RU128246U1

RU128246U1 - ENERGY INSTALLATION NOISE MUSTER

Info

Publication number: RU128246U1
Application number: RU2012158036/06U
Authority: RU
Inventors: Сергей Георгиевич Смирнов; Вероника Юрьевна Семенец; Анна Алексеевна Аграфонова
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2013-05-20

Abstract

Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к технике глушения шума, и может быть использована для снижения уровня шума энергетических установок, например ДВС, поршневых или ротационных компрессоров. Задачей предполагаемой модели является повышение эффективности снижения уровня шума энергетических установок и упрощение конструкции. Глушитель содержит 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 (в количестве не менее двух), образованных поперечными перегородками внутри корпуса. Камеры, образованные перегородками внутри корпуса, соединены между собой узкими кольцевыми каналами, выполненными двумя концентрическими цилиндрами, укрепленными в перегородках. При этом длина цилиндров, и, следовательно, длина кольцевого канала, такова, что открытые торцы кольцевых каналов располагаются в узловых зонах продольных звуковых волн, т.е. на расстоянии половины и четверти длины камеры глушителя. Средний диаметр кольцевого канала D_кк для подавления (заглушения) второй радиальной моды должен быть равен D·0,68, а для подавления третьей радиальной моды равен D·0,789, где D - диаметр корпуса глушителя. Ширина кольцевого канала, т.е. расстояние между концентрическими цилиндрами, должна соответствовать выражению

, где d_п - диаметр впускного патрубка. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. The invention relates to mechanical engineering, in particular, to the technique of noise damping, and can be used to reduce the noise level of power plants, such as internal combustion engines, piston or rotary compressors. The objective of the proposed model is to increase the efficiency of reducing the noise level of power plants and simplify the design. The silencer contains a cylindrical body, bounded by the front and rear end walls on which the inlet and outlet pipes are mounted, respectively, the internal sections of which are located in the nodal zones of the modes of natural oscillations of the gas volume enclosed in chambers (at least two) formed by transverse partitions inside the case . The chambers formed by partitions inside the case are interconnected by narrow annular channels made by two concentric cylinders fixed in partitions. The length of the cylinders, and, consequently, the length of the annular channel, is such that the open ends of the annular channels are located in the nodal zones of longitudinal sound waves, i.e. at a distance of half and a quarter of the length of the chamber silencer. The average diameter of the annular channel D _QC for suppressing (damping) the second radial mode should be equal to D · 0.68, and for suppressing the third radial mode equal to D · 0.789, where D is the diameter of the muffler housing. The width of the annular channel, i.e. the distance between the concentric cylinders must match the expression

where d _p - the diameter of the inlet pipe. 2 hp f-ly, 2 ill.

Description

Область техникиTechnical field

Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к технике глушения шума, и может быть использована для снижения уровня шума энергетических установок, например ДВС, поршневых или ротационных компрессоров.The invention relates to mechanical engineering, in particular, to the technique of noise damping, and can be used to reduce the noise level of power plants, such as internal combustion engines, piston or rotary compressors.

Уровень техникиThe level of technology

Известен глушитель шума (Патент на полезную модель №119807, кл. F01N 1/00, опубл. 27.08.2012), содержащий цилиндрический корпус, ограниченный торцевыми стенками, на которых смонтированы соответственно впускной и выпускной патрубки, внутренние срезы которых размещены в узловых зонах низших мод собственных колебаний газового объема, заключенного в камере глушителя.Known noise muffler (Patent for utility model No. 119807, CL F01N 1/00, publ. 27.08.2012), containing a cylindrical body bounded by end walls on which the inlet and outlet nozzles are mounted, the internal sections of which are located in the nodal zones of the lower modes of natural oscillations of the gas volume enclosed in the muffler chamber.

Внутренние камеры этого глушителя соединены трубками, которые для минимизации гидравлического сопротивления, обладая определенным размером, захватывают широкое пространство, включающее не только узел стоячих волн. В узле стоячих волн звуковое давление на резонансной частоте равно нулю.The inner chambers of this silencer are connected by tubes, which, to minimize hydraulic resistance, having a certain size, capture a wide space, including not only a standing wave assembly. At the standing wave node, the sound pressure at the resonant frequency is zero.

