ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА

Заявляемый глушитель шума относится к области машиностроения и может быть использован в устройствах для снижения шума двигателей внутреннего сгорания.
Известен глушитель шума, описанный в патенте на полезную модель RU №43914, опубликованном 10.02.2005 г., выполненный в виде цилиндрического корпуса с входной и выходной трубой. В корпус вмонтирована поперечная перегородка с отверстием, а вдоль оси корпуса установлен неподвижный шток, на котором установлен нагнетатель в виде форсунки, и шнек в качестве завихрителя.
Недостатком данного устройства является неэффективная работа устройства из-за значительного снижения мощности двигателя. Из-за многократного изменения площади сечения и направления движения обусловленного неподвижным шнеком, газовоздушный поток испытывает значительное газодинамическое сопротивление, преодоление которого и влечет значительное снижение мощности двигателя.
Известен глушитель шума газового потока, описанный в патенте на изобретение SU №1307929, опубликованном 23.10.1990 г. Устройство содержит цилиндрический корпус с впускным и выпускным патрубками, по оси глушителя установлена перфорированная трубка, на которой неподвижно закреплен винтовой шнек, также устройство снабжено поперечной перегородкой в виде усеченного конуса.
Недостатком данного устройства является значительное снижение мощности двигателя. Из-за многократного изменения площади сечения и направления движения обусловленного неподвижным шнеком, газовоздушный поток испытывает значительное газодинамическое сопротивление, преодоление которого и влечет значительное снижение мощности двигателя.
Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, является глушитель шума, описанный в патенте на изобретение SU №1263890, опубликованном 15.10.1986 г. Устройство содержит вихревую камеру с тангенциальным подводящим патрубком, связанную со смесительной камерой. Смесительная камера выполнена с пористыми стенками и в ней на подшипниках установлен перфорированный шнек, причем пористые стенки и шнек дополнительно смачиваются подводимой через тангенциальный патрубок жидкостью. Так же имеется перфорированный дефлектор, для изменения направления движения газовоздушной смеси и подачи ее в камеру выпуска с тангенциальным патрубком выпуска.
Недостатком данного устройства является конструктивная сложность в изготовлении и эксплуатации, а также не высокая надежность из-за возможности забивания перфораций шнека и дефлектора смесью сажи и жидкости. Данное устройство имеет свойство подсасывать газ из двигателя, что облегчает вход новой порции газовоздушной смеси, но на многочисленных поворотах траектории движения и при частом изменении площади проходного сечения газовоздушная смесь все равно испытывает значительное газодинамическое сопротивление, на преодоление которого тратится до 12% мощности двигателя, следовательно, существенно снижается эффективность работы устройства.
Техническим результатом заявляемого глушителя шума является устранение указанных недостатков, а именно, повышение надежности и эффективности работы глушителя путем упрощения конструкции.
Технический результат заявляемого устройства достигается тем, что глушитель шума, содержит корпус с подводящим и отводящим патрубками, вращающийся винтовой шнек, установленный внутри корпуса на валу в подшипниках, отличается тем, что содержит обечайку, жестко связанную с по крайней мере однозаходным винтовым шнеком по наружной поверхности лопастей, и установленную соосно с входным патрубком и корпусом, причем в зазоре между корпусом и обечайкой установлены не менее двух колец, одни с натягом на корпус и с зазором на обечайку, другие с натягом на обечайку и с зазором на корпус, подшипники и кольца выполнены из композиционных материалов, выходным патрубком служит концевая часть корпуса.
За счет того, что глушитель шума содержит обечайку, жестко связанную с по крайней мере однозаходным винтовым шнеком по наружной поверхности лопастей, и установленную соосно с входным патрубком и корпусом, причем в зазоре между корпусом и обечайкой установлены не менее двух колец, одни с натягом на корпус и с зазором на обечайку, другие с натягом на обечайку и с зазором на корпус, подшипники и кольца выполнены из композиционных материалов, выходным патрубком служит концевая часть корпуса, упрощается конструкция, повышается надежность и эффективность работы глушителя.
