Пристрій для захисту від акустичних перешкод

Реферат: Пристрій для захисту від акустичних перешкод, що включає генератор газового потоку. В ньому додатково встановлено струминний рідинний інжектор, з'єднаний з баком рідини, на виході генератора газового потоку, виконаного, наприклад, у виді балона з повітрям, розміщена відцентрова форсунка, причому вісь генератора газового потоку направлена в сторону джерела перешкоди, а генератор, струминний рідинний інжектор і відцентрова форсунка утворюють єдину конструкцію. UA 94954 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ЗАХИСТУ ВІД АКУСТИЧНИХ ПЕРЕШКОД UA 94954 U UA 94954 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі охорони праці й може бути використана переважно для локального захисту простору від акустичних шумів крапкових джерел звуку. Відомі пристрої для захисту від акустичних шумів [1, 2], де відзначається, що поширення звуку в атмосфері, стратифікованої по щільності, швидкості руху, температурі або составу, супроводжується рефракцією звуку, його розсіюванням і поглинанням енергії хвиль. Особливо сильний вплив на поширення звуку виявляє наявність в атмосферному повітрі домішкових часток (пилу, крапельок води) і турбулентність атмосфери. Недоліком таких пристроїв є їхня мала ефективність. Відомий пристрій для захисту від акустичних шумів [3], де розглянуті в основному засоби колективного захисту. Найбільше поширення на практиці одержали звукоізолюючі й антивібраційні кріплення [4] або загороджувальні щити з добре відбиваючими [5], або поглинаючими енергію хвиль покриттями [6]. Ця група спеціальних кріпильних елементів, призначених для розв'язку завдань в області захисту від шуму й вібрацій у промисловім і цивільнім будівництві. Кріплення мають велика кількість модифікацій, які відрізняються по області застосування, конструкції й типу застосовуваного пружного елемента. Недоліком відомих пристроїв є складність конструкцій. Відомий пристрій для захисту від акустичних шумів [7], засноване на використанні деструктивної інтерференції звукових хвиль. Недоліком даного пристрою є те, що для його роботи необхідно використовувати спеціальні прилади (спектроаналізатори, підсилювачі й ін.). Найбільш близьким до технічного рішення, що заявляється, є пристрій для захисту від акустичних шумів, опубліковане в роботі [8]. Пристрій містить генератор газового потоку у вигляді тепловентилятора, щит з поздовжніми хвилями (гофри) по його довжині. Для ефективної роботи пристрою тепловентилятор створює вертикальний потік нагрітого повітря між джерелом звуку і простором, що й захищається. Робота відомого пристрою відбувається в такий спосіб. При роботі джерела акустичних хвиль, створюються акустичні хвилі, які починають поширюватися до об'єкта захисту. У цей час включається тепловентилятор, що створює вертикальний потік гарячого повітря, що спрямований убік джерела акустичних хвиль, принаймні, досягаючи його. Джерело акустичних хвиль установлене на деякій висоті над землею, на якій розміщене щит, а в його підстави тепловентилятор. Щит виконаний гофрованим. Його висота не обов'язково близька до висоти розташування джерела акустичних хвиль. Його задача збудити в потоці турбулентний рух, при цьому щит розміщений між джерелом акустичних хвиль і об'єктом захисту. Акустичні хвилі, які розповсюджуються через цей потік, по-перше, інтенсивно поглинаються, а, по-друге, різко змінюють напрямок поширення, утворює так звану акустичну тінь у просторі між джерелом акустичних хвиль і об'єктом захисту. Недоліками пристрою, узятого як прототип, є застосування в ньому гофрованого щита й порівняно більші енерговитрати тепловентилятора. Ці недоліки обумовлені тим, що рефракція й розсіювання акустичних хвиль у потоці повітря ефективні тільки при наявності досить великого градієнта температури у вертикальному напрямку. Для цього потужність теплоджерела повинна бути порядку одиниць кіловат, а для турбулізації потоку повітря розміри щита по висоті повинні бути близько 3-х метрів [9]. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалити пристрій для захисту від акустичних перешкод шляхом створення розвитій турбулентності розбіжного потоку, що дозволяє зменшити енерговитрати й розширити область застосування пристрою для захисту від акустичних перешкод у тому числі й у приміщеннях. