CN108550362A - 一种用于高声强行波管试验的排气消声通道 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于高声强行波管试验的排气消声通道,包括中空的反射抑制腔(1)、阻性消声段(2)和抗性消声段(3),其中:所述阻性消声段(2)的左右两端分别通过法兰(5)与所述反射抑制腔(1)和抗性消声段(3)密封连接;所述反射抑制腔(1)的内壁分布有多个吸声尖劈(11)。本发明公开的一种用于高声强行波管试验的排气消声通道,其可以有效地降低行波管在高声强行波管试验过程中所产生的高强噪声,减少对外部周边环境造成的噪声污染,维护人们的身体健康,有利于广泛地在推广应用,具有重大的生产实践意义。
Description
技术领域
本发明涉及高声强噪声试验技术领域,特别是涉及一种用于高声强行波管试验的排气消声通道。
背景技术
近年来,高声强噪声试验是动力学环境试验中发展较快的一个分支,它的发展与航空航天事业的发展紧密相连。由于在飞行器的发射和上升段,喷气噪声和气动噪声所引起的结构振动是飞行器上最严重的振动环境,其中,体积大、刚度小的飞行器,对声环境的激励尤为敏感,目前,高声强噪声试验被认为是模拟这种振动环境的最好的地面模拟试验方法。
对于航天运载器及人造卫星等飞行器,其在发射前都要在高声强噪声环境中进行声学测试,目的是模拟预测到的带有适当安全余量的最大声载荷环境,并验证它在承受高强度噪声的飞行环境下的可靠性。
目前,高声强行波管试验系统作为一种主要的高声强噪声试验系统,其利用气动声源在行波管内产生160dB~170dB(分贝)声压级的行波声场,然后对材料或部件(如飞行器部件)施加声载荷,从而进行高声强噪声试验。但是,对于高声强行波管试验系统,其在运行过程中,其具有的行波管容易产生高强噪声,从而对外部周边环境造成严重的噪声污染,影响人们的身体健康。
因此,目前迫切需要开发出一种技术,其可以有效地降低行波管在高声强行波管试验过程中所产生的高强噪声,减少对外部周边环境造成的噪声污染,维护人们的身体健康。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是提供一种用于高声强行波管试验系统的排气消声通道,其可以有效地降低行波管在高声强行波管试验过程中所产生的高强噪声,减少对外部周边环境造成的噪声污染,维护人们的身体健康,有利于广泛地在推广应用,具有重大的生产实践意义。
为此,本发明提供了一种用于高声强行波管试验的排气消声通道,包括中空的反射抑制腔、阻性消声段和抗性消声段,其中:
所述阻性消声段的左右两端分别通过法兰与所述反射抑制腔和抗性消声段密封连接;
所述反射抑制腔的内壁分布有多个吸声尖劈。
其中,所述法兰为带密封垫的法兰。
其中,所述反射抑制腔的左端与高声强行波管试验系统中行波管的末端相对应连通。
其中,所述反射抑制腔的左端具有进气口;
所述阻性消声段与所述反射抑制腔之间的法兰的对接口,与所述反射抑制腔的左端的进气口完全错开。
其中,所述反射抑制腔内壁与所述进气口对应的位置,以及在与所述阻性消声段所述反射抑制腔之间的法兰的对接口相对应的位置上,分布有多个所述吸声尖劈。
其中,所述吸声尖劈是截止频率为50Hz的吸声尖劈。
其中,所述阻性消声段包括第一消声弯头与第二消声弯头,所述第一消声弯头与第二消声弯头通过一个所述法兰相连通;
所述第一消声弯头的左端与所述反射抑制腔的右端通过一个所述法兰相连通,所述第二消声弯头的右端与所述抗性消声段通过一个所述法兰相连通。
其中,所述抗性消声段包括第一扩张室消声器和第二扩张室消声器,所述第一扩张室消声器和第二扩张室消声器通过一个所述法兰相连通;
所述第一扩张室消声器的左端与所述阻性消声段的右端通过一个所述法兰相连通。
