ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА ВОЗДУШНОГО ПОТОКА (ГШВП) (ВАРИАНТЫ)
AIRFLOW MUFFLER (OPTIONS)

Предлагаемое изобретение относится к области снижения шума аэродинамических источников и может быть использовано в сетях воздуховодов систем вентиляции и кондиционирования воздуха.
Известным является глушитель шума для систем вентиляции, включающий корпус, в полости которого размещены звукопоглощающие элементы, состоящие из волокнистого звукопоглощающего материала, покрытого стеклотканью и размещенного между перфорированными металлическими листами. Звукопоглощающие элементы расположены под углом к стенкам глушителя, образуя каналы для прохода воздуха постоянного сечения по ходу потока треугольной или прямоугольной формы (Авторское свидетельство СССР на изобретение №341999, кл. F16L 55/02, опубл. 14.06.1972, Б.И. №19).
Такое размещение звукопоглощающих элементов и постоянное сечение каналов не обеспечивает высокую эффективность глушения шума.
Прототипом предлагаемого глушителя шума может служить глушитель шума воздушного потока, преимущественно систем вентиляции и кондиционирования воздуха, включающий корпус с входным и выходным отверстиями, в полости которого размещены под углом к его стенкам звукопоглощающие элементы, образующие каналы, при этом звукопоглощающие элементы попарно прилегают друг к другу у входного отверстия, образуя сужающуюся форму каналов для прохода воздуха, и имеют в местах примыкания друг к другу обтекатели выпуклой формы и механизм их поворота, состоящий из рычагов и стержней-тяг, жестко закрепленных на торцах звукопоглощающих элементов посредством шайб и шплинтов (Патент РФ на изобретение №2338964, кл. F24F 13/24, опубл. 20.11.2008 г.).
Недостатком данного глушителя шума является достаточно сложная конструкция и достаточно низкая эффективность глушения шума.
Технической задачей является создание вариантов конструктивного исполнения устройства, обладающих совокупностью технических преимуществ в сравнении с прототипом.
Техническим результатом конструктивного исполнения первого варианта конструктивного исполнения устройства является повышение технологичности путем упрощения конструкции при обеспечении более высокой эффективности глушения шума.
Повышение технологичности путем упрощения конструкции при обеспечении более высокой эффективности глушения шума в первом варианте конструктивного исполнения глушителя шума достигается тем, что в известном глушителе шума воздушного потока, преимущественно систем вентиляции и кондиционирования воздуха, включающем корпус с входным и выходным отверстиями, в полости которого размещен под углом к его стенкам, звукопоглощающий элемент с возможностью перемещения, связанные со звукопоглощающим элементом каналы для прохода воздуха сужающейся формы, и расположенный у входного отверстия элемент выпуклой формы, при этом звукопоглощающий элемент выполнен в виде установленной в полости корпуса съемной и сменной вставки V-образного уголкового профиля в профильном сечении, в форме двугранного угла с парой граней, наружные поверхности которых образуют ребро со стороны входного отверстия, причем каждая из граней расположена под углом к стенкам корпуса с образованием каналов сужающейся формы для прохода воздуха, при этом элемент выпуклой формы выполнен в виде рассекателя потока, в форме перфорированной пластины, установленной в полости корпуса и обращенной выпуклой поверхностью в сторону входного отверстия, а вогнутой поверхностью - в сторону выходного отверстия, причем ребро двугранного угла примыкает к вогнутой поверхности перфорированной пластины.
Для повышения эффективности глушения шума перфорированная пластина выполнена в форме полуцилиндра с продольной осью сориентированной параллельно ребру.
Повышение эффективности глушения шума достигается тем, что полуцилиндр выполнен гофрированным, с продольными гофрами V-образного уголкового профиля в профильном поперечном сечении.
Для повышения эффективности глушения шума в полости корпуса дополнительно установлен съемный и сменный отражательный экран в форме гофрированной пластины с гофрами V-образного уголкового профиля в профильном поперечном сечении, примыкающей к торцам граней со стороны выходного отверстия, а полость, образованная гранями и пластиной, заполнена звукопоглощающим материалом.
Сущность варианта конструктивного исполнения заявляемого технического решения поясняется чертежами: на фиг. 1 схематически изображен глушитель шума (продольный разрез); на фиг. 2 схематически изображен глушитель шума с гофрированными рассекателем потока и гофрированным отражательным экраном (продольный разрез).
