RU2389880C1

RU2389880C1 - Combined noise suppressor by kochetov

Info

Publication number: RU2389880C1
Application number: RU2009100982/06A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов (RU); Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2009-01-15
Filing date: 2009-01-15
Publication date: 2010-05-20

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: noise suppressor consists of cylinder case, rigidly joined with end inlet and outlet branches and of sound absorbing insertion arranged along axis of noise suppressor; insertion is secured to case by means of two webbings. The insertion consists of covers with circular collars for fixing a cylinder bushing. The covers are joined with a central rod equipped with hooks on both ends. The cylinder bushing includes two perforated shells - external and internal, space between which is filled with sound absorber. A layer of acoustic transparent casing made out of capronic net of glass cloth is arranged outside the bushing. Also sound absorbing material in the internal cavity of the sound absorber is made from an unwound roll, one end of which is fixed rigidly on the central rod, while the free end rests on the internal shell creating a closed form in kind of Archimedean spiral in section perpendicular to the rod with air intervals increasing from centre to periphery. Sound absorbing material possesses higher porosity in comparison to the sound absorber placed inside the shells, while the covers are equipped with fairings of conic shape on external surfaces.

EFFECT: increased efficiency of noise suppressing.

3 dwg

Description

Изобретение относится к технике глушения шума.The invention relates to a technique for damping noise.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности является глушитель шума по Патенту РФ № 2304723, F01N 1/00, 1994 г., содержащий цилиндрический корпус, жестко соединенный с торцевым впускным и выпускным патрубками, диаметр которых не менее диаметра корпуса, и звукопоглощающую цилиндрическую вставку, расположенную по оси глушителя, которая закреплена к корпусу посредством, по крайней мере двух, ребер жесткости (прототип).The closest technical solution in technical essence is a noise muffler according to RF Patent No. 2304723, F01N 1/00, 1994, containing a cylindrical body rigidly connected to the end inlet and outlet pipes, the diameter of which is not less than the diameter of the body, and a sound-absorbing cylindrical insert, located along the axis of the muffler, which is fixed to the housing by means of at least two stiffeners (prototype).

Недостатком его является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения.Its disadvantage is the relatively low efficiency of sound attenuation.

Технический результат - повышение эффективности шумоглушения.The technical result is an increase in the efficiency of sound attenuation.

Это достигается тем, что в комбинированном глушитель шума, содержащим цилиндрический корпус, жестко соединенный с торцевым впускным и выпускным патрубками, диаметр которых не менее диаметра корпуса, и звукопоглощающую цилиндрическую вставку, расположенную по оси глушителя, которая закреплена к корпусу посредством, по крайней мере двух, ребер жесткости, причем звукопоглощающая цилиндрическая вставка содержит крышки с кольцевыми буртиками для крепления цилиндрической втулки, при этом крышки соединены центральным стержнем с крючками на обеих концах, а цилиндрическая втулка состоит из двух перфорированных обечаек - внешней и внутренней, пространство между которыми заполнено звукопоглотителем, а снаружи перфорированной цилиндрической втулки расположен слой акустически прозрачной оболочки, выполненной из капроновой сетки или стеклоткани, при этом звукопоглощающий материал, расположенный во внутренней полости звукопоглотителя, выполнен из раскручивающегося рулона, один конец которого жестко зафиксирован на центральном стержне, а свободный конец упирается во внутреннюю обечайку с образованием в сечении, перпендикулярном стержню, замкнутой формы в виде спирали Архимеда с увеличивающимися от центра к периферии воздушными промежутками, при этом он имеет более высокую пористость по сравнению со звукопоглотителем, расположенным внутри обечаек, а крышки имеют на внешних поверхностях обтекатели конической формы.This is achieved by the fact that in a combined silencer comprising a cylindrical body rigidly connected to an end inlet and outlet nozzles, the diameter of which is not less than the diameter of the body, and a sound-absorbing cylindrical insert located along the axis of the silencer, which is fixed to the body by at least two , stiffeners, and the sound-absorbing cylindrical insert contains covers with annular flanges for attaching a cylindrical sleeve, while the covers are connected by a central rod with hooks on at both ends, and the cylindrical sleeve consists of two perforated shells - external and internal, the space between which is filled with a sound absorber, and on the outside of the perforated cylindrical sleeve there is a layer of an acoustically transparent shell made of nylon mesh or fiberglass, while the sound-absorbing material located in the inner cavity of the sound absorber , made of a spinning roll, one end of which is rigidly fixed on the Central rod, and the free end abuts against the inside a null casing with the formation in a section perpendicular to the shaft of a closed shape in the form of an Archimedes spiral with air gaps increasing from the center to the periphery, while it has a higher porosity compared to a sound absorber located inside the casing, and the lids have conical shaped fairings on the outer surfaces .

