CN107542514B - 一种自适应双极微穿孔板消声器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应双极微穿孔板消声器，主管道左端具有端盖，右端具有右侧壁，在主管道的腔体内距端盖一定距离加装左微穿孔板，在主管道的腔体内距右侧壁一定距离加装右微穿孔板，进气管道从主管道的端盖插入到主管道的腔体内，并且进气管道的右端穿出左微穿孔板，排气管道从主管道的右侧壁插入到主管道的腔体内，并且排气管道的左端穿出右微穿孔板；位移调节装置用来调节左微穿孔板与端盖之间的空腔深度或者用来调节右微穿孔板与右侧壁之间的空腔深度。本发明相比现有技术具有以下优点：使该消声器能够在工程中适应噪声源由于工况不同而产生不同频率噪声的消声环境。

Description

一种自适应双极微穿孔板消声器

技术领域

本发明涉及消声技术，更具体涉及一种微穿孔板消声器。

背景技术

微穿孔板吸声结构基本声学单元为空腔和微穿孔，它利用微穿孔的声阻结合空腔的共振吸收声能量，不需另外添加吸声性材料，是一种绿色环保的吸声结构。

微穿孔板消声器是衬装微穿孔板结构的消声器，能在较宽的频带范围内消除气流噪声，具有耐高温、耐油污、耐腐蚀等性能，即使气流含有大量水分，也不影响工作。由于穿孔直径小、板面光滑，因此消声器阻损比一般阻性消声器要小。微孔板消声器常用于鼓风机排气、空调系统、燃气轮机排气、飞机发动机试车室排气、喷气发动机的进气道、内燃机进排气、等场合。

在工业管道消声中，微穿孔板吸声结构一般以微穿孔管的形式出现，不仅加工比较困难，而且由于其结构相对固定，在工程中由于工况不同(如风机的转速)而产生不同频率噪声的消声环境，很难适应不同频率的噪声源，针对这些问题，有必要提出一种新型结构的消声器。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供了一种能够适用于工况不同的噪声源的自适应双极微穿孔板消声器。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种自适应双极微穿孔板消声器，包括进气管道、滑动套筒、端盖、左微穿孔板、主管道、右微穿孔板、排气管道，以及位移调节装置；

所述主管道左端具有端盖，右端具有右侧壁，在主管道的腔体内距端盖一定距离加装左微穿孔板，以及在主管道的腔体内距右侧壁一定距离加装右微穿孔板，进气管道从主管道的端盖插入到主管道的腔体内，并且进气管道的右端穿出左微穿孔板，排气管道从主管道的右侧壁插入到主管道的腔体内，并且排气管道的左端穿出右微穿孔板；

位移调节装置用来调节左微穿孔板与端盖之间的空腔深度或者用来调节右微穿孔板与右侧壁之间的空腔深度。

作为优化的技术方案，所述左微穿孔板与右微穿孔板为相同厚度的金属板，金属板上均匀打上一定量的微孔。

作为优化的技术方案，微穿孔板厚度取值为0.1～1mm，穿孔率为1％～5％，微孔孔径取0.5～1mm。

作为优化的技术方案，进气管道、排气管道及主管道的轴线共线，且进气管道、排气管道截面积相等。

作为优化的技术方案，位移调节装置有两个，分别用来调节左微穿孔板与端盖之间的空腔深度以及右微穿孔板与右侧壁之间的空腔深度。

作为优化的技术方案，当位移调节装置用来调节左微穿孔板与端盖之间的空腔深度时，该位移调节装置包括电机、控制器、滑动套筒，所述滑动套筒套在进气管道上，与进气管道接触配合，滑动套筒的右端固定连接左微穿孔板，所述电机为直线步进电机，控制器控制电机，电机的输出轴方向平行于滑动套筒的轴向，电机的输出轴推动滑动套筒沿轴向前后运动，从而带动左微穿孔板的左右运动。

