CN112628516A - 频率可调式水管路消声器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种频率可调式水管路消声器，包括消声器外壳，在所述消声器外壳的两端壁上分别支承有可轴向移动的可调进水穿孔管和可调出水穿孔管；在所述消声器外壳壳腔内固定设置有固定进水穿孔管和固定出水穿孔管，该固定进水穿孔管和固定出水穿孔管通过节流环相互固定连接；固定进水穿孔管套装于可调进水穿孔管上，固定出水穿孔管套装于可调出水穿孔管上；在消声器外壳壳腔内还固定设置有分隔穿孔管，在分隔穿孔管与消声器外壳之间形成外腔，分隔穿孔管的管内侧为膨胀腔。可调进水穿孔管和可调出水穿孔管与消声器外壳对应的支承面上设置有密封件。该消声器具有消声频率可调、流动阻力低的优点。

Description

频率可调式水管路消声器

技术领域

本发明涉及一种水管道用消声技术装备，尤其涉及用于抑制水管路系统动力噪声的消声器。

背景技术

水管路系统在电力、石化等各类工业装置，以及船舶、舰艇和日常生活中广泛应用；振动噪声是管路系统中普遍存在的问题。在舰艇及民用船舶上存在各种程度的管道噪声，如进排水管路噪声、船舶通海管噪声等等。而对于潜艇而言，由于艇内空间狭小，管道噪声问题尤为突出，不仅影响船舶的隐蔽性，而且会对海洋声学环境产生较大影响。

管路系统中各类水泵在工作状态下，由于周期性吸排水的工作特点，在管路内不可避免地产生较强的流体动力性噪声，这类噪声呈现出明显的低频线谱和中高频的连续谱特点。为获得管口附近比较安静的声学环境，需要在管路上安装消声器，良好的消声器设计需要覆盖声级较高的主要频带，并对不同的频段结合降噪要求达到所需的降噪量，从而实现声学意义上的优化设计。此外，水管路消声器设计除需满足消声指标要求外，还应做到流动阻力低，结构上满足强度要求和工作状态要求等。

现有的水动力消声器主要是由空气消声器演化而来的扩张式、共振式等抗性消声结构以及蓄能器，一方面由于水管路中的水噪声和空气噪声具有不同的介质，其消声机理也存在较大差异，空气消声器并不完全适用水消声；另一方面在水管路系统中，除由泵和阀门等主要噪声源产生的低频噪声，还存在中高频噪声，很难通过单一消声模式进行足够的衰减。同时现有的水动力消声器其固有频率也是固定不变的，限制了消声器的应用范围，因而在现有管路中安装的水管路消声器，往往存在消声频带窄，难以覆盖声级较高的噪声频带，并且容易在管路中形成较大的流动阻力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种频率可调式水管路消声器，它不仅结构合理、流动阻力低，而且能调整消声频率、并实现宽频带消声。

为了解决上述技术问题，本发明的频率可调式水管路消声器，包括消声器外壳，在所述消声器外壳的两端壁上分别支承有可轴向移动的可调进水穿孔管和可调出水穿孔管；在所述消声器外壳壳腔内固定设置有固定进水穿孔管和固定出水穿孔管，该固定进水穿孔管和固定出水穿孔管通过节流环相互固定连接；固定进水穿孔管套装于可调进水穿孔管上，固定出水穿孔管套装于可调出水穿孔管上；在消声器外壳壳腔内还固定设置有分隔穿孔管，在分隔穿孔管与消声器外壳之间形成外腔，分隔穿孔管的管内侧为膨胀腔。

优选地，所述可调进水穿孔管和可调出水穿孔管的中心线处于消声器外壳的中心线上。

优选地，所述可调进水穿孔管与消声器外壳对应的支承面上设置有密封件；所述可调出水穿孔管与消声器外壳对应的支承面上也设置有密封件。

优选地，所述密封件为O型密封圈或/和唇形密封圈。

优选地，所述消声器壳体的两端均设置有定位螺钉，该定位螺钉分别对应于可调进水穿孔管和可调出水穿孔管。

优选地，所述节流环的外径与固定进水穿孔管和固定出水穿孔管外径相等，该节流环的内径小于可调进水穿孔管和可调出水穿孔管的内径。

优选地，所述节流环的横截面为等腰梯形。

优选地，所述可调进水穿孔管和固定进水穿孔管上的穿孔孔径相等，该穿孔孔径为10mm；穿孔率为20%；所述可调出水穿孔管和固定出水穿孔管上的穿孔孔径相等，该穿孔孔径为10mm，穿孔率为20%。