На фиг.1 представлен фронтальный разрез предлагаемого глушителя шума, на фиг.2 - профильная проекция, на фиг.3 представлен общий вид звукопоглощающей цилиндрической вставки.Figure 1 presents a frontal section of the proposed silencer, figure 2 is a profile projection, figure 3 presents a General view of a sound-absorbing cylindrical insert.

Комбинированный глушитель шума содержит цилиндрический корпус 15, жестко соединенный с торцевым впускным 13 и выпускным 14 патрубками, диаметр которых не менее диаметра корпуса 15, и звукопоглощающую цилиндрическую вставку 16, расположенную по оси глушителя, которая закреплена к корпусу посредством, по крайней мере двух, ребер жесткости 17. Корпус 15 и вставка 16 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).Combined silencer contains a cylindrical body 15, rigidly connected to the end inlet 13 and outlet 14 nozzles, the diameter of which is not less than the diameter of the housing 15, and a sound-absorbing cylindrical insert 16 located along the axis of the muffler, which is fixed to the housing by at least two ribs stiffness 17. The housing 15 and the insert 16 are made of structural materials, with a layer of soft vibration-damping material, for example, VD-17 mastic or “Ger flax-D ", while the ratio between the thicknesses of the material and the vibration damping coating lies in the optimal range of values: 1 / (2.5 ... 3.5).

Звукопоглощающая цилиндрическая вставка (фиг.3) состоит из каркаса, который содержит крышки 1 и 2 с кольцевыми буртиками 3 для крепления цилиндрической втулки, при этом крышки соединены центральным стержнем 4 с крючками на обеих концах, а цилиндрическая втулка состоит из двух перфорированных обечаек - внешней 7 и внутренней 8, пространство между которыми заполнено звукопоглотителем 9. Снаружи перфорированной цилиндрической втулки расположен слой акустически прозрачной оболочки 11, выполненной например, из капроновой сетки или стеклоткани. Звукопоглощающий материал 10, расположенный во внутренней полости звукопоглотителя, выполнен из раскручивающегося рулона, один конец которого жестко зафиксирован на центральном стержне 4, а свободный конец упирается во внутреннюю обечайку 8 с образованием в сечении, перпендикулярном стержню 4, замкнутой формы в виде спирали Архимеда с увеличивающимися от центра к периферии воздушными промежутками (на чертеже не показано), при этом он имеет более высокую пористость но сравнению со звукопоглотителем 9, расположенным внутри обечаек 7 и 8. При этом крышки 1 и 2 имеют на внешних поверхностях обтекатели 5 и 6 конической формы для снижения гидравлического сопротивления при установке одиночного звукопоглотителя в системах глушения шума компрессорных станций, а цилиндрическая втулка фиксируется крышками 1 и 2 посредством гаек 12 на стержне 4.The sound-absorbing cylindrical insert (Fig. 3) consists of a frame that contains covers 1 and 2 with annular beads 3 for fastening the cylindrical sleeve, the covers being connected by a central shaft 4 with hooks at both ends, and the cylindrical sleeve consists of two perforated shells - the outer 7 and inner 8, the space between which is filled with a sound absorber 9. Outside of the perforated cylindrical sleeve there is a layer of acoustically transparent shell 11 made, for example, from a nylon mesh or fiberglass. Sound-absorbing material 10, located in the inner cavity of the sound absorber, is made of a spinning roll, one end of which is rigidly fixed on the central shaft 4, and the free end abuts against the inner shell 8 with the formation in the cross section perpendicular to the shaft 4 of a closed shape in the form of an Archimedes spiral with increasing from the center to the periphery by air gaps (not shown in the drawing), while it has a higher porosity compared to the sound absorber 9 located inside the shells 7 and 8. When This covers 1 and 2 have conical shaped cowls 5 and 6 on the outer surfaces to reduce hydraulic resistance when installing a single sound absorber in the noise reduction systems of compressor stations, and the cylindrical sleeve is fixed by covers 1 and 2 by means of nuts 12 on the rod 4.

Боковые замкнутые поверхности обечаек 7 и 8 могут иметь в сечении не только круг в случае цилиндрической формы, а также форму треугольника, многогранника, эллипса или любую комбинацию из этих фигур.The lateral closed surfaces of the shells 7 and 8 can have in cross section not only a circle in the case of a cylindrical shape, but also the shape of a triangle, a polyhedron, an ellipse, or any combination of these figures.

