Результат интеллектуальной деятельности: АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ ГЛУШИТЕЛЬ ВЫПУСКА ТИПА "КЛШ"

Изобретение относится к средствам глушения аэродинамического шума пневматического оборудования и систем выпуска сжатого газа или воздуха.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности является глушитель шума выхлопа, содержащий впускной патрубок и примыкающий к нему корпус из пористого материала (патент РФ №2300640, F01N 1/24 - прототип).

Недостатком известного технического решения является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения на низких частотах.

Технический результат - повышение эффективности шумоглушения.

Это достигается тем, что в глушителе шума, содержащем впускной патрубок и жестко связанный с ним корпус, содержащий шумопоглощающие элементы, корпус содержит патрубок, выполненный в виде одной из боковых крышек корпуса, имеющей коническую и цилиндрическую части, причем перпендикулярно к оси цилиндрической части установлена вставка, содержащая два перфорированных диска, между которыми размещен шумопоглощающий элемент, поджимаемый посредством резьбовых поверхностей другой крышкой корпуса, в которой выполнены выходные отверстия, причем отношение длины Н корпуса к его диаметру D находится в диапазоне оптимальных величин: H/D=1,0…1,5, шумопоглощающий элемент 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, или шумопоглощающий элемент выполнен из мягкого вспененного пористого шумопоглощающего материала, причем два перфорированных диска, между которыми размещен шумопоглощающий элемент, выполнены 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, звукопоглощающий элемент выполнен в виде корпуса с внешней и внутренней перфорированными стенками, между которыми размещены слои звукопоглощающего материала, при этом первый слой, более жесткий, выполнен сплошным и профилированным и закреплен на внешней поверхности, второй слой, более мягкий, чем первый, выполнен прерывистым и расположен в фокусе звукоотражающих поверхностей первого слоя, при этом первый слой, более жесткий, выполнен сплошным и профилированным, а второй слой, более мягкий, чем первый, выполнен прерывистым и расположен в фокусе звукоотражающих поверхностей первого слоя, а третий слой звукопоглощающего элемента выполнен из вспененного звукопоглощающего материала, например строительной герметизирующей пены, и расположен между первым, более жестким слоем, и перфорированной поверхностью звукопоглощающего элемента, прерывистый звукопоглощающий слой, расположенный в фокусе сплошного профилированного слоя, выполнен в форме тел вращения, например в виде шаров, эллипсоидов вращения и крепится с помощью стержней, параллельных перфорированным поверхностям, которые жестко связаны между собой посредством вертикальных, перпендикулярных к ним, крепежных элементов, например в виде пластин, один конец которых жестко закреплен на гладкой поверхности, а второй выполнен в виде хомута, охватывающего стержень, и стягивающего его винтом, при этом сплошной профилированный слой выполнен из более жесткого звукопоглощающего материала, у которого коэффициент отражения звука больше, чем коэффициент звукопоглощения, причем профили образованы сферическими поверхностями, соединенными между собой таким образом, что в целом каждый из профилей образует цельный куполообразный профиль, фокусирующий отраженный звук на один и тот же мягкий прерывистый звукопоглощающий слой.

На фиг. 1 представлен фронтальный разрез предлагаемого глушителя шума, на фиг. 2 - вариант шумопоглощающего элемента 7.

Аэродинамический глушитель выпуска содержит впускной патрубок 2 с отверстием 3 и жестко связанный с ним корпус. Корпус содержит патрубок, выполненный в виде одной из боковых крышек 2, имеющей коническую и цилиндрическую части, причем перпендикулярно к оси цилиндрической части установлена вставка, содержащая два перфорированных диска 6 и 8, между которыми размещен шумопоглощающий элемент 7, поджимаемый посредством резьбовых поверхностей другой крышкой корпуса 1, в которой выполнены выходные отверстия 4, причем отношение длины Н корпуса к его диаметру D находится в диапазоне оптимальных величин: H/D=1,0…1,5. Диаметр 5 перфорации дисков 6 и 8 выбирается в диапазоне 1…5 мм. Звукопоглощающий элемент выполнен в виде корпуса с внешней и внутренней перфорированными стенками, между которыми размещены слои звукопоглощающего материала. Шумопоглощающий элемент 7 может быть 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, или из мягкого вспененного пористого шумопоглощающего материала, например вспененного пенополиуретана или пенополиэтилена, или из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например, пеноалюминия. Шумопоглощающий элемент 7 может быть 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». Два перфорированных диска 6 и 8, между которыми размещен шумопоглощающий элемент, могут быть выполнены 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.

Возможен вариант шумопоглощающего элемента 7 (фиг. 2) в виде внешней 9 и внутренней 10 перфорированных поверхностей, между которыми размещен звукопоглотитель, состоящий из трех слоев звукопоглощающего материала, при этом первый слой 11, более жесткий, выполнен сплошным и профилированным и закреплен на внешней поверхности 9, второй слой 12, более мягкий, чем первый, выполнен прерывистым и расположен в фокусе звукоотражающих поверхностей первого слоя 11.

Прерывистый звукопоглощающий слой 12, расположенный в фокусе сплошного профилированного слоя 11, выполнен в форме тел вращения, например в виде шаров, эллипсоидов вращения, и крепится с помощью стержней 14 (на чертеже показано сечение с одним стержнем 14), параллельных перфорированным поверхностям 9 и 10, которые жестко связанны между собой посредством вертикальных, перпендикулярных к ним, крепежных элементов, например в виде пластин 15, один конец которых жестко закреплен на внешней поверхности 9, а второй выполнен в виде хомута, охватывающего стержень 14, и стягивающего его винтом (не показано).

Сплошной профилированный слой 11 звукопоглощающего элемента выполнен из более жесткого звукопоглощающего материала, у которого коэффициент отражения звука больше, чем коэффициент звукопоглощения, причем профили 13 образованы сферическими поверхностями, соединенными между собой таким образом, что в целом каждый из профилей 13 образует цельный куполообразный профиль, фокусирующий отраженный звук на один и тот же мягкий прерывистый звукопоглощающий слой 12.

Третий слой 16 звукопоглощающего элемента выполнен из вспененного звукопоглощающего материала, например строительной герметизирующей пены, который повышает звукоизолирующие свойства конструкции в целом, за счет заполнения пустот, образованных слоями 9 и 10, а также увеличивает надежность конструкции в целом при установке ее на оборудовании, работающем в условиях с повышенными ударными и вибрационными нагрузками. Третий слой 16 расположен между первым, более жестким слоем 11, и перфорированной поверхностью 10 звукопоглощающего элемента.

Звуковая энергия, пройдя через слой внешней перфорированной поверхности 9 и третий слой 12 звукопоглощающего элемента, выполненного из вспененного звукопоглощающего материала, падает на прерывистый звукопоглощающий слой, расположенный в фокусе сплошного профилированного слоя 11, где происходит первичное рассеивание звуковой энергии. Затем звуковая энергия попадает на сплошной профилированный слой 11 из звукопоглощающего материала, образованного сферическими поверхностями, образующими цельный куполообразный профиль, и фокусирующий отраженный звук на мягкий звукопоглотитель.

Глушитель шума работает следующим образом.

Звуковые волны вместе с турбулентным потоком сжатого воздуха от пневматического оборудования поступают через впускной патрубок 2, через его отверстие 3 в корпус. При этом явление лучевого эффекта полностью исключается за счет наличия перфорированных дисков 6 и 8, между которыми размещен шумопоглощающий элемент 7. Эффективность шумоглушения возрастает за счет подбора геометрических параметров корпуса и пористости структуры предлагаемых шумопоглощающих материалов.