CN102230407B - 一种阻抗复合式排气消音器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及排气消音设备领域，特别是涉及一种阻抗复合式排气消音器,包括抗性消音器和阻性消音器；抗性消音器由第一大小头、共振管、第二大小头、第一固定环和第二固定环组成，抗性消音器内壁设置有由带孔锅炉钢制成的耐高温材料层；阻性消音器包括内衬管、消音块外壳、由超细玻璃纤维和高温岩棉制成多孔防火材料的消音块、固定板和第三大小头组成，消音块放置于消音块外壳内部,本发明与现有技术相比具有能工作于高温环境，能有效大幅度降低内燃机组所产生的高中低频噪音,而且能保持内燃机组的排气顺畅，结构稳固、不易变形等特点。

Description

一种阻抗复合式排气消音器

技术领域

本发明涉及排气消音设备领域，特别是涉及一种阻抗复合式排气消音器。

背景技术

消音器是安装在空气动力设备(如内燃机、鼓风机和空压机)的气流通道上或进、排气系统中的降低噪声的装置。消音器能够阻挡声波的传播，允许气流通过，是控制噪声的有效工具。

消音器的种类很多，但究其消声机理，又可以把它们分为六种主要的类型，即阻性消音器、抗性消音器、阻抗复合式消音器、微穿孔板消音器、小孔消音器和有源消音器。

阻性消音器主要消除高频噪音，是利用吸音材料的吸音作用，使沿通道传播的噪音不断被吸收而逐渐衰减。把吸音材料固定在气流通过的管壁周围，或按一定方式在通道中排列。当声波进入消音器中，会引起阻性消音器内部多孔材料中的空气和纤维振动，在磨擦阻力和粘滞阻力的共同作用下，使得部分声能转化为热能而散失掉，从而达到消音的目的。

抗性消音器是由突变界面的管和室组合而成的，与电学滤波器类似，每一个带管的小室都有自己的固有频率。当包含有各种频率成分的声波进入第一个短管时，只有在第一个网孔固有频率附近的某些频率的声波才能通过网孔到达第二个短管口，而另外一些频率的声波则不可能通过网孔，只能在小室中来回反射。选取适当的管和室进行组合．就可以滤掉某些频率成分的噪声，从而达到消声的目的。抗性消音器适用于消除中、低频噪声。

把阻性结构和抗性结构按照一定的方式组合起来，就构成了阻抗复合式消音器。

现有技术中，大型内燃机组的排气消音器的排气消音效果不够理想，其原因归咎于大型内燃机所需要的排气消音器重量大，体积大，并且工作在高温环境，这就要求排气消音器的总体结构在压力大、振动强烈以及高温的工作环境下不容易变形；另一方面，现有技术一般采用恒温或者低温消音材料，此类材料在高温环境下的使用寿命短，从而导致更换消音材料浪费了不少的人力、物力和财力；另外，由于消音效果不好，通常采取使用两个消音器的方式来加强消音效果，导致加大了成本投入。

因此，针对现有技术中存在的问题，亟需提供一种能工作于高温环境，能有效大幅度降低内燃机组所产生的高中低频噪音,而且能保持内燃机组的排气顺畅，结构稳固、不易变形、使用寿命长的阻抗复合式排气消音器。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种阻抗复合式排气消音器，该阻抗复合式排气消音器具有能工作于高温环境，能有效大幅度降低内燃机组所产生的高中低频噪音,而且能保持内燃机组的排气顺畅，结构稳固、不易变形等特点。

本发明的目的通过以下技术措施实现。

提供一种阻抗复合式排气消音器，包括抗性消音器和阻性消音器，所述抗性消音器连接所述阻性消音器，所述抗性消音器和所述阻性消音器之间设置有第三固定环；所述抗性消音器由第一大小头、共振管、第二大小头、第一固定环和第二固定环组成，所述第一大小头包括内径大的一头和内径小的一头，所述第二大小头包括内径大的一头和内径小的一头，所述第一大小头内径小的一头和第二大小头内径小的一头分别与所述共振管的内径相同，所述第一大小头内径小的一头连接所述共振管的一头，所述共振管的另一头连接所述第二大小头内径小的一头，所述第一固定环、第二固定环设置在所述共振管的外壁，所述抗性消音器内壁设置有由带孔锅炉钢制成的耐高温材料层；所述阻性消音器包括内衬管、消音块外壳、由超细玻璃纤维和高温岩棉制成多孔防火材料的消音块、固定板和第三大小头组成，所述第三大小头包括内径大的一头和内径小的一头，所述内衬管的一个端面与所述第三固定环的一个端面连接，所述内衬管的另一个端面与所述第三大小头内径大的一头连接，所述消音块外壳放置于所述内衬管内部，所述固定板设置于所述消音块外壳之间，所述消音块放置于所述消音块外壳内部。

