Глушитель-искрогаситель

 

'Изобретение позволяет повысить эффективность шумоглушения путем разделения, закручивания и последующего смешения газового потока, Глу.- пштель-искрогаситель содержит корпус 1 с торцовыми .стенками 2 и 3, впуск-г ной 4 и выпускной 5 соосные патрубки, перфорированную перегородку 6и по меньшей мере один винтообразный шумоглушащий элемент 7, расположенный на валу 8. Глушитель-искрогаситель снабжен по меньшей мере одним винтообразным отражателем 11 и дополнительной перегородкой':12. Элемент 7 вьшолнен в виде винтовых перфорированных крыльчаток 13, а отражат^ь 11 - в виде крыльчаток 14» Крыльчатки 13 и 14 снабжены секторами, а крыльчатки 13 дополнительно хвосто- • выми секторами. Поток газов при помощи элемента 7 и отражателя 11 разбивается на части, закручивается с последующим смешением и, пройдя через перегородку^ 12 и патрубок 5, выбрасывается в атмосферу. 15 з.п, ф-лы, 9 ил.^F\Т:11 WJ 6\ \^ Фиг.!*sjсо ю

соки совятсних соцИллистичКСних щспжлин щ) Р 01 N 1/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМЪ СВИДЕТЕЛЬСПВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО ИЗО8Ретениям и ОТКРыт ям

os 1ннт сссР

1 (21) .4754770/06 (22) 30. 10.89 (46) 07.02.92. Бюл. № 5 (75) Р.Г. Наруллин (53) 621.43.065(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 4 11219, кл, F 01 N 1/22, 1972.

Авторское свидетельство СССР № 154744, кл, F 01 N 1/12, 1962. (54) ГЛУШИТЕЛЬ-ИСКРОГАСИТЕЛЬ (57) Изобретение позволяет повысить эффективность шумоглушения путем разделения, закручивания и последующего смешения газового потока. Глушитель-искрогаситель содержит корпус

i с торцовыми .стенками 2 и 3, впуск ной 4 и выпускной 5 соосные патрубки, перфорированную перегородку 6

„„SU„„1710792 А1

2 и пе меньшей мере одйн винтообразный шумоглушащий элемент 7, расположенньй на валу 8. Глушитель-искрогаситель снабжен по меньшей мере одним винтообразным отражателем 11 и дополнительной перегородкой;12. Элемент 7 выполнен в виде винтовых перфорированных крыльчаток 13, а отражатель

1 1 — в виде крыпьчаток 14. Крыльчатки 13 и 14 снабжены секторами, а крыльчатки 13 дополнительно хвостовыми секторами. Поток газов при помощи элемента 7 и отражателя 11 разбивается на части, закручивается с последующим смешением и, пройдя через перегородку 12 и патрубок 5, выб- g расывается в атмосферу. 15 з.п. ф-лы, 9 ил, 1710792

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а именно к глушителям-искрогасителям, преимущественно, двигателя, внутреннего сгорания., Известен глушитель шума выхлопных газов, содержащий корпус с коническими, разделенными по образующим, эластичными перегородками, разрезанными до вершины с образованием расходящихся стенок.

Известный глушитель при больших скоростях переднего фронта выхлопа неэффективно заглушает шум, а за счет наличия центрального прямоточного канала не обеспечивает эффективного искрогашения, Известен также глушитель шума, содержащий корпус в виде тела вращения с торцовыми стенками, впускной и выпускной соосные патрубки, перфорированную нерегородку и по меньшей мере. один винтообразный шумоглушащий элемент, расположенный на центральном 25 валу, установленном при помощи концевых опор, размещенных в зонах пат рубков.

Известный глушитель шума не обес- 0 печивает достаточную эффективность шумоглушения и искрогашения.

Целью изобретения является повьш ение .эффективности шумоглушения и иекрогашения.

