Глушитель шума газового потока (ГШГП)
GAS FLOW NOISE MUFFLER (GFNM)

Предполагаемое изобретение относится к области снижения шума источников шума, а именно к устройствам для глушения шума.
Известным является глушитель шума газового потока, состоящий из корпуса и канала, имеющего входное и конусообразно расширяющееся выходное отверстия (Патент США №3503465, кл. 181-187, опубл. 1967).
Недостатком известного технического решения является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения, но при этом глушитель отличается простотой конструкцией.
Прототипом предлагаемого глушителя шума может служить глушитель шума газового потока, состоящий из корпуса и канала, имеющего входное и конусообразно расширяющееся выходное отверстия, элемент в форме тела вращения, выполненный из звукопоглощающего материала, перекрывающий выходное отверстие с возможностью регулирования, и возможностью размещения съемного элемента конусной формы, входящего внутрь канала (Авторское свидетельство СССР на изобретение №699542, МПК G10K 11/00, опубл. 25.11.1979 г., Бюл. №43).
Недостатком данного глушителя шума является достаточно сложная конструкция, высокая материалоемкость и большой габаритный размер, но при этом обеспечивается высокая эффективность глушения шума.
Технической задачей является создание варианта конструктивного исполнения глушителя, обладающего более высокой технологичностью, более простой конструкцией, низкой материалоемкостью и малым габаритным размером при обеспечении высокой акустической эффективности глушения шума.
Техническим результатом конструктивного исполнения устройства является повышение технологичности путем упрощения конструкции, снижения материалоемкости и габаритного размера при обеспечении высокой акустической эффективности глушения шума.
Дополнительный технический результат заключается в повышение акустической эффективности глушения шума.
Повышение технологичности путем упрощения конструкции, снижения материалоемкости и габаритного размера при обеспечении высокой акустической эффективности глушения шума достигается тем, что в глушителе шума газового потока, состоящего из корпуса и канала, имеющего входное и конусообразно расширяющееся выходное отверстия, элемент в форме тела вращения, выполненный из звукопоглощающего материала, перекрывающий выходное отверстие с возможностью регулирования, и возможностью размещения съемного элемента конусной формы, входящего внутрь канала, при этом корпус выполнен из тонколистового металла, в виде конусного диффузора с расширяющимся по ходу потока газа каналом, входным отверстием меньшего диаметра и выходным отверстием большего диаметра, причем в диффузоре, со стороны выходного отверстия, и по периметру последнего, выполнены продольные вырезы с образованием впадин и выступов, чередующихся с впадинами, а выступы отогнуты в сторону продольной оси диффузора с частичным перекрытием выходного отверстия и образованием отражательных щитков, а элемент в форме тела вращения выполнен в виде сменной вставки, в форме усеченного конуса, установленного в канале диффузора с перекрытием выходного отверстия последнего с возможностью регулирования скорости газового потока на выходе из диффузора, при этом основание меньшего диаметра усеченного конуса расположено со стороны входного отверстия диффузора, а основание большего диаметра усеченного конуса имеет возможность механического контакта с отражательными щитками.
Повышение технологичности путем снижения материалоемкости и габаритного размера при обеспечении более высокой акустической эффективности глушения шума достигается тем, что в диффузоре, со стороны входного отверстия, и по периметру последнего, выполнены продольные вырезы с образованием впадин и выступов, чередующихся с впадинами, а выступы отогнуты в сторону продольной оси диффузора с частичным перекрытием входного отверстия и образованием отражательных щитков.
Повышение акустической эффективности глушения шума достигается тем, что на основании меньшего диаметра усеченного конуса дополнительно закреплен отражательный экран, выполненный в форме полого перфорированного конуса с основанием, при этом вершина перфорированного конуса обращена к входному отверстию.
Повышение акустической эффективности глушения шума достигается тем, что отверстия, расположенные на боковой поверхности перфорированного конуса, выполнены просечными с образованием кромок, отогнутых в сторону стенки диффузора, поперечно газовому потоку и/или отверстия, расположенные в основании перфорированного конуса, выполнены просечными с образованием, отогнутых в сторону полости перфорированного конуса, кромок, которые сориентированы под острыми углами к основанию перфорированного конуса.
Повышение акустической эффективности глушения шума достигается тем, что на основании меньшего диаметра усеченного конуса дополнительно закреплен отражательный экран в виде диска, в котором выполнены проходные лункообразные отверстия с криволинейными перекрытиями в форме арок, каждая из которых обращена выпуклой стороной к входному отверстию диффузора и вогнутой стороной - к основанию меньшего диаметра усеченного конуса.
Повышение акустической эффективности глушения шума достигается тем, что усеченный конус выполнен из сохраняющего форму полимерного звукопоглощающего и газопроницаемого материала с волокнисто-пористой структурой, например, полипропилена.
Сущность варианта конструктивного исполнения заявляемого технического решения поясняется чертежами: на фиг. 1 схематически изображен глушитель шума газового потока (продольный разрез); на фиг. 2 схематически изображен глушитель шума газового потока с отражательным экраном конусной формы (продольный разрез); на фиг. 3 схематически изображен глушитель шума газового потока с отражательным экраном в форме диска (продольный разрез).
