CN116025596A - 一种吸声干涉型消音器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吸声干涉型消音器，属于吸排风机降噪领域，本发明提供的吸声干涉型消音器包括壳体和设置在壳体内的多个通气件，其中壳体包括前面板和后面板，前面板上设有多个第一通气孔和多个第一消音孔，后面板上设有多个第二通气孔，通气件包括通气筒和保护在通气筒外部的第二吸音层，通气筒的筒壁上设有多个第二消音孔。本发明提供的吸声干涉型消音器利用声频干涉原理和声波受迫振动的原理，不仅对中高声频噪音有很好的消音效果，而且对于难处理的低频噪音也有很好的消音效果，适用于60～8000Hz的噪音消声。

Description

一种吸声干涉型消音器

技术领域

本发明涉及吸排风机降噪领域，具体而言，涉及一种吸声干涉型消音器。

背景技术

随着工业的发展，大功率的吸排风机被广泛使用，但风机的功率越大，所产生的噪音也越大。吸排风机本体的噪音可以通过降噪包裹处理进行改善，但是吸排风机的管道由于一定要连接到室外，所以这种管道噪音必须要通过设置在管道和风机之间的消音器来降噪。而且，大功率的吸排风机管道传递到外部空气的噪音往往含有大量不易减衰的低频噪音，这种低频噪音在空气中传播范围非常广，很容易造成周围居民的身体不适和投诉。

现在的吸排风机管道用的消音器大致有以下几种：吸声型消音器、膨胀型消音器、共鸣型消音器、干涉型消音器。这几种消音器中，吸声型消音器为了达到吸声效果，需要内贴吸音材料，往往需要非常长的长度，并且现在已知的吸音材料对低频噪音几乎无用。膨胀型消音器，需要数倍于管道尺寸的空间，并且虽然对低频噪音有一定的作用，但对高频噪音效果很有限。共鸣型和干涉型消音器只能针对特定声频起到降噪效果。

由此可见，工业上对在有限的空间内，对低频到高频噪音都有显著效果的消音器是有很大需求的。

发明内容

本发明所要解决的问题是如何提高消音器的消音能力，从低频到高频均能实现理想的降噪效果。

为解决上述问题，本发明提供一种吸声干涉型消音器，包括壳体和设置在壳体内的多个通气件，所述壳体包括前面板和后面板，所述前面板上设有多个第一通气孔和多个第一消音孔，所述后面板上设有多个第二通气孔，所述通气件包括通气筒和保护在通气筒外部的第二吸音层，所述通气筒的筒壁上设有多个第二消音孔，所述通气件沿所述壳体的前后方向设置，所述通气筒的两端分别从所述第一通气孔和所述第二通气孔穿过，所述壳体内的空余空间填充有第三吸音材料。

在上述技术方案中，气流可以从本发明吸声干涉型消音器的通气件中穿过，噪音声波在穿过消音器时，会被两种消音方式所干扰，进而达到消音的效果。部分噪音声波从前面板进入消音器，这一部分噪音声波在穿过前面板的小孔后，会进入消音器内的第三吸音材料，声波在第三吸音材料中传播后会到达后面板，并在此发生反射，而反射声波则会与之后从前面板传递而来的声波在第三吸音材料中发生干涉，达到干涉消音的效果；另一部分噪音声波从前面板的第一通气孔进入消音器的通气筒，在表面布满消音孔的通气筒的内壁经过多次反射后，最终大部分声波会穿过筒壁的消音孔进入到外包的第二吸音层中，达到一次吸音效果，与此同时，通气筒产生受迫振动，振动产生的能量被包裹的第二吸音层所吸收，达到二次吸音效果。通过两种消音方式，可实现噪音从低频率到高频率的消音降噪。

进一步地，所述通气筒管径为100～300mm。

进一步地，所述第一通气孔与所述第二通气孔的直径相同，所述第一通气孔的直径比所述通气筒的管径大1～5mm。第一通气孔与第二通气孔用于使通气筒穿过，故第一通气孔和第二通气孔的直径应略大于通气筒孔径。

