RU2051278C1

RU2051278C1 - Silencer

Info

Publication number: RU2051278C1
Authority: RU
Inventors: Василий Дмитриевич Доник; Петр Семенович Савченко; Евгений Владимирович Эрастов; Александр Сергеевич Николаев
Original assignee: Авиационный научно-технический комплекс им.О.К.Антонова
Priority date: 1992-04-24
Filing date: 1992-04-24
Publication date: 1995-12-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: silencer has supplying and discharging branch pipes and resonance chamber. The chamber has neck and housing defining the resonance space wherein a panel is mounted. The housing and panel is made of a flexible material. The panel is made up as a perforated ring enclosing the neck. The perforation holes of the ring are arranged in the plane of the neck. The diameter of the perforation holes does not exceed the minimum of the neck width. The silencer can be provided with an additional ring mounted on the outer side of the flexible housing for permitting arresting of the housing movement in radial direction. The neck is provided with fastening units combined with the flexible housing and enclosing the supplying and discharging branch pipes from the outer and inner sides. EFFECT: improved silencing. 3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к энергетического машиностроения и может быть использован для снижения шума в системах кондиционирования воздуха летательных аппаратов. The invention relates to power engineering and can be used to reduce noise in air conditioning systems of aircraft.

Известен глушитель шума, содержащий внутреннюю перфорированную трубу и герметичный кожух, между которыми размещается звукопоглощающий материал. Внутренняя перфорированная труба служит для удержания звукопоглощающего материала и защиты его от выдува в процессе эксплуатации [1]
Недостатком данного устройства является сложность конструктивного исполнения, наличие большого количества элементов, что ограничивает его применение. Эффективность такого глушителя шума снижается, а образующийся объем между перфорированной трубой и кожухом используется в качестве резонансного поглотителя шума.Known silencer containing an inner perforated pipe and a sealed casing, between which is placed a sound-absorbing material. The inner perforated pipe serves to hold sound-absorbing material and protect it from blowing out during operation [1]
The disadvantage of this device is the complexity of the design, the presence of a large number of elements, which limits its application. The effectiveness of such a silencer is reduced, and the resulting volume between the perforated pipe and the casing is used as a resonant noise absorber.

Известен глушитель шума резонансного типа, например, резонатор Гельмгольца, содержащий трубопровод с подводящим и отводящим патрубками, корпус с резонансным объемом, канал (горло), соединяющий резонансный объем с трубопроводом. При возбуждении в резонаторе собственных колебаний звуковая энергия проходящей волны затрачивается на преодоление инерционности масс газа в полости. Резонансные глушители шума обеспечивают снижение шума на заданной (резонансной) частоте [2]
Недостатком данного устройства является дискретный характер снижения шума. Для расширения области поглощения шума целесообразно использовать не одиночный резонатор, а систему резонаторов. При этом каждый резонатор рассчитывают на свою собственную частоту. Такой путь расширения области поглощения шума значительно усложняет конструкцию глушителя шума, а зачастую из-за конструктивных ограничений не представляется возможным осуществить. Глушитель шума не обеспечивает звукоизоляцию от структурного шума.Known muffler resonance type, for example, a Helmholtz resonator containing a pipe with inlet and outlet pipes, a housing with a resonant volume, a channel (throat) connecting the resonant volume with the pipeline. When natural vibrations are excited in the cavity, the sound energy of the transmitted wave is expended to overcome the inertia of the gas masses in the cavity. Resonant silencers provide noise reduction at a given (resonant) frequency [2]
The disadvantage of this device is the discrete nature of noise reduction. To expand the region of noise absorption, it is advisable to use not a single resonator, but a system of resonators. In this case, each resonator counts on its own frequency. This way of expanding the noise absorption region significantly complicates the design of the noise muffler, and often due to structural limitations it is not possible to implement. The silencer does not provide sound insulation against structural noise.

