Многосекционный глушитель шума

Авторы патента:

F01N1/00 - Глушители выхлопа, отличающиеся по принципу действия

Владельцы патента RU 2667213:

Кочетов Олег Савельевич (RU)

Изобретение относится к технике глушения шума компрессорных станций и испытательных боксов для газотурбинных двигателей. Глушитель содержит цилиндрический цоколь, жестко соединенный с торцевым впускным и выпускным патрубками, жестко соединенными с центральными перегородками, имеющими перфорацию, на цоколе размещена выравнивающая решетка, соединенная с переходником, на котором закреплен звукопоглощающий блок, состоящий из отдельных последовательно соединенных секций, каждая из которых выполнена со звукопоглощающей облицовкой, при этом одиночные звукопоглотители выполнены 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 обеих концах, а цилиндрическая втулка состоит из двух перфорированных обечаек - внешней и внутренней, пространство между которыми заполнено звукопоглотителем, содержащим перфорированные стенки, между которыми расположены слои звукоотражающего, а также звукопоглощающего материалов разной плотности, расположенные в два слоя, причем слои звукоотражающего материала выполнены сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, и которые расположены соответственно у перфорированных стенок, а слои звукоотражающего материала выполнены из теплоизоляционного материала. Технический результат - повышение эффективности шумоглушения. 4 ил.

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 многосекционный глушитель шума выхлопа по патенту РФ №2280176, F01N 1/00 (прототип), содержащий цилиндрический цоколь, эжектор, выравнивающую решетку, на которой закреплен звукопоглощающий блок, состоящий из слоя звукопоглощающего материала, облицованного изнутри перфорированной оболочкой, причем звукопоглощающий блок состоит из отдельных последовательно соединенных секций, в каждой секции послойно расположены одиночные звукопоглотители, а в верхней части глушителя расположен элемент экранного типа, включающий в себя цилиндрическую обечайку, сверху соединенную с крышкой, состоящей из перфорированного слоя и звукопоглотителя, причем выхлопные отверстия выполнены в виде щелей, выполненных по периферии обечайки и облицованы звукопоглощающим материалом.

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 и надежности конструкции в целом путем введения в звукопоглощающий элемент звукоотражающих слоев, которые выполняют функцию звукоизоляции на высоких частотах.

Это достигается тем, что в многосекционном глушителе шума, содержащим цилиндрический цоколь, жестко соединенный с торцевым впускным и выпускным патрубками, жестко соединенными с центральными перегородками, имеющими перфорацию, на цоколе размещена выравнивающая решетка, соединенная с переходником, на котором закреплен звукопоглощающий блок, состоящий из отдельных последовательно соединенных секций, каждая из которых выполнена со звукопоглощающей облицовкой, толщиной «а», причем секция состоит из четырех подсекций с характерным размером «с», в которых расположены одиночные звукопоглотители с определенным шагом «b», отличающийся тем, что одиночные звукопоглотители выполнены 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 обеих концах, а цилиндрическая втулка состоит из двух перфорированных обечаек внешней и внутренней, пространство между которыми заполнено звукопоглощающим элементом, а звукопоглощающий элемент содержит перфорированные стенки, между которыми расположены слои звукоотражающего, а также звукопоглощающего материалов разной плотности, расположенные в два слоя, причем слои звукоотражающего материала выполнены сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, и которые расположены соответственно у перфорированных стенок, а слои звукоотражающего материала выполнены из теплоизоляционного материала.

На фиг. 1 представлен общий вид многосекционного глушителя шума; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1; на фиг. 3 представлен общий вид одиночного звукопоглотителя глушителя шума; на фиг. 4 - схема звукопоглощающего элемента, расположенного внутри обечаек перфорированной цилиндрической втулки.

Многосекционный глушитель шума содержит (фиг. 1) цилиндрический цоколь 7, в который перпендикулярно его оси входит эжектор 1. На цоколе 7 размещена выравнивающая решетка, соединенная с переходником 6, на котором закреплен звукопоглощающий блок 3, состоящий из отдельных, последовательно соединенных, секций 8, разрез одной из которых приведен на фиг. 2. Каждая из секций 8 выполнена со звукопоглощающей облицовкой 4, толщиной «а». Секция 8 состоит из четырех подсекций с характерным размером «с» (например, стороной квадрата), в которых расположены одиночные звукопоглотители 5 с шагом «b». Секции 8 могут быть выполнены в сечении, перпендикулярном оси, прямоугольной, цилиндрической и любой другой формы, а также иметь любое количество подсекций, начиная с одного, и в сечении, перпендикулярном оси, иметь прямоугольную, цилиндрическую и любую другую формы (на чертеже не показано).