进一步地，所述前面板与所述后面板之间的距离为1000mm～1400mm。风机噪音虽然是由各种不同频率的声波混合而成，但其主要频率基本上都在2000Hz以下，其波长都在100mm以上，本发明的通气筒的筒径设置为100～300mm，所以靠气体压力变化而传播的噪音声波进入到消音器后不会像气体一样从通气筒直接穿过，大部分会被消音器吸收。

进一步地，各所述通气件呈阵列排布，相邻所述通气件相互贴合。此举的目的在于在有限的空间内提高气流的通气量。

进一步地，所述第一消音孔的直径为1～5mm，孔间距为2～6mm。第一消音孔的作用在于使噪音声波穿过，进而进入第二吸音层被其中的吸音材料吸收。

进一步地，所述第二消音孔直径为1～5mm，孔间距为2～6mm。第二消音孔的作用在于使噪音声波穿过，进入第三吸音材料最后与后面板碰撞形成反射声波，最后达到干涉消音的效果。

进一步地，所述壳体包括外框，所述外框的内壁上贴附有第一吸音层。设置第一吸音层的目的在于降低消音器本体的透过噪声，同时加强消音器的整体强度，还可以防止消音器在工作时发生振动。

进一步地，所述第一吸音层的材料为密度在70-80K的高密度玻璃棉，所述第二吸音层的材料为密度在40-50K的中密度玻璃棉，所述第三吸音材料为密度在16-32K的低密度玻璃棉。第二吸音层的作用在于包裹通气筒并作为吸音材料，因此其密度机械强度不宜过大，否则会无法弯曲不易包裹。第三吸音材料考虑到作为填充用，密度过大会导致填充时产生空隙。

进一步地，所述第一吸音层的厚度为50～150mm，所述第二吸音层的厚度为25～100mm。

本发明具备的有益效果：本发明提出在通风管道中设置具有通风不通音效果的消音器，解决背景技术所提及的噪音问题。本发明利用声频干涉原理和声波受迫振动的原理，不仅对中高声频噪音有很好的消音效果，而且对于难处理的低频噪音也有很好的消音效果，适用于60～8000Hz的噪音消声。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中吸声干涉型消音器的结构图；

图2为本发明具体实施方式中吸声干涉型消音器的前面板结构图；

图3为本发明具体实施方式中吸声干涉型消音器的后面板结构图；

图4为本发明具体实施方式中吸声干涉型消音器的通气筒结构图；

图5为本发明具体实施方式中吸声干涉型消音器的通气件结构图；

图6为本发明实验例中吸声干涉型消音器与吸排风管道的结构图。

图中标记说明

1-消音器；11-壳体；12-第一吸音层；13-第三吸音材料；14-通气件；15-第二吸音层；16-前面板；191-第一通气孔；192-第一消音孔；17-后面板；193-第二通气孔；141-通气筒，194-第二消音孔；2-第一进气通风管道；3-第二进气通风管道；4-第一出气通风管道；5-第二出气通风管道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步详细说明，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

本发明的具体实施方式提供一种吸声干涉型消音器1，包括壳体11和设置在所述壳体11内的多个通气件14，所述壳体11包括前面板16和后面板17，所述前面板16上设有多个第一通气孔191和多个第一消音孔192，所述后面板17上设有多个第二通气孔193，所述通气件14包括通气筒141和包裹在通气筒141外部的第二吸音层15，所述通气筒141的筒壁上设有多个第二消音孔194，所述通气件14沿所述壳体11的前后方向设置，所述通气筒141的两端分别从所述第一通气孔191和所述第二通气孔193穿过，所述壳体11内的空余空间填充有第三吸音材料13。

