CN103775168A

CN103775168A - 可调式消音器

Info

Publication number: CN103775168A
Application number: CN201410054485.2A
Authority: CN
Inventors: 马根昌
Original assignee: 马根昌
Current assignee: Xinxiang Vocational and Technical College
Priority date: 2014-02-18
Filing date: 2014-02-18
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2034-02-18
Also published as: CN103775168B

Abstract

本发明提供一种可调式消音器，包括进气管、分流腔，分流腔后方分出包围管和中心直管；包围管内部开设螺旋通气道，包围管管壁上间隔开设径向连通螺旋通气道的一排包围管汇流孔；中心直管上，正对于包围管汇流孔，开设一排直管汇流孔；包围管、中心直管的末端均封闭并塞有消音材料；包围管、中心直管之间设有环形管，环形管包括同轴的外筒壁和内筒壁；外筒壁、内筒壁分别紧贴所述包围管、中心直管；外筒壁与内筒壁上开设多对壁孔，旋转环形管，当任意一对壁孔连通一对直管汇流孔和包围管汇流孔时，另外的壁孔与其它直管汇流孔、包围管汇流孔错开；该种消音器可以在使用过程中灵活调节，以实现对多种不同频率的声音进行精确而高效地消音。

Description

可调式消音器

技术领域

本发明涉及机械消音器领域，特别地，是涉及一种干涉消音式消音器。

背景技术

在消音器领域，目前存在的消音器种类较多，其中大部分消音器的消音腔内采用消音材料进行消音，对于该种消音器，一方面消音材料并不能大幅度地吸收声音，另一方面，久而久之消音材料由于老化变质，性能将严重下降；另一类消音器则是通过声音路径的设计，采用声音干涉的方法来获得消音效果；但是，众所周知，各种声音的频率是不同的，而由于它们在空气中的速度相等，即340m/s，因此，它们的波长也各不相同，比如，340Hz的声音，波长约为1m，而680Hz的声音，波长则为0.5m；对于两列同频率的声音，在相遇时，唯有相差奇数个半波长，才能实现波峰波谷叠加消音；因此，若要采用干涉法进行消音，则消音器的各声音通道的长度必须存在定量关系，而该定量关系又是随着声音的不同而不同的，而对于目前的干涉式消音器，其结构均是固定的，因此，只能针对特定频率范围内的声音进行粗略地消除，而不能根据需求，针对各种不同频率的声音进行精确而高效地消音。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种可调式消音器，该种消音器可以在使用过程中灵活调节，以实现对多种不同频率的声音进行精确而高效地消音。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该可调式消音器包括顺序连通的进气管、分流腔，所述分流腔后方分出一根包围管和一根中心直管；所述包围管内部沿自身管体开设有螺旋通气道，所述包围管的管壁上间隔开设有径向连通所述螺旋通气道的一排包围管汇流孔，各所述包围管汇流孔的圆心共线；所述中心直管上，正对于所述包围管汇流孔，开设一排直管汇流孔；所述包围管、中心直管的末端均封闭并塞有消音材料；

在所述包围管、中心直管之间设有环形管，所述环形管包括同轴的外筒壁和内筒壁，所述外筒壁与内筒壁在接近所述分流腔的一端通过环形底壁封闭，另一端则敞开；所述外筒壁、内筒壁分别紧贴所述包围管、中心直管；

所述外筒壁与内筒壁上开设两对以上壁孔，各对壁孔由外筒壁上的一个外壁孔与内筒壁上的一个与该外壁孔正对的内壁孔构成；所述壁孔的对数及轴向位置与所述直管汇流孔的数量及轴向位置相同；各对所述壁孔周向相差适当角度，该适当角度需满足如下条件：旋转所述环形管，当任意一对所述壁孔连通一对直管汇流孔和包围管汇流孔时，另外的壁孔与其它直管汇流孔、包围管汇流孔错开；即其它直管汇流孔、包围管汇流孔被所述环形管的外筒壁、内筒壁隔阻。

