CN107816595B - 一种并联不等深度子背腔微穿孔管消声器 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种并联不等深度子背腔微穿孔管消声器，包括微穿孔管、外筒体、前隔板、后隔板和套筒，微穿孔管和外筒体内外同轴套设，其管壁上均布直通微孔，直通微孔的中心线与微穿孔管的中心轴线相垂直，微穿孔管的进气端和排气端分别通过前端盖和后端盖与外筒体两端密封连接，前、后隔板间隔套设于微穿孔管上，前、后隔板的外缘与外筒体内壁相连，形成前空腔、中空腔和后空腔，套筒套设于微穿孔管上，套筒前后两端分别与前、后隔板的端面相连，将中空腔分隔成上空腔和下空腔。本发明可实现在整个频谱范围内尤其是在中高频段均有较好的消声效果。

Description

一种并联不等深度子背腔微穿孔管消声器
技术领域
本发明属于空气动力设备的气流通道或进、排气系统中的微穿孔管消声器的技术领域，尤其涉及一种并联不等深度子背腔微穿孔管消声器。
背景技术
微穿孔板吸声结构在上世纪七十年代由马大猷院士提出，由于孔径小于1mm，因此在不加多孔性吸声材料的情况下就可获得良好的吸声效果。后来扩展到微穿孔管消声器的工程应用中。微穿孔管消声器具有耐高温、耐油污、耐腐蚀、结构简单、加工简便等优点，同时可用于高速气流、潮湿的恶劣环境中，因此在建筑和工业消声中得到了广泛应用。但是在工业的管道消声中，传统的微穿孔管消声器，仅仅对某个频段的噪声有较好的消声效果，而对于其他频段消声效果较差。因此，很有必要对传统的微穿孔管消声器进行改进。
对于微穿孔管消声器，并联不等深度背腔一方面在拓宽消声频带范围上具有很大的潜力，另一方面也可显著增大消声器的消声量。同时与串联背腔相比，并联背腔可有效节省空间。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种并联不等深度子背腔微穿孔管消声器，可以大大改善传统微穿孔管消声器的消声性能，使其在非常宽的不同频段的范围内均可获得良好的消声效果。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种并联不等深度子背腔微穿孔管消声器，其特征在于，包括微穿孔管、外筒体、前隔板、后隔板和套筒，所述微穿孔管和外筒体内外同轴套设，微穿孔管的管壁上均布直通微孔，所述直通微孔的中心线与微穿孔管的中心轴线相垂直，微穿孔管的进气端和排气端分别通过前端盖和后端盖与外筒体两端密封连接，所述前、后隔板间隔套设于微穿孔管上，前、后隔板的外缘与外筒体内壁相连，形成前空腔、中空腔和后空腔，所述套筒套设于微穿孔管上，套筒前后两端分别与前、后隔板的端面相连，将所述中空腔分隔成上空腔和下空腔。
按上述方案，所述前隔板位于所述外筒体及套筒之间的部分沿周向设有数个连通孔，所述前空腔与所述上空腔通过所述连通孔相贯通。
按上述方案，所述微穿孔管通过所述前、后隔板分为前管体、中管体和后管体，所述前、中、后管体上的直通微孔的孔径和穿孔率均不相同。
按上述方案，所述直通微孔的孔径小于1mm，穿孔率小于5％。
按上述方案，所述微穿孔管、外筒体、前隔板、后隔板和套筒均由金属材质制成。
本发明的有益效果是：提供一种并联不等深度子背腔微穿孔管消声器，消声频带较宽、消声量较大，可实现在整个频谱范围内尤其是在中高频段均有较好的消声效果；对某穿孔段要求较大的空腔深度时，在保证空腔体积不变的情况下进行合理等效，大大减小了消声器的径向尺寸；进气端和排气端直接相通，气流无任何转弯与缓冲，最大程度的减小了气流经过消声器时的流动阻力；消声器结构简单，加工简便，耐高温，耐腐蚀，耐气流冲击，使用寿命长，应用领域广阔。
附图说明
图1为本发明一个实施例的结构示意图。
图2为本发明一个实施例的前隔板的结构示意图。
图3为图1的A—A向示意图。
图4为图1的B—B向示意图。
图5为图1的C—C向示意图。
图6为本发明一个实施例的消声效果图。
其中：1-微穿孔管，2-外筒体，3-前隔板，4-后隔板，5-套筒，6-前端盖，7-后端盖，8-前空腔，9-后空腔，10-上空腔，11-下空腔，12-连通孔。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明进一步的描述。
