Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПНЕВМОПЕРЕПЛЕТЕНИЯ КОМПЛЕКСНЫХ НИТЕЙ

Изобретение относится к производству химических волокон и нитей, в частности к оборудованию для формования, текстурирования и текстильной обработке для переплетения филаментов в комплексной нити.

Известно устройство для пневмопереплетения комплексных нитей по патенту РФ №2301852, D02G 1/16, содержащее корпус с откидной крышкой, облицованные вибродемпфирующим и звукопоглощающим материалами, средство герметизации нитепроводящего канала, щелевые глазки для входа и выхода нити, расположенные на торцовых стенках корпуса, установленную в корпусе на пластине форсунку с заправочной прорезью, нитепроводящий канал и сопла для подачи сжатого воздуха, причем на крышке и пластине форсунки закреплены штучные звукопоглотители (прототип).

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения и сравнительно невысокая стойкость звукопоглотителя.

Технический результат - повышение эффективности шумоглушения и стойкости звукопоглотителя.

Это достигается тем, что в устройстве для пневмопереплетения комплексных нитей, содержащим корпус с откидной крышкой, облицованные вибродемпфирующим и звукопоглощающим материалами, средство герметизации нитепроводящего канала, щелевые глазки для входа и выхода нити, расположенные на торцовых стенках корпуса, установленную в корпусе на пластине форсунку с заправочной прорезью, нитепроводящий канал и сопла для подачи сжатого воздуха, причем на крышке и пластине форсунки закреплены штучные звукопоглотители, звукопоглощающий элемент кожуха выполнен в виде жесткой и перфорированной стенок, между которыми расположены два слоя: звукоотражающий слой, прилегающий к жесткой стенке, и звукопоглощающий слой, прилегающий к перфорированной стенке, и состоящий из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, при этом перфорированная стенка имеет следующие параметры перфорации: диаметр отверстий - 3÷7 мм, процент перфорации 10% ÷ 15%, а 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, а в качестве звукопоглощающего материала применена минеральная вата на базальтовой основе, или минеральная вата, или базальтовая вата, или стекловата с облицовкой стекло-войлоком, или вспененным полимером, полиэтиленом или полипропиленом, при этом поверхность волокнистых звукопоглотителей обрабатывается пористыми красками, пропускающими воздух, или покрывается воздухопроницаемыми тканями или неткаными материалами, при этом в качестве звукопоглощающего материала звукопоглощающего элемента кожуха использован пористый шумопоглощающий материала, например пеноалюминий или металлокерамика или камень-ракушечник со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30÷45%, или металл опорол он, или материал в виде спрессованной крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана, или пластиката, причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин: 0,3-2,5 мм, а также могут быть использованы пористые минеральные штучные материалы, например пемза, вермикулит, каолин, шлаки с цементом или другим вяжущим, или синтетические волокна, при этом в качестве звукоотражающего материала звукопоглощающего элемента кожуха 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.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, фронтальный разрез; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1, на фиг. 3, 4 - звукопоглощающий элемент кожуха.

Устройство для пневмопереплетения комплексных нитей содержит кожух 1 с откидывающейся на шарнире 2 крышкой 3, которые связаны между собой пружинным замком 4. Щелевые глазки 5 служат для входа и выхода нити. Корпус форсунки 6 для пневмообработки с соплами 7 для подачи сжатого воздуха, с заправочной прорезью 8 и нитепроводящим каналом 9 укреплен на соединенной с кожухом пластине 10 с повышенными вибродемпфирующими свойствами. На крышке 3 кожуха закреплено средство для герметизации нитепроводящего канала, выполненное в виде герметизирующего подпружиненного клина 11 из эластичного материала. Кожух изнутри облицован многослойным звукоизоляционным материалом, состоящим из вибродемпфирующего слоя 12, например герлена или вибродемпфирующей мастики ВД-17-58, и звукопоглощающего слоя 13. Соотношение толщин стенок кожуха и вибродемпфирующего и звукопоглощающего слоев равно 10:3:5, причем толщина слоя в 5 мм появляется оптимальной. Таких пластин 10 может быть несколько, например в нижней части кожуха установлена пластина 20.

