Патент на изобретение №2298667

(54) КОМБИНИРОВАННЫЙ ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА

(57) Реферат:

Изобретение относится к технике глушения шума. Технический результат – повышение эффективности шумоглушения. Это достигается тем, что в комбинированном 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, по оси глушителя установлена звукопоглощающая цилиндрическая вставка. На одной из торцевых сторон перфорированной цилиндрической вставки закреплен обтекатель конической формы. Цилиндрическая вставка закреплена к впускному и выпускному патрубкам посредством, по крайней мере, двух ребер жесткости, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси глушителя. Внутри цилиндрической вставки расположен звукопоглотитель и акустически прозрачный материал, расположенный между перфорированным элементом вставки и звукопоглотителем. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к технике глушения шума.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности является глушитель шума по Патенту РФ №2062889, 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 комбинированном 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, причем по оси глушителя установлена звукопоглощающая цилиндрическая вставка, на одной из торцевых сторон перфорированной цилиндрической вставки закреплен обтекатель конической формы, а цилиндрическая вставка закреплена к впускному и выпускному патрубкам посредством по крайней мере двух ребер жесткости, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси глушителя, причем внутри цилиндрической вставки расположен звукопоглотитель и акустически прозрачный материал, расположенный между перфорированным элементом вставки и звукопоглотителем.

На фиг.1 представлен фронтальный разрез предлагаемого глушителя шума, на фиг.2 – профильная проекция.

Комбинированный глушитель шума содержит цилиндрический корпус 3, жестко соединенный с торцевым впускным и выпускным патрубками 1, звукопоглотитель 2, расположенный между цилиндрическим корпусом 3 и перфорированным элементом 4, и акустически прозрачный материал (на чертеже не показан), расположенный между перфорированным элементом 4 и звукопоглотителем 2, причем по оси глушителя установлена звукопоглощающая цилиндрическая вставка 5. На одной из торцевых сторон перфорированной цилиндрической вставки 5 закреплен обтекатель 8 конической формы, а цилиндрическая вставка закреплена к впускному и выпускному патрубкам 1 посредством, по крайней мере двух ребер жесткости 6 и 7, расположенных в плоскостях, перпендикулярных оси глушителя, причем внутри цилиндрической вставки 5 расположен звукопоглотитель и акустически прозрачный материал, расположенный между перфорированным элементом вставки и звукопоглотителем. Сопротивление глушителя определяется величиной зазора 10 между внутренним диаметром D цилиндрического корпуса 3 и внешнего диаметра D₁ цилиндрической вставки 5.

Отношение внешнего диаметра D₁ цилиндрической вставки к внутреннему диаметру D корпуса лежит в оптимальном интервале величин: D₁/D=0,56…0,71; а отношение разности внутреннего диаметра D цилиндрического корпуса к внешнему диаметру D₁ цилиндрической вставки к длине глушителя L лежит в оптимальном интервале величин: (D-d)/L=0,11…0,15; а отношение внутреннего диаметра D цилиндрического корпуса к длине глушителя L лежит в оптимальном интервале величин: D/L=0,25…0,5; а отношение внешнего диаметра D₁ цилиндрической вставки к длине глушителя L лежит в оптимальном интервале величин: D₁/L=0,14…0,36.

Корпус 3 и патрубки 1 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, расположенный в корпусе и цилиндрической вставке, 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 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 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.

Комбинированный глушитель шума работает следующим образом. Звуковые волны вместе с турбулентным потоком сжатого воздуха поступают в полость 10 глушителя и взаимодействуют со звукопоглотителем, расположенным в корпусе и цилиндрической вставке 5. 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. Коэффициент перфорации перфорированного элемента 4 принимается равным или более 0,25. Для предотвращения высыпания мягкого звукопоглотителя предусмотрен акустически прозрачный материал, например стеклоткань типа ЭЗ-100, расположенная между звукопоглотителем 2 и перфорированным элементом 4.

Формула изобретения

1. Комбинированный 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, причем по оси глушителя установлена звукопоглощающая цилиндрическая вставка, отличающийся тем, что на одной из торцевых сторон перфорированной цилиндрической вставки закреплен обтекатель конической формы, а цилиндрическая вставка закреплена к впускному и выпускному патрубкам посредством, по крайней мере, двух ребер жесткости, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси глушителя, причем внутри цилиндрической вставки расположен звукопоглотитель и акустически прозрачный материал, расположенный между перфорированным элементом вставки и звукопоглотителем.

2. Комбинированный глушитель шума по п.1, отличающийся тем, что отношение внешнего диаметра D₁ цилиндрической вставки к внутреннему диаметру D корпуса лежит в оптимальном интервале величин: D₁/D=0,56 – 0,71, а отношение разности внутреннего диаметра D цилиндрического корпуса к внешнему диаметру D₁ цилиндрической вставки к длине глушителя L лежит в оптимальном интервале величин: (D-d)/L=0,11 – 0,15, а отношение внутреннего диаметра D цилиндрического корпуса к длине глушителя L лежит в оптимальном интервале величин: D/L=0,25 – 0,5, а отношение внешнего диаметра D₁ цилиндрической вставки к длине глушителя L лежит в оптимальном интервале величин: D₁/L=0,14 – 0,36.

3. Комбинированный глушитель шума по п.1, отличающийся тем, что корпус глушителя и вставки выполнен из конструкционных материалов с нанесенным на его 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).

4. Комбинированный глушитель шума по п.1, отличающийся тем, что звукопоглотитель, расположенный в корпусе и цилиндрической вставке, 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».

5. Комбинированный глушитель шума по п.1, отличающийся тем, что звукопоглотитель, расположенный в корпусе и цилиндрической вставке, выполнен на основе алюминийсодержащих 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.

6. Комбинированный глушитель шума по п.1, отличающийся тем, что звукопоглотитель, расположенный в корпусе и цилиндрической вставке, 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%.

7. Комбинированный глушитель шума по п.1, отличающийся тем, что звукопоглотитель, расположенный в корпусе и цилиндрической вставке, 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.

РИСУНКИ