Однако при такой конструкции (с соединительными трубками) часть звуковой энергии из-за конечного минимального размера трубок может проникать в следующую камеру и недостаточно эффективно глушиться. Недостатком также является сложность конструкции.However, with this design (with connecting tubes), part of the sound energy, due to the finite minimal size of the tubes, can penetrate into the next chamber and not be effectively suppressed. The disadvantage is also the complexity of the design.

Раскрытие полезной моделиDisclosure of utility model

Задачей предполагаемой модели является повышение эффективности снижения уровня шума энергетических установок и упрощение конструкции.The objective of the proposed model is to increase the efficiency of reducing the noise level of power plants and simplify the design.

Задача решается за счет того, что глушитель шума энергетических установок содержит 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 (в количестве не менее двух), образованных поперечными перегородками внутри корпуса. Камеры, образованные перегородками внутри корпуса, соединены между собой узкими кольцевыми каналами, выполненными двумя концентрическими цилиндрами, укрепленными в перегородках. При этом длина цилиндров, и, следовательно, длина кольцевого канала, такова, что открытые торцы кольцевых каналов располагаются в узловых зонах продольных звуковых волн, т.е. на расстоянии половины и четверти длины камеры глушителя от перегородки.The problem is solved due to the fact that the silencer of power plants contains a cylindrical body, bounded by the front and rear end walls, on which the inlet and outlet pipes are mounted, respectively, the internal sections of which are located in the nodal zones of natural gas volume oscillations enclosed in chambers (in the amount at least two) formed by transverse partitions inside the case. The chambers formed by partitions inside the case are interconnected by narrow annular channels made by two concentric cylinders fixed in partitions. The length of the cylinders, and, consequently, the length of the annular channel, is such that the open ends of the annular channels are located in the nodal zones of longitudinal sound waves, i.e. at a distance of half and a quarter of the length of the muffler chamber from the partition.

Для получения максимума акустической эффективности средний диаметр кольцевого канала D_кк для подавления (заглушения) второй радиальной моды должен быть равен D·0,68, а для подавления третьей радиальной моды равен D·0,789, где D - диаметр корпуса глушителя.To obtain the maximum acoustic efficiency, the average diameter of the annular channel D _kk for suppression (damping) of the second radial mode should be equal to D · 0.68, and for suppressing the third radial mode equal to D · 0.789, where D is the diameter of the muffler case.

Для снижения гидравлического сопротивления газовому потоку и повышения акустической эффективности ширина кольцевого канала, т.е. расстояние между концентрическими цилиндрами, должна соответствовать выражению

, где d_n - диаметр впускного патрубка.To reduce the hydraulic resistance of the gas flow and increase the acoustic efficiency, the width of the annular channel, i.e. the distance between the concentric cylinders must match the expression

where d _n is the diameter of the inlet.

Перечень фигурList of figures

На Фиг.1 представлена конструкция глушителя с указанием отдельных частей (№№1-8) и разрезом для демонстрации новой внутренней конструкции камер.Figure 1 shows the design of the muffler, indicating the individual parts (№№ 1-8) and a slit to demonstrate the new internal design of the cameras.

На Фиг.2 показана конструкция глушителя с демонстрацией продольных и радиальных стоячих волн (с частотами f₁-f₃) с узлами, где звуковое давление равно нулю.Figure 2 shows the design of the muffler with a demonstration of longitudinal and radial standing waves (with frequencies f ₁ -f ₃ ) with nodes, where the sound pressure is zero.

Осуществление полезной моделиImplementation of the utility model

В отличие от прототипа, где камеры соединены трубками, в предлагаемой конструкции для захвата минимальной зоны, в которой расположен узел стоячей радиальной шумовой волны, предлагается наличие узкой кольцевой щели.Unlike the prototype, where the chambers are connected by tubes, the proposed design for capturing the minimum zone in which the standing radial noise wave node is located, suggests the presence of a narrow annular gap.

Предложенный глушитель 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 (Фиг.1). Внутренние срезы патрубков размещены в узловых зонах мод собственных колебаний газового объема, заключенного в этих камерах.The proposed muffler contains a cylindrical body 1, limited by the front and rear end walls: 4, on which the inlet 2 and the exhaust 3 branch pipes are mounted respectively. Inside the case there are partitions 5, which divide the silencer into chambers (Figure 1). Internal sections of the nozzles are located in the nodal zones of the modes of natural oscillations of the gas volume contained in these chambers.

