Карачун В.В.

Національний технічний університет України «КПІ»

РОЗСІЯННЯ ЕНЕРГІЇ ГАЗОВОГО СТРУМЕНЯ

Пропонуєма конструкція належить до машинобудування, а саме до глушників шуму, і може бути використана для зниження шуму різноманітних пневмосистем шумонебезпечного обладнання при викиді відпрацьованих газових струменів в оточуюче середовище.

Відома конструкція глушника шуму газового струменя, яка містить циліндричний корпус, центральний циліндричний канал, вхідний отвір, конусоподібний вихідний отвір, з’ємну кришку з конічним виступом, кільце із звукопоглинаючого матеріалу, регулювальні гвинти кришки. Звукопоглинаючий матеріал нанесений на стінки каналу зсередини [1].

Газовий струмінь при надходженні в центральний циліндричний канал розширюється і на виході, завдяки конічному виступу, змінює напрям свого руху на 90⁰. Внаслідок цього, він втрачає швидкість руху, що призводить до втрати його акустичної енергії. Ця енергія витрачається також за рахунок поглинання звукових хвиль стінками каналу із звукоізолюючого матеріалу.

Значна частка акустичної енергії йде на подолання тертя газового струменя о поверхню пористого звукопоглинаючого кільця. Зміна ширини кільця дозволяє регулювати швидкість газового струменя на виході.

Звукопоглинаючим матеріалом в глушнику може слугувати, наприклад, пористий поглинач вініпор.

Недоліком цього технічного рішення постає обмежена пропускна спроможність, що суттєво звужує границі його використання, а також відносно невелика ефективність шумогасіння внаслідок обмежених можливостей обраного технічного рішення.

Відомий також глушник шуму газового струменя, що містить виконаний з поліетилену циліндричний корпус з центральним циліндричним каналом і кришками на торцях, а також штуцер, який з’єднує корпус із пневмоклапаном [2].

Пористість поліетиленового глушника становить 80%, що забезпечує його високу акустичну ефективність.

Поліетилену притаманні також високі міцнісні властивості.

За тривалої експлуатації, можливе деяке збільшення протитиску внаслідок забруднення. Тому виникає потреба у поточній заміні корпусу глушника шуму новим.

Недолік цього технічного рішення полягає у відносно низькій ефективності глушіння шуму, яка обумовлена незмінним за напрямком та просторовою структурою примусового руху немодульованого газового струменя в сталому акустичному просторі центрального циліндричного каналу циліндричного корпусу.

В основу пропонуємого технічного рішення поставлена задача підвищення ефективності глушіння шуму різноманітних пневмосистем при викиді відпрацьованих газових струменів в оточуюче середовище шляхом інтенсифікації розсіяння звукової енергії формуванням змінного за напрямком та просторовою структурою примусового руху штучно модульованого газового струменя в мінливому акустичному просторі додаткової труби.

Поставлена задача вирішується тим, що конструкція усуває недоліки відомого рішення, і пропонує нове ефективне технічне рішення з новим технічним результатом.

Глушник шуму газового струменя містить виконаний з поліетилену циліндричний корпус з центральним циліндричним каналом і кришками на торцях, а також штуцер, який з’єднує циліндричний корпус із пневмоклапаном, згідно заявленого винаходу глушник шуму газового струменя обладнаний розміщеною співвісно в центральному циліндричному каналі циліндричного корпусу додатковою трубою, поділеною на окремі камери однаковими поперечними дисками з радіальними прорізями заданих типорозмірів, кожен з яких повернутий навколо осі корпусу на визначений кут відносно попереднього диску.

Аналіз причинно-наслідкових зв’язків дає підстави дійти висновку, що наведені ознаки заявленого глушника шуму газового струменя належать до суттєвих, бо забезпечують досягнення нового технічного результату, вигідно відрізняючи конструкцію від відомих аналогів.

Технічний результат від використання пропонуємого глушника шуму газового струменя забезпечується розміщенням співвісно в центральному циліндричному каналі циліндричного корпусу додаткової труби, поділеної на окремі камери однаковими поперечними дисками з радіальними прорізями заданих типорозмірів, кожен з яких повернутий навколо осі циліндричного корпусу на визначений кут відносно попереднього диску.

