RU2389882C1

RU2389882C1 - Tubular noise suppressor

Info

Publication number: RU2389882C1
Application number: RU2009100985/06A
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 with end inlet and outlet branches, of sound absorber located between cylinder case and perforated element and of acoustic transparent material installed between perforated element and sound absorber. The sound absorber contains a rigid wall whereto a shaped layer of a triangle profile out of sound absorbing material is attached with air gap. Opposite to it the shaped layer of a triangle profile out of sound absorbing material is attached to the perforated element of the case with air gap. Between the shaped layers there is ensured an air interval, and a recess of one layer is opposite to a projection of another. Also surfaces of profiles are made congruent and are offset at value equal to half of length of triangle base. Density of sound absorbing material of shaped layers is different: density of the layer secured to the rigid wall is higher, than density of the layer attached to the perforated element of the case.

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 № 2306430, F01N 1/00, 1994 г., содержащий цилиндрический корпус, впускной и выпускной патрубки и звукопоглотитель (прототип).The closest technical solution in technical essence is a noise muffler according to RF Patent No. 2306430, F01N 1/00, 1994, containing a cylindrical body, inlet and outlet pipes and a sound absorber (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 трубчатом глушителе шума, содержащем цилиндрический корпус с торцевым впускным и выпускным патрубками, звукопоглотитель, расположенный между цилиндрическим корпусом и перфорированным элементом, и акустически прозрачный материал, расположенный между перфорированным элементом и звукопоглотителем, звукопоглотитель содержит жесткую стенку, к которой прикреплен профилированный слой треугольного профиля из звукопоглощающего материала, а оппозитно ему к перфорированному элементу корпуса прикреплен профилированный слой треугольного профиля из звукопоглощающего материала, причем таким образом, чтобы между профилированными слоями был воздушный промежуток, а впадина одного слоя была расположена против выступа другого, причем поверхности профилей выполнены конгруэнтными и расположены со сдвигом на величину, равную половине длине основания треугольника, при этом плотность звукопоглощающего материала профилированных слоев различна - у слоя, закрепленного к жесткой стенке, она больше, чем у слоя, закрепленного к перфорированному элементу корпуса.This is achieved by the fact that in a tubular silencer comprising a cylindrical body with an end inlet and outlet, a sound absorber located between the cylindrical body and the perforated element, and an acoustically transparent material located between the perforated element and the sound absorber, the sound absorber contains a rigid wall to which is attached a profiled layer of a triangular profile made of sound-absorbing material, and, opposite to it, profiles are attached to the perforated body element this layer of a triangular profile made of sound-absorbing material, so that there is an air gap between the profiled layers and the depression of one layer is opposite the protrusion of the other, and the surfaces of the profiles are congruent and offset by an amount equal to half the length of the base of the triangle, while the density of the sound-absorbing material of the profiled layers is different - for a layer fixed to a rigid wall, it is higher than for a layer fixed to a perforated body element a.

На фиг.1 представлен фронтальный разрез предлагаемого глушителя шума, на фиг.2 - профильная проекция, на фиг.3 - конструкция звукопоглотителя.In Fig.1 shows a frontal section of the proposed silencer, Fig.2 is a profile projection, Fig.3 is a sound absorber design.

Трубчатый глушитель шума содержит цилиндрический корпус 3, жестко соединенный с торцевым впускным 4 и выпускным 5 патрубками, звукопоглотитель 2, расположенный между цилиндрическим корпусом 3 и перфорированным элементом 1, и акустически прозрачный материал 6, расположенный между перфорированным элементом 1 и звукопоглотителем 2. Для эффективной работы глушителя необходимо выполнение следующих условий. Отношение длины глушителя L к диаметру D цилиндрического корпуса 3 лежит в оптимальном интервале величин: L/D=0,6…3,1; отношение разности внешнего D и внутреннего d диаметров к длине глушителя L лежит в оптимальном интервале величин: (D-d)/L=0,19…0,63; отношение длины глушителя L к внутреннему d диаметру патрубков 4 и 5 лежит в оптимальном интервале величин: L/d=0,96…7,84; а отношение длин впускного 4 и выпускного 5 патрубков b к длине глушителя L лежит в оптимальном интервале величин: b/L=0,051…0,104. Корпус 3 и патрубки 4 и 5 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).The tubular silencer comprises a cylindrical body 3 rigidly connected to the end inlet 4 and exhaust 5 nozzles, a sound absorber 2 located between the cylindrical body 3 and the perforated element 1, and an acoustically transparent material 6 located between the perforated element 1 and the sound absorber 2. For effective operation silencer, the following conditions must be met. The ratio of the length of the muffler L to the diameter D of the cylindrical body 3 lies in the optimal range of values: L / D = 0.6 ... 3.1; the ratio of the difference between the outer D and inner d diameters to the length of the muffler L lies in the optimal range of values: (D-d) / L = 0.19 ... 0.63; the ratio of the length of the muffler L to the inner d diameter of the pipes 4 and 5 lies in the optimal range of values: L / d = 0.96 ... 7.84; and the ratio of the lengths of the inlet 4 and exhaust 5 pipes b to the length of the muffler L lies in the optimal range of values: b / L = 0.051 ... 0.104. The casing 3 and the nozzles 4 and 5 are made of structural materials, with a layer of soft vibration-damping material, for example, VD-17 mastic or “Gerlen-D” type material applied on their surface on one or two sides, and the ratio between the thicknesses of the material and vibration-damping coating lies in the optimal range of values: 1 / (2.5 ... 3.5).

