Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО КОЧЕТОВА ДЛЯ ПНЕВМОПЕРЕПЛЕТЕНИЯ КОМПЛЕКСНЫХ НИТЕЙ

Изобретение относится к производству химических волокон и нитей, в частности к оборудованию для формования, текстурирования и текстильной обработки для переплетения филаментов в комплексной нити.

Известно устройство для пневмопереплетения комплексных нитей по патенту РФ №2301852, D02G 1/16, содержащее корпус с откидной крышкой, облицованные вибродемпфирующим и звукопоглощающим материалами, средство герметизации нитепроводящего канала, щелевые глазки для входа и выхода нити, расположенные на торцовых стенках корпуса, установленную в корпусе на пластине форсунку с заправочной прорезью, нитепроводящий канал и сопла для подачи сжатого воздуха, причем на крышке и пластине форсунки закреплены штучные звукопоглотители (прототип).

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения и сравнительно невысокая стойкость звукопоглотителя.

Технический результат - повышение эффективности шумоглушения и стойкости звукопоглотителя.

Это достигается тем, что в устройстве для пневмопереплетения комплексных нитей, содержащем корпус с откидной крышкой, облицованные вибродемпфирующим и звукопоглощающим материалами, средство герметизации нитепроводящего канала, щелевые глазки для входа и выхода нити, расположенные на торцовых стенках корпуса, установленную в корпусе на пластине форсунку с заправочной прорезью, нитепроводящий канал и сопла для подачи сжатого воздуха, причем на крышке и пластине форсунки закреплены штучные звукопоглотители, в качестве звукопоглощающего материала корпуса и крышки, а также закрепленных на пластине форсунки по обе ее стороны штучных звукопоглотителей используются элементы из минеральной ваты на базальтовой основе типа «Rockwoll», 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».

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, фронтальный разрез; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1, на фиг. 3, 4 - варианты звукопоглощающего элемента кожуха.

Устройство для пневмопереплетения комплексных нитей содержит кожух 1 с откидывающейся на шарнире 2 крышкой 3, которые связаны между собой пружинным замком 4. Щелевые глазки 5 служат для входа и выхода нити. Корпус форсунки 6 для пневмообработки с соплами 7 для подачи сжатого воздуха, с заправочной прорезью 8 и нитепроводящим каналом 9 укреплен на соединенной с кожухом пластине 10 с повышенными вибродемпфирующими свойствами. На крышке 3 кожуха закреплено средство для герметизации нитепроводящего канала, выполненное в виде герметизирующего подпружиненного клина 11 из эластичного материала. Кожух изнутри облицован многослойным звукоизоляционным материалом, состоящим из вибродемпфирующего слоя 12, например герлена или вибродемпфирующей мастики ВД-17-58, и звукопоглощающего слоя 13. Соотношение толщин стенок кожуха и вибродемпфирующего и звукопоглощающего слоев равно 10:3:5, причем толщина слоя в 5 мм является оптимальной. Пластин 10 может быть несколько.

К кожуху 1 прикреплены нижние рассекатели 14, образующие с пластиной 10 лабиринтный канал 15 с небольшим аэродинамическим сопротивлением. Перед щелевыми глазками 5 установлены экранирующие звук пластины 16, закрепленные на откидной крышке 3. По обе стороны от нитепроводного канала 9 на пластине 10 и крышке 3 закреплены штучные звукопоглотители 17, например, из поролона с помощью цилиндрических стержней 18, перпендикулярных к стенкам кожуха 1. Для герметизации стыка крышки 3 с кожухом служит эластичная прокладка 19. В качестве звукопоглощающего материала корпуса 1 и крышки 3, а также закрепленных на пластине 10 форсунки 6 по обе ее стороны штучных звукопоглотителей 17 используются элементы из минеральной ваты на базальтовой основе типа «Rockwoll», 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», или 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.

