196649. lajstromszámú szabadalom • Hangtompító szerkezet előnyösen lefújó szelepek zajának csökkentésére
1 196 649 2 A légnemű közeggel, elsősorban nyomólevegővel működő gépi berendezések, tartályok szabályozása biztonsági, illetve lefúvó szelepeken át történik. A szabályozás úgy megy végbe, hogy túlnyomás esetén megfelelő mennyiségű levegőt engednek ki rövid idő alatt a gépi berendezés nyomóvezetékéből vagy tartályából a szabadba. Ezt nevezzük lefújásnak. A szelepen át felgyorsuló, ill. áramló levegő szilárd testekkel történő érintkezése miatt, a keletkező instancionárius erők hatására zajt kelt. Ez a zajkeltés addig tart, amíg a tartály vagy vezetéknyomás a megkívánt értékre nem csökken és zár a lefújó szelep. A zaj, a nyomási energia igen rövid idő alatti átalakulásának is a következménye, ami ezért széles sávú és magasszintű. Elsősorban a turbulencia okoz zajt és uralja a zajspektrumot. A turbulencia zaj 500 Hz körül kezd hatásossá válni és a frekvencia növekedésével rohamosan nő. Ugyanakkor megjelenik egy mély frekvenciás zajspektrum is, amely tartalmazza a lefújás környezetének akusztikai állapotát is. Ennek csúcsa rendszerint a zárt tér — ahol a lefújás történik - alaprezonancia frekvenciájánál alakul ki, ami a frekvencia növekedésével csökken. A két alapvető spektrum a középfrekvenciás mezőben találkozik, ahol a lefújás zaja a legkisebb lesz. A lefújó szelepek zaját csökkenteni kell embereket érő környezeti zajártalom csökkentése érdekében, így például jármüvek légfékrendszerének lefújó szelepeit, műhelyek, pneumatikus rendszereinek lefújó szelepeit el kell látni hangtompítóval. Ismert pneumatikus rendszerek lefújó szelepeinél szinterizált bronzból készített hangtompitó alkalmazása, melyen átáramló lefújó levegő zajenergiájának egy részét a súrlódás hővé alakítja át. Ezek a hangtompítók a magas frekvenciájú zajokat csillapítják, a mély frckvcnciájúakkal szemben alig hatásosak. Az időegység alatt lefúvandó levegőmennyiség nagyságától függ a méretük, ezzel arányosan súlyuk; költségük. Általában hengeres rúd formájúak, jelentős helyigénnyel, amit, valamint a szerelhetőséget figyelembe kell venni a pneumatikus rendszer tervezésénél. Ismert olyan javaslat is, melynél belső térrel rendelkező vastagfalú gyűrű, ill. henger alakúra van kiképezve a lefújó levegőt átbocsátó elem, mely természetes vagy mesterséges szálas anyagból van tömörítve, ill. kiképezve és házba van befoglalva. Célkitűzésünk olyan hangtompitó létrehozása volt a lefújó szelepekhez, amelynek elhelyezhetősége kevésbé kötött, könnyebb, olcsóbb, jobb a zajcsökkentő tulajdonsága. Célkitűzésünk eléréséhez vizsgáltuk műanyag habanyagok felhasználhatóságát, amelyek hangelnyelő tulajdonsága ismert, és kiterjedten használják zárt terekben, kis sebességű légcsatornákban zajcsökkentésre, ugyanakkor rendkívüli mértékben rugalmasan deformálhatok. Célkitűzésünket azáltal értük el, hogy a műanyag hab testet kívülről hanggátló, de légáteresztő deformábilis réteggel láttuk el, valamint ezekhez akusztikailag illesztett közegbevezető illesztő taggal, amely akusztikai rendszerből képződő hangtompító mind a magas, mind a mélyfrekvenciájú zajokat hatásosan csillapítja. Találmányunk hangtompító szerkezet légnemű közeget lefújó berendezések, előnyösen lefújó szelepek zajának csökkentésére, amely a közeg által átáramolt porózus anyagú, körszimmetrikus alakú testtel rendelkezik, a porózus anyagú körszimmetrikus alakú test - célszerűen gömb - rugalmasan deformábilis kiképzésű, melynek tengelyével egytengelyűén, abba benyúlóan hanggátló kilépő nyílással kiképzett közegbevezető csatornával rendelkező illesztő tagja van, a porózus anyagú testet, azzal egyesített deformábilis, hanggátló, légáteresztő külső réteg veszi körül. Találmányunk célszerű kivitelénél a porózus anyagú testet poliuretán hab képezi, melynek térfogatsúlya 40 g/dm3 feletti, előnyösen 75 - 85 g/dm3 térfogatsúlyú, rugalmas deformábilitása legalább 25 %, a külső réteget poliuretán prepolimer - adott esetben poliészter vagy epoxigyanta lakk - képezi, a külső réteggel egyesített porózus anyagú test légáteresztő képessége legfeljebb a fele a porózus anyagú test légáteresztő képességének. Akusztikailag méretezett és gyakorlatban méréssel ellenőrzött, tapasztalatunk szerint jó hangtompító tulajdonságú kiviteli megoldások a következő méretarányokkal rendelkeznek gömbalakú porózus anyagú test esetében. Ff — < 1, ahol Dg — a porózus anyagú test külső átmérője, üc - az illesztő tag közegbevezető csatornájának átmérője, Vb - az illesztő tag közegbevezető csatornájának térfogata, Vg — a porózus anyagú test térfogata, Lb - az illesztő tagnak a porózus anyagú testben elhelyezkedő hossza, Lc - az illesztő tag közegbevezető csatornájának hossza. Ff — az illesztő tag közegkibocsátó nyílásának (nyílásai közül az akusztikailag jellemző nyílás) felülete. Fc - az illesztő tag közegbevezető csatornájának felülete. A porózus anyagú testben lévő fészekben a műanyagból kiképzett, legalább E = 5,6 ■ 10° N/nE-es Young-modulusú anyagból készített illesztő tag közegbevezető csatornájának belső átmérője úgy van megválasztva, hogy 31 - 10 000 Hz tartományban kisebb, mint a gázáramban terjedő hanghullám hosszának a fele. Az illesztő tagnak a közegbevezető csatornájával egytengelyűén kiképzett központi közegkibocsátó nyílása van, az említett tengellyel megközelítőleg 50°-os szöget bezáró további, az előzővel célszerűen azonos vagy kisebb keresztmetszetű közegkibocsátó nyílásai vannak. Találmányunkat részletesen kiviteli példán keresztül, az 1—4. ábrák útján ismertetjük ahol az 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
