Результат интеллектуальной деятельности: ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА ПРОМЫШЛЕННОГО ПЫЛЕСОСА

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 глушителе шума, содержащем корпус, состоящий из цилиндрической обечайки, жестко соединенной с торцевыми круглыми пластинами с впускным и выпускным патрубками, при этом в корпусе, перпендикулярно направлению движения аэродинамического потока, размещены, по крайней мере, три реактивные камеры, образованные круглыми дисками с отверстиями, причем отверстия в дисках поочередно смещены относительно оси корпуса таким образом, что отверстия в двух смежных дисках не совпадают, при этом три, последовательно соединенные, реактивные камеры, соединены с впускным патрубком корпуса, в корпусе размещены комбинированная и звукопоглощающая камеры, причем комбинированная камера образована дисками, соединенными между собой посредством центральной втулки, соосной цилиндрической обечайке, и с внутренней поверхностью, облицованной звукопоглощающим материалом, при этом один из дисков, обращенный в сторону впускного патрубка, выполнен перфорированным и облицован звукопоглощающим круглым элементом, которые установлены также и на дисках с отверстиями, образующими реактивные камеры, а звукопоглощающая камера образована цилиндрической обечайкой, торцевой круглой пластиной с выпускным патрубком и диском с центральным отверстием, соосным с центральной втулкой комбинированной камеры, причем внутренние поверхности звукопоглощающей камеры облицованы звукопоглощающим кольцевым элементом, установленным коаксиально цилиндрическому корпусу, а круглая пластина с выпускным патрубком и диск с центральным отверстием, облицованы звукопоглощающим круглым элементом, корпус 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».

На фиг. 1 представлен фронтальный разрез предлагаемого глушителя шума, на фиг. 2 - звукопоглощающие кольцевые элементы, установленные коаксиально цилиндрическому корпусу 1, в камерах 4 (осевое сечение), на фиг. 3 - звукопоглощающие круглые элементы (осевое сечение), установленные на дисках 2 с отверстиями 3, образующими камеры 4.

Глушитель шума промышленного пылесоса (фиг. 1) содержит корпус, состоящий из цилиндрической обечайки 1, жестко соединенной с торцевыми круглыми пластинами 2 и 3, соответственно с впускным 4 и выпускным 5 патрубками. В корпусе, перпендикулярно направлению движения аэродинамического потока, размещены, по крайней мере, три реактивные камеры 6, 7, 8, образованные круглыми дисками с отверстиями, причем отверстия в дисках поочередно смещены относительно оси корпуса таким образом, что отверстия в двух смежных дисках не совпадают. При этом три, последовательно соединенные, реактивные камеры 6, 7, 8, соединены с впускным 4 патрубком корпуса, а также с комбинированной камерой 9, и звукопоглощающей камерой 11, примыкающей к выпускному 5 патрубку и торцевой круглой пластине 3.

Комбинированная камера 9 образована дисками 13 и 15, соединенными между собой посредством центральной втулки 10, внутренняя поверхность которой облицована звукопоглощающим материалом 12, и соосна цилиндрической обечайке 1, при этом один из дисков 13, обращенный в сторону впускного 4 патрубка, выполнен перфорированным и облицован звукопоглощающим круглым элементом (осевое сечение на фиг. 3), которые установлены также и на дисках с отверстиями, образующими реактивные камеры 6, 7, 8.

Звукопоглощающая камера 11 образована цилиндрической обечайкой 1, торцевой круглой пластиной 3 с выпускным 5 патрубком и диском 17 с центральным отверстием 16, соосным с центральной втулкой 10 комбинированной камеры 9. Внутренние поверхности звукопоглощающей камеры 11 облицованы звукопоглощающим кольцевым элементом (осевое сечение на фиг.2), установленным коаксиально цилиндрическому корпусу, а круглая пластина 3 с выпускным 5 патрубком и диск 17 с центральным отверстием 16, облицованы звукопоглощающим круглым элементом (осевое сечение на фиг. 3).

Отношение длины корпуса L₁ к его диаметру D лежит в оптимальном интервале величин: L₁/D=3,5…4,0; а отношение диаметра корпуса D к диаметру D₁ выпускного патрубка лежит в оптимальном интервале величин: D/D₁=4,5…5,5; а отношение диаметра корпуса D к диаметру d отверстия дисков лежит в оптимальном интервале величин: D/d=5,0…6,0, а отношение диаметра корпуса D к длине камеры L_К лежит в оптимальном интервале величин: D/L_К=2,0…4,5.