优选地，所述分隔穿孔管上的穿孔孔径为6mm，分隔穿孔管的穿孔率为20%。

在上述结构中，由于在消声器外壳两端均设置有可轴向移动套接的可调穿孔管和固定穿孔管，可调穿孔管和固定穿孔管之间可以调整并锁定相对位置，通过其轴向相对位置的调整以改变两个穿孔段的孔隙重合度，继而改变整个消声器的穿孔率和实际孔径大小，从而改变穿孔阻抗，使其声学性能可调；当穿孔管的实际穿孔率较低时，消声器的流体阻力损失较小，随着穿孔率的增加，有效消声频带随之升高；因此调整穿孔管上孔隙重合度，改变了整个消声器的穿孔率，进而改变消声器的消声频率，以适应不同噪声频率的消声要求，实现消声频率可调性强，能够有效地抑制宽频水动力性噪声。

又由于在分隔穿孔管与消声器外壳之间形成外腔，分隔穿孔管的管内侧形成膨胀腔，使得消声器沿输水管流道形成膨胀结构，声波在该管道截面的突扩造成通道内声阻抗突变，使声波传播方向发生改变，在管道内发生反射、干涉现象，从而有效实现了中低频噪声的消声；分隔穿孔管采用管壁穿孔结构，穿孔的阻尼作用将声能转化为热能而耗散，大大降低噪声脉动，扩张穿孔管上的穿孔在流体粘性作用下产生阻尼实现了对高频噪声的消声。

还由于在固定进水穿孔管和固定出水穿孔管之间设置有节流环，一方面通过节流环的流道膨胀，使声波在节流环截面上发生突扩造成该通道内声阻抗突变，在该管道再次发生反射、干涉现象，形成二次的中低频噪声消声；另一方面节流环的分流作用，迫使部分水流分别可调穿孔管和固定穿孔管间的间隙流道以及节流环内孔流道分流，使水流的流速大大降低，水流压力减少，有效地抑制喷流产生的二次噪声。本发明消声器采用直通式结构，使得流动阻力低，并且能方便地清理管中杂物，从而实现了高、中、低频带的宽频消声。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明频率可调式水管路消声器作进一步详细说明。

图1是本发明频率可调式水管路消声器一种具体实施方式的剖面结构示意图。

图中，1—消声器外壳、2—可调进水穿孔管、3—固定进水穿孔管、4—分隔穿孔管、5—膨胀腔、6—外腔、7—节流环、8—可调出水穿孔管、9—固定出水穿孔管、10—出水管法兰、11—定位螺钉、12—密封件、13—进水管法兰。

具体实施方式

如图1所示的频率可调式水管路消声器，消声器外壳1由圆管段和两端端板组成，圆管段和端板通过焊接而相互固定连接成消声器外壳壳体。圆管结构的可调进水穿孔管2和可调出水穿孔管8分别穿过消声器外壳1前、后两端的端板而支承于消声器外壳1的两端壁板上，可调进水穿孔管2和可调出水穿孔管8的外伸端分别固定设置有出水管法兰10和进水管法兰13，以便将该消声器串联于水管路上。可调进水穿孔管2和可调出水穿孔管8的中心线处于消声器外壳1的中心线上。

可调进水穿孔管2和可调出水穿孔管8伸入消声器外壳1壳腔内的伸入端的管壁上设置有穿孔，该可调进水穿孔管2和可调出水穿孔管8穿孔孔径相等，其穿孔孔径均为10mm；穿孔率均为20%。可调进水穿孔管2可移动地支承于消声器外壳1对应的支承面上，在该支承面上设置有密封件12；可调出水穿孔管8也是可移动地支承于消声器外壳1对应的支承面上，在该支承面上也设置有密封件12。该密封件12为两道O型密封圈，也可以是两道唇形密封圈，或者是一道O型密封圈和一道唇形密封圈。在消声器壳体1两端设置有定位螺钉11，该定位螺钉11位于可调进水穿孔管2和可调出水穿孔管8支承面对应位置，使得定位螺钉11分别对应于可调进水穿孔管2和可调出水穿孔管8，松开定位螺钉11可以沿轴向移动可调进水穿孔管2或可调出水穿孔管8，锁定定位螺钉11则可以将可调进水穿孔管2和可调出水穿孔管8锁定于消声器外壳1。

