Аэродинамический глушитель шума кочетова

Изобретение относится к средствам глушения аэродинамического шума пневматического оборудования и систем выпуска сжатого газа или воздуха. Глушитель содержит впускной патрубок и жестко связанный с ним корпус из пористого материала, корпус содержит основание, выполненное в виде стакана с буртиком в его верхней части, с которым взаимодействуют по крайней мере два элемента из пористого материала в виде цилиндрических внешней и внутренней втулок, верхние основания которых соединены с крышкой, имеющей буртик для фиксации втулок, и жестко соединены с основанием цилиндрического стакана посредством резьбовой шпильки, расположенной соосно стакану, втулкам и крышке и имеющей на концах шайбы и гайки. Стенка цилиндрической внутренней втулки выполнена в виде двух перфорированных стенок, причем слой, прилегающий к одной из стенок, выполнен звукопоглощающим, а прилегающий к другой перфорированной стенке выполнен из звукоотражающего материала сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров. Технический результат - повышение эффективности шумоглушения. 3 ил.

 

Изобретение относится к средствам глушения аэродинамического шума пневматического оборудования и систем выпуска сжатого газа или воздуха.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности является глушитель шума выхлопа, содержащий впускной патрубок, и примыкающий к нему корпус из пористого материала (патент РФ 2298669, F01N 1/24 - прототип).

Недостатком известного технического решения является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения на низких частотах.

Технический результат - повышение эффективности шумоглушения.

Это достигается тем, что в глушителе шума, содержащим впускной патрубок, и жестко связанный с ним корпус из пористого материала, корпус содержит основание, выполненное в виде стакана с буртиком в его верхней части, с которым взаимодействуют по крайней мере два элемента из пористого материала в виде цилиндрических внешней и внутренней втулок, верхние основания которых соединены с крышкой, имеющей буртик для фиксации втулок, и жестко соединены с основанием цилиндрического стакана посредством резьбовой шпильки, расположенной соосно стакану, втулкам и крышке, и имеющей на концах шайбы и гайки, причем отношение высоты всего корпуса (А+С) к высоте втулок из пористого материала В находится в диапазоне оптимальных величин: (А+С)/В=1,5…2,5., а отношение диаметра d внутренней втулки к диаметру D внешней втулки из пористого материала находится в диапазоне оптимальных величин: d/D=0,3…0,7. а отношение толщины b втулок из пористого материала к их высоте В находится в диапазоне оптимальных величин: b/В=0,05…0,1.

Втулки могут быть выполнены 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, или из мягкого вспененного пористого шумопоглощающего материала, например вспененного пенополиуретана или пенополиэтилена, или из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например пеноалюминия.

На фиг. 1 представлен фронтальный разрез предлагаемого глушителя шума, на фиг. 2, 3 - варианты выполнения цилиндрической внутренней втулки 6 (элемент осевого сечения стенки).

Глушитель шума содержит впускной патрубок 2 и жестко связанный с ним корпус 1. Корпус содержит основание 1, выполненное в виде стакана с буртиком 3 в его верхней части 4, с которым взаимодействуют по крайней мере два элемента 5 и 6 из пористого материала в виде цилиндрических внешней 5 и внутренней 6 втулок, верхние основания которых соединены с крышкой 7, имеющей буртик для фиксации втулок, и жестко соединены с основанием 1 цилиндрического стакана посредством резьбовой шпильки 8, расположенной соосно стакану 1, втулкам 5 и 6 и крышке 7, и имеющей на концах шайбы 10 и 11 и гайки 9 и 12. Отношение высоты всего корпуса 1 (A+С) к высоте В втулок 5 и 6 из пористого материала находится в диапазоне оптимальных величин: (А+С)/В=1,5…2,5., а отношение диаметра d внутренней втулки 6 к диаметру D внешней втулки 5 из пористого материала находится в диапазоне оптимальных величин: d/D=0,3…0,7, а отношение толщины b втулок 5 и 6 из пористого материала к их высоте В находится в диапазоне оптимальных величин: b/В=0,05…0,1.

Втулки 5 и 6 могут быть выполнены 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, или из мягкого вспененного пористого шумопоглощающего материала, например вспененного пенополиуретана или пенополиэтилена, или из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например пеноалюминия.

Возможен вариант, когда стенка цилиндрической внутренней втулки 6 (фиг. 2) выполнена в виде двух перфорированных стенок 13 и 14, между которыми расположен двухслойный комбинированный звукопоглощающий элемент, причем слой 15, прилегающий к одной из стенок 13, выполнен звукопоглощающим, а прилегающий к другой перфорированной стенке 14, слой 16, выполнен из звукоотражающего материала, сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны.

В качестве материала звукоотражающего слоя 16 применен материал на основе магнезиального вяжущего с армирующей стеклотканью или стеклохолстом.

Звуковая энергия от оборудования, находящегося в помещении, или другого, излучающего интенсивный шум, объекта, пройдя через перфорированные стенки 13 и 14 попадает на слои 15 и 16. Слой 16 позволяет отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, а часть звуковой энергии проходит через слой 16 из звукоотражающего материала и взаимодействует со слоем 15 из звукопоглощающего материала, где происходит окончательное рассеивание звуковой энергии.

Глушитель шума работает следующим образом.

