RU2614547C1

RU2614547C1 - Chamber sound supressor

Info

Publication number: RU2614547C1
Application number: RU2016109850A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2016-03-18
Filing date: 2016-03-18
Publication date: 2017-03-28

Abstract

FIELD: machine engineering.

SUBSTANCE: muffler comprises a cylindrical body rigidly connected with the end inlet and outlet port, with a central partition, the body internally lined with sound-absorbing material, and the central dividing wall is formed as a sound absorbing member having a frame, which is lined on both sides with sound absorbing material. Skeleton sound absorbing element is pivotable in a plane perpendicular to the direction of motion of the aerodynamic flow. Sound-absorbing element on both sides faced with the sound absorbing structure comprising a smooth, perforated surface, between which is placed a multilayer sound absorbing structure, designed as rigid and perforated walls, between which are two layers: a reflecting layer adjacent to a rigid wall and sound absorbing layer adjacent to the perforated wall. The layers of sound reflecting material are made from complex profile composed of evenly distributed hollow tetrahedrons, allowing to reflect acoustical surges incident in all directions.

EFFECT: raised efficiency of noise suppression due to the chamber suppressor settings by means of the noise absorbing element turn.

4 cl, 3 dwg

Description

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

Известен глушитель шума по патенту РФ №2280175, содержащий цилиндрический корпус, жестко соединенный с торцевым впускным и выпускным патрубками, с центральной перегородкой, корпус изнутри облицован звукопоглощающим материалом, а центральная перегородка выполнена в виде звукопоглощающего элемента, имеющего остов, который с двух сторон облицован звукопоглощающим материалом, причем остов звукопоглощающего элемента имеет возможность поворота в плоскости, перпендикулярной направлению движения аэродинамического потока (прототип).Known silencer according to the patent of the Russian Federation No. 2280175, containing a cylindrical body rigidly connected to the end inlet and outlet pipes, with a central partition, the housing is lined with sound-absorbing material from the inside, and the central partition is made in the form of a sound-absorbing element having a core, which is sound-absorbing on both sides. material, and the skeleton of the sound-absorbing element has the ability to rotate in a plane perpendicular to the direction of movement of the aerodynamic flow (prototype).

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения за счет возможности возникновения «лучевого эффекта» и вследствие этого проникновения звуковых волн как по оси глушителя, так и через его две стенки.The disadvantage of the prototype is the relatively low efficiency of sound attenuation due to the possibility of the occurrence of a "radiation effect" and, as a result, the penetration of sound waves both along the axis of the silencer and through its two walls.

Технически достижимый результат - повышение эффективности шумоглушения за счет настройки камерного глушителя путем поворота звукопоглощающего элемента.A technically achievable result is an increase in the efficiency of sound attenuation by tuning the chamber silencer by turning the sound-absorbing element.

Это достигается тем, что в глушителе шума, содержащем цилиндрический корпус, жестко соединенный с торцевым впускным и выпускным патрубками, с центральной перегородкой, корпус изнутри облицован звукопоглощающим материалом, а центральная перегородка выполнена в виде звукопоглощающего элемента, имеющего остов, который с двух сторон облицован звукопоглощающим материалом, причем остов звукопоглощающего элемента имеет возможность поворота в плоскости, перпендикулярной направлению движения аэродинамического потока, звукопоглощающий элемент с двух сторон облицован звукопоглощающей конструкцией, содержащей гладкую и перфорированную поверхности, между которыми размещена многослойная звукопоглощающая конструкция, выполненная в виде жесткой и перфорированной стенок, между которыми расположены два слоя: звукоотражающий слой, прилегающий к жесткой стенке, и звукопоглощающий слой, прилегающий к перфорированной стенке, при этом слой звукоотражающего материала выполнен сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, а 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, а в качестве звукопоглощающего материала 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, при этом поверхность волокнистых звукопоглотителей обрабатывается специальными пористыми красками, пропускающими воздух (например, «Acutex Т»), или покрывается воздухопроницаемыми тканями или неткаными материалами, например «Лутрасилом».This is achieved by the fact that in the noise suppressor containing a cylindrical body rigidly connected to the end inlet and outlet pipes, with a central partition, the housing is lined with sound-absorbing material from the inside, and the central partition is made in the form of a sound-absorbing element having a core that is lined with sound-absorbing on both sides. material, and the skeleton of the sound-absorbing element has the ability to rotate in a plane perpendicular to the direction of movement of the aerodynamic flow, sound-absorbing ele The vent is lined on both sides with a sound-absorbing structure containing a smooth and perforated surface, between which there is a multilayer sound-absorbing structure made in the form of a rigid and perforated wall, between which there are two layers: a sound-reflecting layer adjacent to the rigid wall, and a sound-absorbing layer adjacent to the perforated the wall, while the layer of sound-reflecting material is made of a complex profile, consisting of evenly distributed hollow tetrahedra, allowing to reflect sound waves emitting in all directions, and the perforated wall has the following perforation parameters: hole diameter - 3 ÷ 7 mm, perforation percentage 10% ÷ 15%, and the shape of the hole can be made in the form of round, triangular, square, rectangular or diamond-shaped holes profile, while in the case of non-circular holes, the maximum diameter of the circle inscribed in the polygon should be considered as a conditional diameter, and basalt-based mineral wool t was used as sound-absorbing material Rockwool IP, or URSA mineral wool, or P-75 basalt wool, or glass wool lined with glass wool, or foamed polymer, such as polyethylene or polypropylene, while the surface of the fibrous absorbers is treated with special porous paints that allow air to pass through (for example , “Acutex T”), or coated with breathable fabrics or non-woven materials, such as Lutrasil.