Цель достигается тем, что глушитель-искрогаситель, содержащий корпус в виде тела вращения с торцовыми стенками, впускной и выпускной соосные натрубки,, перфорированную перегородку и по меньшей мере один винтооб- разный шумоглушащий элемент, расположенный на центральном валу, установленном при помощи концевых опор, размещенных в зонах патрубков, снаб- 4 жен по меньшей мере одним винтообразным отражателем и.дополнительной перфорированной Перегородкой, перегородки установлены в патрубках заподлицо с торцовыми стенками корпуса, вал выполнен упругим, винтообразный шумо50 глушащий элемент выполнен в виде винтовых перфорированных крыльчаток, расположенных на валу равномерно по окружности, а винтообразный отражатель выполнен в виде винтовых крыльчаток, 55 закрепленных на внутренней поверхности корпуса равномерно по окружности, причем крыльчатки шумоглушащего элемента и отражателя, образующие шумоглушащую ступень, установлены с осевым зазором одни относительно других.

Число крыльчаток шумоглушащего элемента равно числу крыльчаток отражателя, а крыльчатки винтообразных шумоглушащего элемента и отражателя снабжены секторами, установленными со стороны впускного патрубка и под углом к KpbLTIb÷àòêàì элемента и отражателя. Секторы крыльчаток шумоглушащего элемента и отражателя выполнены заодно с ними в виде отгиба и расположены перпендикулярно центральному валу в параллельных плоскостях с образованием между собой осевого зазора.

Секторы крыльчагок шумоглушащего элемента и отражателя могут быть расположены наклонно относительно центрального вала в параллельных плоскостях с образованием между собой зазора.

Крыльчатки шумоглушащего элемента снабжены хвостовыми секторами, установленными со стороны выпускного патрубка и под углом к крыльчаткам, прпчем сектора выполнены заодно с последними в виде отгиба и расположены перпендикулярно центральному валу.

Крыльчатки шумоглушащих ступеней выполнены с одинаковым направлением закрутки, а соседних ступеней — с различным направлением закрутки.

Центральный вал жестко закреплен одним концом на одной из концевых опор или в средней части к корпусу при помощи промежуточной. опоры, причем опоры установлены при помощи рас-. тяжек, Крыльчатки одной шумоглушащей ступени могут быть установлены с угловым смещением относительно крыльчаток соседней шумоглушащей ступени, а .угловое смещение крыльчаток при равном их количестве определяется формулой: где р — угол 180 в радиальном выра/М о женин;

m — - число крыльчаток шумоглушащей ступени.

На фиг. 1 представлен глушитель1 искрогаситель с частичным продольным разрезом; на фиг. 2 " разрез А-А на фиг, 1; на фиг„ 3 — развертка корпуса

Число крыльчаток 13 шумоглушащего элемента 7 равно числу крыльчаток 14 отражателя 11. Крыльчатки 13 и 14 снабжены секторами 15 и 16, установленными со стороны впускного патрубка 5 и поц углом к крыльчаткам 13 и

14, причем секторы 15 и 16 выполнены заодно с последними в виде отгиба.

Секторы 15 и 16 крыльчатки 13 и

14 мсгут быть расположены перпендикулярно центральному валу 8 в нараллельных плоскостях с образованием между собой осевого зазора или наклонно относительно вала 8 в параллельных плоскостях с образованием между собой зазора.

Крыльчатки 13 шумоглушащего элемента 7 снабжены хвостовыми секторами 1/, установленными со стороны выпускного па грубка 4 и под углом к крыльчаткам 13, причем выполнены заодно с последними в виде отгиба и расположены перпендикулярно центральному валу 8. Крыпьчатки 13 и 14 шумоглушащих ступеней выполнены с одинаковым направлением закрутки, а соседних ступеней — с различным направлением закрутки.

Центральный вал 8 жестко закреплен одним концом на концевой опоре .

10 или в средней части к корпусу 1 при помощи промежуточной опоры 18, причем опоры 9 и 10 установлены при помощи растяжек 19 и 20, Крыльчатки 13 и 14 одной шумоглутащей ступени могут быть установлень> с угловым смещением относительно крыльчаток 13 и 14 соседней шумоглупащей ступени. а угловое смещение крыльчаток 13 и 14 при равном их количестве определяется формулой

5 . 171079 глушителя-искрогасителя (изобрая ение крыльчаток условное); на фиг. 4— схема направления движения газов при небольших давлениях; на фиг. 5 - то же, при значительных давлениях; на фиг. 6 — схема глушителя-искрогасителя с несколькими ступенями; на фиг.7вид Б на фиг.. 6; на фиг. 8 — фрагмент развертки корпуса глушителя-искрога"

tQ сителя с несколькими ступенями при одинаковом направлении закрутки крыльчаток; на фиг, 9 — то же, при различном направлении закрутки. крыпьчаток.

