Глушитель аэродинамического шума (ГАШ)
AERODYNAMIC NOISE SILENCER (ANS)

Предлагаемое изобретение относится к области снижения шума аэродинамических источников шума, преимущественно вентиляторов, и может быть использовано в системах вентиляции и кондиционирования воздуха.
Известным является глушитель шума пневмомотора, содержащий корпус с входной и выходной плоскими торцовыми стенками, снабженными соответственно впускным и выпускным патрубками, и плоский экран, установленный внутри корпуса и разделяющий его объем на камеру за впускным патрубком и камеру перед выпускным патрубком, причем отношение площади зазора между экраном и корпусом к площади внутреннего сечения впускного патрубка составляет 2,35-2,5, отношение длины выпускного патрубка к его внутреннему диаметру составляет 3,7-4,3, а отношение объема камеры перед выпускным патрубком к объему цикловой подачи пневмомотора составляет более или равным 52 (Авторское свидетельство СССР на изобретение №1142650, кл. F01N 1/04, опубл. 28.02.1985 г.. Бюл. №8).
Недостатком известного технического решения является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения, но при этом глушитель отличается простотой конструкции.
Прототипом предлагаемого глушителя шума может служить глушитель аэродинамического шума, преимущественно вентилятора, содержащий, облицованный изнутри звукопоглощающим материалом, корпус с торцовыми стенками, соосные впускной и выпускной патрубки и шумоглушащий элемент в виде тела вращения, установленного соосно с корпусом, и возможностью размещения, связанной с шумоглушащим элементом, перфорированной поперечной перегородки (Авторское свидетельство РФ на изобретение №1437517, МПК F01N 1/04, опубл. 15.11.1988 г., Бюл. №42).
Недостатком данного глушителя шума является достаточно сложная конструкция, но при этом высокая эффективность глушения шума.
Технической задачей является создание варианта конструктивного исполнения глушителя, обладающего более простой конструкцией и обеспечивающего при этом более высокую эффективность шумоглушения при реверсивном потоке воздуха, а также обеспечивающего более удобный монтаж, и расширение функциональных возможностей в части демпфирования пульсаций давления потока.
Техническим результатом конструктивного исполнения устройства является повышение технологичности путем упрощения конструкции при обеспечении высокой эффективности глушения шума при реверсивном потоке воздуха, повышение удобства монтажа и расширение функциональных возможностей в части демпфирования пульсаций давления потока.
Дополнительный технический результат заключается в расширении технологических возможностей в части регулирования расхода воздуха, в повышении технологичности путем снижения материалоемкости при обеспечении высокой эффективности глушения шума, расширении функциональных возможностей в части демпфирования пульсаций давления потока и в снижении утечек при отсечке потока воздуха.
Повышение технологичности путем упрощения конструкции при обеспечении высокой эффективности глушения шума при реверсивном потоке воздуха, расширение функциональных возможностей в части демпфирования пульсаций давления потока и повышение удобства монтажа достигается тем, что в глушителе аэродинамического шума, преимущественно вентилятора, содержащем, облицованный изнутри звукопоглощающим материалом, корпус с торцовыми стенками, соосные впускной и выпускной патрубки и шумоглушащий элемент в виде тела вращения, установленного соосно с корпусом, и возможностью размещения, связанной с шумоглушащим элементом, перфорированной поперечной перегородки, при этом элемент выполнен в виде вставки, в форме полого закрытого тора с центральными оппозитно расположенными впадинами криволинейной формы, а корпус выполнен в форме цилиндра с круглым поперечным сечением и основаниями в форме круглых торцовых стенок, причем цилиндр облицован изнутри звукопоглощающим материалом с упругими свойствами, и тор установлен в цилиндре соосно с последним, и впускным, и выпускным патрубками, и поперечно цилиндру, по типу перегородки, таким образом, что оси упомянутых патрубков пересекают впадины, а периферийная, относительно оси симметрии тора, поверхность выполнена перфорированной для прохода воздуха в направлении от впускного патрубка к выпускному патрубку, при этом тор имеет возможность упругодеформируемого контакта по наружному периметру с упругим звукопоглощающим материалом.
Для расширения технологических возможностей в части регулирования расхода воздуха и повышения технологичности путем снижения материалоемкости при обеспечении более высокой эффективности глушения шума в торцовых стенках выполнены соосные отверстия круглой формы под впускной и, соответственно, выпускной патрубки, которые выполнены цилиндрической формы и с круглыми поперечными сечениями, при этом на цилиндрических патрубках выполнена наружная винтовая резьба, а соосные отверстия выполнены с внутренней винтовой резьбой с образованием подвижных резьбовых соединений, причем винтовые образующие линии винтовых нарезок патрубков имеют одинаковые направления и шаг, а торец патрубка имеет возможность механического контакта с тором с перекрытием проходного сечения и отсечкой потока воздуха при повороте цилиндра относительно патрубков, которые имеют возможность фиксации в воздуховоде вентиляционной сети.