К кожуху 1 прикреплены нижние рассекатели 14, образующие с пластиной 10 лабиринтный канал 15 с небольшим аэродинамическим сопротивлением. Перед щелевыми глазками 5 установлены экранирующие звук пластины 16, закрепленные на откидной крышке 3. По обе стороны от нитепроводного канала 9 на пластине 10 и крышке 3 закреплены штучные звукопоглотители 17 например из поролона, с помощью цилиндрических стержней 18, перпендикулярных к стенкам кожуха 1. Для герметизации стыка крышки 3 с кожухом служит эластичная прокладка 19. В качестве звукопоглощающего материала корпуса 1 и крышки 3, а также закрепленных на пластине 10 форсунки 6 по обе ее стороны штучных звукопоглотителей 17 используются элементы из минеральной ваты на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральной ваты типа «URSA», или базальтовой ваты типа П-75, или стекловаты с облицовкой стекло-войлоком, 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» или 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.

Звукопоглощающий материал на внутренних поверхностях корпуса и крышки, а также штучных звукопоглотителей выполнен из мягкого вспененного пористого шумопоглощающего материала, например вспененного пенополиуретана или пенополиэтилена или из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например пеноалюминия.

Звукопоглощающий материал на внутренних поверхностях корпуса и крышки, а также штучных звукопоглотителей выполнен в виде крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана, или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», помещенной в оболочку из звукопрозрачного материала, причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин: 0,3…2,5 мм (на чертеже не показано).

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В заправочном режиме крышка 3 находится в откинутом состоянии. Движущуюся нить (не показана) проводят через заправочную прорезь 8 и щелевые глазки 5. Крышку 3 закрывают, при этом герметизирующий подпружиненный клин 11 плотно входит в заправочную прорезь 8, обеспечивая снижение воздушного шума, возникающего из прорези 8. При увеличении числа пластин 10 и рассекателей 14 увеличивается длина лабиринтного канала. Шум уменьшается, поскольку воздух выходит через лабиринтный канал 15, так как его аэродинамическое сопротивление меньше аэродинамического сопротивления щелевых глазков 5. Кроме того, шум, выходящий через щелевые глазки 5, экранируется пластинами 10, а штучные звукопоглотители 17, расположенные в непосредственной близости от источника звука - форсунки, существенно уменьшают излучаемый ею звук. Виброактивность самого кожуха 1 снижается за счет применения многослойного звукоизоляционного элемента, так, например, вибродемпфирующий слой 12 снижает уровень вибрации порядка на 14-15 дБ, и уровень звука на 5-6 дБ, а звукопоглощающий слой 13 уменьшает шум на 8-10 дБ.

Возможен вариант, когда звукопоглощающий элемент (фиг. 3) кожуха выполнен с резонансными вставками и содержит гладкую 21 и перфорированную 22 поверхности, между которыми расположен слой звукопоглощающего материала сложной формы, представляющий собой чередование сплошных участков 23 и пустотелых участков 25, причем пустотелые участки 25 образованы призматическими поверхностями, имеющими в сечении, параллельном плоскости чертежа форму параллелограмма, внутренние поверхности которого имеют зубчатую структуру 26, или волнистую, или поверхность со сферическими поверхностями (на чертеже не показано). Полости 24, образованные гладкой 21 и перфорированной 22 поверхностями, между которыми расположен слой звукопоглощающего материала сложной формы, заполнены звукопоглотителем. При этом вершины зубьев обращены внутрь призматических поверхностей, а ребра призматических поверхностей закреплены соответственно на гладкой 21 и перфорированной 22 стенках. Полости 27 пустотелых участков 25, образованные призматическими поверхностями, заполнены строительно-монтажной пеной. Между гладкой 21 поверхностью и сплошными участками 23 слоя звукопоглощающего материала сложной формы, а также между перфорированной 22 поверхностью и сплошными участками 23, расположены резонансные пластины 28 и 29 с резонансными вставками 30, выполняющими функции горловин резонаторов «Гельмгольца».

