RU2065979C1 - Exhaust muffler - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanical engineering; gas dynamic (aerodynamic, steam dynamic) exhaust noise mufflers. SUBSTANCE: device is made so that housing with end face walls, intake and exhaust branch pipes is divided into noise damping chambers by means of at least two perforated conical inserts with common smaller base, oriented towards exhaust branch pipe. Intake branch pipe is arranged partially inside housing, being made widening. Device has resilient dampers and rigid ring support arranged inside housing from side of smaller bases being moved axially by means of adjusting screws with locknuts through end face wall. One of dampers is rigidly secured on inner end face wall of housing from side of intake branch pipe, and second damper is fitted on rigid ring support. EFFECT: enlarged operating capabilities, increased efficiency owing to provision of maximum dissipation of noise energy when frequency of working medium sound vibrations coincides with resonance vibration frequency of vibratory system. 1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно к глушителям газодинамического (аэродинамического, пародинамического) шума в выхлопных трубопроводах, и может быть использовано в гидравлических паровых и газовых системах. The invention relates to mechanical engineering, and more particularly to silencers of gas-dynamic (aerodynamic, parodynamic) noise in the exhaust pipes, and can be used in hydraulic steam and gas systems.

Известно устройство гашения газодинамического шума, содержащее две перфорированные конусные вставки с общим меньшим основанием в сторону выпускного патрубка, впускной патрубок, частично расположенный внутри корпуса и выполненный с расширяющимся выходным участком, упругие демпферы, посредством которых перфорированные конусные вставки закреплены в корпусе [1]
Гашение шума осуществляется:
на инерционном и активном сопротивлениях перфорации конусной вставки;
на упругом сопротивлении демпферов.A device for suppressing gas-dynamic noise, comprising two perforated cone inserts with a common smaller base towards the outlet pipe, an inlet pipe partially located inside the housing and made with an expanding output section, elastic dampers by means of which the perforated conical inserts are fixed in the housing [1]
Noise cancellation is carried out:
on inertial and active perforation resistances of the cone insert;
on the elastic resistance of dampers.

Недостаток данного устройства заключается в том, что оно имеет практически постоянную частотную область наибольшей эффективности гашения шума и не может перестраиваться на другой диапазон частот в случае изменения частот возмущающих интенсивных пульсаций давления рабочей среды, данное устройство обеспечивает максимальный шумозаглушающий эффект в частотном диапазоне, определяемом инерционными и жесткостными характеристиками колебательной системы: перфорированные конусные вставки упругие демпферы. The disadvantage of this device is that it has a practically constant frequency region of the highest noise suppression efficiency and cannot be tuned to a different frequency range in case of changing frequencies of disturbing intense pressure pulsations of the working medium, this device provides the maximum sound damping effect in the frequency range determined by inertial and rigidity characteristics of the oscillatory system: perforated conical inserts elastic dampers.

Задачей изобретения является повышение эффективности данного устройства в воздушных и парогазовых корабельных и судовых выхлопных трубопроводах. The objective of the invention is to increase the efficiency of this device in air and combined cycle ship and ship exhaust pipelines.

Задача решается тем, что устройство для гашения шума выполнено в виде корпуса с торцевыми стенками, впускным и выпускным патрубками, разделенного на камеры шумоглушения при помощи двух перфорированных конусных вставок с общим малым основанием, ориентированным в сторону выпускного патрубка, а впускной патрубок частично размещен внутри корпуса и выполнен расширяющимся, и упругими демпферами и жестким кольцевым упором, расположенным внутри корпуса со стороны малых оснований и перемещающимся в осевом направлении при помощи регулировочных винтов с контргайками через торцевую стенку, причем один из демпферов жестко закреплен на внутренней торцевой стенке корпуса со стороны впускного патрубка, а другой на жестком кольцевом упоре, для уменьшения газодинамического (аэродинамического) сопротивления данного устройства площадь перфорации каждой конусной вставки должна быть не менее площади поперечного сечения расширенного выходного участка впускного патрубка. The problem is solved in that the device for damping noise is made in the form of a housing with end walls, inlet and outlet pipes, divided into noise chambers using two perforated cone inserts with a common small base oriented toward the exhaust pipe, and the inlet pipe is partially located inside the housing and made by expanding and elastic dampers and a rigid annular stop located inside the housing from the side of small bases and moving in the axial direction by means of adjusting x screws with locknuts through the end wall, and one of the dampers is rigidly fixed to the inner end wall of the housing from the inlet pipe side, and the other to the hard ring stop, to reduce the gas-dynamic (aerodynamic) resistance of this device, the perforation area of each cone insert must be not less than the area the cross section of the expanded outlet section of the inlet pipe.

