RU2630047C2 - Noise suppressor of cone-type gas flow - Google Patents

Noise suppressor of cone-type gas flow Download PDF

Info

Publication number
RU2630047C2
RU2630047C2 RU2015136132A RU2015136132A RU2630047C2 RU 2630047 C2 RU2630047 C2 RU 2630047C2 RU 2015136132 A RU2015136132 A RU 2015136132A RU 2015136132 A RU2015136132 A RU 2015136132A RU 2630047 C2 RU2630047 C2 RU 2630047C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sound
throttling
absorbing
absorbing element
rigid
Prior art date
Application number
RU2015136132A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015136132A (en
Inventor
Олег Савельевич Кочетов
Original Assignee
Олег Савельевич Кочетов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Олег Савельевич Кочетов filed Critical Олег Савельевич Кочетов
Priority to RU2015136132A priority Critical patent/RU2630047C2/en
Publication of RU2015136132A publication Critical patent/RU2015136132A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2630047C2 publication Critical patent/RU2630047C2/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N1/00—Silencing apparatus characterised by method of silencing
    • F01N1/08—Silencing apparatus characterised by method of silencing by reducing exhaust energy by throttling or whirling
    • F01N1/082—Silencing apparatus characterised by method of silencing by reducing exhaust energy by throttling or whirling the gases passing through porous members

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Building Environments (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)

Abstract

FIELD: machine engineering.
SUBSTANCE: suppressor has a diffuser housing with inlet and outlet holes and throttling grids installed in succession in the housing and made with comb cells. Total area of cells of each grid decreases from the inlet hole, each even throttling grid is made with comb cells filled with acoustic absorbing elements arranged in staggered order over cross-section of the throttling grid. A sound-absorbing element for facing inner walls of the diffuser body is made in form of rigid and perforated walls, between which two layers are arranged: a sound reflecting layer adjacent to the rigid wall, and a sound absorbing layer adjacent to the perforated wall. The layer of the sound-reflecting material is made of a complex profile consisting of uniformly distributed hollow tetrahedrons enabling to reflect sound waves incident in all directions. A basalt-based mineral wool is used as sound-absorbing material, wherein the surface of fibrous sound absorbers is treated with porous paints passing air.
EFFECT: improved efficiency of the suppressor due to increased reliability and reduced material consumption.
4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к глушителям шума газового потока, преимущественно при стравливании сжатого газа.The invention relates to mechanical engineering, namely to silencers of the gas flow noise, mainly when bleeding compressed gas.

Известен глушитель шума газового потока по патенту РФ №2310762, F01N 1/08, содержащий диффузорный корпус с впускным и выпускным отверстиями и дросселирующие решетки, установленные последовательно в корпусе и выполненные с сотовыми ячейками, причем суммарная площадь ячеек каждой решетки уменьшается в сторону от впускного отверстия (прототип).Known gas flow silencer according to the patent of Russian Federation No. 2310762, F01N 1/08, containing a diffuser housing with inlet and outlet openings and throttling gratings installed in series in the housing and made with honeycomb cells, and the total cell area of each grating is reduced to the side of the inlet (prototype).

Недостатком глушителя является низкая эффективность шумоглушения.The disadvantage of a silencer is the low efficiency of sound attenuation.

Технический результат - повышение эффективности глушителя путем увеличения надежности и уменьшения материалоемкости и выравнивание скорости газа на выходе.The technical result is to increase the efficiency of the muffler by increasing reliability and reducing material consumption and equalizing the gas velocity at the outlet.

Это достигается тем, что в глушителе шума газового потока, содержащем диффузорный корпус с впускным и выпускным отверстиями и дросселирующие решетки, установленные последовательно в корпусе и выполненные с сотовыми ячейками, причем суммарная площадь ячеек каждой решетки уменьшается в сторону от впускного отверстия, каждая четная дросселирующая решетка выполнена с сотовыми ячейками, заполненными звукопоглощающими элементами, расположенными в шахматном порядке по сечению дросселирующей решетки. Звукопоглощающий элемент дросселирующей решетки 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».This is achieved by the fact that in a gas flow silencer comprising a diffuser housing with inlet and outlet openings and throttling grids installed in series in the housing and made with honeycomb cells, the total cell area of each grille decreasing to the side of the inlet opening, each even throttling grille made with honeycomb cells filled with sound-absorbing elements arranged in a checkerboard pattern along the cross section of the throttling grid. The sound absorbing element of the throttling grid is made of rockwool basalt mineral wool or URSA type mineral wool or P-75 basalt wool or glass wool lined with glass wool or foamed polymer, such as polyethylene or polypropylene, the sound absorbing element it is lined with an acoustically transparent material over its entire surface, for example, fiberglass type EZ-100 or polymer like Poviden.

