CN108730237B - 一种可测流量的风机消声器 - Google Patents

Abstract

本发明属于风机消声设备相关技术领域，其公开了一种可测流量的风机消声器，所述风机消声器包括壳体及两个测压连接管，所述壳体形成有收容腔，所述收容腔内设置有风道；所述风机消声器还包括吸声材料，所述吸声材料填充在所述风道与所述壳体之间；所述风道上设置有至少一个第一压力测点及至少一个第二压力测点，所述第一压力测点及所述第二压力测点间隔设置；两个所述测压连接管分别设置在所述壳体上，且分别与所述第一压力测点及所述第二压力测点相连通，由此通过检测出所述风道两点处的压力，进而根据检测到的所述压力来获得风机的流量。所述风机消声器将消声功能与流量测量有机结合，结构简单，压力损失小，降噪效果好。

Description

一种可测流量的风机消声器

技术领域

本发明属于风机消声设备相关技术领域，更具体地，涉及一种可测流量的风机消声器。

背景技术

消声器是指对具有噪声传播的气流管道，可以采用附有吸声衬里的管道及弯头或者利用截面积改变及其他声阻抗不连续的管道等降噪器件，使得管道内噪声得到衰减或者反射回去，前者成为阻性消声器，后者成为抗性消声器。阻性消声器主要消除中高频噪声，抗性消声器主要消除低频或者中低频噪声。若只采用其中一种消声原理，其结果就是可以消除的噪声范围较窄。

目前，本领域相关技术人员已经做了一些研究，如专利CN 202117739U公开了一种阻抗复合式消声结构，所述阻抗复合式消声结构的消声效果较好，但是其作用仅限于消声。然而，在实际应用中，往往需要测量风机的流量，但是流量测量需要较长的直管段，而一般现场条件难以满足。相应地，本领域存在着发展一种可以测量流量的风机消声器的技术需求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种可测流量的风机消声器，其基于消声器的工作原理，研究及设计了一种消声的同时可以测量流量的风机消声器。所述风机消声器的风道垂直于所述壳体长度方向的横截面的大小不完全相同，其中，所述导流结构呈锥形，所述中心管的中部形成有喉管，所述消声管的中部形成有消声腔，如此实现了多个风道横截面的变化，且由于每个管道只允许一定频率范围的噪声通过，由此能够消除较大频率范围内的中低频噪声，提高了消声效果。此外，所述吸声材料填充在所述风道与所述壳体之间，由此采用阻性消声原理来消除中高频噪声，且与风道结构相结合，实现了较大频率范围内的噪声的消除。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种可测流量的风机消声器，所述风机消声器包括壳体及两个测压连接管，所述壳体形成有收容腔，所述收容腔内设置有风道，所述风道垂直于所述壳体长度方向的横截面的大小不完全相同；所述风机消声器还包括吸声材料，所述吸声材料填充在所述风道与所述壳体之间；

所述风道上设置有至少一个第一压力测点及至少一个第二压力测点，所述第一压力测点及所述第二压力测点间隔设置；两个所述测压连接管分别设置在所述壳体上，且分别与所述第一压力测点及所述第二压力测点相连通，由此通过检测出所述风道两点处的压力，进而根据检测到的所述压力来获得风机的流量。

进一步地，至少一个所述第一压力测点位于同一平面上且相互连通；至少一个所述第二压力测点共面且相互连通。

进一步地，所述风机消声器还包括中心管、多个消声管及两个导流结构，所述消声管的两端分别连接于两个所述导流结构，所述中心管的两端也分别连接于两个所述导流结构，由此形成所述风道。

进一步地，所述壳体的两端分别设置有进风口及出风口，两个所述导流结构分别连接于所述进风口及所述出风口。

进一步地，所述导流结构呈锥形，其包括锥形管及多个连接管，多个所述连接管的一端连接于所述锥形管，且多个所述连接管绕所述锥形管的中心轴呈散射状设置。

进一步地，多个所述连接管的另一端分别连接于所述中心管及所述消声管；两个所述导流结构的锥形管分别连接于所述进风口及所述出风口。

进一步地，所述壳体及所述中心管均呈筒状，且所述壳体的中心轴与所述壳体的中心轴重合。

进一步地，所述中心管的中部形成有喉管，所述喉管呈腰鼓状。

进一步地，所述消声管的中部形成有消声腔，所述消声腔的位置与所述喉管的位置相对应。

进一步地，多个所述消声管绕所述中心管均匀排布，且多个所述消声管与所述中心管之间的间距相等。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发明提供的可测流量的风机消声器主要具有以下有益效果：

1.所述风道垂直于所述壳体长度方向的横截面的大小不完全相同，其中，所述导流结构呈锥形，所述中心管的中部形成有喉管，所述消声管的中部形成有消声腔，如此实现了多个风道横截面的变化，且由于每个管道只允许一定频率范围的噪声通过，由此能够消除较大频率范围内的中低频噪声，提高了消声效果。

