RU2599217C1

RU2599217C1 - Combined kochetov noise suppressor

Info

Publication number: RU2599217C1
Application number: RU2015136114/06A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2015-08-26
Filing date: 2015-08-26
Publication date: 2016-10-10

Abstract

FIELD: manufacturing technology.

SUBSTANCE: silencer is intended for silencing car or engine exhausts. Silencer comprises a housing with end walls, inlet and outlet pipes and sound-insulated element made in form of sound absorbing material-filled chambers formed by coaxially installed perforated inserts with partitions and housing inner surface, in middle part of sound-absorbing element along its perimeter there is a tank open on side of air duct and formed by housing inner surface and end surfaces of inserts, one of chambers comprises a partition movable in axial direction, said partition being shaped as cross section of chamber, and movable partition is rigidly connected with at least two guide plates arranged on both sides of diagonal of cross section interacting with grooves made in end surface of insert, wherein to movable partition perpendicular to it and along entire perimeter is attached a guide apron interacting with inner surface of insert.

EFFECT: higher efficiency of noise suppression.

1 cl, 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 многокамерный глушитель шума по патенту РФ №2285811, F01N 1/00 (прототип), содержащий цилиндрический корпус, торцевой выпускной патрубок, жестко соединенный с центральной трубой, имеющей перфорацию, перфорированные перегородки выполнены в виде коаксиально расположенной к корпусу и центральной трубе дополнительной перфорированной трубы, а торцы всех труб жестко соединены с корпусом посредством глухих перегородок.The closest technical solution to the technical nature is a multi-chamber silencer according to RF patent No. 2285811, F01N 1/00 (prototype), comprising a cylindrical body, an end outlet pipe, rigidly connected to a central pipe having perforation, perforated partitions are made in the form of coaxially located to the casing and the central pipe of an additional perforated pipe, and the ends of all pipes are rigidly connected to the casing by means of blind walls.

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения.The disadvantage of the prototype is the relatively low efficiency of sound attenuation.

Технический результат - повышение эффективности шумоглушения за счет настройки камерной части глушителя путем подбора свойств звукопоглощающего элемента и настройки резонансной части глушителя.The technical result is an increase in the efficiency of sound attenuation by tuning the chamber part of the muffler by selecting the properties of the sound-absorbing element and tuning the resonant part of the muffler.

Это достигается тем, что в комбинированном глушителе шума, содержащем корпус с торцевыми стенками, впускной и выпускной патрубки и шумоглушащий элемент, выполненный в виде заполненных шумоглушащим материалом камер, образованных коаксиально установленными перфорированными вставками с перегородками и внутренней поверхностью корпуса, в средней части шумоглушащего элемента, по его периметру, выполнена емкость, открытая со стороны воздуховода, и образованная внутренней поверхностью корпуса и торцевыми поверхностями вставок, а одна из камер содержит подвижную в осевом направлении перегородку, выполненную по форме поперечного сечения камеры, подвижная перегородка жестко соединена с не менее двумя направляющими планками, расположенными по обе стороны диагонали поперечного сечения, взаимодействующими с пазами, выполненными в торцевой поверхности вставки, а к подвижной перегородке, перпендикулярно ей и по всему периметру прикреплен направляющий фартук, взаимодействующий с внутренней поверхностью вставки, причем перфорация вставок смещена от их торцевых поверхностей на величину: h=(1,5…2,5)l, где l - ширина емкости, а отношение диаметров отверстий перфорации крайних вставок лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d₂=0,3…0,6, шумопоглощающий элемент выполнен в виде двух перфорированных стенок, между которыми расположен многослойный звукопоглощающий элемент, многослойный звукопоглощающий элемент выполнен двухслойным, причем слой, прилегающий к одной из стенок, выполнен звукопоглощающим, а прилегающий к другой перфорированной стенке выполнен из звукоотражающего материала сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, 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, а в качестве звукопоглощающего материала используются плиты из минеральной ваты на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральной ваты типа «URSA», или базальтовой ваты типа П-75, или стекловаты с облицовкой стекловойлоком, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом.This is achieved by the fact that in the combined noise muffler comprising a housing with end walls, an inlet and outlet pipe and a soundproofing element made in the form of chambers filled with soundproofing material, formed by coaxially mounted perforated inserts with partitions and the inner surface of the body, in the middle part of the soundproofing element, along its perimeter, a container is made, open from the side of the duct, and formed by the inner surface of the housing and the end surfaces of the inserts, and one of the ery contains an axially movable partition made in the shape of the cross section of the chamber, the movable partition is rigidly connected to at least two guide strips located on both sides of the diagonal of the cross section, interacting with grooves made in the end surface of the insert, and to the movable partition, perpendicular a guide apron is attached to it and around the perimeter, interacting with the inner surface of the insert, and the perforation of the inserts is offset from their end surfaces by value: h = (1.5 ... 2.5) l, where l is the width of the container, and the ratio of the diameters of the holes of the perforations of the extreme inserts lies in the optimal range of values: d ₁ / d ₂ = 0.3 ... 0.6, sound-absorbing element made in the form of two perforated walls, between which there is a multilayer sound-absorbing element, the multilayer sound-absorbing element is made two-layer, and the layer adjacent to one of the walls is made sound-absorbing, and adjacent to the other perforated wall is made of sound-reflecting material of a complex profile, consisting of equal of numerically distributed hollow tetrahedra, allowing to reflect sound waves incident in all directions, each of the perforated walls has the following perforation parameters: hole diameter - 3 ÷ 7 mm, perforation percentage 10% ÷ 15%, and the shape of the holes can be made in the form of round holes , triangular, square, rectangular or rhomboid profile, while in the case of non-circular holes, the conditional diameter should be considered the maximum diameter of the circle inscribed in the polygon, and as kopogloschayuschego material used plates of mineral wool on the basis of basalt «Rockwool», or mineral wool type «URSA», or basalt wool type P-75, or glass lined steklovoylokom, wherein the sound-absorbing element over its entire surface is lined with acoustically transparent material.

