Податливый элемент для снижения шума пульсирующего газового потока и способ его изготовления

 

Изобретение относится к машиностроению и позволяет обеспечить эффективную объемную сжимаемость выше податливости воздуха и повысить эффективность шумоглушащих свойств Элемент содержит патрубок 1, корпус 2 перфорированную трубу 3, патрубок 4 и герметичные податливые элементы 5, размещенные в камере 6 между стенками корпуса 2 и трубой 3 Элемент 5 содержит герметичную оболочку из воздухонепроницаемого материала из которой частично или полностью удален воздух и в которой размещена предварительно деформированная упругая конструкция Колебания воздушного давления при всасывании воздуха передаются по патрубку 1 и трубе 3 и через ее отверстия поступают в камеру 6 В случае повышения давления воздух в камере 6 и элементы 5 сжимаются Изменение объема компенсируется воздухом втекающим в камеру 6. При уменьшении давления объем элементов 5 и воздуха в камере 6 увеличивается и лишний воздух выталкивается Чем интенсивней обмен воздуха, тем меньшая доля колебаний передается в патрубок 4 и атмосферу т е тем эффективнее процесс шумоглушения 2с и 5 з п ф-лы, 10 ил сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4492340/06 (22) 12.08.88 (46) 30.03.91. Бюл. N. 12 (75) P.Í. Старобинский (53) 621.43.06 (088.8) (56) Шорин В.П. Устранение колебаний в авиационных трубопроводах. M.: Машиностроение, 1980, с. 10, рис. 11.: (54) ПОДАТЛИВЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ШУМА ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ГАЗОВОГО ПОТОКА И СПОСОБ ЕГО ИЗГOTOBJlEHMR (57) Изобретение относится к машиностроению и позволяет обеспечить эффективную объемную сжимаемость выше податливости воздуха и повысить эффективность шумоглушащих свойств. Элемент содержит патрубок 1, корпус 2. перфорированную трубу

3, патрубок 4 и герметичные податливые элементы 5. размещенные в камере 6 между

„„Я „„1638324 А1 (я)5 F 01 N 1/04, F 02 М 35/12 стенками корпуса 2 и трубой 3. Элемент 5 содержит герметичную оболочку иэ воздухонепроницаемого материала, из которой частично или полностью удален воздух и в которой размещена предварительно деформированная упругая конструкция. Колебания воздушного давления при всасывании воздуха передаются по патрубку 1 и трубе 3 и через ее отверстия поступают в камеру 6, В случае повышения давления воздух в камере б и элементы 5 сжимаются. Изменение объема компенсируется воздухом, втекающим в камеру 6. При уменьшении давления объем элементов 5 и воздуха в камере 6 увеличивается и лишний воздух выталкивается. Чем интенсивней обмен воздуха, тем меньшая доля колебаний передается в патрубок 4 и атмосферу, т.е. тем эффективнее процесс шумоглушения. 2 с. и 5 з.п. ф-лы, 10 ил.

1638324

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а именно к системам впуска и выпуска преимущественно двигателя внутреннего сгорания.

Цель изобретения — обеспечение эф фективной объемной сжижаемости выше податливости воздуха и повышение эффективности шумоглушащих свойств.

На фиг,1 представлен вариант устройства для глушения шума впуска с герметичными податливыми элементами; на фиг,2— вариант герметически податливого элемента с деформированной упругой конструкцией из пористого материала с незамкнутыми порами; на фиг.3 - то же., с деформированной упругой конструкцией в . виде мягкой предварительно сжатой пружины; на фиг.4 — герметически податливый элемент в исходном состоянии; на фиг.5 — то же, в сжатом состоянии; на фиг.6 — неперфорированный пористый элемент (материал); на. фиг,7 — деформированный пористый элемент (материал); на фиг.8 — то же, в мешочке из непроницаемого материала; на фиг.9 — пуансон с гибким прижимом; на фиг.10 — вариант герметически податливого . элемента эллипсообраэной формы с деформированной упругой конструкцией из пористого материала с незамкнутыми порами.

Устройство (фиг,1) содержит патрубок 1, связанный с источником колебаний, (цилиндрами двигателя на впуске), корпус 2, перфорированную трубу 3, размещенную внутри корпуса, патрубок 4, через который воздух подается из атмосферы в систему впуска, и герметичные податливые элементы 5 с эффективной объемной сжимаемостью, большей сжимаемости воздуха, размещенные в камере 6 между стенками корпуса 2 и перфорированной трубой 3.

Герметичный податливый элемент 5 (фиг.2) содержит герметичную оболочку 7, выполненную из воздухонепроницаемого материала, из которой частично или полностью удален воздух и в которой размещена предварительно деформированная упругая конструкция, или из пористого материала с незамкнутыми порами 8 (фиг.2), или в виде губки из переплетенных упругих нитей, например металлических или синтетических, или, например, из предварительно сжатой мягкой пружины 9 (фиг.3).

