CN108320731B - 一种自动调节磁流变阻尼的排气消音器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及排气消音设备领域，具体涉及一种自动调节磁流变阻尼的排气消音器。包括中空的筒体，沿筒体两端设有进气管和出气管；筒体包括壳体、毛毡和穿孔板；筒体内由左隔板和右隔板沿垂直筒体轴线方向将筒体分隔为第一腔体、第二腔体和第三腔体，进气管与第一腔体相通，出气管与第三腔体相通；左隔板上设有与筒体同轴的转轴，伸入到第一腔体的转轴上安装有吸音叶片，吸音叶片由压电晶片和金属基板粘接而成，伸入到第二腔体的转轴上设有阻尼单元。气流吹到吸音叶片上产生将气流的动能转变成机械能并利用压电晶片的压电效应主动吸音。优势与特色：利用吸音叶片将气流的动能转变成机械能，吸声能力强，吸收频带宽；对阻尼单元利用吸音叶片的压电效应自供电，无需外电源，降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及排气消音设备领域，具体涉及一种自动调节磁流变阻尼的排气消音器。
背景技术
排气消声器是阻止声音传播而允许气流通过的一种器件，是消除空气动力性噪声的重要措施。排气消声器是安装在空气动力设备(如鼓风机、空压机、锅炉排气口、发电机、水泵等排气口噪音较大的设备)的排气系统中的降低噪声的装置。排气消声器的种类很多，根据抗、喷、阻复合消声原理所研制，主要有小孔喷注和扩容吸声。
现有技术中，排气消声器的排气消音效果不够理想，原因在于：1.基于小孔喷注的消音方法由于每一个孔都有自己的固有频率，只有在网孔固有频率附近的某些频率的声波才能通过网孔，故吸声系数低，吸收频带窄，且不易控制；2.基于阻抗匹配的吸音方法对低频的效果好而高频效果差。
发明内容
针对现有排气消音器消音方面所存在的问题，本发明提出一种自动调节磁流变阻尼的排气消音器，本发明采用的实施方案是：包括中空的筒体，沿筒体一端偏离轴线的位置设有进气管，沿筒体另一端轴线的位置设有左端为圆锥形的出气管；筒体包括壳体、毛毡和穿孔板，穿孔板上开有若干气孔；筒体内由左隔板和右隔板沿垂直筒体轴线方向将筒体分隔为第一腔体、第二腔体和第三腔体，进气管与第一腔体相通，出气管与第三腔体相通；左隔板和右隔板上均布地开有左流通孔和右流通孔；左隔板上设有与筒体同轴的转轴，伸入到第一腔体的转轴的轴台端面通过螺钉均布地安装有吸音叶片，伸入到第二腔体的转轴上设有阻尼单元；吸音叶片由压电晶片和金属基板粘接而成；阻尼单元包括与筒体同轴的圆筒、固设在圆筒内的线圈、圆筒内并列设置在左隔板和右隔板之间的左极和右极、设在左极和右极之间的隔磁橡胶圈；左隔板、圆筒、右隔板固定为一体，左极和右极组成一个圆柱形，内部形成一空腔；转子设置在空腔内并通过键套设在转轴上，转子的圆弧面上开有外齿，外齿为梯形齿，左极和右极内壁上均设有与外齿相配合的左内齿和右内齿，外齿与左内齿和右内齿间留有间隙；左极、右极与转子之间的间隙充满磁流变液，由左右两个密封圈进行密封，转轴与左极和右极之间均设有轴承。
本发明中，为提高吸音叶片的吸音降噪能力，吸音叶片套设在转轴的细轴上，并与轴台端面通过螺钉连接，且与轴向成一定的倾斜角β(类似电风扇叶片倾斜角)，吸音叶片倾斜角为β＝110°，吸音叶片为弯曲的彩虹型结构，压电晶片的曲率半径小于金属基板的曲率半径，压电晶片厚度为0.15～0.3mm的PZT4，金属基板为铍青铜，金属基板与压电晶片的厚度之比为1～2.5，此时吸音叶片的吸音降噪能力较强。
气流通过进气管进入第一腔体后，气流吹到吸音叶片时产生气动力驱动转轴转动，转轴转动带动转子同步转动，将气流的动能转变成机械能，使气流中各种频带噪声的声功率大大降低，噪声大为削弱；当线圈中没有电流时，磁流变液为Newton流体，转子与磁流变液间的阻力很小，当线圈中有电流即有磁场时，磁流变液则呈现出高粘度、低流动性的Bingham体特性，转子与磁流变液间的阻尼力变大，而且阻尼力的大小受电流大小控制。
