CN106321524B - 孔板阻尼消声补风装置 - Google Patents

Abstract

孔板阻尼消声补风装置，包括：用于调节补风量大小调节阀、微孔消声器及孔板阻尼器，微孔消声器包括消声管及套设于所述消声管外部的外壳，外壳两端开口且其左端连接调节阀，消声管两端敞开并固定连接于外壳，外壳与消声管之间形成第一腔室，第一腔室左、右两端封闭；孔板阻尼器设于消声管中，孔板阻尼器包括多块平行间隔设置的孔板，相邻两块孔板之间形成第二腔室；消声管的管壁上开设有让孔板阻尼器右侧的气流进入第一腔室的第一通风孔以及供第一腔室中的气流进入第二腔室的第二通风孔。该孔板阻尼消声补风装置具有高阻尼补风作用，能够确保主/支管压力恒定，本发明集补风与降噪功能于一体，减小了产品的外形尺寸，节省了安装空间。

Description

孔板阻尼消声补风装置

技术领域

本发明涉及一种具备补风和消声功能的补风装置，用于对风力送丝和卷烟集中工艺风力除尘系统的主/支管进行补风。

背景技术

在目前的卷烟工业领域中，风力送丝和集中工艺风力除尘系统因其具有降噪、维护方便及环保节能等显著优点而被广泛应用。一个系统通常包含4-6台卷烟机，每台卷烟机的工艺风力支管以并联的方式接入工艺风力总管，根据并入的卷烟机数量设计工艺风力相关参数，按系统内所有卷烟机同时工作确定系统风机风量，选定风机型号规格。

以风力送丝系统为例，如果卷烟机相同则每台卷烟机所需的送丝管径和风速也是一致的，但各卷烟机送丝管道的长短不尽相同，每台卷烟机所需的送丝压力也不尽相同，须依靠不同的阀门开度来保证每台卷烟机具有相同的送丝风速。实际生产中，每台卷烟机的送丝时间都不是连续的而是间歇性的，在某一时刻该送丝系统内的所有卷烟机可能都在送丝，也可能仅有其中1台或几台卷烟机在送丝，或许所有卷烟机均未送丝。因此，送丝系统主管的送丝压力必须大于或等于其中所需最高送丝压力的那台卷烟机的送丝压力，该系统所需的风量因实际送丝的卷烟机台数的变化而变化。根据风机的工作特性，当风机压力恒定时，风量小到某个极限值风机即发生喘振现象，此时必须对系统进行补风，否则系统将无法正常工作。在本申请之前，通常是采用在主管上开三通加补风阀进行补风，补风时噪音很大，加装补风消声器后噪音有所降低，但补风时主管压力会急剧下降，造成主管压力不稳定。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种能确保主/支管风量大于或等于风量设定值并可确保主/支管压力稳定的孔板阻尼消声补风装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：孔板阻尼消声补风装置，包括：

调节阀，用于调节补风量大小；

微孔消声器，包括消声管及套设于所述消声管外部的外壳，所述外壳两端开口且其左端连接调节阀，所述消声管两端敞开并固定连接于外壳，所述外壳与消声管之间形成第一腔室，所述第一腔室左、右两端封闭；

孔板阻尼器，设于消声管中，所述孔板阻尼器包括多块平行间隔设置的孔板，相邻两块孔板之间形成第二腔室；

所述消声管的管壁上开设有让孔板阻尼器右侧的气流进入第一腔室的第一通风孔以及供第一腔室中的气流进入第二腔室的第二通风孔。

进一步，上述孔板阻尼消声补风装置还包括设于所述调节阀左侧的连接管，所述连接管的右端固定连接调节阀。

更进一步，上述孔板阻尼消声补风装置还包括设于所述微孔消声器右侧并与其固定连接的微孔吸音器，所述微孔吸音器包括吸音管及套设于所述吸音管外部的壳体，所述吸音管固定连接于壳体，所述吸音管与壳体之间形成吸音腔，所述吸音腔的左、右两端封闭，所述吸音管上开设有与吸音腔相通的吸音孔，所述吸音腔内填充有吸音材料。

更进一步，所述吸音管的前端设有开口逐渐变大的锥管，所述锥管伸入消声管中并抵靠住孔板阻尼器中最右侧的孔板，所述锥管的管壁上开设有第三通风孔。

其中，所述孔板阻尼器还包括多个螺栓和螺母，所述螺栓从孔板中穿出并通过螺母固定在孔板上；相邻两块孔板中，安装在其中一块孔板上的螺栓/螺母抵靠住另一块孔板的端面，使得两块孔板之间存在间隔，从而形成所述第二腔室。