Одиночный звукопоглотитель 5 (фиг. 3) состоит из каркаса, который содержит крышки 9 и 10 с кольцевыми буртиками 11 для крепления цилиндрической втулки, при этом крышки соединены центральным стержнем 12 с крючками на обеих концах, а цилиндрическая втулка состоит из двух перфорированных обечаек внешней 15 и внутренней 16, пространство между которыми заполнено звукопоглотителем 17. Снаружи перфорированной цилиндрической втулки расположен слой акустически прозрачной оболочки 19, выполненной например, из капроновой сетки или стеклоткани. Звукопоглощающий материал 18, расположенный во внутренней полости звукопоглотителя выполнен из раскручивающегося рулона, один конец которого жестко зафиксирован на центральном стержне 12, а свободный конец упирается во внутреннюю обечайку 16 с образованием в сечении, перпендикулярном стержню 12 замкнутой формы в виде спирали Архимеда с увеличивающимися от центра к периферии воздушными промежутками (на чертеже не показано), при этом он имеет более высокую пористость по сравнению со звукопоглотителем 17, расположенным внутри обечаек 15 и 16. При этом крышки 9 и 10 имеют на внешних поверхностях обтекатели 13 и 14 конической формы для снижения гидравлического сопротивления при установке одиночного звукопоглотителя в системах глушения шума компрессорных станций, а цилиндрическая втулка фиксируется крышками 9 и 10 посредством гаек 20 на стержне 12.

Обечайки 15 и 16 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 звукопоглотителя 17 между обечайками 15 и 16 используется пористый шумопоглощающий материала, например пеноалюминий или металлокерамика, или металлопоролон, или в виде спрессованной крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана, или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин: 0,3…2,5 мм (на чертеже не показано).

В качестве звукопоглощающего материала 18, расположенного во внутренней полости одиночного звукопоглотителя, 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.

Возможен вариант, когда звукопоглотитель 17 выполнен в виде симметрично расположенных перфорированных 21 и 26 стенок, между которыми расположены слои звукоотражающего 22 и 25 материала, а также звукопоглощающего 23 и 24 материалов разной плотности, расположенные в два слоя, причем слои звукоотражающего материала выполнены сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, и которые расположены соответственно у перфорированных 21 и 26 стенок, а каждая из перфорированных стенок имеет следующие параметры перфорации: диаметр отверстий - 3÷7 мм, процент перфорации 10%÷15%, причем 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.

В качестве материала звукоотражающих слоев 22, 25 может быть 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 звукоизоляционные плиты на базе стеклянного штапельного волокна типа «Шумостоп» с плотностью материала, равной 60÷80 кг/м³.

Многосекционный глушитель шума работает следующим образом.

Звуковые волны вместе с турбулентным потоком сжатого воздуха из эжектора 1 поступают через выравнивающую решетку 2 в полости секций 8. При этом явление лучевого эффекта полностью исключается за счет расположения в полостях этих секций одиночных звукопоглотителей 5. Повышение эффективности шумоглушения происходит за счет увеличенной поверхности звукопоглощения одиночных звукопоглотителей 5. В волокнистых звукопоглотителях рассеяние энергии колебания воздуха и превращение ее в тепло происходит на нескольких физических уровнях. Во-первых, вследствие вязкости воздуха, а его очень много в межволоконном пространстве, колебание частиц воздуха внутри поглотителя приводит к трению. Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах звукопоглотителя, представляющих собою 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. Кроме того, происходит трение воздуха о волокна, поверхность которых также велика. В-третьих, волокна трутся друг о друга и, наконец, происходит рассеяние энергии из-за трения кристаллов самих волокон. Этим объясняется, что на средних и высоких частотах коэффициент звукопоглощения волокнистых материалов находится в пределах 0,4…1,0.

Многосекционный глушитель шума, содержащий цилиндрический цоколь, жестко соединенный с торцевым впускным и выпускным патрубками, жестко соединенными с центральными перегородками, имеющими перфорацию, на цоколе размещена выравнивающая решетка, соединенная с переходником, на котором закреплен звукопоглощающий блок, состоящий из отдельных последовательно соединенных секций, каждая из которых выполнена со звукопоглощающей облицовкой, отличающийся тем, что одиночные звукопоглотители выполнены 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 обеих концах, а цилиндрическая втулка состоит из двух перфорированных обечаек - внешней и внутренней, пространство между которыми заполнено звукопоглотителем, содержащим перфорированные стенки, между которыми расположены слои звукоотражающего, а также звукопоглощающего материалов разной плотности, расположенные в два слоя, причем слои звукоотражающего материала выполнены сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, и которые расположены соответственно у перфорированных стенок, а слои звукоотражающего материала выполнены из теплоизоляционного материала.

