RU2623584C2

RU2623584C2 - Plate noise suppressor to channel fans

Info

Publication number: RU2623584C2
Application number: RU2015136126A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2015-08-26
Filing date: 2015-08-26
Publication date: 2017-06-28
Also published as: RU2015136126A

Abstract

FIELD: machine engineering.

SUBSTANCE: suppressor contains a square housing rigidly connected to the end inlet and outlet nozzles, sound-absorbing plates made of a frame containing perforated sheets filled with a sound absorber and located in the housing with a certain pitch and forming flat channels therein. The sound absorbing element of the sound absorber for sound absorbing plates is made in the form of a rigid and perforated walls, between which two layers are positioned: a sound-reflecting layer adjacent to the rigid wall and a sound-absorbing layer adjacent to the perforated wall. The layer of sound reflecting material is made from complex profile composed of evenly distributed hollow tetrahedrons, allowing to reflect acoustical surges incident in all directions, and the basalt-based mineral wool is used as the sound-absorbing material. The surface of fibrous absorbers is treated with porous air-permeable paints.

EFFECT: improved efficiency of noise suppression.

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 №2305781, F01N 1/00, содержащий корпус, впускной и выпускной патрубки и звукопоглотитель (прототип).The closest technical solution to the technical nature is a noise muffler according to RF Patent No. 2305781, F01N 1/00, comprising a housing, an inlet and outlet pipe 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 пластинчатом глушителе шума, содержащем корпус квадратного сечения, жестко соединенный с торцевым впускным и выпускным патрубками, звукопоглощающие пластины, выполненные из каркаса, содержащего перфорированные листы, заполненные звукопоглотителем и расположенные в корпусе с определенным шагом, и образующие в нем плоские каналы, причем коэффициент перфорации перфорированных листов принимается равным или более 0,25, а между звукопоглотителем и перфорированными листами расположен акустически прозрачный материал.This is achieved by the fact that in a plate silencer containing a square section housing, rigidly connected to the end inlet and outlet pipes, sound-absorbing plates made of a frame containing perforated sheets filled with sound absorber and located in the body with a certain step and forming flat in it channels, and the perforation coefficient of the perforated sheets is taken to be equal to or more than 0.25, and between the sound absorber and the perforated sheets there is an acoustically transparent mother al.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого глушителя шума, на фиг. 2 - вид А фиг. 1, на фиг. 3 - вариант звукопоглотителя для звукопоглощающих пластин.In FIG. 1 is a diagram of the proposed silencer, FIG. 2 is a view A of FIG. 1, in FIG. 3 is an embodiment of a sound absorber for sound absorbing plates.

Пластинчатый глушитель шума (фиг. 1) содержит корпус 1 квадратного сечения с фланцем 3 для крепления через отверстия 4, жестко соединенный с торцевым впускным и выпускным патрубками (на чертеже не показаны), звукопоглощающие пластины 2, выполненные из каркаса, содержащего перфорированные листы (на чертеже не показаны), заполненные звукопоглотителем и расположенные в корпусе 1 с определенным шагом «а», и образующие в нем плоские каналы шириной «а». Оптимальные режимы работы глушителя имеют место при следующих условиях: отношение стороны А внутреннего сечения корпуса глушителя к его длине L лежит в оптимальном интервале величин: A/L=0,25…0,9; отношение стороны D внешнего сечения корпуса глушителя к его длине L лежит в оптимальном интервале величин: D/L=0,26…0,95; отношение ширины b пластин к стороне корпуса глушителя А лежит в оптимальном интервале величин: b/А=0,05…0,5; отношение ширины «а» плоских каналов между пластинами к стороне корпуса глушителя А лежит в оптимальном интервале величин: а/А=0,05…0,5; ширина плоских каналов между пластинами и корпусом лежит в оптимальном интервале величин: 0…а/2.The plate silencer (Fig. 1) contains a square-shaped housing 1 with a flange 3 for fastening through openings 4, rigidly connected to the front inlet and outlet pipes (not shown in the drawing), sound-absorbing plates 2 made of a frame containing perforated sheets (on the drawing is not shown), filled with a sound absorber and located in the housing 1 with a certain step "a", and forming in it flat channels with a width of "a". The optimal operating modes of the muffler occur under the following conditions: the ratio of side A of the internal section of the muffler body to its length L lies in the optimal range of values: A / L = 0.25 ... 0.9; the ratio of the side D of the outer cross section of the silencer body to its length L lies in the optimal range of values: D / L = 0.26 ... 0.95; the ratio of the width b of the plates to the side of the silencer body A lies in the optimal range of values: b / A = 0.05 ... 0.5; the ratio of the width "a" of the flat channels between the plates to the side of the silencer body A lies in the optimal range of values: a / A = 0.05 ... 0.5; the width of the flat channels between the plates and the body lies in the optimal range of values: 0 ... a / 2.

Звукопоглощающие пластины 2 (фиг. 2) выполнены таким образом, чтоSound-absorbing plates 2 (Fig. 2) are made in such a way that

отношение ширины пластины глушителя b к ее высоте лежит в оптимальном интервале величин: b/А=0,1…0,8; отношение ширины пластины глушителя b к ее длине L лежит в оптимальном интервале величин: b/L=0,1…0,54; отношение высоты пластины глушителя А к ее длине L лежит в оптимальном интервале величин: A/L=0,25…0,9.the ratio of the width of the muffler plate b to its height lies in the optimal range of values: b / A = 0.1 ... 0.8; the ratio of the width of the muffler plate b to its length L lies in the optimal range of values: b / L = 0.1 ... 0.54; the ratio of the height of the muffler plate A to its length L lies in the optimal range of values: A / L = 0.25 ... 0.9.