Линейные размеры этого глушителя l должны выбираться из условия соотношения с длиной волны генерируемых колебаний рабочей среды λ таким образом, чтобы выполнялось соотношение

Таким образом, данное устройство имеет большую эффективность работы за счет
более развитой степени перфорации, что позволяет разрушать крупные вихри, переводя низкочастотные колебания шума в высокочастотные;
возможности настраивать конструкцию гасителя на подавление шума конкретной частоты путем изменения жесткости системы: перфорированные конусные вставки упругие демпферы;
расширенного частотного диапазона эффективности работы глушителя (по сравнению с прототипом) на величину не менее двух октав,
имеет расширенную область применения за счет
использования глушителя в воздушных и парогазовых выхлопных трубопроводах;
расширения области частотной настройки глушителя;
расширения частотного диапазона ослабления шума;
использования в качестве регулировочных шайб, при наличии набора конусов с различной степенью перфорации, для обеспечения необходимого режима работы парогазовых и воздушных выхлопных систем трубопроводов.The linear dimensions of this muffler l should be selected from the condition of the relation with the wavelength of the generated vibrations of the working medium λ so that the relation

Thus, this device has greater efficiency due to
a more developed degree of perforation, which allows you to destroy large eddies, translating low-frequency noise vibrations into high-frequency ones;
the ability to customize the design of the damper to suppress noise of a particular frequency by changing the stiffness of the system: perforated cone inserts elastic dampers;
the extended frequency range of the muffler's performance (compared to the prototype) by at least two octaves,
has an expanded scope due to
the use of a silencer in air and gas-vapor exhaust pipelines;
expanding the area of frequency tuning of the muffler;
expanding the frequency range of noise reduction;
use as adjusting washers, in the presence of a set of cones with varying degrees of perforation, to ensure the required operating mode of combined-cycle and air exhaust piping systems.

На чертеже изображено устройство гашения шума в выхлопных трубопроводах (глушитель шума). The drawing shows a device for damping noise in the exhaust pipes (silencer).

Глушитель шума состоит из корпуса 1, в который частично входит впускной патрубок 2 с расширяющимся выходным участком, выпускной патрубок 3, перфорированные конусные вставки 4, закрепленные посредством упругих демпферов 5, один из которых жестко закреплен на торцевой стенке корпуса глушителя, а другой установлен на жестком кольцевом упоре 6, имеющем возможность перемещения в осевом направлении корпуса глушителя и поджимаемом регулировочными винтами 7, ввернутыми в противоположную торцевую стенку корпуса с контргайками 8, количество этих регулировочных винтов может быть не менее 5-7 шт. The silencer consists of a housing 1, which partially includes an inlet pipe 2 with an expanding outlet section, an exhaust pipe 3, perforated cone inserts 4, fixed by means of elastic dampers 5, one of which is rigidly fixed to the end wall of the silencer body, and the other is mounted on a rigid annular emphasis 6, having the ability to move in the axial direction of the silencer body and pushed by adjusting screws 7, screwed into the opposite end wall of the body with locknuts 8, the number of these set screws may be at least 5-7 pcs.

Предлагаемый глушитель газодинамического (аэродинамического, пародинамического) шума работает следующим образом. The proposed silencer gas-dynamic (aerodynamic, parodynamic) noise works as follows.

По рабочей среде распространяются пульсации давления (звуковая волна) некоторой частоты и амплитуды, звуковая волна проникает в корпус глушителя 1 через впускной патрубок 2, перфорированные конусные вставки 4, возбуждаемые энергией звуковой волны некоторой частоты, начинают совершать колебательные движения вдоль оси корпуса глушителя, при этом происходит диссипация энергии колебаний демпферов 5, причем диссипация будет максимальна в случае совпадения частоты интенсивных звуковых колебаний среды с частотой резонансных колебаний колебательной системы: перфорированные конусные вставки 4 упругие демпферы 5. Pressure pulsations (sound wave) of a certain frequency and amplitude propagate through the working medium, the sound wave penetrates the silencer body 1 through the inlet pipe 2, the perforated conical inserts 4, excited by the energy of the sound wave of a certain frequency, begin to oscillate along the axis of the silencer body, while dissipation of the vibrational energy of dampers 5 occurs, and the dissipation will be maximum if the frequency of the intense sound vibrations of the medium coincides with the frequency of the resonant vibrations of the vibrations tion system: perforated cone 4 inserting elastic dampers 5.

