CN113374694A - 一种消声器结构及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种消声器结构及其制造方法，该结构包括外管、内管、外挡板和内挡板，该消声器的内挡板的内圈和外圈分别加工成倾斜面，消声器外挡板内圈和外圈分别加工成具有定位作用的圆环形台阶面，消声器内挡板的内圈与消声器内管外壁面采用过盈配合的密封方式，消声器内挡板的外圈与消声器外管内壁面采用过盈配合的密封方式，消声器外挡板与内管间采用零间隙和小间隙配合的双重密封方式。该结构首先将内外管设置为一体的结构，在结构上改变分层形式的消声器结构，提高密封性，在此基础上，通过改变内外挡板的形状，内外挡板与消声器外管和内管的配合方式及密封方式，使得整体消声器整体的密封性能得到提升。
Description
技术领域
本发明属于流体机械减振降噪领域，具体涉及一种消声器结构及其制造方法。
背景技术
回转机械运行过程中不可避免的产生气流噪声，噪声呈现中低频特性，通过管路系统向外辐射。由于金属材质的抗式消声器中低频降噪效果好，结构自身洁净度高减小系统引进杂质的风险，往往优先应用于回转机械管路系统降噪领域。抗式消声器主要基于赫姆霍兹共振腔原理，每个共振腔必须密封不泄露。目前的抗式消声器的在制备过程中为共振腔体一个一个的依次焊接，为了保证消声器共振腔密封不泄露，往往采用全周焊接方法装配各部件，导致消声器制造时间长，成本高，而且由于依次焊接的方法，导致密封性能欠佳，影响降噪效果。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种消声器结构及其制造方法，以解决现有技术中消声器制造时间长，生产成本高的问题，以及现有流程制备出的消声器密封性能欠佳降噪效果差的问题。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种消声器结构，包括同轴设置的外管和内管，所述内管设置在外管中；外管的上端和内管的上端，以及外管的下端和内管的下端均通过外挡板连接；上端的外挡板和下端的外挡板之间有M个内挡板；所述M为≥1的自然数；内挡板和外挡板平行；
所述内挡板和内管过盈配合，所述内挡板和外管过盈配合；
所述外挡板的外圈设置有向消声器内部沿伸的外台阶，外挡板的内圈设置有向消声器内部沿伸的内台阶；
所述外挡板和外管焊接密封，外挡板和内管焊接密封。
本发明的进一步改进在于：
优选的，所述内挡板的内圈和外圈均为倾斜面，所述倾斜面相对于切面倾斜，所述切面为外管周向的切面或者是内管周向的切面。
优选的，所述倾斜面和切面之间夹角小于或等于10°。
优选的，内挡板的外圈直径大于外管的内径，差值为0.2mm～2mm；所述内挡板的内圈直径小于内管的外径，差值为0.2mm～2mm。
优选的，所述外台阶和内台阶的高度均为1mm～10mm。
优选的，所述内台阶和内管在径向小间隙配合。
优选的，所述外管、内管和内挡板的材质为钢、铝、铜或者塑料；所述内挡板的刚度小于或者等于外管及内管的刚度。
优选的，所述内挡板的内圈和外圈均设置有翻边，翻边的朝向为内挡板大端面方向。
优选的，所述翻边的高度为最小壁厚的1倍～10倍，所述最小壁厚为外管壁厚和内管壁厚中的最小值，翻边角度为1°～10°；
所述内圈翻边的直径小于内管外径的0.2mm～2mm，外圈翻边的直径大于外管内径的0.2mm～2mm。
一种消声器结构的制造方法，包括以下步骤：
步骤1，利用外挡板的外台阶和内台阶将消声器外管和内管进行同轴定位。
步骤2，依次将每一个内挡板与内管和外管间采用过盈配合的方式装配到外管轴向上的设定位置；
步骤3，将对称放置的两块外挡板与消声器外管和内管两端压紧后焊接，焊接过程中先用小直径焊丝打底焊接，然后用大直径焊丝盖面焊接，实现密封无泄漏，整个消声器制造结束。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明公开了一种消声器结构，该结构包括外管、内管、外挡板和内挡板，该消声器的内挡板的内圈和外圈分别加工成倾斜面，消声器外挡板内圈和外圈分别加工成具有定位作用的圆环形台阶面，消声器内挡板的内圈与消声器内管外壁面采用过盈配合的密封方式，消声器内挡板的外圈与消声器外管内壁面采用过盈配合的密封方式，消声器外挡板与内管在径向上采用间隙配合，轴向上采用零间隙配合的双重密封方式。该结构首先将内外管设置为一体的结构，在结构上改变分层形式的消声器结构，提高密封性，在此基础上，通过改变内外挡板的形状，内外挡板与消声器外管和内管的配合方式及密封方式，使消声器整体的密封性能得到提升。