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для захисту від акустичних перешкод, що включає генератор газового потоку, в ньому додатково встановлено струминний рідинний інжектор, з'єднаний з баком рідини, на виході генератора газового потоку, виконаного, наприклад, у виді балона з повітрям, розміщена відцентрова форсунка, причому вісь генератора газового потоку направлена в сторону джерела перешкоди, а генератор, струминний рідинний інжектор і відцентрова форсунка утворюють єдину конструкцію. Таким чином, встановлення струминного рідинного інжектора, з'єднаного з баком рідини, розміщення на виході генератора, виконаного, наприклад, у виді балона з повітрям, відцентрової форсунки, причому вісь генератора направлена в сторону джерела перешкоди, виконання генератора, струминного рідинного інжектору і відцентрової форсунки в єдину конструкцію, дозволяє зменшити енерговитрати й розширити область застосування пристрою для захисту від акустичних перешкод у тому числі й у приміщеннях. Сутність корисної моделі пояснюється ілюстрацією, на якій наведена структурна схема запропонованого пристрою. Пристрій для захисту від акустичних перешкод складається з 1 UA 94954 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 генератора 1 газового потоку, струминного рідинного інжектора 2, з'єднаного з баком рідини 3, відцентрової форсунки 4, розміщеної на виході генератора 1. Генератор 1, струминний рідинний інжектор 2 і відцентрова форсунка 4 утворюють єдину конструкцію. Цифрою 5 позначений турбулізований розбіжний потік газу, цифрою 6 позначені акустичні коливання, а цифрою 7 джерело перешкоди. Робота запропонованого пристрою відбувається в такий спосіб. Потік газу з генератора 1 і струмінь рідини, створюваний струминним рідинним інжектором 2, з'єднаним з баком рідини 3, змішуються у середині генератора 1 і направляються на вихід генератора 1, де установлена відцентрова форсунка 4. Форсунка 4 турбулізує змішаний потік газу і рідини і створює в ньому частки розпиленої рідини. Розбіжний потік 5 розсіює і поглинає акустичні коливання 6, які були створені джерелом перешкоди 7, і таким чином захищається простір за захисним пристроєм. Позитивний ефект досягається з наступних причин. Введення форсунки 4 забезпечує розвинену турбулентність розбіжного потоку 5 з різним масштабом пульсацій його параметрів безпосередньо на виході з пристрою [10]. Це приводить до дисипації енергії цілого спектру звукових хвиль [11]. Помітну роль в розсіюванні і поглинанні звукових хвиль виявляють розпилені частки рідини [12], які створюються струминним інжектором 2 (аналог - карбюратор) [13]. При цьому для роботи пристрою не потрібен нагрів потоку газу і довгого гофрованого щита. Таким чином, запропонований пристрій для захисту від акустичних перешкод дозволяє, в порівнянні із прототипом, використовувати генератор потоку газу (наприклад, балона з -3 повітрям) і води з витратою 10 кг/с при швидкості потоку (10…12) м/с і кутової його розбіжності 90°. Це дозволяє створення акустичної тіні за захисним пристроєм, звуковий тиск зменшується від 110 дБ до (40…50) дБ на частоті (1…10) кГц. Крім того, генератор не вимагає використання електроенергії. Джерела інформації: 1. Блохинцев Д.А. Акустика неоднородной движущейся среды. - М.: Наука, 1981. 2. Обухов A.M. О рассеянии звука в турбулентном потоке.- ДАН СССР, 1941. - Т. 30. - № 7. 3. Жидецкий В.Ц. и др. Основы охраны труда. - Львов: Изд. "Афиша", 2000. - С. 164. 4. Патент РФ №95693, патент № 41396 UA, патент № 47822 UA, патент № 54409 UA. 5. Батлик В.А. Акустичні пиловловлювачі. - Львів: Афиша, 2000. 6. Патент США № 2033264, патент Великобритании № 1268777, патент Франции № 2480741. 7. Патент РФ № 2115960, МПК G10K 11/16, 1996 г. по заявка на изобретение 95107190. 8. Патент UA № 69231, Пристрій для захисту від акустичних шумів, MПК G10K 11/16 від 25.04.2012, бюл. № 8 - прототип. 9. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. - М.: Наука, 1976, гл.7. 9. Неорганическая химия.- М: Сов. Энциклопедия, 1975. - С. 375. 10. Аэродинамика летательных аппаратов под ред. М.И. Нешта.- М: ВИА им. Н.Е. Жуковского, 1981. - С. 508. 11. Ковалев А.А. О рассеянии звука в турбулентной среде. - Харьков: Труды ХВАИВУ, 1957. - № 85. 12. 11. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. - М: Наука, 1988. - С. 355, 420. 13. Гидравлика. Гидравлические машины / Под ред. Т.М. Башты. - М.: Машиностроение, 1970. - С. 60. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Пристрій для захисту від акустичних перешкод, що включає генератор газового потоку, який відрізняється тим, що в ньому додатково встановлено струминний рідинний інжектор, з'єднаний з баком рідини, на виході генератора газового потоку, виконаного, наприклад, у виді балона з повітрям, розміщена відцентрова форсунка, причому вісь генератора газового потоку направлена в сторону джерела перешкоди, а генератор, струминний рідинний інжектор і відцентрова форсунка утворюють єдину конструкцію. 2 UA 94954 U Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3