На фиг. 1 представлен фронтальный разрез предлагаемого глушителя шума, на фиг. 2 - профильная проекция, на фиг. 3 - схема шумопоглощающего элемента 12.In FIG. 1 shows a frontal section of the proposed silencer, FIG. 2 is a profile projection, in FIG. 3 is a diagram of a sound absorbing element 12.

Комбинированный глушитель шума содержит корпус 1 с торцевыми стенками 2, впускной 3 и выпускной 4 патрубки и шумопоглощающий элемент 12, выполненный в виде коаксиально установленных перфорированных вставок 5 и 6, образующих своими торцевыми поверхностями 7 и 8 емкость 9, открытую со стороны воздуховода и замкнутую с другой стороны внутренней поверхностью корпуса. В то же время перфорированные вставки 5 и 6 образуют с внутренней поверхностью корпуса камеры 10 и 11 резонансного типа с горловинами, выполненными в виде перфорации во вставках, и заполнены звукопоглощающим материалом. Одна из камер, например 11, содержит подвижную в осевом направлении перегородку 13, выполненную по форме поперечного сечения камеры 11. Перегородка 13 жестко соединена с не менее двумя направляющими планками 14 и 15, которые расположены по обе стороны диагонали поперечного сечения воздуховода. Планки 14 и 15 перемещаются в пазах 16 и 17 такой же формы, выполненных в торцевой стенке камеры 11. К подвижной перегородке 13, перпендикулярно ей прикреплен направляющий фартук 18, взаимодействующий по всему периметру с внутренней поверхностью вставки 6. Фартук 18 и направляющие планки 14 и 15 позволяют перемещать перегородку 13, во-первых, без перекосов, а во-вторых, герметично разделять камеру 11 на две полости для более точной подстройки на частоту лопастного шума вентилятора. После чего перегородка 13 фиксируется в требуемом положении.Combined silencer includes a housing 1 with end walls 2, inlet 3 and exhaust 4 nozzles and a sound-absorbing element 12, made in the form of coaxially mounted perforated inserts 5 and 6, forming a container 9 with its end surfaces 7 and 8, open from the duct side and closed with the other side of the inner surface of the housing. At the same time, the perforated inserts 5 and 6 form a resonant type with the mouths made in the form of perforation in the inserts and filled with sound-absorbing material with the inner surface of the chamber body 10 and 11. One of the chambers, for example 11, contains an axially movable partition 13 made in the shape of the cross section of the chamber 11. The partition 13 is rigidly connected to at least two guide bars 14 and 15, which are located on both sides of the diagonal of the cross section of the duct. The strips 14 and 15 are moved in grooves 16 and 17 of the same shape made in the end wall of the chamber 11. To the movable partition 13, a guide apron 18 is attached perpendicular to it, interacting around the entire perimeter with the inner surface of the insert 6. The apron 18 and the guide bars 14 and 15 allow you to move the partition 13, firstly, without distortions, and secondly, hermetically separate the chamber 11 into two cavities for more precise adjustment to the frequency of the fan blade noise. Then the partition 13 is fixed in the desired position.