本发明还公开了一种消声器的制造方法。该制造方法将消声器内挡板与外管和内管间的装配方法用过盈配合的技术方案替代了传统焊接工艺，既保证了消声器各部件间的密封，又减小了焊接工作量，生产效率显著提高，制造成本大幅降低。消声器外档板与外管和内管间采用两道焊接方法，先用小直径焊丝打底焊接，后用大直径焊丝盖面焊接，保证密封不泄露，改善消声器的密封性能。
附图说明
图1为本发明的消声器结构示意图。
图2为图1中内挡板和内部接触部分的局部放大图。
图3为图1中内挡板和外管接触部分的局部放大图。
图4为本发明所提供消声器制造方法的一种实施方式的结构示意图；
图5为图4中内挡板结构的1/4剖视图。
图中：1-外管、2-内挡板、3-内管、4-外挡板、201-翻边、301-通孔、401-内台阶、402-外台阶。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
请参考附图1-2，其中，图1为本发明的一种消声器结构及消声器制造方法的第一种实施方式的结构示意图；图2为图1中内挡板和内部接触部分的局部放大图。图3为图1中内挡板和外管接触部分的局部放大图。
在第一种具体实施方式中，如图1所示，本发明提供的一种消声器结构及制造方法，所述消声器主要包括外管1，内管3，内挡板2和外挡板4，内管3、外管1、内挡板2和外挡板4为同轴，内管3的上端和外管1的上端通过外挡板4连接，内管3的下端和外管1的下端通过外挡板4连接。在上端的外挡板4和下端的外挡板4之间设置有M个内挡板2，所述M为≥1的自然数，所有的内挡板2在外挡板4之间的具体位置根据设计需求设置，优选的，内挡板2在外挡板4之间为等分设置。内管3沿其上端至下端设置有N组阵列设置的通孔301，所述N为M+1，每一组的通孔301设置有L行，L为≥1的自然数，每一行上的通孔301沿内管3的周向等分布置。
所述内挡板2的内圈和外圈分别设计一个倾斜面，所述倾斜面为相对于切面倾斜；具体的，内圈相对于内管3的侧壁面倾斜，内圈和内管3侧壁面的每一个切面之间都成一定的夹角；外圈相对于外管3的侧壁面倾斜，外圈和外管1侧壁面的每一个切面之间都成一定的夹角，两个夹角能够相同，也能够不同，但均小于等于10°，以满足能够过盈配合的要求。
消声器内挡板2的内圈与消声器内管3外壁面采用过盈配合的密封方式，消声器内挡板2的外圈与外管1内壁面采用过盈配合的密封方式，所述内挡板2的外圈直径大于消声器外管内径的0.2mm～2mm，所述内挡板2的内圈直径小于消声器内管3外径的0.2mm～2mm，实现消声器内挡板2与消声器内管3和外管1间的过盈配合，在液压装置的驱动下，将内挡板2驱动到指定位置，分别用于消声器内管3和外管1的密封。
优选的，内挡板2的锥度小于10°。所述消声器装配过程中消声器内挡板2的锥度方向为内挡板2大截面端面向小截面端面的方向，锥度方向与消声器的气流方向一致，即防止气流长时间冲击挡板2导致消声器内挡板2与消声器外管1和内管3间存在缝隙，避免内挡板2两侧的流体自由流动。
所述消声器外挡板4的内圈和外圈分别增加一个具有定位作用的圆环形的内台阶401，所述消声器外挡板4的内圈上的内台阶401是一个圆环形的平面台阶，内台阶401下沉1mm～10mm，即内台阶401高度为1mm～10mm，用于消声器内管3的同轴度定位以及与消声器内管3两端的密封；消声器外挡板4外圈上的外台阶402是一个圆环形的平面台阶，外台阶402下沉1mm～10mm用于消声器外管1的同轴度定位，即外台阶402的高度为1mm～10mm。
优选地，所述焊接方法主要包括消声器外档板4与外管1的焊接密封，先用小直径焊丝打底焊接，后用大直径焊丝盖面焊接，保证密封不泄露。
优选地，所述消声器外挡板4的内台阶401与消声器内管3在径向上采用小间隙配合，所述小间隙的范围为0～0.5mm，便于装配，减少装配难度。在轴向上利用外界工装将外挡板4与消声器两端压紧后焊接，实现零间隙配合，使消声器外挡板4与内管3两端密封不泄露。消声器外挡板4与内管3间采用零间隙和小间隙配合的双重密封方式。
优选地，所述消声器外管1、内管3和内挡板2可以选择质地较硬的碳钢和不锈钢，也可以选择质地相对较软的铝、铜或者工程塑料。所述消声器内挡板2的刚度小于或者等于外管1和内管3的刚度，利于过盈配合的装配方法，防止消声器外管1和内管3在装配过程中产生变形。
实施例2
请继续参考附图4-附图5，图4为本发明的一种消声器结构及消声器制造方法的第二种实施方式的结构示意图；图5为内挡板2结构的1/4剖视图。该实施例中所有的部分和实施例1均相同，以下涉及的内容为不同的部分。
