ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА ВЫПУСКА
NOISE SILENCER

Изобретение относится к средствам глушения аэродинамического шума пневматического оборудования и систем выпуска сжатого газа или воздуха.
Наиболее близким техническим решением по технической сущности является глушитель шума выхлопа, содержащий впускной патрубок и примыкающий к нему корпус из пористого материала (патент РФ №2299336, F01N 1/24 - прототип).
Недостатком известного технического решения является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения на низких частотах.
Технический результат - повышение эффективности шумоглушения.
2
1
2
1
Это достигается тем, что в глушителе шума, содержащем впускной патрубок и жестко связанный с ним корпус из пористого материала, корпус выполнен из пористого материала в виде обечайки усеченного конуса, большее основание которого жестко связано с торцом впускного патрубка, а меньшее выполнено в виде сплошного пористого диска, причем отношение высоты корпуса Н к диаметру D впускного патрубка находится в диапазоне оптимальных величин: H/D=2,0…3,0; а отношение диаметра D большего основания обечайки усеченного конуса к диаметру D меньшего основания находится в диапазоне оптимальных величин: D/D=2,0…3,5; а отношение толщины b пористого материала обечайки к высоте корпуса Н находится в диапазоне оптимальных величин: b/H=0,05…0,2.
Корпус может быть выполнен из металлокерамики со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30…45%, или в виде послойной и перекрестной намотки из пористых нитей, намотанных на акустически прозрачный каркас, например проволочный каркас, или из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например металлопоролона или камня-ракушечника.
На фиг. 1 представлен фронтальный разрез предлагаемого глушителя шума, на фиг. 2, 3 - варианты выполнения звукопоглощающей обечайки усеченного конуса 5 корпуса (элемент осевого сечения).
2
1
2
1
Глушитель шума содержит впускной патрубок 1, имеющий торец 3, отверстие 2 и резьбовой участок, а также жестко связанный с ним корпус 5 из пористого материала. Корпус выполнен из пористого материала в виде звукопоглощающей обечайки усеченного конуса 5, большее основание которого жестко связано с торцом впускного патрубка 3, а меньшее выполнено в виде сплошного пористого диска 4, причем отношение высоты Н корпуса 5 к диаметру D впускного патрубка 1 находится в диапазоне оптимальных величин: H/D=2,0…3,0; а отношение диаметра D большего основания звукопоглощающей обечайки 5 усеченного конуса к диаметру D меньшего основания находится в диапазоне оптимальных величин: D/D=2,0…3,5; а отношение толщины b пористого материала обечайки к высоте корпуса Н находится в диапазоне оптимальных величин: b/Н=0,05…0,2.
Корпус 5 может быть выполнен из металлокерамики со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30…45%, или в виде послойной и перекрестной намотки из пористых нитей, намотанных на акустически прозрачный каркас (на чертеже не показано), например проволочный каркас, или из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например металлопоролона или камня-ракушечника.
Возможен вариант выполнения звукопоглощающей обечайки усеченного конуса 5 (фиг. 2) корпуса (элемент осевого сечения) в виде двух перфорированных стенок 6 и 7, между которыми расположен двухслойный комбинированный звукопоглощающий элемент, причем слой 8, прилегающий к одной из стенок 6, выполнен звукопоглощающим, а слой 9, прилегающий к другой перфорированной стенке 7, 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 8 помещен в акустически прозрачный материал 10, 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 6 и 7, попадает на слои 8 и 9. Слой 9 позволяет отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, а часть звуковой энергии проходит через слой 9 из звукоотражающего материала и взаимодействует со слоем 8 из звукопоглощающего материала, где происходит окончательное рассеивание звуковой энергии.
Глушитель шума работает следующим образом.
Звуковые волны вместе с турбулентным потоком сжатого воздуха от пневматического оборудования поступают через впускной патрубок 1, через отверстие 2 в корпус 5. При этом явление лучевого эффекта полностью исключается за счет наличия пористой перегородки в виде сплошного диска 4, а эффективность шумоглушения возрастает за счет подбора геометрических параметров корпуса-поглотителя и пористости структуры предлагаемых шумопоглощающих материалов.
На фиг. 3 представлен вариант выполнения звукопоглощающей обечайки усеченного конуса 5 корпуса (элемент осевого сечения).
Звукопоглощающая обечайка усеченного конуса 5 корпуса (элемент осевого сечения) выполнена в виде симметрично расположенных перфорированных 1 и 5 стенок, между которыми расположен звукопоглощающий элемент, выполненный в виде трех слоев: центрального слоя 3 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 2 и 4 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.