В случае изменения частоты интенсивных звуковых колебаний среды (изменения режима работы нагнетающей системы) колебательная система: перфорированные конусные вставки 4 упругие демпферы 5 будет совершать колебания на частоте, отличной от ее резонансной, вследствие чего эффективность снижения шума глушителем снижается, при поджатии регулировочными винтами 7 жесткого кольцевого упора 6 упругие демпферы 5 деформируются, вследствие чего увеличивается их жесткость и, соответственно, частота колебаний колебательной системы: перфорированные конусные вставки 4 упругие демпферы 5, при достижении значения собственной частоты колебаний этой колебательной системы значения частоты интенсивных возмущающих звуковых колебаний возникают резонансные колебания и эффективность глушения шума глушителем становится максимальной. In the event of a change in the frequency of intense sound vibrations of the medium (change in the operating mode of the pumping system), the oscillatory system: perforated conical inserts 4 elastic dampers 5 will oscillate at a frequency other than its resonant one, as a result of which the noise reduction efficiency is reduced by the silencer when the rigid screws 7 ring stop 6, the elastic dampers 5 are deformed, as a result of which their rigidity and, accordingly, the oscillation system oscillation frequency increase: perforated conical inserts 4 elastic dampers 5, when the value of the natural frequency of vibrations of this oscillatory system is reached, the frequency of intense disturbing sound vibrations occurs, resonant vibrations occur and the noise suppression efficiency by the silencer becomes maximum.

В случае ослабления поджатия упругих демпферов 5 вывинчиваем регулировочных винтов 8 жесткость упругих демпферов 5 уменьшается и диапазон наибольшей эффективности глушения шума глушителем смещается в сторону более низких частот. In the case of weakening the preload of the elastic dampers 5, unscrew the adjusting screws 8, the stiffness of the elastic dampers 5 decreases and the range of the highest efficiency of noise suppression by the silencer is shifted to lower frequencies.

После завершения частотной настройки работы глушителя через выпускной патрубок 3 излучается звуковая волна уменьшенной амплитуды и во избежание его расстройки регулировочные винты 7 фиксируются от самопроизвольного проворачивания контргайками 8. After completing the frequency tuning of the muffler operation, a sound wave of reduced amplitude is emitted through the exhaust pipe 3 and, in order to avoid its mismatch, the adjusting screws 7 are fixed from spontaneous turning by the lock nuts 8.

Claims (1)

Устройство для гашения шума в выхлопных трубопроводах, содержащее корпус с торцевыми стенками, впускной и выпускной патрубки, причем корпус разделен на камеры шумоглушения при помощи по меньшей мере двух перфорированных конусных вставок с общим малым основанием, ориентированным в сторону выпускного патрубка, а впускной патрубок частично размещен внутри корпуса и выполнен расширяющимся, отличающееся тем, что оно снабжено упругими демпферами и жестким кольцевым упором, расположенным внутри корпуса со стороны малых оснований и перемещающихся в осевом направлении при помощи регулировочных винтов с контргайками через торцевую стенку, причем один из демпферов жестко закреплен на внутренней торцевой стенке корпуса со стороны впускного патрубка, а второй на жестком кольцевом упоре. A device for damping noise in exhaust pipes, comprising a housing with end walls, an inlet and an outlet pipe, the housing being divided into silencing chambers using at least two perforated cone inserts with a common small base oriented toward the exhaust pipe, and the intake pipe is partially placed inside the casing and made expandable, characterized in that it is equipped with elastic dampers and a rigid annular stop located inside the casing from the side of small bases and moving schihsya in the axial direction by means of adjusting screws with counter nuts through the end wall, wherein one of the dampers is rigidly secured to the inner end wall of the housing from the inlet, and the second hard abutment ring.