在消声器外壳1壳腔内固定设置有固定进水穿孔管3和固定出水穿孔管9，该固定进水穿孔管3和固定出水穿孔管9通过节流环相互固定连接；固定进水穿孔管3、固定出水穿孔管9和节流环7处于同一轴心线上，且固定进水穿孔管3和固定出水穿孔管9分别固定连接于节流环7的两侧。节流环7的外径与固定进水穿孔管3和固定出水穿孔管9外径相等，该节流环7的内径小于可调进水穿孔管2和可调出水穿孔管8的内径，节流环7的横截面为等腰梯形。节流环7的结构能引导部分流体从前段穿孔进入到膨胀腔中，而倾斜的梯形腰部又能减小流体的流动阻力。

固定进水穿孔管3套装地位于可调进水穿孔管2上，固定出水穿孔管9也是套装地位于可调出水穿孔管8上；沿轴向移动调节可调进水穿孔管2与固定进水穿孔管3的相对套接位置，就可以改变可调进水穿孔管2与固定进水穿孔管3的实际孔径大小；同样沿轴向移动调节可调出水穿孔管8与固定出水穿孔管9的相对套接位置，可以改变可调出水穿孔管8与固定出水穿孔管9的实际孔径大小。可调进水穿孔管2和固定进水穿孔管3上的穿孔孔径相等，该穿孔孔径为10mm；穿孔率为20%；可调出水穿孔管8和固定出水穿孔管9上的穿孔孔径也相等，该穿孔孔径也为10mm，穿孔率为20%。

在消声器外壳1壳腔内还固定设置有分隔穿孔管4，在分隔穿孔管4与消声器外壳1之间形成外腔6，分隔穿孔管4的管内侧为膨胀腔5。分隔穿孔管4上的穿孔孔径为6mm，分隔穿孔管4的穿孔率为20%。

Claims (9)

1.一种频率可调式水管路消声器，包括消声器外壳（1），其特征在于：在所述消声器外壳(1)的两端壁上分别支承有可轴向移动的可调进水穿孔管（2）和可调出水穿孔管（8）；在所述消声器外壳（1）壳腔内固定设置有固定进水穿孔管（3）和固定出水穿孔管（9），该固定进水穿孔管(3)和固定出水穿孔管（9）通过节流环(7)相互固定连接；固定进水穿孔管（3）套装于可调进水穿孔管（2）上，固定出水穿孔管（9）套装于可调出水穿孔管(8)上；在消声器外壳（1）壳腔内还固定设置有分隔穿孔管（4），在分隔穿孔管（4）与消声器外壳（1）之间形成外腔（6），分隔穿孔管（4）的管内侧为膨胀腔（5）。

2.根据权利要求1所述的频率可调式水管路消声器，其特征在于：所述可调进水穿孔管（2）和可调出水穿孔管（8）的中心线处于消声器外壳（1）的中心线上。

3.根据权利要求1所述的频率可调式水管路消声器，其特征在于：所述可调进水穿孔管（2）与消声器外壳（1）对应的支承面上设置有密封件（12）；所述可调出水穿孔管（8）与消声器外壳（1）对应的支承面上也设置有密封件（12）。

4.根据权利要求3所述的频率可调式水管路消声器，其特征在于：所述密封件（12）为O型密封圈或/和唇形密封圈。

5.根据权利要求1所述的频率可调式水管路消声器，其特征在于：所述消声器壳体（1）的两端均设置有定位螺钉（11），该定位螺钉（11）分别对应于可调进水穿孔管（2）和可调出水穿孔管（8）。

6.根据权利要求1所述的频率可调式水管路消声器，其特征在于：所述节流环（7）的外径与固定进水穿孔管（3）和固定出水穿孔管（9）外径相等，该节流环（7）的内径小于可调进水穿孔管（2）和可调出水穿孔管（8）的内径。

7.根据权利要求6所述的频率可调式水管路消声器，其特征在于：所述节流环（7）的横截面为等腰梯形。

8.根据权利要求1所述的频率可调式水管路消声器，其特征在于：所述可调进水穿孔管（2）和固定进水穿孔管（3）上的穿孔孔径相等，该穿孔孔径为10mm；穿孔率为20%；所述可调出水穿孔管（8）和固定出水穿孔管（9）上的穿孔孔径相等，该穿孔孔径为10mm，穿孔率为20%。

9.根据权利要求1所述的频率可调式水管路消声器，其特征在于：所述分隔穿孔管（4）上的穿孔孔径为6mm，分隔穿孔管（4）的穿孔率为20%。

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