SU576972A3 - Устройство дл отделени волновой энергии звуковой частоты от движущейс среды - Google Patents

Description

фиг. 2) может быть вьшолнена относительно плоской в цел х образовашш достаточного пространства дл  элементов св зи 9 и 10. Необходимость этого услови  зависит от размеров элементов св зи. В выполненном согласно данному изобретению глушителе выхлопных шумов двигател  каналы 2 и 5 могут представл ть собой тонкостенные стальные трубки, сваренные двум  сторонами друг с щзугом и сё стенкой 8, образу  таким образом двойную стенку. В предпочтительном варианте элементы св зи 9 и 10 отверсти  в стенке 8. Если этого допускает технологи , злементы св зи могут представл ть собой покрьпые мембранами отверстви . Под действием звуковой энергии мембраны вибрируют, перенос  тем самым энергию из одного канала в другой. Если отверстие 3 ответвител  1 сообщаетс  с выхлопным отверстием двигател  или другим прибором или устройством, где выход газа сопутствует шумообразной звуковой энергии, выхлопные газы беспреп тственно проход т через канал 2. Основное количество газов будет выходить через отверстие 4. Однако, если элементы св зи 9 и 10  вл ютс  отверсти ми, то некоторое количество ВЫХЛОШ1ЫХ газов будет поступать кверху через эти отверсти  в канал 5, если одно из 1шх или оба открыты В основном, однако, канал 2 должен быть вьшолнен пригодным дл  otнocитeльнo свободного прохождени  потока выхлопных газов. Ответвитель, изображенный на фиг. 1, в состс ЯНИН переносить звуковую энергию из одноге канала в другой ,не задержива  потока текущей среды и поглоща  лишь небольшое количество переносимой энергии. Перенос энергии осуществл етс  установлением элементов св зи 9 и 10 вдоль пути распространени  волн. Элементы св зи могут быть вьшолнешэ дл  переноса любого количества энергии (от нул  до полного значени ) из одного канала в Другой. В описьтаемых ниже системах ответвители 1 обычно перенос т либо лоловину энергии, либо всю энергию. Дыражешшю в децибелах. данные св зи ра вн ютс  отрицательным .величивдм звуковой энергии у отверсти  7 относительно величины энергии волны у отверсти  3 в децибелах. Значение О децибел ука.зьшает на полный перенос энергии из одного канала в другой а значение 3 децибел - на перенос половины энергии. Таким образом, если ответвитель 1 (см.фиг. 1) был вьшолнен в качестве ответвител  на О децибел (дл  особой частоты или особого диапазона частот), вс  звукова  энерги  этого диапазона частот переносилась бы из канала 2 в канал 5 без существенного задержани  свободного потока выхлопных газов через канал 2. В безупречной системе через отверстие 4 не выходило б никаких звуковых волн заданного диапазона частот. Направленность ответвител  означает, что в идеальном случае, -если волна приходит к отверстию 3, то от отверсти  3 к вспомогательном) отверстию 6 ж может переноситьс  энерги . Вс  звукова  энерги  выходит через отверсти  4 и 7, причем в количествах, завис щих от степени св зи. Целесообразно, чтобы акустический направленньй ответвитель имел у входа отверсти  6 низкий уровень энергии, а у отверсти  3 низкий звукоотражающий коэффициент. Соотношение уровн  св занной энергии у отверсти  7 к таковому у отверсти  6 в децибелах считаетс  направленностью ответвител . Дл  симметричных ответвителей высока  направленность эквивалентна низкому звукоотражающему коэффициенту на входе. Высокой направленности полосы частот достигают посредством установле.ни  отверстий св зи на рассто нии одной четверти длины волны от средней частоты. При создании ответвите- , лей дл  описываемых в данном изобретении систем целесообразно предусматривать возможность переноса ответвителем энергии звукового диапазона частот. На фиг. 3 изображен вариант глушител  с впускным отверстием 3 канала 11, сообщающимс  с выхлопным отверстием двигател . Выхлоп1Пз1е газы беспреп тственно проход т по каналу 11 из отверсти  7. Шумы в пределах заданного диапазона частот перенос тс  в камеру 12 (соответствует каналу 5) через .ЬШОжество элементов св зи (отверсти  13) в. общей стенке между каналом 11 и камерой, 12. Б этом варианте отверсти  13 предназначены дл  переноса полной энергии (О децибел) в пределах относительно пл1рокого диапазона частот. При создании акустических ответвителей дл  применени  в звукозаглушающих системах согласно данному изобретению заранее выбираютс  размер и форма каналов, а также средн   частота полосы частот, подлежащих заглушению. Это касаетс  и температуры заглушаемого газа. Элементы св зи предварительно устанавливаютс  на рассто нии нечетного кратного одной четверти длины волн от средней частоты. Число элементов св зи, начина  от двух и выше, определ етс  длиной, стоимостью и степенью усовершенствовани  варианта. Затем следует определить коэффициенты св зи и, тем самым, размеры элементов св зи. Обща  величина элементов св зи определ ет степень св зи, то-есть значение ответвител  в децибелах - О или 3 децибел и т.д. При определении величины отделышгх элементов св зи, их относительной величины друг к другу, следует удел ть большое внимание достижению высокой направленности и низкому входному звукоотражающему коэффициенту. В случае применени  ответвителей , оборудова1шых больше, чем двум  элементами св зи, величина пpcлeд fflx сужаетс  от середины к общим концам. При этом большие отверсти  наход тс  в середине в цел х предупреждени  резкой св зи, вследствие чего понижаетс  отражение. Фактически подбор величины элементов св зи и соотноще1ше велишиы последних диктуетс  нижеподписанными принщпгами и приведенной далее системой электромагнитной св зи.