Изобретение относится к технике глушения шума. Глушитель содержит корпус квадратного сечения, жестко соединенный с торцевым впускным и выпускным патрубками, звукопоглощающие пластины, выполненные из каркаса, содержащего перфорированные листы, заполненные звукопоглотителем и расположенные в корпусе с определенным шагом, и образующие в нем плоские каналы, а между звукопоглотителем и перфорированными листами расположен акустически прозрачный материал, звукопоглотитель для звукопоглощающих пластин выполнен в виде двух внешних перфорированных стенок и внутренней, средней стенки, выполненной в виде мембранной резонансной пластины, между которыми размещены слои звукопоглощающего материала, при этом каркас выполнен симметричным относительно средней стенки, которая разделяет его на две конгруэнтные части, каждая из которых имеет три слоя звукопоглощающего материала, причем более жесткие, первые, слои выполнены сплошными, профилированными и закреплены соответственно на внешних перфорированных стенках, вторые слои, более мягкие, чем первые, выполнены прерывистыми и расположены с зазором в фокусе звукоотражающих поверхностей первых слоев, вторые имеют форму тел вращения в виде соединенных основаниями конусов, а первые слои выполнены из материала с коэффициентом отражения звука, большим, чем его коэффициент звукопоглощения в виде профилей конических поверхностей, фокусирующих отраженный звук на вторые слои, третьи звукопоглощающие слои выполнены из вспененного звукопоглощающего материала в виде строительной герметизирующей пены и расположены в зазорах и пустотах, образованных между первыми и вторыми слоями, при этом каждая из внешних перфорированных стенок жестко связана с соответствующим ей вторым слоем посредством перпендикулярных к ней вертикальных крепежных элементов, выполненных в виде пластин, один конец которых жестко закреплен на внешней перфорированной стенке, а второй конец выполнен в виде хомутов, охватывающих соответственно стержни и стягивающих их винтами, при этом стержни выполнены параллельными перфорированным стенкам, а средняя стенка, выполненная в виде мембранной резонансной пластины, жестко связана с каркасом за счет строительной герметизирующей пены, расположенной в зазорах и пустотах каркаса, отличающийся тем, что на одном из оппозитно расположенных конусов вторых слоев, соединенных основаниями конусов звукопоглотителя, выполнены резонансные отверстия, выполняющие функции горловины резонаторов Гельмгольца, при этом резонансные отверстия выполнены разного диаметра для поглощения звуковой энергии в широком диапазоне частот.

Глушитель шума промышленного пылесоса // 2661431

Изобретение относится к технике глушения шума. Глушитель содержит цилиндрический корпус, жестко соединенный с торцевым впускным и выпускным патрубками.

Многокамерный глушитель шума промышленного пылесоса // 2658897

Изобретение относится к технике глушения шума. Глушитель содержит корпус, состоящий из цилиндрической обечайки, жестко соединенной с торцевыми круглыми пластинами с впускным и выпускным патрубками, при этом в корпусе, перпендикулярно направлению движения аэродинамического потока, размещены по крайней мере три реактивные камеры, образованные круглыми дисками с отверстиями, причем отверстия в дисках поочередно смещены относительно оси корпуса таким образом, что отверстия в двух смежных дисках не совпадают, при этом три последовательно соединенные реактивные камеры соединены с впускным патрубком корпуса, в корпусе размещена реактивная камера, которая расположена между комбинированной камерой и звукопоглощающей камерой, примыкающей к выпускному патрубку и торцевой круглой пластине, причем комбинированная камера образована дисками, соединенными между собой посредством центральной втулки, соосной цилиндрической обечайке, и с внутренней поверхностью, облицованной звукопоглощающим материалом, при этом один из дисков, обращенный в сторону впускного патрубка, выполнен перфорированным и облицован звукопоглощающим круглым элементом, которые установлены также и на дисках с отверстиями, образующими реактивные камеры, а звукопоглощающая камера образована цилиндрической обечайкой, торцевой круглой пластиной с выпускным патрубком и диском с центральным отверстием, соосным с центральной втулкой комбинированной камеры, причем внутренние поверхности звукопоглощающей камеры облицованы звукопоглощающим кольцевым элементом, установленным коаксиально цилиндрическому корпусу, а круглая пластина с выпускным патрубком и диск с центральным отверстием облицованы звукопоглощающим круглым элементом, корпус выполнен 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».

Глушитель шума газового потока конусного типа // 2658896

Изобретение относится к машиностроению, а именно к глушителям шума газового потока, преимущественно при стравливании сжатого газа. Глушитель содержит диффузорный корпус с впускным и выпускным отверстиями и дросселирующие решетки, установленные последовательно в корпусе и выполненные с сотовыми ячейками, причем суммарная площадь ячеек каждой решетки уменьшается в сторону от впускного отверстия, каждая четная дросселирующая решетка выполнена с сотовыми ячейками, заполненными звукопоглощающими элементами, расположенными в шахматном порядке по сечению дросселирующей решетки.

