RU2645370C1

RU2645370C1 - Active sound muffler

Info

Publication number: RU2645370C1
Application number: RU2017120720A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2017-06-14
Filing date: 2017-06-14
Publication date: 2018-02-21

Abstract

FIELD: instrument engineering.

SUBSTANCE: invention refers to noise suppression technique. Muffler includes a body made in the form of a cylindrical shell, rigidly connected to the end plates with an axially symmetric cylindrical shell, fixed with an inlet and outlet nozzles, cylindrical shell, on the inside, is lined with a sound-absorbing element, and a resonance chamber of the muffler is attached to the end plate on the side of the outlet branch, axisymmetric to the body, which is made in the form of a cylindrical sleeve with a partition, and there are, at least two, resonant inserts, fixed to the sleeve perpendicular to its axis, wherein the partition of the resonant chamber of the muffler is connected by a diffuser with an inlet pipe, and calibrated holes are made in the diffuser, and the resonant chamber is lined with sound-absorbing material, and a part of the end plate, on the side of the resonance chamber, is also lined with sound absorbing material.

EFFECT: higher efficiency of noise suppression.

1 cl, 2 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 №2305779, F01N 1/00, (прототип), содержащий цилиндрический корпус, торцовый 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 the patent of the Russian Federation No. 2305779, F01N 1/00, (prototype), comprising a cylindrical body, an end exhaust pipe, rigidly connected to a central pipe having perforation, the perforated partitions are made in the form of coaxially located to the casing and the central pipe of the additional perforated pipe, and the ends of all pipes are rigidly connected to the casing by means of blind partitions.

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 muffler and through its two walls.

Технический результат - повышение эффективности шумоглушения.The technical result is an increase in the efficiency of noise reduction.

Это достигается тем, что в активном глушителе шума, содержащем корпус, выполненный в виде цилиндрической обечайки, жестко соединенной с торцевыми пластинами с осесимметрично цилиндрической обечайке закрепленными на них впускным и выпускным патрубками, цилиндрическая обечайка, с внутренней стороны, облицована звукопоглощающим элементом, а к торцевой пластине со стороны выпускного патрубка, осесимметрично корпусу, прикреплена резонансная камера глушителя, которая выполнена в виде цилиндрической гильзы с перегородкой, и в которой расположены, по крайней мере, две резонансные вставки, закрепленные на гильзе, перпендикулярно ее оси, при этом перегородка резонансной камеры глушителя соединена диффузором с впускным патрубком, а в диффузоре выполнены калиброванные отверстия, при этом резонансная камера облицована звукопоглощающим материалом, и часть торцевой пластины, со стороны резонансной камеры, также облицована звукопоглощающим материалом.This is achieved by the fact that in an active silencer containing a housing made in the form of a cylindrical shell rigidly connected to the end plates with an axisymmetrically cylindrical shell, the inlet and outlet pipes fixed to them, the cylindrical shell, on the inside, is lined with a sound-absorbing element, and to the end the plate on the side of the exhaust pipe, axisymmetrically to the body, is attached to the muffler resonance chamber, which is made in the form of a cylindrical sleeve with a baffle, and in which at least two resonant inserts mounted on the sleeve perpendicular to its axis are laid, while the partition of the muffler resonance chamber is connected by a diffuser to the inlet pipe, and calibrated holes are made in the diffuser, while the resonance chamber is lined with sound-absorbing material, and part of the end plate, on the side of the resonance chamber, is also lined with sound-absorbing material.

На фиг. 1 представлен фронтальный разрез предлагаемого глушителя шума, на фиг. 2 - схема звукопоглощающих элементов.In FIG. 1 shows a frontal section of the proposed silencer, FIG. 2 is a diagram of sound absorbing elements.