Глушитель шума содержит корпус 1 съемную и сменную вставку V-образного уголкового профиля в профильном сечении в форме двугранного угла 2 с парой граней 3, ребро 4 расположенное со стороны входного отверстия 5, каналы сужающейся формы 6 для прохода воздуха, рассекатель потока в форме криволинейной перфорированной пластины 7, выходное отверстие 8, отражательный гофрированный экран 9 и звукопоглощающий материал 10.
Глушитель шума работает следующим образом.
Воздушный поток поступает в глушитель через входное отверстие 5 и сталкивается с рассекателем потока в форме криволинейной перфорированной пластины 7, на которой поток разбивается на отдельные струи (на фиг. 1). Криволинейная перфорированная пластина, установлена в корпусе 1 перед двугранным углом 2 по ходу потока воздуха и обращена выпуклой поверхностью в сторону входного отверстия 5, а вогнутой поверхностью - в сторону выходного отверстия 8. Разбивание потока с использованием перфорации на более мелкие отдельные струи снижает градиенты скоростей, увеличивает трение, что ведет к снижению вихревого шума в широком диапазоне частот. Так же в результате разбивания потока на мелкие струи низкочастотные составляющие шума преобразуются в высокочастотные, которые поглощаются при взаимодействии со звукопоглощающими конструкциями. Струи сливаются друг с другом и направляются в каналы сужающейся формы 6, имеющие переменное сечение за счет установленных под углом к стенкам корпуса 1 глушителя граней 3 двугранного угла 2. Изменение сечения каналов 6 способствует более плотному контакту потока воздуха с гранями 3, расположенными под углом к стенкам корпуса 1, что приводит к более интенсивному звукопоглощению. Эффективность глушения шума может быть повышена при переменных расходах воздуха за счет того, что сменные двугранные углы 2 имеют различные по величине углы, образованные гранями 3. При изменении расхода воздуха двугранный угол 2 снимают и меняют на другой двугранный угол 2, который отличается величиной угла раскрытия между гранями 3, что позволяет регулировать сечение каналов 6 для обеспечения более эффективного шумоглушения при переменных расходах воздуха. Дополнительный эффект шумоглушения обеспечивается за счет затухания звуковой волны при переходе во внутреннюю полость двугранного угла 2 из канала 6 через перфорацию и слой звукопоглощающего материала на гранях 3 двугранного угла 2. Повышение эффективности глушения шума достигается тем, что перфорированная пластина 7 выполнена в форме полуцилиндра с продольной осью сориентированной параллельно ребру 4. Для повышения эффективности глушения шума полуцилиндр может быть выполнен гофрированным (на фиг. 2), с продольными гофрами V-образного профиля в профильном поперечном сечении. Струи при прохождении через перфорацию сталкиваются друг с другом, теряя кинетическую энергию и способствуя турбулизации, которая приводит к росту хаотичности перемещения звуковых волн и способствует их большему затуханию. В полости корпуса 1 может быть дополнительно установлен съемный и сменный отражательный экран в форме гофрированной пластины 9 с гофрами V-образного уголкового профиля в профильном поперечном сечении, примыкающей к торцам граней 3 со стороны выходного отверстия 8, а полость, образованная гранями 3 и пластиной 9, заполнена звукопоглощающим материалом 10. Звуковые волны встречают на своем пути гофры пластины 9 и частично отражаются от них в сторону источника звука, и вторично проходят через слой звукопоглощающего материала 10, в результате чего происходит диссипация их звуковой энергии, что приводит к снижению суммарного уровня шума.
Техническим результатом конструктивного исполнения второго варианта конструктивного исполнения устройства является упрощение конструкции при обеспечении более высокой эффективности глушения шума.
Указанный технический результат в предложенном варианте конструктивного исполнения глушителя шума, достигается тем, что в известном глушителе шума воздушного потока, преимущественно систем вентиляции и кондиционирования воздуха, включающем корпус с входным и выходным отверстиями, в полости которого размещен под углом к его стенкам, звукопоглощающий элемент с возможностью перемещения, связанные со звукопоглощающим элементом каналы для прохода воздуха сужающейся формы, и расположенный у отверстия элемент выпуклой формы, и возможностью закрепления на торцах, при этом звукопоглощающий элемент выполнен в виде установленной в полости корпуса съемной и сменной вставки V -образного уголкового профиля в профильном сечении, в форме двугранного угла с парой граней, наружные поверхности которых образуют ребро, обращенное в сторону входного отверстия, причем каждая из граней расположена под углом к стенкам корпуса с образованием каналов сужающейся формы для прохода воздуха, при этом элемент выпуклой формы выполнен в виде отражательного экрана, в форме криволинейной пластины, установленной в полости корпуса, у выходного отверстия, закрепленной на торцах граней и обращенной выпуклой поверхностью в сторону выходного отверстия, а вогнутой поверхностью - в сторону входного отверстия.