На фиг. 1 представлен фронтальный разрез предлагаемого глушителя шума, на фиг. 2, 3 - варианты звукопоглощающей конструкции звукопоглощающего элемента глушителя.In FIG. 1 shows a frontal section of the proposed silencer, FIG. 2, 3 - variants of the sound-absorbing structure of the sound-absorbing element of the muffler.

Камерный глушитель шума содержит цилиндрический корпус 1, жестко соединенный с торцевым впускным и выпускным патрубками. Корпус изнутри облицован слоем звукопоглощающего материала 3. Возможна схема, когда звукопоглощающий материал расположен в корпусе 1 с зазором 2. Центральная перегородка 4 выполнена в виде звукопоглощающего элемента, имеющего остов, который с двух сторон облицован звукопоглощающим материалом, причем остов звукопоглощающего элемента имеет возможность поворота в плоскости, перпендикулярной направлению движения аэродинамического потока.The chamber silencer comprises a cylindrical housing 1, rigidly connected to the end inlet and outlet pipes. The inside of the casing is lined with a layer of sound-absorbing material 3. A scheme is possible when the sound-absorbing material is located in the casing 1 with a gap 2. The central partition 4 is made in the form of a sound-absorbing element having a skeleton, which is lined with sound-absorbing material on both sides, and the skeleton of the sound-absorbing element can be rotated in a plane perpendicular to the direction of movement of the aerodynamic flow.

Камерный глушитель шума работает следующим образом.Chamber silencer operates as follows.

Звуковые волны вместе с турбулентным потоком сжатого воздуха поступают в полость корпуса 1 и встречают на своем пути центральную перегородку 4, при этом явление «лучевого эффекта» полностью исключается за счет расположения центральной перегородки 4 по ходу движения воздушного и акустического потоков, т.е. она выполняет функции звукоизолирующего экрана. Камерная полость, образованная корпусом 1, выполняет функцию акустического фильтра низкой частоты. Повышение эффективности шумоглушения происходит за счет наличия звукопоглощающего слоя 3 на внутренней поверхности корпуса и за счет поворачивающейся в зависимости от скорости воздушного потока центральной перегородки 4, облицованной с двух сторон звукопоглощающим материалом.Sound waves together with a turbulent stream of compressed air enter the cavity of the housing 1 and meet on their way the central partition 4, while the phenomenon of "radiation effect" is completely eliminated due to the location of the central partition 4 along the air and acoustic flows, i.e. It serves as a soundproofing screen. The chamber cavity formed by the housing 1, performs the function of an acoustic low-pass filter. An increase in the efficiency of sound attenuation occurs due to the presence of a sound-absorbing layer 3 on the inner surface of the casing and due to the rotation of the central partition 4, which is lined on both sides with sound-absorbing material, which rotates depending on the speed of the air.

