основания треугольника, при этом плотность звукопоглощающего материала профилированных слоев различна - у слоя, закрепленного к жесткой стенке, она больше, чем у слоя, закрепленного к перфорированному элементу корпуса.
На фиг.1 представлен фронтальный разрез предлагаемого глушителя шума, на фиг.2 - профильная проекция, на фиг.3 - конструкция звукопоглотителя.
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; отношение разности внешнего D и внутреннего d диаметров к длине глушителя L лежит в оптимальном интервале величин: (D-d)/L=0,19…0,63; 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», при этом соотношение между толщинами материала и вибродемпфирующего покрытия лежит в оптимальном интервале величин: 1/(2,5…3,5).
Звукопоглотитель содержит жесткую стенку 3, к которой прикреплен профилированный слой 7 треугольного профиля из звукопоглощающего материала. Оппозитно ему к перфорированному элементу корпуса 1 прикреплен профилированный слой 8 треугольного профиля из звукопоглощающего материала, причем таким образом, чтобы между профилированными слоями был воздушный промежуток 9, а впадина одного слоя была расположена против выступа другого, причем поверхности профилей выполнены конгруэнтными и расположены со сдвигом на величину, равную половине длине основания треугольника.
При этом плотность звукопоглощающего материала профилированных слоев 7 и 8 различна - у слоя, закрепленного к жесткой стенке 3, она больше, чем у слоя, закрепленного к перфорированному элементу корпуса 1.
Поэтому в качестве звукопоглощающего материала профилированного слоя 7 используется жесткий пористый шумопоглощающий материал, например пеноалюминий или металлокерамика, или металлопоролон, или звукопоглотитель 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.
В качестве звукопоглощающего материала профилированного слоя 8 используется звукопоглотитель 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».
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 собою 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 1. Коэффициент перфорации перфорированного элемента 5 принимается равным или более 0,25. Воздушный промежуток 9 увеличивает эффективность глушения шума на низких и средних частотах, а выполнение профилированных слоев треугольного профиля из звукопоглощающего материала увеличивает поверхность звукопоглощения и тем самым повышает эффективность глушения шума на средних и высоких частотах.
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 звукопоглотитель содержит жесткую стенку, к которой прикреплен профилированный слой треугольного профиля из звукопоглощающего материала, а оппозитно ему к перфорированному элементу корпуса прикреплен профилированный слой треугольного профиля из звукопоглощающего материала, причем таким образом, чтобы между профилированными слоями был воздушный промежуток, а впадина одного слоя была расположена против выступа другого, причем поверхности профилей выполнены конгруэнтными и расположены со сдвигом на величину, равную половине длине основания треугольника, при этом плотность звукопоглощающего материала профилированных слоев различна - у слоя, закрепленного к жесткой стенке, она больше, чем у слоя, закрепленного к перфорированному элементу корпуса.
