CN112489613A - 一种多层消声结构层扰动消声器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多层消声结构层扰动消声器。它包括消声筒、进气气流通道和出气气流通道以及导流装置，导流装置以及进气气流通道和出气气流通道均处于同一中心线上，消声筒内还设置多个消声结构层，从进气气流通道进入到消声筒内的气流能够沿着导流装置流动并使气流内声波与最内侧的消声结构层接触吸收，进而依次通过另外的消声结构层进行吸声。采用上述结构后，使气流内声波与最内侧的消声结构层充分接触吸收，进而依次通过另外的消声结构层进行吸声，进一步提高了吸声效果，更进一步扩大了吸声的频带，可以有效的增加消声效果、减小消声器体积，该结构中在工作过程中不会出现纤维老化导致的设备性能下降问题，也可以避免介质被污染。

Description

一种多层消声结构层扰动消声器

技术领域

本发明涉及一种消声器，具体地说是一种多层消声结构层扰动消声器。

背景技术

目前随着工业和建筑行业的快速发展，在各类设备的使用过程中不可避免的将产生噪声，严重的噪声污染已影响到人们的工作生活。尤其是在发电厂、化工厂等工厂内，在生产中各类设备会产生大量的噪声，噪声值常已经超过85dB，在此环境中工作生活将会有害人们的健康。

现在市场上的消声器多是阻性消声器、阻抗复合式消声器、孔群消声器等，各类消声器各有特点，能适用特定的应用场合，但也都存在一定的局限性，如阻性消声器高频吸收性好，但易老化形成粉末后性能下降严重，同时会污染介质，阻抗复合式消声器、孔群消声器等的消声性能远不如阻性消声器。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种不但不易老化、无污染而且消声性能好的多层消声结构层扰动消声器。

为了解决上述技术问题，本发明的多层消声结构层扰动消声器，包括消声筒、设置在消声筒的两个端部的进气气流通道和出气气流通道以及安装在消声筒内的导流装置，导流装置以及进气气流通道和出气气流通道均处于同一中心线上，消声筒内还设置有位于导流装置外围的多个与导流装置同心的消声结构层，从进气气流通道进入到消声筒内的气流能够沿着导流装置流动并使气流内声波与最内侧的消声结构层接触吸收，进而依次通过另外的消声结构层进行吸声。

所述导流装置包括处于消声筒的中心线上的中心轴以及中心轴外围排布的导流叶片，所述中心轴线的两端分别通过轴承安装有轴承座，所述轴承座通过支架固定安装在消声筒的两个端部的内端面上。

所述导流叶片呈螺旋状盘旋设置在中心轴上，所述导流叶片与中心轴的轴线方向夹角为20°-45°。

所述消声结构层至少包括由穿孔板制成的第一层消声罩和同样由穿孔板制成的位于第一层消声罩外围的第二层消声罩。

所述第一层消声罩的纵向截面形状为连续梯形状或波纹形从而使得外轮廓呈螺旋形结构，第二层消声罩为圆筒状结构。

所述第一层消声罩和第二层消声罩之间形成变截面的腔深，根据公式相对声阻抗Z=r+jωm=jctg(ωD/C)，使沿轴线中存在着不同的D值。

所述第一层消声罩和第二层消声罩的厚度均为0.6mm-1.5mm，所述第一层消声罩和第二层消声罩上的板孔的孔径均为0.2-0.8t，第一层消声罩的穿孔率为2%-2.5%，第二层消声罩的穿孔率为1%-1.5%。

所述第一层消声罩和第二层消声罩上的板孔的形状均为圆形、三角形及正多边形并按正四边形或梅花形节点形式进行布置。

所述消声筒包括筒体以及连接在筒体两个端部的两块带有安装孔的端板，其中一块所述端板的安装孔处安装有进口连接管作为进气气流通道，该块所述端板上设置有位于进口连接管旁侧的疏水管，另外一块所述端板的安装孔处安装有出口连接管作为出气气流通道。