Таким образом, совокупность заявляемых признаков позволяет повысить надежность и эффективность работы устройства.
Заявляемый глушитель шума обладает новизной, отличаясь от прототипа перечисленными выше признаками, и обеспечивает достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Заявляемый глушитель шума может найти широкое применение в машиностроении для двигателей внутреннего сгорания и может быть изготовлено на предприятии общего машиностроения, на существующем оборудовании, поэтому соответствует критерию «промышленная применимость».
Сущность заявляемого глушителя шума поясняется чертежами, где представлены:
- фиг.1 - общий вид глушителя шума;
- фиг.2 - то же, вид А-А;
- фиг.3 - то же, вид Б-Б;
- фиг.4 - то же, вид В-В;
Глушитель шума состоит из корпуса 1 выполненного из стальной трубы, с одной стороны корпуса 1 установлен патрубок 2 с двумя разрезами 3, 4 для крепления к радиальной трубе (на рисунке не показана). В корпусе 1 установлено две опоры 5, 6 с подшипниками скольжения 7, 8 из композиционного материала (например полимерного). На подшипниках скольжения 7, 8 установлен вал 9, на котором закреплен винтовой шнек 10. В свою очередь к внешнему контуру лопастей 11 (в примере исполнения условно показана одна лопасть) винтового шнека 10 прикреплена цилиндрическая обечайка 12. Для предотвращения прямого прохождения звука через зазор между корпусом 1 и обечайкой 12, на обечайку 12 с натягом, на корпус 1 с зазором установлены кольца 13 (в примере исполнения условно показано одно кольцо) и в корпус 1 с натягом, а на обечайку 12 с зазором установлены кольца 14 (в примере исполнения условно показано одно кольцо). (Фиг.1, 2, 3, 4)
Глушитель шума работает следующим образом. В предлагаемом устройстве реализуются разные траектории движения газовоздушной смеси и звука.
При работе двигателя газовоздушная смесь через патрубок 2 поступает на лопасти 11 винтового шнека 10. Соприкасается с лопастями 11, вызывая вращение винтового шнека 10. В установившемся режиме работы, поверхности лопастей 11 проскальзывают относительно движущегося воздуха не вызывая изменения вектора скорости газовоздушного потока, т.е. газовоздушная смесь движется прямолинейно. Причем затраты энергии на вращения шнека 10, установленного на подшипниках скольжения 7, 8, из композиционного материала, и преодоление газодинамического сопротивления движению пренебрежительно малы в сравнении с неподвижным шнеком или газодинамическим сопротивлением в существующих конструкциях глушителей. В силу инерционности вращения винтового шнека 10 он вращается как в периоды импульсов газовоздушной смеси.
Звуковой поток, двигаясь по корпусу 1 глушителя шума, многократно отражается от обечайки 12 и лопастей 11 винтового шнека 10, воспринимая их как неподвижные преграды, т.е. движется по винтовой траектории (это объясняется тем, что скорость вращения винтового шнека 10 задается скоростью движения газовоздушного потока, которая много меньше скорости движения звукового потока), что сопровождается потерей энергии звуковой волны, а следовательно снижением шума, в свою очередь кольца 13, 14 обеспечивают перекрывание прямого прохождения звукового потока между корпусом 1 и обечайкой 12, вынуждая звук многократно отражаться от корпуса 1 и обечайки 12.
Заявляемый глушитель шума отличается повышенной надежностью и эффективностью работы за счет того, что содержит обечайку, жестко связанную с, по крайней мере, однозаходным винтовым шнеком по наружной поверхности лопастей, и установленную соосно с входным патрубком и корпусом, причем в зазоре между корпусом и обечайкой установлены не менее двух колец, одни с натягом на корпус и с зазором на обечайку, другие с натягом на обечайку и с зазором на корпус, подшипники и кольца выполнены из композиционных материалов, выходным патрубком служит концевая часть корпуса.