Шумопоглощающий элемент 12 (фиг. 3) выполнен в виде двух перфорированных стенок 19 и 20, между которыми расположен двухслойный комбинированный звукопоглощающий элемент, причем слой 21, прилегающий к одной из стенок 19, выполнен звукопоглощающим, а слой 22, прилегающий к другой перфорированной стенке 20, 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 21 помещен в акустически прозрачный материал 23, например стеклоткань типа ЭЗ-100, или полимер типа «повиден», или нетканый материал, например «лутрасил».The sound-absorbing element 12 (Fig. 3) is made in the form of two perforated walls 19 and 20, between which there is a two-layer combined sound-absorbing element, the layer 21 adjacent to one of the walls 19 is made sound-absorbing, and the layer 22 adjacent to the other perforated wall 20 , made of sound-reflecting material of a complex profile, consisting of uniformly distributed hollow tetrahedrons, allowing to reflect sound waves incident in all directions. The perforated wall has the following perforation parameters: the diameter of the holes is 3 ÷ 7 mm, the percentage of perforation is 10% ÷ 15%, and the shape of the holes can be made in the form of holes of a round, triangular, square, rectangular or rhomboid profile, while in the case of non-circular holes as the conditional diameter should be considered the maximum diameter of the circle inscribed in the polygon. At the same time, the sound-absorbing layer 21 is placed in an acoustically transparent material 23, for example, fiberglass type EZ-100, or a polymer of the “visible” type, or a non-woven material, for example, “lutrasil”.

Каждая из стенок 19 и 20 может быть выполнена из конструкционных материалов, с нанесенным на их поверхности с одной или двух сторон слоем 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).Each of the walls 19 and 20 can be made of structural materials, with a layer of soft vibration-damping material, for example, VD-17 mastic or “Gerlen-D” type material applied on one or both sides of the surface, 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).

Каждая из стенок 19 и 20 может быть выполнена 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. Коэффициент перфорации перфорированных листов принимается равным или более 0,25.Each of the walls 19 and 20 can be made of stainless steel or galvanized sheet with a thickness of 0.7 mm with a protective and decorative polymer coating such as Pural 50 μm thick or Polyester 25 μm thick, or an aluminum sheet 1.0 mm thick and coating thickness 25 microns. The perforation coefficient of perforated sheets is taken to be equal to or more than 0.25.

Каждая из стенок 19 и 20 может быть выполнена из твердых, декоративных вибродемпфирующих материалов, например пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим».Each of the walls 19 and 20 can be made of solid, decorative vibration damping materials, such as plastic compounds such as "Agate", "Anti-vibration", "Shvim".

В качестве материала звукоотражающего слоя 22 может быть применен материал 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, например пеноалюминия, или применены звукоизоляционные плиты на базе стеклянного штапельного волокна типа «Шумостоп» с плотностью материала, равной 60÷80 кг/м³.As the material of the sound-reflecting layer 22, material based on aluminum-containing alloys can be used, 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, for example foam aluminum, or soundproof boards based on glass staple fiber of the Shumostop type with a material density of 60 ÷ 80 kg / m ^{3 were used} .

В качестве звукопоглощающего материала слоя 21 может быть применена 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 the sound-absorbing material of layer 21, rockwool-type mineral wool or URSA-type mineral wool, or P-75-type basalt wool or glass wool lined with glass wool, or foamed polymer, such as polyethylene or polypropylene can be used.

В качестве звукоотражающего материала применен материал на основе магнезиального вяжущего с армирующей стеклотканью или стеклохолстом.As a sound-reflecting material, a material based on a magnesian binder with a reinforcing fiberglass or fiberglass was used.

