Brevet FR2774725A1 — publié le 19990813

Dispositi silencieux d'insonorisation à brancher sur les échappements d'air comprimé ou de gaz relâché a l'atmosphère pour réduire la gêne sonore. Il est connu dans l'industrie que beaucoup de machines sur des chaines de fabrication ont leurs mouvements commandés par des vérins ou systèmes pneumatiques nécessitant en fin de course le rejet par échap- pement de l'air comprimé. Ce sont tous les "Psschitt" dont les niveaux sonores sont très importants puisque de l'ordre de 90/100 décibels, voire plus, pouvant amener des problèmes de traumatisme auditif. De plus, l'industrie a souvent à purger des reseaux d'air comprimé, de ballons, d'étuves, de chaudières avec vapeur ou air. De nombreux silencieux existent, ils sont généralement basés sur l'un ou plusieurs des 3 principes ci-après: - les silencieux frittes ou zones poreuses pour les petits échappements d'air comprimé. La détente se fait au milieu des billes collées ensemble. Malheureusement les résidus d'huile et poussières colmatent peu à peu ces frittages et ont pour conséquence un disfonctionnement ainsi que perte d'efficacité acoustique des machines par encrassement et augmentation des pertes de charge - les silencieux de détente selon principe très connu de volumes de détente unique ou successifs qui sont calculés en fonction des fréquences que l'on veut attenuer; ces volumes sont toujours importants, les silencieux sont donc volumineux. De plus, ils ont une efficacité moyenne de 10 à 15 dB aux basses fré- quences mais peu d'efficacité au début, c'est pourquoi on les complète par le 3ème type: - silencieux à absorption: silencieux souvent avec des détentes habillés à l'intérieur par des parois absorbantes en laine de roche ou laine de verre ou mousse Ces deux derniers types de silencieux sont plus souvent utilisés pour les échappements de vapeur et/ou air ainsi que gros échappements d'air com- prime. On assiste peu a peu a une destruction des fibres par l'effet des ondes de choc ainsi qu'un engorgement par l'huile ou l'eau de l'interstice du vide dans le matériau poreux d'o perte de performance et détério- ration du silencieux. L'invention faisant l'objet du présent brevet s'appuie sur une longue experience en insonorisation pratique industrielle et sur une observation minutieuse de ces phénomenes. Elle est basée sur le fait observé par l'inventeur que lorsque le bruit passe au travers d'un tout petit trou ou d'une fine fente (telle par exemple une fente sous une porte), on observe toujours que ce sont les fréquences aigues qui passent, et les fréquences graves sont arrêtées. Pratiquement, on peut dire que lorsque la longueur d'onde >, du son à une fréquence donnée que l'on veut isoler est très largement supérieure à la dimension du trou ou de la largeur de la fente,soit quelques-dizai- nes de fois plus importante, le bruit a cette fréquence là ne passe prati- quement pas, il est réfléchi en amont et on entend les fréquences plus aigues qui sont toujours beaucoup plus faciles à arrêter dans un silencieux. Le dispositif selon l'invention, schématisé sur la figure 1, reprend cette idée. On remarque un conduit d'amenée de l'échappement (ID d'air comprimé ou de gaz comprimé entrant dans une cavité Q- qui n'est pas forcément beaucoup plus grosse en section que Q, cavité d'o le gaz comprimé ne peut sortir que par de minuscules trous, ou fentes au plus de quelques millimètres, (, lui permettant de pénétrer dans la cavité suivante Q séparée de 0 par une paroi ( épaisse. Ces trous 3 ont donc des dimensions très faibles, ou largeur de fentes, telles qu'elles sont entre le dixième ou le centième de la longueur d'onde du bruit que l'on veut arrêter. On transforme ainsi le bruit de départ. qui est un spectre du genre spectre dit "bruit blanc" riche en graves et médiums décroissant vers les aigues, en un spectre qui ne garde pratiquement plus que les aigues, plus faciles à arrêter, et