CZ286433B6 - Filter noise suppressor - Google Patents

Description

Tlumič hluku filtru

Oblast techniky

Vynález se týká tlumiče hluku filtru s válcovou skříní, která má centrální osu, přičemž tato skříň má stěnu skříně na přípojné straně a stěnu skříně na uzavírací straně, které jsou uspořádány kolmo k centrální ose, přičemž v této skříni je uspořádáno více tlumicích elementů s tlumicími plochami, které sestávají z tlumicích plechů a z absorpčních elementů.

Dosavadní stav techniky

Takový tlumič hluku filtruje známý například z EP 0574605 Al.

Takové tlumiče hluku filtru se například upravují na nasávací straně kompresoru, kteiý stlačuje spalovací vzduch a přivádí jej do spalovacího motoru. Takový kompresor je zpravidla poháněn turbínou na výfukové plyny turbokompresoru na výfukové plyny. Převážně v kole kompresoru přitom vznikají hlukové vlny s nežádoucí vysokou amplitudou, které jsou prostřednictvím sacího kanálu vzduchu uvolňovány do okolí. Tyto zvukové vlny jsou proto obvykle tlumeny prostřednictvím tlumiče hluku. K tomu účelu protéká vzduch z okolního ovzduší skrz filtr, uspořádaný na obvodu tlumiče hluku, do vnitřního prostoru tlumiče hluku, opatřeného tlumicími elementy, potom proudí kolem tlumicích elementů a je prostřednictvím vodicích elementů vychylován ke kompresorovému kolu, ze kterého proti proudu vzduchu vystupují zvukové vlny. Tlumení hluku se uskutečňuje na tlumicích elementech rozptylováním, a to tak, že energie hluku je bezprostředně přeměňována na teplo, a to prostřednictvím pórovitých nebo vláknových absorpčních materiálů, ze kterých jsou tlumicí elementy v podstatě vytvořeny. Již zmíněný spis EP 0574605 Al popisuje tlumič hluku filtru, který sestává z odlitého monobloku, a v jehož žebrech, vytvořených ve tvaru paprsku a opatřených drážkami, jsou uspořádány tlumicí elementy. Filtrační rám, sestávající z odnímatelné děrované plechové části, obklopuje tlumič hluku tak, že tlumicí elementy jsou zajištěny proti radiálnímu vypadnutí. Děrovaná plechová část je prostřednictvím spojovacích elementů uspořádána prstencovitě kolem tlumiče hluku. Kotoučový tlumicí element sestává ze čtyř tlumicích segmentů, které při složení představují prstencovou plochu. Absorpční element je držen dvěma vyraženými děrovanými plechy a vytváří tak tlumicí segment, který je radiálně zaveden do drážek zmíněných žeber odlitého monobloku.

Nevýhoda u této konstrukce tlumiče hluku filtru spočívá vtom, jak jsou upraveny okraje tlumicích segmentů, vyrážených z děrovaného plechu. Tyto okraje tlumicích segmentů ve tvaru prstencových segmentů nejsou po vyražení již dále opracovávány a mají tak podél těchto děrovaných okrajů plechu volné plechové stěny. Plechovými stěnami jsou zde míněny pevné stěny, odstávající od okrajů u vyraženého děrovaného plechu. Tyto plechové stěny, případně přepážky, se mohou působením mechanických kmitů, kterým je vystaven celý tlumič hluku filtru, odlomit a potom mohou být tyto ulomené kusy dopraveny nasávaným vzduchem do kompresoru a do spalovacího prostoru spalovacího motoru a tak se stát příčinou jejich poškození. V těch místech, kde se plechové stěny odlomí, nabotnává potom tlumicí materiál a tak nepříznivě ovlivňuje vzduchové sací kanály z hlediska proudění. Pro vlastnosti proudění vzduchu se ukázalo také jako nepříznivé vychýlení vodicích elementů na tlumicích elementech, protože kompresní ztráty mají nežádoucí velikost.

-1 CZ 286433 B6

Podstata vynálezu

Vynález si klade za úkol dále zdokonalit tlumič hluku filtru v úvodu uvedeného typu a zabránit nebo podstatně zmenšit vznik výše uvedených nedostatků. Přitom se mají současně zdokonalit tlumicí vlastnosti tlumiče hluku a snížit výrobní a montážní náklady.