В качестве примера используют ответвитель в О децибел дл  кольцевых каналов при частоте 1000 ГЦ. Окружающа  температура равна 800° по Фаренгейту. Ответвитель, изображенный на фиг. 3, имеет восемь отверстий св зи 13, однако их может быть предусмотрено любое число, начина  от даух и выше.

Камера 12 оснащена звукопоглощающим материалом 14 (например фибергласом) дл  поглощени  перенесенного сюда щума. Концы камеры 12 (соответствующие отверсти м 6 и 7) закрыты. В этом фильтре типа поглотител  звукова  энерги  переноситс  в боковой проход или боковую камеру, где она может быть поглощена без задержани  потока текучей среды через канал 11. Несколько поглощающих фильтров, приведенных на фиг. 3, каждый из которых предназначен дл  особой частоты, могут быть последовательно включены в цел х эффективного применени  ответвител  в более широком диапазоне частот. Р д фильтров такого типа может быть соединен последовательно, причем каждый фильтр примен етс  дл  относительно узкой полосы частот, тем самым ответвитель примен етс  дл  общего сравнительно щирокого диапазона частот, не задержива  поток выхлопных газов по каналу И. В случае, изображенном на фиг. 3, поглощающий фильтр также может быть подключен в цел х применени  в комбинации со стандартной системой глушителей .

Поглощающий фильтр низкого отражени  (см. фиг. 3) обладает преимуществом осуществлегш  процесса поглощени  вне двигател  и вне потока выхлопных газов. Это допускает достижение максимальных звукоотражающих коэффициентов отражающих устройств и приборов таких, как обыкновенные глушители, независи ую от их расположени  в выхлопной системе, поскольку поглощающий фильтр находитс  между отражающим устройством и двигателем.

Следует указать на. полезное свойство симметричных акустических ответвите-лей, типа приведенного на фиг. 1. При вьрсоде волны из отверст1ш7 последн   запаздьтает по фазе на 90° относительно волны , выход щей из отверсти  4. Таким образом, в симметричном ответвителе в 3 децибел, где половина энергии перенесена в канал 5, выход ща  из отверсти  7 звукова  энерги  на 90° смещена относительно фазы остающейс  звуковой энергии, вькод щей из отверсти  4. Таким образом, c5tMметричный акустический ответвитель можно примен ть в качестве фазовращател .

Фазовращающие возможности акустического ответвител  могут использоватьс  дл  ослаблени  шумов путем погашени .

