Результат интеллектуальной деятельности: КОМБИНИРОВАННЫЙ ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА

Изобретение относится к технике глушения шума.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности является многокамерный глушитель шума по патенту РФ №2280173 (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.

Технически достижимый результат - повышение эффективности шумоглушения за счет настройки камерной части глушителя путем подбора свойств звукопоглощающего элемента и настройки резонансной части глушителя.

Это достигается тем, что в комбинированном глушителе шума, содержащем цилиндрический корпус, жестко соединенный с торцевым впускным и выпускным патрубками, с центральной перегородкой, корпус изнутри облицован звукопоглощающим материалом, а центральная перегородка выполнена в виде перфорированной трубы, жестко связанной с одной стороны с впускным патрубком, а с другой - с кольцом Г-образного профиля, образующего с внутренней поверхностью корпуса кольцевой зазор с круговой щелью, причем зазор заполнен звукопоглощающим материалом, звукопоглощающий элемент, которым облицован изнутри корпус, выполнен в виде жесткой и перфорированной стенок, между которыми расположен многослойный звукопоглощающий элемент, который выполнен в виде двух слоев: один из которых, прилегающий к жесткой стенке, является звукопоглощающим, а другой, прилегающий к перфорированной стенке, выполнен с перфорацией из звукоотражающего материала сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, при этом в качестве звукоотражающего материала 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, или звукоизоляционные плиты на базе стеклянного штапельного волокна типа «Шумостоп» с плотностью материала, равной 60÷80 кг/м³, или материал на основе магнезиального вяжущего с армирующей стеклотканью или стеклохолстом.

На фиг. 1 представлен фронтальный разрез предлагаемого глушителя шума, на фиг. 2 - вариант схемы звукопоглощающего элемента 5, которым облицован изнутри корпус 1.

Комбинированный глушитель шума содержит цилиндрический корпус 1, жестко соединенный с торцевым впускным 2 и выпускным 4 патрубками. Центральная труба 2 выполнена с отверстиями 3 диаметром d₀, расположенными в плоскостях, перпендикулярных оси трубы и отстоящих друг от друга между собой на расстоянии «а». Изнутри корпус облицован звукопоглощающим элементом 5, который с внешней поверхностью трубы образует резонансную полость 6 объемом V_R. С другой стороны к трубе прикреплено кольцо Г-образного профиля 7 с зазором s между корпусом и кольцом, образующего камеру 10 объемом V_k. Полость, образованная зазором s, заполнена звукопоглощающим материалом 8.

Входом в кольцевой зазор s является круговая щель 9 размером z, причем она выполняет роль горловины резонатора.

Звукопоглощающий элемент 5 (фиг. 2), которым облицован изнутри корпус 1, выполнен в виде жесткой стенки 11 и перфорированной стенки 12, между которыми расположен двухслойный комбинированный звукопоглощающий элемент, причем слой 13, прилегающий к жесткой стенке 11, выполнен звукопоглощающим, а прилегающий к перфорированной стенке 12 слой 14 выполнен с перфорацией 15 из звукоотражающего материала сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны.

В качестве звукопоглощающего материала слоя 13 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. При этом поверхность волокнистых звукопоглотителей обрабатывается пористыми красками, пропускающими воздух, например, типа Acutex Т, или покрывается воздухопроницаемыми тканями или неткаными материалами, например Лутрасилом.

В качестве материала звукоотражающего слоя 14 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, или применены звукоизоляционные плиты на базе стеклянного штапельного волокна типа «Шумостоп» с плотностью материала, равной 60÷80 кг/м³, или материал на основе магнезиального вяжущего с армирующей стеклотканью или стеклохолстом.

Звукопоглощающий элемент 5 работает следующим образом.

Звуковая энергия от оборудования, находящегося в помещении, или другого, излучающего интенсивный шум объекта, пройдя через перфорированную стенку 12 попадает на слой 14 из звукоотражающего материала сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, а часть звуковой энергии проходит через слой 14 из звукоотражающего материала и взаимодействует со слоем 3 из звукопоглощающего материала, где происходит окончательное рассеивание звуковой энергии. Коэффициент звукопоглощения волокнистых материалов находится в пределах 0,4…1,0. Выполнение перфорации на звукоотражающим слое способствует более эффективному шумоглушению на средних частотах, так как часть звуковых волн будет проходить через перфорацию 15 и рассеиваться на слое 13 из звукопоглощающего материала.

Комбинированный глушитель шума работает следующим образом.

Звуковые волны вместе с турбулентным потоком сжатого воздуха поступают в полость корпуса 1 и встречают на своем пути центральную резонансную трубу 2 с отверстиями 3, что обеспечивает эффект гашения звуковой волны по принципу резонатора Гельмгольца. Камерная полость 7, образованная кольцом Г-образного профиля, выполняет функцию акустического фильтра низкой частоты. Повышение эффективности шумоглушения происходит за счет наличия звукопоглощающего слоя 5 на внутренней поверхности корпуса и за счет дополнительного резонансного встроенного глушителя, образованного полостью 8 с кольцевым зазором s и круговой щелью 9.