CN107945781A - 一种消声器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种消声器，所述的消声器由入口(1)、外壳(2)、扩张段(3)、消声段(4)、消声管束(5)、出口(6)组成，适用于降低高速气流排放噪声。

Description

一种消声器

技术领域

本发明涉及一种消声器，尤其是涉及一种排气放空消声器，适用于高速气流排放的空气动力噪声控制。

背景技术

排气放空噪声一般由高速气流的不稳定性所产生的，在化工、石油、电力、冶金等行业，高温、高压、高流速气流的排放噪声是重要噪声源，其排放的噪声具有强度大、频谱宽且噪声影响范围大的特点。

排气放空消音器的主要类型有小孔喷注消声器、多孔扩散消声器、节流减压消声器、喷雾消声器、引射掺冷消声器等。

小孔喷注消声器是一种直径同原排气口相同而未端封闭的消声器，其管壁上开有很多的排气小孔，小孔直径越小，降低排气噪声的效果也越好。小孔喷注消声器以许多小喷口代替大截面喷口，适用于流速极高的放空排气噪声。设计小孔喷注消音器时，小孔间距应足够大，以保证各小孔的喷注是相互独立的。否则，气流经过小孔形成小孔喷注后，还会汇合成大的喷注辐射噪声，从而使消声器性能下降。为此，一般小孔的孔心距取5～10位的孔径(喷注前驻压越高，孔心距就需要越大)。为保证安装消声器后不影响原设备的排气，一般要求小孔的总面积比排气口的截面积大。因此，当来流流量较大时，需要开孔的管壁面积较大，消声器规模和成本较高。

多孔扩散消声器是根据气流通过多孔装置扩散后，速度及驻点压力都会降低的原理设计制作的一种消声器。通常使用多孔陶瓷、烧结金属、多层金属网制成多孔扩散消声器，这些材料本身有大量的细小孔隙，当气流通过这些材料制成的消声器时，气体压力降低，流速减小，相应地减弱了辐射噪声的强度。同时，这些材料往往还具有阻性材料的吸声作用，自身也可以吸收一部分声能。但是多孔扩散消声器有一定的阻力，不适合用于要求压力损失小的情况下。

节流减压消声器根据节流降压原理，当高压气流通过具有一定流通面积的节流孔板时，压力得到降低。通过多级节流孔板串联，就可以把原来高压直接排空的一次大的突变压降分散为多次小的渐变压降。排气噪声功率与压力降的高次方成正比，所以把压力突变排空改为压力渐变排空，便可取得消声效果。这种消声器的缺点是压力损失较大。

喷雾消声器是向高温气流中均匀地喷淋水雾来达到降低噪声的目的。其消声机理是一方面喷淋水雾后改变了介质密度及速度，导致了声阻抗的改变，使得声波发生反射现象；另一方面，气、液两相介质混后时，他们之间的作用可以消耗一部分声能。这种消声器需要配置喷水系统，需要大的喷水量才能获得较大的消声量。

引射掺冷消声器利用引射掺冷空气的方法，可以有效提高消声器结构的吸声系数。这种消声方法消声量有限，当需要较大消声量时，需要与其他消声方法结合使用。

综上所述，现有各类排气放空消音器分别存在成本高、阻力大、消声量低、需要配备处围系统等不足。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有消声技术的不足，提供一种新的消声器，尤其是适用于高速气流排放的低流阻排气放空消声器。

为解决上述问题，本发明是通过以下方案实现的：消声器由入口、外壳、扩张段、消声段、消声管束、出口组成。来流从入口进入消声器；外壳用于防止噪声传至消声器外；扩张段沿气流方向面积逐渐增加，以降低气流速度，有利于降低排气喷注噪声，并保持较低流阻；消声段内消声管束由多个消声管排列固定组成，气流经过消声管内及消声管之间空隙从出口排入大气，为控制消声器流阻，应保证消声管内及消声管之间的空隙截面积之和大于入口截面积。其消声原理是气流喷注噪声峰值频率与喷口直径成反比，即喷口辐射的噪声频率将随着喷口直径的变小而从升高，如果孔径小到一定程度，喷注噪声频率将超出人耳敏感的频率范围，通过将一个大口径来流通过多个小口径排放，在保持相同排气量的情况下，达到降低可听声的目的。

由于采用了上述方案，本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)本消声器设有扩张段，消声管排列方向与气流方向一致，消声管内及消声管之间的空隙截面积之和大于入口截面积，因此其流阻较小，适用于对流阻要求严格的场合；

(2)本消声器结构紧凑，满足相同流量排气及降噪条件下，规模与成本较低；

(3)本消声器不需要配套外围系统，使用、维护简便。

附图说明

图1是本发明消声器的主视图(剖视图)；

图2是图1所示本发明消声器的侧视图；

图3是图2中I处局部放大图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

由附图1、附图2、附图3给出，本发明由入口1、外壳2、扩张段3、消声段4、消声管束5和出口6组成。

来流从入口1进入消声器，入口1与排气设备出口通过法兰或以焊接形式连接，保持密封，防止噪声传出。

外壳2用于防止噪声传至消声器外，为保证其隔声效果，需要有一定的厚度。其厚度越大，隔声效果越好，但成本相应会增加，一般可选8～20mm。

扩张段3沿气流方向面积逐渐增加，以降低气流速度，有利于降低排气喷注噪声，并保持较低流阻。其扩张角一般在20～60°之间，选用较小角度可使流阻较低，但设备长度增加，成本相应增加；选用较大角度可使设备长度较短，成本相应较低，但流阻会有所提高。

消声段4内消声管束5由多个消声管排列固定组成，气流经过消声管内及消声管之间空隙从出口排入大气。每个消声管通径1至5mm，壁厚0.5到2mm，长度大于管径的10倍。为控制消声器流阻，应保证消声管内及消声管之间的空隙截面积之和大于入口截面积。为防止产生气流再生噪声，应使消声管内及消声管之间的空隙截面积之和足够大，以将气流速度控制在20m/s以下。为增加消声效果，消声器的消声段4可设置两段或两段以上消声管束5。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (2)

1.一种消声器，其特征在于，所述的消声器由入口(1)、外壳(2)、扩张段(3)、消声段(4)、消声管束(5)、出口(6)组成，其中消声管束(5)由多个消声管排列固定组成，每个消声管通径1至5mm，壁厚0.5到2mm，长度大于管径的10倍。

2.根据权利要求1所述的消声器，其特征在于，所述的消声器的消声段(4)包括两段或两段以上消声管束(5)。