Другой вариант звукоглушащей системы с примене1шем акустического ответвител  изображен на фиг. 4. Этот тип глушител  относитс  к задерживающим полосовым фильтрам. В акустическом ответвителе выхлопные газы или шум, как и в предыдущих вариантах, вход т через отверстие 3. В

задерживающем полосовом фильтре этого типа отверсти  4 и 7 сообщаютс  изогнутым каналом 15, допускаю1цим свободное движение газов и звуковых волн между отверсти ло 4 и 7. Отверстие 6 остаетс  открытым дл  выхода выхлопных газов. Выхлопные газы пост пают в виде однородного потока через отверстие 3, отверстие 4, канал 15, отверстие 7 и отверстие 6. Звуковые волны, поступающие через отверстие 3, отражаютс  при помощи задерживающего полосового фильтра (см. фиг. 3) обратно к источнику. Оба числа (J. О) у отверсти  3 означают звуковые волнь с некоторой амплитудой, поступающие на фильтр и через него, что  вл етс  .случаем идеального отражени . Число(0.0) у отверсти  6 означает, что внутри расчётной полосы частот из отверсти  6 вообще не выходит звуковой энергии.

На фиг. 4 изображен ответвитель в 3 деилбел в задерживающем полосовом фильтре. Два отвегвител  в 3 дещ1бел, соединенных концами, образуют составной ответвнтель в О децибел. Если каналы ответвителей в 3 децибел перекрещиваютс , соедин   отверстие 4 первого ответвител  с отверстием 6 второго и т.д., то вс  энерга  составного ответвител  по вл етс  у отверсти  4. В таком случае, поскольку отверсти  7 и 4 первого ответвител  взаимно соединены, вс  звукова  энерги  выходит через отверстие 3 (отражение от отверсти  4 составного поперечносв занного ответвител ). Таким образом, при соединении отверстий 4 и 7 симметричного ответвител  в 3 децибел получают отражающее задерживающее полосовое фильтрующее устройство. На практике это означает, что вс  энерги  огражаетс  обратно к источнику, где она Постепенно рассеиваетс  в виде тепла. Преимуществом этого задерживающего полосового фильтрующего приспособлеш1Я  вл етс  то, что поток выхлопных газов из двигател  может проходить по пр мому каналу без прохождени ,через устройство св зи. Данное рещение уменьшает потери мошлости двигател , вызываемые нежелательным перепадом давлени .

Claims (1)

1. На фиг. 5 изображен ответвитель в О децибел, примен емый в качестве задерживающего полосового фильтра. В этом случае все отверсти  зг, исключением блокированного отверсти  7 открыты . Поскольку ответвитель рассчин на О децибел, звукова  энерги , вход ща  через отверстие 3, полностью переноситс  к отверстию 7. От блокированного отверсти  7 энерги  отражаетс  н полностью переноситс  в обратном направлении к отверстию3, где она снова полностью переноситс  HJffl же отражаетс  к источнику. Этот задерживаюаа1й полосовой фильтр позвол ет применение пр мого (отверстие 3 - отверстие 4) канала 15 дл  выхлопных газов при почти полном отсутствии обратного давлени , даже в сртвненин с задерживающим полосовым фильтром в 3 децибел. ЕдинстBesfflbiM требованием  вл етс  больша  длшш, необходима  дл  ответвител  в О децибел. Таким образом направленности достигают расположением элементов св зи на рассто нии одной четверти волны друг от друга. Более высокой направленности достичь расположением элементов на рассто нии нечетных кратных одной четверти длины волны, то есть промежуток между элементами св зи может равн тьс  одной четверти длины волны или любому нечетному кратному этой величины. Рассто ние в три четверти может оказатьс  необходим при направленной св зи высокочастотной звуковой энергии. В случае высоких частот распо , ложекие элементов на рассто нии одной четверти дли .ны волн может оказатьс  слишком малым дл  эффек тивной направленной св зи. Пон тие нечетного кратного , примен емое в предлагаемом изобретении, включает четверть длины волны, а также 3, 5, 7, четвертей и т.д. Формула изобретени  Устройство дл  отделени  волновой энергии звуковой частоты от движущейс  среды, включающее канал дл  прохождени  среды и поглощающую камеру, полость которой сообщена с каналом, отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности отделени  энергии, канал и поглошающа  камера выполнены с оЁщей смежной стенкой, а св зь между каналом и ноглошающей камерой выполнена в виде, по метшей мере, двух отверстий в смежной стенке, толщина которой прин та в пределах 6-10 мм, а рассто ние между отверсти ми равно нечетному кратному одной четверти длины волны переносимой средой энергии. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство № 178934, кл. F 04 D 29/66, 1965. 2. the Journal of the AfiQUStical Society of America 1970, т. 47, с. 202 (США) 3. Journal Sounnd.Vibration 1971, т. 15/3. с. 367-372, США.

   13

   13

   11

   /4

   Фиг.З

   /

   IS