Глушитель шума газового потока содержит конусный диффузор 1 с каналом 2, входным отверстием 3, выходным отверстием 4, отражательные щитки 5 со стороны выходного отверстия 4, звукопоглощающую съемную и сменную вставку в форме усеченного конуса 6, отражательные щитки 7 со стороны входного отверстия 3, отражательный экран в форме полого перфорированного конуса 8, просечные отверстия 9 в полом перфорированном конусе 8, кромки 10 просечных отверстий 9 в полом перфорированном конусе 8, кромки 11 просечных отверстий 9 в основании полого перфорированного конуса 8, отражательный экран в форме диска 12, проходные лункообразные отверстия 13 и перекрытия в форме арок 14 проходных лункообразных отверстий 13 диска 12.
Глушитель шума работает следующим образом.
Поток газа поступает в канал 2 конусного диффузора 1 через входное отверстие 3 и теряет скорость в канале 2 за счет его расширения при движении потока газа вдоль оси канала 2 диффузора 1, при этом происходит снижение уровня шума (на фиг. 1). Значительная часть акустической энергии теряется за счет трения при прохождении газовой струи через звукопоглощающую вставку в форме усеченного конуса 6, которая установлена в канале 2 диффузора 1 с перекрытием выходного отверстия 4. В диффузоре 1, со стороны выходного отверстия 4, и по периметру последнего, выполнены продольные вырезы с образованием впадин и выступов, чередующихся с впадинами, а выступы отогнуты в сторону продольной оси диффузора 1 с частичным перекрытием выходного отверстия 4 и образованием отражательных щитков 5. Конусный диффузор 1 выполнен из тонколистового металла, а сменная и съемная вставка в форме усеченного конуса 6 - из сохраняющего форму полимерного звукопоглощающего и газопроницаемого материала с волокнисто-пористой структурой. Замена усеченного конуса 6 на другой, обладающий большей (меньшей) толщиной, позволяет изменять сопротивление потоку газа и регулировать скорость (расход) газового потока на выходе из диффузора 1. Основание меньшего диаметра усеченного конуса 6 расположено со стороны входного отверстия 3 диффузора 1, а основание большего диаметра усеченного конуса 6 имеет возможность механического контакта с отражательными щитками 5. Энергия акустических колебаний газа за счет трения о волокна звукопоглощающего материала уменьшается и переходит в тепловую. При этом звуковые волны, проходя через звукопоглощающий материал, встречают на своем пути щитки 5, отражаются от них в сторону источника звука и стенок канала 2 диффузора 1, в результате чего происходит диссипация их звуковой энергии, что приводит к снижению суммарного уровня шума. В результате такой глушитель можно применять для глушения газовых струй различной скорости. Для повышения технологичности путем снижения материалоемкости и габаритного размера при обеспечении более высокой акустической эффективности глушения шума в диффузоре 1, со стороны входного отверстия 3, и по периметру последнего, выполнены продольные вырезы с образованием впадин и выступов, чередующихся с впадинами, а выступы отогнуты в сторону продольной оси диффузора 1 с частичным перекрытием входного отверстия 3 и образованием отражательных щитков 7 (на фиг. 2). Звуковые волны встречают на своем пути щитки 7, отражаются от них в сторону источника звука, стенок канала 2 диффузора 1 и отражательных щитков 5, в результате чего происходит диссипация их звуковой энергии, что приводит к снижению суммарного уровня шума. Повышение акустической эффективности глушения шума обусловлена тем, что на основании меньшего диаметра усеченного конуса 6 дополнительно закреплен отражательный экран, выполненный в форме полого перфорированного конуса 8 с основанием, при этом вершина перфорированного конуса 8 обращена к входному отверстию 3. Звуковые волны встречают на своем пути перфорированный конус 8, отражаются от него в сторону стенок канала 2 диффузора 1, и в результате происходит диссипация их звуковой энергии, что приводит к снижению суммарного уровня шума. Для повышения акустической эффективности глушения шума отверстия 9, расположенные на боковой поверхности перфорированного конуса 8, выполнены просечными с образованием кромок 10, отогнутых в сторону стенки диффузора 1, поперечно газовому потоку и/или отверстия 9, расположенные в основании перфорированного конуса 8, выполнены просечными с образованием, отогнутых в сторону полости перфорированного конуса 8, кромок 11, которые сориентированы под острыми углами к основанию перфорированного конуса 8. Звуковые волны встречают на своем пути кромки 10 и 11 выполняющих функции акустических отражателей, отражаются от них в сторону стенок канала 2 диффузора 1 и в результате происходит диссипация их звуковой энергии, что приводит к снижению суммарного уровня шума. Также повысить акустическую эффективность глушения шума можно, если на основании меньшего диаметра усеченного конуса 6 дополнительно закрепить отражательный экран в виде диска 12 с проходными лункообразными отверстиями 13 и криволинейными перекрытиями в форме арок 14, каждая из которых обращена выпуклой стороной к входному отверстию 3 диффузора 1 и вогнутой стороной - к основанию меньшего диаметра усеченного конуса 6 (на фиг. 3). Звуковые волны встречают на своем пути арки 14, отражаются от них в сторону источника звука и стенок канала 2 диффузора 1, в результате чего происходит диссипация их звуковой энергии, что приводит к снижению суммарного уровня шума.
Такое устройство может быть использовано в качестве воздухораспределителя в системах приточной вентиляции, который обладает низким уровнем шума и регулируемым расходом воздуха, но и возможностью очистки воздуха от механических примесей, ввиду наличия звукопоглощающего элемента, имеющего волокнисто-пористую структура и обеспечивающего фильтрацию воздуха.