其中,所述第二扩张室消声器的右端安装有一个钢质的防护网;
所述反射抑制腔、阻性消声段和抗性消声段的底部分别安装有至少两个万向轮。
其中,所述第一消声弯头的壁面结构为:包括中空的钢骨架,所述钢骨架的外部固定覆盖有钢板,所述钢骨架的内侧粘接有石膏板,所述钢骨架内填充有一层第一玻璃棉;
所述石膏板的内侧覆盖填充有一层第二玻璃棉,所述第二玻璃棉的内侧覆盖有一层玻纤毡,所述玻纤毡的内侧壁固定有镀锌穿孔钢板;
所述反射抑制腔和阻性消声段的壁面结构,与所述第一消声弯头的壁面结构相同。
由以上本发明提供的技术方案可见,与现有技术相比较,本发明提供了一种用于高声强行波管试验的排气消声通道,其可以有效地降低行波管在高声强行波管试验过程中所产生的高强噪声,减少对外部周边环境造成的噪声污染,维护人们的身体健康,有利于广泛地在推广应用,具有重大的生产实践意义。
附图说明
图1为本发明提供的一种用于高声强行波管试验的排气消声通道的正视图;
图2为本发明提供的一种用于高声强行波管试验的排气消声通道的俯视图;
图3为图1所示本发明提供的一种用于高声强行波管试验的排气消声通道沿着A-A线方向的剖视图;
图4为图2所示本发明提供的一种用于高声强行波管试验的排气消声通道沿着B-B线方向的剖视图;
图5为本发明提供的一种用于高声强行波管试验的排气消声通道中第一消声弯头的局部结构示意图
图中:1为反射抑制腔,2为阻性消声段,3为抗性消声段,4为防护网,5为法兰,6为万向轮;
11为吸声尖劈,12为进气口,21为第一消声弯头,22为第二消声弯头,31为第一扩张室消声器,32为第二扩张室消声器。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
参见图1至图5,本发明提供了一种用于高声强行波管试验的排气消声通道,专门用于高声强行波管试验系统,与行波管相配套使用,具体包括中空的反射抑制腔1、阻性消声段2和抗性消声段3,其中:
所述阻性消声段2的左右两端分别通过法兰5与所述反射抑制腔1和抗性消声段3密封连接;
所述反射抑制腔1的内壁分布有多个吸声尖劈11。
对于本发明,在具体实现上,所述法兰5优选为带密封垫的法兰。
对于本发明,在具体实现上,所述反射抑制腔1的左端与高声强行波管试验系统中行波管的末端(具体为扩散段末端,即排气出口端)相对应连通。
在具体实现上,所述反射抑制腔1的左端具有进气口12,所述进气口与所述行波管的末端相连通。
在具体实现上,所述阻性消声段2与所述反射抑制腔1之间的法兰5的对接口,与所述反射抑制腔1的左端的进气口12完全错开(即不相对应设置),也就是说,也与行波管末端的排气出口完全错开。
在具体实现上,所述反射抑制腔1内壁与所述进气口12对应的位置,以及在与所述阻性消声段2所述反射抑制腔1之间的法兰5的对接口相对应的位置上,分布有多个所述吸声尖劈11。
在具体实现上,所述吸声尖劈11优选是采用截止频率为50Hz的吸声尖劈。
具体实现上,每个所述吸声尖劈主体11的外壳均为采用金属材质(如铝)制成的穿孔板,例如可以是厚度为0.8mm的表面镀锌的金属穿孔板。
需要说明的是,吸声尖劈是现有的一种用于消声室的特殊吸声结构,其结构通常可以分为尖部和基部两部分。吸声尖劈具有从顶部到底部逐渐增大的结构,从而在满足较大吸声面积的同时,也实现了与空气阻抗的良好匹配(即逐渐过渡原理),从而满足对低频声波的有效吸收。
一般而言,当吸声材料出现在声波波峰位置(即四分之一波长位置)的时候,将会出现最大的吸收率(≥0.99%)。吸声尖劈的声学特性常用声压反射系数表示,声压反射系数≤0.1时(级吸声系数≥0.99)所对应的最低频率,称为截止频率。
