CN109236514B - 一种自适应进气消声器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有自适应功能的进气消声器，涉及一种用来抑制进气管道噪声的消声器，由左右两个相邻的共振腔构成，两个共振腔通过腔室间的隔板分割消声器壳体的内部空间，并通过各自的管路分别与主管路相连，同时在消声器壳体内侧设置轨道槽，使消声器壳体和共振腔间的隔板可以相对主管路发生运动，并通过弹簧控制其运动幅度。本发明可以根据进气主管路上介质不同流动速度下产生的不同压力，使消声器壳体和共振腔间的隔板沿着设置的轨道槽进行运动，自适应的调整两个共振腔的结构参数，以消除不同流速下相应频率的进气噪声，使消声器在更为全面的工况下获得优异的噪声抑制效果。

Description

一种自适应进气消声器

技术领域

本发明涉及管道噪声领域，特别涉及一种用来抑制进气管道噪声的消声器。

背景技术

共振腔是一种传统的管道噪声抑制装置，其基本结构如图1所示。主管路6通过旁支管道5与共振腔2相连。旁支管道5中的空气柱类似活塞具有一定的声质量，共振腔2中的空气类似弹簧具有一定的刚度，二者组成一个共振系统。当声波沿主管路6传递至与旁支管路5的交汇处时，空气柱在声波作用下发生振动，当声波频率与系统固有频率相近时发生共振作用，共振时的摩擦阻尼使大量声能量转化为热能耗散掉。

传统共振腔消声器的共振频率可以根据下式求出：

式中：c₀为介质中的声速；A和l分别为旁支管5的截面积和长度；V为腔体2的容积。

传统共振腔消声器的缺点是只能针对频率在固有频率附近的噪声具有较好的消声作用，且一旦共振腔的尺寸参数确定，共振腔消声器的固有频率也随之确定，无法再次变更，因此其有效频率范围较为单一，并不能适应介质在不同流速下噪声频率各异的实际情况。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种具有自适应功能的进气消声器，该消声器能够根据介质流速，自适应的调整共振腔的结构参数，从而匹配不同介质流速下进气噪声的频率特性，从而在更广泛的工况下，有效抑制管道内的进气噪声。

本发明的目的是这样实现的：

本发明提供的消声器包括：消声器壳体1、共振腔201和202、共振腔底板3、共振腔间隔板4、旁支管路501和502、主管路6、轨道701和702以及703、滚子801和802以及803、铰接轴9、回位弹簧10。发挥消声作用的部件为由501与201组成的共振腔和由502与202组成的共振腔，两个共振腔左右相邻，通过腔室间的隔板4分割消声器壳体1与共振腔底板3围成的内部空间。

主管路6、旁支管路501和502、共振腔底板3之间为固定连接，并不能相互运动；旁支管501和502通过共振腔底板3的孔洞伸出壳体，且并不与消声器壳体1固定连接；消声器壳体1仅与回位弹簧10固定连接，并依靠回位弹簧的弹力抵消自身重力，以保持平衡位置，回位弹簧10的另一端则与共振腔底板3固定连接；轨道701、702、703均开设在壳体1内侧。

滚子801与802铰接在共振腔底板3的两端，并仅限于在轨道701与702内移动，使消声器壳体1相对共振腔底板3上下运动，从而改变共振腔201和202的体积；滚子803铰接在隔板4的一端，并仅限于在轨道703内移动，隔板4的另一端通过铰接轴9与共振腔底板3铰接，使隔板4可以绕铰接轴9旋转，从而改变共振腔201和202的体积分配比例。

随着介质流速的加快，主管路6、旁支管路501和502、共振腔201和202内部的负压会增大(压力减小)，在大气压力的作用下，消声器壳体1会相对共振腔底板3向下运动，隔板4也会随之转动，使共振腔201和202的体积发生改变，同时轨道703向下运动会带动隔板4产生转动，使共振腔201和202的体积比例发生改变。由于，旁支管路501和502的截面积和长度均未发生变化，改变共振腔201和202的体积将直接使消声器的共振频率发生变化。

因此，只要针对介质的不同流速下的进气噪声频谱，设计好适当的轨道形状(可采用直线、斜线、折线、曲线等形状)，使共振腔体积在适当的介质流速下达到适当值，便可以在较为全面的介质流速范围内，有效抑制进气管路中的噪声。

本发明的优点在于：本发明能够同时产生两个共振频率，且这两个频率可以随着介质流速的变化，根据轨道的设计参数发生相应的改变。即在不同介质流速下，具有不同的共振频率和消声效果，且这个变化不需要人为干预，本发明可以自适应的完成消声性能的匹配。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明做进步一的详细描述，其中：

图1为传统共振腔消声器的结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明自适应特性示意图。

具体实施方式

以下结合图3，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

本发明优选实施例的基本结构与图2中的结构一致，主要由消声器壳体、两个共振腔、共振腔底板、共振腔间隔板、旁支管路、主管路、轨道以及滚子、铰接轴、回位弹簧等部件组成，消声器壳体可以通过轨道相对共振腔底板上下运动，隔板可以通过轨道绕铰接轴旋转。

随着介质流速的加快，主管路与旁支管路交汇处的负压会增大(压力减小)，在大气压力的作用下，消声器壳体会相对共振腔底板向下运动，共振腔之间的隔板也会随之转动，使两个共振腔的体积发生改变。

当气流低速通过优选实施例时，该实施例内部部件的相对位置如图3中的实线所示；当气流高速通过时，该实施例内部部件的相对位置如图3中的虚线所示。

对比图3中的实线和虚线可以看出，右侧共振腔的腔体体积急剧减小，相应的消声频率也会向高频方向大幅移动，而左侧腔体的体积虽然也随着消声器壳体下移而减少，但同时随着量共振腔之间隔板的转动左侧腔体的体积也有一定程度的增加，因此左侧腔体的共振频率变化并不大。

由此可见，只要设计出形状适当的轨道，便可以分别实现两个共振腔共振频率的变大、变小或保持不变，从而与不同介质流速下的进气噪声相匹配，从而实现具有自适应功能的进气消声器。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行过各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (2)

1.一种自适应进气消声器，包括主管道、旁支管道、左右两个相邻的共振腔，两个共振腔通过腔室间的隔板分割消声器壳体的内部空间，并通过各自的旁支管路分别与主管路相连，其特征在于：主管路、旁支管路与共振腔底板固定在一起，无法相对运动；消声器壳体内侧设置轨道槽，使消声器壳体以及共振腔间的隔板可以相对主管路发生运动，并在消声器壳体与底板之间设置一根或多根弹簧，以控制消声器壳体和腔室间隔板的位移量。

2.根据权利要求1所述自适应进气消声器结构，其特征在于：消声器壳体内侧两端都采用轨道的方式与共振腔底板连接，且轨道形状采用直线、折线或曲线，使消声器壳体可以相对共振腔底板运动， 共振腔间隔板两端采用一侧铰链而另一侧采用轨道的方式，且轨道形状采用直线、斜线、折线或曲线，使共振腔间的隔板可以相对共振腔底板运动。

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