2.所述吸声材料填充在所述风道与所述壳体之间，由此采用阻性消声原理来消除中高频噪声，且与风道结构相结合，实现了较大频率范围内的噪声的消除。

3.所述风道上设置有至少一个第一压力测点及至少一个第二压力测点，通过检测出所述风道两点处的压力，进而根据检测到的所述压力来获得风机的流量，由此通过对只占总风量的很小一部分的中心管风量的测量计算出总风量，避免了以往总风量直接测量过程中压力损失较大的问题，且中心管两端的导流结构不但减小了气流阻力，更间接加长了中心管直管段的长度，满足了风量测量中对前后直管段长度的要求，使测量结果更加准确。

4.所述风机消声器将消声功能与流量测量有机结合在一起，结构简单，压力损失小，降噪效果好，集成度高，且流量的测量准确。

附图说明

图1是本发明提供的可测流量的风机消声器的剖视图。

图2是图1中的可测流量的风机消声器沿2-2方向的剖视图。

图3是图1中的可测流量的风机消声器沿3-3方向的剖视图。

图4是图1中的可测流量的风机消声器沿4-4方向的剖视图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-进风口法兰，2-吸声材料，3-导流结构，4-第一压力测点，5-消声管，6-测压连接管，7-消声腔，8-第二测点，9-中心管，10-出口法兰。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

请参阅图1、图2、图3及图4，本发明提供的可测流量的风机消声器，所述风机消声器整体采用阻抗复合式消声原理，其利用风道截面的变化来吸收中低频噪声，同时利用吸声材料来吸收中高频噪声；此外，通过组成风道的中心管上的压力测点来测量风量，所述风机消声器将消声功能与风量测量有机结合在了一起，提高了集成度，结构紧凑、简单，压力损失小，降噪效果好，风量测量准确。

所述风机消声器包括壳体、进风口法兰1、出风口法兰10及两个测压连接管6，所述壳体基本呈圆筒状，其两端分别设置有进风口及出风口，所述进风口法兰1连接于所述进风口，所述出风口法兰10连接于所述出风口。所述风机消声器通过所述进风口法兰1及所述出风口法兰10连接于待消声部件。所述壳体内形成有收容腔，所述收容腔与所述进风口及所述出风口均相连通。

所述风机消声器还包括中心管9、多个消声管5及两个导流结构3，所述中心管9、多个所述消声管5及两个所述导流结构3均收容于所述收容腔内。其中，所述消声管5的两端分别连接于两个所述导流结构3，所述中心管9的两端也分别连接于两个所述导流结构3，由此形成风道。

所述中心管9位于多个所述消声管5的中间，两个所述导流结构3分别连接于所述进风口及所述出风口。本实施方式中，所述中心管9、所述消声管5、所述导流结构3、所述进风口及所述出风口均相连通。

所述导流结构3基本呈锥形，其包括锥形管及多个连接管，多个所述连接管的一端连接于所述锥形管，且多个所述连接管绕所述锥形管的中心轴呈散射状设置。多个所述连接管的另一端分别连接于所述中心管9及所述消声管5。两个所述导流结构3的锥形管分别连接于所述进风口及所述出风口，且两者分别用于导流。由此，自所述进风口至所述中心管9的一端之间的风道的内径逐渐增大，自所述出风口至所述中心管9的一端之间的风道的内径也是逐渐增大。

所述中心管9的中心轴与所述壳体的中心轴重合，其中部形成有喉管，所述喉管呈腰鼓状。多个所述消声管5绕所述中心管9均匀排布，每个所述消声管5与所述中心管9之间的间距相等。本实施方式中，所述消声管5的中部形成有消声腔7，所述消声腔7基本呈阶梯状的圆柱型。本实施方式中，所述喉管的几何中心、所述消声腔7的几何中心及所述壳体的几何中心位于同一平面内；所述喉管的位置与所述消声腔7的位置相对应；所述消声管5的数量为4个、6个或者8个。

所述中心管9的进口段上设置有第一压力测点4，且所述喉管的壁面上设置有第二压力测点8。本实施方式中，所述第一压力测点4的数量及所述第二压力测点8的数量均为至少一个，至少一个所述第一压力测点4位于同一平面上，且通过所述测压连接管6而相互连通；至少一个所述第二压力测点8共面且通过另一个所述测压连接管6而相互连通。

两个所述测压连接管6设置于所述壳体上，其分别与所述第一压力测点4及所述第二压力测点8相连通，以测出两点处的压力，进而根据测试得到的压力值计算出流量。可以理解，在其他实施方式中，所述风机消声器还可以包括微处理器，所述微处理器连接于所述测压连接管6，其用于接收检测到的压力值并根据所述压力值计算出流量。

具体地，测出所述中心管9两点处的压力，根据伯努利原理和连续性方程，流量可以表示为：

其中，P₁为中心管进口段的压力，P₂为喉管处的压力，ρ为气流密度，S₁为中心管进口段的截面积，S₂为喉管的截面积，S₃为消声管进口段的截面积，n为消声管的个数，α为修正系数，其取决于具体的工况对测量结果进行修正。