Корпус 1 глушителя с патрубками и звукопоглощающие пластины 2, выполненные из каркаса, содержащего перфорированные листы, 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).A silencer case 1 with nozzles and sound-absorbing plates 2, made of a frame containing perforated sheets, are 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).

Корпус 1 глушителя и звукопоглощающие пластины 2, выполненные из каркаса, содержащего перфорированные листы, выполнены 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. Для предотвращения высыпания мягкого звукопоглотителя предусмотрен акустически прозрачный материал (на чертеже не показан), например стеклоткань типа ЭЗ-100, расположенная между звукопоглотителем и перфорированным листом.The silencer case 1 and the sound-absorbing plates 2 made of a frame containing perforated sheets are made of stainless steel or galvanized sheet 0.7 mm thick with a protective and decorative polymer coating of the Pural type 50 μm thick or Polyester 25 μm thick, or an aluminum sheet with a thickness of 1.0 mm and a coating thickness of 25 μm. The perforation coefficient of perforated sheets is taken to be equal to or more than 0.25. To prevent the shedding of the soft sound absorber, an acoustically transparent material is provided (not shown in the drawing), for example, fiberglass type EZ-100, located between the sound absorber and the perforated sheet.

Звукопоглотитель выполнен 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». Звукопоглотитель выполнен 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.The 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, and the sound absorbing element is the surface is lined with an acoustically transparent material, such as fiberglass type EZ-100 or polymer type "Poviden." The sound absorber is made on the basis of aluminum-containing alloys, followed by filling them with titanium hydride or air with a density in the range of 0.5 ... 0.9 kg / m3 with the following strength properties: compressive strength in the range of 5 ... 10 MPa, bending strength in the range of 10 ... 20 MPa.

Звукопоглотитель выполнен из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например пеноалюминия или металлокерамики, или металлопоролона, или камня-ракушечника со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30…45%. Звукопоглотитель выполнен в виде 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.The sound absorber is made of a rigid porous sound-absorbing material, for example, foam aluminum or cermets, or metal foam, or a shell rock with a degree of porosity in the range of optimal values: 30 ... 45%. The sound absorber is made in the form of crumbs from solid vibration-damping materials, for example, elastomer, polyurethane, or plastic compound of the type “Agat”, “Anti-vibration”, “Shvim”, and the size of the fractions of the crumb lies in the optimal range of values: 0.3 ... 2.5 mm.

Пластинчатый глушитель шума работает следующим образом.Plate silencer operates as follows.

Звуковые волны вместе с турбулентным потоком сжатого воздуха поступают в полость корпуса 1 глушителя и взаимодействуют со звукопоглотителем пластин 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 пластин 2.Sound waves together with a turbulent stream of compressed air enter the cavity of the silencer body 1 and interact with the sound absorber of the plates 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 the 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 frequency of excitation on the neck wall, which has the form of a branched sound absorber pore network 2.

Звукопоглощающий элемент (фиг. 3) звукопоглотителя для звукопоглощающих пластин выполнен в виде жесткой 5 и перфорированной 8 стенок, между которыми расположены два слоя: звукоотражающий слой 2, 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».The sound-absorbing element (Fig. 3) of the sound absorber for sound-absorbing plates is made in the form of a rigid 5 and perforated 8 walls, between which two layers are located: a sound-reflecting layer 2 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 parameters perforations: the diameter of the holes is 3 ÷ 7 mm, the percentage of perforations is 10% ÷ 15%, and the shape of the holes can be made in the form of holes of a round, triangular, square, rectangular or diamond shape, while in the case of non-circular holes, the conditional diameter should be consider 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.

Звукопоглощающий элемент (фиг. 3) работает следующим образом. 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 для вторичного поглощения и рассеяния звуковой энергии. В волокнистых поглотителях рассеяние энергии колебания воздуха и превращение ее в тепло происходит на нескольких физических уровнях. Во-первых, вследствие вязкости воздуха, а его очень много в межволоконном пространстве, колебание частиц воздуха внутри поглотителя приводит к трению.Sound-absorbing element (Fig. 3) works as follows. Sound energy from equipment located in the room or another object that emits intense noise, passing through the perforated wall 8, enters the layer 7 of soft sound-absorbing material, where it is absorbed, and then to layer 6 of a 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 for secondary absorption and dispersion of sound energy. In fibrous absorbers, the dissipation of the energy of air vibrations and its transformation into heat occurs at several physical levels. Firstly, due to the viscosity of the air, and there is a lot of it in the interfiber space, the oscillation of air particles inside the absorber leads to friction.

Claims

A plate silencer comprising a square section housing rigidly connected to the front inlet and outlet nozzles, sound-absorbing plates made of a frame containing perforated sheets filled with sound absorbers and arranged in a housing with a certain step and forming flat channels in it, the perforation coefficient being perforated sheets is taken to be equal to or more than 0.25, and between the sound absorber and perforated sheets there is an acoustically transparent material, characterized in that the sound-absorbing element of the sound absorber for sound-absorbing plates is 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 the perforated wall, while the layer of sound-reflecting material is made of a complex profile consisting of uniformly distributed hollow tetrahedra, allowing to reflect sound waves incident in all directions, and a perforated wall has the following perforation parameters: the hole meter is 3 ÷ 7 mm, the perforation percentage 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, the maximum diameter should be considered the diameter of the circle inscribed in the polygon, and basaltic mineral wool was used as sound-absorbing material, while the surface of the fibrous sound absorbers is treated with porous paints that allow air to pass through.