ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА ВЫПУСКА ВТУЛОЧНОГО ТИПА
NOISE SILENCER OF BUSHING TYPE

Изобретение относится к технике глушения шума и может быть использовано для снижения шума, вызванного истечением газовых потоков (воздуха) в атмосферу.
Известен глушитель шума выпуска по патенту РФ №2298670, F01N 1/00, (прототип), содержащий цилиндрический перфорированный корпус с проточкой, в которой размещен звукопоглощающий элемент, и кожух, охватывающий звукопоглощающий элемент с зазором, образующим расширительную камеру, причем корпус снабжен продольной щелью для выпуска воздуха и установлен с возможностью поворота вокруг оси корпуса.
Недостатком известного глушителя является то, что при выпуске воздуха в атмосферу газовые струи, направленные произвольно в разные стороны, могут, встречаясь с окружающими предметами, создавать дополнительный шум. Кроме этого, известные конструкции имеют достаточно сложное исполнение.
Технический результат - повышение эффективности шумоглушения с одновременным заданием направления выпуска газового потока и упрощение конструкции глушителя.
Это достигается тем, что в глушителе шума выпуска, содержащем цилиндрический перфорированный корпус с проточкой, в которой размещен звукопоглощающий элемент, и кожух, охватывающий звукопоглощающий элемент с зазором, образующим расширительную камеру, причем корпус снабжен продольной щелью для выпуска воздуха и установлен с возможностью поворота вокруг оси корпуса, звукопоглощающий элемент по форме выполнен в виде оболочки, полученной при вращении вокруг оси корпуса треугольника, прямоугольника, сегмента или фигуры по типу прямоугольника, у которого верхнее основание выполнено по криволинейной траектории. Звукопоглощающий элемент выполнен в виде плиты из минеральной ваты на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральной ваты типа «URSA», или базальтовой ваты типа П-75, или стекловаты с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден».
На фиг. 1 изображен фронтальный разрез предлагаемого глушителя шума, на фиг. 2, 3 - варианты звукопоглощающего элемента.
Глушитель шума содержит перфорированный корпус 1, снабженный проточкой, с соосным впускным наконечником для насадки на источник аэродинамического шума и резьбовым отверстием под винт 2, звукопоглощающий элемент 3, выполненный в виде послойной и перекрестной намотки из проволочных, синтетических или хлопчатобумажных нитей и размещенный в проточке корпуса, и кожух 4, охватывающий звукопоглощающий элемент с зазором. Звукопоглощающий элемент 3, выполненный с выпускным отверстием в виде продольной щели 5 и имеющий возможность поворота вокруг оси для задания направления выпуска газового потока, торцовую крышку 6, соединенную с корпусом 1 при помощи винта 2 и совместно с кожухом 4 образующую кольцевую расширительную камеру 7. Звукопоглощающий элемент 3 по форме выполнен в виде оболочки, полученной при вращении вокруг оси корпуса треугольника, прямоугольника, сегмента или фигуры по типу прямоугольника, у которого верхнее основание выполнено по криволинейной траектории.
Звукопоглощающий элемент выполнен в виде плиты из минеральной ваты на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральной ваты типа «URSA», или базальтовой ваты типа П-75, или стекловаты с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден» (на чертеже не показано).
3
Звукопоглощающий элемент 3 выполнен в виде плиты 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 (на чертеже не показано).
Звукопоглощающий элемент 3 выполнен из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например пеноалюминия или металлокерамики, или металлопоролона, или камня-ракушечника со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30…45% (на чертеже не показано).
Звукопоглощающий элемент 3 выполнен в виде крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана, или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», помещенной в цилиндрическую или коническую оболочку из звукопрозрачного материала, причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин: 0,3…2,5 мм (на чертеже не показано).
Возможен вариант выполнения звукопоглощающего элемента (фиг. 2) в виде двух перфорированных стенок 8 и 9, между которыми расположен двухслойный комбинированный звукопоглощающий элемент, причем слой 10, прилегающий к одной из стенок 8, выполнен звукопоглощающим, а прилегающий к другой перфорированной стенке 9 выполнен из звукоотражающего материала, сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны. Перфорированная стенка 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. При этом звукопоглощающий слой 10 помещен в акустически прозрачный материал 12, например стеклоткань типа ЭЗ-100, или полимер типа «повиден», или нетканый материал, например «Лутрасил».
В качестве звукоотражающего материала 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 8 и 9, попадает на слои 10 и 11. Слой 11 позволяет отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, а часть звуковой энергии проходит через слой 11 из звукоотражающего материала и взаимодействует со слоем 10 из звукопоглощающего материала, где происходит окончательное рассеивание звуковой энергии.
Глушитель шума выпуска работает следующим образом.
При работе глушителя струя газового потока, проходя через впускной наконечник, перфорацию корпуса 1, через ячейки звукопоглощающего элемента 3, попадает в кольцевую расширительную камеру 7, откуда через продольную щель 5 в кожухе 4 выходит в атмосферу в заданном направлении, теряя значительную часть энергии акустических колебаний.
Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах звукопоглотителя 3, представляющих собой модель резонаторов "Гельмгольца", где потери энергии происходят за счет трения колеблющейся с частотой возбуждения массы воздуха, находящегося в горловине резонатора, о стенки самой горловины, имеющей вид разветвленной сети пор звукопоглотителя.
Таким образом, реализация предлагаемого изобретения позволит упростить технологию его изготовления и повысить эффективность шумоглушения.
На фиг. 3 представлен вариант звукопоглощающего элемента.
Звукопоглощающая конструкция выполнена в виде симметрично расположенных перфорированных 13 и 17 стенок, между которыми расположен звукопоглощающий элемент, выполненный в виде трех слоев: центрального слоя 15 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 14 и 16 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. частей перлита с диаметром зерна 0,1÷8,0 мм, 80÷250 мас. частей одного из спекающих материалов, выбранных из группы, включающей зольную пыль, шлак, кварц, лаву, камни или глину в качестве основного материала, 5÷30 мас. частей неорганического связующего, причем после спекания смеси частицы перлита образуют сообщающиеся отверстия между своими контактирующими поверхностями так, что внутренние поры являются сообщающимися между собой.