Додаткова труба з окремими камерами формує змінну за напрямком просторову структуру примусового руху штучно модульованого газового струменя в створеному мінливому акустичному просторі. Виконання поверхні додаткової труби і поверхні поперечних дисків шорсткою (із звукопоглинаючого матеріалу) буде додатково сприяти розсіянню звукової енергії газового струменя.

Сукупність наведених ознак заявленого глушника шуму газового струменя забезпечує досягнення нового технічного результату.

Далі сутність конструкції пояснюється відповідним описом та кресленнями, де:

на рис. 1 наведений, в поздовжньому перерізі, загальний вид заявленого глушника шуму газового струменя з додатковою трубою усередині центрального циліндричного каналу циліндричного корпусу;

на рис. 2 показаний переріз А-А на рис. 1;

на рис. 3 показаний переріз Б-Б на рис. 1.

Глушник шуму газового струменя (рис. 1) використовується для зниження шуму різноманітних пневмосистем шумонебезпечного обладнання і містить виконаний з поліетилену, або іншого пористого матеріалу, циліндричний корпус 1 з центральним циліндричним каналом 2 і кришками 3 на торцях, одна з яких має штуцер 4, з’єднаний з додатковою трубою 5, а з кришкою 3 з’єднаний за допомогою гайки 6. Диски 7, 8, 9, 10 з однаковими радіальними прорізями 11 (наприклад, чотирма) заданих типорозмірів поділяють внутрішню порожнину додаткової труби на чотири окремі камери 12, 13, 14 і 15 (рис. 1). Диски 7, 8, 9, 10 повернуті навколо осі корпусу 1 на визначений кут один від одного (наприклад, на кут ) (рис. 2, рис. 3). При монтажі глушника шуму газового струменя, додаткову трубу 5, з’єднану з кришкою 3 і штуцером 4, вільно вводять до центрального циліндричного каналу 2 корпусу 1, а потім фіксують кришку 3 гвинтами.

Робота глушника шуму газового струменя здійснюється наступним чином. При надходженні ззовні через штуцер 4 газового струменя 16 до першої камери 12, радіальні прорізі 11 диску 7 поділяють (модулюють) первинний струмінь на чотири плоскі потоки, які стрімко ринуть крізь прорізі до слідуючої камери 13, інша частина первинного струменя у вигляді потоків 17, після удару о лицьову поверхню диску 7, подрібнюється, втрачає частку енергії і прямує під прямим кутом до осі струменя 16 в бік прорізів 11, проходить їх і, двічі змінивши напрям руху на кут , ці частки газового струменя також надходять до камери 13. Потрапивши в камеру 13, плоскі потоки газового струменя втрачають додатково частку звукової енергії внаслідок миттєвого збільшення об’єму акустичного шляхопроводу, частина струменя, знову таки, проходить крізь прорізі 18 далі, в камеру 14, а інша частка після удару о поверхню диска 8, у вигляді потоків 18 стікає, знову таки, по лицьовій стороні диску 8 до прорізів, причому напрям руху потоків 18 протилежний напрямку руху потоків 17 на першому диску 7. В наступних камерах 14 і 15 картина руху газового струменя, зміна напрямку трансляції і чергова втрата звукової енергії повторюються. При виході газових струменів через прорізі останньої камери 15, вони, значно ослаблені, у вигляді потоків 19 надійдуть до центрального циліндричного каналу 2 циліндричного корпусу 1, а надалі крізь пори корпуса 1 і кришок 3 вийдуть в оточуюче середовище додатково втративши звукову енергію.

Таким чином, використання заявленого глушника шуму газового струменя дозволить, за допомогою нових властивостей, збільшити інтенсивність розсіяння первісної звукової енергії прийдешнього ззовні через штуцер газового струменя, що кардинально підвищить ефективність шумогасіння.

Література

1. А.с. 699542 СССР, М.Кл.² G10К 11/00. Глушитель шума газового потока [Текст]/ Л.В. Кивленок, В.М. Леонтьев (СССР). – № 2571615/28-10; заявл. 16.01.78; опубл. 25.11.79, Бюл. №43. – 1.с.: ил.

2. Заборов, В.И. Защита от шума и вибраций в черной металлургии [Текст]/ В.И. Заборов, Л.Н. Клячко, Г.С. Росин; под. ред. В.И. Заборова. – М.: Металлургия, 1976. – 248 с.