RU2743928C1 - Noise silencer - Google Patents

Abstract

FIELD: physics.SUBSTANCE: silencer of hydrodynamic noise is a shell with a working medium, an inlet hole in the cover and a blind opposite wall. In the shell there is a rigid disk dividing it into two cavities - one cavity is filled with air, another cavity is filled with working medium (for example, water). Tightness of cavity filled with air is provided by annular elastomeric gaskets. Cavity with air communicates with atmosphere through outlet channel with shutoff valve. Into the hard disk on the side of the inlet hole the insert from the elastic sound-absorbing element is mounted, as well as on the side of the shell inlet opening to the rigid disc, a detachable adjusting rod-line is attached in the centre for the axial movement of the disk.EFFECT: use of the invention provides higher acoustic efficiency, wider range of noise absorption.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к водному транспорту, в частности к устройствам для гашения вибраций, пульсаций давления и излучаемых гидравлическими системами гидродинамических шумов. Изобретение предназначено для снижения уровня шума, излучаемого узлами и агрегатами водного транспорта, и может применяться в судовом и энергетическом машиностроении.The invention relates to water transport, in particular to devices for damping vibrations, pressure pulsations and hydrodynamic noises emitted by hydraulic systems. The invention is intended to reduce the level of noise emitted by units and assemblies of water transport, and can be used in ship and power engineering.

Известен глушитель гидродинамического шума в трубопроводе по патенту №2509252, МПК F16L 55/033, предназначенный для глушения гидродинамического шума, передаваемого по заполняющей трубопроводы жидкой среде. Глушитель содержит металлический корпус с упругим элементом, сообщенный с трубопроводом посредством горла. Упругий элемент выполнен в виде расположенных в металлическом корпусе полых металлических дисков с основаниями в виде мембран. Полые металлические диски расположены в корпусе концентрично, при этом в них предусмотрены центральные отверстия для размещения горла, которое выполнено съемным, с возможностью замены на горла различной длины. Металлический корпус установлен на трубопроводе посредством его охвата, а в области охвата в трубопроводе выполнены отверстия, часть которых снабжена заглушками для обеспечения дополнительной настройки глушителя.Known muffler of hydrodynamic noise in the pipeline according to patent No. 2509252, IPC F16L 55/033, designed to muffle hydrodynamic noise transmitted through the fluid filling the pipelines. The muffler contains a metal body with an elastic element communicated with the pipeline through a throat. The elastic element is made in the form of hollow metal disks located in a metal case with bases in the form of membranes. Hollow metal disks are arranged concentrically in the housing, while central holes are provided in them to accommodate the neck, which is removable, with the possibility of replacing it with neck of different length. The metal body is installed on the pipeline by means of its circumference, and in the area of the circumference in the pipeline there are holes, some of which are equipped with plugs to provide additional adjustment of the muffler.

Недостатком известной конструкции является то, что для изменения частотного диапазона шумопоглощения устройства требуется установка заглушек на отверстия в трубе, замена сменного горла и количества упругих пластин, надеваемых на горло. Все эти конструктивные элементы вместе усложняют конструкцию. К недостаткам также относится необходимость иметь набор сменных горловин и упругих пластин, что неудобно при эксплуатации. Кроме того, выполнение отверстий по диаметру трубы в конкретном, отведенном для этого месте, приводит к ослаблению конструкции трубы и нарушению ее герметичности.The disadvantage of the known design is that to change the frequency range of noise absorption of the device requires the installation of plugs on the holes in the pipe, replacement of the replaceable neck and the number of elastic plates put on the throat. All of these structural elements together complicate the design. The disadvantages also include the need to have a set of replaceable necks and elastic plates, which is inconvenient during operation. In addition, making holes along the pipe diameter in a specific place designated for this leads to a weakening of the pipe structure and a violation of its tightness.

Известен гидроакустический резонатор по патенту на изобретение №2321785, МПК F16F 15/04, предлагаемый к использованию в опытных бассейнах.Known sonar resonator patent for invention No. 2321785, IPC F16F 15/04, proposed for use in experimental pools.