气流吹到吸音叶片的同时，声波的振动引起压电晶片的压电效应，压电晶片受力产生电荷，将电荷通过存储电路存储，然后施加到阻尼单元的线圈上；由压电晶片的正压电效应可知，压电晶片在压力作用下产生的电荷量与压力大小成正比。因此，施加到阻尼单元的线圈上的电流大小受压电晶片产生的电荷值控制，当气流噪声振动力大的时候，压电晶片产生的电荷量就大，因此施加到阻尼单元中线圈上的电流就大。线圈中电流的改变可引起磁场大小的改变，磁场的改变使得磁流变液的力学性能发生改变，从而使得阻尼单元转子阻尼力也得到改变，从而实现对噪声的智能控制。
气流中噪声通过吸音叶片将气流的动能转变成机械能，降低一部分噪声，同时利用压电效应主动吸收低频声波，然后依靠穿孔板与毛毡共同作用被动吸收中高频声波，有效地吸收各种频带的噪声。
优势与特色：1)利用吸音叶片将气流的动能转变成机械能，降低各种频带的声功率，吸收频带宽；2)对阻尼单元利用吸音叶片的压电效应自供电，无需外电源，降低成本。
附图说明
图1为本发明一个较佳实施例中一种自动调节磁流变阻尼的排气消音器的结构示意图；
图2为本发明一个较佳实施例中吸音叶片与转轴装配结构示意图；
具体实施方式
一种自动调节磁流变阻尼的排气消音器，包括中空的筒体V，沿筒体V一端偏离轴线的位置设有进气管a，沿筒体V另一端轴线的位置设有左端为圆锥形p1的出气管p；筒体V包括壳体b、毛毡c和穿孔板d，穿孔板d上开有若干气孔d1；筒体V内由左隔板g和右隔板m沿垂直筒体V轴线方向将筒体V分隔为第一腔体A、第二腔体B和第三腔体C，进气管a与第一腔体A相通，出气管p与第三腔体C相通；左隔板g和右隔板m上均布地开有左流通孔g1和右流通孔m1；左隔板g上设有与筒体V同轴的转轴t，伸入到第一腔体A的转轴t的轴台t2端面通过螺钉均布地安装有吸音叶片E，伸入到第二腔体B的转轴t上设有阻尼单元Y；吸音叶片E由压电晶片e1和金属基板e2粘接而成；阻尼单元Y包括与筒体V同轴的圆筒j、固设在圆筒j内的线圈k、圆筒j内并列设置在左隔板g和右隔板m之间的左极f和右极n、设在左极f和右极n之间的隔磁橡胶圈i、磁流变液h；左隔板g、圆筒j、右隔板m固定为一体，左极f和右极n组成一个圆柱形，内部形成一空腔；转子s设置在空腔内并通过键u套设在转轴t上，转子s的圆弧面上开有外齿s1，外齿s1为梯形齿，左极f和右极n内壁上均设有与外齿s1相配合的左内齿f1和右内齿n1，外齿s1与左内齿f1和右内齿n1间留有间隙；左极f、右极n与转子s之间的间隙充满磁流变液h，由左右两个密封圈q进行密封，转轴t与左极f和右极n之间均设有轴承r。
本发明中，为提高吸音叶片的吸音降噪能力，吸音叶片E套设在转轴t的细轴t1上，并与轴台t2端面通过螺钉连接，且与轴向成一定的倾斜角β(类似电风扇叶片倾斜角)，吸音叶片E倾斜角为β＝110°，吸音叶片E为弯曲的彩虹型结构，压电晶片e1的曲率半径小于金属基板e2的曲率半径，压电晶片e1厚度为0.15～0.3mm的PZT4，金属基板e2为铍青铜，金属基板e2与压电晶片e1的厚度之比为1～2.5，此时吸音叶片E的吸音降噪能力较强。
气流通过进气管a进入第一腔体A后，气流吹到吸音叶片E时产生气动力驱动转轴t转动，转轴t转动带动转子s同步转动，当线圈k中没有电流时，磁流变液h为Newton流体，转子s与磁流变液h间的阻力很小，当线圈k中有电流即有磁场时，磁流变液h则呈现出高粘度、低流动性的Bingham体特性，转子s与磁流变液h间的阻尼力变大，而且阻尼力的大小受电流大小控制。
气流吹到吸音叶片E的同时，声波的振动引起压电晶片e1的压电效应，压电晶片e1受力产生电荷，将电荷通过存储电路存储，然后施加到阻尼单元Y的线圈k上；由压电晶片e1的正压电效应可知，压电晶片e1在压力作用下产生的电荷量与压力大小成正比。因此，施加到阻尼单元Y的线圈k上的电流大小受压电晶片e1产生的电荷值控制，当气流噪声振动力大的时候，压电晶片e1产生的电荷量就大，因此施加到阻尼单元Y中线圈k上的电流就大。线圈k中电流的改变可引起磁场大小的改变，磁场的改变使得磁流变液h的力学性能发生改变，从而使得阻尼单元Y转子s阻尼力也得到改变，从而实现对外界噪声的智能控制。
消音器中的气流一般流速快，气流噪声高，通过吸音叶片E将气流的动能转变成机械能后噪声中各种频带的声功率已降低，故噪声大为削弱，同时通过压电晶片e1的压电效应，将声能转化为电能可主动吸收低频声波，然后依靠穿孔板d与毛毡c共同作用被动吸收中高频声波，有效地吸收剩余噪声。