ayant par contre tres peu de graves et peu de médiums. Les trous (ou petites fentes) 3 doivent être éloignés les uns des autres pour ne pas avoir un effet tôle perforée. En effet, toutes les tôles perforées ont la plupart du temps quelques % ou dizaines de % de perforation; les trous sont proches et à ce moment là le bruit même aux basses fréquences passe considérant qu'il y a une grosse surface de passage par sommation de tous ces trous. De nombreux silencieux sont faits avec des tôles perforées. Le silencieux selon l'invention est fait au contraire par des petits trous (ou fentes) très espacés; l'espacement entre chacun d'eux est très supérieur en dimension à celui des trous, par exemple une dizaine de fois. Ce ne sont plus des tôles perforées, ce sont des petits percements ( sur une paroi (5. Pour aider à encore mieux comprendre la différence fondamentale avec les systemes actuels perforés c'est que ces tôles perforées dans les silencieux travaillent en paroi absorbante généralement sans que le fluide traverse la tôle perforée, il la longe en se déchargeant du bruit tandis que dans l'invention le bruit passe dans les minuscules trous ." qui ne font pas plus de quelques millimètres. Le nombre est la dimension des trous sont optimisés. L'air dans le dispositif sort du volume ( o il pourra subsidiairement être décanté de l'huile résiduelle ou des condensats par un bas fond ( pour sortir par un orifice ( vers l'extérieur alors que l'air ou gaz sort par l'orifice (O Ces volumes sont toujours de petites dimensions et n'ont rien à voir avec les dimensions que doivent avoir les cavités habituellement rencon- trées dans les silencieux du commerce entrant en résonance (pot de détente). Pour une plus forte efficacité, le dispositif selon l'invention peut être répété une seconde fois, comme on le voit sur la figure 2, sur laquelle l'air entrant dans le tube Q( passe dans le volume Q en prolongement du tube à l'intérieur du silencieux dont les parois (, sonr percées des minuscules trous Q pour se retrouver dans le volume (Q o il perd éventuellement l'huile ou les condensats qui se reuniront en un point bas Q( en bout de volume (Q pour être extraits par l'orifice o. I1 passera ensuite dulume un un volume au travers de nouveaux très petits trous ou fentes Q selon le même principe qu'en:re les volumes Q et (Q et de dimensions légèrement différentes. pour enfin se retrouver déchaigé vers l'extérieur par l'orifice(Q. REVENDICATIONS I1. Dispositif silence:eux d'insonorisation d' eclppemLent d'air cominprimrl. de verin distributeur. d'é:ectro-vanne, er sor tiue de macMhine ou d'échap- pement d'air et/ou aei:r. devant étre 1er; l'atmospièreet sortant de ballons, etuves, reseaux a purger. 'laudîcres. se 'aractersant Ipar une Serie de tout petI1t.rous ou fentes Q de passage d. gu, (ii:r!( un premier volume Q d'entrée dans le siien"cieux pour arriver au travers de 't-s trous Q cl:e nombre!(jl, el;\ dans un dexwi'ne.c oltJrne. Il s'échappe ensuite du volume rs l'exterieur par un orifice Tel que ces trous ou fentes ou orifices sont tres petits voire quelque 1/10 à quelques 1/100 de aId longueur d'onde des bruits basse ou mnovenne frequence que l'on veut attenuer 2. Dlspositif silencieux selon l'invention selon la revendication I se cara(ctérisant par le fai- que le procede peut être répété passant d'uin volume Q a un voluile Q par de tout eCits trous ou lentes Q( puis de (ce volume QL a un volume Q par des tout petits Irous ou fentes Q selon le mneme principe qu'ent re les volumes Q et Q pour ensuite sortir par (Q vers l'exterieur. 3. Dispositif selon les revendications I et 2 se caracteérisant par le fait que les dimensions des trous de passage du gaz sont entre le dixième et le centième des longueurs d'onde du bruit que l'on veut arrêter dans le silencieux et que l'espacement entre ces différents minuscules orifices est tres important voire des dizaines de fois les dimensions de ceux-ci.