如图1至图5所示，本实施例提供一种吸声干涉型消音器1，对60～8000Hz的噪音均具有良好的降噪效果，消音器1包括壳体11和设置在壳体11内的多个通气件14。为保证消音器的使用寿命和机械强度，在一些优选实施方案中，壳体11、通气筒141可使用镀锌/镀铬金属材料、不锈钢、铝合金等材料。通气筒141的两端分别从第一通气孔191和第二通气孔193穿过，壳体11内的空余空间填充有第三吸音材料13，第三吸音材料13为密度在16-32K的低密度玻璃棉，第三吸音材料13考虑到作为填充用，可以为玻璃棉、泡沫金属、发泡树脂中的一种或多种，密度过大会导致填充时产生空隙。

结合图1和图2，吸声干涉型消音器1的壳体11包括外框10，外框10的内壁上贴附有第一吸音层12，第一吸音层12的材料为密度在70-80K的高密度玻璃棉，厚度为50～150mm，第一吸音层12可以为玻璃棉、泡沫金属、发泡树脂中的一种或多种，在降低消音器1本体的透过噪声的同时，加强消音器1的整体强度，还可以防止消音器1在工作时发生振动，。吸声干涉型消音器1的壳体11包括前面板16，其中前面板16上设有多个第一通气孔191和第一消音孔192，第一通气孔191用于气流和部分噪音声波进入，第一消音孔192的直径为1～5mm，孔间距为2～6mm。第一消音孔192用于部分噪音声波进入。结合图1和图3，吸声干涉型消音器的壳体11还包括后面板17，其中后面板17上设置有多个第二通气孔193，用于连接通气筒141使气流流出。第一通气孔191与第二通气孔193的直径相同，第一通气孔191的直径比通气筒141的管径大1～5mm。

结合图1和图4，前面板16与后面板17之间的距离为1000mm～1400mm。研究表明，以消音对象最低频波长的1/4为基准设计消音器的长度，那么对低频以上的所有频率的噪音都具有显著吸收效果。本发明的消音器可处理的最低频率的噪音频率为60Hz，在室温下，60Hz频率的声波波长为5.6m，其1/4约为1400mm。

结合图1和图5，通气件14由通气筒141和第二吸音层15组成，其中通气筒141的管径为100～300mm。根据流体试验和理论研究，通气筒141的筒径采用100～300mm，60Hz以上的噪音可在通气筒141内完成多次反射进入第二吸音层15被吸收。第二吸音层15的材料为密度在40-50K的中密度玻璃棉，厚度为25～100mm，第二吸音层15可以为玻璃棉、泡沫金属、发泡树脂中的一种或多种，第二吸音层15的作用在于包裹通气筒141并作为吸音材料，因此其密度机械强度不宜过大，否则会无法弯曲不易包裹。

进一步地，各通气件14呈阵列排布，相邻通气件14相互贴合，这可以在有限的空间内提高气流的通气量，提高吸声干涉型消音器的工作效率。

结合图1和图4，通气筒141的筒壁上设有多个第二消音孔194，第二消音孔194直径为1～5mm，孔间距为2～6mm。用于使声波穿过达到一次消音和二次消音的效果。

实验例

本实验例采用上述实施方式中的一种消音器，其具体参数为：壳体11、通气筒141由镀锌钢板制成，壳体11的厚度后6mm，通气筒141厚度为1mm，前面板16上的第一消音孔192的孔径为2mm，孔间距为4mm；通气筒141上的第二消音孔194的孔径为2mm，孔间距为4mm，前面板16和后面板17间距为1100mm，通气筒141筒径为200mm，第二吸音层15选用48K的玻璃棉，其单层厚度为25mm，包裹两层，第一吸音层12选用80K的玻璃棉，厚度100mm，第三吸音材料13选用32K的玻璃棉。

