Результат интеллектуальной деятельности: ЭЛЕМЕНТ ГЛУШИТЕЛЯ ШУМА

Изобретение относится к технике глушения шума компрессорных станций и испытательных боксов для газотурбинных двигателей.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является элемент глушителя шума по патенту РФ №2392501 [прототип], F01N 1/00, который выполнен цилиндрической формы, а его каркас выполнен из крышек, соединенных центральным стержнем с перфорированной цилиндрической втулкой, которая состоит из двух перфорированных обечаек, пространство между которыми заполнено звукопоглощающим элементом.

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения на высоких частотах, так как звукопоглощающий элемент, расположенный внутри обечаек перфорированной цилиндрической втулки, выполнен однослойным и не имеет звукоотражающих слоев, выполняющих функции звукоизоляции на высоких частотах.

Технический результат - повышение эффективности шумоглушения.

Это достигается тем, что в элементе глушителя шума, содержащем цилиндрический каркас в виде перфорированной втулки и крышек, заполненный звукопоглотителем, а снаружи втулки расположен слой акустически прозрачной оболочки из капроновой сетки или стеклоткани, а каркас содержит крышки с кольцевыми буртиками для крепления цилиндрической втулки, при этом крышки соединены центральным стержнем с крючками на обоих концах, а цилиндрическая втулка состоит из двух перфорированных обечаек - внешней и внутренней, пространство между которыми заполнено звукопоглощающим элементом, звукопоглощающий элемент выполнен в виде симметрично расположенных перфорированных стенок, между которыми расположен многослойный звукопоглотитель, выполненный в виде трех слоев: центрального слоя из звукоотражающего материала сложного профиля с перфорацией, выполненным состоящим из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, причем перфорация акустически соединяет его с симметрично прилегающими к нему звукопоглощающими слоями из звукопоглощающих материалов разной плотности, при этом перфорация выполнена в виде горловин резонаторов Гельмгольца, объемом которых является пространство, заключенное между поверхностями звукопоглощающих слоев и центральным слоем сложного профиля.

На фиг. 1 представлен общий вид элемента глушителя шума, на фиг. 2 - схема звукопоглощающего элемента, расположенного внутри обечаек перфорированной цилиндрической втулки.

Элемент глушителя шума (фиг. 1) состоит из каркаса, который содержит крышки 1 и 2 с кольцевыми буртиками 3 для крепления цилиндрической втулки, при этом крышки соединены центральным стержнем 4 с крючками на обоих концах, а цилиндрическая втулка состоит из двух перфорированных обечаек - внешней 7 и внутренней 8, пространство между которыми заполнено звукопоглотителем 9. Снаружи перфорированной цилиндрической втулки расположен слой акустически прозрачной оболочки 11, выполненной, например, из капроновой сетки или стеклоткани. Звукопоглощающий элемент 10 расположен во внутренней полости глушителя, при этом крышки 1 и 2 имеют на внешних поверхностях обтекатели 5 и 6 конической формы для снижения гидравлического сопротивления при установке одиночного звукопоглотителя в системах глушения шума компрессорных станций, а цилиндрическая втулка фиксируется крышками 1 и 2 посредством гаек 12 на стержне 4.

Боковые замкнутые поверхности обечаек 7 и 8 могут иметь в сечении не только круг в случае цилиндрической формы, а также форму треугольника, многогранника, эллипса или любую комбинацию из этих фигур.

Обечайки 7 и 8 выполнены из перфорированного листа 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.

В качестве звукопоглощающего материала звукопоглощающего элемента 10, расположенного во внутренней полости элемента глушителя шума, 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.

Звукопоглощающий элемент выполнен в виде симметрично расположенных перфорированных стенок 13 и 17, между которыми расположен многослойный звукопоглотитель, выполненный в виде трех слоев: центрального слоя 15 из звукоотражающего материала сложного профиля с перфорацией (на чертеже не показана), выполненным состоящим из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, причем перфорация акустически соединяет его с симметрично прилегающими к нему звукопоглощающими слоями 14 и 16 из звукопоглощающих материалов разной плотности. При этом перфорация выполнена в виде горловин резонаторов Гельмгольца, объемом которых является пространство, заключенное между поверхностями звукопоглощающих слоев 14 и 16 и центральным слоем 15 сложного профиля.

В качестве материала звукоотражающего слоя 15 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.

В качестве звукопоглощающего материала слоев 14 и 16 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. Причем звукопоглощающий материал по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «повиден», или поверхность волокнистых звукопоглотителей обрабатывается пористыми красками, пропускающими воздух, например, Acutex Т, или покрывается воздухопроницаемыми тканями или неткаными материалами, например Лутрасилом.

Звукопоглощающий элемент работает следующим образом.

Звуковая энергия от оборудования, находящегося в помещении, или другого, излучающего интенсивный шум, объекта, пройдя через перфорированные стенки 13 и 17 попадает на слои 14 и 16 звукопоглощающего материала разной плотности, а затем на центральный слой 15 звукоотражающего материала сложного профиля с перфорацией (на чертеже не показана), который выполняет функции резонаторов Гельмгольца.