CN111312202A - 一种消声设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种消声设备，包括至少一个消声单元，所述消声单元包括：呈环形的基座；喉管，与所述基座弹性连接；环盖，用于遮挡所述喉管的外壁面和所述基座的内壁面之间的间隙；使用状态下，所述基座贴合于声源部件的壳壁，所述基座、所述环盖与所述声源部件的壳壁围合形成共振腔。本发明所提供消声设备同时利用了亥姆霍兹共振和单质量动力吸振两种减振原理，相比于现有技术中采用单一原理的消声器，对噪声的消除效果更好。
Description
技术领域
本发明涉及噪声消除技术领域，尤其涉及一种消声设备。
背景技术
近年来，随着生活水平的提升，人们越来越注重生活品质，对于出行的舒适性也提出了更高的要求。舒适性的要求尤其体现在声音感受方面，在乘坐汽车、火车、飞机等交通工具时，人们都追求声音的静谧性。然而，目前噪声消除的手段都较为单一，对噪声的消除效果也较为有限。
因此，如何提供一种消声设备，以提高噪声的消除效果，仍是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种消声设备，该消声设备同时利用了亥姆霍兹共振和单质量动力吸振两种减振原理，相比于现有技术中采用单一原理的消声器，本发明所提供消声设备对噪声的消除效果更好。
为解决上述技术问题，本发明提供一种消声设备，包括至少一个消声单元，所述消声单元包括：呈环形的基座；喉管，与所述基座弹性连接；环盖，用于遮挡所述喉管的外壁面和所述基座的内壁面之间的间隙；使用状态下，所述基座贴合于声源部件的壳壁，所述基座、所述环盖与所述声源部件的壳壁围合形成共振腔。
本发明所提供消声设备，其消声单元的基座、环盖和声源部件的壳壁可以围合形成共振腔，该共振腔即为亥姆霍兹共振腔。当声源部件受激励发生振动时，声源部件激起的空气振动可通过亥姆霍兹共振腔来降低动能，以对声源部件的振动噪声进行吸收、降低；同时，与基座弹性连接的喉管又可形成单质量动力吸振器，以通过反向作用力来抑制声源部件的振动，进而降低振动噪声。
也就是说，上述消声设备同时利用了亥姆霍兹共振和单质量动力吸振两种减振原理，相比于现有技术中采用单一原理的消声器，本发明所提供消声设备对噪声的消除效果更好。
本发明还提供另一种消声设备，包括至少一个消声单元，所述消声单元包括：呈环形的基座；喉管，与所述基座弹性连接；环盖，用于遮挡所述喉管的外壁面和所述基座的内壁面之间的间隙；底盖，安装于所述基座，并与所述基座、所述环盖围合形成共振腔。
由于上述的消声设备已经具备如上的技术效果，那么，和上述消声设备采用相同原理的消声设备亦当具备相类似的技术效果，故在此不做赘述。
可选地，所述环盖为弹性膜，其外缘与所述基座的内壁面相连，其内缘与所述喉管的外壁面相连。
可选地，还包括若干弹性件，所述喉管与所述基座之间还通过所述弹性件相连。
可选地，所述弹性件还与所述环盖相连。
可选地，所述弹性件呈直角三角形状，其一个直角边与所述喉管的外壁面相连，另一直角边与所述环盖、所述基座相连。
可选地，所述环盖的外缘与所述基座的内壁面相连，所述喉管插接于所述环盖的中心孔，并能够相对所述环盖进行上下位移；还包括弹性件，所述喉管与所述基座之间通过所述弹性件相连。
可选地，所述基座和/或所述环盖的内壁面还设置有吸声材料。
可选地，使用状态下，所述消声单元通过粘结剂贴合于所述声源部件的壳壁。
可选地，所述消声单元的数量为多个，各所述消声单元间隔设置，以组合形成消声阵列。
附图说明
图1为本发明所提供消声设备的一个消声单元的结构示意图；
图2为图1的剖面图；
图3为图1中消声单元与声源部件的安装结构图；
图4为图3的剖面图。
图1-4中的附图标记说明如下：
1消声单元、11基座、12喉管、13环盖、14弹性件；
2壳壁。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
本文中所述“若干”是指数量不确定的多个，通常为两个以上；且当采用“若干”表示某几个部件的数量时，并不表示这些部件的数量相同。
请参考图1-4，图1为本发明所提供消声设备的一个消声单元的结构示意图，图2为图1的剖面图，图3为图1中消声单元与声源部件的安装结构图，图4为图3的剖面图。