В качестве звукопоглощающего материала первого, более жесткого, слоя 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.

В качестве звукопоглощающего материала второго, более мягкого, слоя применена минеральная вата на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральная вата типа «URSA», или базальтовая ваты типа П-75, или стекловата с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена.

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

Звукопоглощающий элемент с резонансными вставками работает следующим образом. Звуковая энергия, пройдя через слой перфорированной поверхности 22 и комбинированный звукопоглощающий слой сложной формы уменьшается, так как осуществляется переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии), т.е. в порах звукопоглотителя, представляющих собою модель резонаторов "Гельмгольца", имеют место потери энергии за счет трения колеблющейся с частотой возбуждения массы воздуха, находящегося в горловине резонатора о стенки самой горловины, имеющей вид разветвленной сети микропор звукопоглотителя. Между гладкой 21 поверхностью и сплошными участками 23 слоя звукопоглощающего материала сложной формы, а также между перфорированной 22 поверхностью и сплошными участками 23, расположены резонансные пластины 28 и 29 с резонансными вставками 30, выполняющими функции горловин резонаторов «Гельмгольца».

Резонансные отверстия 30 (вставки), расположенные в резонансных пластинах 28 и 29 выполняют функции горловин резонаторов "Гельмгольца", частотная полоса гашения звуковой энергии которых определяется диаметром и количеством резонансных отверстий 30.

Возможен вариант, когда звукопоглощающий элемент (фиг. 4) кожуха выполнен в виде резонансной панели и содержит гладкую 31 и перфорированную 32 поверхности, между которыми расположен комбинированный звукопоглощающий слой сложной формы, представляющий собой чередование сплошных участков 33 и пустотелых участков 35, каркас которого выполнен из жесткого звукопоглощающего материала. Причем пустотелые участки 35 образованы призматическими поверхностями, имеющими в сечении, параллельном плоскости чертежа форму параллелограмма, внутренние поверхности которого имеют зубчатую структуру 36, или волнистую, или поверхность со сферическими поверхностями (на чертеже не показано). При этом вершины зубьев обращены внутрь призматических поверхностей, а ребра призматических поверхностей закреплены соответственно на гладкой 31 и перфорированной 32 поверхностях. Полости 34, образованные гладкой 31 и перфорированной 32 поверхностями, между которыми расположен комбинированный звукопоглощающий слой сложной формы, заполнены мягким звукопоглощающим материалом. Полости 37 пустотелых участков 35, образованные призматическими поверхностями, заполнены вспененным полимером, например полиэтиленом или полипропиленом. Полости 37 пустотелых участков 35, образованные призматическими поверхностями, соединены резонансными отверстиями 38, 39 и 40 с полостями 34, образованными гладкой 31 и перфорированной 32 поверхностями, между которыми расположен комбинированный звукопоглощающий слой сложной формы.

Стеновая резонансная панель работает следующим образом.

Звуковая энергия, пройдя через слой перфорированной поверхности 32 и комбинированный звукопоглощающий слой сложной формы уменьшается, так как осуществляется переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии), т.е. в порах звукопоглотителя, представляющих собою модель резонаторов "Гельмгольца", имеют место потери энергии за счет трения колеблющейся с частотой возбуждения массы воздуха, находящегося в горловине резонатора о стенки самой горловины, имеющей вид разветвленной сети микропор звукопоглотителя. Резонансные отверстия 38, 39 и 40 в полостях 37 пустотелых участков 35 выполняют функции горловин резонаторов "Гельмгольца", частотная полоса гашения звуковой энергии которых определяется диаметром и количеством резонансных отверстий 38, 39 и 40.