Гидроакустический резонатор включает инерционный элемент в виде заключенного в отрезок трубы из жесткого материала столба жидкости и связанный с ним упругий элемент. Упругий элемент размещен внутри отрезка трубы, состоит из двух дисков и выполнен из высокоэластичного материала, включающего герметичные воздушные полости. Между дисками из высокоэластичного материала герметично установлен диск из жесткого материала и имеет диаметр, равный внутреннему диаметру отрезка трубы, который выполнен прямым. Свободная поверхность хотя бы одного из дисков из высокоэластичного материала армирована пластиной из жесткого материала.The hydroacoustic resonator includes an inertial element in the form of a liquid column enclosed in a pipe section made of rigid material and an elastic element associated with it. The elastic element is located inside the pipe segment, consists of two discs and is made of a highly elastic material including sealed air cavities. A disk made of rigid material is sealed between the discs made of highly elastic material and has a diameter equal to the inner diameter of a straight pipe segment. The free surface of at least one of the disks made of highly elastic material is reinforced with a plate of rigid material.

Резонатор обеспечивает необходимый уровень поглощения и рассеивания звуковой энергии на определенных частотах. Диск из жесткого материала прочно закреплен к стенке трубы на внутренней поверхности по ее диаметру, например болтовым соединением. Для расширения спектра поглощаемых критических частот требуется или изменение положения Диска из жесткого материала в трубе или изменение расстояния между пластинами, армирующими высокоэластичный упругий материал. Изменение положения и закрепление жесткого элемента болтовым соединением через стенку трубы для регулирования настроек поглощаемых частот приводит к необходимости выполнения дополнительных отверстий в стенке отрезка трубы. Кроме того, конструкцией не обеспечен доступ к жесткому элементу для его перемещения в трубе, а выполнение дополнительных отверстий для болтового соединения ослабляет стенки трубопровода. Таким образом, в известном техническом решении не предусмотрено регулирование объема воздушных полостей и изменение положения в трубе элемента из жесткого материала, следовательно, не обеспечивается настройка на требуемые критические частоты и, соответственно, не обеспечивается широкий диапазон шумопоглощения.The resonator provides the required level of absorption and dissipation of sound energy at specific frequencies. A disc made of a rigid material is firmly fixed to the pipe wall on the inner surface along its diameter, for example, by a bolt connection. To expand the spectrum of absorbed critical frequencies, either a change in the position of a disk made of a rigid material in a pipe or a change in the distance between plates reinforcing a highly elastic elastic material is required. Changing the position and fixing the rigid element by bolting through the pipe wall to adjust the settings of the absorbed frequencies leads to the need to make additional holes in the wall of the pipe segment. In addition, the structure does not provide access to the rigid element for its movement in the pipe, and the provision of additional holes for the bolted connection weakens the walls of the pipeline. Thus, the known technical solution does not provide for the regulation of the volume of the air cavities and the change in the position of the element made of rigid material in the pipe, therefore, tuning to the required critical frequencies is not provided and, accordingly, a wide range of noise absorption is not provided.

Общими признаками, присущими аналогу и заявленному изобретению, являются упругий элемент из эластичного материала, столб жидкости, заключенный в прямом отрезке трубы из жесткого материала, герметичные воздушные полости. Упругий элемент герметично скреплен с диском из жесткого материала, имеющим диаметр, равный внутреннему диаметру прямого отрезка трубы. Упругий элемент может быть установлен по длине отрезка трубы со смещением относительно ее середины.The general features inherent in the analogue and the claimed invention are an elastic element made of elastic material, a liquid column enclosed in a straight pipe segment made of rigid material, and sealed air cavities. The resilient element is hermetically sealed to a disk of rigid material having a diameter equal to the inner diameter of a straight pipe segment. The elastic element can be installed along the length of the pipe segment with an offset relative to its middle.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является глушитель шума по патенту на изобретение №2101605, МПК F16L55/02. Изобретение относится к глушителям и устройствам снижения шума гидравлических систем.The closest in technical essence and the achieved result is a noise muffler according to the patent for invention No. 2101605, IPC F16L55 / 02. The invention relates to mufflers and noise reduction devices for hydraulic systems.

