Активный глушитель шума
Изобретение относится к технике глушения шума. Глушитель содержит корпус, выполненный в виде цилиндрической обечайки, жестко соединенной с торцевыми пластинами с осесимметрично цилиндрической обечайке закрепленными на них впускным и выпускным патрубками, цилиндрическая обечайка, с внутренней стороны, облицована звукопоглощающим элементом, а к торцевой пластине со стороны выпускного патрубка, осесимметрично корпусу, прикреплена резонансная камера глушителя, которая выполнена в виде цилиндрической гильзы с перегородкой, и в которой расположены, по крайней мере, две резонансные вставки, закрепленные на гильзе, перпендикулярно ее оси, при этом перегородка резонансной камеры глушителя соединена диффузором с впускным патрубком, а в диффузоре выполнены калиброванные отверстия, при этом резонансная камера облицована звукопоглощающим материалом, и часть торцевой пластины, со стороны резонансной камеры, также облицована звукопоглощающим материалом. Технический результат - повышение эффективности шумоглушения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к технике глушения шума.
Наиболее близким техническим решением по технической сущности является многокамерный глушитель шума по патенту РФ №2305779, F01N 1/00, (прототип), содержащий цилиндрический корпус, торцовый выпускной патрубок, жестко соединенный с центральной трубой, имеющей перфорацию, перфорированные перегородки выполнены в виде коаксиально расположенной к корпусу и центральной трубе дополнительной перфорированной трубы, а торцы всех труб жестко соединены с корпусом посредством глухих перегородок.
Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения за счет возможности возникновения «лучевого эффекта» и, вследствие этого проникновения звуковых волн как по оси глушителя, так и через его две стенки.
Технический результат - повышение эффективности шумоглушения.
Это достигается тем, что в активном глушителе шума, содержащем корпус, выполненный в виде цилиндрической обечайки, жестко соединенной с торцевыми пластинами с осесимметрично цилиндрической обечайке закрепленными на них впускным и выпускным патрубками, цилиндрическая обечайка, с внутренней стороны, облицована звукопоглощающим элементом, а к торцевой пластине со стороны выпускного патрубка, осесимметрично корпусу, прикреплена резонансная камера глушителя, которая выполнена в виде цилиндрической гильзы с перегородкой, и в которой расположены, по крайней мере, две резонансные вставки, закрепленные на гильзе, перпендикулярно ее оси, при этом перегородка резонансной камеры глушителя соединена диффузором с впускным патрубком, а в диффузоре выполнены калиброванные отверстия, при этом резонансная камера облицована звукопоглощающим материалом, и часть торцевой пластины, со стороны резонансной камеры, также облицована звукопоглощающим материалом.
На фиг. 1 представлен фронтальный разрез предлагаемого глушителя шума, на фиг. 2 - схема звукопоглощающих элементов.
Активный глушитель шума (фиг. 1) содержит корпус, состоящий из цилиндрической обечайки 1, жестко соединенной с торцевыми пластинами 2 и 3 с осесимметрично цилиндрической обечайке 1 закрепленными на них впускным 5 и выпускным 4 патрубками. Цилиндрическая обечайка 1, с внутренней стороны, облицована звукопоглощающим элементом 9.
К торцевой пластине 3 со стороны выпускного 4 патрубка, осесимметрично корпусу, прикреплена резонансная камера 6 глушителя, которая выполнена в виде цилиндрической гильзы 10 с перегородкой 7, и в которой расположены, по крайней мере, две резонансные вставки 11, закрепленные на гильзе 10, перпендикулярно ее оси. Перегородка резонансной камеры 6 глушителя соединена диффузором 12 с впускным 5 патрубком, при этом в диффузоре 12 выполнены калиброванные отверстия 13.
Резонансная камера 6 облицована звукопоглощающим материалом 8. Часть торцевой пластины 3 со стороны резонансной камеры 6 облицована звукопоглощающим материалом 14.
Корпус выполнен из конструкционных материалов, с нанесенным на его поверхности с одной или двух сторон слоем мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, или материала типа «Герлен-Д», при этом соотношение между толщиной облицовки и вибродемпфирующим покрытием лежит в оптимальном интервале величин - 1:(2,5…3,5).
