Мельник В.М., Тривайло М.С., Карачун В.В.

Національний технічний університет України «КПІ»

РОЗСІЯННЯ ЕНЕРГІЇ ЗВУКОВОГО СТРУМЕНЯ

Корисна модель відноситься до машинобудування, зокрема до глушників шуму газового струменя і може бути використана в двигунах внутрішнього згоряння.

Відомий глушник шуму газового струменя (ГШ), який містить складений щонайменьше з двох коаксіальних циліндрів корпус з впускним і випускним патрубками та торцевими і внутрішніми перегородками, а також розміщену в отворах внутрішніх перегородок трубу з заглушкою та отворами на одному кінці (патент України на корисну модель № 7473, F01N1/00, 2005).

Недолік цього ГШ полягає у відносно складній конструкції, що породжене наявністю внутрішніх перегородок і труднощами виготовлення.

Відомий також ГШ, який містить циліндричний корпус з отворами для виходу струменя і кришками на торцях, одна з яких має впускний патрубок, а також розміщені вздовж осі корпусу прилегло до його кришок центральну і додаткову труби з отворами на протилежних кінцях (патент Російської Федерації на винахід № 2062889, F01N1/00, 1996).

Цей ГШ є найбільш близьким до пропонуємої моделі за технічною суттю та досягаємим ефектом і прийнятий за найближчий аналог.

Недолік відомого ГШ полягає у відносно низькій ефективності глушіння шуму внаслідок прямолінійного переміщення газового струменя, який охоплює додаткову трубу.

В основу пропонуємої моделі поставлена задача підвищення ефективності глушіння шуму шляхом надання струменю додатково колового переміщення, що забезпечує його просторове, замість прямолінійного в найближчому аналогу, переміщення, а це збільшує розсіяння звукової енергії струменя і приводить до підвищення ефективності глушіння шуму.

Поставлена задача вирішується тим, що в ГШ, який містить циліндричний корпус з отворами і кришками на торцях, одна з яких має впускний патрубок, а також розміщені вздовж осі корпусу прилегло до його кришок центральну і додаткову труби з отворами (перфорацією) на протилежних кінцях, згідно корисної моделі новим є те, що додаткова труба має гвинтову гофровану форму.

Зазначена відмітна ознака забезпечує просторове (тобто тривимірне) переміщення охоплюючого додаткову трубу газового струменя, замість прямолінійного переміщення в найближчому аналогу, що викликає додаткову втрату струменем звукової енергії і приводить до підвищення ефективності глушіння шуму (див., наприклад, В.И. Заборов, Л.Н. Клячко, Г.С. Росин, Защита от шума и вибраций в черной металлургии. - М.: Металлургия, 1976, с. 98, рис. 31).

На кресленні зображений ГШ в поздовжньому перерізі.

ГШ містить циліндричний корпус 1 з отворами 2 і кришками 3, 4, одна з яких має впускний патрубок 5. По осі корпусу 1 прилегло до кришок 3, 4 розміщені центральна 6 та додаткова 7 труби з отворами 8 на протилежних кінцях. Додаткова труба 7 розташована з радіальним зазором коаксіально відносно центральної труби 6 та стінок корпусу 1 і має гвинтову гофровану форму 9. Отвори 2 в корпусі 1 та отвори 8 в стінках труб 6, 7 розташовані групами (перфорацією) і слугують подрібненню та проходу газового струменя через глушник, а гвинтові гофри 9 – забезпечують багаторазове його закручування навколо осі, тобто забезпечують просторове переміщення.

Працює ГШ наступним чином.

При надходженні стиснутого відпрацьованого газу в порожнину центральної труби 6 його струмінь 10, досягнувши торця кришки 4, надходить в отвори 8 труби 6, а потім в трубу 7 і розширюючись, змінює напрям руху на протилежний, закручується гвинтовими гофрами навколо своєї осі, досягає через отвори 8 труби 7 отворів 2 корпусу 1 і виходить в навколишнє середовище, втрачаючи частково, або повністю, свою початкову звукову енергію.

Оскільки переміщення газового струменя 10 вздовж труби 7 відбувається з його багаторазовим закручуванням в коловому напрямку (завдяки гвинтовій формі гофр), що відсутнє в найближчому аналогу, то розсіяння звукової енергії збільшується. Збільшення розсіювання звукової енергії приводить до підвищення ефективності глушіння шуму.

Окрім цього, гвинтова поверхня гофр збільшує кількість відбиттів звукових хвиль 11 в зворотному напрямку, що додатково підвищує розсіяння звукової енергії і слугує подальшому зростанню ефективності глушіння шуму.