其中，所述微孔消声器的外壳的左端开口逐渐缩小形成锥形腔，所述消声管的左端以及孔板阻尼器中最左侧的孔板处于锥形腔中并且抵靠住所述锥形腔的腔壁。

进一步，所述消声管的左端抵靠住锥形腔的腔壁并通过焊接固定，所述消声管的右端固定连接一环形封板，所述环形封板封住消声管与外壳之间的空隙，从而在所述外壳与消声管之间形成左、右两端封闭的第一腔室。

优选的，所述微孔吸音器的壳体可插入微孔消声器的外壳中，所述微孔消声器的外壳及微孔吸音器的壳体上开设有可通过螺栓将二者固定连接到一起的连接孔。

进一步，所述微孔吸音器还包括固定连接于吸音管右端且开口逐渐变大的锥形导流管。

优选的，所述吸音腔的左端通过固定封板封住，所述固定封板固定连接吸音管及壳体，所述吸音腔的右端通过两块半环形的活动封板封住，所述活动封板可拆卸连接于吸音管和壳体。

优选的，所述微孔消声器的外壳与调节阀之间以及调节阀与连接管之间均通过法兰连接。

优选的，所述调节阀为蝶阀；所述吸音腔内填充的吸音材料为玻璃纤维吸音棉。

本发明的工作原理为：补风时，当气流进入微孔吸音器后，部分气流直行通过最右侧孔板（为方便描述，以下将该最右侧的孔板称作第一块孔板，从第一块孔板往左，依次为第二块孔板、第三块孔板……第N块孔板）上的小圆孔进入第一块孔板与第二块孔板间的第二腔室，然后再通过第二块孔板上的小圆孔进入第二块孔板与第三块孔板之间的第二腔室……直至通过第N块孔板上的小圆孔进入主管道；其余部分气流经消声管管壁上开设的第一通风孔进入第一腔室，再分别通过第二通风孔进入第一块孔板与第二块孔板之间的第二腔室、第二块孔板与第三块孔板之间的第二腔室……直至通过第N块孔板上的小圆孔进入主管道。

在上述过程中，气流多次经过孔板，部分气流辗转迂回前行，数次与腔室壁发生碰撞，不仅增加了消声效果，也增加了补风阻力。水平方向方向的气流噪声与垂直方向的气流噪声相位相异，可以达到以声消声的效果，同时确保了主/支管风量大于或等于风量设定值，彻底消除了风机喘振现象，由于设置了多块用于增加补风阻力的孔板，也确保了主/支管压力的稳定。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构示意图，图中箭头方向为补风时的气流方向；

图2为图1所示实施例中微孔消声器的整体结构示意图；

图3为图1所示实施例中孔板的正面结构示意图；

图4为图1所示实施例中孔板的侧面结构示意图；

图5为图1所示实施例中微孔吸音器的整体结构示意图；

图6为图2中A部位的局部放大图；

图7为图2中B部位的局部放大图；

图8为图5中A部位的局部放大图；

图中：

1——调节阀 2——微孔消声器 3——孔板阻尼器

4——连接管 5——微孔吸音器 2a——消声管

2b——外壳 2c——第一腔室 2d——环形封板

3a——孔板 3b——第二腔室 3c——螺栓

3d——螺母 5a——吸音管 5b——壳体

5c——吸音腔 5d——锥管 5e——锥形导流管

5f——固定封板 5g——活动封板 2a1——第一通风孔

2a2——第二通风孔 2b1——锥形腔 5a1——吸音孔 5d1——第三通风孔。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合具体实施例与附图对本发明作进一步的说明。

需要提前说明的是，在本发明的描述中，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解所述术语的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”、 “多块”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

如图1-4、6-7所示，一种孔板阻尼消声补风装置，包括： 调节阀1，用于调节补风量大小；

微孔消声器2，包括消声管2a及套设于消声管2a外部的外壳2b，外壳2b两端开口且其左端连接调节阀1，消声管2a两端敞开并固定连接于外壳2b，外壳2b与消声管2a之间形成第一腔室2c，第一腔室2c左、右两端封闭；