Повышение эффективности глушения шума достигается тем, что пластина выполнена в форме полуцилиндра, а продольная ось полуцилиндра сориентирована параллельно ребру.
Для повышения эффективности глушения шума полуцилиндр выполнен гофрированным, с продольными гофрами V-образного уголкового профиля в профильном поперечном сечении, а полость, образованная полуцилиндром и гранями, заполнена звукопоглощающим материалом.
Сущность варианта конструктивного исполнения заявляемого технического решения поясняется чертежами: на фиг. 3 схематически изображен глушитель шума (продольный разрез); на фиг. 4 схематически изображен глушитель шума с гофрированным отражательным экраном (продольный разрез).
Глушитель шума содержит корпус 11, съемную и сменную вставку V-образного уголкового профиля в профильном сечении, в форме двугранного угла 12 с парой граней 13, наружные поверхности которых образуют ребро 14, входное отверстие 15, каналы сужающейся формы 16 для прохода воздуха, отражательный экран в форме криволинейной пластины 17, выходное отверстие 18 и звукопоглощающий материал 19.
Глушитель шума работает следующим образом.
Воздушный поток поступает в глушитель через входное отверстие 15 (на фиг. 3). Поток разделяется и направляется в каналы сужающейся формы 16, имеющие переменное сечение за счет установленных под углом к стенкам корпуса 11 глушителя граней 13 двугранного угла 12. Изменение сечения каналов 16 способствует более плотному контакту потока воздуха с гранями 13, расположенными под углом к стенкам корпуса 11, что приводит к более интенсивному звукопоглощению. Эффективность глушения шума может быть повышена при переменных расходах воздуха за счет того, что сменные двугранные углы 12 имеют различные по величине углы, образованные гранями 13. При изменении расхода воздуха двугранный угол 12 снимают и меняют на другой двугранный угол 12, который отличается величиной угла раскрытия между гранями 13, что позволяет регулировать сечение каналов 6 для обеспечения более эффективного шумоглушения при переменных расходах воздуха. Дополнительный эффект шумоглушения обеспечивается за счет затухания звуковой волны при переходе во внутреннюю полость двугранного угла 12 из канала 16 через перфорацию и слой звукопоглощающего материала на гранях 13 двугранного угла 12. Отражательный экран имеет форму криволинейной пластины 17, установленной в полости корпуса 11, у выходного отверстия 18 и закреплена на торцах граней 13, при этом пластина 17 обращена выпуклой поверхностью в сторону выходного отверстия 18, а вогнутой поверхностью - в сторону входного отверстия 15. Повышение эффективности глушения шума достигается тем, что пластина 17 выполнена в форме полуцилиндра, продольная ось которого сориентирована параллельно ребру 14. Так же для повышения эффективности глушения шума полуцилиндр может быть выполнен гофрированным (на фиг. 4), с продольными гофрами V-образного уголкового профиля в профильном поперечном сечении, а полость, образованная полуцилиндром и гранями 13 заполнена звукопоглощающим материалом 19. Звуковые волны встречают на своем пути гофры полуцилиндра и частично отражаются от них в сторону источника звука, и вторично проходят через слой звукопоглощающего материала 19, в результате чего происходит диссипация их звуковой энергии, что приводит к снижению суммарного уровня шума.
Техническим результатом конструктивного исполнения третьего варианта конструктивного исполнения устройства является повышение технологичности путем упрощения конструкции при обеспечении более высокой эффективности шумоглушения при реверсивном потоке воздуха.
