МАЛОШУМНАЯ ВЕНТИЛЯЦИОННАЯ УСТАНОВКА
LOW NOISE VENTILATION UNIT

Изобретение относится к машиностроению.
Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является малошумная вентиляционная установка по патенту РФ №2299358, кл. F04D 17/00, [прототип], содержащая корпус и звукопоглощающий кожух.
Недостатком технического решения, принятого в качестве прототипа, является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения за счет сравнительно невысокого коэффициента звукопоглощения.
Технический результат - повышение эффективности шумоглушения за счет повышения коэффициента звукопоглощения путем увеличения поверхностей звукопоглощения при сохранении габаритных размеров вентиляционной установки.
Это достигается тем, что в малошумной вентиляционной установке, содержащей расположенный на раме прямоугольного профиля кожух, состоящий из шумопоглощающих панелей со звукопоглощающим материалом, в котором расположено рабочее колесо вентилятора, закрепленное на валу, проходящем сквозь кожух, вращающемся от клиноременной передачи посредством электродвигателя, также расположенного на раме, в кожухе закреплены входной диаметром D и выходной квадратного сечения со стороной B патрубки, причем отношение ширины C установки, измеряемой от среза сопла входного патрубка до ограждения клиноременной передачи, к высоте Н установки, измеряемой от среза сопла выходного патрубка до основания рамы, находится в оптимальном интервале величин: C/H=0,7…1,5; а отношение диаметра D входного патрубка к стороне B выходного патрубка квадратного сечения находится в оптимальном интервале величин: D/B=0,8…1,2; а отношение длины L установки к ее высоте Н находится в оптимальном интервале величин: L/Н=0,4…1,5; а отношение длины L установки к расстоянию A между осями входного и выходного патрубков находится в оптимальном интервале величин: L/A=3,3…5,3, причем прямоугольный кожух и электродвигатель установлены на основании рамы посредством виброизолирующих прокладок, например ковриков типа КВ-1 или КВ-2.
На фиг. 1 изображен общий вид малошумной вентиляционной установки, на фиг. 2 - общий вид деталей шумопоглощающих каркасных панелей кожуха установки, на фиг. 3 - вариант звукопоглощающего элемента.
Малошумная вентиляционная установка (фиг. 1) содержит расположенный на раме 1 прямоугольного профиля кожух 2, состоящий из шумопоглощающих каркасных панелей (фиг. 2) со звукопоглощающим материалом 11, в котором расположено рабочее колесо 5 вентилятора, закрепленное на валу 6, проходящим сквозь кожух 2, и вращающимся от клиноременной передачи 7 посредством электродвигателя 8, также расположенного на раме 1. В кожухе 2 закреплены входной 3 диаметром «D» и выходной 4 квадратного сечения со стороной «B» патрубки, причем отношение ширины «C» установки, измеряемой от среза сопла входного патрубка 3 до ограждения (на чертеже не показано) клиноременной передачи 7, к высоте «H» установки, измеряемой от среза сопла выходного патрубка 4 до основания рамы 1, находится в оптимальном интервале величин: C/H=0,7…1,5. Отношение диаметра «D» входного патрубка 3 к стороне «B» выходного патрубка 4 квадратного сечения находится в оптимальном интервале величин: D/B=0,8…1,2. Отношение длины L установки к ее высоте Н находится в оптимальном интервале величин: L/H=0,4…1,5. Отношение длины «L» установки к расстоянию «A» между осями входного и выходного патрубков находится в оптимальном интервале величин: L/A=3,3…5,3. Кожух 2 и электродвигатель 8 установлены на основании рамы посредством виброизолирующих прокладок 9, например ковриков типа КВ-1 или КВ-2. Шумопоглощающие панели (фиг. 2) кожуха 2 выполнены в виде параллелепипеда, образованного передней 12 и задней 10 стенками панели, каждая из которых имеет П-образную форму, причем на передней стенке 12 имеется щелевая перфорация 13 и 14, коэффициент перфорации которой принимается равным или более 0,25, а стенки панели фиксируются между собой вибродемпфирующими крышками 15 и 16, а в качестве звукопоглощающего материала звукопоглощающего элемента 11 используются 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». Ребра жесткости 17 позволяют герметично собирать кожух.