Активный глушитель шума (фиг. 1) содержит корпус, состоящий из цилиндрической обечайки 1, жестко соединенной с торцевыми пластинами 2 и 3 с осесимметрично цилиндрической обечайке 1 закрепленными на них впускным 5 и выпускным 4 патрубками. Цилиндрическая обечайка 1, с внутренней стороны, облицована звукопоглощающим элементом 9.Active silencer (Fig. 1) contains a housing consisting of a cylindrical shell 1, rigidly connected to the end plates 2 and 3 with an axisymmetric cylindrical shell 1 secured to them by the inlet 5 and 4 outlet pipes. The cylindrical shell 1, on the inside, is lined with a sound-absorbing element 9.

К торцевой пластине 3 со стороны выпускного 4 патрубка, осесимметрично корпусу, прикреплена резонансная камера 6 глушителя, которая выполнена в виде цилиндрической гильзы 10 с перегородкой 7, и в которой расположены, по крайней мере, две резонансные вставки 11, закрепленные на гильзе 10, перпендикулярно ее оси. Перегородка резонансной камеры 6 глушителя соединена диффузором 12 с впускным 5 патрубком, при этом в диффузоре 12 выполнены калиброванные отверстия 13.To the end plate 3 from the side of the outlet 4 pipe, axisymmetrically to the body, a muffler resonance chamber 6 is attached, which is made in the form of a cylindrical sleeve 10 with a partition 7, and in which at least two resonant inserts 11 are mounted on the sleeve 10, perpendicularly its axis. The partition of the resonant chamber 6 of the muffler is connected by the diffuser 12 to the inlet 5 pipe, while calibrated holes 13 are made in the diffuser 12.

Резонансная камера 6 облицована звукопоглощающим материалом 8. Часть торцевой пластины 3 со стороны резонансной камеры 6 облицована звукопоглощающим материалом 14.The resonance chamber 6 is lined with sound-absorbing material 8. A portion of the end plate 3 on the side of the resonance chamber 6 is lined with sound-absorbing material 14.

Корпус выполнен из конструкционных материалов, с нанесенным на его поверхности с одной или двух сторон слоем мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, или материала типа «Герлен-Д», при этом соотношение между толщиной облицовки и вибродемпфирующим покрытием лежит в оптимальном интервале величин - 1:(2,5…3,5).The case is 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 two sides of the surface, and the ratio between the thickness of the lining and the vibration-damping coating lies in the optimal range of values - 1: (2.5 ... 3.5).

Звукопоглощающий элемент 9 (фиг. 2) выполнен в виде жесткой 15 и перфорированной 16 стенок, между которыми расположен двухслойный комбинированный звукопоглощающий элемент, причем слой 17, прилегающий к жесткой стенке 15, выполнен звукопоглощающим, а прилегающий к перфорированной стенке 16 слой 18 выполнен с перфорацией 19 из звукоотражающего материала сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны.The sound-absorbing element 9 (Fig. 2) is made in the form of a rigid 15 and perforated 16 walls, between which there is a two-layer combined sound-absorbing element, the layer 17 adjacent to the rigid wall 15 is made sound-absorbing, and the layer 18 adjacent to the perforated wall 16 is perforated 19 from sound-reflecting material of a complex profile, consisting of uniformly distributed hollow tetrahedrons, which allow reflecting sound waves incident in all directions.

В качестве звукопоглощающего материала слоя 17 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 пористыми красками, пропускающими воздух, например, типа Acutex Т, или покрывается воздухопроницаемыми тканями или неткаными материалами, например Лутрасилом,As sound-absorbing material of layer 17, 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, are used. The surface of the fibrous absorbers is treated with porous paints that allow air to pass through, for example, Acutex T, or coated with breathable fabrics or non-woven materials, such as Lutrasil,

В качестве материала звукоотражающего слоя 18 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, или материал на основе магнезиального вяжущего с армирующей стеклотканью или стеклохолетом.As the material of the sound-reflecting layer 18, a material based on aluminum-containing alloys was 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 soundproofing boards based on glass staple fiber of the Shumostop type with a material density of 60 ÷ 80 kg / m ³ or a material based on a magnesian binder with reinforcing glass fiber were used New or glass.

Звукопоглощающий элемент работает следующим образом.Sound-absorbing element operates as follows.