孔板阻尼器3，设于消声管2a中，孔板阻尼器3包括多块平行间隔设置的孔板3a，相邻两块孔板3a之间形成第二腔室3b；

消声管2a的管壁上开设有让孔板阻尼器3右侧的气流进入第一腔室2c的第一通风孔2a1以及供第一腔室2c中的气流进入第二腔室3b的第二通风孔2a2。

本实施例的工作原理如下：补风时，当气流进入微孔吸音器2后，部分气流直行通过最右侧孔板2a（为方便描述，以下将该最右侧的孔板2a称作第一块孔板，从第一块孔板往左，依次为第二块孔板、第三块孔板……第N块孔板）上的小圆孔进入第一块孔板与第二块孔板间的第二腔室2b，然后再通过第二块孔板上的小圆孔进入第二块孔板与第三块孔板之间的第二腔室2b……直至通过第N块孔板上的小圆孔进入主管道；其余部分气流经消声管2a管壁上开设的第一通风孔2a1进入第一腔室2c，再分别通过第二通风孔2a2进入第一块孔板与第二块孔板之间的第二腔室2b、第二块孔板与第三块孔板之间的第二腔室2b……直至通过第N块孔板上的小圆孔进入主管道。

在上述过程中，气流多次经过孔板2a，部分气流辗转迂回前行，数次与腔室壁发生碰撞，不仅增加了消声效果，也增加了补风阻力。水平方向方向的气流噪声与垂直方向的气流噪声相位相异，可以达到以声消声的效果，同时确保了主/支管风量大于或等于风量设定值，彻底消除了风机喘振现象，由于设置了多块用于增加补风阻力的孔板2a，也确保了主/支管压力的稳定。

在前述方案的基础上，如图1所示，该孔板阻尼消声补风装置还包括设于调节阀1左侧的连接管4，连接管4的右端固定连接调节阀1。 需要说明的是，在调节阀1左侧设置用于连接主/支管的连接管4为本发明的优选实施方案，实际上，是否配置连接管4可以根据需要进行选择，例如可以直接将调节阀与主/支管连接（调节阀与主/支管通过法兰连接或焊接），当然，如果在主/支管上已经焊接有一段用于连接调节阀1的管道，就不必再在孔板阻尼消声补风装置中配置连接管4了。

作为优选的方案，如图1、5、8所示，该孔板阻尼消声补风装置还包括设于微孔消声器2右侧并与其固定连接的微孔吸音器5，微孔吸音器5包括吸音管5a及套设于吸音管5a外部的壳体5b，吸音管5a固定连接于壳体5b，吸音管5a与壳体5b之间形成吸音腔5c，吸音腔5c的左、右两端封闭，吸音管5a上开设有与吸音腔5c相通的吸音孔5a1，吸音腔5c内填充有吸音材料。补风时，当气流首先经过微孔吸音器5的吸音管5a的内腔时，部分声波会通过吸音管5a管壁上的吸音孔5a1入射到吸音腔5c中填充的吸音材料上，声能转化成热能而损耗掉，从而在一定程度上降低了补风噪声。

进一步，在上述实施例中，见图1、5和8所示，吸音管5a的前端设有开口逐渐变大的锥管5d，锥管5d伸入消声管2a中并抵靠住孔板阻尼器3中最右侧的孔板3a，锥管5d的管壁上开设有第三通风孔5d1。根据伯努利方程，管径变大后气流流速变小，管壁所受压力增大，压力增大有利于气流通过第三通风孔5d1，再经第一通风孔2a1进入第一腔室2c中，使得进入微孔消声器2中的气流更多，消声减噪效果更好，而在进入孔板阻尼器3前气流速度就降低也在一定程度上减少了风噪的产生，同时对保障补风过程中主/支管压力稳定也更为有利。

作为一种优选的结构，见图1、3和4，上述实施例中的孔板阻尼器3还包括多个螺栓3c和螺母3d，螺栓3c从孔板3a中穿出并通过螺母3d固定在孔板3a上；相邻两块孔板3a中，安装在其中一块孔板3a上的螺栓3c/螺母3d抵靠住另一块孔板3a的端面，使得两块孔板3a之间存在间隔，从而形成第二腔室3b。通过上述螺栓3c/螺母3d可以非常方便地控制两块孔板3a之间的空隙，将孔板阻尼器3安装于消声管2a中时只需固定左右两侧的两块孔板，其余孔板依靠螺栓3c/螺母3d顶住即可实现定位（即先定位放入最左侧的孔板，接着依次放入中间部分的孔板，最后放入最右侧的孔板并将其固定），大幅降低了孔板阻尼器3的安装难度，提高了安装效率。