Звукопоглощающий материал на внутренних поверхностях корпуса и крышки, а также штучных звукопоглотителей выполнен из мягкого вспененного пористого шумопоглощающего материала, например вспененного пенополиуретана или пенополиэтилена, или из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например пеноалюминия.

Звукопоглощающий материал на внутренних поверхностях корпуса и крышки, а также штучных звукопоглотителей выполнен 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).

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В заправочном режиме крышка 3 находится в откинутом состоянии. Движущуюся нить (не показана) проводят через заправочную прорезь 8 и щелевые глазки 5. Крышку 3 закрывают, при этом герметизирующий подпружиненный клин 11 плотно входит в заправочную прорезь 8, обеспечивая снижение воздушного шума, возникающего из прорези 8. При увеличении числа пластин 10 и рассекателей 14 увеличивается длина лабиринтного канала. Шум уменьшается, поскольку воздух выходит через лабиринтный канал 15, так как его аэродинамическое сопротивление меньше аэродинамического сопротивления щелевых глазков 5. Кроме того, шум, выходящий через щелевые глазки 5, экранируется пластинами 10, а штучные звукопоглотители 17, расположенные в непосредственной близости от источника звука - форсунки, существенно уменьшают излучаемый ею звук. Виброактивность самого кожуха 1 снижается за счет применения многослойного звукоизоляционного элемента, так, например, вибродемпфирующий слой 12 снижает уровень вибрации порядка на 14-15 дБ и уровень звука на 5-6 дБ, а звукопоглощающий слой 13 уменьшает шум на 8-10 дБ.

Возможен вариант, когда звукопоглощающий элемент (фиг. 3) кожуха выполнен в виде жесткой 20 и перфорированной 23 стенок, между которыми расположены два слоя: звукоотражающий слой 21, прилегающий к жесткой стенке 20, и звукопоглощающий слой 22, прилегающий к перфорированной стенке 23. При этом слой звукоотражающего материала выполнен сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, а перфорированная стенка 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 слоя 22 может быть применена минеральная вата на базальтовой основе типа «Rockwoll», или минеральная вата типа «URSA», или базальтовая вата типа П-75, или стекловата с облицовкой стекловойлоком, или вспененный полимер, например полиэтилен или полипропилен. Поверхность волокнистых звукопоглотителей обрабатывается специальными пористыми красками, пропускающими воздух (например, «Аcutex Т»), или покрывается воздухопроницаемыми тканями или неткаными материалами, например «Лутрасилом».

В качестве звукопоглощающего материала может быть использован пористый шумопоглощающий материал, например пеноалюминий, или металлокерамика, или камень-ракушечник со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30÷45%, или металлопоролон, или материал в виде спрессованной 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, а также могут быть использованы пористые минеральные штучные материалы, например пемза, вермикулит, каолин, шлаки с цементом или другим вяжущим, или синтетические волокна, при этом поверхность волокнистых звукопоглотителей обрабатывается специальными пористыми красками, пропускающими воздух, например, типа «Аcutex Т» или покрывается воздухопроницаемыми тканями или неткаными материалами, например «Лутрасилом».

Перфорированная стенка 23 может быть выполнена из конструкционных материалов с нанесенным на их поверхности с одной или двух сторон слоем 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).

Перфорированная стенка 23 может быть выполнена из твердых декоративных вибродемпфирующих материалов, например пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем внутренняя поверхность перфорированной поверхности, обращенная в сторону звукопоглощающей конструкция, облицована акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100, или полимером типа «Повиден», или неткаными материалами, например «Лутрасилом».

Перфорированная стенка 23 может быть выполнена из нержавеющей стали или оцинкованного листа толщиной 0,7 мм с полимерным защитно-декоративным покрытием типа «Пурал» толщиной 50 мкм или «Полиэстер» толщиной 25 мкм, или алюминиевого листа толщиной 1,0 мм и толщиной покрытия 25 мкм. Коэффициент перфорации перфорированных листов принимается равным или более 0,25.