Глушитель шума, содержит ступенчато расширяющуюся перфорированную оболочку, установленную в конце трубопровода, и имеет глухую стенку со стороны, противоположной трубопроводу, а также звукопоглощающий элемент, встроенный в оболочку и выполненный в виде резиновой вставки, опертой на глухую стенку оболочки. Вставка имеет выемки конической формы, заполненные воздухом и направленные вершинами в сторону трубопровода.The noise muffler contains a stepwise expanding perforated shell installed at the end of the pipeline and has a blank wall on the side opposite to the pipeline, as well as a sound-absorbing element built into the shell and made in the form of a rubber insert resting on the blank wall of the shell. The insert has conical recesses filled with air and directed tops towards the pipeline.

Недостатком известного устройства является акустическая эффективность в узком частотном диапазоне, обусловленная отсутствием возможности регулирования объемами воздушных полостей (конических выемок) резиновой вставки, и, как следствие, не решается задача регулирования изменением затухания широкого спектра частотных полос.The disadvantage of the known device is the acoustic efficiency in a narrow frequency range, due to the inability to regulate the volume of air cavities (conical recesses) of the rubber insert, and, as a result, the problem of regulating by changing the attenuation of a wide range of frequency bands is not solved.

Общими признаками, присущими прототипу и заявленному изобретению являются: наличие оболочки с рабочей средой, входным отверстием и глухой противоположной стенкой, размещенного в оболочке звукопоглощающего элемента в виде эластичной вставки, полости, заполненной воздухом.The general features inherent in the prototype and the claimed invention are: the presence of a shell with a working medium, an inlet and a blind opposite wall, placed in the shell of a sound-absorbing element in the form of an elastic insert, a cavity filled with air.

Задачей изобретения является повышение акустической эффективности устройства, удобство в эксплуатации.The objective of the invention is to improve the acoustic efficiency of the device, ease of use.

Достигаемый технический результат:Achieved technical result:

- повышение эффективности шумопоглощения;- increasing the efficiency of noise absorption;

- расширение частотного диапазона шумопоглощения;- expansion of the frequency range of noise absorption;

- настройка устройства на расчетную резонансную частоту без демонтажа его узлов, путем изменения объема воздушной полости перемещением жесткого диска с вставкой из эластичного звукопоглощающего элемента вдоль оси на расчетную величину при помощи стержня-линейки.- tuning the device to the calculated resonant frequency without dismantling its nodes, by changing the volume of the air cavity by moving the hard disk with an insert from an elastic sound-absorbing element along the axis by the calculated value using a ruler bar.

Указанный технический результат достигается тем, что в глушителе шума, содержащем оболочку с рабочей средой, входным отверстием и глухой противоположной стенкой, размещенную в оболочке вставку из эластичного звукопоглощающего элемента, герметичную полость, заполненную воздухом, согласно изобретению в оболочке установлен с обеспечением герметичности и возможности осевого перемещения на заданную расчетную величину жесткий диск, а вставка из эластичного звукопоглощающего элемента вмонтирована в жесткий диск со стороны входного отверстия оболочки, при этом полость, заполненная воздухом, имеет выпускной канал с запорным элементом, выполненный в стенке оболочки. Со стороны входного отверстия оболочки к жесткому диску по центру прикреплен съемный регулировочный стержень-линейка для его расчетного осевого перемещения.The specified technical result is achieved by the fact that in a noise muffler containing a shell with a working medium, an inlet and a blind opposite wall, an insert of an elastic sound-absorbing element placed in the shell, an airtight cavity filled with air, according to the invention, is installed in the shell with the provision of tightness and the possibility of axial displacement by a predetermined calculated value of the hard disk, and the insert from the elastic sound-absorbing element is mounted into the hard disk from the side of the shell inlet, while the cavity filled with air has an outlet channel with a shut-off element made in the shell wall. From the side of the shell inlet, a removable adjusting rod-ruler is attached to the hard disk in the center for its calculated axial movement.