如图1、图3、图4和图5所示，一种并联不等深度子背腔微穿孔管消声器，包括微穿孔管1、外筒体2、前隔板3、后隔板4和套筒5，微穿孔管和外筒体内外同轴套设，其管壁上均布直通微孔，直通微孔的中心线与微穿孔管的中心轴线相垂直，微穿孔管的进气端和排气端分别通过前端盖6和后端盖7与外筒体两端密封连接，前、后隔板间隔套设于微穿孔管上，前、后隔板的外缘与外筒体内壁相连，形成前空腔8、中空腔和后空腔9，套筒套设于微穿孔管上，套筒前后两端分别与前、后隔板的端面相连，将中空腔分隔成上空腔10和下空腔11。
如图2所示，前隔板位于外筒体及套筒之间的部分沿周向设有数个连通孔12，前空腔与上空腔通过连通孔相贯通。
微穿孔管通过前、后隔板分为前管体、中管体和后管体，前、中、后管体上的直通微孔的孔径和穿孔率均不相同；直通微孔的孔径小于1mm，穿孔率小于5％。
微穿孔管、外筒体、前隔板、后隔板和套筒均由金属材质制成。
本消声器主体采用微穿孔管并联不等深度子背腔结构，套筒将微穿孔管与外筒体之间的中空腔分成了上空腔和下空腔两部分，其中上空腔通过前隔板上的连通孔与前空腔贯通，从而使前空腔和上空腔组成的连通空腔、下空腔和后空腔的等效深度不等。并联的三段前管体、中管体和后管体针对的消声频段不同，通过对这三部分的直通微孔的孔径、穿孔率以及管后空腔深度的合理匹配，实现对不同频段噪声的消除。气流从进气端流入，流经消声器时，管壁上的直通微孔的孔径和穿孔率较小，表面相对光滑，主要气体沿管轴线方向流动，因此压力损失小。声波通过直通微孔时，空气和直通微孔的摩擦作用使声能转化为热能，从而实现消声的目的。
对本消声器进行微穿孔结构参数设计时，微穿孔管的前管体对应低中频段，中管体和后管体对应中高频段。通过优化计算发现，对于微穿孔管结构，直通微孔的孔径大小主要影响消声频率带宽；当直通微孔的孔径和空腔深度一定时，穿孔率增大消声频率会往高频移动，但穿孔率过大消声频率则会往低频移动；管后空腔深度对消声频率影响最大，当直通微孔孔径和穿孔率一定时，空腔深度增大，消声频率会往低频移动。因此在并联三段不等深度子背腔微穿孔管消声器中，合理的设计各段微穿孔管的孔径、穿孔率以及空腔深度，使各部分针对的消声频段不同，从而可以达到较宽消声频带、较大消声量的目标效果。
实施例一
微穿孔管的壁厚为0.7mm，前管体、中管体和后管体的轴向长度均为70mm。前管体上的直通微孔的孔径为0.7mm，穿孔率1.6％，孔成方形排列，孔与孔之间的圆心距4.9mm，前空腔的深度为18mm，上空腔的深度为8mm，连通孔的孔径为5mm。中管体上的直通微孔的孔径为0.5mm，穿孔率0.97％，孔成方形排列，孔与孔之间的圆心距4.5mm，下空腔的深度为9mm。后管体上的直通微孔的孔径为0.7mm，穿孔率2％，孔成方形排列，孔与孔之间的圆心距4.4mm，后空腔的深度为18mm。该实施例在整个频谱范围内尤其是在中高频段都有很好的消声效果，其消声特性如图6所示。
以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所做的等效变化，仍属本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种并联不等深度子背腔微穿孔管消声器，其特征在于，包括微穿孔管、外筒体、前隔板、后隔板和套筒，所述微穿孔管和外筒体内外同轴套设，微穿孔管的管壁上均布直通微孔，所述直通微孔的中心线与微穿孔管的中心轴线相垂直，微穿孔管的进气端和排气端分别通过前端盖和后端盖与外筒体两端密封连接，前、后隔板间隔套设于微穿孔管上，前、后隔板的外缘与外筒体内壁相连，形成前空腔、中空腔和后空腔，所述套筒套设于微穿孔管上，套筒前后两端分别与前、后隔板的端面相连，将所述中空腔分隔成上空腔和下空腔；所述前隔板位于所述外筒体及套筒之间的部分沿周向设有数个连通孔，所述前空腔与所述上空腔通过所述连通孔相贯通；
所述微穿孔管通过所述前、后隔板分为前管体、中管体和后管体，前、中、后管体上的直通微孔的孔径和穿孔率均不相同；
所述直通微孔的孔径小于1mm，穿孔率小于5%；
所述微穿孔管、外筒体、前隔板、后隔板和套筒均由金属材质制成。
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