Глушник шуму шахтних вентиляторів місцевого провітрювання

Реферат: Глушник шуму шахтних вентиляторів місцевого провітрювання, що включає корпус, складається з однієї або декількох швидкознімних секцій зі звуковбирним покриттям на внутрішній поверхні і звуковбирних вставках, розташованих співвісно осі глушника. Кожна секція містить конусоподібні центральні елементи, виконані з можливістю розширення і звуження потоку повітря зі зменшенням живого перерізу глушника в напрямку руху повітря в кожній секції, починаючи із другої не більше ніж на 5 %, при цьому в кожній секції розміщені звуковбирні лопаті, виконані з можливістю фіксованого повороту навколо своєї осі і зміни напрямку потоку повітря, при цьому лопаті кожної наступної секції, розміщеної після вентилятора виконані з можливістю зміни напрямку потоку повітря стосовно напрямку потоку, сформованого лопатями попередньої секції на кут, що не перевищує 30° щодо поздовжньої осі глушника. UA 71818 U (54) ГЛУШНИК ШУМУ ШАХТНИХ ВЕНТИЛЯТОРІВ МІСЦЕВОГО ПРОВІТРЮВАННЯ UA 71818 U UA 71818 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель відноситься до машинобудування і може бути використана, зокрема, до виготовлення промислових глушників, призначених для зниження аеродинамічного шуму потужних осьових промислових вентиляторів, а також шуму, що розповсюджується по каналах і повітропроводам. Зокрема, глушник може бути використаний для зниження широкосмугового шуму, що виникає від роботи вентилятора з боку його усмоктувальної та нагнітаючої частини. Глушник може бути використаний для зниження аеродинамічного шуму, що виникає при роботі вентиляторів, призначених для подачі свіжого повітря при місцевому провітрюванні підземних гірських виробок при розробці рудних покладів. Ефективно глушник може бути використаний для регульованої інтенсивності шуму залежно від умов експлуатації, обумовлених необхідністю забезпечення санітарно-гігієнічних вимог на робочих місцях технологічного персоналу. Відома конструкція глушника шуму, призначеного для зниження шуму промислового осьового вентилятора. Глушник шуму застосовується при роботі шахтних вентиляційних установок. Внутрішня поверхня корпуса глушника шуму облицьована звуковбирним матеріалом (Юдин Е.Я., Терехин А.С. Борьба с шумом шахтних вентиляционных установок. М.: Недра, 1973. - С. 145). У відомому глушникові, у його внутрішній частині, установлений рухомий елемент, облицьований звуковбирним матеріалом. Рухомий елемент виконаний з можливістю обертання на опорах під дією повітряного потоку, що створюється лопатями вентилятора. Недоліком відомого пристрою є те, що рухомий елемент створює додатковий аеродинамічний опір потоку за рахунок того, що створює вихрові і турбулентні потоки, які є джерелом додаткового шуму і знижують продуктивність вентиляторної установки. Виконання відомого пристрою у вигляді однієї вставки, що характеризується незначною довжиною, малоефективна з погляду глушіння шуму, тому що процес в основному відбувається за рахунок взаємодії потоку зі звуковбирним матеріалом. Відомий глушник є коротким, тому взаємодії потоку зі звуковбирним матеріалом недостатньо і це не забезпечує необхідного зниження шуму особливо з боку нагнітаючої частини. Відомий глушник неможливо застосовувати для потужних шахтних вентиляторів, для провітрювання гірських виробок через низку його ефективності в специфічних умовах експлуатації. Найбільш близьким технічним рішенням, вибраним як прототип, є глушник шуму, що містить корпус і паралельно встановлені уздовж осі глушника перегородки, облицьовані звуковбирним матеріалом. Перегородки виконані з послідовно встановлених елементів, кожний з яких може бути повернутий навколо поздовжньої осі щодо іншого елемента (АС СРСР № 757750, опубл. 23.08.80). Ефект глушіння шуму досягається за рахунок зміни структури потоку повітря, що генерує шум значної інтенсивності. Зміна структури потоку досягається при зміні положення перегородок усередині корпуса один щодо одного. Аналіз роботи відомого пристрою показує, що він не забезпечує ефективного гасіння шуму потужних вентиляторних установок, особливо при їхній експлуатації в обмеженому просторі підземних гірських виробок, де звукові хвилі, які генеруються потоком повітря з вентилятора, багаторазово відбиваються від стінок виробки. Низька ефективність роботи глушника обумовлена також тим, що перегородки не направляють потік на звуковбирне покриття. Потік в основному зберігає свій вектор напрямку, який паралельний осі глушника, а перегородки лише збільшують аеродинамічний опір, що знижує продуктивність вентиляторної установки і погіршує якість вентиляції об'єкта. У відомому технічному рішенні, чим вище продуктивність