RU2155873C2

RU2155873C2 - Muffler

Info

Publication number: RU2155873C2
Application number: RU98114662A
Authority: RU
Inventors: И.И. Кусков
Original assignee: Кусков Игорь Иванович
Priority date: 1998-07-27
Filing date: 1998-07-27
Publication date: 2000-09-10

Abstract

FIELD: transport engineering and other industries; damping of operating noises. SUBSTANCE: proposed muffler consists of conical inlet branch pipe connected tangentially to cylindrical intake chamber over its entire length. Cylindrical perforated outlet chamber is placed coaxially inside intake chamber. Inlet branch pipe is uniformly divided by longitudinal walls. Intake chamber is also divided by walls. Designed of muffler provides stepless expansion of gas flow in inlet branch pipe and then stepped reduction of its velocity at passage through perforated housing of outlet chamber by dividing gas flow into two flows of different directions at outlet to atmosphere. EFFECT: reduced hydraulic resistance of muffler, increased reliability and efficiency in operation. 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для глушения шума рабочей среды и может быть использовано в различных отраслях промышленности и на транспорте. The invention relates to devices for damping the noise of the working environment and can be used in various industries and in transport.

Известен глушитель, где шумоглушение достигается путем рассеивания и поглощения звуковой и кинетической энергии, на специально установленных в вихревой камере демпфирующих устройствах. Данное изобретение под N 167916 приведено от 23.08.91 в Бюл. N 31. В этом глушителе течение газа организовано по спирали, демпфирующие устройства под его действием постоянно находятся в колебательном движении около точки закрепления. Эта конструкция обладает значительным гидравлическим сопротивлением вследствие того, что скорость потока уменьшается за счет поглощения кинетической энергии газа демпфирующими устройствами, также из-за наличия движущихся частей демпфирующих устройств этот глушитель имеет и низкую надежность. A silencer is known where sound attenuation is achieved by dispersing and absorbing sound and kinetic energy on damping devices specially installed in the vortex chamber. This invention under N 167916 is given from 08.23.91 in Bull. N 31. In this muffler, the gas flow is organized in a spiral, damping devices under its action are constantly in vibrational motion near the fixation point. This design has significant hydraulic resistance due to the fact that the flow rate decreases due to absorption of the kinetic energy of the gas by damping devices, and also due to the presence of moving parts of the damping devices, this muffler also has low reliability.

Наиболее близкой конструкцией к предлагаемой является глушитель по а.с. N 1562484, опубликован от 07.05.90 г. в Бюл. N 17. Этот глушитель состоит из выходной камеры в виде цилиндра, размещенной соосно внутри входной камеры только своей перфорированной частью. Перфорация на корпусе выходной камеры выполнена в узком сегменте между продольной перегородкой, препятствующей вращению газового потока вокруг выходной камеры, и плоскостью среза входного патрубка. Недостатком данной конструкции глушителя является следующее:
1) при входе во входную камеру глушителя входной патрубок имеет разрыв с входной камерой, что приводит к скачкообразному расширению газа;
2) площадь перфорации корпуса выходной камеры существенно ограничена;
3) перфорация на корпусе выходной камеры выполнена за плоскостью среза входного патрубка, что приводит к повороту газового потока на 180^o.The closest design to the proposed one is a silencer according to AS N 1562484, published on 05/07/90 in Bull. N 17. This muffler consists of an outlet chamber in the form of a cylinder placed coaxially inside the inlet chamber only with its perforated part. Perforation on the body of the outlet chamber is made in a narrow segment between a longitudinal partition that impedes the rotation of the gas flow around the outlet chamber and the cut-off plane of the inlet pipe. The disadvantage of this design of the silencer is the following:
1) at the entrance to the inlet chamber of the muffler, the inlet pipe has a gap with the inlet chamber, which leads to spasmodic gas expansion;
2) the area of perforation of the housing of the output chamber is significantly limited;
3) the perforation on the housing of the outlet chamber is made beyond the cut plane of the inlet pipe, which leads to a rotation of the gas stream by 180 ^o .