Комплектирующими герметичного податливого элемента 5 являются недеформированный пористый элемент 10 (фиг,6) и мешочек 11 из воздухонепроницаемого материала. Оборудование для изготовления элемента включает стол 12, жесткий пуан воэд = / возд 4оэд + P = возд кам эл) (2) где Чвозд — объем воздуха в камере 6:

Van — объем элементов 5:

VaaM — объем камеры 6;

P»,д — сжимаемость воздуха, характеризующая относительное изменение объема воздуха при увеличении давления, 1 Ь возд

Vsos Л Р (3) 40 Изменение объема элементов 5

Чэл= /3эл . Van Лр, (4) где /3эл — эффективная относительная сжимаемость 5, 45

Лч эл где Л Ъл — деформация элемента 5 после повышения давления Л р, 50 1эл = V1ýë. Ч2эл ! (6)

ГДЕ Ч1эл — ОбЪЕМ ОДНОГО ЭЛЕМЕНта 5 ДО ДЕ-! формации;

V2an — ОбЪЕМ ТОГО жЕ ЭЛЕМЕНта 5 ПОСЛЕ ! деформации, 55 Из формул (1), (2) и (4) следует, что

ЛЧ =/3„,д (1-à)V„„Лр + j4R п Ч„а„Ьр (7) где а — относительный объем. занимаемый элементами 5 до деформации сон 13, пуансон 14 с гибким прижимом 15 и сварочную головкуу 16, В устройстве (фиг.1) шумоглушение осуществляется следующим образом.

5 Колебания воздушного давления, воз никающие у цилиндров двигателя при всасывании воздуха, передаются по патрубку 1 и перфорированной трубе 3, через ее отверстия поступают в камеру 6, образованную

10 стенками корпуса 2 и перфорирбванной трубы 3.

В случае повышения давления (Л р > О) воздух в камере 6 и податливые элементы 5 сжимаются под действием повышенного

15 давления. Картина деформации элементов 5 иллюстрируется на фиг.5, где сплошной линией показан податливый элемент 5 после деформации, пунктирной — до деформации.

Общее изменение объема воздуха, находя20 щегося в камере 6 до повышения давления, и элементов 5 равно

A ч возд + A Уэл (1) где h, Vsoap — изменение объема воздуха;

ЬЛэл — изменение объема элементов 5.

25 . Изменение объема воздуха

1638324 (8)

Далее из формулы (5) следует, что

h V =феозд /кем P +

+ аф„-Peony) VKeM Лр. (9) Первый член в выражении (9) определяет изменение объема воздуха в камере 6 при отсутствии в нем элементов 5 (V» = О или а =

=О); второй член - дополнительное изменение объема, связанное с наличием податливых элементов 5.

Изменение объема Л V компенсируют воздухом, втекающим в объем камеры 6 через отверстия перфорации. При уменьшении давления (Л р < О) объем элементов 5 и воздуха в камере 6 увеличивается и воздух выталкивается из камеры 6. Таким образом, организуют обмен воздухом между камерой

6 и патрубком 1. Чем интенсивнее этот обмен (чем больше колебания Л V при одинаковых изменениях давления Л р), тем меньше доля колебаний передается в патрубок 4 и в атмосферу, тем эффективнее процесс шумоглушения.

Если эффективная объемная сжимаемость элементов 5 Pe) больше податливости воздуха феозд) и элементы занимают достаточно большой объем в камере 6, то объем в последней, заполненной элементами 5, при одинаковых колебаниях давления увеличивается по сравнению с аналогичной конструкцией без податливых элементов 5.

Поэтому для повышения эффективности шумоглушения путем периодического обмена воздухом между зашумленным участком и податливыми элементами 5 их эффективную обьемную сжимаемость выбирают большей сжимаемости воздуха.

Герметичный податливый элемент 5 (фиг,2) для ослабления передачи воздушного шума работает следующим образом.

При отсутствии колебаний давления в среде. окружающей элемент 5. на оболочку

7 элемента действуют силы внешнего давления Рн (фиг.4), силы упругости со стороны деформированного пористого элемента 8 (Руор) и силы упругости от растяжения оболочки 7. Эти силы в состоянии покая находятся в равновесии.

При возникновении колебаний давления (Л р) у стенок элемента 5 равновесие нарушается и элемент 5, например при

Лр > О, сжимается. Для хорошо податливых оболочек 7 величина деформации элемента

5 определяется в основном упругостью внутреннего содержимого оболочки 7. Каким бы мягким ни был пористый элемент 8. если иэ герметичной оболочки 7 не удален воздух, деформация элемента 8 будет не больше деформации эквивалентного герметичного объема, заполненного воздухом, т.е. податливость элемента 5

ЛV» лр (10) К = Кеозд = 0,1 10 Н/M деозд 5 2

/)зп

=10 Н/м .