优选的，所述消音块通过冲孔板固定在所述消音块外壳的内壁。

另一优选的，所述消音块外壳由上往下纵向均匀排列在内衬管内部。

优选的，还设置有消音器外壳，所述共振管、第二大小头、内衬管和第三大小头均放置于所述消音器外壳内部。

另一优选的，还设置有第一端面板和第二端面板，所述第一端面板固定在所述消音器外壳的一个端部，所述第二端面板固定在所述消音器外壳的另一个端部。

优选的，所述抗性消音器还设置有第一加强板，所述阻性消音器还设置有第二加强板，所述第一加强板的一个截面与所述第一大小头的外壁连接，所述第一加强板的另一个截面与所述第一端面板连接；所述第二加强板的一个截面与所述第二端面板连接。

更优选的，所述第一加强板和第二加强板均设置有两个或两个以上。

优选的，所述消音块外壳设置有两个或两个以上，对应地，所述消音块设置有两个或两个以上。

优选的，所述阻性消音器还设置有出气管，所述出气管的一个端面与所述第三大小头内径小的一个端面连接。

另一优选的，抗性消音器还设置有第一法兰，所述第一法兰连接所述第一大小头内径大的一头；所述阻性消音器还设置有第二法兰，所述第二法兰连接所述出气管的另一个端面。

本发明的有益效果：本发明的一种阻抗复合式排气消音器，包括抗性消音器和阻性消音器，抗性消音器连接阻性消音器，抗性消音器和阻性消音器之间设置有第三固定环；抗性消音器由第一大小头、共振管、第二大小头、第一固定环和第二固定环组成，第一大小头包括内径大的一头和内径小的一头，第二大小头包括内径大的一头和内径小的一头，第一大小头内径小的一头和第二大小头内径小的一头分别与共振管的内径相同，第一大小头内径小的一头连接共振管的一头，共振管的另一头连接第二大小头内径小的一头，第一固定环、第二固定环设置在共振管的外壁，抗性消音器内壁设置有由带孔锅炉钢制成的耐高温材料层；阻性消音器包括内衬管、消音块外壳、由超细玻璃纤维和高温岩棉制成多孔防火材料的消音块、固定板和第三大小头组成，第三大小头包括内径大的一头和内径小的一头，内衬管的一个端面与第三固定环的一个端面连接，内衬管的另一个端面与第三大小头内径大的一头连接，消音块外壳放置于内衬管内部，固定板设置于消音块外壳之间，消音块放置于消音块外壳内部。

本发明与现有技术相比具有能工作于高温环境，能有效大幅度降低内燃机组所产生的高中低频噪音,而且能保持内燃机组的排气顺畅，结构稳固、不易变形等特点。

附图说明

利用附图对本发明做进一步说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。

图1是本发明的一种阻抗复合式排气消音器的实施例的A—A截面示意图。

图2是本发明的一种阻抗复合式排气消音器的实施例的B—B截面示意图。

图3是本发明的一种阻抗复合式排气消音器的实施例的C—C截面示意图。

图4是图1的局部A的放大示意图。

图5是图1的局部B的放大示意图。

在图1、图2、图3、图4和图5中包括有：第三固定环1、第一大小头2、共振管3和第二大小头4、第一固定环5、第二固定环6、内衬管7、消音块外壳8、由超细玻璃纤维和高温岩棉制成多孔防火材料的消音块9、固定板10、第三大小头11、消音器外壳12、第一端面板13、第二端面板14、第一加强板15、第二加强板16、出气管17、第一法兰18、第二法兰19。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步说明。