На фиг. 1 представлен глушитель, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечное сечение (вариант с прямоугольными ячейками); на фиг. 3 - то же, (вариант с шестигранными ячейками), на фиг. 4 - звукопоглощающий элемент облицовки внутренних стенок диффузорного корпуса 1.In FIG. 1 shows a silencer, a longitudinal section; in FIG. 2 - the same cross-section (option with rectangular cells); in FIG. 3 - the same, (option with hexagonal cells), in FIG. 4 - sound-absorbing element of the lining of the inner walls of the diffuser body 1.

Глушитель шума газового потока конусного типа содержит диффузорный корпус 1 с впускным 2 и выпускным 3 отверстиями и дросселирующие решетки 4, выполненные с сотовыми ячейками, причем суммарная площадь ячеек каждой решетки 4 уменьшается в сторону от впускного отверстия 2. По меньшей мере последняя в сторону от впускного отверстия 2 решетка 4 может быть выполнена с уменьшающейся от периферии к центру площадью сечений сотовых ячеек. Сотовые ячейки могут быть выполнены с переменным по площади шагом или толщиной стенок, причем каждая четная дросселирующая решетка выполнена с сотовыми ячейками, заполненными звукопоглощающими элементами 5, расположенными в шахматном порядке по сечению дросселирующей решетки. Звукопоглощающий элемент 5 дросселирующей решетки 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». Звукопоглощающий элемент 5 дросселирующей решетки 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 cone-type gas silencer comprises a diffuser housing 1 with an inlet 2 and an outlet 3 openings and throttling gratings 4 made with honeycomb cells, the total cell area of each grating 4 being reduced to the side of the inlet 2. At least the latter is to the side of the inlet holes 2, the lattice 4 can be made with decreasing from the periphery to the center of the cross-sectional area of the cells. Cell cells can be made with a stepwise variable step or wall thickness, and each even throttling grid is made with honeycomb cells filled with sound-absorbing elements 5 located in a checkerboard pattern along the cross section of the throttling grid. The sound-absorbing element 5 of the throttling grid is made of rockwool basalt mineral wool or URSA type mineral wool or P-75 basalt wool or glass wool lined with glass wool or foamed polymer, such as polyethylene or polypropylene, moreover, it is sound-absorbing the element is lined with an acoustically transparent material over its entire surface, for example, EZ-100 fiberglass or Poviden polymer. The sound-absorbing element 5 of the throttling grating 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 / m 3 with the following strength properties: compressive strength in the range of 5 ... 10 MPa, tensile strength bending within 10 ... 20 MPa.

Звукопоглощающий элемент 5 дросселирующей решетки 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%. Звукопоглощающий элемент 5 дросселирующей решетки выполнен в виде крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана, или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», помещенной в оболочку из звукопрозрачного материала, причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин: 0,3…2,5 мм (на чертеже не показано).The sound-absorbing element 5 of the throttling grate is made of 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-absorbing element 5 of the throttling grate is made in the form of crumbs of solid vibration-damping materials, for example, elastomer, polyurethane, or plastic compound of the type “Agate”, “Anti-vibration”, “Shvim”, placed in a shell of soundproof material, and the size of the fractions of the crumb lies in the optimal range of values : 0.3 ... 2.5 mm (not shown in the drawing).

Глушитель шума газового потока конусного типа работает следующим образом.The silencer gas flow cone type operates as follows.