вентиляторної установки, тим вище аеродинамічний опір потоку і тим гірше глушник знижує інтенсивність шуму. Задачею корисної моделі є вдосконалення конструкції глушника вентиляторної установки місцевого провітрювання, за рахунок розміщення на внутрішній поверхні глушника шару звуковбирного матеріалу. Глушник виконують із окремих секцій, усередині яких розміщають конусоподібні елементи, послідовне розміщення яких змінює переріз потоку. У кожному конусоподібному елементі розміщені лопаті, які покриті звуковбирним матеріалом. Лопаті виконані з можливістю переміщення у вертикальній площині і зміни взаємного розташування один щодо одного. Технічний результат від використання корисної моделі полягає в тому, що лопаті залежно від їхнього просторового положення забезпечують зміну напрямку потоку і подачу його у бік стінок, покритих звуковбирним матеріалом. Це забезпечує додання потоку напрямку під кутом стосовно осі глушника і ефективну взаємодію периферійних і осьових фронтів звукових 1 UA 71818 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 коливань, що приводить до зниження інтенсивності шуму як у низькочастотному, так і високочастотному діапазоні. Просторова зміна вектора поширення звукових хвиль у звуковбирних каналах глушника досягається у двох площинах: у вертикальній площині за рахунок звуження і розширення каналів звуковбирної вставки; у горизонтальній площині за рахунок установки звуковбирних вставок з різними кутами розташування площин до поздовжньої осі глушника шуму. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що глушник шуму шахтних вентиляторів місцевого провітрювання включає корпус, що складається з однієї або декількох швидкознімних секцій зі звуковбирним покриттям на внутрішній поверхні і звуковбирних вставках, розташованих співвісно осі глушника. Відповідно до корисної моделі, кожна секція містить конусоподібні центральні елементи, виконані з можливістю розширення і звуження потоку повітря зі зменшенням живого перерізу глушника в напрямку руху повітря в кожній секції, починаючи із другої не більше ніж на 5 %, при цьому в кожній секції розміщені звуковбирні лопаті, виконані з можливістю фіксованого повороту навколо своєї осі і зміни напрямку потоку повітря, при цьому лопаті кожної наступної секції, що розміщена після вентилятора, виконані з можливістю зміни напрямку потоку повітря стосовно напрямку потоку, сформованого лопатями попередньої секції на кут, що не перевищує 30° щодо поздовжньої осі глушника. Глушник шуму вентилятора місцевого провітрювання представлений на схемі його вертикальної проекції. Заявлена конструкція включає шахтний вентилятор місцевого провітрювання 1, корпус глушника шуму 2, що складається з однієї або декількох швидкознімних секцій 3. До внутрішньої поверхні секцій 3 закріплене звукопоглинаюче покриття 4 виконане зі звуковбирного матеріалу. Кожна секція 3 містить конусоподібні центральні елементи 5, виконані з можливістю розширення і звуження потоку повітря зі зменшенням живого перерізу глушника в напрямку руху повітря в кожній секції 3, починаючи із другої не більше ніж на 5 %. У кожній секції розміщені звуковбирні лопаті 6, виконані з різними кутами установки щодо вертикальної осі і можливістю зміни напрямку потоку повітря. Лопаті 6 кожної наступної секції 3, розміщеної після вентилятора 1 виконані з можливістю зміни напрямку потоку повітря стосовно напрямку потоку, сформованого лопатями 6 попередньої секції 3 на кут, що не перевищує 30° щодо поздовжньої осі глушника. Глушник шуму реалізується в такий спосіб. Як правило, при місцевому провітрюванні гірських виробок, застосовуються потужні осьові вентилятори 1 місцевого провітрювання. Осьові вентилятори 1 забезпечують високу продуктивність і ефективність при подачі значних об'ємів повітря. Подача повітря здійснюється безпосередньо у виробки або у повітропровід, довжина яких залежить від відстані від вентилятора до місця провітрювання. Висока продуктивність вентиляторів 1 неминуче пов'язана зі створенням, при його роботі, значного рівня шуму широкого діапазону амплітудних i частотних характеристик. Виникаючий шум, рівень якого перевищує припустимі санітарно-гігієнічними нормами, негативно позначається на роботі технологічного персоналу, що перебуває поруч із вентилятором, погіршує чутність звукових сигналів і мови. Для зниження рівня шуму служить глушник 2, що забезпечує зниження рівня шуму до величини, що регламентується нормативними документами. Конструкція заявленого глушника 2 забезпечує комплекс ефектів, за рахунок яких забезпечується гасіння шуму вентилятора, це: - подача потоку повітря під регламентованим кутом на внутрішню поверхню секції 3 глушника 