作为优化的技术方案，当位移调节装置用来调节右微穿孔板与右侧壁之间的空腔深度时，该位移调节装置包括电机、控制器、滑动套筒，所述滑动套筒套在排气管道上，与排气管道接触配合，滑动套筒的左端固定连接右微穿孔板，所述电机为直线步进电机，控制器控制电机，电机的输出轴方向平行于滑动套筒的轴向，电机的输出轴推动滑动套筒沿轴向前后运动，从而带动右微穿孔板的左右运动。

作为另一个优化的技术方案，当位移调节装置用来调节左微穿孔板与端盖之间的空腔深度时，该位移调节装置包括电机、控制器、滑动套筒，所述滑动套筒套在进气管道上，与进气管道接触配合，滑动套筒的右端固定连接左微穿孔板，所述电机为伺服电机，控制器控制电机，所述电机的输出轴上固定有螺杆，挡板上开设有与螺杆外螺纹配合的内螺孔，螺杆旋进所述内螺孔，电机的输出轴转动带动螺杆转动，从而带动挡板在滑动套筒的轴向方向移动，从而带动左微穿孔板的左右运动。

作为优化的技术方案，当位移调节装置用来调节右微穿孔板与右侧壁之间的空腔深度时，该位移调节装置包括电机、控制器、滑动套筒，所述滑动套筒套在排气管道上，与排气管道接触配合，滑动套筒的左端固定连接右微穿孔板，所述电机为伺服电机，控制器控制电机，所述电机的输出轴上固定有螺杆，挡板上开设有与螺杆外螺纹配合的内螺孔，螺杆旋进所述内螺孔，电机的输出轴转动带动螺杆转动，从而带动挡板在滑动套筒的轴向方向移动，从而带动右微穿孔板的左右运动。

作为另一个优化的技术方案，该消声器还包括密封圈和密封圈，密封圈用于左微穿孔板与主管道之间的密封，密封圈用于滑动套筒与端盖之间的密封。

本发明相比现有技术具有以下优点：通过控制器根据风机的转速控制电机，从而调节微穿孔板的板后空腔深度，进而调节吸声特性，使该消声器能够在工程中适应噪声源由于工况不同而产生不同频率噪声的消声环境。

附图说明

图1是本发明实施例一的自适应双极微穿孔板消声器的横截面结构图；

图2是本发明实施例的双极微穿孔板消声器的微穿孔板的结构图；

图3是图2中微穿孔板的局部放大图；

图4是不同腔深下的频率-传递损失曲线图；

图5是本发明实施例三的自适应双极微穿孔板消声器的横截面结构图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例一

请参阅图1所示，本发明实施例的自适应双极微穿孔板消声器包括进气管道1、滑动套筒2、端盖3、左微穿孔板4、主管道5、右微穿孔板6、排气管道7，以及位移调节装置。

所述主管道5左端具有端盖3，右端具有右侧壁(图未标示)，主管道5中的腔体作为消声器的扩张腔。

在主管道5的腔体内距端盖3一定距离加装左微穿孔板4，以及在主管道5的腔体内距右侧壁一定距离加装右微穿孔板6，左微穿孔板4与端盖3之间形成的空腔、左微穿孔板4与右微穿孔板6之间形成的空腔，以及右微穿孔板6与右侧壁之间形成的空腔共同构成微穿孔板吸声结构，空腔内无任何阻性填充材料。所述左微穿孔板4与右微穿孔板6为相同厚度的金属板，金属板上均匀打上一定量的微孔，微穿孔板结构如图2所示，局部放大图如图3，微穿孔板厚度根据要求一般取值为0.1～1mm，穿孔率为1％～5％，微孔孔径一般取0.5～1mm,声波在经过微穿孔板吸声结构时，通过反复的振动摩擦，使声能转化为热能，从而达到消声目的。