Недеформированные размеры (объем V) пористого материала 10 нужно выбрать будет не больше податливости эквивалентного элемента, заполненного воздухом (фЪозд) .

Для того, чтобы повысить податливость элемента 5, из него частично или полностью удаляется воздух. B этом случае податливость элемента 5 определяется в основном упругостью пористого материала 8 (или другой деформированной упругой конструкции, размещенной внутри оболочки 7).

Подбирая упругость пористого материала 8 в деформированном состоянии меньшей упругости воздуха, добиваются того, что эффективная податливость элемента 5 становится большей податливости эквивалентного замкнутого объема воздуха.

Соответственно увеличиваются объемные деформации элемента 5 при колебаниях давления и эффективно реализуется способ ослабления воздушного шума, Деформируемая упругая конструкция, размещаемая в герметичной оболочке 7, может быть выполнена или из пористого материала с незамкнутыми порами 8 (чтобы можно было удалить из них воздух), или в виде спутанных металлических или синтетических упругих нитей, переплетенных в виде губки, или в виде мягкой деформированной пружины 9, или путанки из таких пружин.

Размеры недеформированного упругого пористого элемента 10 (фиг.6) выбирают такими, чтобы после обжатия до нужного размера силы упругости деформируемой упругой конструкции были равны силам внешнего давления воздуха.

Например, при необходимости получить эффективную сжимаемость герметичного податливого элемента 5 Pan = 10 /Зеозд (в десять раз большей сжимаемости воздуха) для пористого изотропного материала необходимо подобрать пористый материал с объемным модулем упругости

1638324 где V — еобходимый размер герметичного

5 податливого элемента 5.

После сжатия до V силы упругости пористого материала 10 уравновесят силы упругости воздуха.

Pun. Z

Формула изобретения

V= К О д . уэл=10Чэл, (12) 1. Податливый элемент для снижения

К ш ма пульсирующего газового потока, содержащий герметичный замкнутый объем, имеющий упругий наполнитель и ограниченный гибкой оболочкой, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью обеспечения эффективной объемной сжимаемости выше податливости воздуха. герметичный замкнутый метичного по- 10 объем выполнен вакуумированным, а наСпособ изготовления герметичного по- о ь ным а а датливого элемента осуще ющим образом.

2, Элементпоп.1, отличающийся тем. что, в качестве деформированной упрут 10) жестким пуан- 15 гой конструкц ции (пористого элемента О) замкнутыми порами, соном 13 на столе 12 до разм р ме ов, меньших териал с не

3. Элемент по п.1, отличающийся необходимого объема герметичного податме ение обжа- тем, что в кач честве деформированной упруливого элемента 5 (фиг.7), помещ т кции использована губка из пев азге метизированную гой конструк воз хонеп- 20 реплетенных упругих нитей

4. и роницаемого материала (фиг. ), (фиг.8). Размеры угие нити выполнены металлимешочка 11 больше размеров пористого тем, что упруг элемента 10. Это обеспечивав т минималь- ческими.

5. Элемент поп 3,отличающийся ные силы упругости от оболочки при расшие нити выполнены синтетичеении элемента 10 после удаления возду ха. 25 тем, что упругие рении элем я и ип ски скими.

Кроме того, предусматриваются р у

6. Элемент по п.1, отличающийся под последующую сварку или склейку при качестве деформированной упруят обжатие тем, что, в к герметизации. Далее производ ст к ии использована мягкая пред14 с гибким днищем 15, гой конструкци элемента пуансоном с ги к

ЗО рительно сжатая пружина. обеспечивающим удаление о ду в з хаизпо- ва

7 . Способ изготовления податливого ристого элемента 10, и герметизируют элента ля снижения шума пульсирующемент 5.в обжатом состоя, р нии, нап имер элемента для вого потока путем герметизации гиб7 и и помощи го газового пот к гим сваривая стенки о . р сварочной головки 16. Окончательный вид кои о ол наф Г 0

Таким образом; обеспечивае. .тся необ- с целью войств, упругий наполнитель, ха без спе- глушащих свойс ь пое ый виде деф ми ованнои ци

40 зи ки ы шумопо ге метичного с последнеидо „ давляющие свойства герметичного зируют о о болочку в обжатом состоянии. податливового элемента 5.

8

1638324

1б38324

Pll8. 70

Составитель В.Славников

Техред М.Моргентал Корректор С.Шекмар

Редактор М.Петрова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 909 Тираж 335 Подписное

ВНИИПИ. Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5