Результат интеллектуальной деятельности: ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА ДЛЯ ОСЕВОГО ВЕНТИЛЯТОРА

Изобретение относится к текстильному машиностроению, а именно к глушителям шума системы обработки текстильных отходов.

Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является глушитель шума по патенту РФ №2304724, F01N 1/04 (прототип), содержащий корпус, соосные впускной и выпускной патрубки и установленную соосно корпусу резонансную вставку.

Недостатком известного устройства является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения.

Технический результат - повышение эффективности шумоглушения.

Это достигается тем, что в глушителе шума для осевого вентилятора, содержащим корпус, соосные впускной и выпускной патрубки и установленную соосно корпусу резонансную вставку, корпус и резонансная вставка расположены соосно и имеют в сечении эквидистантный круглый или многогранный профиль, причем резонансная вставка по краям снабжена диффузором и конфузором с жестко прикрепленными к ним перфорированными дисками, а посередине резонансной вставки установлено ребро жесткости в виде сплошной перегородки, разделяющей резонансную вставку на две камеры, звукопоглощающий элемент, которым снаружи облицована резонансная вставка, 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 изображен глушитель шума, продольный разрез, на фиг. 2 - вариант выполнения звукопоглощающего элемента 8 (осевое сечение), охватывающего резонансную вставку 2.

Глушитель шума для осевого вентилятора содержит корпус 1, соосные впускной и выпускной патрубки (не показаны) и установленную соосно корпусу 1 резонансную вставку 2. Корпус 1 и резонансная вставка 2 расположены соосно и имеют в сечении эквидистантный круглый или многогранный профиль, например прямоугольный. Резонансная вставка 2 по краям снабжена диффузором 6 и конфузором 7 с жестко прикрепленными к ним перфорированными дисками, а посередине резонансной вставки 2 установлено ребро жесткости 5 в виде сплошной перегородки, разделяющей резонансную вставку 2 на две камеры 4, причем резонансная вставка 2 закреплена в корпусе 1 при помощи крепежных элементов 3, выполненных в виде по крайней мере одной перегородки 3 с отверстиями. Корпус 1 изнутри, а резонансная вставка 2 снаружи облицованы звукопоглощающими элементами 10 и 8, соответственно имеющим толщины h₁ и h₂. Корпус 1 и резонансная вставка 2 выполнены из конструкционных материалов, с нанесенным на его поверхности с одной или двух сторон слоем мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, или материала типа «Герлен-Д», при этом соотношение между толщиной корпуса и вибродемпфирующего покрытия лежит в оптимальном интервале величин 1:(2,5…3,5).

Звукопоглощающий элемент 8 (фиг. 2), которым снаружи облицована резонансная вставка 2, выполнен в виде жесткой стенки 11 и перфорированной стенки 12, между которыми расположен двухслойный комбинированный звукопоглощающий элемент, причем слой 13, прилегающий к жесткой стенке 1, 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 8 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 13 из звукопоглощающего материала, где происходит окончательное рассеивание звуковой энергии. Коэффициент звукопоглощения волокнистых материалов находится в пределах 0,4…1,0. Выполнение перфорации на звукоотражающем 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.

Глушитель шума для осевого вентилятора работает следующим образом.

Резонансная вставка 2 глушителя, представляющая собой реактивную резонансную камеру, настраивается по типу резонатора «Гельмгольца», т.е. на среднюю частоту лопастного шума осевого вентилятора системы, кратную частоте реактивной камеры, что обеспечивает расширение частотного спектра глушения шума. Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах звукопоглощающего материала 8, представляющих собою также каноническую элементарную 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.