Поступающий через впускное отверстие 2 сжатый газ на каждой дросселирующей решетке 4 снижает полное давление и расширяется, причем в объеме за каждой решеткой 4 происходит выравнивание и торможение потока. В результате перед последней решеткой 4 полное давление будет докритическим, а скорость потока на выходе из выпускного отверстия 3 будет существенно дозвуковой. Жесткость дросселирующих решеток 4 обеспечивает отсутствие значительных вибраций в нестационарном потоке, что повышает ресурс и надежность глушителя. Жесткость и надежность конструкции повышается путем увеличения толщины сотовых ячеек, а площадь решеток 4 регулируется путем изменения шага сот или толщины их стенок. Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах звукопоглотителя 3, 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.Coming through the inlet 2 of the compressed gas on each throttling grate 4 reduces the total pressure and expands, and in the volume behind each grate 4, the flow is equalized and decelerated. As a result, in front of the last grating 4, the total pressure will be subcritical, and the flow rate at the outlet of the outlet 3 will be substantially subsonic. The stiffness of the throttling gratings 4 ensures the absence of significant vibrations in the unsteady flow, which increases the life and reliability of the muffler. The rigidity and reliability of the structure is increased by increasing the thickness of the cells, and the area of the gratings 4 is regulated by changing the step of the cells or the thickness of their walls. The transition of sound energy into thermal energy (dissipation, energy dissipation) occurs in the pores of sound absorber 3, 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 walls of the mouth itself, which has the form branched network of pore sound absorbers.

Звукопоглощающий элемент (фиг. 4) для облицовки внутренних стенок диффузорного корпуса 1 выполнен в виде жесткой 6 и перфорированной 9 стенок, между которыми расположены два слоя: звукоотражающий слой 7, прилегающий к жесткой стенке 6, и звукопоглощающий слой 8, прилегающий к перфорированной стенке 9. 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 8 может быть применена минеральная вата на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральная вата типа «URSA», 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. 4) for facing the inner walls of the diffuser body 1 is made in the form of a rigid 6 and perforated 9 walls, between which two layers are located: a sound-reflecting layer 7 adjacent to the rigid wall 6, and a sound-absorbing layer 8 adjacent to the perforated wall 9 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 pa perforation meters: 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 a conditional diameter the maximum diameter of the circle inscribed in the polygon should be considered. Rockwool-type mineral wool or URSA-type mineral wool can be used as the sound-absorbing material of layer 8, the surface of fibrous sound 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 9 может быть 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).The perforated wall 9 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 to their surface on one or two sides, 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 7 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 7, a 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. 4) работает следующим образом.Sound-absorbing element (Fig. 4) works as follows.

Звуковая энергия от оборудования, находящегося в помещении, или другого, излучающего интенсивный шум, объекта, пройдя через перфорированную стенку 0 попадает на слой 8 из мягкого звукопоглощающего материала, где происходит ее поглощение, а затем на слой 7 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.Sound energy from equipment located in the room, or another object that emits intense noise, passing through the perforated wall 0 enters layer 8 of soft sound-absorbing material, where it is absorbed, and then to layer 7 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 for secondary absorption and dispersion of sound energy.

Claims (1)

Глушитель шума газового потока конусного типа, содержащий диффузорный корпус с впускным и выпускным отверстиями и дросселирующие решетки, установленные последовательно в корпусе и выполненные с сотовыми ячейками, причем суммарная площадь ячеек каждой решетки уменьшается в сторону от впускного отверстия, каждая четная дросселирующая решетка выполнена с сотовыми ячейками, заполненными звукопоглощающими элементами, расположенными в шахматном порядке по сечению дросселирующей решетки, а звукопоглощающий элемент дросселирующей решетки выполнен из минеральной ваты на базальтовой основе, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, или звукопоглощающий элемент дросселирующей решетки 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, отличающийся тем, что звукопоглощающий элемент для облицовки внутренних стенок диффузорного корпуса выполнен 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%, а в качестве звукопоглощающего материала применена минеральная вата на базальтовой основе, при этом поверхность волокнистых звукопоглотителей обрабатывается пористыми красками, пропускающими воздух.A cone-type gas flow silencer comprising a diffuser housing with inlet and outlet openings and throttling grids installed in series in the housing and made with honeycomb cells, the total cell area of each grill being reduced to the side of the inlet opening, each even throttling grille is made with honeycomb cells filled with sound-absorbing elements staggered along the cross section of the throttling grate, and the sound-absorbing element of the throttling grating and made of basalt-based mineral wool, moreover, the sound-absorbing element is lined with acoustically transparent material over its entire surface, or the sound-absorbing element of the throttling grating is made on the basis of aluminum-containing alloys, followed by their filling 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 within 5 ... 10 MPa, bending strength within 10 ... 20 MPa, characterized in that the sound-absorbing element for facing the internal the walls of the diffuser body are made in the form of rigid and perforated walls, 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 the perforated wall has the following perforation parameters: hole diameter - 3 ÷ 7 mm, perforation percentage 10 % ÷ 15%, and basaltic mineral wool was used as sound-absorbing material, while the surface of fibrous sound absorbers is treated with porous paints that allow air to pass through.
RU2015136132A 2015-08-26 2015-08-26 Noise suppressor of cone-type gas flow RU2630047C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015136132A RU2630047C2 (en) 2015-08-26 2015-08-26 Noise suppressor of cone-type gas flow