Повышение акустической эффективности глушителя шума достигается совокупностью заявленных существенных признаков с их новой взаимосвязью, а именно, за счет:An increase in the acoustic efficiency of a noise muffler is achieved by a combination of the declared essential features with their new relationship, namely, due to:

- наличия входного отверстия в оболочку - эффект ячейки Гельмгольца;- the presence of an inlet into the shell - the effect of the Helmholtz cell;

- жесткого диска, в который вмонтирована со стороны входного отверстия вставка из эластичного звукопоглощающего элемента;- a hard disk, into which an insert from an elastic sound-absorbing element is mounted from the side of the inlet;

- наличия замкнутой воздушной полости, обеспечивающей демпфирование (гашение) колебаний рабочей среды;- the presence of a closed air cavity that provides damping (damping) of vibrations of the working environment;

- возможности регулирования объема воздушной полости и настройки глушителя шума на заданную расчетную частоту за счет:- the possibility of adjusting the volume of the air cavity and tuning the muffler to a given design frequency due to:

- обеспечения возможности осевого перемещения жесткого диска с вставкой из эластичного звукопоглощающего элемента;- providing the possibility of axial movement of the hard disk with an insert from an elastic sound-absorbing element;

- закрепления в жестком диске по центру съемного регулировочного стержня-линейки;- fixing in the hard disk in the center of the removable adjusting rod-ruler;

- выполнения в стенке оболочки выпускного канала с запорным элементом.- execution in the wall of the shell of the outlet channel with a shut-off element.

Кроме того, глушитель шума может быть использован в устройствах, в которых требуется изменение диапазона шумопоглощения, за счет:In addition, the silencer can be used in devices that require a change in the range of sound absorption, due to:

- расширения частотного диапазона шумопоглощения, путем конструктивной возможности настроек резонаторов на разные резонансные частоты изменением объема воздушной полости за счет осевого перемещения, установленного в оболочке жесткого диска, с помощью съемного центрального стержня-линейки;- expansion of the frequency range of noise absorption, by means of the constructive possibility of tuning the resonators to different resonance frequencies by changing the volume of the air cavity due to axial displacement installed in the hard disk shell using a removable central rod-ruler;

- возможности регулирования объемом полости с воздухом за счет выполнения в стенке оболочки выпускного канала с запорным элементом.- the possibility of regulating the volume of the cavity with air due to the execution in the wall of the shell of the outlet channel with a shut-off element.

На чертеже представлен общий вид глушителя шума.The drawing shows a general view of the noise muffler.

Предлагаемый глушитель шума представляет собой оболочку 1 с рабочей средой 2 (например, водой), глухой противоположной стенкой 3 и входным отверстием 4 в крышке 5. В оболочке 1 установлен диск 6, разделяющий ее на две полости - одна полость 7 заполнена воздухом, другая полость 8 заполнена рабочей средой 2. Герметичность полости 7, заполненной воздухом, обеспечивается кольцевыми эластомерными прокладками 9. Полость 7 с воздухом имеет связь с атмосферой через выпускной канал 10 с запорным клапаном 11. В жесткий диск 6 со стороны входного отверстия 4 вмонтирована вставка 12 из эластичного звукопоглощающего элемента и выполнено посадочное место 13 для закрепления регулировочного стержня-линейки 14, проходящего через входное отверстие 4 в крышке 5.The proposed noise suppressor is a shell 1 with a working medium 2 (for example, water), a blind opposite wall 3 and an inlet 4 in the cover 5. A disk 6 is installed in the shell 1, dividing it into two cavities - one cavity 7 is filled with air, the other cavity 8 is filled with a working medium 2. The tightness of the cavity 7, filled with air, is ensured by annular elastomeric gaskets 9. The cavity 7 with air is connected to the atmosphere through the outlet channel 10 with a shut-off valve 11. An insert 12 made of elastic is mounted in the hard disk 6 from the side of the inlet 4 sound-absorbing element and a seat 13 is made for fixing the adjusting rod-ruler 14 passing through the inlet 4 in the cover 5.