Vytčený úkol je vyřešen tím, že každý z tlumicích plechů obklopuje jeden absorpční element, že více tlumicích elementů je uspořádáno ve více radiálních drážkách a tyto radiální drážky jsou vytvarovány ve stěně skříně na přípojné straně a ve stěně skříně na uzavírací straně, přičemž tlumicí plochy tlumicích elementů jsou orientovány rovnoběžně s centrální osou skříně.

Výhody vynálezu spočívají mimo jiné vtom, že se používají tlumicí elementy, které jsou shodného typu a přitom sestávají jen ze dvou částí, to je z tlumicího plechu a z absorpčního elementu. Snížení počtu různých konstrukčních součástí je výhodné zejména z hlediska logistického nákladu.

Zvláště výhodná je ta skutečnost, že tlumicí elementy a drážky ve skříni jsou vytvořeny ve tvaru kruhového oblouku, což vytváří značné zdokonalení z hlediska pohlcování hluku.

Dále je výhodné, že mezi sousedními tlumicími elementy jsou vytvořeny sací kanály vzduchu, které mají konstantní průřez, takže vzduch má při nasávání konstantní rychlost, čímž se vytvářejí jen nepatrné kompresní ztráty.

Zvláště účelné je, že absorpční element sestává z napěněné hmoty, přičemž je výhodná napěněná hmota s vysokou pružností. Ve srovnání s vlněnou pleteninou jako absorpčním materiálem se prostřednictvím této napěněné hmoty současně dosáhne zmenšení hmotnosti celého tlumiče hluku filtru.

Další výhodné uspořádání spočívá vtom, že na tlumicích plechách jsou uspořádány hrubé filtrační segmenty, které v zamontovaném stavu tlumicích elementů do drážek tvoří prstencový hrubý filtr, čímž odpadá hrubý filtr jako jednotlivá samostatná konstrukční součást.

Výhodná je také ta skutečnost, že kolem prstencového hrubého filtru z hrubých filtračních segmentů jsou uspořádány upínací pásy s rychlouzávěry, čímž se zabezpečí jednoduchá a rychlá montáž. Mimoto je výhodné, když je na obvodu tlumiče hluku filtru uspořádán prstencový filtr, vytvořený z polyuretanové pěny.

Další výhodné uspořádání spočívá vtom, že ve stěně skříně je na přípojné straně radiálně uspořádána trubka s vnitřním závitem. Výhoda tohoto uspořádání spočívá v tom, že trubka je spojena s přívodem, který nemusí být veden kolem ní, jako je tomu u obvyklých tlumičů hluku, protože její přípojka k mycímu ústrojí je uspořádána na uzavírací straně tlumiče hluku filtru.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je v dalším podrobněji vysvětlen na příkladech provedení ve spojení s výkresovou částí, ve které jsou znázorněna schématická vyobrazení.

Za obr. 1 je znázorněn dílčí řez segmentem tlumiče hluku filtru. Na obr. 2 je znázorněn pohled na skříň tlumiče hluku filtru z přípojné strany. Na obr. 3 je znázorněn dílčí podélný řez skrz tlumič hluku filtru.

Na obr. 4 je znázorněn pohled na tlumicí plech.

-2CZ 286433 B6

Na obr. 5 je znázorněn pohled na uspořádání absorpčních elementů.

Na obr. 6 je znázorněn dílčí příčný řez tlumičem hluku filtru v rovině podle čáry VI-VI z obr. 3.

Na výkresech jsou pro porozumění vynálezu znázorněny jen podstatné elementy. Tak například není znázorněno uspořádání tlumiče hluku filtru na straně kompresoru turbokompresoru a přípojce mycího ústrojí pro kolo kompresoru.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je znázorněn kruhový válcový tlumič hluku filtru, který je v podstatě sestaven ze skříně 2, z většího počtu, zde ze třicetitří, tlumicích elementů 3 a z filtru 4. Na obr. 2 je znázorněna jako monoblok z aluminia odlitá skříň 2, jejíž stěna 5 skříně 2 na přípojné straně 20 tlumiče hluku filtru je spojena prostřednictvím spojovacích stěn 7 se stěnou 6 skříně 2 na uzavírací straně 21. Na vnitřních stranách stěn 5, 6 skříně 2 jsou litím upravené kruhové drážky 8, které jsou ve směru k vnitřnímu poloměru tlumiče hluku filtru zúženy. Průřezová plocha spojovací stěny 7 je z hlediska tvaru a zakřivení shodná jako drážku 8 a rozdělení třicetitří drážek 8 a tří spojovacích stěn 7 je provedeno rovnoměrně po obvodu skříně 2 s roztečí 10°. Mezi sousedními drážkami 8 a mezi drážkami 8 a sousední spojovací stěnou 7 jsou uspořádány stěny 14 mezi dvěma drážkami 8, které mají konstantní šířku od vnějšího obvodu skříně 2 k vnitřnímu poloměru. Na přípojné straně 20 je uspořádána přípojná příruba 22, prostřednictvím které je tlumič hluku filtru namontován na kompresorové straně zde neznázoměného turbokompresoru na výfukové plyny.