Возможен вариант, когда звукопоглощающая конструкция (фиг. 2) звукопоглощающего элемента глушителя выполнена в виде жесткой 5 и перфорированной 8 стенок, между которыми расположены два слоя: звукоотражающий слой 6, прилегающий к жесткой стенке 5, и звукопоглощающий слой 7, прилегающий к перфорированной стенке 8. При этом слой звукоотражающего материала выполнен сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, а 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. В качестве звукопоглощающего материала слоя 7 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. Поверхность волокнистых звукопоглотителей обрабатывается специальными пористыми красками, пропускающими воздух (например, «Acutex Т») или покрывается воздухопроницаемыми тканями или неткаными материалами, например «Лутрасилом».A variant is possible when the sound-absorbing structure (Fig. 2) of the sound-absorbing element of the silencer is made in the form of a rigid 5 and perforated 8 walls, between which two layers are located: a sound-reflecting layer 6 adjacent to the rigid wall 5, and a sound-absorbing layer 7 adjacent to the perforated wall 8 In this case, the layer of sound-reflecting material is made of a complex profile consisting of uniformly distributed hollow tetrahedrons, which allow reflecting sound waves incident in all directions, and the perforated wall has the following perforation parameters: hole diameter - 3 ÷ 7 mm, perforation percentage 10% ÷ 15%, and the shape of the hole can be made in the form of holes of a round, triangular, square, rectangular or diamond-shaped profile, while in the case of non-circular holes as a conditional diameter should be considered the maximum diameter of the circle inscribed in the polygon. As sound-absorbing material of layer 7, 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. The surface of the fibrous absorbers is treated with special porous paints that allow air to pass through (for example, Acutex T) or coated with breathable fabrics or non-woven materials, such as Lutrasil.

Перфорированная стенка 8 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).The perforated wall 8 can be made of structural materials, with a layer of soft vibration-damping material, for example, VD-17 mastic, or “Gerlen-D” type material deposited on one or both sides of the surface, and 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).

В качестве материала звукоотражающего слоя 6 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.As the material of the sound-reflecting layer 6, 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 within 10 ... 20 MPa, for example foam aluminum.

Звукопоглощающий элемент (фиг. 2) работает следующим образом.Sound-absorbing element (Fig. 2) works as follows.

Звуковая энергия от оборудования, находящегося в помещении, или другого, излучающего интенсивный шум объекта, пройдя через перфорированную стенку 8 попадает на слой 7 из мягкого звукопоглощающего материала, где происходит ее поглощение, а затем на слой 6 из звукоотражающего материала сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, снова направляя их на звукопоглощающий материал.Sound energy from equipment located in the room or another object that emits intense noise from the object, passing through the perforated wall 8, enters layer 7 of soft sound-absorbing material, where it is absorbed, and then layer 6 of sound-reflecting material of a complex profile, consisting of uniformly distributed hollow tetrahedra, allowing to reflect sound waves incident in all directions, again directing them to sound-absorbing material.

Звукоизоляционные плиты выполнены на базе стеклянного штапельного волокна типа «Шумостоп» с плотностью материала, равной 60÷80 кг/м³.Sound insulation boards are made on the basis of glass staple fiber of the “Shumostop” type with a material density of 60 ÷ 80 kg / m ³ .

Перфорированная стенка звукопоглощающей конструкции выполнена 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), или 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, или из твердых, декоративных вибродемпфирующих материалов, например пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим».The perforated wall of the sound-absorbing structure is made of structural materials, with a layer of soft vibration-damping material, for example, VD-17 mastic or “Gerlen-D” type material applied to their surface on one or two sides, while the ratio between the thicknesses of the material and vibration-damping coating lies in optimal range of values: 1 / (2.5 ... 3.5), or stainless steel, or galvanized sheet 0.7 mm thick with a polymer protective and decorative coating of the Pural type 50 microns thick, or Polyester 25 microns thick , Whether the aluminum sheet 1.0 mm thick and a coating thickness of 25 microns, or from a hard, decorative vibration-damping materials, for example plastic such as "agate", "Antivibrit", "Shvim".

Возможен вариант (фиг. 3), когда звукопоглощающий элемент выполнен в виде жесткой 9 и перфорированной 14 стенок, между которыми расположены слои звукоотражающего 10 и 13 материала, а также звукопоглощающего 11 и 12 материалов разной плотности, расположенные в два слоя, причем слои звукоотражающего материала выполнены сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, и которые расположены соответственно у жесткой 9 и перфорированной 14 стенок, а 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.A variant is possible (Fig. 3) when the sound-absorbing element is made in the form of a rigid 9 and perforated 14 walls, between which are layers of sound-reflecting materials 10 and 13, as well as sound-absorbing materials 11 and 12 of different densities, located in two layers, the layers of sound-reflecting material made of a complex profile, consisting of uniformly distributed hollow tetrahedra, allowing to reflect sound waves incident in all directions, and which are located respectively at a rigid 9 and perforated 14 walls, and the perforated wall has the following perforation parameters: 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.