Claims (1)
1.一种自动调节磁流变阻尼的排气消音器，包括中空的筒体，筒体包括壳体、毛毡和穿孔板，穿孔板上开有若干气孔，其特征在于：沿筒体一端偏离轴线的位置设有进气管，沿筒体另一端轴线的位置设有左端为圆锥形的出气管；筒体内由左隔板和右隔板沿垂直筒体轴线方向将筒体分隔为第一腔体、第二腔体和第三腔体，进气管与第一腔体相通，出气管与第三腔体相通；左隔板和右隔板上均布地开有左流通孔和右流通孔；左隔板上设有与筒体同轴的转轴，伸入到第一腔体的转轴的轴台端面通过螺钉均布地安装有吸音叶片，伸入到第二腔体的转轴上设有阻尼单元；吸音叶片由压电晶片和金属基板粘接而成；阻尼单元包括与筒体同轴的圆筒、固设在圆筒内的线圈、圆筒内并列设置在左隔板和右隔板之间的左极和右极、设在左极和右极之间的隔磁橡胶圈；左隔板、圆筒、右隔板固定为一体，左极和右极组成一个圆柱形，内部形成一空腔；转子设置在空腔内并通过键套设在转轴上，转子的圆弧面上开有外齿，外齿为梯形齿，左极和右极内壁上均设有与外齿相配合的左内齿和右内齿，外齿与左内齿和右内齿间留有间隙；左极、右极与转子之间的间隙充满磁流变液，由左右两个密封圈进行密封，转轴与左极和右极之间均设有轴承；吸音叶片套设在转轴的细轴上，并与轴台端面通过螺钉连接，且与轴向成一定的倾斜角β，吸音叶片倾斜角为β＝110°，吸音叶片为弯曲的彩虹型结构，压电晶片的曲率半径小于金属基板的曲率半径，压电晶片厚度为0.15～0.3mm的PZT4，金属基板为铍青铜，金属基板与压电晶片的厚度之比为1～2.5。
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Citations (6)
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|---|---|---|---|---|
| CN87205551U (zh) * | 1987-03-24 | 1988-01-27 | 昆明大滇实业公司金属推拉窗门厂 | 多效应全频弹簧推拉复合消声器 |
| CN201502423U (zh) * | 2009-09-16 | 2010-06-09 | 李福瑞 | 一种车辆用低阻火花熄灭消声器 |
| CN202326834U (zh) * | 2011-11-03 | 2012-07-11 | 浙江师范大学 | 一种新型制动器 |
| CN202789016U (zh) * | 2012-07-13 | 2013-03-13 | 成都进界科技有限公司 | 发动机排气消音器 |
| CN103603709A (zh) * | 2013-12-02 | 2014-02-26 | 天津豪记科技有限公司 | 一种消声器 |
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|---|---|---|---|---|
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-
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN87205551U (zh) * | 1987-03-24 | 1988-01-27 | 昆明大滇实业公司金属推拉窗门厂 | 多效应全频弹簧推拉复合消声器 |
| CN201502423U (zh) * | 2009-09-16 | 2010-06-09 | 李福瑞 | 一种车辆用低阻火花熄灭消声器 |
| CN202326834U (zh) * | 2011-11-03 | 2012-07-11 | 浙江师范大学 | 一种新型制动器 |
| CN202789016U (zh) * | 2012-07-13 | 2013-03-13 | 成都进界科技有限公司 | 发动机排气消音器 |
| CN103603709A (zh) * | 2013-12-02 | 2014-02-26 | 天津豪记科技有限公司 | 一种消声器 |
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