Камеры, образованные перегородками внутри корпуса, соединены между собой узкими кольцевыми каналами, выполненными двумя концентрическими цилиндрами 6 и 7. Для соединения внутреннего цилиндра 6 с частью перегородки 5 предусмотрены крепления 8.The chambers formed by partitions inside the case are interconnected by narrow annular channels made by two concentric cylinders 6 and 7. Attachments 8 are provided for connecting the internal cylinder 6 with part of the partition 5.

Длина цилиндров выполнена таким образом, чтобы открытые торцы кольцевых каналов располагались в камерах в узловых зонах продольных и радиальных мод шумовых акустических колебаний объема камер. Для снижения гидравлического сопротивления газовому потоку площадь поперечного сечения кольцевого канала, которая определяется как произведение средней длины окружности канала на его ширину, должна равняться площади патрубка. Это условие выполняется при ширине кольцевого каналаThe length of the cylinders is designed so that the open ends of the annular channels are located in the chambers in the nodal zones of the longitudinal and radial modes of noise acoustic oscillations of the chamber volume. To reduce the hydraulic resistance of the gas flow, the cross-sectional area of the annular channel, which is defined as the product of the average length of the channel circumference and its width, should be equal to the nozzle area. This condition is satisfied when the width of the annular channel

,

где d_п - диаметр впускного патрубка;where d _p - the diameter of the inlet pipe;

D_кк - средний диаметр кольцевого канала, равный D·0,68 - для подавления второй радиальной моды f₂ и D·0,789 для подавления третьей радиальной моды f₃;D _QC - the average diameter of the annular channel, equal to D · 0.68 - to suppress the second radial mode f ₂ and D · 0.789 to suppress the third radial mode f ₃ ;

D - диаметр цилиндрического корпуса глушителя.D is the diameter of the cylindrical body of the muffler.

Коэффициенты 0,68 и 0,789 однозначно определяют местоположение узлов стоячих радиальных волн, где отсутствует звуковое давление на резонансных частотах, согласно известному волновому уравнению Бесселя.The coefficients of 0.68 and 0.789 unambiguously determine the location of the nodes of standing radial waves, where there is no sound pressure at resonant frequencies, according to the well-known Bessel wave equation.

Claims

1. Глушитель шума энергетических установок, например ДВС, поршневых или ротационных компрессоров, 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 (в количестве не менее двух), образованных поперечными перегородками внутри корпуса, отличающийся тем, что камеры, образованные перегородками внутри корпуса, соединены между собой узкими кольцевыми каналами, выполненными двумя концентрическими цилиндрами, укрепленными в перегородках, при этом длина цилиндров, и, следовательно, длина кольцевого канала, такова, что открытые торцы кольцевых каналов расположены в узловых зонах продольных колебаний, т.е. на расстоянии половины и четверти длины камеры глушителя от перегородки.1. The silencer of power plants, such as internal combustion engines, piston or rotary compressors, comprising a cylindrical body limited by the front and rear end walls on which the inlet and outlet nozzles are mounted, respectively, the internal sections of which are located in the nodal zones of natural gas volume modes enclosed in chambers (in an amount of at least two) formed by transverse partitions inside the body, characterized in that the chambers formed by partitions inside the body are connected by Between themselves, narrow annular channels made by two concentric cylinders fixed in partitions, the length of the cylinders, and, consequently, the length of the annular channel, is such that the open ends of the annular channels are located in the nodal zones of longitudinal vibrations, i.e. at a distance of half and a quarter of the length of the muffler chamber from the partition.

2. Глушитель по п.1, отличающийся тем, что средний диаметр кольцевого канала D_кк для подавления (глушения) второй радиальной моды должен быть равен D·0,68, а для подавления третьей радиальной моды равен D·0,789, где D - диаметр корпуса глушителя.2. The silencer according to claim 1, characterized in that the average diameter of the annular channel D _kk for suppressing (silencing) the second radial mode must be equal to D · 0.68, and for suppressing the third radial mode equal to D · 0.789, where D is the diameter muffler housing.

3. Глушитель по п.1, отличающийся тем, что ширина кольцевого канала h, т.е. расстояние между концентрическими цилиндрическими поверхностями, определена из выражения3. The muffler according to claim 1, characterized in that the width of the annular channel h, i.e. distance between concentric cylindrical surfaces, determined from the expression

,

где d_п - диаметр впускного патрубка.

where d _p - the diameter of the inlet pipe.