如图1-2所示，作为对上述实施方案更进一步的优化，微孔消声器2的外壳2b的左端开口逐渐缩小形成锥形腔2b1，消声管2a的左端以及孔板阻尼器3中最左侧的孔板3a处于锥形腔2b1中并且抵靠住所述锥形腔2b1的腔壁。通过上述锥形腔2b1、吸音管5a前端的锥管5d、固定在孔板3a上的螺栓3c和螺母3d的配合可以大幅降低孔板阻尼器的安装难度，具体地，安装孔板阻尼器3时只需先将消声管2a的左端抵靠住锥形腔2b1的腔壁，然后依次往消声管2a中装入各孔板3a，使得孔板阻尼器3中最左侧的孔板3a抵靠住所述锥形腔2b1的腔壁，各孔板3a之间通过螺栓3c/螺母3d顶住，再将吸音管5a前端的锥管5d伸入消声管2a中并抵靠住最外侧的孔板3a，最后将微孔吸音器5与微孔消声器固定连接即可。

在上述实施方案中，如图1、2和6所示，消声管2a的左端抵靠住锥形腔2b1的腔壁并通过焊接固定，消声管2a的右端固定连接一环形封板2d，环形封板2d封住消声管2a与外壳2b之间的空隙，从而在外壳2b与消声管2a之间形成左、右两端封闭的第一腔室2c。将消声管2a的左端抵靠住锥形腔2b1的腔壁并采用焊接方式将二者固定相连实现了第一腔室2c的左端封闭，在消声管2a右端设置环形封板2d封住消声管2a与外壳2b之间的空隙实现了第一腔室2c的右端封闭。本领域技术人员应当明白，实现第一腔室2c两端封闭并不限于上述方式，例如也可以通过在消声管2a左右两端均设置用于封住消声管2a与外壳2b之间空隙的封板来实现第一腔室2c两端封闭（该方案未在附图中示出），当然在外壳2b右端也设置锥形腔2b1（该方案未在附图中示出），将消声管2a左端与左侧锥形腔2b1的腔壁焊接到一起，将消声管2a右端与右侧锥形腔2b1的腔壁焊接到一起，也可以实现第一腔室2c两端封闭。

优选的，如图1所示，前述微孔吸音器5与微孔消声器2之间可以采用以下方式连接固定：微孔吸音器5的壳体5b的外径设计成比微孔消声器2的外壳2b的内径略小，使得其可插入微孔消声器2的外壳2b中，在微孔消声器2的外壳2b及微孔吸音器5的壳体5b上均开设可通过螺栓将二者固定连接到一起的连接孔，装配时只需将壳体5b插入外壳2b中，然后往连接孔中拧入螺栓就可将二者固定连接，拆装非常方便。

此外，为引导气流更平稳、顺畅地进入吸音管5a中，见图1和5所示，还可在吸音管5a的右端固定连接一开口逐渐变大的锥形导流管5e。

作为实现吸音腔5c左、右两端封闭的一种实施方案，如图1、5所示，吸音腔5c的左端通过固定封板5f封住，固定封板5f固定连接吸音管5a及壳体5b，吸音腔5c的右端通过两块半环形的活动封板5g封住，活动封板5g可拆卸连接于吸音管5a和壳体5b。虽然本发明的附图中只给出了上述一种实现吸音腔5c左、右两端封闭的实施方案，但是本领域技术人员应当明白，现有技术中存在多种将吸音腔5c左、右两端封闭的方案，由于封闭吸音腔5c左、右两端可选择的方式非常多且大多结构简单，为简化表示，在此不再一一列举。

为了让调节阀1与外壳2b及连接管4的拆装更加方便，微孔消声器2的外壳2b与调节阀1之间以及调节阀1与连接管4之间优选采用法兰连接。最后，在本发明中，调节阀1优选为蝶阀，吸音腔5c内填充的吸音材料优选为玻璃纤维吸音棉。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

为了让本领域普通技术人员更方便地理解本发明相对于现有技术的改进之处，本发明的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本发明的内容。

需要强调的是，上述将本发明应用于风力送丝和卷烟集中工艺风力除尘系统主/支管补风的例子仅用于说明本发明的构思，而非对其保护范围作出的具体限定，本领域技术人员应当明白，本发明提供的孔板阻尼消声部分装置除上述应用场合外还可用于对其他风力输送系统的管路进行补风。

Claims (11)

1.孔板阻尼消声补风装置，其特征在于，包括：

调节阀(1)，用于调节补风量大小；

微孔消声器(2)，包括消声管(2a)及套设于所述消声管(2a)外部的外壳(2b)，所述外壳(2b)两端开口且其左端连接调节阀(1)，所述消声管(2a)两端敞开并固定连接于外壳(2b)，所述外壳(2b)与消声管(2a)之间形成第一腔室(2c)，所述第一腔室(2c)左、右两端封闭；