Звуковые волны вместе с турбулентным потоком сжатого воздуха от пневматического оборудования поступают через впускной патрубок 2, через его отверстие в корпус 1. При этом явление лучевого эффекта полностью исключается за счет наличия втулок 5 и 6 из пористого материала, а эффективность шумоглушения возрастает за счет подбора геометрических параметров корпуса и втулок и пористости структуры предлагаемых шумопоглощающих материалов.

Возможен вариант, когда стенка цилиндрической внутренней втулки 6 (фиг. 3) выполнена в виде симметрично расположенных перфорированных 18 и 22 стенок, между которыми расположен звукопоглощающий элемент, выполненный в виде трех слоев: центрального слоя 20 из звукоотражающего материала, сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, и симметрично прилегающих к нему звукопоглощающих слоев 19 и 21 из материалов разной плотности. Каждая из перфорированных стенок имеет следующие параметры перфорации: диаметр отверстий - 3÷7 мм, процент перфорации 10÷15%, причем по форме отверстия могут быть выполнены в виде отверстий круглого, треугольного, квадратного, прямоугольного или ромбовидного профиля, при этом в случае некруглых отверстий в качестве условного диаметра следует считать максимальный диаметр вписываемой в многоугольник окружности.

В качестве звукопоглощающего материала используются или листовой шумозащитный материал, который выполнен на основе магнезиального вяжущего с армирующей стеклотканью или стеклохолстом, или полиэстер, или пористый звукопоглощающий керамический материал, имеющий объемную плотность 500÷1000 кг/м³, и состоящий из 100 мас.ч. перлита с диаметром зерна 0,1÷8,0 мм, 80÷250 мас.ч. одного из спекающих материалов, выбранных из группы, включающей зольную пыль, шлак, кварц, лаву, камни или глину в качестве основного материала, 5÷30 мас.ч. неорганического связующего, причем после спекания смеси частицы перлита образуют сообщающиеся отверстия между своими контактирующими поверхностями так, что внутренние поры являются сообщающимися между собой.

Аэродинамический глушитель шума, содержащий впускной патрубок, и жестко связанный с ним корпус, содержащий элементы из пористого материала, корпус содержит основание, выполненное в виде стакана с буртиком в его верхней части, с которым взаимодействуют по крайней мере два элемента из пористого материала в виде цилиндрических внешней и внутренней втулок, верхние основания которых соединены с крышкой, имеющей буртик для фиксации втулок, и жестко соединены с основанием цилиндрического стакана посредством резьбовой шпильки, расположенной соосно стакану, втулкам и крышке, и имеющей на концах шайбы и гайки, причем отношение высоты всего корпуса (А+С) к высоте втулок из пористого материала В находится в диапазоне оптимальных величин: (А+С)/В=1,5…2,5, а отношение диаметра d внутренней втулки к диаметру D внешней втулки из пористого материала находится в диапазоне оптимальных величин: d/D=0,3…0,7, а отношение толщины b втулок из пористого материала к их высоте В находится в диапазоне оптимальных величин: b/В=0,05…0,1, или корпус 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, или корпус выполнен из мягкого вспененного пористого шумопоглощающего материала, например вспененного пенополиуретана или пенополиэтилена, или корпус выполнен из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например пеноалюминия, отличающийся тем, что стенка цилиндрической внутренней втулки выполнена в виде двух перфорированных стенок, причем слой, прилегающий к одной из стенок, выполнен звукопоглощающим, а прилегающий к другой перфорированной стенке выполнен из звукоотражающего материала сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, каждая из перфорированных стенок имеет следующие параметры перфорации: диаметр отверстий 3÷7 мм, процент перфорации 10 ÷ 15%, причем в качестве материала звукоотражающего слоя применен материал на основе магнезиального вяжущего с армирующей стеклотканью или стеклохолстом, или стенка цилиндрической внутренней втулки выполнена в виде перфорированных стенок, между которыми расположен звукопоглощающий элемент, выполненный в виде трех слоев: центрального слоя из звукоотражающего материала, сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, и симметрично прилегающих к нему звукопоглощающих слоев из материалов разной плотности, каждая из перфорированных стенок имеет следующие параметры перфорации: диаметр отверстий 3÷7 мм, процент перфорации 10 ÷ 15%, причем по форме отверстия могут быть выполнены в виде отверстий круглого, треугольного, квадратного, прямоугольного или ромбовидного профиля, при этом в случае некруглых отверстий в качестве условного диаметра следует считать максимальный диаметр вписываемой в многоугольник окружности, а в качестве звукопоглощающего материала используются или листовой шумозащитный материал, который выполнен на основе магнезиального вяжущего с армирующей стеклотканью или стеклохолстом, или полиэстер, или пористый звукопоглощающий керамический материал, имеющий объемную плотность 500÷1000 кг/м³, и состоящий из 100 мас. ч. перлита с диаметром зерна 0,1÷8,0 мм, 80÷250 мас. ч. одного из спекающих материалов, выбранных из группы, включающей зольную пыль, шлак, кварц, лаву, камни или глину в качестве основного материала, 5÷30 мас. ч. неорганического связующего, причем после спекания смеси частицы перлита образуют сообщающиеся отверстия между своими контактирующими поверхностями так, что внутренние поры являются сообщающимися между собой.