КАМЕРНЫЙ ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА
CHAMBER NOISE MUFFLER

Изобретение относится к технике глушения шума.
Известен глушитель шума, содержащий цилиндрический корпус с косым выпускным срезом, торцовый впускной патрубок и последовательно расположенные в корпусе секции, каждая из которых снабжена центральной трубой и сплошными перегородками с конической обечайкой (патент РФ №2413076, F01N 1/00, 1971 г.).
Недостатком известного технического решения является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения на низких частотах.
Технический результат - повышение эффективности шумоглушения за счет настройки камерного глушителя путем поворота звукопоглощающего элемента.
Это достигается тем, что в глушителе шума, содержащем цилиндрический корпус, жестко соединенный с торцевым впускным и выпускным патрубками, с центральной перегородкой, корпус изнутри облицован звукопоглощающей конструкцией, а центральная перегородка выполнена в виде звукопоглощающего элемента, имеющего остов, который с двух сторон облицован звукопоглощающим материалом, причем остов звукопоглощающего элемента имеет возможность поворота в плоскости, перпендикулярной направлению движения аэродинамического потока, а звукопоглощающая конструкция выполнена из трех слоев звукопоглощающего материала, при этом первый слой, более жесткий, выполнен сплошным и профилированным и закреплен на гладкой поверхности, а второй слой, более мягкий, чем первый, выполнен прерывистым и расположен в фокусе звукоотражающих поверхностей первого слоя, а третий слой звукопоглощающего элемента выполнен из вспененного звукопоглощающего материала, например строительной герметизирующей пены, и расположен между первым, более жестким слоем, и перфорированной поверхностью звукопоглощающего элемента.
На фиг.1 представлен фронтальный разрез предлагаемого глушителя шума, на фиг.2 - схема звукопоглощающей конструкция корпуса.
Камерный глушитель шума (фиг.1) содержит цилиндрический корпус 1, жестко соединенный с торцевым впускным и выпускным патрубками. Корпус изнутри облицован слоем звукопоглощающей конструкции 3 (фиг.2). Возможна схема, когда звукопоглощающая конструкция расположена в корпусе 1 с зазором 2. Центральная перегородка 4 выполнена в виде звукопоглощающего элемента, имеющего остов, который с двух сторон облицован звукопоглощающим материалом, причем остов звукопоглощающего элемента имеет возможность поворота в плоскости, перпендикулярной направлению движения аэродинамического потока.
Звукопоглощающая конструкция (фиг.2) выполнена  в виде гладкой 5 и перфорированной 6 поверхностей, между которыми размещен звукопоглотитель, состоящий из трех слоев звукопоглощающего материала, при этом первый слой 7, более жесткий, выполнен сплошным и профилированным и закреплен на гладкой поверхности 5, второй слой 8, более мягкий, чем первый, выполнен прерывистым и расположен в фокусе звукоотражающих поверхностей первого слоя 7.
Прерывистый звукопоглощающий слой 8, расположенный в фокусе сплошного профилированного слоя 7, выполнен в форме тел вращения, например в виде шаров, эллипсоидов вращения и крепится с помощью стержней 10 (на чертеже показано сечение с одним стержнем 10), параллельных гладкой 5 и перфорированной 6 поверхностям, которые жестко связанны с гладкой поверхностью 5 посредством вертикальных, перпендикулярных к ним, крепежных элементов, например, в виде пластин 11, один конец которых жестко закреплен на гладкой поверхности 5, а второй выполнен в виде хомута, охватывающего стержень 10 и стягивающего его винтом (на чертеже не показано).
Сплошной профилированный слой 7 звукопоглощающего элемента выполнен из более жесткого звукопоглощающего материала, у которого коэффициент отражения звука больше, чем коэффициент звукопоглощения, причем профили 9 образованы сферическими поверхностями, соединенными между собой таким образом, что в целом каждый из профилей 9 образует цельный куполообразный профиль, фокусирующий отраженный звук на один и тот же мягкий прерывистый звукопоглощающий слой 8.
Третий слой 12 звукопоглощающего элемента выполнен из вспененного звукопоглощающего материала, например строительной герметизирующей пены, который повышает звукоизолирующие свойства конструкции в целом за счет заполнения пустот, образованных слоями 5 и 6, а также увеличивает надежность конструкции в целом при установке ее на оборудовании, работающем в условиях с повышенными ударными и вибрационными нагрузками. Третий слой 12 расположен между первым, более жестким слоем 7, и перфорированной поверхностью 6 звукопоглощающего элемента.
3
В качестве звукопоглощающего материала первого, более жесткого, слоя 7 применен материал 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, например, пеноалюминия.
В качестве звукопоглощающего материала второго, более мягкого, слоя 8 может быть применена минеральная вата на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральная вата типа «URSA», или базальтовая вата типа П-75, или стекловата с облицовкой стекловойлоком, или вспененный полимер, например полиэтилен или полипропилен.
Материал перфорированной поверхности 6 может быть выполнен из твердых, декоративных вибродемпфирующих материалов, например пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем внутренняя поверхность перфорированной поверхности 6, обращенная в сторону звукопоглощающей конструкция, облицована акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа Э3-100 или полимером типа «Повиден».
Камерный глушитель шума работает следующим образом.
Звуковые волны вместе с турбулентным потоком сжатого воздуха поступают в полость корпуса 1 и встречают на своем пути центральную перегородку 4, при этом явление «лучевого эффекта» полностью исключается за счет расположения центральной перегородки 4 по ходу движения воздушного и акустического потоков, т.е. она выполняет функции звукоизолирующего экрана. Камерная полость, образованная корпусом 1, выполняет функцию акустического фильтра низкой частоты. Повышение эффективности шумоглушения происходит за счет наличия звукопоглощающей конструкции 3 на внутренней поверхности корпуса и за счет поворачивающейся в зависимости от скорости воздушного потока центральной перегородки 4, облицованной с двух сторон звукопоглощающим материалом.
Звукопоглощающий элемент работает следующим образом.
Звуковая энергия, пройдя через слой перфорированной поверхности 6 и третий слой 8 звукопоглощающего элемента, выполненного из вспененного звукопоглощающего материала, падает на прерывистый звукопоглощающий слой 8, расположенный в фокусе сплошного профилированного слоя 7, где происходит первичное рассеивание звуковой энергии. Затем звуковая энергия попадает на сплошной профилированный слой 7 из звукопоглощающего материала, образованного сферическими поверхностями, образующими цельный куполообразный профиль и фокусирующий отраженный звук на мягкий звукопоглотитель 8. Здесь осуществляется переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии), т.е. в порах звукопоглотителя, представляющих собою модель резонаторов "Гельмгольца", имеют место потери энергии за счет трения колеблющейся с частотой возбуждения массы воздуха, находящегося в горловине резонатора о стенки самой горловины, имеющей вид разветвленной сети микропор звукопоглотителя.