本实验例的实验方法为：通过测试消音器入口处和出口处的噪声差值可评定本发明提供的吸声干涉型消音器的消音性能。具体测试流程如下：

a.安放吸声干涉型消音器，该吸声干扰型消音器在排风管道中的结构如图6所示，吸声干涉型消音器设置在风机与吸排风口之间位置，消音器的前面板和后面板的面积和开孔位置、数量按风机的功率和吸排风要求进行设置，以保证风机正常工作。连接消音器1与第一进气通风管道2、第二进气通风管道3、第一出气通风管道4、第二出气通风管道5，其中第二进气通风管道3和二出气通风管道5为方形，第一进气通风管道2和第一出气通风管道4为台形，消音器1为方形与管道契合；

b.首先测试实验场所的背景噪声，信号发生装置通过扬声器发出粉红色噪声；

c.用噪声测试装置在消声器入口处测试5点，以5点的平均值作为入口处噪声值；

d.同理，使用噪声测试装置在消声器出口处测试5点，以5点的平均值作为出口处噪声值；

e.以消声器入口处和出口处的噪声差值作为消声器的降噪量。

根据以上思路制作的消音器，其消音性能如下表所示：

表1消音性能表

由表1可知，本发明提供的消音器对于63～8000Hz范围的噪音都具有良好的降噪效果，平均降噪量在30分贝左右，其能量降低至10的负3次方，约为千分之一。常用通风管道的噪音约为100分贝左右，设置1个本发明提供的吸声干涉型消音器可将噪音降低至70分贝左右。设通风管道出口与居民区住宅最短距离为100米，70分贝噪音经过100米衰减后降低至30分贝，其计算公式为70-20Log(100)＝30。也就是说，通常情况下在风机管道间设置1个消音器即可达到很好的消声效果。如通风管道噪音大于100分贝或离居民区较近，则可串联设置2个消音器，获得更好的消声效果。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上具体实施方式仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。上面对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以再不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种吸声干涉型消音器，其特征在于，包括壳体(11)和设置在所述壳体(11)内的多个通气件(14)，所述壳体(11)包括前面板(16)和后面板(17)，所述前面板(16)上设有多个第一通气孔(191)和多个第一消音孔(192)，所述后面板(17)上设有多个第二通气孔(193)，所述通气件(14)包括通气筒(141)和包裹在通气筒(141)外部的第二吸音层(15)，所述通气筒(141)的筒壁上设有多个第二消音孔(194)，所述通气件(14)沿所述壳体(11)的前后方向设置，所述通气筒(141)的两端分别从所述第一通气孔(191)和所述第二通气孔(193)穿过，所述壳体(11)内的空余空间填充有第三吸音材料(13)。

2.如权利要求1所述的吸声干涉型消音器，其特征在于，所述通气筒(141)管径为100～300mm。

3.如权利要求2所述的吸声干涉型消音器，其特征在于，所述第一通气孔(191)与所述第二通气孔(193)的直径相同，所述第一通气孔(191)的直径比所述通气筒(141)的管径大1～5mm。

4.如权利要求2所述的吸声干涉型消音器，其特征在于，所述前面板(16)与所述后面板(17)之间的距离为1000mm～1400mm。

5.如权利要求1所述的吸声干涉型消音器，其特征在于，各所述通气件(14)呈阵列排布，相邻所述通气件(14)相互贴合。

6.如权利要求1-5任一所述的吸声干涉型消音器，其特征在于，所述第一消音孔(192)的直径为1～5mm，孔间距为2～6mm。

7.如权利要求1-5任一所述的吸声干涉型消音器，其特征在于，所述第二消音孔(194)直径为1～5mm，孔间距为2～6mm。

8.如权利要求1所述的吸声干涉型消音器，其特征在于，所述壳体(11)包括外框(10)，所述外框(10)的内壁上贴附有第一吸音层(12)。

9.如权利要求8所述的吸声干涉型消音器，其特征在于，所述第一吸音层(12)的材料为密度在70-80K的高密度玻璃棉，所述第二吸音层(15)的材料为密度在40-50K的中密度玻璃棉，所述第三吸音材料(13)为密度在16-32K的低密度玻璃棉。

10.如权利要求9所述的吸声干涉型消音器，其特征在于，所述第一吸音层(12)的厚度为50～150mm，所述第二吸音层(15)的厚度为25～100mm。

Images