进气管道1从主管道5的端盖3插入到主管道5的腔体内，并且进气管道1的右端穿出左微穿孔板4，排气管道7从主管道5的右侧壁插入到主管道5的腔体内，并且排气管道7的左端穿出右微穿孔板6，进气管道1、排气管道7构成双极微穿孔板消声器的进、排气管。进气管道1、排气管道7及主管道5的轴线共线，且进气管道1、排气管道7截面积相等。进气管道1、排气管道7的插入长度直接影响消声器的通过频率，扩张腔长度(主管道5的从端盖3到右侧壁的长度)直接影响消声器的截止频率，扩张腔截面积与进、排气管截面积的比值扩张比同样会影响消声器的消声特性。

而微穿孔板板后空腔深度作为影响微穿孔板吸声结构吸声特性的重要因素之一，通过调节微穿孔板板后空腔深度，可以进一步调节消声器的消声性能。因此，本发明设置位移调节装置，位移调节装置用来调节左微穿孔板4与端盖3之间的空腔深度。该位移调节装置具体是通过移动左微穿孔板4达到调节左微穿孔板4与端盖3之间的空腔深度的目的，具体的，该位移调节装置包括电机11、控制器12、滑动套筒2，所述滑动套筒2套在进气管道1上，与进气管道1接触配合，滑动套筒2的右端固定连接左微穿孔板4，所述电机11为直线步进电机，控制器12控制电机11，电机11的输出轴方向平行于滑动套筒2的轴向，电机11的输出轴推动滑动套筒2沿轴向前后运动，从而带动左微穿孔板4的左右运动，进而调整左微穿孔板4与端盖3之间形成的空腔的深度，从而调节消声器的消声性能。控制器12可以根据预先输入的控制程序随着风机转速的变化实时控制直线步进电机11的位移，使消声器能够在不同转速下获得最佳的消声性能，实现消声器的自适应调节。

作为优化的结构，滑动套筒2的左端设置一挡板(图未标示)，电机11的输出轴推动该挡板，从而使滑动套筒2沿轴向前后运动，这样设置避免了电机11与滑动套筒2以及进气管道1在位置上的冲突。

为了更好的密封，该消声器还包括密封圈8和密封圈9，密封圈8用于左微穿孔板4与主管道5之间的密封，密封圈9用于滑动套筒2与端盖3之间的密封。

优化的，端盖3与主管道5之间通过紧固螺钉10连接，端盖3与主管道5另外连接是为了左微穿孔板4及其它零部件的安装成功实现，否则无法进行安装。

图4为分别在三种不同风机转速下，通过位移调节装置对微穿孔板与端盖之间的空腔进行调节，获得的消声器的最佳传递损失曲线图，每条曲线代表一种转速下的消声器传递损失曲线。

实施例二

该实施例与实施例一的区别在于，所述电机11为伺服电机，滑动套筒2的左端设置一挡板(图未标示)，所述电机11的输出轴上固定有螺杆，挡板上开设有与螺杆外螺纹配合的内螺孔，螺杆旋进所述内螺孔，控制器12控制电机11，电机11的输出轴转动带动螺杆转动，从而带动挡板在滑动套筒2的轴向方向移动，从而带动左微穿孔板4的左右运动，进而调整左微穿孔板4与端盖3之间形成的空腔的深度。

实施例三

请参阅图5，该实施例与实施例一的区别在于，所述主管道5的左右侧均设置有位移调节装置，则主管道5的右侧壁也设置为端盖的结构，端盖与主管道5之间可以通过紧固螺钉连接，方便其它零部件的安装，右侧的位移调节装置用来控制右微穿孔板6与右端盖之间形成的空腔的深度，从而调节消声器的消声性能。

左右侧的位移调节装置的结构可以相同，都可以采用实施例一或者实施例二中的位移调节装置的结构，左右侧的位移调节装置的结构也可以不同，如其中一个采用实施例一的位移调节装置的结构，另一个采用实施例二的位移调节装置的结构。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种自适应双极微穿孔板消声器，包括进气管道（1）、端盖（3）、主管道（5）、排气管道（7），所述主管道（5）左端具有端盖（3），右端具有右侧壁，进气管道（1）从主管道（5）的端盖（3）插入到主管道（5）的腔体内，排气管道（7）从主管道（5）的右侧壁插入到主管道（5）的腔体内，