Слои звукопоглощающего материала выполнены из теплоизоляционного материала, способного поддерживать заданный микроклимат в помещении, в качестве звукопоглощающего материала использован листовой шумозащитный материал, который выполнен на основе магнезиального вяжущего с армирующей стеклотканью или стеклохолстом, или полиэстер, или пористый звукопоглощающий керамический материал, имеющий объемную плотность 500÷1000 кг/м³, и состоящий из 100 мас. частей перлита с диаметром зерна 0,1÷8,0 мм, 80÷250 мас. частей одного из спекающих материалов, выбранных из группы, включающей зольную пыль, шлак, кварц, лаву, камни или глину в качестве основного материала, 5÷30 мас. частей неорганического связующего, причем после спекания смеси частицы перлита образуют сообщающиеся отверстия между своими контактирующими поверхностями так, что внутренние поры являются сообщающимися между собой.The layers of sound-absorbing material are made of heat-insulating material that can maintain a given microclimate in the room, as a sound-absorbing material, sheet sound-proof material is used, which is made on the basis of a magnesian binder with reinforcing fiberglass or fiberglass, or polyester, or a porous sound-absorbing ceramic material having a bulk density of 500 ÷ 1000 kg / m ³ and consisting of 100 wt. parts of perlite with a grain diameter of 0.1 ÷ 8.0 mm, 80 ÷ 250 wt. parts of one of the sintering materials selected from the group including fly ash, slag, quartz, lava, stones or clay as the main material, 5 ÷ 30 wt. parts of the inorganic binder, and after sintering the mixture, the perlite particles form interconnected holes between their contacting surfaces so that the inner pores are interconnected.

Claims

1. Chamber silencer comprising a cylindrical body rigidly connected to the end inlet and outlet pipes, with a central partition, the housing is lined with sound-absorbing material from the inside, and the central partition is made in the form of a sound-absorbing element having a core, which is lined with sound-absorbing material on both sides, the skeleton of the sound-absorbing element has the ability to rotate in a plane perpendicular to the direction of movement of the aerodynamic flow, characterized in that it is sound-absorbing The second element is lined on both sides with a sound-absorbing structure containing a smooth and perforated surface, between which a multilayer sound-absorbing structure is made, made in the form of a rigid and perforated wall, between which two layers are located: a sound-reflecting layer adjacent to the rigid wall and a sound-absorbing layer adjacent to perforated wall, while the layer of sound-reflecting material is made of a complex profile, consisting of evenly distributed hollow tetrahedra, allowing squeeze the sound waves incident in all directions, and the perforated wall has the following perforation parameters: hole diameter - 3 ÷ 7 mm, perforation percentage 10% ÷ 15%, rockwool type mineral wool or mineral wool is used as sound-absorbing material URSA type, or P-75 type basalt wool, or glass wool with glass fiber lining, or foamed polymer, such as polyethylene or polypropylene, while the surface of the fibrous absorbers is treated with special porous paints and air-permeable (for example, Acutex T) or covered with breathable fabrics or non-woven materials, such as Lutrasil.

2. Chamber silencer according to claim 1, characterized in that a material based on aluminum-containing alloys is used as a sound-reflecting material of a sound-absorbing structure, followed by filling them with titanium hydride or air with a density in the range of 0.5 ... 0.9 kg / m ³ s the following strength properties: compressive strength in the range of 5 ... 10 MPa, bending strength in the range of 10 ... 20 MPa, for example foamed aluminum, or soundproof boards based on glass staple fiber of the Shumostop type with a material density of 60 ÷ 80 kg / m ³ .

3. A chamber silencer according to claim 1, characterized in that the perforated wall of the sound-absorbing structure is made of structural materials with a layer of soft vibration-damping material, for example, VD-17 mastic or “Gerlen- 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), or stainless steel, or a galvanized sheet 0.7 mm thick with a polymer protective and decorative coating of the type " Ural "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 coating thickness of 25 microns, or from solid, decorative vibration-damping materials, such as plastic compounds like" Agate "," Anti-Vibrate "," Shvim " .

4. A chamber silencer according to claim 1, characterized in that the layers of sound-absorbing material are made of heat-insulating material capable of maintaining a given microclimate in the room, as a sound-absorbing material, a sheet soundproofing material is used, which is made on the basis of a magnesia binder with reinforcing fiberglass or fiberglass, or polyester or porous sound-absorbing ceramic material having a bulk density of 500 ÷ 1000 kg / m ³ and consisting of 100 wt. parts of perlite with a grain diameter of 0.1 ÷ 8.0 mm, 80 ÷ 250 wt. parts of one of the sintering materials selected from the group including fly ash, slag, quartz, lava, stones or clay as the main material, 5 ÷ 30 wt. parts of the inorganic binder, and after sintering the mixture, the perlite particles form interconnected holes between their contacting surfaces so that the inner pores are interconnected.