Jak je to znázorněno na obr. 3, je do stěny 5 skříně 2 na přípojné straně 20 v radiálním směru zalita trubka 18 s vnitřním závitem 19. Tato trubka 18 slouží jako mycí ústrojí pro zde neznázoměné kolo kompresoru a je prostřednictvím vnitřního závitu 19 přímo spojena s neznázoměným potrubím na přípojné straně 20 tlumiče hluku filtru. Tlumicí elementy 3 jsou zajištěny proti vypadnutí prostřednictvím upínacích pásů 16, které jsou na obvodu skříně uzavřeny prostřednictvím rychlouzávěrů 17. Tlumič hluku filtru je na svém obvodu obklopen prstencovým filtrem 4 z napěněného polyuretanu, který odfiltrovává částice z nasávaného vzduchu z okolního prostředí. Kruhový obvod prstencového filtru 4 je v nesmontovaném stavu menší než vnější obvod tlumiče hluku filtru, takže filtr 4, který je vyroben pryžově pružně z polyuretanové pěny, je upevněn pružnou silou na obvodu tlumiče hluku.

Na obr. 4 a obr. 5 jsou znázorněny obě konstrukční součásti tlumicího elementu 3, to je tlumicí plech 9 a absorpční element JO. Tlumicí plech 9 je v průběhu výroby vyrážen ve tvaru pravoúhelníku z děrovaného plechu se čtvercovými otvory podél děrovaných stěn tak, že nemá žádné volné stěny. Všechny čtvercové otvory tlumicího plechu 9 mají uzavřené děrované okraje, takže nevznikají žádné volné stěny na hranách tlumicího plechu 9. Návazně je pravoúhlý děrovaný plech ohnut tak, že se vytvoří konkávní tlumicí plocha 12, na kterou navazuje konvexní tlumicí plocha 11. Na konvexní tlumicí plochu 11 navazuje rovná plocha, která je zahnuta jako hrubý filtrační segment 15. Konkávní tlumicí plocha 12 a konvexní tlumicí plocha 11 jsou upraveny zhruba rovnoběžně a vytvářejí mezilehlý prostor 23, do kterého je vložen absorpční element 10, znázorněný na obr. 5. Absorpční element 10 je tlustší než mezilehlý prostor 23, takže při vložení absorpčního elementu 10 do mezilehlého prostoru 23 se tlumicí plochy 11, 12 pružně od sebe ohnou. Po vložení absorpčních elementů 10 do mezilehlého prostoru 23 jsou tyto vzhledem kjejich tloušťce mezi tlumicími plochami 11, 12 sevřeny. U materiálu použitého pro absorpční element 10 se jedná o napěněnou hmotu s otevřenými buňkami, která má při shodných vlastnostech tlumení jen zhruba 6 % specifické hmotnosti obvyklých absorpčních materiálů, například vlněné plsti. Na obr. 5 znázorněné absorpční elementy 10 jsou vyříznuty v pravém úhlu z desek napěněné hmoty a jsou zde znázorněny jenom ohnuté, tedy jaké jsou v zamontovaném stavu.