Звукопоглощающий элемент 9 (фиг. 2) выполнен в виде жесткой 15 и перфорированной 16 стенок, между которыми расположен двухслойный комбинированный звукопоглощающий элемент, причем слой 17, прилегающий к жесткой стенке 15, выполнен звукопоглощающим, а прилегающий к перфорированной стенке 16 слой 18 выполнен с перфорацией 19 из звукоотражающего материала сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны.
В качестве звукопоглощающего материала слоя 17 применена минеральная вата на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральная вата типа «URSA», или базальтовая вата типа П-75, или стекловата с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена. При этом поверхность волокнистых звукопоглотителей обрабатывается пористыми красками, пропускающими воздух, например, типа Acutex Т, или покрывается воздухопроницаемыми тканями или неткаными материалами, например Лутрасилом,
В качестве материала звукоотражающего слоя 18 применен материал 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, например пеноалюминия, или применены звукоизоляционные плиты на базе стеклянного штапельного волокна типа «Шумостоп» с плотностью материала, равной 60÷80 кг/м3, или материал на основе магнезиального вяжущего с армирующей стеклотканью или стеклохолетом.
Звукопоглощающий элемент работает следующим образом.
Звуковая энергия, пройдя через перфорированную стенку 16, попадает на слой 18 из звукоотражающего материала сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, а часть звуковой энергии проходит через слой 18 из звукоотражающего материала и взаимодействует со слоем 17 из звукопоглощающего материала, где происходит окончательное рассеивание звуковой энергии. Коэффициент звукопоглощения волокнистых материалов находится в пределах 0,4…1,0. Выполнение перфорации 19 на звукоотражающем слое 18 способствует более эффективному шумоглушению на средних частотах, так как часть звуковых волн будет проходить через перфорацию 19 и рассеиваться на слое 17 из звукопоглощающего материала.
Активный глушитель шума работает следующим образом.
Аэродинамический поток по впускному патрубку 5 направляется в диффузор 12, затем через калиброванные отверстия 13 в полость корпуса, где часть звуковой энергии гасится звукопоглощающим элементом 9 цилиндрической обечайки 1, закрепленным на корпусе. Затем аэродинамический поток через резонансные вставки 11 устремляется в гильзу 10, и через выпускной 4 патрубок выходит наружу. При этом рассеивание звуковой энергии происходит при прохождении поворотов аэродинамического потока, и на выходе в звукопоглощающем материале 14 торцевой пластины 3.
1. Активный глушитель шума, содержащий корпус, выполненный в виде цилиндрической обечайки, жестко соединенной с торцевыми пластинами с осесимметрично цилиндрической обечайке закрепленными на них впускным и выпускным патрубками, отличающийся тем, что цилиндрическая обечайка, с внутренней стороны, облицована звукопоглощающим элементом, а к торцевой пластине со стороны выпускного патрубка, осесимметрично корпусу, прикреплена резонансная камера глушителя, которая выполнена в виде цилиндрической гильзы с перегородкой, и в которой расположены, по крайней мере, две резонансные вставки, закрепленные на гильзе, перпендикулярно ее оси, при этом перегородка резонансной камеры глушителя соединена диффузором с впускным патрубком, а в диффузоре выполнены калиброванные отверстия, при этом резонансная камера облицована звукопоглощающим материалом, и часть торцевой пластины, со стороны резонансной камеры, также облицована звукопоглощающим материалом.
2. Активный глушитель шума по п. 1, отличающийся тем, что звукопоглощающий элемент выполнен в виде жесткой и перфорированной стенок, между которыми расположен многослойный звукопоглощающий элемент, который выполнен в виде двух слоев: один из которых, прилегающий к жесткой стенке, является звукопоглощающим, а другой, прилегающий к перфорированной стенке, выполнен с перфорацией из звукоотражающего материала сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, при этом в качестве звукоотражающего материала применен материал 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, например пеноалюминий, или звукоизоляционные плиты на базе стеклянного штапельного волокна типа «Шумостоп» с плотностью материала, равной 60÷80 кг/м3, или материал на основе магнезиального вяжущего с армирующей стеклотканью или стеклохолстом.