Прототипом предлагаемого устройства является акустический глушитель шума рабочей среды в трубопроводах, имеющих пару оппозитных вертикальных стенок, содержащий корпус с подводящим и отводящим патрубками и расположенные внутри трубопровода две торцовые панели, отстоящие одна от другой, с плоскими центральными перфорированными стенками, установленными с зазором на некотором расстоянии от прилежащих стенок трубопровода, и присоединенных к ним парой криволинейных концевых стенок, с образованием между этими стенками внутри панелей полостей резонансных камер и пространства между панелями, образующего воздушный канал, в форме сопла с конфузорной и диффузорной частями, горловина которого ограничена параллельными перфорированными центральными стенками панелей [3]
Недостатком данного устройства является низкий коэффициент поглощения шума конструктивных элементов, которые образуют глушитель шума. Устройство не обеспечивает эффективное снижение шума при смещении осей подводящего и отводящего патрубков. Устройство не обеспечивает поглощение шума в области низких частот. Повышение эффективности устройства достигается за счет многократного преломления и отражения звуковых волн. Поглощение шума достигается только за счет резонансных свойств камер. Энергия звуковых волн не рассеивается непосредственно в конструктивных элементах глушителя шума.The prototype of the proposed device is an acoustic silencer of the working environment in pipelines having a pair of opposed vertical walls, comprising a housing with inlet and outlet pipes and two end panels located inside the pipeline, spaced one from the other, with flat central perforated walls installed with a gap at some distance from the adjacent walls of the pipeline, and attached to them by a pair of curved end walls, with the formation of a floor between these walls inside the panels of the resonant chamber and the space between the panels forming the air passage in the form of a confuser and a nozzle diffuser portions, the neck of which is bounded by parallel walls of the central perforated panels [3]
The disadvantage of this device is the low noise absorption coefficient of structural elements that form a noise muffler. The device does not provide effective noise reduction when displacing the axes of the inlet and outlet pipes. The device does not provide noise absorption in the low frequency region. Improving the efficiency of the device is achieved through multiple refraction and reflection of sound waves. Noise absorption is achieved only due to the resonant properties of the cameras. The energy of sound waves is not directly dissipated in the structural elements of a noise muffler.

Технической задачей изобретения является расширение области поглощения шума и расширение области применения путем увеличения давления рабочей среды. An object of the invention is to expand the field of noise absorption and expand the scope by increasing the pressure of the working medium.

Указанная задача достигается тем, что в глушителе шума, содержащем подводящий и отводящий патрубки, резонансную камеру, включающую горло и корпус, образующий резонансный объем, в котором размещена панель, корпус выполнен упругим, при этом панель выполнена в виде упругого перфорированного кольца охватывающего горло, отверстия перфорации которого расположены в плоскости горла, а диаметр отверстий перфорации не превышает минимального размера горла. Глушитель шума снабжен кольцом, которое установлено на внешней стороне упругого корпуса и ограничивает перемещение корпуса в радиальном направлении горло образовано узлами крепления, которые выполнены совместно с корпусом и охватывают подводящий и отводящий патрубки с наружной и внутренней сторон. This task is achieved by the fact that in the noise suppressor containing the inlet and outlet pipes, a resonance chamber including a throat and a housing forming a resonant volume in which the panel is placed, the housing is made elastic, while the panel is made in the form of an elastic perforated ring covering the throat, holes perforations which are located in the plane of the throat, and the diameter of the perforation holes does not exceed the minimum size of the throat. The noise suppressor is equipped with a ring, which is installed on the outer side of the elastic body and restricts the radial movement of the body; the throat is formed by fasteners, which are made together with the body and cover the inlet and outlet pipes from the outside and inside.

Технический результат от использования изобретения заключается в расширении области поглощения шума путем выполнения корпуса упругим с возможностью перемещения относительно равновесного состояния. Часть энергии пульсирующего потока воспринимается и рассеивается упругим корпусом, что позволяет расширить область поглощения шума. Упругий корпус сохраняет также свои характеристики и при изменении давления рабочей среды, так как упругий корпус имеет возможность перемещаться относительно равновесного состояния. Причем резонансный объем изменяет свои параметры в зависимости от давления рабочей среды, а, следовательно, для глушителя шума расширяется область поглощаемых частот. The technical result from the use of the invention is to expand the field of noise absorption by making the body elastic with the ability to move relative to the equilibrium state. Part of the energy of the pulsating flow is perceived and dissipated by the elastic body, which allows you to expand the area of noise absorption. The elastic body also retains its characteristics when the pressure of the working medium changes, since the elastic body has the ability to move relative to the equilibrium state. Moreover, the resonant volume changes its parameters depending on the pressure of the working medium, and, consequently, the region of absorbed frequencies expands for the noise muffler.