-3CZ 286433 B6

Na obr. 6 je na podkladě průřezového segmentu tlumiče hluku filtru znázorněno uspořádání tlumicích elementů 3, sestávajících z tlumicího plechu 9 a z absorpčního elementu 10, a to v kruhové válcové skříni 2 s centrální osou 13. Tlumicí elementy 3 jsou radiálně zasunuty do drážek 8 a jsou upraveny tak, že jejich tlumicí plochy 11, 12 jsou uspořádány rovnoběžně s centrální osou 13 skříně 2. Šířka stěn 14, a tím také průřezová plocha sacích kanálů 24 vzduchu mezi sousedními tlumicími elementy 3, je ve směru od vnějšího obvodu tlumiče hluku filtru k centrální ose 13 konstantní, čímž se zajistí konstantní rychlost nasávaného vzduchu z okolního ovzduší. Prostřednictvím tohoto uspořádání se redukují kompresní ztráty, vznikající u obvyklých tlumičů hluku filtru. Na vnějším obvodu skříně 2 jsou spojeny hrubé filtrační segmenty 15 vestavěných tlumicích plechů 9 do prstence hrubého filtru, takže odpadá hrubý filtr jako jednotlivá konstrukční součást. Kruhové obloukové uspořádání tlumicích elementů 3 ve skříni 2 prodlužuje sací kanály 24 vzduchu a tím i dráhu zvukových vln ve srovnání se zcela radiálně upravenými sacími kanály 24 vzduchu, vytvářenými u obvyklých tlumičů hluku filtru se stejným vnějším obvodem. Také toto prodloužení tlumicí dráhy zdokonaluje při stejných rozměrech, jaké mají obvyklé tlumiče hluku filtru, tlumení hluku.

Celkově se redukcí konstrukčních součástí a použitím pěny melaminu jako absorpčního materiálu dosahuje nejen snížení celkové hmotnosti tlumiče hluku filtru o zhruba 20 %, ale současně se redukují logistické náklady.

Vynález se samozřejmě neomezuje na znázorněný a popsaný příklad provedení. Tak je například možné využití jiných tlumicích a filtračních materiálů, než které byly popsány.

Claims (8)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Tlumiče hluku filtru, s válcovou skříní (2), která má centrální osu (13), přičemž tato skříň (2) má stěnu (5) skříně (2) na přípojné straně (20) a stěnu (6) skříně (2) na uzavírací straně (21), které jsou uspořádány kolmo k centrální ose (13), přičemž v této skříni (2) je uspořádáno více tlumicích elementů (3) s tlumicími plochami (11, 12), které sestávají z tlumicích plechů (9) a z absorpčních elementů (10), vyznačující se tím, že každý z těchto tlumicích plechů (9) obklopuje jeden absorpční element (10), že více tlumicích elementů (3) je uspořádáno ve více radiálních drážkách (8) a tyto radiální drážky (8) jsou vytvarovány ve stěně (5) skříně (2) na přípojné straně (20) a ve stěně (6) skříně (2) na uzavírací straně (21), přičemž tlumicí plochy (11, 12) tlumicích elementů (3) jsou orientovány rovnoběžně s centrální osou (13) skříně (2).
2. 2. Tlumič hluku filtru podle nároku 1, vyznačující se tím, že tlumicí elementy (3) a drážky (8) ve skříni (2) jsou vytvořeny ve tvaru kruhového oblouku.
3. 3. Tlumič hluku filtru podle nároku 1, vyznačující se tím, že mezi sousedními tlumicími elementy (3) jsou vytvořeny sací kanály (24) vzduchu, které mají konstantní průřez.
4. 4. Tlumič hluku filtru podle nároku 1, vyznačující se tím, že absorpční element (10) sestává z napěněné hmoty.
5. 5. Tlumič hluku filtru podle nároku 1, vyznačující se tím, že na tlumicích plechách (9) jsou uspořádány hrubé filtrační segmenty (15), které v zamontovaném stavu tlumicích elementů (3) do drážek (8) tvoří prstencový hrubý filtr.

   -4CZ 286433 B6
6. 6. Tlumič hluku filtru podle nároku 5, vyznačující se tím, že kolem prstencového hrubého filtru z hrubých filtračních segmentů (15) jsou uspořádány upínací pásy (16) s rychlouzávěry (17).

   5
7. 7. Tlumič hluku filtru podle nároku 1, vyznačující se tím, že na jeho obvodu je uspořádán prstencový filtr (4), vytvořený z polyuretanové pěny.
8. 8. Tlumič hluku filtru podle nároku 1, vyznačující se tím, že ve stěně (5) skříně (2) na přípojné straně (20) je radiálně uspořádána trubka (18) s vnitřním závitem (19).