实施例1。

本实施例的一种阻抗复合式排气消音器如图1、图2、图3、图4和图5所示，包括抗性消音器和阻性消音器，抗性消音器连接阻性消音器，抗性消音器和阻性消音器之间设置有第三固定环1；抗性消音器由第一大小头2、共振管3、第二大小头4、第一固定环5和第二固定环6组成，第一大小头2包括内径大的一头和内径小的一头，第二大小头4包括内径大的一头和内径小的一头，第一大小头2内径小的一头和第二大小头4内径小的一头分别与共振管3的内径相同，第一大小头2内径小的一头连接共振管3的一头，共振管3的另一头连接第二大小头4内径小的一头，第一固定环5、第二固定环6设置在共振管3的外壁，抗性消音器内壁设置有由带孔锅炉钢制成的耐高温材料层；阻性消音器包括内衬管7、消音块外壳8、由超细玻璃纤维和高温岩棉制成多孔防火材料的消音块9、固定板10和第三大小头11组成，第三大小头11包括内径大的一头和内径小的一头，内衬管7的一个端面与第三固定环1的一个端面连接，内衬管7的另一个端面与第三大小头11内径大的一头连接，消音块外壳8放置于内衬管7内部，固定板10设置于消音块外壳8之间，由超细玻璃纤维和高温岩棉制成多孔防火材料的消音块9放置于消音块外壳8内部。

由第一大小头2、共振管3和第二大小头4、第一固定环5和第二固定环6组成的抗性消音器，由于采用突变界面的管道，可有效大幅地消除中低频噪音；由于加设了第一固定环5和第二固定环6，使抗性消音器在压力大、振动强烈以及高温的工作环境下不容易变形、结构稳固；由于管道内壁焊接有由带孔锅炉钢制成的耐高温材料层，使整个管道耐侵蚀，寿命更长；由于消音块外壳8放置于内衬管7内部，并且按一定方式在通道中排列，能保持内燃机组的排气顺畅；固定板10设置于消音块外壳8之间，起到加强固定消音块外壳8的作用；由于采用超细玻璃纤维和高温岩棉制成多孔防火材料的消音块9，岩棉具有优良的隔音和吸声性能,其吸声机理是这种制品具有多孔性结构，当声波通过时，由于流阻的作用产生摩擦，使声能的一部分为纤维所吸收，阴碍了声波的传递，从而大幅有效地消除高频噪音；而超细玻璃纤维具有绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，用超细玻璃纤维来包裹高温岩棉，使得高温岩棉在高温的状态下不易掉棉，从而达到使用寿命长的目的。

作为较佳的实施方式，由超细玻璃纤维和高温岩棉制成多孔防火材料的消音块9通过冲孔板固定在消音块外壳8的内壁。冲孔板采用锅炉钢制成，在高温环境下不易变形。

作为较佳的实施方式，消音块外壳8由上往下纵向均匀排列在内衬管7内部。消音块外壳8有序的排列可使内燃机排气顺畅。

本实施例的一种阻抗复合式排气消音器，其工作原理是：抗性消音器和阻性消音器合并为一个整体。

气流和声波首先进入抗性消音器，由于抗性消音器是由突变界面的管道形成，与电学滤波器类似，每一个管道都有自己的固有频率，当包含有各种频率成分的声波进入第一个管道时，只有在第一个网孔固有频率附近的某些频率的声波才能通过网孔到达第二个管道口，而另外一些频率的声波则不可能通过网孔，只能在管道中来回反射，从而达到消声的目的。抗性消音器用于消除中、低频噪声。

阻性消音器主要消除高频噪音，是利用吸音材料的吸音作用，使沿通道传播的噪音不断被吸收而逐渐衰减。把吸音材料固定在气流通过的管壁周围，或按一定方式在通道中排列。当声波进入消音器中，会引起阻性消音器内部多孔材料中的空气和纤维振动，在磨擦阻力和粘滞阻力的共同作用下，使得部分声能转化为热能而散失掉，从而达到消音的目的。

实施例2。

一种阻抗复合式排气消音器，本实施例与实施例1的不同之处在于，还设置有消音器外壳12，共振管3、第二大小头4、内衬管7和第三大小头11均放置于消音器外壳12内部。设置的消音器外壳12能起到修饰外观、加强防振动能力和更好地固定整个阻抗复合式排气消音器其他组成部件的作用。

作为较佳的实施方式，还设置有第一端面板13和第二端面板14，第一端面板13固定在消音器外壳12的一个端部，第二端面板14固定在消音器外壳12的另一个端部。设置的第一端面板13和第二端面板14防止气流和声波从消音器外壳12与抗性消音器管道之间的间隙进入，还可以起加强固定作用。

作为较佳的实施方式，抗性消音器还设置有第一加强板15，阻性消音器还设置有第二加强板16，第一加强板15的一个截面与第一大小头2的外壁连接，第一加强板15的另一个截面与第一端面板13连接；第二加强板16的一个截面与第二端面板14连接。

作为较佳的实施方式，第一加强板15和第二加强板16均设置有两个或两个以上。在本实施例中，较佳的方案是：第一加强板15和第二加强板16均设置有八个，分别均匀分布在第一端面板13和第二端面板14上，更好地起加强固定作用。