На фиг. 1-9 обозначены: — угол наклона крыльчаток; P — угол наклона секторов; Ь вЂ” зазор между секторами при P = 0; n — число ступеней; угловое смещение крыльчаток соседних шумоглушащих ступеней.

Глушитель-искрогаситель содержит корпус 1 в виде тела вращения с торцовыми стенками 2 и 3, впускной 4 и выпускной 5 соосные патрубки, соединенные с корпусом 1 при помощи 25 резьбовых соединений или сварки. Между корпусом 1 и патрубками 4 и 5 могут быть установлены герметизирующие уплотнения -(не показаны). Тело вращения, образующее корпус i может быть выполнено цилиндрической или конической, или комбинированной формы с переходными закруглениями для последней. Глушитель-искрогаситель имеет перфорированную перегородку 6 и винтообразный шумоглушащий элемент 7,— расположенный на центральном, валу 8, установленном при помощи концевых опор 9 и 10, размещенных в эрнах патрубков 4 и 5.

Глушитель-искрогаситель снабжен винтообразным отражателем 1 1 и дополнительной перфорированной перегородкой 12, перегородки 6 и 12 уста.новлены в патрубках 4 и 5 заподлицо с торцовыми .стенками 2 и 3 корпуса 1, вал 8 выполнен упругим, винтообраэный шумоглушащий элемент 7 выполнен в виде винтовых перфорированных крыльчаток 13, расположенн на валу 8 50 равномерно по окружности, а винтообразный отражатель 11 — в виде винтовых крыльчаток 14,закрепленных на внутренней поверхности корпуса 1 равномерно по окружности, причем крыльчатки 13 и 14 шумоглушащего элемента

7 и отражателя 11, образующие шумо-г глушащую ступень, установлены с осевым зазором один относительно других.

О где п — угол 180 в радиальном выраражении;

m — - чи, сло крыльчаток 13 и 14 шумоглушащей ступени.

Свободный конец вала 8 шарнирно (с возможностью поворота) опирается о корпус 1 при помощи шарнирной опоры

9 в зоне впускного патрубка 4, Количество крыльчаток 13 и 14 элемента

7 и отражателя li может быть различным. Размеры зазора между секторами

15 и 16 рекомендуется выполнять минимальными, обеспечивающими минимальное проходное сечение и исключающими

171О792 возможность их соприкосновения. Шумоглушащий элемент 7 крепится к центральному валу 8 посредством диска 21.

В случае установки в корпусе 1 нескольких шумоглушащих ступеней вал 8

5 имеет промежуточные шарнирные опоры

22, установленные на дополнительных перфорированных поперечных перегородках 23 (или на дополнительных растяж- О ках) для сохранения устойчивости вала

8, В случае крепления вала 8 в средней части к корпусу 1 при помощи жесткой промежуточной опоры 18 оба его конца могут быть установлены свободно (шар- 15 нирно). Детали шумоглушащих элементов

7 и отражателей 11 рекомендуется выполнять из листового материала с обеспечением плавных изгибов.

Глушитель-искрогаситель работает следующим образом.

Поток газов через впускной .патрубок 4 и поперечную перфорированную перегородку 6 поступает в полость корпуса 1. Далее газы проходят через 25 систему виитообразньп шумоглушащий элемент 7- винтообразный отражатель 11, . где часть газов проходит между поверхностями крыльчаток 13 и 14 соответственно элемента 7 и отражателя 11, 3О причем часть газов поступает в канал между крыльчатками 13 и 14 через отверстия перфорации крыльчаток 13. При движении.газы оказывают давление на переднюю поверхность крыльчатки 13 и пово35 рачивают шумоглушащий элемент 7 на некоторый угол, так как вал 8 выполнен упругим и имеет возможность закручивания вокруг своей оси.

