Глушитель

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована для глушения шума энергетических установок, например ДВС, поршневой или ротационной компрессор. Глушитель содержит цилиндрический корпус, с торцов которого закреплены входной и выходной патрубки, и содержащий, по крайней мере, две камеры, образованные перегородками и соединенными между собой трубками, в количестве не менее двух. Впускной патрубок и части соединительных трубок, входящие в следующую камеру имеют длину, равную половине длины соответствующей камеры, а выпускной патрубок и часть трубок, выходящие из камер имеют длину равную четверти длины соответствующих камер, т.е. в зоне узлов продольных стоячих волн, образованных модами собственных колебаний. Соединительные трубки симметрично расположены на окружностях с диаметрами соответствующими зонам узлов радиальных волн собственных мод камер глушителя. Такое выполнение позволяет обеспечить высокую и широкополосную эффективность шумоглушения.

Область техники

Настоящая полезная модель относится к машиностроению, в частности к технике глушения шума и может быть использован для снижения уровня шума энергетических установок, например ДВС, поршневой или ротационных компрессор.

Уровень техники

Известен глушитель шума внутреннего сгорания (Заявка на патент 92011176, кл. F01N 1/06), содержащий цилиндрический корпус, ограниченный торцевыми стенками, на которых смонтированы соответственно впускной и выпускной патрубки, внутренние срезы которых размещены в узловых зонах низших собственных форм колебаний газового объема, заключенного в камере глушителя, а также перфорированную перегородку с отверстиями, причем вершины перегородки установлены в местах закрепления цилиндрического корпуса с его торцевыми стенками, при этом перегородка размещена по обе стороны от центра тяжести газового объема, заключенного в камере глушителя и симметрично центру.

Целью предполагаемой модели является повышение эффективности снижения уровня шума.

Схема аппарата представлена на Фиг.1. и содержит цилиндрический корпус 1, ограниченный передней и задней торцевыми стенками 4, на которых смонтированы соответственно впускной 2 и выпускной 3 патрубки. Внутри корпуса расположены перегородки 5, разделяющие глушитель на камеры. Внутренние срезы патрубков размещены в узловых зонах мод собственных колебаний газового объема, заключенного в этих камерах. Камеры соединены между собой трубками 6. Для снижения гидравлического сопротивления газовому потоку суммарная площадь поперечных сечений трубок должны быть не меньше площади поперечных сечений входного и выходного патрубков, иными словами диаметр трубок должен соответствовать выражению , где d_П - диаметр патрубков, n - количество трубок. Соединительные трубки симметрично расположены на окружностях, центр которых лежит на оси корпуса глушителя, при этом диаметры окружностей задан так, чтобы они лежали в узловых зонах мод радиальных акустических колебаний.

Раскрытие полезной модели

Предлагаемый глушитель относится к группе камерных, у которых эффективность заглушения зависит от соотношения площадей впускного патрубка и самой камеры. Чем больше степень расширения, которая должны быть более трех, тем выше эффективность.

Спектр шума энергоустановок, как правило, содержит дискретные гармонические составляющие в диапазоне частот 100÷1000 Гц, поэтому первая камера глушителя должна быть настроена на первую или более мощную гармонику, т.е. иметь длину равную четверти длины ее волны. Частота названных гармонических составляющих шума может быть измерена или рассчитана, т.к. она кратна частоте вращающихся рабочих органов энергоустановок и количеству поршней, роторов или лопаток. Для того чтобы осуществить широкий частотный диапазон заглушения шума, без провалов, последующие камеры глушителя, образованные поперечными перегородками в его корпусе, должны отличаться по длине и не быть кратными первой камере. В этом случае лучше всего подходит ряд значений длины камер, подчиняющийся последовательности нечетных дробей. Акустические волны, порожденные работающей энергоустановкой, проникающие в камеры глушителя, образуют в них стоячие волны двух типов: продольные - вдоль оси глушителя, и радиальные - от центральной оси к периферии цилиндрического корпуса. Эти стоячие волны называются модами. Первая и вторая мода продольных колебаний, наиболее мощных по энергии, имеют узлы давления, т.е. зоны, где на данной частоте отсутствует звук, и находятся соответственно посередине и на расстоянии одной четверти длины камеры. Для заглушения шума на этих частотах входящие каналы в камеры глушителя (патрубки, трубки) должны доходить до половины их длины, а выходящие от четверти длины камеры.

У радиальных первой, второй и третьей мод стоячих волн узлы давления находятся, соответственно, в центре, на расстоянии 0,68 и 0,789 диаметра камеры глушителя. Для снижения радиальных резонансных мод впускной патрубок глушителя располагается в центре, а трубки, соединяющие камеры, по окружностям с диаметрами 0,68 и 0,789. Для того, чтобы патрубки захватывали более узкую область расположения узлов стоячих волн следует снижать их диаметр и, следовательно, увеличивать количество трубок для того, чтобы сохранить суммарное проходное сечение и не увеличивать общее гидравлическое сопротивление глушителя.

1. Глушитель шума для энергетических установок, например ДВС, поршневой или ротационных компрессор, содержащий цилиндрический корпус, ограниченный передней и задней торцевыми стенками, на которых смонтированы соответственно впускной и выпускной патрубки, внутренние срезы которых размещены в узловых зонах мод собственных колебаний газового объема, заключенного в камерах не менее двух, образованных поперечными перегородками внутри корпуса и соединенные между собой трубками, открытыми с двух торцов, в количестве не менее двух, отличающийся тем, что диаметр корпуса не менее трех диаметров патрубков (D3d_п), а соотношение длин линейных размеров камер не должно быть кратным, а следовать соотношению подобно нечетным дробям, например l^(I):l^(II):l^(III) :l^(IV) как , при этом длина первой камеры должна соответствовать четверти длины волны первой гармоники в спектре шума энергетической установки , где c - скорость звука, м/с; f₁ - частота первой гармонической составляющей, Гц.

2. Глушитель по п.1, отличающийся тем, что для увеличения акустической эффективности впускной патрубок и части соединительных трубок, входящие в следующую камеру, имеют длину, равную половине длины соответствующей камеры, а выпускной патрубок и часть трубок, выходящие из камер, имеют длину, равную четверти длины соответствующих камер.

3. Глушитель по п.1, отличающийся тем, что трубки, соединяющие камеры, располагаются симметрично на окружностях с диаметром 0,786 или 0,68 от диаметра глушителя, т.е. в зонах узлов радиальных стоячих волн собственных мод камер глушителя.

4. Глушитель по п.1, отличающийся тем, что для снижения гидравлического сопротивления газовому потоку диаметр соединительных трубок должен соответствовать выражению , где d_П - диаметр патрубков, n - количество кольцеобразно расположенных трубок.