对于本发明,在具体实现上,所述阻性消声段2包括第一消声弯头21与第二消声弯头22,所述第一消声弯头21与第二消声弯头22通过一个所述法兰5相连通;
所述第一消声弯头21的左端与所述反射抑制腔1的右端通过一个所述法兰5相连通,所述第二消声弯头22的右端与所述抗性消声段3通过一个所述法兰5相连通。
在具体实现上,所述阻性消声段2优选为片式多通道消声器。
对于本发明,在具体实现上,所述抗性消声段3包括第一扩张室消声器31和第二扩张室消声器32,所述第一扩张室消声器31和第二扩张室消声器32通过一个所述法兰5相连通;
所述第一扩张室消声器31的左端与所述阻性消声段2(具体为其中的第二消声弯头22)的右端通过一个所述法兰5相连通。
在具体实现上,所述第二扩张室消声器32的右端(即末端)安装有一个钢质的防护网4。
对于本发明,需要说明的是,扩张室消声器是抗性消声器的主要形式之一。抗性消声器和阻性消声器不同,它不使用吸声材料,而是利用各种不同形状的管道、腔和室进行适当的组合,提供管道系统的阻抗失配,使声波产生反射或干涉现象,从而降低由消声器向外辐射的声能,其主要消声原理是:利用管道的截面突变引起声阻抗变化,使得一部分沿管道传播的声波反射回声源;同时,通过腔、室和内接管长度的变化,使得向前传播的声波与在不同管截面上的反射波之间产生的相位差,相互干涉,从而达到消声的目的。按其通道的结构形式,扩张室消声器可分为单腔式、孔形式、锥形式、带外连接管的双节式、带内连接管的双节式五种基本形式。
在本发明中,具体实现上,第一扩张室消声器31和第二扩张室消声器32可以采用现有的常规扩张室消声器。
对于本发明,在具体实现上,所述反射抑制腔1、阻性消声段2和抗性消声段3的底部分别安装有至少两个万向轮6,该万向轮6优选为带锁紧装置的万向轮。
对于本发明,具体实现上,所述反射抑制腔1、阻性消声段2以及第一消声弯头21与第二消声弯头22,它们的壁面均可以从外到里,由钢板、钢骨架、玻璃棉、弹性结构胶、纸面耐火的石膏板、玻纤毡及镀锌穿孔钢板复合而成。参见图5所示,以第一消声弯头21的壁面(即侧壁)为例,说明具体的复合结构。
参见图5所示,所述第一消声弯头21的壁面结构为:包括中空的钢骨架8,所述钢骨架8的外部固定覆盖有钢板7,所述钢骨架8的内侧粘接有石膏板10(具体通过弹性结构胶),所述钢骨架8内填充有一层第一玻璃棉91(即玻璃纤维,用于吸声,具体填充在钢板7和石膏板10之间的位置);
所述石膏板10的内侧覆盖填充有一层第二玻璃棉92,所述第二玻璃棉92的内侧覆盖有一层玻纤毡,所述玻纤毡的内侧壁固定有镀锌穿孔钢板13。
需要说明的是,玻纤毡是指由玻璃纤维单丝交织成网状,用树脂黏结剂固化而成的无纺织物
具体实现上,所述第一玻璃棉91和第二玻璃棉92可以为相同的玻璃棉。
具体实现上,所述镀锌穿孔钢板13为外表面镀锌的穿孔钢板,所述镀锌穿孔钢板13的穿孔率等于40%。
在本发明中,需要说明的是,具体实现上,所述抗性消声段3,包含第一扩张室消声器31和第二扩张室消声器32,其壁面结构只包括钢板7、钢骨架8、第一玻璃棉91、石膏板10,不含第二玻璃棉92、玻纤毡和镀锌穿孔钢板13。其它的壁面结构都与第一消声弯头21的壁面结构相同。
基于以上技术方案可知,对于本发明,其在排气消声通道中巧妙的布置金属的吸声尖劈,能够有效地降低行波管在高声强行波管试验过程中所产生的高强噪声,以及有效降低反射声对测试精度的影响;本发明通过合理设置消声弯头,可以解决高声强行波管试验空间有限的问题;本发明采用分段组装、各部分带锁紧的万向轮的设计,可以使得拆装、移动更加便捷。
对于本发明,其目的在于提供一种专门用于高声强行波管试验的排气消声通道,以满足不影响测试精度、宽频高效吸声、占地面积较小、拆装方便的要求。