所述消声筒内具有无介质填充物或轻质吸声材料介质填充物。

所述支架设置有三个以上并呈放射状排布在轴承座的圆周上。

采用上述的结构后，由于消声筒内设置的导流装置以及多个与导流装置同心的消声结构层，从进气气流通道进入到消声筒内的气流能够沿着导流装置流动并使气流内声波与最内侧的消声结构层接触吸收，进而依次通过另外的消声结构层进行吸声，特别是第一层消声罩的纵向截面形状为连续梯形状或波纹形从而使得外轮廓呈螺旋形结构，气流在导流装置及第一层消声罩间的空间内螺旋流动，气流内声波与微穿孔板充分接触吸收，同时，第一层消声罩和第二层消声罩之间形成变截面的腔深使沿轴线中存在着不同的D值，从而获得了不同的相对声阻抗Z，以及获得更宽的消声频带，再加上第二层消声罩的作用形成了另一个吸声结构，进一步提高了吸声效果，再者，第一层消声罩的开孔率和第二层消声罩的开孔率不同，从而更进一步扩大了吸声的频带，通过以上的设置，可以有效的增加消声效果、减小消声器体积，另外，该结构中可不含矿物纤维或其他人造纤维，在工作过程中不会出现纤维老化导致的设备性能下降问题，也可以避免介质被污染，是对介质洁净度有较高要求场合（如化工、科学实验等）消声降噪的理想设备；对容许适量纤维介质场所，可以在空腔填充轻质吸声材料（如空调、矿山通风系统）改善噪声频谱特性。

附图说明

图1为本发明多层消声结构层扰动消声器的结构示意图；

图2为本发明中第一层消声罩的立体结构示意图；

图3为本发明中导流装置的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明的多层消声结构层扰动消声器作进一步详细说明。

如图所示，本发明的多层消声结构层扰动消声器，包括由圆形的筒体以及焊接连接在筒体两个端部的两块带有安装孔的端板3构成的消声筒4，即：两块端板3均为圆环状，一块端板3的中心开有与出口连接管相配合的开孔，另外一块端板3的中心开有与出口连接管相配合的开孔，其中一块端板的安装孔处安装有进口连接管2作为进气气流通道，进气气流通道所在的端板上设置有位于进口连接管旁侧的疏水管15，疏水管为1寸不锈钢管，另外一块端板的安装孔处安装有出口连接管作为出气气流通道，进口连接管2和出口连接管均为钢管，在进口连接管2和出口连接管上分别安装有连接法兰1，连接法兰1为凸面法兰，消声筒4通过连接法兰与管道连接，当然，对于其连接结构来说，连接法兰为一般采用凸面法兰，因装备使用条件也可以不限于法兰连接，例如：可以使用焊接、卡环、套管（填料密封）等密封连接结构，消声筒4内安装有导流装置9，所说的导流装置包括处于消声筒的中心线11上的中心轴11以及中心轴外围排布的导流叶片14，导流叶片的材料为不锈钢板，厚度一般为0.6mm-1.5mm；由图可见，导流叶片14呈螺旋状盘旋设置在中心轴11上，导流叶片14与中心轴11的轴线方向夹角为20°-45°，夹角与消声器性能密切相关，中心轴线11的两端分别通过轴承13安装有轴承座12，轴承座12通过支架10固定安装在消声筒的两个端部的内端面上，具体地说支架10设置有三个以上并呈放射状排布在轴承座的圆周上，由图可见，支架一端固定在轴承座上，另一端固定在端板3上，支架10厚度一般为2mm-4mm（随大小及强度要求增加），对中心轴11起支撑和减振作用，由此提高了支撑的稳定性，导流装置9的中心轴11以及进气气流通道和出气气流通道均处于同一中心（轴）线上，消声筒4内还设置有位于导流装置外围的多个与导流装置同心的消声结构层，从进气气流通道进入到消声筒4内的气流能够沿着导流装置流动并使气流内声波与最内侧的消声结构层接触吸收，进而依次通过另外的消声结构层进行吸声。

进一步地，所说的消声结构层至少包括由穿孔板制成的第一层消声罩6和同样由穿孔板制成的位于第一层消声罩6外围的第二层消声罩5，本实施例中，消声筒4内只设置有第一层消声罩6和第二层消声罩5，第二层消声罩5与消声筒4之间留有第二空腔7，第一层消声罩6与第二层消声罩5之间留有第一空腔8且第一层消声罩6与导流叶片之间留有间隙，第一空腔8间距为30mm-60mm，第二空腔7间距为50mm，且空腔内不填充任何吸声材料，第一层消声罩6和第二层消声罩5的厚度均为0.6mm-1.5mm，第一层消声罩6和第二层消声罩5上的板孔的孔径均为0.2-0.8t，第一层消声罩6的穿孔率为2%-2.5%，第二层消声罩5的穿孔率为1%-1.5%，由图可见，第一层消声罩6的纵向截面形状为连续梯形状或波纹形从而使得外轮廓呈螺旋形结构，表面开有微型小孔，第二层消声罩5为圆筒状结构，表面开有微型小孔，第一层消声罩6和第二层消声罩5之间形成变截面的腔深，根据公式相对声阻抗Z=r+jωm=jctg(ωD/C)，使沿轴线中存在着不同的D值。

另外需要说明的是，消声器微孔板的孔形状及布置形式与消声器性能密切相关，第一层消声罩6和第二层消声罩5上的板孔的形状均包括圆形、三角形及其它正多边形并按正四边形或梅花形节点形式进行布置。