其特征在于，还包括滑动套筒（2）、左微穿孔板（4）、右微穿孔板（6）以及位移调节装置；

在主管道（5）的腔体内距端盖（3）一定距离加装左微穿孔板（4），以及在主管道（5）的腔体内距右侧壁一定距离加装右微穿孔板（6），并且进气管道（1）的右端穿出左微穿孔板（4），并且排气管道（7）的左端穿出右微穿孔板（6）；

所述左微穿孔板（4）与右微穿孔板（6）上均匀打上一定量的微孔；

位移调节装置用来调节左微穿孔板（4）与端盖（3）之间的空腔深度或者用来调节右微穿孔板（6）与右侧壁之间的空腔深度；

当位移调节装置用来调节左微穿孔板（4）与端盖（3）之间的空腔深度时，该位移调节装置包括电机（11）、控制器（12）、滑动套筒（2），所述滑动套筒（2）套在进气管道（1）上，与进气管道（1）接触配合，滑动套筒（2）的右端固定连接左微穿孔板（4），控制器（12）控制电机（11），所述电机（11）为直线步进电机或伺服电机，当所述电机（11）为直线步进电机时，电机（11）的输出轴方向平行于滑动套筒（2）的轴向，电机（11）的输出轴推动滑动套筒（2）沿轴向前后运动，从而带动左微穿孔板（4）的左右运动，当所述电机（11）为伺服电机时，所述电机（11）的输出轴上固定有螺杆，挡板上开设有与螺杆外螺纹配合的内螺孔，螺杆旋进所述内螺孔，电机（11）的输出轴转动带动螺杆转动，从而带动挡板在滑动套筒（2）的轴向方向移动，从而带动左微穿孔板（4）的左右运动；

当位移调节装置用来调节右微穿孔板（6）与右侧壁之间的空腔深度时，该位移调节装置包括电机（11）、控制器（12）、滑动套筒（2），所述滑动套筒（2）套在排气管道（7）上，与排气管道（7）接触配合，滑动套筒（2）的左端固定连接右微穿孔板（6），控制器（12）控制电机（11），所述电机（11）为直线步进电机或伺服电机，当所述电机（11）为直线步进电机时，电机（11）的输出轴方向平行于滑动套筒（2）的轴向，电机（11）的输出轴推动滑动套筒（2）沿轴向前后运动，从而带动右微穿孔板（6）的左右运动，当所述电机（11）为伺服电机时，所述电机（11）的输出轴上固定有螺杆，挡板上开设有与螺杆外螺纹配合的内螺孔，螺杆旋进所述内螺孔，电机（11）的输出轴转动带动螺杆转动，从而带动挡板在滑动套筒（2）的轴向方向移动，从而带动右微穿孔板（6）的左右运动。

2.根据权利要求1所述的自适应双极微穿孔板消声器，其特征在于，所述左微穿孔板（4）与右微穿孔板（6）为相同厚度的金属板。

3.根据权利要求2所述的自适应双极微穿孔板消声器，其特征在于，微穿孔板厚度取值为0.1~1mm，穿孔率为1%~5%，微孔孔径取0.5~1mm。

4.根据权利要求1所述的自适应双极微穿孔板消声器，其特征在于，进气管道（1）、排气管道（7）及主管道（5）的轴线共线，且进气管道（1）、排气管道（7）截面积相等。

5.根据权利要求1所述的自适应双极微穿孔板消声器，其特征在于，位移调节装置有两个，分别用来调节左微穿孔板（4）与端盖（3）之间的空腔深度以及右微穿孔板（6）与右侧壁之间的空腔深度。

6.根据权利要求1所述的自适应双极微穿孔板消声器，其特征在于，该消声器还包括密封圈（8）和密封圈（9），密封圈（8）用于左微穿孔板（4）与主管道（5）之间的密封，密封圈（9）用于滑动套筒（2）与端盖（3）之间的密封。

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