ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА ГАЗОВОГО ПОТОКА (ВАРИАНТЫ)
SUPPRESSOR OF NOISE OF GAS FLOW (VERSIONS)

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к глушителям шума газовых струй активного типа, и может быть использовано в магистралях для транспортировки газа.
Известен глушитель шума газового потока (а.с. №742614, МКИ F01N 1/08, опубл. 25.06.1980), содержащий цилиндрический корпус, расположенную в нем перфорированную трубу, образующую с ним кольцевую полость, впускную камеру с дроссельными шайбами и перегородками и камеру выпуска с торцевой перфорированной выпускной перегородкой. Недостатком известного глушителя является его низкая эффективность из-за большого диаметра отверстий перфорации выпускных элементов, которые сами являются источниками вихревого высокочастотного шума, ввиду высокой турбулентности образующихся газовых струй. Кроме того, данная конструкция формирует концентрированный в одном направлении поток газа.
Известен глушитель шума (патент РФ №2151889, МПК 7 F01N 1/10, опубл. 2000.06.27), ближайший по технической сущности и принятый за прототип, в котором установлен трубчатый проницаемый элемент, образующий с корпусом полость. Корпус глушителя выполнен в виде кожуха с отверстиями, а в упомянутой полости установлен пористый проницаемый пневмоэлемент в виде полого цилиндра. Кольцевая полость между трубчатым элементом и пневмоэлементом заполнена газопроницаемым звукопоглощающим наполнителем, причем пневмоэлемент установлен между пружинами. К впускной передней крышке корпуса глушителя дополнительно присоединен входной диффузор с детурбулизаторами газового потока на входном и выходном его сечениях, выполненными в виде проницаемых прокладок из пористой металлокерамики. Кроме того, внутренний проницаемый трубчатый элемент выполнен в виде диффузора из пористого металлокерамического или керамического материала. Торцевая крышка выполнена глухой и снабжена звукопоглощающей вставкой, а входное отверстие впускной передней крышки выполнено одинакового диаметра с выходным сечением входного диффузора. Такое выполнение обеспечивает снижение шума газовой струи путем ее дробления на элементарные потоки при последовательном снижении масштабов их турбулентности, выравнивании и снижении на выходе из глушителя скоростного поля струи с одновременным увеличением поглощения звуковой энергии.
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в расширении функциональных возможностей и повышении надежности и ресурса работы глушителя шума.
Технический результат достигается тем, что в глушителе шума газового потока (вариант 1), содержащем цилиндрический корпус, внутри которого установлена проницаемая для газового потока пористая вставка, с образованием центральной полости, новым является то, что центральная полость закрыта со стороны входа потока и открыта со стороны выхода потока, пористая вставка образует с корпусом кольцевой канал, открытый на входе и выходе, при этом на его входе перед пористой вставкой установлено устройство, закручивающее поток.
Устройство, закручивающее поток, выполнено в виде щелевого лопаточного завихрителя.
В глушителе шума газового потока (вариант 2), содержащем цилиндрический корпус с торцевой передней крышкой, внутри которого установлена проницаемая для газового потока пористая вставка, с образованием центральной полости, новым является то, что центральная полость закрыта со стороны входа потока и открыта со стороны выхода потока, пористая вставка образует с корпусом кольцевую полость, открытую со стороны выхода потока, на цилиндрической поверхности корпуса расположен патрубок подвода газа, ось которого перпендикулярна продольной оси корпуса.
Для вариантов 1 и 2 общими признаками являются: пористая вставка выполнена в виде усеченного конуса, малый диаметр которого расположен со стороны входа потока; на выходе кольцевого канала установлена проницаемая кольцевая вставка, выполненная в виде трубчатых или щелевых каналов, снабженных перепускными клапанами, открывающимися при заданном перепаде давлений на входе и выходе; на выходе кольцевого канала имеются патрубки отвода отсепарированных из потока газа загрязнений.
На фиг.1 представлен продольный разрез глушителя шума (вариант 1).
На фиг.2 - продольный разрез глушителя шума (вариант 2).
Глушитель шума газового потока (вариант 1) содержит цилиндрический корпус 1, внутри которого установлена проницаемая для газового потока пористая вставка 2 в виде усеченного конуса, малый диаметр которого расположен со стороны входа потока, с образованием центральной полости 3, закрытой со стороны входа потока и открытой со стороны выхода потока. Пористая вставка 2 образует с корпусом кольцевой канал 4, открытый на входе и выходе. На входе кольцевого канала 4 перед пористой вставкой 2 установлен щелевой лопаточный завихритель 5 для закрутки потока газа.
По второму варианту глушитель шума газового потока содержит цилиндрический корпус 1 с торцевой передней крышкой 6, внутри которого установлена проницаемая для газового потока пористая вставка 2, с образованием центральной полости 3, закрытой со стороны входа потока и открытой со стороны выхода потока. Пористая вставка 2 образует с корпусом 1 кольцевую полость 7, открытую со стороны выхода потока. На цилиндрической поверхности корпуса 1 расположен патрубок подвода газа 8, ось которого перпендикулярна продольной оси корпуса 1.
Для 1 и 2 вариантов на выходе кольцевого канала 4 установлена проницаемая кольцевая вставка 9, выполненная в виде трубчатых или щелевых каналов, снабженных перепускными клапанами 10, и, кроме того, имеются патрубки 11 отвода отсепарированных из потока газа загрязнений. С наружной стороны корпус 1 имеет шумоглушащее покрытие 12.
Глушитель шума работает следующим образом. Газовый поток после редуцирования поступает на вход глушителя и с помощью щелевого лопаточного завихрителя 5 закручивается. Лопаточный завихритель 5 представляет собой щелевые каналы, в которых происходит первичное гашение крупномасштабных пульсаций скорости. Вследствие действия массовых сил на газовую среду, имеющую наряду с осевой составляющей и радиальную, происходит сепарация загрязнений, имеющихся в газовом потоке. Жидкие и твердые загрязнения с плотностью, существенно большей плотности газа, отбрасываются в периферийную область потока в кольцевом канале 4. Отсепарированный газовый поток проходит через пористую вставку 2, где происходит гашение пульсаций давления и скорости потока, т.е. происходит снижении уровня шума (высокочастотного шума). Газовый поток, прошедший через пористую вставку, поступает в газовую магистраль. Часть газового потока, движущаяся в периферийной области кольцевого канала 4 и содержащая твердые и жидкие загрязнения, проходит через кольцевую вставку 9 с трубчатыми или щелевыми каналами, которые снабжены перепускными клапанами 10, открывающимися при заданном перепаде давлений на входе и выходе. При прохождении через трубчатые или щелевые каналы происходит гашение пульсаций давлении и скорости и снижение уровня шума. Газовые потоки, прошедшие через пористую вставку 2 и трубчатые или щелевые каналы кольцевой вставки 9, на выходе соединяются и поступают в газовую магистраль.
Таким образом, вследствие действия массовых сил различные включения (твердые и жидкие, всегда присутствующие в природном газе) будут отбрасываться на периферию потока, при этом уменьшается вероятность засорения пористой вставки 2, что увеличивает ресурс и надежность глушителя шума и не приводит к увеличению гидравлического сопротивления газодинамического тракта, что в конечном итоге снижает затраты на транспортировку газа.