На фиг. 1 представлен общий вид глушителя шума; на фиг. 2 общий вид глушителя шума с горлом, которое образовано узлами крепления; на фиг. 3 общий вид глушителя шума с узлами крепления, которые выполнены совместно с корпусом; на фиг. 4 вариант исполнения глушителя шума с упругим корпусом с возможностью перемещения относительно равновесного состояния; на фиг. 5 сечение А-А на фиг. 4. In FIG. 1 shows a general view of a silencer; in FIG. 2 is a general view of a noise muffler with a throat, which is formed by attachment points; in FIG. 3 is a general view of a noise muffler with attachment points which are made in conjunction with the housing; in FIG. 4 embodiment of a noise muffler with an elastic body with the ability to move relative to the equilibrium state; in FIG. 5, section AA in FIG. 4.

Устройство содержит подводящий 1 и отводящим 2 патрубки, резонансную камеру, включающую упругий корпус 3 и горло 4. Упругий корпус 3 образует резонансный объем 5, в котором размещено съемное перфорированное кольцо 6 с отверстиями 7. На внешней стороне упругого корпуса 3 установлено кольцо 8. Горло 4 содержит узлы крепления 9. The device comprises a supply pipe 1 and a discharge pipe 2, a resonant chamber including an elastic body 3 and a throat 4. The elastic body 3 forms a resonant volume 5, in which a removable perforated ring 6 with holes 7 is placed. A ring 8 is installed on the outside of the elastic body 3. The throat 4 contains attachment points 9.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Поток воздуха проходит по трубопроводу через подводящий 1 и отводящий 2 патрубки. При наличии пульсаций потока происходит возбуждение колебаний внутри резонансного объема 5. Такие колебания характеризуются собственными частотами, которые определяются параметрами резонансного объема 5 и горла 4. Совпадение собственных частот с частотами волн в основном потоке (волны имеют противоположные фазы колебаний) приводит к тому, что частотная характеристика снижения шума имеет вид острых пиков на собственных частотах. The air flow passes through the pipeline through the inlet 1 and outlet 2 nozzles. In the presence of flow pulsations, the oscillations inside the resonant volume 5 are excited. Such oscillations are characterized by natural frequencies, which are determined by the parameters of the resonant volume 5 and throat 4. The coincidence of the natural frequencies with the frequencies of the waves in the main stream (the waves have opposite phases of oscillations) leads to the frequency The noise reduction characteristic has the form of sharp peaks at natural frequencies.

Для настройки глушителя шума на требуемое снижение шума без изменения конструкции корпуса 3 в резонансном объеме 5 установлено кольцо 6. Выполнение кольца 6 съемным и упругим обеспечивает простоту сборки и разборки устройства. Регулировка эффективности глушителя шума осуществляется путем выбора количества и диаметра отверстий 7. В связи с тем, что кольцо 6 выполнено упругим, эффективность глушителя шума повышается за счет дополнительной диссипации энергии. Кроме того, кольцо 6 повышает работоспособность устройства при смещении горла 4, подводящего 1 и отводящего 2 патрубков. Смещение этих конструктивных элементов может быть обусловлено неточностью изготовления или эксплуатационными характеристиками устройства. Эффективность упругого кольца 6 особенно проявляется, когда горло 4 выполнено кольцевой формы (фиг. 1-3) и образовано подводящим 1 и отводящим 2 патрубками. Для таких вариантов исполнения глушителя шума существенно изменяется характер обтекания горла 4 и резонансного объема 5, и при отсутствии упругого кольца 6 глушитель шума практически может выступать в качестве источника аэродинамического шума. Для устранения этого существенного недостатка кольцо 6 непосредственно прилегает к горлу, а отверстия 7 выполнены в плоскости горла 4, причем, диаметр отверстий 7 не превышает минимального размера горла 4 (d<1). Поэтому установка упругого перфорированного кольца 6 в резонансном объеме 5 позволяет существенно расширить область поглощения шума. To adjust the noise muffler to the required noise reduction without changing the design of the housing 3, a ring 6 is installed in the resonant volume 5. The design of the ring 6 is removable and elastic, which makes it easy to assemble and disassemble the device. Adjusting the effectiveness of the noise muffler is carried out by choosing the number and diameter of the holes 7. Due to the fact that the ring 6 is elastic, the effectiveness of the noise muffler is increased due to additional energy dissipation. In addition, the ring 6 increases the efficiency of the device when the throat 4, inlet 1 and 2 branch pipes are displaced. The displacement of these structural elements may be due to inaccurate manufacturing or operational characteristics of the device. The effectiveness of the elastic ring 6 is especially manifested when the throat 4 is made annular (Fig. 1-3) and is formed by the inlet 1 and outlet 2 pipes. For such embodiments of the silencer, the nature of the flow around the throat 4 and the resonance volume 5 changes significantly, and in the absence of an elastic ring 6, the noise silencer can practically act as a source of aerodynamic noise. To eliminate this significant drawback, the ring 6 is directly adjacent to the throat, and the holes 7 are made in the plane of the throat 4, and the diameter of the holes 7 does not exceed the minimum size of the throat 4 (d <1). Therefore, the installation of an elastic perforated ring 6 in the resonant volume 5 can significantly expand the region of noise absorption.