Глушитель // 2654775

Изобретение относится к области очистки отработанных газов двигателя внутреннего сгорания. Глушитель (1) для системы выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания с корпусом (2) имеет оболочку (5) с резонатором (11) Гельмгольца, который имеет резонаторную камеру (12) и резонаторную трубу (13).

Реактивный глушитель шума // 2653865

Изобретение относится к технике глушения шума. Глушитель содержит цилиндрический корпус, жестко соединенный с торцевым впускным и выпускным патрубками, и перегородки, а в корпусе, перпендикулярно направлению движения аэродинамического потока, установлены, по крайней мере, два диска с отверстиями, образующие камеры, причем отверстия дисков поочередно смещены относительно оси корпуса таким образом, что отверстия в двух смежных дисках не совпадают, причем корпус выполнен из конструкционных материалов, с нанесенным на его поверхности с одной или двух сторон слоя мягкого вибродемпфирующего материала, в камерах установлены звукопоглощающие кольцевые элементы, каждый из элементов 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, при этом слой звукоотражающего материала выполнен сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, а в качестве звукопоглощающего материала 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, при этом поверхность волокнистых звукопоглотителей обрабатывается пористыми красками, пропускающими воздух, или покрывается воздухопроницаемыми тканями или неткаными материалами.

Глушитель шума кочетова для осевого вентилятора // 2652849

Изобретение относится к текстильному машиностроению, а именно к глушителям шума системы обработки текстильных отходов. Глушитель содержит корпус, соосные впускной и выпускной патрубки и установленную соосно корпусу резонансную вставку, корпус и резонансная вставка расположены соосно и имеют в сечении эквидистантный многогранный профиль, например прямоугольный, 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, причем резонансная вставка закреплена в корпусе при помощи крепежных элементов, выполненных в виде, по крайней мере одной, перегородки с отверстиями, при этом корпус изнутри, а резонансная вставка снаружи облицованы звукопоглощающим материалом, соответственно имеющим толщины h1 и h2.

Активный аэродинамический глушитель шума // 2652844

Изобретение относится к технике глушения шума. Глушитель содержит корпус, состоящий из цилиндрической обечайки, жестко соединенной с торцевыми пластинами, с закрепленными на них осесимметрично цилиндрической обечайке впускным и выпускным патрубками.

Глушитель шума многосекционный // 2652843

Изобретение относится к технике глушения шума. Глушитель содержит цилиндрический корпус, торцевой впускной патрубок, жестко соединенный с центральной трубой, имеющей перфорацию и образующей с корпусом посредством перфорированных перегородок в виде, по меньшей мере, одной коаксиально расположенной к корпусу и центральной трубе дополнительной перфорированной трубы, а торцы всех труб жестко соединены с корпусом посредством сплошных перегородок, причем одна из них жестко связана с впускным патрубком, а другая расположена с противоположной патрубку стороны, между корпусом и перфорированной трубой расположен звукопоглощающий элемент, и в торцевой части центральной трубы расположен звукопоглощающий элемент, фиксируемый стопорной шайбой, пористость звукопоглощающего элемента, расположенного между корпусом и перфорированной трубой в 2,5…5,0 раз ниже пористости звукопоглощающего элемента, расположенного в торцевой части центральной трубы.

Звукопоглотитель // 2651908

Изобретение относится к технике глушения шума. Звукопоглотитель содержит каркас, выполненный в виде перфорированных стенок, между которыми размещены слои звукопоглощающего материала, каркас выполнен в виде трех перфорированных стенок: внешних и внутренней, средней стенки, между которыми размещены слои звукопоглощающего материала, причем выполнен симметричным относительно средней стенки, которая разделяет его на две эквивалентные части, каждая из которых имеет три слоя звукопоглощающего материала, при этом более жесткие, первые слои выполнены сплошными, профилированными и закреплены соответственно на внешних перфорированных стенках, вторые слои, более мягкие чем первые, выполнены прерывистыми, расположенными в фокусе звукоотражающих поверхностей первых слоев и имеют форму тел вращения в виде шаров, причем первые слои выполнены из материала с коэффициентом отражения звука большим, чем его коэффициент звукопоглощения в виде профилей сферических поверхностей, фокусирующих отраженный звук на вторые слои, а третьи звукопоглощающие слои выполнены из вспененного звукопоглощающего материала в виде строительной герметизирующей пены и расположены в пустотах, образованных между первыми и вторыми слоями, при этом каждая из внешних перфорированных стенок жестко связана с соответствующим ей вторым слоем посредством перпендикулярных к ней вертикальных крепежных элементов, выполненных в виде пластин, один конец которых жестко закреплен на внешней перфорированной стенке, а второй конец выполнен в виде хомутов, охватывающих соответственно стержни и стягивающих их винтами, при этом стержни выполнены параллельными перфорированным стенкам.