作为优选，所述环形管的外筒壁内侧设有与所述壁孔的对数相等的一圈环形管电磁体；并且，所述包围管的螺旋通气道内侧设有与所述环形管电磁体处于相同轴向位置的一块包围管磁体；各所述环形管电磁体之间的周向位置关系满足如下条件：在旋转环形管的过程中，每当一块环形管电磁体与所述包围管磁体相正对时，恰有一对所述壁孔连通一对直管汇流孔和包围管汇流孔；

所述分流腔内设有音频传感器，所述音频传感器电气连接一个电控模块，所述电控模块依据音频传感器的信号控制各所述环形管电磁体的通断。

作为优选，各所述直管汇流孔等间距开设。

作为优选，所述包围管进气端到各包围管汇流孔之间的螺旋通气道的长度Li，该包围管汇流孔所对应的直管汇流孔至中心直管进气端的长度Lj，它们的差值 Li-Lj的范围为8.5×10^-3m~8.5m，进一步地，可以限定在2.1×10^-2m～8.5×10^-1m，对应于200Hz～8000Hz频段声音的消音。

本发明的有益效果在于：该可调式消音器在使用时，特定频率的声波从所述分流腔分成两股，分别进入所述螺旋通气道、中心直管；由于螺旋通气道与中心直管的端部均由消音材料封堵，因此，声波只能从螺旋通气道与中心直管壁面上的、由所述环形管的壁孔连通的一对包围管汇流孔、直管汇流孔流出并汇流，当这两股声波行经的路程差等于所述特定频率的声波的半波长时，由于波峰波谷相遇，即可实现完全消音，消音后的气流从所述环形管的敞开端流出；在所述环形管旋转的过程中，各组包围管汇流孔、直管汇流孔依次被导通，则所述两股声波汇流时行经的路程差依次变化，分别对应于各种不同的半波长，因此，可以对各种半波长所对应的声波，即各种特定频率的声波进行消音。

附图说明

图1是本可调式消音器实施例一的侧剖示意图。

图2是图1实施例中，包围管的侧剖示意图。

图3是图1实施例中，中心管的侧剖示意图。

图4是图1实施例中，环形管的侧剖示意图。

图5是图1实施例中，环形管的横截面示意图。

图6是本可调式消音器实施例二中的环形管的横截面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

实施例一：

在图1～图5所示的实施例一中，该可调式消音器包括顺序连通的进气管1、分流腔2，所述分流腔2后方分出一根包围管4和一根中心直管3；所述包围管4如图2所示，内部沿自身管体开设有螺旋通气道，所述包围管4的管壁上间隔开设有径向连通所述螺旋通气道的一排三个包围管汇流孔410、420、430，各所述包围管汇流孔410、420、430的圆心共线；所述中心直管3上，正对于所述包围管汇流孔410、420、430，开设一排三个直管汇流孔310、320、330；所述包围管4、中心直管3的末端均封闭并塞有消音材料6；

在所述包围管4、中心直管3之间设有环形管5，所述环形管5如图4、图5所示，包括同轴的外筒壁和内筒壁，所述外筒壁与内筒壁在接近所述分流腔的一端通过环形底壁52封闭，另一端则敞开；所述外筒壁、内筒壁分别紧贴所述包围管4、中心直管3；

所述外筒壁与内筒壁上开设三对壁孔510、520、530，各对壁孔由外筒壁上的一个外壁孔与内筒壁上的一个与该外壁孔正对的内壁孔构成；所述壁孔的轴向位置与所述直管汇流孔310、320、330的轴向位置对应相同；各对所述壁孔510、520、530周向相差适当角度，该适当角度需满足如下条件：旋转所述环形管5，当任意一对所述壁孔连通一对直管汇流孔和包围管汇流孔时，另外的壁孔与其它直管汇流孔、包围管汇流孔错开；即其它直管汇流孔、包围管汇流孔被所述环形管的外筒壁、内筒壁隔阻；这样，即可以使得包围管4、中心直管3之间在且仅在轴向方向上的三个位置中的一个连通；对应于各个连通位置，声波从分流腔2流经螺旋通气道的路程与流经中心直管3的路程之差各不相同，设各个路程之差对应于一种声波的半波长，那么三种所述路程之差对应于三种不同频率的声波的半波长，由此，该三种不同频率的声波中的一种进入分流腔2，并分成两股分别流入螺旋通气道与中心直管3，并在相应的、相互连通的包围管汇流孔、直管汇流孔、壁孔处汇流时，由于路程相差半个波长，因此波峰波谷叠加相消，获得了准确而高效的消音效果。