3
В качестве звукопоглощающего материала 11 панелей кожуха 2 используются плиты на основе алюминийсодержащих 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.
Передняя 12 и задняя 10 стенки каркаса панелей кожуха выполнены из нержавеющей стали или оцинкованного листа толщиной 0,7 мм с полимерным защитно-декоративным покрытием типа «Пурал» толщиной 50 мкм или «Полиэстер» толщиной 25 мкм или алюминиевого листа толщиной 1,0 мм и толщиной покрытия 25 мкм.
Отношение высоты h каркаса панелей 10 к его ширине b находится в оптимальном отношении величин: h/b=1,0…2,0; а отношение толщины s' каркаса в сборе к его ширине b находится в оптимальном отношении величин: s'/b=0,1…0,15; а отношение толщины s звукопоглощающего элемента к толщине s' каркаса в сборе находится в оптимальном отношении величин: s/s'=0,4…0,8. Вибродемпфирующие крышки 15 и 16, фиксирующие стенки панели, выполнены из эластомера, пенополиуретана или пенополиэтилена, древесноволокнистого, древесностружечного материала, или гипсоасбокартона, или эластичного листового вибропоглощающего материала с коэффициентом внутренних потерь не ниже 0,2, или композитного материала, или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим».
В качестве звукопоглощающего материала 11 панелей кожуха 2 используются металлокерамика или композитные материалы со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30…45%.
В качестве звукопоглощающего материала 11 панелей кожуха 2 используется элемент в виде послойной и перекрестной намотки из пористых нитей, намотанных на акустически прозрачный каркас, например проволочный каркас (на чертеже не показан).
В качестве звукопоглощающего материала 11 панелей кожуха 2 используется элемент из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например металлопоролона, пеноалюминия или камня-ракушечника.
Звукопоглощающий материал 11 панелей кожуха 2 может быть выполнен в виде крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», помещенной в оболочку из звукопрозрачного материала, причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин: 0,3…2,5 мм (на чертеже не показан).
Малошумная вентиляционная установка работает следующим образом.
Звуковая энергия от рабочего колеса 5, пройдя через перфорированную стенку 12, попадает на слои звукопоглощающего материала 11. Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах звукопоглощающего материала, представляющих собою 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. Коэффициент перфорации перфорированной стенки 8 принимается равным или более 0,25. Для предотвращения высыпания мягкого звукопоглощающего материала 11 предусмотрена стеклоткань, например типа ЭЗ-100, расположенная между звукопоглощающим материалом 11 и перфорированной стенкой 12.
На фиг. 3 изображена схема звукопоглощающего элемента.
Звукопоглощающий элемент содержит гладкую 18 и перфорированную 19 поверхности, между которыми расположен слой звукопоглощающего материала сложной формы, представляющей собой чередование сплошных участков 20 и пустотелых участков 21 и 22, причем пустотелые участки 22 образованы призматическими поверхностями, имеющими в сечении, параллельном плоскости чертежа, форму параллелограмма, внутренние поверхности которого имеют зубчатую структуру 23, или волнистую, или поверхность со сферическими поверхностями (на чертеже не показано). При этом вершины зубьев зубчатой структуры 23 обращены внутрь призматических поверхностей 22, а ребра призматических поверхностей закреплены соответственно на гладкой 18 и перфорированной 19 стенках. Полости пустотелых участков 22 заполнены строительно-монтажной пеной 24.
Материал перфорированной поверхности выполнен из твердых, декоративных вибродемпфирующих материалов, например пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем внутренняя поверхность перфорированной поверхности, обращенная в сторону звукопоглощающей конструкции, облицована акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден».
Звуковая энергия, пройдя через слой перфорированной поверхности 19 и пустотелые участки 21 и 22 звукопоглощающего элемента, падает на прерывистый звукопоглощающий слой 3, где происходит первичное рассеивание звуковой энергии, т.е. переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) в порах звукопоглотителя, представляющих собою модель резонаторов "Гельмгольца".
Предложенная авторами установка является эффективным способом борьбы с производственными шумами.