本实施例的其他结构与实施例1相同。

实施例3。

一种阻抗复合式排气消音器，本实施例与实施例1的不同之处在于消音块外壳8设置有两个或两个以上，对应地，由超细玻璃纤维和高温岩棉制成多孔防火材料的消音块9设置有两个或两个以上。在本实施例中，较佳的方案是：消音块外壳8设置有六个，对应地，由超细玻璃纤维和高温岩棉制成多孔防火材料的消音块9设置有六个。六个由超细玻璃纤维和高温岩棉制成多孔防火材料的消音块9在内衬管7内部呈由上往下纵向排列，可加强吸音效果，并保证排气顺畅。

阻性消音器还设置有出气管17，出气管17的一个端面与第三大小头11内径小的一个端面连接。设置的出气管17用于排气。

抗性消音器还设置有第一法兰18，第一法兰18连接第一大小头2内径大的一头；阻性消音器还设置有第二法兰19，第二法兰19连接出气管17的另一个端面。设置的第一法兰18和第二法兰19便于阻抗复合式排气消音器与其他设备的连接。

本实施例的其他结构与实施例1相同。

最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种阻抗复合式排气消音器，包括抗性消音器和阻性消音器，所述抗性消音器连接所述阻性消音器，其特征在于：所述抗性消音器和所述阻性消音器之间设置有第三固定环；

所述抗性消音器由第一大小头、共振管、第二大小头、第一固定环和第二固定环组成，所述第一大小头包括内径大的一头和内径小的一头，所述第二大小头包括内径大的一头和内径小的一头，所述第一大小头内径小的一头和第二大小头内径小的一头分别与所述共振管的内径相同，所述第一大小头内径小的一头连接所述共振管的一头，所述共振管的另一头连接所述第二大小头内径小的一头，所述第一固定环、第二固定环设置在所述共振管的外壁，所述抗性消音器内壁设置有由带孔锅炉钢制成的耐高温材料层；

所述阻性消音器包括内衬管、消音块外壳、用超细玻璃纤维来包裹高温岩棉制成多孔防火材料的消音块、固定板和第三大小头组成，所述第三大小头包括内径大的一头和内径小的一头，所述内衬管的一个端面与所述第三固定环的一个端面连接，所述内衬管的另一个端面与所述第三大小头内径大的一头连接，所述消音块外壳放置于所述内衬管内部，所述固定板设置于所述消音块外壳之间，所述消音块放置于所述消音块外壳内部。

2.根据权利要求1所述的一种阻抗复合式排气消音器，其特征在于：所述消音块通过冲孔板固定在所述消音块外壳的内壁。

3.根据权利要求1所述的一种阻抗复合式排气消音器，其特征在于：所述消音块外壳由上往下纵向均匀排列在内衬管内部。

4.根据权利要求1所述的一种阻抗复合式排气消音器，其特征在于：还设置有消音器外壳，所述共振管、第二大小头、内衬管和第三大小头均放置于所述消音器外壳内部。

5.根据权利要求1所述的一种阻抗复合式排气消音器，其特征在于：还设置有第一端面板和第二端面板，所述第一端面板固定在所述消音器外壳的一个端部，所述第二端面板固定在所述消音器外壳的另一个端部。

6.根据权利要求5所述的一种阻抗复合式排气消音器，其特征在于：所述抗性消音器还设置有第一加强板，所述阻性消音器还设置有第二加强板，所述第一加强板的一个截面与所述第一大小头的外壁连接，所述第一加强板的另一个截面与所述第一端面板连接；所述第二加强板的一个截面与所述第二端面板连接。

7.根据权利要求6所述的一种阻抗复合式排气消音器，其特征在于：所述第一加强板和第二加强板均设置有两个或两个以上。

8.根据权利要求1所述的一种阻抗复合式排气消音器，其特征在于：所述消音块外壳设置有两个或两个以上，对应地，所述消音块设置有两个或两个以上。

9.根据权利要求1所述的一种阻抗复合式排气消音器，其特征在于：所述阻性消音器还设置有出气管，所述出气管的一个端面与所述第三大小头内径小的一个端面连接。

10.根据权利要求9所述的一种阻抗复合式排气消音器，其特征在于：抗性消音器还设置有第一法兰，所述第一法兰连接所述第一大小头内径大的一头；所述阻性消音器还设置有第二法兰，所述第二法兰连接所述出气管的另一个端面。

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