优选地，消声器内挡板2进行翻边201。
优选地，所述消声器内挡板2的内圈和外圈均有翻边201，翻边201方向为朝向内挡板2大端面的方向，所述内挡板2的外圈翻边201最大直径大于消声器外管内径的0.2mm～2mm，所述内挡板2的内圈翻边201最小直径小于消声器内管3外径的0.2mm～2mm，实现消声器内挡板2与消声器内管3和
外管1间的过盈配合，在液压装置的驱动下，将内挡板2驱动到指定位置，分别用于消声器内管3和外管1的密封。
优选地，消声器内挡板2进行翻边201，翻边201高度为外管1和内管3中壁厚值最小壁厚的1倍～10倍，翻边201角度为1°～10°，该角度为翻边201相对于竖直面的倾斜角度。
所述实施例1和实施例2中消声器的制造方法主要包括消声器内挡板2与外管1和内管3之间，以及内管3与外挡板4间的装配方法，外管1与外挡板4间的焊接方法。更为具体的包括以下步骤：
步骤1，利用外挡板的外台阶和内台阶将消声器外管和内管进行同轴定位。
步骤2，依次将每一个内挡板与内管和外管间采用过盈配合的方式装配到外管轴向上的特定位置；
步骤3，利用外界工装将对称放置的两块外挡板与消声器外管和内管两端压紧后焊接，焊接过程中先用小直径焊丝打底焊接，然后用大直径焊丝盖面焊接，实现密封无泄漏，整个消声器制造结束。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种消声器结构，其特征在于，包括同轴设置的外管(1)和内管(3)，所述内管(3)设置在外管(1)中；外管(1)的上端和内管(3)的上端，以及外管(1)的下端和内管(3)的下端均通过外挡板(4)连接；上端的外挡板(4)和下端的外挡板(4)之间有M个内挡板(2)；所述M为≥1的自然数；内挡板(2)和外挡板(4)平行；
所述内挡板(2)和内管(3)过盈配合，所述内挡板(2)和外管(1)过盈配合；
所述外挡板(4)的外圈设置有向消声器内部沿伸的外台阶(402)，外挡板(4)的内圈设置有向消声器内部沿伸的内台阶(401)；
所述外挡板(4)和外管(1)焊接密封，外挡板(4)和内管(3)焊接密封。
2.根据权利要求1所述的一种消声器结构，其特征在于，所述内挡板(2)的内圈和外圈均为倾斜面，所述倾斜面相对于切面倾斜，所述切面为外管(1)周向的切面或者是内管(1)周向的切面。
3.根据权利要求2所述的一种消声器结构，其特征在于，所述倾斜面和切面之间夹角小于或等于10°。
4.根据权利要求1所述的一种消声器结构，其特征在于，内挡板(2)的外圈直径大于外管(1)的内径，差值为0.2mm～2mm；所述内挡板(2)的内圈直径小于内管(3)的外径，差值为0.2mm～2mm。
5.根据权利要求1所述的一种消声器结构，其特征在于，所述外台阶(402)和内台阶(401)的高度均为1mm～10mm。
6.根据权利要求1所述的一种消声器结构，其特征在于，所述内台阶(401)和内管(3)在径向小间隙配合。
7.根据权利要求1所述的一种消声器结构，其特征在于，所述外管(1)、内管(3)和内挡板(2)的材质为钢、铝、铜或者塑料；所述内挡板(2)的刚度小于或者等于外管(1)及内管(3)的刚度。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的消声器结构，其特征在于，所述内挡板(2)的内圈和外圈均设置有翻边(201)，翻边(201)的朝向为内挡板(2)大端面方向。
9.根据权利要求8所述的一种消声器结构，其特征在于，所述翻边(201)的高度为最小壁厚的1倍～10倍，所述最小壁厚为外管(1)壁厚和内管(3)壁厚中的最小值，翻边(201)角度为1°～10°；
所述内圈翻边(201)的直径小于内管(3)外径的0.2mm～2mm，外圈翻边(201)的直径大于外管(1)内径的0.2mm～2mm。
10.一种消声器结构的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，利用外挡板(4)的外台阶(402)和内台阶(401)将消声器外管(1)和内管(3)进行同轴定位；
步骤2，依次将每一个内挡板(2)与内管(3)和外管(1)间采用过盈配合的方式装配到外管(1)轴向上的设定位置；
步骤3，将对称放置的两块外挡板(4)与消声器外管(1)和内管(3)两端压紧后焊接，焊接过程中先用小直径焊丝打底焊接，然后用大直径焊丝盖面焊接，实现密封无泄漏，整个消声器制造结束。
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