Указанный технический результат в предложенном варианте конструктивного исполнения глушителя шума, достигается тем, что в известном глушителе шума воздушного потока, преимущественно систем вентиляции и кондиционирования воздуха, включающем корпус с входным и выходным отверстиями, в полости которого размещен под углом к его стенкам звукопоглощающий элемент с возможностью перемещения, связанные со звукопоглощающим элементом каналы для прохода воздуха сужающейся формы, и стержень, связанный со звукопоглощающим элементом, при этом звукопоглощающий элемент выполнен в виде, размещенной в полости корпуса, съемной и сменной вставки, в форме полой призмы, содержащей две пары смежных боковых граней и поперечным сечением в форме ромба или квадрата, или выпуклого дельтоида, при этом каждая из смежных боковых граней одной из пар сориентирована под углом к стенкам корпуса с образованием каналов сужающейся формы для прохода воздуха, а боковое ребро, образованное наружными поверхностями упомянутых смежных боковых граней, обращено в сторону входного отверстия, при этом каждая из смежных боковых граней другой пары сориентирована под углом к стенкам корпуса с образованием каналов расширяющейся формы для прохода воздуха, сообщенных с каналами сужающейся формы, а другое боковое ребро, образованное наружными поверхностями упомянутых смежных боковых граней, обращено в сторону выходного отверстия, причем стержень выполнен в виде, установленного в полости призмы, отражательного экрана с парой оппозитных продольных клиновидных вырезов, обращенных соответственно в сторону входного и выходного отверстий.
Повышение эффективности глушения шума достигается тем, что полость призмы заполнена звукопоглощающим материалом.
Сущность варианта конструктивного исполнения заявляемого технического решения поясняется чертежом: на фиг. 5 схематически изображен глушитель шума (продольный разрез).
Глушитель шума содержит корпус 20, съемную и сменную вставку в форме полой призмы 21 с двумя парами смежных боковых граней 22 и поперечным сечением в форме ромба или квадрата, или выпуклого дельтоида, каналы сужающейся формы 23 для прохода воздуха, боковое ребро 24, которое обращено к входному отверстию 25, каналы расширяющейся формы 26 для прохода воздуха, боковое ребро 27, которое обращено к выходному отверстию 28, отражательный экран 29 с парой оппозитных клиновидных вырезов 30 и звукопоглощающий материал 31.
Глушитель шума работает следующим образом.
Воздушный поток поступает в глушитель через входное отверстие 25 (на фиг. 5). Поток разделяется и направляется в каналы сужающейся формы 23, имеющие переменное сечение за счет установленных под углом к стенкам корпуса 20 глушителя граней 22 призмы 21. Призма 21 может быть выполнена с поперечным сечением в форме ромба или квадрата (не показана на чертеже), или выпуклого дельтоида (не показана на чертеже). Призма содержит две пары смежных боковых граней 22, боковое ребро 24, образованное наружными поверхностями смежных боковых граней 22, обращено в сторону входного отверстия 25, при этом каждая из смежных боковых граней 22 другой пары сориентирована под углом к стенкам корпуса 20 с образованием каналов расширяющейся формы 26 для прохода воздуха, сообщенных с каналами сужающейся формы 23, а другое боковое ребро 27, образованное наружными поверхностями упомянутых смежных боковых граней 22, обращено в сторону выходного отверстия 28. Изменение сечения каналов 23 способствует более плотному контакту потока воздуха с гранями 22 призмы 21, расположенными под углом к стенкам корпуса 20, что приводит к более интенсивному звукопоглощению. Эффективность глушения шума может быть повышена при переменных расходах воздуха за счет того, что сменные призмы имеют различные по величине углы, образованные гранями 22. При изменении расхода воздуха призму 21 снимают и меняют на другую, которая отличается величиной углов между гранями 22, что позволяет регулировать сечение каналов 23 для обеспечения более эффективного шумоглушения при переменных расходах воздуха. Дополнительный эффект шумоглушения обеспечивается за счет затухания звуковой волны при переходе во внутреннюю полость призмы 21 из канала 23 через перфорацию и слой звукопоглощающего материала на гранях 22 призмы 21. В полости призмы 21 установлен отражательный экран 29 с парой оппозитных продольных клиновидных вырезов 30, обращенных соответственно в сторону входного 25 и выходного 28 отверстий и полость призмы 21 заполнена звукопоглощающим материалом 31. Звуковые волны встречают на своем пути клиновидные вырезы 30 и частично отражаются от них в сторону источника звука, и вторично проходят через слой звукопоглощающего материала 31, в результате чего происходит диссипация их звуковой энергии, что приводит к снижению суммарного уровня шума. При изменении направления потока воздуха глушитель позволяет так же эффективно выполнять функции шумоглушения.