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015136132A RU2630047C2 (en) 2015-08-26 2015-08-26 Noise suppressor of cone-type gas flow

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015136132A RU2015136132A (en) 2017-03-03
RU2630047C2 true RU2630047C2 (en) 2017-09-05

Family

ID=58454209

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015136132A RU2630047C2 (en) 2015-08-26 2015-08-26 Noise suppressor of cone-type gas flow

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2630047C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3811531A (en) * 1971-12-06 1974-05-21 Safety Vehicles Develop Silencer
SU1301996A1 (en) * 1985-11-04 1987-04-07 Предприятие П/Я В-2504 Gas flow noise muffler
RU2151889C1 (en) * 1996-05-29 2000-06-27 Войсковая часть 20914 Gas jet noise silencer
RU2310762C2 (en) * 2005-12-15 2007-11-20 Олег Савельевич Кочетов Gas flow conical noise silencer
US20090277714A1 (en) * 2008-05-09 2009-11-12 Siemens Power Generations, Inc. Gas turbine exhaust sound suppressor and associated methods

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3811531A (en) * 1971-12-06 1974-05-21 Safety Vehicles Develop Silencer
SU1301996A1 (en) * 1985-11-04 1987-04-07 Предприятие П/Я В-2504 Gas flow noise muffler
RU2151889C1 (en) * 1996-05-29 2000-06-27 Войсковая часть 20914 Gas jet noise silencer
RU2310762C2 (en) * 2005-12-15 2007-11-20 Олег Савельевич Кочетов Gas flow conical noise silencer
US20090277714A1 (en) * 2008-05-09 2009-11-12 Siemens Power Generations, Inc. Gas turbine exhaust sound suppressor and associated methods

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015136132A (en) 2017-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2310762C2 (en) Gas flow conical noise silencer
RU2594088C1 (en) Active noise suppressor of industrial vacuum cleaner
RU2600210C1 (en) Tubular noise suppressor
RU2603854C1 (en) Combined kochetov noise suppressor
RU2630047C2 (en) Noise suppressor of cone-type gas flow
RU2411369C2 (en) Noise suppressor of chamber type
RU2661430C1 (en) Aerodynamic release damper
RU2623584C2 (en) Plate noise suppressor to channel fans
RU2568799C1 (en) Multi-section noise suppressor
RU2624078C1 (en) Suppressor of gas flow noise of cone type
RU2658896C2 (en) Cone type gas flow noise muffler
RU2599214C1 (en) Plate-type noise suppressor with unified plates
RU2622998C2 (en) Shop vacuum cleaner reactive noise suppressor
RU2604968C1 (en) Multi-section noise suppressor
RU2627482C2 (en) Noise suppressor for textile wastes disposal system
RU2606027C1 (en) Aerodynamic release damper
RU2599669C1 (en) Tubular rectangular silencer
RU2611226C1 (en) Active aerodynamic suppressor
RU2604970C1 (en) Noise silencer for system of processing textile wastes
RU2577634C2 (en) Multi-chamber silencer
RU2599215C1 (en) Noise suppressor with variable cross-section
RU2614564C1 (en) Jet noise reducer
RU2651562C1 (en) Sound-insulating casing with aerodynamic mufflers
RU2614566C1 (en) Jet noise reducer
RU2627480C1 (en) Plate noise suppressor to channel fans

Legal Events

Date Code Title Description
FZ9A Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal)

Effective date: 20170524

HE9A Changing address for correspondence with an applicant