孔板阻尼器(3)，设于消声管(2a)中，所述孔板阻尼器(3)包括多块平行间隔设置的孔板(3a)，相邻两块孔板(3a)之间形成第二腔室(3b)；

所述消声管(2a)的管壁上开设有让孔板阻尼器(3)右侧的气流进入第一腔室(2c)的第一通风孔(2a1)以及供第一腔室(2c)中的气流进入第二腔室(3b)的第二通风孔(2a2)；

还包括设于所述微孔消声器(2)右侧并与其固定连接的微孔吸音器(5)，所述微孔吸音器(5)包括吸音管(5a)及套设于所述吸音管(5a)外部的壳体(5b)，所述吸音管(5a)固定连接于壳体(5b)，所述吸音管(5a)与壳体(5b)之间形成吸音腔(5c)，所述吸音腔(5c)的左、右两端封闭，所述吸音管(5a)上开设有与吸音腔(5c)相通的吸音孔(5a1)，所述吸音腔(5c)内填充有吸音材料；

所述吸音管(5a)的前端设有开口逐渐变大的锥管(5d)，所述锥管(5d)伸入消声管(2a)中并抵靠住孔板阻尼器(3)中最右侧的孔板(3a)，所述锥管(5d)的管壁上开设有第三通风孔(5d1)；气流可通过所述第三通风孔(5d1)，再经所述第一通风孔(2a1)进入第一腔室(2c)中。

2.根据权利要求1所述的孔板阻尼消声补风装置，其特征在于：还包括设于所述调节阀(1)左侧的连接管(4)，所述连接管(4)的右端固定连接调节阀(1)。

3.根据权利要求1或2所述的孔板阻尼消声补风装置，其特征在于：所述孔板阻尼器(3)还包括多个螺栓(3c)和螺母(3d)，所述螺栓(3c)从孔板(3a)中穿出并通过螺母(3d)固定在孔板(3a)上；相邻两块孔板(3a)中，安装在其中一块孔板(3a)上的螺栓(3c)/螺母(3d)抵靠住另一块孔板(3a)的端面，使得两块孔板(3a)之间存在间隔，从而形成所述第二腔室(3b)。

4.根据权利要求1或2所述的孔板阻尼消声补风装置，其特征在于：所述微孔消声器(2)的外壳(2b)的左端开口逐渐缩小形成锥形腔(2b1)，所述消声管(2a)的左端以及孔板阻尼器(3)中最左侧的孔板(3a)处于锥形腔(2b1)中并且抵靠住所述锥形腔(2b1)的腔壁。

5.根据权利要求4所述的孔板阻尼消声补风装置，其特征在于：所述消声管(2a)的左端抵靠住锥形腔(2b1)的腔壁并通过焊接固定，所述消声管(2a)的右端固定连接一环形封板(2d)，所述环形封板(2d)封住消声管(2a)与外壳(2b)之间的空隙，从而在所述外壳(2b)与消声管(2a)之间形成左、右两端封闭的第一腔室(2c)。

6.根据权利要求1所述的孔板阻尼消声补风装置，其特征在于：所述微孔吸音器(5)的壳体(5b)可插入微孔消声器(2)的外壳(2b)中，所述微孔消声器(2)的外壳(2b)及微孔吸音器(5)的壳体(5b)上开设有可通过螺栓将二者固定连接到一起的连接孔。

7.根据权利要求6所述的孔板阻尼消声补风装置，其特征在于：所述微孔吸音器(5)还包括固定连接于吸音管(5a)右端且开口逐渐变大的锥形导流管(5e)。

8.根据权利要求1所述的孔板阻尼消声补风装置，其特征在于：所述吸音腔(5c)的左端通过固定封板(5f)封住，所述固定封板(5f)固定连接吸音管(5a)及壳体(5b)，所述吸音腔(5c)的右端通过两块半环形的活动封板(5g)封住，所述活动封板(5g)可拆卸连接于吸音管(5a)和壳体(5b)。

9.根据权利要求2所述的孔板阻尼消声补风装置，其特征在于：所述微孔消声器(2)的外壳(2b)与调节阀(1)之间以及调节阀(1)与连接管(4)之间均通过法兰连接。

10.根据权利要求2所述的孔板阻尼消声补风装置，其特征在于：所述调节阀(1)为蝶阀。

11.根据权利要求2所述的孔板阻尼消声补风装置，其特征在于：所述吸音腔(5c)内填充的吸音材料为玻璃纤维吸音棉。