CN107917302A - 一种宽频高效微穿孔管消声器 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种宽频高效微穿孔管消声器，包括微穿孔管、外筒体、前隔板、后隔板、前套管和后套管，微穿孔管和外筒体内外同轴套设，其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，其外缘与外筒体内壁相连，形成前空腔、中空腔和后空腔，前、后套管均套设于微穿孔管上，前套管前后两端分别与前端盖和前隔板的端面相连，将前空腔分隔成前上空腔和前下空腔，后套管前后两端分别与后隔板和后端盖的端面相连，将后空腔分隔成后上空腔和后下空腔，微穿孔管、前套管和后套管的管壁上均布直通微孔，中心线与微穿孔管的中心轴线相垂直。本发明可实现在整个频谱范围内包括低、中、高频段均有较好的消声效果。

Description

一种宽频高效微穿孔管消声器

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，尤其涉及一种宽频高效微穿孔管消声器。

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，且当对低频段进行消声时所需空间较大。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，串联多腔可使消声频带向低频方向扩展而高频消声不受影响，并在整个频带范围内增大消声量，并联多腔则可拓宽消声频带范围，显著增大消声量。因此通过采用串联和并联混合结构可以大大改善传统微穿孔管消声器的消声性能，使其在非常宽的频率范围内均可获得良好的消声效果。

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，提供一种宽频高效微穿孔管消声器，利用较小体积在整个频谱范围内包括低、中、高频段都达到较好消声效果。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种宽频高效微穿孔管消声器，其特征在于，包括微穿孔管、外筒体、前隔板、后隔板、前套管和后套管，所述微穿孔管和外筒体内外同轴套设，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，所述前、后套管均套设于微穿孔管上，前套管前后两端分别与前端盖和前隔板的端面相连，将所述前空腔分隔成前上空腔和前下空腔，后套管前后两端分别与后隔板和后端盖的端面相连，将所述后空腔分隔成后上空腔和后下空腔，微穿孔管、前套管和后套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。

按上述方案，所述前上空腔的高度与前下空腔的高度不同，所述后上空腔的高度与后下空腔的高度不同。

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，所述前管体和前套管上的直通微孔的孔径和穿孔率相同，所述后管体和后套管上的直通微孔的孔径和穿孔率相同。

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、前套管和后套管均由金属材质制成。

按上述方案，所述微穿孔管、前套管和后套管的壁厚相同。

本发明的有益效果是：提供一种宽频高效微穿孔管消声器，消声频带较宽、消声量较大，可实现在整个频谱范围内包括低、中、高频段均有较好的消声效果；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，使用寿命长，空间体积小，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为图1的A—A向示意图。

图3为图1的B—B向示意图。

图4为图1的C—C向示意图。

图5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-前套管，6-后套管，7-前端盖，8-后端盖，9-前上空腔，10-前下空腔，11-中空腔，12-后上空腔，13-后下空腔。

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4所示，一种宽频高效微穿孔管消声器，包括微穿孔管1、外筒体2、前隔板3、后隔板4、前套管5和后套管6，微穿孔管和外筒体内外同轴套设，微穿孔管的进气端和排气端分别通过前端盖7和后端盖8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11和后空腔，前、后套管均套设于微穿孔管上，前套管前后两端分别与前端盖和前隔板的端面相连，将前空腔分隔成前上空腔9和前下空腔10，后套管前后两端分别与后隔板和后端盖的端面相连，将后空腔分隔成后上空腔12和后下空腔13，微穿孔管、前套管和后套管的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。

前上空腔的高度与前下空腔的高度不同，后上空腔的高度与后下空腔的高度不同。

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。前管体和前套管上的直通微孔的孔径和穿孔率相同，后管体和后套管上的直通微孔的孔径和穿孔率相同。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、前套管和后套管均由金属材质制成。微穿孔管、前套管和后套管的壁厚相同。

本消声器主体采用微穿孔管串并联混合结构，并联的前管体、中管体和后管体针对的消声频段不同，通过对这三部分的孔径和穿孔率，以及对两组串联的前管体和前套管、后管体和后套管的空腔厚度的合理匹配，实现对整个频段噪声的消除。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。

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；空腔深度对消声频率影响最大，当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。因此在串并联混合结构微穿孔管消声器中，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

外筒体用1.2mm冷板制成，微穿孔管和前、后套管用0.7mm金属制成。前管体、中管体和后管体的轴向长度均为60mm。前管体和前套管的直通微孔的孔径为0.5mm，穿孔率1.42％，孔成方形排列，孔与孔之间的圆心距3.7mm，前下空腔高度位18mm，前上空腔高度为12mm。中管体的直通微孔的孔径为0.7mm，穿孔率0.79％，孔成方形排列，孔与孔之间的圆心距7mm，空腔高度位30.7mm。后管体和后套管的直通微孔的孔径为0.4mm，穿孔率3.46％，孔成方形排列，孔与孔之间的圆心距1.9mm，后下空腔的高度为10mm，后上空腔的高度为20mm。该实施例在整个频谱范围内都有很好的消声效果，其消声特性如图5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 (7)

1.一种宽频高效微穿孔管消声器，其特征在于，包括微穿孔管、外筒体、前隔板、后隔板、前套管和后套管，所述微穿孔管和外筒体内外同轴套设，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，所述前、后套管均套设于微穿孔管上，前套管前后两端分别与前端盖和前隔板的端面相连，将所述前空腔分隔成前上空腔和前下空腔，后套管前后两端分别与后隔板和后端盖的端面相连，将所述后空腔分隔成后上空腔和后下空腔，微穿孔管、前套管和后套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。

2.根据权利要求1所述的一种宽频高效微穿孔管消声器，其特征在于，所述前上空腔的高度与前下空腔的高度不同，所述后上空腔的高度与后下空腔的高度不同。

3.根据权利要求2所述的一种宽频高效微穿孔管消声器，其特征在于，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。

4.根据权利要求3所述的一种宽频高效微穿孔管消声器，其特征在于，所述前管体和前套管上的直通微孔的孔径和穿孔率相同，所述后管体和后套管上的直通微孔的孔径和穿孔率相同。

5.根据权利要求4所述的一种宽频高效微穿孔管消声器，其特征在于，所述直通微孔的孔径小于1mm，穿孔率小于5％。

6.根据权利要求1所述的一种宽频高效微穿孔管消声器，其特征在于，所述微穿孔管、外筒体、前隔板、后隔板、前套管和后套管均由金属材质制成。

7.根据权利要求1所述的一种宽频高效微穿孔管消声器，其特征在于，所述微穿孔管、前套管和后套管的壁厚相同。