Регулируемый акустический поглотитель

Опубликовано 23.05.82. Бюллетень М 19

Дата опубликования описания 25.05.82 (5! )М. Кл.

G10 К 11/Оа

)Ьеудэретюкый квинтет

CCCP ию делен кзобретеекк н еткрыткв (53) УДК5З4 84 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Н. С. Кучевская и И. И. Пинкэ (71) Заявитель (54) РЕГУЛИРУЕИЫЙ АКУСТИЧЕСКИМИ ПОГЛОТИТЕЛЬ

Изобретение относится к аккусти- ческим устройствам, предназначенным для борьбы с промышленными шумами.

Акустические поглотители нашли широкое применение для поглощения колебаний в камерах сгорания и ослабления шума в трактах различных энергетических установок. Известные поглотители представляют собой перфорированные экраны, устанавливаемые с некоторым зазором относительно жесткой, та . стенки .для образования резонансных поглощающих звук полостей (1).

Недостатком акустических поглотителей является резкое снижение эффективности их применения вне расчетного диапазона рабочих параметров и невозможность перестроения их частотных характеристик при изменении (или отклонении) режимных параметров сис20 темы.

Заранее определить оптимальные размеры и, в частности, объем резо» нансной полости поглотителя. в ряде практических случаев не представляет ся возможным (из-за отсутствия закон" ченных инженерных методик расчета, учитывающих в полной мере натурные условия работы - наличие среднего потока, фактические значения параметров среды и резонансной полости, не линейные эффекты, угол падения звуковой волны на рабочую поверхность поглотителя и т.д.). .Это приводит к тому, что окончательные (хотя порой и не оптимальные) размеры поглотителей определяются экспериментально путем изготовления большого числа поглотителей с выбором наиболее подходящего варианта, что сопряжено с большими затоатами средств и времени.

Известен также регулируемый акустический поглотитель, в котором отдельные резонаторы состоят иэ цилиндрических объемов, выполненных с возможностью регулировки. С этой целью в каждом из цилиндрических объемов, изо. лированных друг от друга, имеются сопряжены с внешней повехностью перфорированного экрана 1 и между собой.

Ось регулируемого акустического поглотителя (направленная перпендикуляр-, но плоскости чертежа) совпадает с осью трубопровода, на .который устанавливается.поглотитель. На чертеже большие 4 и малые 3 поршни показаны в исходном-положении, соответствующем нулевому значению объема резонансных полостей V = 0 поглотителя. При этом плоские грани 6 малых поршней

3 оказываются полностью перекрыты плоскими поверхностями боковых участков 7 больших поршней 4. Второе предельное положение этих поршней, соответствующее максимальному объему резонансных полостей V = 7 „1 11 споглотитрля и, следовательно, соответствующее минимальному значению резонансной частоты поглотителя показано пунктиром. В этом предельном положении перекрытие плоских граней 6 малых поршней 3 плоскими поверхностями боковых участков 7 больших поршней 4 оказывается минимальным.

Резонансные полости регулируемого акустического поглотителя объединены / в одну общую .полость с объемом V, расположенную между наружной поверхностью перфорированного экрана 1, рабочими цилиндрическими поверхностями больших 4 и малых 3 поршней, обращенными в сторону оси поглотителя и частично плоскими поверхностями боковых участков 7 больших поршней 4 и внутренними кольцевыми торцами поверхностями корпуса 1, перпендикулярными оси поглотителя.

Рабочие цилиндрические поверхности больших 4 и малых 3 поршней имеют радиус кривизны, равный радиусу кри; визны В. наружной поверхности перфорированного экрана 1. При этом общая длина рабочих цилиндрических поверхностей больших 4 и малых 3 поршней в сечении, перпендикулярном оси поглотителя, равна периметру внешней поверхности перфорированного экрана 1.

Вместо перфорированного экрана 1 с отверстиями в регулируемом акустическом поглотителе может быть установлен цилиндр из пористого звукопоглощающего материала или материала с сотовым разделителем, применяемым в авиационной акустике.

Синхронное возвратно-поступательное радиальное перемещение больших

4 и малых 3 поршней может осуществЗ 930364 4 снабженные резьбой винты-поршни с плосплоской рабочей поверхностью. Регулирование объемов осуществляется путем вворачивания или выворачивания винтов.

При этом возможно в некоторых пределах изменять резонансные частоты отдельных резонаторов (2 J.

Недостатком известного устройства является трудность достижения оптимальной частотной характеристики пог- 30 лощения, связанная с большим числом возможных комбинаций объемов резонанс ных полостей. Причем, указанная pery.c лировка должна проводится вручную перед .проведением каждого испытания.