Обечайки 7 и 8 выполнены из перфорированного листа из нержавеющей стали или оцинкованного листа толщиной 0,7 мм с полимерным защитно-декоративным покрытием типа «Пурал» толщиной 50 мкм или «Полиэстер» толщиной 25 мкм, или алюминиевого листа толщиной 1,0 мм и толщиной покрытия 25 мкм.Shells 7 and 8 are made of perforated sheet of stainless steel or galvanized sheet with a thickness of 0.7 mm with a polymer protective and decorative coating of the Pural type with a thickness of 50 microns or Polyester with a thickness of 25 microns, or an aluminum sheet with a thickness of 1.0 mm and a thickness coatings 25 microns.

В качестве звукопоглощающего материала звукопоглотителя 9 используется пористый шумопоглощающий материала, например пеноалюминий или металлокерамика, или металлопоролон, или в виде спрессованной крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана, или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин: 0,3…2,5 мм (на чертеже не показано).As the sound-absorbing material of the sound absorber 9, a porous sound-absorbing material is used, for example, foam aluminum or cermet, or metal foam, or in the form of pressed crumbs of solid vibration-damping materials, for example, elastomer, polyurethane, or plastic compound such as “Agate”, “Anti-vibration”, “Shvim”, moreover the size of the crumbs fractions lies in the optimal range of values: 0.3 ... 2.5 mm (not shown in the drawing).

В качестве звукопоглощающего материала 10, расположенного во внутренней полости одиночного звукопоглотителя, используется минеральная вата на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральная вата типа «URSA», или базальтовая вата типа П-75, или стекловата с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена.As sound-absorbing material 10 located in the inner cavity of a single sound absorber, rockwool-type mineral wool, or URSA-type mineral wool, or P-75 type cotton wool, or glass wool lined with glass wool, or foamed polymer are used, for example polyethylene or polypropylene.

Комбинированный глушитель шума работает следующим образом.Combined silencer works as follows.

Звуковые волны вместе с турбулентным потоком сжатого воздуха поступают в полость глушителя и взаимодействуют со звукопоглотителем, расположенным в цилиндрической вставке 16. Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах звукопоглотителя, представляющих собою 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. Коэффициент перфорации перфорированного элемента вставки 2 принимается равным или более 0,25. Для предотвращения высыпания мягкого звукопоглотителя предусмотрен акустически прозрачный материал, например стеклоткань типа ЭЗ-100, расположенная между звукопоглотителем и перфорированным элементом вставки. Звукопоглощение на низких и средних частотах осуществляется за счет мембранного возбуждения стенок корпуса и, косвенно, внутренних объемов воздуха в воздушных промежутках звукопоглощающего материала 10, расположенного по спирали Архимеда. Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах звукопоглощающего материала, представляющих собою 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.Sound waves, together with a turbulent stream of compressed air, enter the silencer cavity and interact with a sound absorber located in a cylindrical insert 16. The transition of sound energy into heat (dissipation, energy dissipation) occurs in the pores of the sound absorber, which are a model of Helmholtz resonators, where energy losses occur due to friction oscillating with the excitation frequency of the mass of air located in the neck of the resonator against the walls of the neck itself, which has the form of a branched network of pores otitel. The perforation coefficient of the perforated element of the insert 2 is taken to be equal to or more than 0.25. To prevent the soft sound absorber from spilling out, an acoustically transparent material is provided, for example, fiberglass type EZ-100, located between the sound absorber and the perforated insert element. Sound absorption at low and medium frequencies is due to membrane excitation of the walls of the housing and, indirectly, the internal volumes of air in the air gaps of the sound-absorbing material 10 located in a spiral of Archimedes. The transition of sound energy into thermal energy (dissipation, energy dissipation) occurs in the pores of sound-absorbing material, which is a Helmholtz resonator model, where energy losses occur due to friction of the mass of air in the resonator neck, which oscillates with the excitation frequency, against the wall of the neck itself, which has view of a branched network of pores of a sound absorber.

Claims

A combined silencer comprising a cylindrical body rigidly connected to an end inlet and outlet nozzles, the diameter of which is not less than the diameter of the body, and a sound-absorbing cylindrical insert located along the axis of the silencer, which is fixed to the body by at least two stiffeners, characterized in that the sound-absorbing cylindrical insert contains covers with annular flanges for fastening the cylindrical sleeve, while the covers are connected by a central rod with hooks at both ends x, and the cylindrical sleeve consists of two perforated shells - external and internal, the space between which is filled with a sound absorber, and outside the perforated cylindrical sleeve there is a layer of an acoustically transparent shell made of nylon mesh or fiberglass, while the sound-absorbing material located in the inner cavity of the sound absorber, made of a spinning roll, one end of which is rigidly fixed on the central rod, and the free end abuts against the inner shell with the formation in the cross section perpendicular to the rod of a closed shape in the form of an Archimedes spiral with air gaps increasing from the center to the periphery, while it has a higher porosity compared to the sound absorber located inside the shells, and the covers have conical shaped fairings on the outer surfaces.