在实施例一中，如各所述直管汇流孔310、320、330等间距开设，假设该间距为L0米，而所述螺旋通气道在轴向方向上每延伸1米，通气路径就增加P米；那么假设从左到右第一对包围管汇流孔410、直管汇流孔310之间的声波路径差为X米，则第二对包围管汇流孔420、直管汇流孔320之间的声波路径差为（X+P*L0）米，第三对为（X+2P*L0）米；X米、（X+P*L0）米、（X+2P*L0）米分别对应于三种不同频率的声波中的一种。

这样，当第一对包围管汇流孔410、直管汇流孔310连通时，可对半波长为X米的声波进行消音；第二对包围管汇流孔420、直管汇流孔320连通时，可对半波长为（X+P*L0）米的声波进行消音；第三对包围管汇流孔430、直管汇流孔330连通时，可对半波长为（X+2P*L0）米的声波进行消音。

另外，对于上述的各种半波长的范围为8.5×10^-3m~8.5m，对应于人耳可听见的声波频率20000Hz～20Hz，进一步地，半波长的范围可限定在2.1×10^-2m～8.5×10^-1m，对应于8000Hz～200Hz的声波频率，一般地，8000Hz～200Hz的声波于人耳较为敏感。

实施例一所示的可调式消音器在使用时，特定频率的声波从所述分流腔2分成两股，分别进入所述螺旋通气道、中心直管3；由于螺旋通气道与中心直管3的端部均由消音材料封堵，因此，声波只能从螺旋通气道与中心直管壁面上的、由所述环形管5的壁孔510、520、530连通的一对包围管汇流孔、直管汇流孔流出并汇流，当这两股声波行经的路程差等于所述特定频率的声波的半波长时，由于波峰波谷相遇，即可实现完全消音，消音后的气流从所述环形管5的敞开端流出；在所述环形管5旋转的过程中，各组包围管汇流孔、直管汇流孔依次被导通，则所述两股声波汇流时行经的路程差依次变化，分别对应于各种不同的半波长，因此，可以对各种半波长所对应的声波，即各种特定频率的声波进行消音。

实施例二：

对于实施例二，其环形管5的横截面如图6所示意，所述环形管5的外筒壁内侧设有与所述壁孔510、520、530的对数相等的一圈环形管电磁体511、521、531；并且，所述包围管4的螺旋通气道内侧设有与所述环形管电磁体511、521、531处于相同轴向位置的一块包围管磁体（未图示）；各所述环形管电磁体511、521、531之间的周向位置关系满足如下条件：在旋转环形管5的过程中，每当一块环形管电磁体与所述包围管磁体相正对时，恰有一对所述壁孔连通一对直管汇流孔和包围管汇流孔；也就是说，各块环形管电磁体依次与包围管磁体正对的同时，各对直管汇流孔和包围管汇流孔依次被连通。

所述分流腔2内设有音频传感器（未图示），所述音频传感器电气连接一个电控模块，所述电控模块依据音频传感器的信号控制各所述环形管电磁体511、521、531的通断，在同一时刻，只接通一块环形管电磁体；具体地，所述音频传感器依据进入分流腔2的声波的频率，分析其半波长，然后判断应当使哪一对所述直管汇流孔和包围管汇流孔相互连通，才能使行经所述螺旋通气道的声波和行经所述中心直管的声波在汇流时的路程之差等于该声波的半波长；然后，接通在所需连通的该对直管汇流孔和包围管汇流孔连通时正对于包围管磁体的那块环形管电磁体；在环形管电磁体被接通时，与所述包围管磁体之间产生磁吸力，从而促使环形管旋转，直至被接通的环形管电磁体正对于包围管磁体，此时，所需连通的一对直管汇流孔和包围管汇流孔便可以在无需人力旋转的情况下实现自动旋转、连通。