Техническим результатом конструктивного исполнения четвертого варианта конструктивного исполнения устройства является повышение технологичности путем упрощения конструкции при обеспечении более высокой эффективности шумоглушения и более высокой эксплуатационной надежности при больших скоростях потока воздуха.
Указанный технический результат в предложенном варианте конструктивного исполнения глушителя шума, достигается тем, что в известном глушителе шума воздушного потока, преимущественно систем вентиляции и кондиционирования воздуха, включающем корпус с входным и выходным отверстиями, элементы, закрепленные на торце, размещенные в полости корпуса звукопоглощающий элемент, и связанные с ним сужающиеся каналы для прохода воздуха, и возможностью размещения под углом к стенкам корпуса, и перемещения звукопоглощающего элемента, при этом звукопоглощающий элемент выполнен в виде съемной и сменной вставки из сохраняющего форму звукопоглощающего материала, размещенной в полости корпуса, а каждый из каналов выполнен во вставке сужающимся по ходу потока воздуха, и под углом к стенкам корпуса, при этом элементы выполнены в форме выступов и расположены на торце корпуса противоположного входному отверстию, и по существу со стороны выходного отверстия, причем по периметру корпуса выполнены продольные вырезы с образованием впадин и упомянутых выступов, чередующихся с впадинами, а выступы отогнуты в сторону продольной оси корпуса с возможностью механического контакта с вставкой для фиксации положения последней и отражения акустических волн по типу отражательных экранов.
Повышение эффективности глушения шума достигается тем, что в каждом из каналов стенка канала перекрывает на просвет выпускное окно канала.
Для повышения эффективности глушения шума корпус выполнен цилиндрическим, а выступы имеют криволинейную форму и обращены к вставке вогнутой поверхностью.
Сущность варианта конструктивного исполнения заявляемого технического решения поясняется чертежами: на фиг. 6 схематически изображен глушитель шума (продольный разрез); на фиг. 7 схематически изображен вид глушителя шума со стороны входного отверстия.
Глушитель шума содержит съемную и сменную вставку 32 выполненную из сохраняющего форму звукопоглощающего материала, размещенную в полости корпуса 33, каналы 34 сужающейся формы для прохода воздуха, расположенные под углом к стенкам корпуса 33, выступы 35, входное отверстие 36, впадины 37 и выпускное окно 38 канала 34.
Глушитель шума работает следующим образом.
Воздушный поток поступает в глушитель через входное отверстие 36 (на фиг. 6). В корпусе 33 (на фиг. 7) установлена съемная и сменная вставка 32, которая выполнена из сохраняющего форму звукопоглощающего материала. Поток разделяется и направляется в каналы сужающейся формы 34, имеющие переменное проходное сечение и расположенные под углом к стенкам корпуса 33. Каналы 34 расположены во вставке 32. Изменение сечения каналов 34 способствует более плотному контакту потока воздуха со стенками каналов 34, что приводит к более интенсивному звукопоглощению. Эффективность глушения шума может быть повышена при переменных расходах воздуха за счет того, что вставки 32 имеют различные по величине углы наклона каналов 34 или проходные сечения. При изменении расхода воздуха вставку 32 снимают и меняют на другую для обеспечения более эффективного шумоглушения при переменных расходах воздуха. К снижению шума приводит так же то, что в каждом из каналов 34 стенка канала 34 перекрывает на просвет выпускное окно 38 канала 34. С торца корпуса 33 противоположного входному отверстию 36 и по периметру корпуса 33, и по существу со стороны выходного отверстия (не показано на чертеже) выполнены продольные вырезы с образованием впадин 37 и выступов 35, чередующихся с впадинами 37, причем выступы 35 отогнуты в сторону продольной оси корпуса 33 с возможностью механического контакта с вставкой 32 для фиксации положения последней и отражения акустических волн по типу отражательных экранов. Звуковые волны встречают на своем пути выступы 35 и частично отражаются от них в сторону источника звука, и вторично проходят через вставку 32, в результате чего происходит диссипация их звуковой энергии, что приводит к снижению суммарного уровня шума. К снижению шума приводит выполнение корпуса 33 цилиндрическим, а выступов 35 - криволинейной формы, причем криволинейные выступы обращены к вставке 32 вогнутой поверхностью.