Поворот, элемента 7 осуществляется на угол, пропорциональный давлению газового потока. При повороте элемента 7 меняются размеры канала между крыльчатками 13 и 14. Одновременно меняется и взаимное расположение секторов 15 и 16. Так при.увеличении давления газов (передний фронт давления) сектор 15 отходит в зону над сектором 16, а хвостовой сектор 17 отходит от задней оконечности крыльчатки 14. Размеры поперечного сечения канала между крыльчатками 13 и 14 становятся переменными, в связи с чем основная часть газов при повышении давления прорывается через каналы между задней поверхностью крыльчатки

14 и передней поверхностью крыльчатки 13 и лишь незначительная часть

rasa прорывается через отверстия перфорации крыльчатки 13 и далее через каналы между задней поверхностью крыльчатки 13 g передней поверхностью крыльчатки 14. При этом значительная; часть энергии газового потока рас- ходуется на закручивание вала 8.

После прохождения переднего фронта выхлопа давление газового потока сни-жается, величина закручивания вала 8 уменьшается, размеры канала между задней поверхностью крыльчатки 14 и передней поверхностью крыльчатки 13 уменьшаются, сектор 17 перекрывает часть этого канала при приближении к задней оконечности крыльчатки 14., Размеры канала между задней поверхностью крыльчатки 13 и передней поверхностью крыльчатки 14 увеличиваются.

Таким образом, основная часть газов при снижении давления проходит уже не через канал между задней поверхностью крыльчатки 14 и передней поверхностью крыльчатки 13, а газы процеживаются через отверстия перфо-, рации крыльчатки 13 и канал между задней поверхностью крыльчатки 13 и передней поверхностью крыльчатки 14.

При поперечном к оси корпуса 1 расположении секторов 15 (P = О), последние,не влияют на процесс закручивания вала 8 за счет давления потока. Поэтому целесообразно располагать их с некоторым наклоном, чтобы они начинали взаимодействовать с потоком газов сразу после того, как поток газов достигает их еще не успев добраться до всей поверхности фронтальной части крыльчатки 13, В этом слу- чае получается первоначальное (хотя и незначительное) закручивание вала

8, однако малая часть газов при этом

1 проходит и между секторами 15 и 16.

На выходе из крыльчаток 13 и 14 потоки газов сталкиваются один с другим и их энергия дополнительно гасится. Внутри корпуса 1 при помощи крыльчаток 13 и 14 поток газов закручивается, чему способствует винтообразная форма шумоглушащего элемента

7 и отражателя 11. При многоступенчатом исполнении глушителя-искрогасителя с первой ступени через перегородки 23 промежуточных опор 22 поток газов попадает на вторую ступень, процесс повторяется и поток проходит на последующую ступень.

1710792

1

При исполнении глушителя-искрогасителя с одинаковым направлением крыльчаток 13 и 14 создается закрученный поток, При исполнении глуши-! теля-искрогасителя с крыльчатками

13 и 14 соседней ступени поток газов вынужден менять свое направление ! сообразно направлению винтообразных звеньев. Это способствует еще большему снижению величины энергии газового потока.

Более равномерно глушитель-искрогаситель работает при равномерном расположении пар крыльчаток 13 и !4 15 в частности, при расположении их под углом .

Газы из корпуса 1 выходят через отверстия перфорации перегородки 12 и выпускной патрубок 5 в атмосферу.

После прохождения газов выхлопа крыльчатки 13 винтообразного шумоглушащего элемента 7 за счет упругос ти вала 8 возвращаются в исходное положение.

Описанные процессы приводят к сглаживанию пульсаций давления газо- - 0 вого потока, позволяют сгладить передний фронт выхлопа. 3а счет сталкивания и соударения потоков, путем преодоления ими перфорированных элементов глушителя-искрогасителя и разде- 35 ления потока на более мелкие струи-с соответствующим расширением гасится энергия порождающего звуковой шум пикового давления.

Сталкивание струй одна с другой, 40 а также потока с секторами 15-17 и крыльчатками 13 и 14 винтообразных звеньев одновременно приводит к интенсивному гашению искр, особенно при изменении направления потока га- 45 зов на ступенях глушителя-искрогасителя.