Снижение утечек при отсечке потока воздуха, повышение эффективности глушения шума и расширение функциональных возможностей в части демпфирования пульсаций давления потока достигается тем, что впадина, расположенная со стороны впускного патрубка, заполнена звукопоглощающим материалом с упругими свойствами, а торец впускного патрубка имеет возможность упругодеформируемого контакта с упругим звукопоглощающим материалом, расположенным в упомянутой впадине.
Сущность варианта конструктивного исполнения заявляемого технического решения поясняется чертежами: на фиг. 1 схематически изображен глушитель аэродинамического шума (продольный разрез); на фиг. 2 - схематически изображен глушитель аэродинамического шума, установленный в сеть вентиляционных воздуховодов (продольный разрез).
Глушитель аэродинамического шума содержит полый закрытый тор 1 с центральными оппозитно расположенными впадинами криволинейной формы 2, корпус в форме цилиндра 3 с основаниями в форме круглых торцовых стенок 4, звукопоглощающий материал с упругими свойствами 5, впускной патрубок 6 и выпускной патрубок 7, и соосные отверстия 8 под патрубки 6 и 7.
Глушитель шума работает следующим образом.
Полый закрытый тор 1 с центральными оппозитно расположенными впадинами криволинейной формы 2, установлен в цилиндре 3 поперечно, по типу перегородки, который изнутри облицован звукопоглощающим материалом с упругими свойствами 5. Основания цилиндра 3 имеют форму круглых торцовых стенок 4. Тор 1 установлен в цилиндре 3 соосно с последним и впускным 6, и выпускным 7 патрубками таким образом, что оси патрубков 6 и 7 пересекают впадины 2, а периферийная, относительно оси симметрии тора 1, поверхность выполнена перфорированной для прохода воздуха в направлении от впускного патрубка 6 к выпускному патрубку 7, причем тор имеет возможность упругодеформируемого контакта по наружному периметру с упругим звукопоглощающим материалом 5. Поток воздуха через впускной патрубок 6 поступает в цилиндр 3 (на фиг. 1), звуковые волны попадают на криволинейный поверхности впадины 2 и отражаясь от нее в сторону источника звука, стенки цилиндра 3 и торцовой стенки 4 теряют звуковую энергию за счет ее диссипации, что приводит к снижению суммарного уровня шума. Энергия акустических колебаний воздуха за счет трения о звукопоглощающий материал 5 уменьшается и переходит в тепловую. При этом звуковые волны после отражения вторично проходят через слой звукопоглощающего материала 5, что дополнительно снижает суммарный уровень шума. При изменении направления потока воздуха глушитель выполняет свои функции и также эффективно может снижать уровень шума. Поток воздуха проходит через перфорацию тора 1 и разбивается на отдельные струи на выходе из него после двухступенчатого дросселирования. Разбивание потока с использованием перфорации на более мелкие отдельные струи снижает градиенты скоростей, увеличивает трение, рассеивает часть энергии пульсаций давления, что ведет к снижению вихревого шума в широком диапазоне частот. Источником аэродинамических шумов являются пульсации (колебания) скорости и давления потока воздуха. Звуковые волны после выхода из перфорации тора 1 попадают на стенку цилиндра 3 и торцевую стенку 4 от которых также отражаются, теряя энергию. Упругие свойства звукопоглощающего материала 5 обеспечивают демпфирование пульсаций давления потока за счет упругой деформации под воздействие потока воздуха, поток воздействует на тор 1, который в свою очередь воздействует на слой звукопоглощающего материала 5. Для расширения технологических возможностей в части регулирования расхода воздуха и повышения технологичности путем снижения материалоемкости при обеспечении высокой эффективности глушения шума в торцовых стенках 4 выполнены соосные отверстия 8 круглой формы под впускной 6 и, соответственно, выпускной 7 патрубки, которые выполнены цилиндрической формы и с круглыми поперечными сечениями, при этом на цилиндрических патрубках 6 и 7 выполнена наружная винтовая резьба (резьба на чертеже не показана), а соосные отверстия 8 выполнены с внутренней винтовой резьбой (резьба на чертеже не показана) с образованием подвижных резьбовых соединений, причем винтовые образующие линии винтовых нарезок патрубков 6 и 7 имеют одинаковые направления и шаг, а торец патрубка 6 или 7 имеет возможность механического контакта с тором 1 с перекрытием проходного сечения и отсечкой потока воздуха при повороте цилиндра 3 относительно патрубков 6 и 7, которые имеют возможность фиксации в воздуховоде вентиляционной сети (на фиг. 2). Изменяя расстояние между торцами патрубков 6 и 7 и тором 1 можно регулировать расход воздуха. Так же для снижения утечек при отсечке потока воздуха, повышение эффективности глушения шума и расширение функциональных возможностей в части демпфирования пульсаций давления потока впадина 2, расположенная со стороны впускного патрубка 6, заполнена звукопоглощающим материалом с упругими свойствами 5, а торец впускного патрубка 6 имеет возможность упругодеформируемого контакта с звукопоглощающим материалом 5, расположенным в упомянутой впадине 2. Звукопоглощающий материал с упругими свойствами 5 имеет возможность упругой деформации под воздействием потока воздуха.