Глушитель

Авторы патента:

Макарьянц Михаил Викторович (RU)

Столяров Дмитрий Вячеславович (RU)

Иголкин Александр Алексеевич (RU)

Шевелев Никита Викторович (RU)

Болтов Елисей Александрович (RU)

F01N1/00 - Глушители выхлопа, отличающиеся по принципу действия

Владельцы патента RU 2690894:

Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "Роскосмос" (RU)

Изобретение относится к области пневматических машин и предназначен для снижения шума выброса сжатого воздуха в атмосферу. Глушитель содержит корпус с входным отверстием, внутри которого последовательно установлены элементы шумоподавления, у которых эквивалентные проходные сечения увеличиваются по направлению потока газа, обеспечивая отсутствие критического режима истечения на каждом элементе глушителя. Каждый элемент шумоподавления состоит из мелкоячеистой сетки, перфорированного диска и элемента крепления. Мелкоячеистая сетка плотно уложена на перфорированный диск со стороны входа потока и неподвижно прикреплена к нему посредством элемента крепления. Шумоподавляющие элементы последовательно установлены в корпусе через разделительные кольца и поджаты крышкой с выходными отверстиями. Толщина разделительных колец и размер отверстий в перфорированном диске равны толщине перфорированных дисков. Количество отверстий в перфорированных дисках увеличивается по ходу потока. При использовании изобретения обеспечивается расширение диапазона применения глушителя по входным параметрам рабочего газа (давлениям на входе, расходам, температурами рабочего газа до низких, криогенных), уменьшение габаритов, обеспечение стабильных шумоподавляющих характеристик при серийном изготовлении, упрощение конструкции, исключение резонирующих (усиливающих шум) режимов работы в широком диапазоне частот, исключение влияния температурных деформаций и разрушений гранул или корпуса после работы в дросселирующем режиме, особенно в зоне криогенных температур. 2 ил.

Изобретение относится к области пневматических машин и предназначен для снижения шума выброса сжатого воздуха в атмосферу.

Известно множество глушителей шума газовых потоков состоящих из корпуса в котором последовательно установлены шумоподавляющие элементы с многочисленными перфорированными и пористыми дисками или коаксиальными перфорированными оболочками, различными шумоподавляющими наполнителями и многочисленными поворотами и рассекателями потока (например, патент РФ №2038492, патент РФ №2484267, патент РФ на полезную модель №28189, патент РФ №2107170 - аналоги).

Недостатками вышеуказанных агрегатов являются невысокая эффективность шумоподавления, снижение ресурса работы из-за засоряемости пористых элементов, повышенное гидравлическое сопротивление потоку рабочих газов, необходимость длительной экспериментальной отработки ввиду отсутствия аппарата физико-математических расчетов.

Наиболее близким по технической сущности является пневмоглушитель (патент РФ на полезную модель №59152 - прототип), который состоит из входного корпуса, крышки, шайбы-рассекателя, внутренней и наружной перфорированных оболочек, а закон изменения эквивалентных проходных сечений элементов пневмоглушителя обеспечивает их непрерывное увеличение, обеспечивающее отсутствие режима критического истечения на всех элементах глушителя.

Недостатком этого пневмоглушителя является то, что он имеет ограниченное количество дросселирующих элементов (всего, по заявленному конструктивному исполнению их может быть только три: входная шайба-рассекатель и две перфорированных цилиндрических корпусных оболочки: внутренняя и наружная, на которых реализуется докритический перепад давления), что ограничивает область его применения узким диапазоном давлений рабочих газов, т.к. пневмоглушитель эффективно гасит шум входного газового потока когда на всех дросселирующих элементах осуществляется докритическое истечение, при этом не генерируя собственные шумы, так например для трех дроссельных элементов и при выбросе газа в окружающую атмосферу (р_а = 1 ата) глушитель эффективно работает до входного давления не более 1 ата × 0,528^-3 = 6,8 ата для воздуха. При этом для увеличения пропускной способности глушителя необходимо увеличивать его геометрические размеры (для сохранения небольших докритических перепадов на трех дросселирующих элементах). Другим недостатком пневмоглушителя является то, что для расширения области эффективной работы пневмоглушителя по диапазону входных давлений в этом пневмоглушителе применен дополнительный элемент в виде мелкогранулированного поглотителя, что вносит нестабильность в шумоподавляющие свойства агрегата при его серийном изготовлении из-за различных физико-механических свойств гранул в зависимости от партии их изготовления. И при этом усложняется конструкция за счет дополнительных материалов. Еще одним недостатком этого глушителя является наличие значительного объема внутренней полости, являющегося резонатором который на определенных режимах работы (расходах, давлениях на входе, определенных частотах шума) может усиливать звук.

Еще одним недостатком является присутствие разнородных материалов с различными коэффициентами температурного линейного расширения (металлические стенки корпуса и неметаллические гранулы), что может приводить к деформациям и даже разрушению элементов шумоглушителя при работе, т.к. при дросселировании газы (воздух) будут сильно захолаживать конструкцию (создавать значительные градиенты температурных полей) и тем более при стравливании газов при криогенных температурах, что характерно для ракетно-космической техники.

Задачей заявленного технического решения является расширение диапазона применения глушителя по входным параметрам рабочего газа (давлениям на входе, расходам, температурами рабочего газа до низких, криогенных), уменьшение габаритов, обеспечение стабильных шумоподавляющих характеристик при серийном изготовлении, упрощение конструкции, исключение резонирующих (усиливающих шум) режимов работы в широком диапазоне частот, исключение влияния температурных деформаций и разрушений гранул или корпуса после работы в дросселирующем режиме, особенно в зоне криогенных температур.

