ТРУБЧАТЫЙ ПРЯМОУГОЛЬНЫЙ ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА КОЧЕТОВА
TUBULAR RECTANGULAR NOISE SUPPRESSOR BY KOCHETOV

Изобретение относится к технике глушения шума.
Наиболее близким техническим решением по технической сущности является глушитель шума по Патенту РФ №2306431, F01N 1/00, 1994 г., содержащий цилиндрический корпус, впускной и выпускной патрубки и звукопоглотитель (прототип).
Недостатком его является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения.
Технический результат - повышение эффективности шумоглушения.
Это достигается тем, что в трубчатом прямоугольном глушителе шума, содержащем цилиндрический корпус, впускной и выпускной патрубки и звукопоглотитель, звукопоглотитель содержит жесткую стенку, к которой прикреплен профилированный слой, состоящий из звукопоглощающего материала, полученного при чередовании полусферических поверхностей или поверхностей, состоящих из части сферы, таким образом, чтобы между стенкой и слоем звукопоглощающего материала были чередующиеся со сплошными воздушные промежутки, образованные полусферой, а к перфорированному элементу корпуса также прикреплен профилированный слой, состоящий из звукопоглощающего материала, полученного при чередовании полусферических поверхностей или поверхностей, состоящих из части сферы, таким образом, чтобы между перфорированным элементом корпуса с акустически прозрачным материалом и слоем звукопоглощающего материала были чередующиеся со сплошными воздушные промежутки, образованные полусферой, при этом профилированный слой у жесткой стенки является зеркальным отражением профилированного слоя у перфорированного элемента корпуса относительно линии симметрии 0-0 целостного профилированного слоя, выполненного при слиянии слоев таким образом, чтобы впадина одного слоя была расположена против впадины другого, также и выступ одного слоя был расположен против выступа другого слоя, причем слои могут быть прикреплены друг к другу по линии симметрии 0-0, например, при помощи клея, т.е. выполнены как клеевое соединение, либо получены двухсторонним прессованием как целостный профилированный слой.
На фиг.1 представлен фронтальный разрез предлагаемого глушителя шума, на фиг.2 - профильная проекция, на фиг.3 - схема звукопоглотителя.
Трубчатый прямоугольный глушитель шума содержит корпус 3 прямоугольного сечения, жестко соединенный с торцевым впускным 4 и выпускным 5 патрубками, звукопоглотитель 2, расположенный между корпусом и перфорированным элементом 1, и акустически прозрачный материал 6, расположенный между перфорированным элементом 1 и звукопоглотителем 2. При этом отношение длин сторон прямоугольного внешнего сечения корпуса глушителя В/Н лежит в оптимальном интервале величин: В/Н=1,0…1,5; а отношение длин сторон прямоугольного внутреннего сечения корпуса глушителя В/Н лежит в оптимальном интервале величин: b/h=1,0…2,0; отношение разности длин сторон прямоугольного внешнего и внутреннего сечений корпуса глушителя к его длине лежит в оптимальном интервале величин: (B-H)/L=(b-h)/L=0,2…0,42; отношение длин l патрубков к длине L глушителя лежит в оптимальном интервале величин: l/L=0,051…0,104; отношение длин сторон осевой разметки крепежных отверстий на фланцах патрубков лежит в оптимальном интервале величин: d/t=0,5…1,5; отношение площади свободного сечения F к длине глушителя L лежит в оптимальном интервале величин: F/L=0,02…0,34.
Корпус 3 и патрубки 4 и 5 выполнены из конструкционных материалов с нанесенным на их поверхности с одной или двух сторон слоя мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, или материала типа «Герлен-Д», при этом соотношение между толщинами материала и вибродемпфирующего покрытия лежит в оптимальном интервале величин: 1/(2,5…3,5).
Звукопоглотитель содержит жесткую стенку 3, к которой прикреплен профилированный слой 7, состоящий из звукопоглощающего материала, полученного при чередовании полусферических поверхностей (или поверхностей, состоящих из части сферы), таким образом, чтобы между стенкой 3 и слоем звукопоглощающего материала были чередующиеся со сплошными воздушные промежутки 9, образованные полусферой.
К перфорированному элементу корпуса 1 также прикреплен профилированный слой 8, состоящий из звукопоглощающего материала, полученного при чередовании полусферических поверхностей (или поверхностей, состоящих из части сферы) таким образом, чтобы между перфорированным элементом корпуса 1 с акустически прозрачным материалом 6 и слоем звукопоглощающего материала 8 были чередующиеся со сплошными воздушные промежутки 10, образованные полусферой. Причем профилированный слой 7 у жесткой стенки 3 является зеркальным отражением профилированного слоя 8 у перфорированного элемента корпуса 1 относительно линии симметрии 0-0 целостного профилированного слоя, выполненного при слиянии слоем 7 и 8 таким образом, чтобы впадина одного слоя была расположена против впадины другого, также и выступ одного слоя был расположен против выступа другого слоя. Причем слои 7 и 8 могут быть прикреплены друг к другу по линии симметрии 0-0, например, при помощи клея, т.е. выполнены как клеевое соединение, либо получены двухсторонним прессованием как целостный профилированный слой.
При этом плотность звукопоглощающего материала профилированных слоев 7 и 8, если они выполнены как клеевое соединение, различна, у слоя, закрепленного к жесткой стенке 3, она больше, чем у слоя, закрепленного к перфорированному элементу корпуса 1.
3
Поэтому в качестве звукопоглощающего материала профилированного слоя 7 используется жесткий пористый шумопоглощающий материал, например пеноалюминий, или металлокерамика, или металлопоролон, или звукопоглотитель 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.
В качестве звукопоглощающего материала профилированного слоя 8 используется звукопоглотитель 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».
Трубчатый прямоугольный глушитель шума работает следующим образом.
Звуковые волны вместе с турбулентным потоком сжатого воздуха поступают в полость глушителя и взаимодействуют со звукопоглотителем 2. Конструкция глушителя шума проста в изготовлении и обслуживании. Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах звукопоглотителя, 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 2. Коэффициент перфорации перфорированного элемента 1 принимается равным или более 0,25. Для предотвращения высыпания мягкого звукопоглотителя предусмотрен акустически прозрачный материал 6, например стеклоткань типа ЭЗ-100, расположенная между звукопоглотителем 2 и перфорированным элементом 1.
Воздушные промежутки 9 и 10 увеличивают эффективность глушения шума на низких и средних частотах, а выполнение профилированных слоев полусферического профиля из звукопоглощающего материала увеличивает поверхность звукопоглощения и тем самым повышает эффективность глушения шума на средних и высоких частотах.