2, внутрішня частина яка має звуковбирну поверхню 4; - періодична зміна перерізу потоку повітря , що проходить через секції 3 глушника 2; - взаємодія звукових коливань зі звуковбирним покриттям 4 внутрішньої поверхні секції 3 глушника 2; - взаємодія звукових коливань зі звуковбирним покриттям на поверхні центральних конічних елементів 5; - взаємодія звукових коливань зі звуковбирним покриттям на поверхні рухливих лопатей 6; - змішування периферійних і центральних складових звукових коливань при переході з однієї секції 3 глушника в іншу. Залежно від розв'язуваної задачі вентилятор 1 установлюють у гірській виробці. При включенні осьового вентилятора 1 місцевого провітрювання, виникає інтенсивний шум звукової частоти. 2 UA 71818 U 5 10 15 20 25 30 35 До усмоктувальної і нагнітаючої частини вентилятора 1 закріплюють глушник шуму 2, що складається з окремих секцій 3 циліндричні форми, на внутрішній поверхні яких закріплений звуковбирний пористий або волокнистий матеріал 4. По осі секції, усередині її закріплюють центральні конічні елементи 5 і лопаті 6. При проходженні повітряного потоку, створення місцевих відхилень повітряного потоку забезпечується центральними конічними елементами 5, завдяки яким відбувається періодичне звуження і розширення потоку. Утворені відхилення потоку і звукового поля забезпечують додаткове зниження iнтенсивності шуму. Для мінімізації впливу на продуктивність вентилятора місцевого провітрювання аеродинамічного опору потоку повітря, що виникає при проходженні конічних елементів 5, вони зменшують живий переріз секції не більше ніж на 5 - 7 %. Як показали дослідження, зменшення живого перерізу більше 7 % негативно відбивається на продуктивності вентилятора і не дає істотного збільшення зниження шуму при його роботі. Зменшення живого перерізу секцій менше 5 % призводить до того, що ефективність роботи конічних елементів 5 знижується і рівень шуму виробленого вентилятором 1 не зменшується до гранично припустимих значень. Крім конічних елементів 5, повітряний потік зі звуковими коливаннями взаємодіє з лопатями 6, які відхиляють повітряний потік від осьового і направляють його у бік внутрішніх стінок секції 3, на поверхні яких закріплені звуковбирні елементи 4. Крім того, лопаті 6 зміщають центральні і периферійні потоки повітря за рахунок відхилення вектора їхнього напрямку від осьового, що також сприяє зниженню інтенсивності шуму. Виконані дослідження показали, що оптимальною величиною зміни напрямку потоку повітря, стосовно напрямку потоку, сформованого лопатями 6 попередньої секції 3, є кут, що не перевищує 30° щодо поздовжньої осі глушника 2. При збільшенні кута понад 30° збільшується аеродинамічний опір глушника 2, що призводить до зменшення продуктивності вентилятора 1 і недостатньому рівню зниження шуму. Зменшення кута вектора напрямку потоку визначається залежно від місця розташування вентилятора 1 і вимог до необхідної величини зниження інтенсивності шуму. Особливістю конструкції глушника 2 є те, що лопаті 6 у кожній секції 3 установлюють під різними кутами щодо своєї вертикальної осі на заданий кут. Дослідно-промислові випробування глушника шуму вентиляторів місцевого провітрювання, показав його високу ефективність при зниженні рівня шуму в підземних гірських виробках. Конструкція глушника дозволяє оперативно міняти характеристики його роботи залежно від технологічних умов його експлуатації. Виготовлення глушника може здійснюватися як в умовах спеціалізованих підприємств, так і ремонтних цехів, що обслуговують підприємства по видобутку руди підземним способом або переробці гірничорудної сировини. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 50 Глушник шуму шахтних вентиляторів місцевого провітрювання, що включає корпус, що складається з однієї або декількох швидкознімних секцій зі звуковбирним покриттям на внутрішній поверхні і звуковбирних вставках, розташованих співвісно осі глушника, який відрізняється тим, що кожна секція містить конусоподібні центральні елементи, виконані з можливістю розширення і звуження потоку повітря зі зменшенням живого перерізу глушника в напрямку руху повітря в кожній секції, починаючи із другої не більше ніж на 5 %, при цьому в кожній секції розміщені звуковбирні лопаті, виконані з можливістю фіксованого повороту навколо своєї осі і зміни напрямку потоку повітря, при цьому лопаті кожної наступної секції, розміщеної після вентилятора виконані з можливістю зміни напрямку потоку повітря стосовно напрямку потоку, сформованого лопатями попередньої секції на кут, що не перевищує 30° щодо поздовжньої осі глушника. 3 UA 71818 U Комп’ютерна верстка В. Мацело 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 4