CN111853412B - 一种降低噪声的消声装置 - Google Patents

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    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/02—Energy absorbers; Noise absorbers
    • F16L55/033—Noise absorbers

Abstract

本发明涉及一种由共振器的结构紧奏相连形成的降低噪声的消声装置。该消声装置中侧枝共振器以周期距离布置于主管道两侧，两个侧枝共振器的中间嵌入亥姆霍兹共振器，每个共振器通过壁面紧密相连。该装置中的侧枝共振器的尺寸相同，亥姆霍兹共振器的尺寸不同，共振器按上述紧密相连，不仅避免了相同共振频率的共振器因间距太小造成消声性能下降的问题，还通过在有限的空间组合亥姆霍兹共振器与侧枝共振器，形成了可以耗散较宽频率范围内的噪声的作用。

Description

一种降低噪声的消声装置
技术领域
本发明涉及一种降低噪声的消声装置，更具体而言涉及一种由共振器的结构紧奏相连形成的能够降低宽频噪声的消声装置。
背景技术
噪声作为影响人类生活质量的污染之一，受到广大科学家的关注，长时间的噪声干扰，不仅机械设备的工作性能、效率以及工作寿命受到影响，而且严重情况下会损害人类的身体健康。随着时代发展，人们对降低噪声的要求越来越高。
通常降低噪声的方法为安装消声器，而利用共振器消除噪声是一种应用广泛的降噪技术，由于共振器结构简单，又能有效的减弱某一特定频率的噪声，所以共振器在噪声控制中是一个重要手段，然而共振器只能对一个较窄的频率范围内的噪声有良好的耗散作用，而要消除宽频带噪声，就需要多个共振器周期相连形成声子晶体，然而这需要巨大的空间位置，如若在有限空间内相同共振器间的间距太小，会导致其消声效果不升反降。多个共振器在周期连接时不仅需要考虑空间位置大小，还需考虑共振器间的相互抵消作用，因此在应用时受到一定限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够降低宽频噪声的消声装置，解决了因在有限空间内将具有相似共振频率的共振器的放置太近，导致增加共振器的好处无法实现的问题，进一步的拓宽了消声装置的消声带宽。
本发明通过如下方式实现：
本发明提供一种降低噪声的消声装置，包括：进出管道、侧枝共振器和亥姆霍兹共振器，所述的侧枝共振器以周期距离布置于管道两侧，所述的亥姆霍兹共振器镶嵌于侧枝共振器之间，所述的侧枝共振器和亥姆霍兹共振器的通过壁面紧密相连，形成以一个半封闭的长方体或正方体。
进一步，所述的侧枝共振器的共振频率相同。
所述的侧枝共振器的共振频率计算表达式为
f＝(c/l)*(2n+1)/4,n＝0,1,2,…，n；
其中c为声速，l为侧枝管管长，每个侧枝共振器的尺寸完全相同。
进一步，所述的亥姆霍兹共振器的共振频率不相同。
所述的亥姆霍兹共振器的共振频率计算表达式为
Figure BDA0002612108610000021
其中S1为颈部横截面积，l1为颈部长度，V为空腔的体积，每个亥姆霍共振器的尺寸不一样。
进一步，所述的镶嵌于侧枝共振器间的亥姆霍兹共振器数量不等，可以为1个或多个。
进一步，所述的消声装置为完全对称装置。
本发明的有益之处在于：其结构简单，解决具有相似共振频率的共振器的放置太近，导致增加共振器的好处无法实现的问题，同时也节省了空间。也能够拓宽消声装置的消声频带。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1为本发明的组织结构示意图；
图2为实施例一的内部结构示意图；
图3为实施例二的内部结构示意图；
图4为实施例三的内部结构示意图；
图5为实施例一的传递损耗图；
图6为实施例二的传递损耗图；图7为实施例三的传递损耗图。
其中：1、2、3、4-侧枝共振器，5、6、7-亥姆霍兹共振器组，8、9-管道。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做更详细地描述，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例一：
参照图1及图2，本实施例的消声装置包括四个侧枝共振器1、2、3、4以及三个亥姆霍兹共振器组5、6、7。4个侧枝共振器1、2、3、4的尺寸大小要完全一样且等间距排布；亥姆霍兹共振器组5、6和7分别由一、二、三个亥姆霍兹共振器组成，且每个亥姆霍兹共振器尺寸不一，三个亥姆霍兹共振器组5、6、7分别插入到四个侧枝共振器1、2、3、4之间。
参照图5为本示例性实施例的消声装置由有限元计算得到的传递损失曲线图，从图可以看出通过上述方式来并联设置侧枝共振器和亥姆霍兹共振器其中插入的亥姆霍兹共振器个数不影响侧枝共振器的共振频率，且可以得到更宽的消声频带。
实施例二
参照图1及图3，本实施例的消声装置包括四个侧枝共振器1、2、3、4以及三个亥姆霍兹共振器组5、6、7。4个侧枝共振器1、2、3、4的尺寸大小要完全一样且等间距排布；亥姆霍兹共振器组5、6和7分别由二、二、三个亥姆霍兹共振器组成，且每个亥姆霍兹共振器尺寸不一，三个亥姆霍兹共振器组5、6、7分别插入到四个侧枝共振器1、2、3、4之间。
参照图6为本示例性实施例的消声装置由有限元计算得到的传递损失曲线图，从图可以看出通过上述方式来并联设置侧枝共振器和亥姆霍兹共振器其中插入的亥姆霍兹共振器个数不影响侧枝共振器的共振频率，且可以得到更宽的消声频带。
实施例三
参照图1及图4，本实施例的消声装置包括四个侧枝共振器1、2、3、4以及三个亥姆霍兹共振器组5、6、7。4个侧枝共振器1、2、3、4的尺寸大小要完全一样且等间距排布；亥姆霍兹共振器组5、6和7分别由二、二、三个亥姆霍兹共振器组成，且每个亥姆霍兹共振器尺寸不一，三个亥姆霍兹共振器组5、6、7分别插入到四个侧枝共振器1、2、3、4之间。
参照图7为本示例性实施例的消声装置由有限元计算得到的传递损失曲线图，从图可以看出通过上述方式来并联设置侧枝共振器和亥姆霍兹共振器其中插入的亥姆霍兹共振器个数不影响侧枝共振器的共振频率，且可以得到更宽的消声频带。

Claims (2)

1.一种降低噪声的消声装置，其特征在于，适用于小空间的消音，其包括：具有亥姆霍兹共振器组和有相同尺寸大小的侧枝共振器，侧枝共振器等间距放置，在侧枝共振器间嵌入亥姆霍兹共振器组，共振器间通过壁面紧密相连；共振器依次连接形成的半封闭的长方体或正方体，所述侧枝共振器共四组，亥姆霍兹共振器组数量为三组，消声装置的两端分别与管道相连；三组亥姆霍兹共振器组分别由一、二和三个亥姆霍兹共振器组成，且每个亥姆霍兹共振器尺寸不一，并且三组亥姆霍兹共振器从声波传入的管口到声波传出的管口依次排列，所述亥姆霍兹共振器为“7”字型，包括长板，与长板一端连接且垂直于长板的顶板以及垂直于顶板的短板，侧枝共振器其共振频率相等，亥姆霍兹共振器的共振频率各不相同。
2.根据权利要求1所述的消声装置，其特征在于，侧枝共振器和亥姆霍兹共振器组分别关于管道轴线对称设置。
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