АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА КОЧЕТОВА
KOCHETOV'S AERO-DYNAMIC SILENCER

Изобретение относится к средствам глушения аэродинамического шума пневматического оборудования и систем выпуска сжатого газа или воздуха.
Наиболее близким техническим решением по технической сущности является глушитель шума выхлопа, содержащий впускной патрубок, и примыкающий к нему корпус из пористого материала (патент РФ 2298669, F01N 1/24 - прототип).
Недостатком известного технического решения является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения на низких частотах.
Технический результат - повышение эффективности шумоглушения.
Это достигается тем, что в глушителе шума, содержащим впускной патрубок, и жестко связанный с ним корпус из пористого материала, корпус содержит основание, выполненное в виде стакана с буртиком в его верхней части, с которым взаимодействуют по крайней мере два элемента из пористого материала в виде цилиндрических внешней и внутренней втулок, верхние основания которых соединены с крышкой, имеющей буртик для фиксации втулок, и жестко соединены с основанием цилиндрического стакана посредством резьбовой шпильки, расположенной соосно стакану, втулкам и крышке, и имеющей на концах шайбы и гайки, причем отношение высоты всего корпуса (А+С) к высоте втулок из пористого материала В находится в диапазоне оптимальных величин: (А+С)/В=1,5…2,5., а отношение диаметра d внутренней втулки к диаметру D внешней втулки из пористого материала находится в диапазоне оптимальных величин: d/D=0,3…0,7. а отношение толщины b втулок из пористого материала к их высоте В находится в диапазоне оптимальных величин: b/В=0,05…0,1.
3
Втулки могут быть выполнены на основе алюминесодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5…0,9 кг/м со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5…10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10…20 МПа, или из мягкого вспененного пористого шумопоглощающего материала, например вспененного пенополиуретана или пенополиэтилена, или из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например пеноалюминия.
На фиг. 1 представлен фронтальный разрез предлагаемого глушителя шума, на фиг. 2, 3 - варианты выполнения цилиндрической внутренней втулки 6 (элемент осевого сечения стенки).
Глушитель шума содержит впускной патрубок 2 и жестко связанный с ним корпус 1. Корпус содержит основание 1, выполненное в виде стакана с буртиком 3 в его верхней части 4, с которым взаимодействуют по крайней мере два элемента 5 и 6 из пористого материала в виде цилиндрических внешней 5 и внутренней 6 втулок, верхние основания которых соединены с крышкой 7, имеющей буртик для фиксации втулок, и жестко соединены с основанием 1 цилиндрического стакана посредством резьбовой шпильки 8, расположенной соосно стакану 1, втулкам 5 и 6 и крышке 7, и имеющей на концах шайбы 10 и 11 и гайки 9 и 12. Отношение высоты всего корпуса 1 (A+С) к высоте В втулок 5 и 6 из пористого материала находится в диапазоне оптимальных величин: (А+С)/В=1,5…2,5., а отношение диаметра d внутренней втулки 6 к диаметру D внешней втулки 5 из пористого материала находится в диапазоне оптимальных величин: d/D=0,3…0,7, а отношение толщины b втулок 5 и 6 из пористого материала к их высоте В находится в диапазоне оптимальных величин: b/В=0,05…0,1.
3
Втулки 5 и 6 могут быть выполнены на основе алюминесодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5…0,9 кг/м со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5…10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10…20 МПа, или из мягкого вспененного пористого шумопоглощающего материала, например вспененного пенополиуретана или пенополиэтилена, или из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например пеноалюминия.
Возможен вариант, когда стенка цилиндрической внутренней втулки 6 (фиг. 2) выполнена в виде двух перфорированных стенок 13 и 14, между которыми расположен двухслойный комбинированный звукопоглощающий элемент, причем слой 15, прилегающий к одной из стенок 13, выполнен звукопоглощающим, а прилегающий к другой перфорированной стенке 14, слой 16, выполнен из звукоотражающего материала, сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны.
В качестве материала звукоотражающего слоя 16 применен материал на основе магнезиального вяжущего с армирующей стеклотканью или стеклохолстом.
Звуковая энергия от оборудования, находящегося в помещении, или другого, излучающего интенсивный шум, объекта, пройдя через перфорированные стенки 13 и 14 попадает на слои 15 и 16. Слой 16 позволяет отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, а часть звуковой энергии проходит через слой 16 из звукоотражающего материала и взаимодействует со слоем 15 из звукопоглощающего материала, где происходит окончательное рассеивание звуковой энергии.
Глушитель шума работает следующим образом.
Звуковые волны вместе с турбулентным потоком сжатого воздуха от пневматического оборудования поступают через впускной патрубок 2, через его отверстие в корпус 1. При этом явление лучевого эффекта полностью исключается за счет наличия втулок 5 и 6 из пористого материала, а эффективность шумоглушения возрастает за счет подбора геометрических параметров корпуса и втулок и пористости структуры предлагаемых шумопоглощающих материалов.
Возможен вариант, когда стенка цилиндрической внутренней втулки 6 (фиг. 3) выполнена в виде симметрично расположенных перфорированных 18 и 22 стенок, между которыми расположен звукопоглощающий элемент, выполненный в виде трех слоев: центрального слоя 20 из звукоотражающего материала, сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, и симметрично прилегающих к нему звукопоглощающих слоев 19 и 21 из материалов разной плотности. 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.
3
В качестве звукопоглощающего материала используются или листовой шумозащитный материал, который выполнен на основе магнезиального вяжущего с армирующей стеклотканью или стеклохолстом, или полиэстер, или пористый звукопоглощающий керамический материал, имеющий объемную плотность 500÷1000 кг/м, и состоящий из 100 мас.ч. перлита с диаметром зерна 0,1÷8,0 мм, 80÷250 мас.ч. одного из спекающих материалов, выбранных из группы, включающей зольную пыль, шлак, кварц, лаву, камни или глину в качестве основного материала, 5÷30 мас.ч. неорганического связующего, причем после спекания смеси частицы перлита образуют сообщающиеся отверстия между своими контактирующими поверхностями так, что внутренние поры являются сообщающимися между собой.