В качестве материала звукоотражающего слоя 21 может быть 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.

В качестве материала звукоотражающего слоя 21 могут быть применены звукоизоляционные плиты на базе стеклянного штапельного волокна типа «Шумостоп» с плотностью материала, равной 60÷80 кг/м³.

Звукопоглощающий элемент работает следующим образом.

Звуковая энергия от оборудования, находящегося в помещении, или другого излучающего интенсивный шум объекта, пройдя через перфорированную стенку 23, попадает на слой 22 из мягкого звукопоглощающего материала, где происходит ее поглощение, а затем на слой 21 из звукоотражающего материала сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, снова направляя их на звукопоглощающий материал для вторичного поглощения и рассеяния звуковой энергии. В волокнистых поглотителях рассеяние энергии колебания воздуха и превращение ее в тепло происходит на нескольких физических уровнях. Во-первых, вследствие вязкости воздуха, а его очень много в межволоконном пространстве, колебание частиц воздуха внутри поглотителя приводит к трению. 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. Кроме того, происходит трение воздуха о волокна, поверхность которых также велика. В-третьих, волокна трутся друг о друга, и, наконец, происходит рассеяние энергии из-за трения кристаллов самих волокон. Этим объясняется, что на средних и высоких частотах коэффициент звукопоглощения волокнистых материалов находится в пределах 0,4…1,0.

На фиг. 4 изображен вариант звукопоглощающего элемента кожуха.

Звукопоглощающий элемент выполнен в виде жесткой сплошной 24 и перфорированной 25 стенок, между которыми расположен двухслойный комбинированный звукопоглощающий элемент, причем слой 26, прилегающий к жесткой стенке 24, выполнен звукопоглощающим, а слой, прилегающий к перфорированной стенке 25, выполнен из звукоотражающего материала сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны. Перфорированная стенка 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. При этом звукопоглощающий слой 26 помещен в акустически прозрачный материал 38, например стеклоткань типа ЭЗ-100, или полимер типа «Повиден», или нетканый материал, например «Лутрасил».

Каждая из стенок 24 и 25 может быть выполнена из конструкционных материалов с нанесенным на их поверхности с одной или двух сторон слоем 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).

Между звукопоглощающим слоем 26 и слоем 27 из звукоотражающего материала сложного профиля, прилегающим к нему, расположен элемент резонансного типа, выполненный в виде жесткой резонансной пластины 29 с резонансными отверстиями 30, выполняющими функции горловины резонаторов Гельмгольца, при этом функции объемов резонатора Гельмгольца выполняет слой 27 из звукоотражающего материала сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны.

Звукопоглощающий элемент работает следующим образом.

Звуковая энергия от оборудования, находящегося в помещении, или другого излучающего интенсивный шум объекта, пройдя через перфорированную стенку 25, попадает на слой 27. Слой 27 позволяет отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, а часть звуковой энергии проходит через слой 27 из звукоотражающего материала и взаимодействует с резонансной пластиной 29 с резонансными отверстиями 30, выполняющими функции горловины резонаторов Гельмгольца, при этом функции объемов резонатора Гельмгольца выполняет слой 27 из звукоотражающего материала сложного профиля. В волокнистых поглотителях звукопоглощающего слоя 26 рассеяние энергии колебания воздуха и превращение ее в тепло происходит на нескольких физических уровнях. Во-первых, вследствие вязкости воздуха, а его очень много в межволоконном пространстве, колебание частиц воздуха внутри поглотителя приводит к трению. 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. Кроме того, происходит трение воздуха о волокна, поверхность которых также велика. В-третьих, волокна трутся друг о друга, и, наконец, происходит рассеяние энергии из-за трения кристаллов самих волокон. Этим объясняется, что на средних и высоких частотах коэффициент звукопоглощения волокнистых материалов находится в пределах 0,4…1,0.