Указанные конструктивные недостатки глушителя приводят к неэффективной организации газового потока и вследствие этого значительному гидравлическому сопротивлению, снижению надежности и эффективности работы глушителя в целом. The indicated design malfunctions of the silencer lead to inefficient organization of the gas flow and, as a result, significant hydraulic resistance, lower reliability and overall performance of the silencer as a whole.

Цель изобретения - уменьшение гидравлического сопротивления глушителя, повышение надежности и эффективности его работы. The purpose of the invention is to reduce the hydraulic resistance of the muffler, increasing the reliability and efficiency of its operation.

Указанная цель достигается тем, что в глушителе, состоящем из входного патрубка, подсоединенного тангенциально к цилиндрической входной камере, и выходной камеры, расположенной соосно внутри входной камеры, исключаются гидравлические потери вследствие внезапного расширения газового потока, какого-либо поворота его поступательного движения в шумопоглощающем тракте, плавного, затем равномерного снижения его скорости от входа в глушитель до выхода в окружающую среду. Для этого входной патрубок выполнен в виде плавно расширяющегося конуса сечением в виде прямоугольника. Большим сечением входной патрубок тангенциально подсоединен к входной камере по всей ее длине. This goal is achieved by the fact that in the muffler, consisting of an inlet pipe connected tangentially to a cylindrical inlet chamber, and an outlet chamber located coaxially inside the inlet chamber, hydraulic losses are eliminated due to a sudden expansion of the gas stream, any rotation of its translational movement in the noise absorption path , smooth, then a uniform decrease in its speed from entering the muffler to entering the environment. For this, the inlet pipe is made in the form of a smoothly expanding cone with a section in the form of a rectangle. A large cross-section of the inlet pipe is tangentially connected to the inlet chamber along its entire length.

Это обеспечивает плавное расширение газа и плавное снижение его скорости при входе во входную камеру, что значительно снижает гидравлические потери по сравнению со скачкообразным расширением. Выходная цилиндрическая камера имеет полностью равномерно перфорированный корпус с общей площадью отверстий, большей, чем площадь сечения входного патрубка на входе в глушитель. This ensures a smooth expansion of the gas and a smooth decrease in its velocity at the entrance to the inlet chamber, which significantly reduces hydraulic losses compared to spasmodic expansion. The exit cylindrical chamber has a completely uniformly perforated body with a total area of the openings greater than the cross-sectional area of the inlet pipe at the inlet to the muffler.

Поток газа вследствие тангенциального входа будет совершать круговое движение вокруг выходной камеры и одновременно проходить в нее через отверстия перфорации. При этом кинетическая энергия потока не теряется как при обтекании различных препятствий и изменении направления движения потока, а превращается и кинетическую энергию вращения с минимальными потерями. Вращение потока также обеспечивает равномерное течение газа через все отверстия в корпусе выходной камеры. Таким образом, гидравлические потери во входной камере глушителя практически сводятся к потерям на трение газа о ее стенки и являются минимально возможными. Скорость истечения газа через отверстия перфорации в выходную камеру будет низкой вследствие их большого суммарного проходного сечения, что также обеспечивает снижение гидравлических потерь. Для дальнейшего снижения скорости газа поток в выходной камере раздваивается и выходит в окружающую среду в двух противоположных направлениях. В выходной камере гидравлические потери, кроме потерь на трение и смешения газовых струй, отсутствуют. Таким образом, в данном изобретении имеются гидравлические потери при течении газа только через отверстия перфорации и потери на трение газа о стенки глушителя, что можно считать минимально возможными. Отсутствуют потери от внезапного расширения газа, изменения направления его движения и от обтекания различных элементов глушителя. Поглощение звуковой энергии происходит в каналах между стенками входного патрубка и входной камеры путем отражения от этих стенок звуковых волн и наложения их друг на друга. The gas flow due to the tangential inlet will make a circular motion around the outlet chamber and at the same time pass into it through the perforation holes. In this case, the kinetic energy of the flow is not lost as when flowing around various obstacles and changing the direction of flow, but the kinetic energy of rotation is converted with minimal losses. The rotation of the flow also provides a uniform flow of gas through all openings in the housing of the outlet chamber. Thus, hydraulic losses in the inlet chamber of the silencer are practically reduced to losses due to friction of the gas against its walls and are minimally possible. The gas flow rate through the perforation holes in the outlet chamber will be low due to their large total bore, which also reduces hydraulic losses. To further reduce the gas velocity, the flow in the outlet chamber bifurcates and enters the environment in two opposite directions. In the output chamber, there are no hydraulic losses, except for friction losses and mixing of gas jets. Thus, in this invention, there are hydraulic losses during gas flow only through the perforation holes and friction losses of gas against the walls of the muffler, which can be considered the minimum possible. There are no losses from the sudden expansion of the gas, changes in the direction of its movement and from the flow around the various elements of the muffler. The absorption of sound energy occurs in the channels between the walls of the inlet pipe and the inlet chamber by reflection from these walls of sound waves and superimposing them on top of each other.