В устройстве не полностью используется весь объем, занимаемый поглотителем, что приводит к снижению погло" щаемой энергии шума. Указанные недостатки не позволяют добиться макси- щ мального звукопоглощения в широком диапазоне частот, колебаний давления в трубопроводе, на который установлен поглотит ел ь.

Цель изобретения - достижение мак- р5 симального звукопоглощения в широком диапазоне частот колебаний давления путем оперативного и плавного изменения частотных характеристик поглотителя. 30

Указанная цель достигается тем, что в регулируемом акустическом погло. тителе, содержащем цилиндрический перфорированный экран, поршни и корпус противоположные поршни выполненны одинаковыми и размещены внутри корпуса диаметрально относительно цилиндрического перфорированного экрана с возможностью контактирования их рабочих поверхностей с внешней 40 поверхностью цилиндрического перфорированного экрана и .между собой.

На чертеже представлена схема устройства предлагаемого регулируемого акустического поглотителя с перестраиваемой частотной характеристикой.

Устройство состоит из перфорированного экрана 1, корпуса 2, малых поршней 3, больших поршней 4, што 50 ков 5, плоских граней 6 (малых поршней 3), плоских поверхностей боковых участков 7 (больших поршней 4). Буквой R обозначен радиус кривизны внешней поверхности перфорированного. эк 55 рана 1 с отверстиями. Диметрально расположенные большие поршни 4 и диаметрально расположенные малые поршни 3 выполнены попарно одинаковыми и

Формула изобретения

5 9303 ляться через прикрепленные к поршням штоки 5 от гидравлического, механического или электромеханического привода.

Устройство работает следующим образом.

При перемещении поршней 3 и 4 в сторону корпуса поглотителя 2 проис-. ходит увеличение объема Ч резонансной полости поглотителя, при движении 10 же в сторону перфорированного экрана

1-уменьшение объема У резонансной полости. 8 соответствыи с изменением объема резонансной полости происходит изменение резонансной частоты поглотителя:

«d ЯП И p, v где 4 - скорость звука газа в резо нансной полости; и

S,0 ф - площадь и эффективная длина отверстия в перфорированном экране;

11 - число отверстий в экране; i 3, 14.

Для снижения потребной мощности 2s привода при радиальном перемещении больших 4 и малых 3 поршней статические давления по обе стороны пораней желательно выравнивать (например, с помощью сквозных сверлений в nope" .Зв нях или за счет зазоров между торцовыми внутренними поверхностями корпу.са 2 и поршнями 3 и 4).

Применение предлагаемого регулируе. мого поглотителя позволит производить зз настройку поглотителя в натурных условиях на частоту наблюдаемых в системе колебаний путем непрерывного плавного дистанционного изменения объема его резонансной полости и:тем самым обеспечит эффективность его применения в широком диапазоне частот колебаний, Использование предлагаемого поглотителя позволяет в зна"

64. 6 чительной степени автоматизировать процесс оптимизации параметров акустических поглотителей по конечному эффекту их применения (исчезновению автоколебаний или снижению шума в системе). Это позволит сократить стоимость и сроки доводки различных энергетических установок.

8 отдельных случаях, например, для подавления тональных колебаний в трек тах компрессоров и турбин, частота которых определяется числом оборотов на том или ином режиме их работы, . предлагаемый регулируемый акустический поглотитель может использоваться как поглотитель .с- плавно перестраиваемой частотной характеристикой.

Регулируемый акустический поглотитель, содержащий цилиндрический перфорированным экран, поршни и корпус, о т л и ч а ю щ и " с я тем, что, с целью достижения максимального зву. копоглоЩения в широком диапазоне частот колебаний давления, противоположные поршни выполнены одинаковыми и размещены внутри корпуса диаметрально относительно цилиндрического перфорированного экрана с возможностью контактирования их рабочих поверхностей с внешней поверхностью цилиндрического перфорированного экрана и между собой.

Исто ййки информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Неустойчивость горения в ЖРД.

Под ред. Д. Т.. Харрье и Ф. Г. Рирдона.

И., "Иир", 1975» с. 599-600.

2, ПатентПНР У 72046, кл. 42 1/10, 30.09.74 (прототип)..

930364

Составитель В. Шоров

Редактор А. Козооиз Техоец И. Гайду Корректор Л. Бокшан.

Заказ 3480/68 Тираж 389 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Разовская наб. g. 4/g

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4