Звукопоглотитель содержит жесткую стенку 3, к которой прикреплен профилированный слой 7 треугольного профиля из звукопоглощающего материала. Оппозитно ему к перфорированному элементу корпуса 1 прикреплен профилированный слой 8 треугольного профиля из звукопоглощающего материала, причем таким образом, чтобы между профилированными слоями был воздушный промежуток 9, а впадина одного слоя была расположена против выступа другого, причем поверхности профилей выполнены конгруэнтными и расположены со сдвигом на величину, равную половине длине основания треугольника.The sound absorber comprises a rigid wall 3 to which a profiled layer 7 of a triangular profile of sound-absorbing material is attached. Oppositely to it, a profiled layer 8 of a triangular profile of sound-absorbing material is attached to the perforated element of the housing 1, so that there is an air gap 9 between the profiled layers and the depression of one layer is opposite the protrusion of the other, and the surface of the profiles is congruent and shifted by a value equal to half the length of the base of the triangle.

При этом плотность звукопоглощающего материала профилированных слоев 7 и 8 различна - у слоя, закрепленного к жесткой стенке 3, она больше, чем у слоя, закрепленного к перфорированному элементу корпуса 1.The density of the sound-absorbing material of the profiled layers 7 and 8 is different - the layer fixed to the rigid wall 3, it is greater than the layer fixed to the perforated element of the housing 1.

Поэтому в качестве звукопоглощающего материала профилированного слоя 7 используется жесткий пористый шумопоглощающий материал, например пеноалюминий или металлокерамика, или металлопоролон, или звукопоглотитель на основе алюминесодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5…0,9 кг/м³ со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5…10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10…20 МПа.Therefore, as a sound-absorbing material of the profiled layer 7, a rigid porous sound-absorbing material is used, for example, foam aluminum or cermets, or metal foam, or a sound absorber based on aluminum-containing alloys, followed by filling them with titanium hydride or air with a density in the range of 0.5 ... 0.9 kg / m ³ with the following strength properties: compressive strength in the range of 5 ... 10 MPa, bending strength in the range of 10 ... 20 MPa.

В качестве звукопоглощающего материала профилированного слоя 8 используется звукопоглотитель из минеральной ваты на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральной ваты типа «URSA», или базальтовой ваты типа П-75, или стекловаты с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден».As sound-absorbing material of the profiled layer 8, a sound absorber is made of rockwool basalt mineral wool or URSA mineral wool or P-75 basalt wool or glass wool lined with glass wool or foamed polymer, such as polyethylene or polypropylene moreover, the sound-absorbing element over its entire surface is lined with an acoustically transparent material, for example, fiberglass type EZ-100 or polymer type "Poviden."

Трубчатый глушитель шума работает следующим образом.Tubular silencer operates as follows.

Звуковые волны вместе с турбулентным потоком сжатого воздуха поступают в полость глушителя и взаимодействуют со звукопоглотителем 2. Конструкция глушителя шума проста в изготовлении и обслуживании. 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 1. Коэффициент перфорации перфорированного элемента 5 принимается равным или более 0,25. Воздушный промежуток 9 увеличивает эффективность глушения шума на низких и средних частотах, а выполнение профилированных слоев треугольного профиля из звукопоглощающего материала увеличивает поверхность звукопоглощения и тем самым повышает эффективность глушения шума на средних и высоких частотах.Sound waves together with a turbulent stream of compressed air enter the silencer cavity and interact with sound absorber 2. The design of the noise silencer is simple to manufacture and maintain. The transition of sound energy into thermal energy (dissipation, energy dissipation) occurs in the pores of a sound absorber, which are the Helmholtz resonator model, where energy losses occur due to friction of the mass of air in the resonator neck oscillating with the excitation frequency against the wall of the neck itself, which has the form branched pore network of the sound absorber 1. The perforation coefficient of the perforated element 5 is taken to be equal to or more than 0.25. The air gap 9 increases the efficiency of damping noise at low and medium frequencies, and the implementation of the profiled layers of a triangular profile of sound-absorbing material increases the surface of sound absorption and thereby increases the efficiency of damping noise at medium and high frequencies.

Claims

A tubular silencer comprising a cylindrical body rigidly connected to the end inlet and outlet nozzles, a sound absorber located between the cylindrical body and the perforated element, and an acoustically transparent material located between the perforated element and the sound absorber, characterized in that the sound absorber comprises a rigid wall to which a profiled layer of a triangular profile of sound-absorbing material is attached, and opposite to it, to the perforated body element a profiled layer of a triangular profile made of sound-absorbing material is captured, so that there is an air gap between the profiled layers and the depression of one layer is opposite the protrusion of the other, and the surface of the profiles is congruent and shifted by an amount equal to half the length of the base of the triangle, the density of the sound-absorbing material of the profiled layers is different - for a layer fixed to a rigid wall, it is higher than for a layer fixed to a perforated body element.