如图1-4所示，本发明提供一种消声设备，包括至少一个消声单元1，消声单元1包括：呈环形的基座11；喉管12，与基座11弹性连接；环盖13，用于遮挡喉管12的外壁面和基座11的内壁面之间的间隙。在使用状态下，基座11可以贴合于声源部件的壳壁2，基座11、环盖13与声源部件的壳壁2可以围合形成共振腔，该共振腔即为亥姆霍兹共振腔。
当声源部件受激励发生振动时，声源部件激起的空气振动可通过亥姆霍兹共振腔来降低动能，以对声源部件的振动噪声进行吸收、降低。同时，与基座11弹性连接的喉管12又可组成单质量动力吸振器，以通过反向作用力来抑制声源部件的振动，进而降低振动噪声。
也就是说，本发明所提供消声设备同时利用了亥姆霍兹共振和单质量动力吸振两种减振原理，相比于现有技术中采用单一原理的消声器，该消声设备对噪声的消除效果更好。
在安装时，喉管12可以插入环盖13的中心孔，如图2、图4所示，此时，亥姆霍兹共振腔可以由基座11、环盖13、声源部件的壳壁2以及喉管12围合形成，喉管12的轴向长度将直接影响该共振腔的共振频率；或者，喉管12也可以不插入环盖13的中心孔，此时，亥姆霍兹共振腔可以由基座11、环盖13和声源部件的壳壁2围合形成，环盖13中心孔的轴向长度将直接影响该共振腔的共振频率。
为方便对亥姆霍兹共振腔的共振频率进行调控，在本发明实施例中，优选采用喉管12插入环盖13中心孔的方案，且以下的内容均是以该方案为例对消声设备的结构进行描述。
在此，本发明实施例并不限定亥姆霍兹共振腔以及弹性连接的喉管12的共振频率(也是最佳的消声频率)，在实施时，本领域技术人员可以根据实际需要进行调整，以对相应频段的噪声进行有效消除。
可以知晓，亥姆霍兹共振腔的共振频率
其中，c为声速，S为喉管12的截面积(若采用喉管12未插入环盖13中心孔的方案，则S为环盖13中心孔的面积)，d为喉管12的内径(若采用喉管12未插入环盖13中心孔的方案，则d为环盖13中心孔的直径)，l为喉管12的长度(若采用喉管12未插入环盖13中心孔的方案，则l为环盖13中心孔的轴向长度)，V为共振腔的容积，在实际应用中，可以根据上述公式对相应参数进行调整，进而可对亥姆霍兹共振腔的共振频率f0进行控制；而单质量动力吸振器的共振频率则与喉管12的重量以及喉管12反向振动时的阻尼有关，为保证吸振的效果，可以使得喉管12具有一定的重量，因此，喉管12也可称之为重质喉管，在实际应用中，可以对喉管12的重量、喉管12反向振动时的阻尼进行调整，以控制单质量动力吸振器的共振频率。
在上述方案中，亥姆霍兹共振腔可以由本发明所提供消声单元1与声源部件的壳壁2围合形成，实际上，该共振腔也可以由消声单元1自身所形成。此时，该消声单元1还可以包括底盖(图中未示出)，底盖可以安装于基座11，具体可以安装于基座11的轴向一端，以与基座11、环盖13围合形成前述的共振腔，其能够取得上述的技术效果。在安装时，可以通过底盖与声源部件的壳壁2相贴合，以吸收和降低声源部件的振动。
在一种实施方式中，环盖13可以为弹性膜，其外缘可以与基座11的内壁面相连，其内缘可以与喉管12的外壁面相连，即环盖13相当于弹性部件，用于实现环盖13与基座11的弹性连接。
进一步地，还可以设置专门的弹性件14，用于连接喉管12和基座11，以提高喉管12的连接可靠性，同时，还可用于增加喉管12振动的阻尼。该弹性件14的数量可以为一个，也可以为多个，当为多个时，各弹性件14可以环绕喉管12间隔分布。
上述弹性件14具体可以为弹力绳、弹性辐条等弹性元件。以弹性辐条为例，如图2所示，该弹性辐条可以呈直角三角形状，其一个直角边可以与喉管12相连，另一个直角边可以同时与环盖13、基座11相连。如此设置，弹性件14、环盖13两个弹性元件的弹性力可以合二为一，以提供更大的阻尼。
在另一种实施方式中，环盖13的外缘可以与基座11的内壁面相连，喉管12可以插接于环盖13的中心孔，并能够相对环盖13进行上下位移，即环盖13与喉管12之间可以不相连。此时，环盖13是否具有弹性已不再重要，环盖13可以为硬质材料，也可以为前述的弹性膜等具有弹性的材料。