Формула изобретения

1. Глушитель-искрогаситель, содержащий корпус в виде тела вращения с торцовыми стенками, впускной н выпускной соосные патрубки, перфорированную перегородку и по меньшей мере 55 один винтообразный шумоглушащий элеФ

Мент, расположенный на центральном валу, установленном при помощи концгных опор, размещенных в зонах патрубков, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности шумоглушения и искрогашения, он снабжен по меньшей мере одним винтообразным отражателем и дополнительной перфорированной перегородкой, перегородки установлены в патрубках заподлицо с торцовыми стенками корпуса, вал выполнен упругим, винтообраэный шумоглушащий элемент выполнен в .виде винтовых перфорированных крыпьчаток, расположенных на валу равномерно по окружности, а винтообразный отражатель выполнен в виде винтовых крыльчаток, закрепленных на внутренней поверхности корпуса равномерно по окружности, причем крыльчатки шумоглушащего элемента и отражателя, образующие шумоглушащую ступень, установлены с осевым зазором одни относительно дру гих.

2. Глушитель-искрогаситель по п. 1, отличающийся тем, что число крыльчаток шумоглушащего элемента равно числу крыльчаток отражателя.

3. Глушитель-искрогаситель по. пп. 1 и 2, отличающийся тем, что крыльчатки винтообразных шумоглушащего элемента и отражателя снабжены секторами, установленными со стороны впускного патрубка и под углом к крыльчаткам элемента и отра жателя.

4, Глушитель-искрогаситель по пп. 1-3, отличающийся тем, что секторы крыльчаток шумоглушащего элемента и отражателя выполнены заодно с ними в виде отгиба, 5. Глушитель-искрогасител»ь по пп. 1-4, отличающийся тем, что секторы крыльчаток шумоглушащего элемента и отражателя расположены перпендикулярно центральному валу в параллельных плоскостях с образованием между собой осевого зазора»

6, Глушитель-искрогаситель по пп. 1-4, отличающийся тем, что секторы крыльчаток шумоглушащего элемента и отражателя расположены наклонно относительно центрального вала в параллельных плоскостях с образованием между собо зазора.

7. Глушитель-искрогаситель по

rm. 1-6, отличающийся тем, что крыльчатки шумоглушащего элемента снабжены хвостовыми секто17 П1792 рами, установленными со стороны выпускного патрубка и под углом к крыльчаткам.

8, Глушитель-искрогаситель по пп, 1-7, о т л и ч а ю m и и с я тем, что хвостовые секторы крыльча- . ток шумоглушащего элемента:выполнены заодно с ними в виде отгиба.

9. Глушитель-искрогаситель по 10 пп. 1-8, отличающийся тем, что..хвостовые секторы крыльчаток шумоглушащего злемента расположены перпендикулярно центральному валу. 15

10. Глушитель-искрогаситель по пп. 1-9, отличающийся тем, что крыльчатки шумоглушащнх ступеней выполнены с одинаковым направлением закрутки,. 20

11. Глушитель-искрогаситель по пп. 1-9, отличающийся тем, что крыльчатки соседних шумоглушащих ступеней выполнены с различ; ным направлением закрутки. 25

12. Глушитель-искрогаситель по пп. 1-11, о т л. и ч а ю шийся тем, что центральный вап жестко закреплен одним концом на одной из концевых опор. ЗО

13, Глушитель-искрогаситель по

1-11,отличающийся тем что центральный вал жестко зак9 е реплен в средней части к корпусу при помощи промежуточной опоры.

14, Глушитель-искрогаситель по ппя 1 13у О т л и ч а ю щ и и с я тем, что опоры установлены при помощи растяжек.

15, Глушитель-искрогаситель по пп. 1-14, отличающийся тем, что крыльчатки одной шумоглушащей ступени установлены с угловым смещением относительно крыльчаток соседней шумоглушашей ступени, 16. Глушитель-искрогаснтель по п. 15, отличающийся тем, что угловое смещение крыльчаток соседних шумоглушащих ступеней при равном их количестве определяется формулой,г% огде и — угол 180 в радиальном выражении; а — число крыльчаток шумоглушащей ступени, 1710792

1710792

8 /д а

У

l у

J 7К

/ 4

/ л

l ! (1? 107%Г

Техред д. Оп днык

Корректор С. Шекмар ;.

Редактор О. Хрипта

Заказ 782 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101