Поставленная задача решается тем, что глушитель, содержащий корпус с входным отверстием, внутри которого последовательно установлены элементы шумоподавления, у которых эквивалентные проходные сечения увеличиваются по направлению потока газа, обеспечивая отсутствие критического режима истечения на каждом элементе глушителя, отличающийся тем, что каждый элемент шумоподавления состоит из мелкоячеистой сетки, перфорированного диска и элемента крепления, при этом мелкоячеистая сетка плотно уложена на перфорированный диск со стороны входа потока и неподвижно прикреплена к нему посредством элемента крепления, шумоподавляющие элементы последовательно установлены в корпусе через разделительные кольца и поджаты крышкой с выходными отверстиями, а толщина разделительных колец и размер отверстий в перфорированном диске равны толщине перфорированных дисков, при этом количество отверстий в перфорированных дисках увеличивается по ходу потока.

На фиг. 1 представлен глушитель в продольном разрезе.

На фиг. 2 представлен продольный разрез одного из шумоподавляющих элементов глушителя.

Глушитель содержит корпус с входным отверстием 1, элементы шумоподавления 2, разделительные кольца 3, крышку с выходными отверстиями 4. Шумоподавляющий элемент состоит из мелкоячеистой сетки 5, перфорированного диска 6 и элемента крепления 7 (например, вальцующей втулки).

Глушитель работает следующим образом. Носитель шума - газовый поток через входной патрубок корпуса 1 подается во внутреннюю полость глушителя и, распространяясь по нему, последовательно проходит через мелкоячеистые сетки и отверстия перфорированных дисков 4, снижая свое давление на каждом шумоподавляющем элементе на докритическую величину, обеспечивая скорость истечения газового потока из каждого элемента шумоподавления ниже звуковой. Отсутствие сверхзвуковых скоростей в потоке предотвращает образование скачков уплотнения, являющихся одной из основных причин возникновения шума.

При этом эквивалентные проходные сечения шумоподавляющих элементов рассчитываются по известным газодинамическим формулам.

Предлагаемая конструкция глушителя позволяет комплектовать его любым необходимым количеством шумоподавляющих элементов, а чем больше число таких элементов - тем большее давление можно подавать на вход глушителя, снабдив его при этом достаточно прочным корпусом. Шумоподавление при стравливании газов высокого давления (200-350 атм) особенно актуально во время испытаний ракетно-космической техники.

При этом на высоких входных давлениях работают все элементы шумоподавления, а по мере снижения рабочих давлений поочередно автоматически выпадают из работы и не создают дополнительного сопротивления потоку шумоподавляющие элементы начиная от конечного, при этом на самом малом входном давлении (менее 2 ата) работает только первый со стороны входа элемент. Это особенно актуально при постепенном стравливании газов из емкости высокого давления, когда оно постепенно снижается до минимума.

Использование стандартных мелкоячеистых сеток с гарантированным размером ячеек и точно изготовленными отверстиями в перфорированных дисках позволяет гарантированно получать стабильные параметры шумоподавления при серийном изготовлении глушителей.

Ограниченные объемы резонаторов между элементами шумоподавления уменьшают вероятность усиления шума (особенно на низких - наиболее опасных частотах) и смещают основные гармоники в зону высоких (менее опасных) частот.

Все элементы глушителя изготавливаются из однородного материала (например, нержавеющей стали), который имеет одинаковый коэффициент температурного линейного расширения, что исключает остаточные деформации при циклических нагрузках и разрушение элементов глушителя. А также подбор соответствующего материала может обеспечивать криогенную стойкость конструкции.

Заявленное техническое решение позволяет повысить эффективность шумоподавления и обеспечить стабильность характеристик при серийном производстве, обеспечивает работу с истечением газов, сжатых до высоких давлений и в полях криогенных температур, не требует длительной отработки опытных образцов и легко рассчитывается при проектировании.

Глушитель, содержащий корпус с входным отверстием, внутри которого последовательно установлены элементы шумоподавления, у которых эквивалентные проходные сечения увеличиваются по направлению потока газа, обеспечивая отсутствие критического режима истечения на каждом элементе глушителя, отличающийся тем, что каждый элемент шумоподавления состоит из мелкоячеистой сетки, перфорированного диска и элемента крепления, при этом мелкоячеистая сетка плотно уложена на перфорированный диск со стороны входа потока и неподвижно прикреплена к нему посредством элемента крепления, шумоподавляющие элементы последовательно установлены в корпусе через разделительные кольца и поджаты крышкой с выходными отверстиями, а толщина разделительных колец и размер отверстий в перфорированном диске равны толщине перфорированных дисков, при этом количество отверстий в перфорированных дисках увеличивается по ходу потока.

Изобретение относится к технике глушения шума компрессорных станций и испытательных боксов для газотурбинных двигателей. Звукопоглотитель содержит цилиндрический каркас в виде перфорированной втулки и крышек, заполненный звукопоглощающим элементом, 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, при этом звукопоглощающий материал, расположенный во внутренней полости звукопоглотителя, выполнен из раскручивающегося рулона.

Аэродинамический глушитель шума промышленного пылесоса // 2670481

Многосекционный глушитель шума // 2667213

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.

Пластинчатый глушитель шума к канальным вентиляторам // 2666703

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.