На чертеже представлен глушитель в двух проекциях. The drawing shows a silencer in two projections.

Глушитель состоит из входного патрубка 1, выполненного в виде расширяющегося конуса и разделенного на каналы продольными стенками 5. Входной патрубок 1 подсоединен тангенциально к цилиндрической входной камере 2, внутри которой соосно расположена перфорированная выходная камера 3. Входная камера 2 разделена на отдельные части стенками 4. The muffler consists of an inlet pipe 1, made in the form of an expanding cone and divided into channels by longitudinal walls 5. The inlet pipe 1 is connected tangentially to a cylindrical inlet chamber 2, inside which a perforated outlet chamber 3 is coaxially located. The inlet chamber 2 is divided into separate parts by walls 4.

Глушитель работает следующим образом. The muffler works as follows.

Рабочая среда, газовый поток, поступает по трубопроводу и входит во входной патрубок 1. Здесь поток плавно теряет скорость вследствие непрерывного расширения, и его кинетическая энергия частично, практически без потерь, переходит в потенциальную энергию давления. Звуковая энергия потока при этом значительно поглощается в каналах между стенками 5. Из входного патрубка 1 газовый поток тангенциально входит во входную камеру 2 равномерно по всей ее длине. Во входной камере поток приобретает вращательное движение вокруг выходной камеры 3 и одновременно радиальное к центру вращения, проходя через отверстия перфорации в выходную камеру. В выходной камере 2, в ее отдельных частях, отделенных между собой стенками 4, происходит дальнейшее поглощение звуковой энергии. Газовый поток, проходя через перфорированную стенку выходной камеры 3, рассеивается на многочисленные газовые струи. Так как общая площадь отверстий перфорации больше площади сечения входного патрубка 1, скорость газовых струй падает. Из выходной камеры 3 поток газа раздваивается и выходит в окружающую среду в противоположном направлении со скоростью, меньшей скорости струй в отверстиях перфорации. В отверстиях перфорации выходной камеры 3 звуковая энергия потока окончательно рассеивается и поглощается между многочисленными его струями. The working medium, the gas stream, enters through the pipeline and enters the inlet pipe 1. Here, the stream gradually loses speed due to continuous expansion, and its kinetic energy partially, practically without loss, passes into the potential pressure energy. The sound energy of the stream is significantly absorbed in the channels between the walls 5. From the inlet pipe 1, the gas stream tangentially enters the inlet chamber 2 uniformly along its entire length. In the inlet chamber, the flow acquires rotational motion around the outlet chamber 3 and is simultaneously radial to the center of rotation, passing through the perforation holes in the outlet chamber. In the output chamber 2, in its separate parts separated by walls 4, there is a further absorption of sound energy. The gas stream passing through the perforated wall of the outlet chamber 3 is scattered by numerous gas jets. Since the total area of the perforation holes is larger than the cross-sectional area of the inlet pipe 1, the speed of the gas jets decreases. From the exit chamber 3, the gas flow bifurcates and leaves into the environment in the opposite direction with a speed less than the speed of the jets in the perforation holes. In the holes of the perforation of the output chamber 3, the sound energy of the stream is finally dissipated and absorbed between its many jets.

Claims

A muffler containing an inlet pipe connected tangentially to a cylindrical inlet chamber, an outlet cylindrical chamber located coaxially with the inlet chamber, characterized in that the inlet pipe is made with a continuously increasing cross section and is divided by several walls, connected to the inlet chamber along its entire length, also divided several walls, the housing of the output chamber is completely perforated and completely enclosed inside the input chamber.