由于环盖13不提供弹性力，就需要设置专门的弹性件14，以连接喉管12与基座11，进而通过弹性件14来实现喉管12与基座11之间的弹性连接。弹性件14可以直接与基座11相连，也可以与环盖13相连，以通过环盖13间接与基座11相连。弹性件14的种类、结构可以参照前一种实施方式，在此不做重复性描述。
比较而言，在弹性件14结构相同的前提下，前一种实施方式中喉管12的阻尼更大，且喉管12的连接可靠性也更高，而后一种实施方式中喉管12的连接结构则较为简单；当然，上述两种实施方式均可以实现喉管12的弹性连接，在具体实施时，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。
基座11和/或环盖13的内壁面还可以设置有吸声材料，该吸声材料具体可以为玻璃棉、矿渣棉、无机纤维、合成高分子材材料等形式的多孔材料，以进一步地提高亥姆霍兹共振腔对于噪声的吸收和消除效果。
在使用状态下，消声单元1可以通过粘结剂(如胶水等)贴合于声源部件的壳壁2，以保证消声单元1与声源部件的连接可靠性，同时，对于未设置底壁的消声单元1，也有利于保证基座11与壳壁2之间的密封性，进而提高亥姆霍兹共振腔的消声效果。当然，除了采用粘结剂进行粘合的方案外，也可以采用其他的方式进行固定，例如，卡接、网兜等方式。
针对上述各实施方式所涉及的消声单元1，本发明所提供消声设备可以包括一个消声单元1，也可以包括多个消声单元1，当为多个时，各消声单元1可以间隔设置，以组合形成消声阵列，各消声单元1所能够消除的最佳频率可以相同，也可以不同，具体可以根据声源部件所产生噪音的频率范围而定。
需要强调，尽管本发明所提供消声设备的发明构思来源于针对车辆等交通工具的噪声消除，以提高用户的舒适性体验，但显然，该消声设备的应用范围并不局限于交通工具领域，其还可以设置于其他任何能够产生噪音且需要消除噪音的技术领域。
以上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)
1.一种消声设备，其特征在于，包括至少一个消声单元(1)，所述消声单元(1)包括：
呈环形的基座(11)；
喉管(12)，与所述基座(11)弹性连接；
环盖(13)，用于遮挡所述喉管(12)的外壁面和所述基座(11)的内壁面之间的间隙；
使用状态下，所述基座(11)贴合于声源部件的壳壁(2)，所述基座(11)、所述环盖(13)与所述声源部件的壳壁(2)围合形成共振腔。
2.一种消声设备，其特征在于，包括至少一个消声单元(1)，所述消声单元(1)包括：
呈环形的基座(11)；
喉管(12)，与所述基座(11)弹性连接；
环盖(13)，用于遮挡所述喉管(12)的外壁面和所述基座(11)的内壁面之间的间隙；
底盖，安装于所述基座(11)，并与所述基座(11)、所述环盖(13)围合形成共振腔。
3.根据权利要求1或2所述消声设备，其特征在于，所述环盖(13)为弹性膜，其外缘与所述基座(11)的内壁面相连，其内缘与所述喉管(12)的外壁面相连。
4.根据权利要求3所述消声设备，其特征在于，还包括若干弹性件(14)，所述喉管(12)与所述基座(11)之间还通过所述弹性件(14)相连。
5.根据权利要求4所述消声设备，其特征在于，所述弹性件(14)还与所述环盖(13)相连。
6.根据权利要求5所述消声设备，其特征在于，所述弹性件(14)呈直角三角形状，其一个直角边与所述喉管(12)的外壁面相连，另一直角边与所述环盖(13)、所述基座(11)相连。
7.根据权利要求1或2所述消声设备，其特征在于，所述环盖(13)的外缘与所述基座(11)的内壁面相连，所述喉管(12)插接于所述环盖(13)的中心孔，并能够相对所述环盖(13)进行上下位移；
还包括弹性件(14)，所述喉管(12)与所述基座(11)之间通过所述弹性件(14)相连。
8.根据权利要求1或2所述消声设备，其特征在于，所述基座(11)和/或所述环盖(13)的内壁面还设置有吸声材料。
9.根据权利要求1或2所述消声设备，其特征在于，使用状态下，所述消声单元(1)通过粘结剂贴合于所述声源部件的壳壁(2)。
10.根据权利要求1或2所述消声设备，其特征在于，所述消声单元(1)的数量为多个，各所述消声单元(1)间隔设置，以组合形成消声阵列。
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