Звуковая энергия от оборудования, находящегося в помещении, или другого излучающего интенсивный шум объекта, пройдя через перфорированные стенки 19 и 20 попадает на слои 21 и 22. Слой 22 позволяет отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, а часть звуковой энергии проходит через слой 22 из звукоотражающего материала и взаимодействует со слоем 21 из звукопоглощающего материала, где происходит окончательное рассеивание звуковой энергии.Sound energy from equipment located in the room, or other object emitting intense noise, passing through the perforated walls 19 and 20 falls on layers 21 and 22. Layer 22 allows you to reflect sound waves incident in all directions, and part of the sound energy passes through layer 22 of sound-reflecting material and interacts with a layer 21 of sound-absorbing material, where the final dissipation of sound energy occurs.

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

Звуковые волны вместе с турбулентным потоком сжатого воздуха поступают в полость корпуса 1 и встречают на своем пути центральную резонансную трубу с отверстиями 5, что обеспечивает эффект гашения звуковой волны по принципу резонатора Гельмгольца. Емкость 9 настраивается на частоту воздуходувки с учетом числа оборотов вала и количества лопаток на колесе и выполняет функцию акустического фильтра низкой частоты. Повышение эффективности шумоглушения происходит за счет наличия звукопоглощающего слоя. Резонансные камеры 10 и 11 настраиваются на более узкую полосу частот, причем перфорация вставок смещена от их торцевых поверхностей на величину: h=(1,5…2,5)l, где l - ширина емкости, а отношение диаметров отверстий перфорации крайних вставок лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d₂=0,3…0,6.Sound waves, together with a turbulent stream of compressed air, enter the cavity of the housing 1 and meet in their way a central resonant tube with holes 5, which provides the effect of damping the sound wave according to the principle of the Helmholtz resonator. Capacity 9 is tuned to the frequency of the blower, taking into account the number of revolutions of the shaft and the number of blades on the wheel and acts as an acoustic low-pass filter. Increasing the efficiency of sound attenuation occurs due to the presence of a sound-absorbing layer. Resonance chambers 10 and 11 are tuned to a narrower frequency band, and the perforation of the inserts is offset from their end surfaces by the amount: h = (1.5 ... 2.5) l, where l is the width of the container, and the ratio of the diameters of the holes of the perforations of the extreme inserts lies in the optimal range of values: d ₁ / d ₂ = 0.3 ... 0.6.

Claims

A combined silencer comprising a housing with end walls, an inlet and outlet pipe and a silencing element made in the form of chambers filled with soundproofing material, formed by coaxially mounted perforated inserts with partitions and the inner surface of the housing, in the middle part of the soundproofing element, along its perimeter, a container is made open from the duct side and formed by the inner surface of the housing and the end surfaces of the inserts, and one of the chambers contains a movable In the left direction, the partition made in the form of the cross section of the chamber, the movable partition is rigidly connected to at least two guide strips located on both sides of the diagonal of the cross section, interacting with the grooves made in the end surface of the insert, and to the movable partition, perpendicular to it and throughout a guiding apron is attached to the perimeter, interacting with the inner surface of the insert, and the perforation of the inserts is offset from their end surfaces by the amount: h = (1.5 ... 2.5) l, where l is w rina container, and the ratio of the diameters of the bores extreme inserts lies in the optimal range of values: d ₁ / d ₂ = 0.3 ... 0.6, characterized in that the noise absorbing member is made of two perforated walls, which is located between the multilayer sound absorbing member, the multilayer sound-absorbing element is made two-layer, and the layer adjacent to one of the walls is made sound-absorbing, and adjacent to the other perforated wall is made of a sound-reflecting material of a complex profile, consisting of but of distributed hollow tetrahedra, allowing to reflect sound waves incident in all directions, each of the perforated walls has the following perforation parameters: hole diameter - 3 ÷ 7 mm, perforation percentage 10% ÷ 15%, and the shape of the holes can be made in the form of round holes , triangular, square, rectangular or rhomboid profile, while in the case of non-circular holes, the conditional diameter should be considered the maximum diameter of the circle inscribed in the polygon, and as sound of the absorbing material, slabs made of rockwool basalt-based mineral wool or URSA-type mineral wool or P-75 basalt wool or glass wool lined with glass wool are used, and the sound-absorbing element is lined with acoustically transparent material over its entire surface.