Корпус 1 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 толщиной облицовки и вибродемпфирующего покрытия лежит в оптимальном интервале величин - 1:(2,5…3,5).

Коаксиально цилиндрическому корпусу, в реактивных камерах 6, 7, 8, установлены звукопоглощающие кольцевые элементы, осевое сечение которых представлено на фиг. 2.

Каждый из звукопоглощающих кольцевых элементов (фиг. 2) 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 10 может быть 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. Поверхность волокнистых звукопоглотителей обрабатывается специальными пористыми красками, пропускающими воздух (например, «Acutex Т») или покрывается воздухопроницаемыми тканями или неткаными материалами, например «Лутрасилом».

На дисках, со стороны впускного 6 патрубка, размещены звукопоглощающие круглые элементы (фиг. 3), перекрывающие отверстия, соединяющие реактивные камеры.

Каждый из звукопоглощающих круглых элементов 14 (фиг. 3) выполнен в виде звукопоглощающего элемента в виде внешней 24 и внутренней 25 перфорированных поверхностей, между которыми размещен звукопоглотитель, состоящий из трех слоев звукопоглощающего материала, при этом первый слой 26, более жесткий, выполнен сплошным и профилированным и закреплен на внешней поверхности 24, второй слой 27, более мягкий, чем первый, выполнен прерывистым и расположен в фокусе звукоотражающих поверхностей первого слоя 26.

Прерывистый звукопоглощающий слой 27, расположенный в фокусе сплошного профилированного слоя 26, выполнен в форме тел вращения, например в виде шаров, эллипсоидов вращения и крепится с помощью стержней 29 (на чертеже показано сечение с одним стержнем 29), параллельных перфорированным поверхностям 24 и 25, которые жестко связаны между собой посредством вертикальных, перпендикулярных к ним, крепежных элементов, например в виде пластин 30, один конец которых жестко закреплен на внешней поверхности 24, а второй выполнен в виде хомута, охватывающего стержень 29 и стягивающего его винтом (на чертеже не показано).

Сплошной профилированный слой 25 звукопоглощающего элемента выполнен из более жесткого звукопоглощающего материала, у которого коэффициент отражения звука больше, чем коэффициент звукопоглощения, причем профили 28 образованы сферическими поверхностями, соединенными между собой таким образом, что в целом каждый из профилей 28 образует цельный куполообразный профиль, фокусирующий отраженный звук на один и тот же мягкий прерывистый звукопоглощающий слой 29.

Третий слой 31 звукопоглощающего элемента выполнен из вспененного звукопоглощающего материала, например строительной герметизирующей пены, который повышает звукоизолирующие свойства конструкции в целом, за счет заполнения пустот, образованных слоями 24 и 25, а также увеличивает надежность конструкции в целом при установке ее на оборудовании, работающем в условиях с повышенными ударными и вибрационными нагрузками. Третий слой 31 расположен между первым, более жестким слоем, и перфорированной поверхностью 25 звукопоглощающего элемента.

В качестве звукопоглощающего материала первого, более жесткого, слоя 26 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.

В качестве звукопоглощающего материала второго, более мягкого, слоя может быть 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.

Материал перфорированных поверхностей 24 и 25 может быть выполнен из твердых, декоративных вибродемпфирующих материалов, например пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем внутренняя поверхность перфорированной поверхности 29, обращенная в сторону звукопоглощающей конструкция, облицована акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден».

Каждый из звукопоглощающих круглых элементов 25 (фиг. 3) работает следующим образом.

Звуковая энергия, пройдя через слой внешней перфорированной поверхности 12 и третий слой 16 звукопоглощающего элемента, выполненного из вспененного звукопоглощающего материала, падает на прерывистый звукопоглощающий слой, расположенный в фокусе сплошного профилированного слоя 15, где происходит первичное рассеивание звуковой энергии. Затем звуковая энергия попадает на сплошной профилированный слой 15 из звукопоглощающего материала.

Глушитель шума работает следующим образом.

Звуковые волны вместе с турбулентным потоком сжатого воздуха поступают в полость корпуса и встречают на своем пути диски с отверстиями, образующими реактивные камеры 6, 7, 8, при этом явление «лучевого эффекта» полностью исключается за счет того, что отверстия дисков поочередно смещены относительно оси корпуса таким образом, что отверстия в двух смежных дисках не совпадают. Камерные полости, образованные дисками, выполняют функцию акустического фильтра низкой частоты.