Патент на изобретение №2306428

(54) СОПЛО ПНЕВМОУСТРОЙСТВА

(57) Реферат:

Изобретение относится к машиностроению, а именно к соплу пневмоустройства, применяемому для выпуска струи газа под напором. Технический результат – повышение эффективности шумоглушения сопла. Сопло пневмоустройства содержит корпус, полость которого заполнена звукопоглощающим материалом, впускной штуцер, насадок, установленный в корпусе с образованием выпускного кольцевого зазора и возможностью регулирования его ширины, и каналы круглой формы, размещенные по окружности концентрично корпусу. Каналы выполнены в насадке сходящимися в сторону от впускного штуцера. Сопло снабжено звукопоглощающим элементом, по всей своей поверхности облицованным акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден». В качестве звукопоглощающего материала, которым заполнена полость корпуса, используется минеральная вата на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральная вата типа «URSA», или базальтовая вата типа П-75, или стекловата с облицовкой стекловойлоком, или вспененный полимер, например полиэтилен или полипропилен. 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к соплу пневмоустройства, применяемому для выпуска струи газа под напором.

Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является сопло пневмоустройства по а.с. СССР №1305409, F01N 1/00, 1985 г., содержащее корпус, полость которого заполнена звукопоглощающим материалом, впускной штуцер, насадок, установленный в корпусе с образованием выпускного кольцевого зазора и возможностью регулирования его ширины, и каналы круглой формы, размещенные по окружности концентрично корпусу, причем каналы выполнены в насадке сходящимися в сторону от впускного штуцера (прототип).

Недостатком известного устройства является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения сопла.

Технический результат – повышение эффективности шумоглушения сопла.

Это достигается тем, что сопло пневмоустройства, содержащее корпус, полость которого заполнена звукопоглощающим материалом, впускной штуцер, насадок, установленный в корпусе с образованием выпускного кольцевого зазора и возможностью регулирования его ширины, и каналы круглой формы, размещенные по окружности концентрично корпусу, причем каналы выполнены в насадке сходящимися в сторону от впускного штуцера, снабжено звукопоглощающим элементом, по всей своей поверхности облицованным акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден», а в качестве звукопоглощающего материала, которым заполнена полость корпуса, используется минеральная вата на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральная вата типа «URSA», или базальтовая вата типа П-75, или стекловата с облицовкой стекловойлоком, или вспененный полимер, например полиэтилен или полипропилен.

На фиг.1 представлено сопло, продольный разрез; на фиг.2 – сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 – узел I на фиг.1.

Сопло пневмоустройства содержит корпус 1 с впускным штуцером 2, насадок 3, выполненный ступенчатым с полусферическим концевым участком, установленный в корпусе 1 с образованием выпускного кольцевого зазора 4 и возможностью регулирования его ширины, и каналы 5 круглой формы, размещенные по окружности концентрично корпусу 1, причем каналы 5 выполнены в насадке 3 сходящимися в сторону от впускного штуцера 2 под углом 5…10° к оси корпуса 1. Стенки каналов 5 облицованы эластичным звукопоглощающим материалом 6, выполненным в виде трубок, наружная часть корпуса 1 выполнена обтекаемой формы, а внутренняя полость корпуса 1 заполнена звукопоглощающим материалом в виде капроновых шариков.

Регулирование ширины кольцевого зазора 4 осуществляется путем перемещения насадка 3 вдоль оси корпуса 1 и обеспечивается перемещением винта 8 по спиральной канавке, выполненной с углом подъема 45 градусов, причем фиксация насадка при достижении необходимой ширины кольцевого зазора 4 осуществляется при помощи стопорного винта, установленного в нижней части корпуса 1. С открытого конца на насадок 3 при помощи резьбы установлен формирователь 9. Крепление звукопоглощающего материала 6 осуществляется при помощи кнопки 10. Между впускным штуцером 2 и внутренней полостью корпуса 1 установлена сетка 11. Сообщение внутренней полости корпуса 1 с полостью кольцевого зазора 4 осуществляется при помощи перепускных отверстий 12, выполненных в торцовой части ступенчатого перехода насадка 3. Каналы 5 выполнены с размерами, обеспечивающими отношение их длины к диаметру в пределах 6…12.

Сопло пневмоустройства снабжено звукопоглощающим элементом, по всей своей поверхности облицованным акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден», а в качестве звукопоглощающего материала 6 и 7, которым заполнена полость корпуса 1 и облицованы стенки каналов 5, используется минеральная вата на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральная вата типа «URSA», или базальтовая вата типа П-75, или стекловата с облицовкой стекловойлоком, или вспененный полимер, например полиэтилен или полипропилен.

Звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа Э3-100 или полимером типа «Повиден». В качестве звукопоглощающего материала 6 и 7, которым заполнена полость корпуса 1 и облицованы стенки каналов 5, может использоваться материал на основе алюминосодержащих 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 6 и 7, которым заполнена полость корпуса 1 и облицованы стенки каналов 5, используется материал из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например пеноалюминия или металлокерамики, или металлопоролона, или камня-ракушечника со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30…45%. В качестве звукопоглощающего материала 6 и 7, которым заполнена полость корпуса 1 и облицованы стенки каналов 5, используется материал, выполненный в виде крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», помещенной в оболочку из звукопрозрачного материала, причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин: 0,3…2,5 мм (на чертеже не показано).

Сопло пневмоустройства работает следующим образом.

Сжатый воздух через впускной штуцер 2 поступает во внутреннюю полость корпуса 1, заполненную капроновыми шариками 7. При этом происходит частичное глушение шума средних и высоких частот. Затем воздух перетекает через перепускные отверстия 12 в полость кольцевого зазора 4 и далее через последний в атмосферу, а через каналы 5 непосредственно в атмосферу. Длина каналов 5, диаметр и угол их наклона обеспечивают создание компактной энергонасыщенной струи, протекающей в условиях, характерных для параболического профиля распределения скоростей. Воздух, истекающий из каналов 5, охватывается подвижным внешним контуром в виде кольцевого профиля, причем угол охвата меняется путем изменения ширины кольцевого зазора 4. Таким образом, на выходе из сопла создается компактная энергонасыщенная струя, имеющая предварительно ламинированную структуру, что приводит к уменьшению масштабов турбулентности воздуха на выходе из сопла и соответствующему снижению звуковой мощности. Обтекаемая форма наружной части корпуса обеспечивает создание подвижной массы воздуха вокруг основной струи, которая движется за счет эжективной тяги и является буферным слоем внешнего контура. Струя воздуха, движущаяся по каналам сопла, имеет высокую скорость истечения и при регулируемой ширине факела обеспечивает необходимые эксплуатационные показатели при минимальных уровнях шума. Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах звукопоглотителя 1 и 8, 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.

Формула изобретения

Сопло пневмоустройства, содержащее корпус, полость которого заполнена звукопоглощающим материалом, впускной штуцер, насадок, установленный в корпусе с образованием выпускного кольцевого зазора и возможностью регулирования его ширины, и каналы круглой формы, размещенные по окружности концентрично корпусу, причем каналы выполнены в насадке сходящимися в сторону от впускного штуцера, отличающееся тем, что снабжено звукопоглощающим элементом, по всей своей поверхности облицованным акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа “Повиден”, а в качестве звукопоглощающего материала, которым заполнена полость корпуса используется 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.

РИСУНКИ