Глушитель шума работает следующим образом:The silencer works as follows:

предварительно измеряют акустический фон заглушаемого объекта;the acoustic background of the damped object is preliminarily measured;

определяют критические частоты шума, имеющие максимальное звуковое давление; рассчитывают объемы полостей 7 и 8 для шумопоглощения требуемых частот. После чего осуществляют настройку глушителя шума путем осевого перемещения жесткого диска 6 в полости оболочки 1 с помощью съемного регулировочного стержня-линейки 14 с рисками (градуировкой), обеспечивая расчетный объем воздуха в полости 7. Таким образом, оболочка 1 глушителя шума настраивается с учетом критических частот. При этом подача - сброс воздуха из полости 7 с воздухом осуществляется через выпускной канал 10 с запорным клапаном 11. Для изменения (регулирования) настроек поглощаемых частот глушителя необходимо изменить положение жесткого диска 6 перемещением его вдоль оси оболочки 1 с помощью регулировочного стержня-линейки 14 и, как следствие, изменить объем полости 7 с воздухом. Перемещение жесткого диска 6 и изменение объема полости 7 с воздухом дает возможность изменять диапазон поглощаемых частот и тем самым регулировать их значение, повышая эффективность глушителя. В процессе эксплуатации глушителя в рабочем режиме за счет звукового давления со стороны рабочей среды 2 жесткий диск 6 имеет возможность осевого возвратно-поступательного перемещения за счет сжимаемости воздуха в полости 7, переходя в резонансные колебательные движения, тем самым обеспечивая в противофазе гашение (поглощение) определенных частот шума рабочей среды.determine the critical frequencies of the noise having the maximum sound pressure; calculate the volumes of cavities 7 and 8 for noise absorption of the required frequencies. After that, the noise damper is adjusted by axial movement of the hard disk 6 in the cavity of the shell 1 using a removable adjusting rod-ruler 14 with risks (graduation), providing the estimated volume of air in the cavity 7. Thus, the shell 1 of the noise muffler is adjusted taking into account the critical frequencies ... In this case, the supply - discharge of air from the cavity 7 with air is carried out through the outlet channel 10 with a shut-off valve 11. To change (regulate) the settings of the absorbed frequencies of the muffler, it is necessary to change the position of the hard disk 6 by moving it along the axis of the shell 1 using an adjusting rod-ruler 14 and , as a consequence, change the volume of the cavity 7 with air. Moving the hard disk 6 and changing the volume of the cavity 7 with air makes it possible to change the range of absorbed frequencies and thereby adjust their value, increasing the efficiency of the muffler. During the operation of the muffler in the operating mode due to the sound pressure from the working medium 2, the hard disk 6 has the possibility of axial reciprocating movement due to the compressibility of the air in the cavity 7, passing into resonant oscillatory movements, thereby providing in antiphase damping (absorption) of certain working environment noise frequencies.

Заявленная конструкция глушителя шума позволяет по сравнению с прототипом повысить эффективность гашения гидродинамического шума, обеспечивает удобство в эксплуатации и может быть использовано в устройствах, в которых требуется расширение диапазона шумопоглощения.The declared design of the noise muffler allows, in comparison with the prototype, to increase the efficiency of damping hydrodynamic noise, provides ease of use and can be used in devices in which an expansion of the range of noise absorption is required.

Claims (2)

1. Глушитель шума, содержащий оболочку с рабочей средой, входным отверстием и глухой противоположной стенкой, размещенную в оболочке вставку из эластичного звукопоглощающего элемента, герметичную полость, заполненную воздухом, отличающийся тем, что в оболочке установлен с обеспечением герметичности и возможности осевого перемещения на заданную расчетную величину жесткий диск, а вставка из эластичного звукопоглощающего элемента вмонтирована в жесткий диск со стороны входного отверстия оболочки, при этом полость, заполненная воздухом, имеет выпускной канал с запорным элементом, выполненный в стенке оболочки.1. A noise muffler containing a shell with a working medium, an inlet and a blind opposite wall, an insert of an elastic sound-absorbing element placed in the shell, a sealed cavity filled with air, characterized in that it is installed in the shell to ensure tightness and the possibility of axial displacement to a given design the size of the hard disk, and the insert from the elastic sound-absorbing element is mounted into the hard disk from the side of the inlet of the shell, while the cavity filled with air has an outlet channel with a locking element made in the wall of the shell. 2. Глушитель по п. 1, отличающийся тем, что со стороны входного отверстия оболочки к жесткому диску по центру прикреплен съемный регулировочный стержень-линейка для его расчетного осевого перемещения.2. The muffler according to claim 1, characterized in that from the side of the inlet of the shell, a removable adjusting rod-ruler is attached to the hard disk in the center for its calculated axial movement.

Images