对于本发明,在具体实现上,其实际的总长度可以不超过8.6m,可以实现50Hz~500Hz频带范围内的总消声量>50dB,并且保证行波管内的噪声谱形基本无偏差,性能优异;此外,由于本发明所用材质均为不燃或难燃的材质,因此可以适用于对高声强行波管试验系统进行功能拓展后的热噪声试验。另外,本发明的外观为镀锌钢板,可喷漆上色,彰显企业的特点。
综上所述,与现有技术相比较,本发明提供的一种用于高声强行波管试验的排气消声通道,其可以有效地降低行波管在高声强行波管试验过程中所产生的高强噪声,减少对外部周边环境造成的噪声污染,维护人们的身体健康,有利于广泛地在推广应用,具有重大的生产实践意义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于高声强行波管试验的排气消声通道,其特征在于,包括中空的反射抑制腔(1)、阻性消声段(2)和抗性消声段(3),其中:
所述阻性消声段(2)的左右两端分别通过法兰(5)与所述反射抑制腔(1)和抗性消声段(3)密封连接;
所述反射抑制腔(1)的内壁分布有多个吸声尖劈(11)。
2.如权利要求1所述的排气消声通道,其特征在于,所述法兰(5)为带密封垫的法兰。
3.如权利要求1所述的排气消声通道,其特征在于,所述反射抑制腔(1)的左端与高声强行波管试验系统中行波管的末端相对应连通。
4.如权利要求1所述的排气消声通道,其特征在于,所述反射抑制腔(1)的左端具有进气口(12);
所述阻性消声段(2)与所述反射抑制腔(1)之间的法兰(5)的对接口,与所述反射抑制腔(1)的左端的进气口(12)完全错开。
5.如权利要求4所述的排气消声通道,其特征在于,所述反射抑制腔(1)内壁与所述进气口(12)对应的位置,以及在与所述阻性消声段(2)所述反射抑制腔(1)之间的法兰(5)的对接口相对应的位置上,分布有多个所述吸声尖劈(11)。
6.如权利要求1所述的排气消声通道,其特征在于,所述吸声尖劈(11)是截止频率为50Hz的吸声尖劈。
7.如权利要求1所述的排气消声通道,其特征在于,所述阻性消声段(2)包括第一消声弯头(21)与第二消声弯头(22),所述第一消声弯头(21)与第二消声弯头(22)通过一个所述法兰(5)相连通;
所述第一消声弯头(21)的左端与所述反射抑制腔(1)的右端通过一个所述法兰(5)相连通,所述第二消声弯头(22)的右端与所述抗性消声段(3)通过一个所述法兰(5)相连通。
8.如权利要求1所述的排气消声通道,其特征在于,所述抗性消声段(3)包括第一扩张室消声器(31)和第二扩张室消声器(32),所述第一扩张室消声器(31)和第二扩张室消声器(32)通过一个所述法兰(5)相连通;
所述第一扩张室消声器(31)的左端与所述阻性消声段(2)的右端通过一个所述法兰(5)相连通。
9.如权利要求8所述的排气消声通道,其特征在于,所述第二扩张室消声器(32)的右端安装有一个钢质的防护网(4);
所述反射抑制腔(1)、阻性消声段(2)和抗性消声段(3)的底部分别安装有至少两个万向轮(6)。
10.如权利要求1至9中任一项所述的排气消声通道,其特征在于,所述第一消声弯头(21)的壁面结构为:包括中空的钢骨架(8),所述钢骨架(8)的外部固定覆盖有钢板(7),所述钢骨架(8)的内侧粘接有石膏板(10),所述钢骨架(8)内填充有一层第一玻璃棉(91);
所述石膏板(10)的内侧覆盖填充有一层第二玻璃棉(92),所述第二玻璃棉(92)的内侧覆盖有一层玻纤毡,所述玻纤毡的内侧壁固定有镀锌穿孔钢板(13);
所述反射抑制腔(1)和阻性消声段(2)的壁面结构,与所述第一消声弯头(21)的壁面结构相同。
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