再进一步地，还可以在消声筒4的第一空腔和第二空腔内填充有无介质填充物或轻质吸声材料介质（密度小于100kg/m3超细纤维棉）填充物，适应不同消声器工况条件。

使用时，可以将两台或多台本发明的双层微穿孔板消声器进行串联、并联或串并联结合的方式组合成各种不完全相同的组合式消声器，其中，单一的消声器的进出口结构及组合式消声器的进出口直径可以不同，与设备或管道的连接变径管可以用异径管、异径法兰等形式。

本发明饿工作原理如下：

通过设置在消声筒中心（轴）线位置上的导流装置以及螺旋形的第一层消声罩6，使进入消声器的气流能够经过导流充分进入到第一层消声罩6和第二层消声罩5，气流在导流装置及第一层消声罩6间的空间内螺旋流动，气流内声波与微穿孔板充分接触吸收，从消声器的横截面上看，第一层消声罩6和第二层消声罩5之间为变截面的腔深，根据公式相对声阻抗Z=r+jωm=jctg(ωD/c)，其中D为腔深，通过以上结构，使沿轴线中存在着不同的D值，从而获得了不同的相对声阻抗Z，以及获得更宽的消声频带，同时通过第二层消声罩5及与消声筒间的腔体，形成了另一个微穿孔吸声结构，第二层消声罩5的开孔率与第一层消声罩6不同，从而更进一步扩大了吸声的频带。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种双层微穿孔板消声器，其特征在于：包括消声筒（4）、设置在消声筒的两个端部的进气气流通道和出气气流通道以及安装在消声筒内的导流装置（9），所述导流装置（9）以及进气气流通道和出气气流通道均处于同一中心线上，所述消声筒（4）内还设置有位于导流装置外围的多个与导流装置同心的消声结构层，从进气气流通道进入到消声筒（4）内的气流能够沿着导流装置流动并使气流内声波与最内侧的消声结构层接触吸收，进而依次通过另外的消声结构层进行吸声。

2.按照权利要求1所述的双层微穿孔板消声器，其特征在于：所述导流装置包括处于消声筒的中心线（11）上的中心轴（11）以及中心轴外围排布的导流叶片（14），所述中心轴线（11）的两端分别通过轴承（13）安装有轴承座（12），所述轴承座（12）通过支架（10）固定安装在消声筒的两个端部的内端面上。

3.按照权利要求2所述的双层微穿孔板消声器，其特征在于：所述导流叶片（14）呈螺旋状盘旋设置在中心轴（11）上，所述导流叶片（14）与中心轴（11）的轴线方向夹角为20°-45°。

4.按照权利要求1-4之一所述的双层微穿孔板消声器，其特征在于：所述消声结构层至少包括由穿孔板制成的第一层消声罩（6）和同样由穿孔板制成的位于第一层消声罩（6）外围的第二层消声罩（5）；所述第一层消声罩（6）的纵向截面形状为连续梯形状或波纹形从而使得外轮廓呈螺旋形结构，第二层消声罩（5）为圆筒状结构。

5.按照权利要求5所述的双层微穿孔板消声器，其特征在于：所述第一层消声罩（6）和第二层消声罩（5）之间形成变截面的腔深，根据公式相对声阻抗Z=r+jωm=jctg(ωD/C)，使沿轴线中存在着不同的D值。

6.按照权利要求5或6所述的双层微穿孔板消声器，其特征在于：所述第一层消声罩（6）和第二层消声罩（5）的厚度均为0.6mm-1.5mm，所述第一层消声罩（6）和第二层消声罩（5）上的板孔的孔径均为0.2-0.8t，第一层消声罩（6）的穿孔率为2%-2.5%，第二层消声罩（5）的穿孔率为1%-1.5%。

7.按照权利要求7所述的双层微穿孔板消声器，其特征在于：所述第一层消声罩（6）和第二层消声罩（5）上的板孔的形状均为圆形、三角形及正多边形并按正四边形或梅花形节点形式进行布置。

8.按照权利要求1、2、3、5、6或8所述的双层微穿孔板消声器，其特征在于：所述消声筒（4）包括筒体以及连接在筒体两个端部的两块带有安装孔的端板（3），其中一块所述端板的安装孔处安装有进口连接管（2）作为进气气流通道，该块所述端板上设置有位于进口连接管旁侧的疏水管（15），另外一块所述端板的安装孔处安装有出口连接管作为出气气流通道。

9.按照权利要求9所述的双层微穿孔板消声器，其特征在于：所述消声筒（4）内具有无介质填充物或轻质吸声材料介质填充物。

10.按照权利要求2或3所述的双层微穿孔板消声器，其特征在于：所述支架（10）设置有三个以上并呈放射状排布在轴承座的圆周上。

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