本实施方式中，所述中心管9的内径随着自身长度变化；所述消声管5的内径也随着自身长度变化，噪声由于抗性消声而衰减。所述风道与所述壳体之间填充有吸声材料2，即所述消声管5、所述中心管9、所述导流结构3及所述壳体之间均填充有所述吸声材料2。由此，采用阻性消声原理将声能转化为热能消失掉，从而消除中高频噪声。本实施方式中，所述吸声材料2可以为硬质纤维或者石棉。

本实施方式中，所述壳体的长度为其内径的3倍～4倍；所述进风口的内径为所述壳体的内径的0.5倍～2/3倍；所述导流结构3沿其中心轴的长度为所述壳体长度的0.2倍～0.25倍；两个所述锥形管的尺寸分别与所述进风口的尺寸及所述出风口的尺寸相对应，多个所述连接管的尺寸与所述消声管的尺寸及所述中心管9的尺寸相对应；所述中心管9的进口段的内径为所述壳体的内径的1/4倍～1/3倍；所述喉管的内径为所述中心管9的进口段的内径的1/2倍～2/3倍；所述中心管9的进口段的长度与所述中心管9的出口段的长度相等，且分别为所述中心管9的内径的4倍～5倍；所述消声管5的中心轴与所述中心管9的中心轴之间的间距为所述壳体的内径的1/4倍～1/3倍；所述消声管5的内径为所述中心管9的进口段的内径的2/3倍～1倍；所述消声腔的直径为所述消声管5的内径的3/2倍～2倍；所述消声腔的长度为其自身直径的1倍～3/2倍。

本发明提供的可测流量的风机消声器，所述风机消声器的风道垂直于所述壳体长度方向的横截面的大小不完全相同；其中，所述导流结构呈锥形，所述中心管的中部形成有喉管，所述消声管的中部形成有消声腔，如此实现了多个风道横截面的变化，且由于每个管道只允许一定频率范围内的噪声通过，由此能够消除较大频率范围内的中低频噪声，提高了消声效果。此外，所述吸声材料填充在所述风道与所述壳体之间，由此采用阻性消声原理来消除中高频噪声，且与风道结构相结合，实现了较大频率范围内的噪声的消除。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可测流量的风机消声器，其特征在于：

所述风机消声器包括壳体及两个测压连接管，所述壳体形成有收容腔，所述收容腔内设置有风道，所述风道垂直于所述壳体长度方向的横截面的大小不完全相同；所述风机消声器还包括吸声材料，所述吸声材料填充在所述风道与所述壳体之间；

所述风道上设置有至少一个第一压力测点及至少一个第二压力测点，所述第一压力测点及所述第二压力测点间隔设置；两个所述测压连接管分别设置在所述壳体上，且分别与所述第一压力测点及所述第二压力测点相连通，由此通过检测出所述风道两点处的压力，进而根据检测到的所述压力来获得风机的流量；

所述风机消声器还包括中心管、多个消声管及两个导流结构，所述消声管的两端分别连接于两个所述导流结构，所述中心管的两端也分别连接于两个所述导流结构，由此形成所述风道；所述中心管的中部形成有喉管，且所述第一压力测点设置在所述中心管的进口段，所述第二压力测点设置在所述喉管的壁面上；其中，所述喉管的内径为所述中心管9的进口段的内径的1/2倍～2/3倍；

多个所述消声管绕所述中心管均匀排布，且多个所述消声管与所述中心管之间的间距相等。

2.如权利要求1所述的可测流量的风机消声器，其特征在于：所述第一压力测点的数量大于1，同时所述第一压力测点位于同一平面上且相互连通；所述第二压力测点的数量大于1，同时所述第二压力测点共面且相互连通。

3.如权利要求1所述的可测流量的风机消声器，其特征在于：所述壳体的两端分别设置有进风口及出风口，两个所述导流结构分别连接于所述进风口及所述出风口。

4.如权利要求3所述的可测流量的风机消声器，其特征在于：所述导流结构呈锥形，其包括锥形管及多个连接管，多个所述连接管的一端连接于所述锥形管，且多个所述连接管绕所述锥形管的中心轴呈散射状设置。

5.如权利要求4所述的可测流量的风机消声器，其特征在于：多个所述连接管的另一端分别连接于所述中心管及所述消声管；两个所述导流结构的锥形管分别连接于所述进风口及所述出风口。

6.如权利要求1所述的可测流量的风机消声器，其特征在于：所述壳体及所述中心管均呈筒状，且所述壳体的中心轴与所述中心管的中心轴重合。

7.如权利要求1所述的可测流量的风机消声器，其特征在于：所述中心管的中部形成有喉管，所述喉管呈腰鼓状。

8.如权利要求7所述的可测流量的风机消声器，其特征在于：所述消声管的中部形成有消声腔，所述消声腔的位置与所述喉管的位置相对应。

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