Для расширения области применения устройства на внешней стороне упругого корпуса 3 может быть установлено кольцо 8. При увеличении давления рабочей среды кольцо 8 ограничивает перемещение корпуса 3 в радиальном направлении, но при этом сохраняется перемещение корпуса 3 в осевом направлении. Кроме того, кольцо 8 имеет буртики под углом α что обеспечивает фиксацию кольца 8 относительно корпуса 3 и самоуплотнение узлов крепления 9 при осевом перемещении корпуса 3. To expand the scope of the device on the outside of the elastic body 3 can be installed ring 8. With increasing pressure of the working medium, ring 8 restricts the movement of the housing 3 in the radial direction, but the movement of the housing 3 in the axial direction is maintained. In addition, the ring 8 has flanges at an angle α, which ensures the fixation of the ring 8 relative to the housing 3 and self-sealing of the attachment points 9 during axial movement of the housing 3.

Узлы крепления 9, выполненные совместно с упругим корпусом 3, охватывают подводящий 1 и отводящий 2 патрубки с наружной и внутренней сторон (фиг. 1, 3 и 4), образуют горло 4 и, таким образом, повышают герметичность трубопровода. В местах расположения узлов крепления 9 подводящий 1 и отводящий 2 патрубки могут быть выполнены, соответственно, в виде диффузора и конфузора, что уменьшает аэродинамическое сопротивление движущегося потока. The fastening nodes 9, made in conjunction with the elastic body 3, cover the inlet 1 and outlet 2 nozzles from the outer and inner sides (Fig. 1, 3 and 4), form the throat 4 and, thus, increase the tightness of the pipeline. In the locations of the attachment points 9, the inlet 1 and outlet 2 nozzles can be made, respectively, in the form of a diffuser and confuser, which reduces the aerodynamic drag of a moving stream.

Глушитель шума с кольцевым горлом 4 (фиг. 1-3) за счет соединения "подводящий патрубок 1 упругий корпус 3 отводящий патрубок 2" исключает прохождение волн через устройство и тем самым обеспечивает снижение структурного шума. The silencer with an annular neck 4 (Fig. 1-3) due to the connection "inlet pipe 1 elastic body 3 outlet pipe 2" eliminates the passage of waves through the device and thereby reduces structural noise.

Claims

1. NOISE MUFFLER, comprising inlet and outlet pipes, a resonance chamber having a neck and a body forming a resonant volume in which a panel is placed, characterized in that the body and panel are made of elastic material, the panel being in the form of a perforated ring covering the neck, whose perforation holes are located in the neck plane, and the diameter of the perforation holes does not exceed the minimum neck width.

2. The muffler according to claim 1, characterized in that it is provided with an additional ring mounted on the outer side of the elastic body with the possibility of restricting the movement of the body in the radial direction.

3. The muffler according to claim 1, characterized in that the neck is provided with attachment points made in conjunction with an elastic body and covering the inlet and outlet pipes from the outside and inside.