所述电控模块可以为一个多触点开关电路，为电气控制领域的常见部件，不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种可调式消音器，该可调式消音器包括顺序连通的进气管（1）、分流腔（2），其特征在于：所述分流腔后方分出一根包围管（4）和一根中心直管（3）；所述包围管内部沿自身管体开设有螺旋通气道，所述包围管（4）的管壁上间隔开设有径向连通所述螺旋通气道的一排包围管汇流孔（410、420、430），各所述包围管汇流孔的圆心共线；所述中心直管上，正对于所述包围管汇流孔（410、420、430），开设一排直管汇流孔（310、320、330）；所述包围管（4）、中心直管（3）的末端均封闭并塞有消音材料（6）；

在所述包围管（4）、中心直管（3）之间设有环形管（5），所述环形管包括同轴的外筒壁和内筒壁，所述外筒壁与内筒壁在接近所述分流腔（2）的一端通过环形底壁（52）封闭，另一端则敞开；所述外筒壁、内筒壁分别紧贴所述包围管（4）、中心直管（3）；

所述外筒壁与内筒壁上开设两对以上壁孔（510、520、530），各对壁孔由外筒壁上的一个外壁孔与内筒壁上的一个与该外壁孔正对的内壁孔构成；所述壁孔（510、520、530）的对数及轴向位置与所述直管汇流孔（310、320、330）的数量及轴向位置相同；各对所述壁孔周向相差适当角度，该适当角度需满足如下条件：旋转所述环形管（5），当任意一对所述壁孔连通一对直管汇流孔和包围管汇流孔时，另外的壁孔与其它直管汇流孔、包围管汇流孔错开；即其它直管汇流孔、包围管汇流孔被所述环形管的外筒壁、内筒壁隔阻。

2.根据权利要求1所述的可调式消音器，其特征在于：所述环形管（5）的外筒壁内侧设有与所述壁孔（510、520、530）的对数相等的一圈环形管电磁体（511、521、531）；并且，所述包围管（4）的螺旋通气道内侧设有与所述环形管电磁体（511、521、531）处于相同轴向位置的一块包围管磁体；各所述环形管电磁体之间的周向位置关系满足如下条件：在旋转环形管（5）的过程中，每当一块环形管电磁体与所述包围管磁体相正对时，恰有一对所述壁孔连通一对直管汇流孔和包围管汇流孔；

所述分流腔（2）内设有音频传感器，所述音频传感器电气连接一个电控模块，所述电控模块依据音频传感器的信号控制各所述环形管电磁体的通断；在同一时刻，只接通一块环形管电磁体；所述音频传感器依据进入分流腔（2）的声波的频率，分析其半波长，然后判断应当使哪一对所述直管汇流孔和包围管汇流孔相互连通，才能使行经所述螺旋通气道的声波和行经所述中心直管的声波在汇流时的路程之差等于该声波的半波长；然后，接通在所需连通的该对直管汇流孔和包围管汇流孔连通时正对于包围管磁体的那块环形管电磁体；在环形管电磁体被接通时，与所述包围管磁体之间产生磁吸力，促使环形管旋转，直至被接通的环形管电磁体正对于包围管磁体。

3.根据权利要求1或2所述的可调式消音器，其特征在于：各所述直管汇流孔（310、320、330）等间距开设。

4.根据权利要求1或2所述的可调式消音器，其特征在于：所述包围管（4）进气端到各包围管汇流孔（410、420、430）之间的螺旋通气道的长度Li，各包围管汇流孔所对应的直管汇流孔至中心直管（3）进气端的长度Lj，它们的差值 Li-Lj的范围为8.5×10^-3m~8.5m。

5.根据权利要求4所述的消音器，其特征在于Li-Lj的差值为2.1×10^-2m～8.5×10^-1m。