Звуковая энергия, пройдя через перфорированную стенку 16, попадает на слой 18 из звукоотражающего материала сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, а часть звуковой энергии проходит через слой 18 из звукоотражающего материала и взаимодействует со слоем 17 из звукопоглощающего материала, где происходит окончательное рассеивание звуковой энергии. Коэффициент звукопоглощения волокнистых материалов находится в пределах 0,4…1,0. Выполнение перфорации 19 на звукоотражающем слое 18 способствует более эффективному шумоглушению на средних частотах, так как часть звуковых волн будет проходить через перфорацию 19 и рассеиваться на слое 17 из звукопоглощающего материала.Sound energy, passing through the perforated wall 16, enters the layer 18 of sound-reflecting material of a complex profile, consisting of uniformly distributed hollow tetrahedrons, which allow sound waves to be incident in all directions, and part of the sound energy passes through the layer 18 of sound-reflecting material and interacts with the layer 17 from sound-absorbing material, where the final dissipation of sound energy occurs. The sound absorption coefficient of fibrous materials is in the range of 0.4 ... 1.0. Performing the perforation 19 on the sound-reflecting layer 18 contributes to a more effective sound attenuation at medium frequencies, as part of the sound waves will pass through the perforation 19 and scatter on the layer 17 of sound-absorbing material.

Активный глушитель шума работает следующим образом.Active silencer works as follows.

Аэродинамический поток по впускному патрубку 5 направляется в диффузор 12, затем через калиброванные отверстия 13 в полость корпуса, где часть звуковой энергии гасится звукопоглощающим элементом 9 цилиндрической обечайки 1, закрепленным на корпусе. Затем аэродинамический поток через резонансные вставки 11 устремляется в гильзу 10, и через выпускной 4 патрубок выходит наружу. При этом рассеивание звуковой энергии происходит при прохождении поворотов аэродинамического потока, и на выходе в звукопоглощающем материале 14 торцевой пластины 3.The aerodynamic flow through the inlet pipe 5 is sent to the diffuser 12, then through the calibrated holes 13 into the body cavity, where part of the sound energy is quenched by the sound-absorbing element 9 of the cylindrical shell 1, mounted on the body. Then the aerodynamic flow through the resonant inserts 11 rushes into the sleeve 10, and through the outlet 4 pipe out. In this case, the dissipation of sound energy occurs during the passage of the turns of the aerodynamic flow, and at the exit in the sound-absorbing material 14 of the end plate 3.

Claims

1. An active silencer containing a housing made in the form of a cylindrical shell rigidly connected to the end plates with an axisymmetrically cylindrical shell fixed to them by inlet and outlet pipes, characterized in that the cylindrical shell, on the inside, is lined with a sound-absorbing element, and to the end the plate from the side of the exhaust pipe, axisymmetrically to the body, is attached to the muffler resonance chamber, which is made in the form of a cylindrical sleeve with a baffle, and in which At least two resonance inserts mounted on the sleeve are perpendicular to its axis, while the partition of the resonant chamber of the muffler is connected by a diffuser to the inlet pipe, and the diffuser has calibrated holes, while the resonant chamber is lined with sound-absorbing material, and part of the end plate, on the side of the resonance chamber, is also lined with sound-absorbing material.

2. The active silencer according to claim 1, characterized in that the sound-absorbing element is made in the form of rigid and perforated walls, between which there is a multilayer sound-absorbing element, which is made in the form of two layers: one of which, adjacent to the rigid wall, is sound-absorbing, and the other, adjacent to the perforated wall, is made with perforation from a sound-reflecting material of a complex profile, consisting of evenly distributed hollow tetrahedrons, while as a sound-reflecting material A material based on aluminum-containing alloys was filled with their subsequent filling with titanium hydride or air with a density in the range 0.5 ... 0.9 kg / m ³ with the following strength properties: compressive strength in the range 5 ... 10 MPa, bending strength in the range 10 ... 20 MPa, for example foam aluminum, or soundproofing boards based on glass staple fiber of the Shumostop type with a material density of 60 ÷ 80 kg / m ³ , or a material based on a magnesian binder with reinforcing fiberglass or fiberglass.