CN1727675A - 声压缩器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种声压缩器，其包括声共振器和由声共振器底座处的致动器所致动的作往复运动的活塞。阀装置设置在声共振器的上端。该阀装置包括吸入腔和排出腔。外部空气通过入口被馈送到吸入腔，并且通过吸入孔被吸入到声共振器。然后，声共振器中的空气由往复运动的活塞压缩。排出腔具有排出孔和通向外部的出口。向外止回阀的阀打开阻力要大于位于吸入孔中的向内止回阀。当共振器中的空气压力大于某一数值时，通过打开向外止回阀高压空气通过排出孔被传送到排出腔并通过所述出口排出到外侧。

Description

声压缩器

技术领域

本发明涉及一种用于气体的声压缩器，其中，基于声音的共振来利用气体压力振幅变化。

背景技术

在公知的一种声压缩器中，活塞通过声共振器的大直径底座中的致动器以微小振幅轴向地往复运动，由此通过小直径的端部由声共振器中随活塞往复运动所产生的压力变化将吸入到声共振器中的气体排出。

这种声压缩器是基于声音驻波的压力变化振幅所构成的，该压力变化振幅是由管中气体柱的共振所产生的，该气体柱的共振涉及该活塞以微小振幅所做的轴向往复运动。操作部分仅是用于使活塞在声共振器的底座里作往复运动的致动器。因此，结构是非常简单且不太可能发生误操作。预期这种声压缩器在将来会被广泛地使用。

但是，在这种声压缩器中，气体的吸入和排出仅是通过微幅振动的活塞而进行的。基本的问题在于所获得的压缩比是小的。

发明内容

针对不足之处，本发明的目的在于提供一种声压缩器，其中的高压的压缩气体是通过非常简单的装置所获得，该压缩器小，因此极大地增加了它的应用。

附图说明

通过结合附图对本发明的实施例所作的说明会使本发明的特点和优势更加显而易见。

图1是根据本发明的一种声压缩器实施例的垂直剖面图；

图2是根据本发明的另一种声压缩器实施例的垂直剖面图。

具体实施方式

图1是根据本发明的一种声压缩器实施例的垂直剖面图。在该种声压缩器中，致动器2被安装到声共振器1下端的大直径底座，而阀3被安装在小直径的上端。

该声共振器1具有共振腔4，共振腔4的下端直径大而上端直径小。共振腔4的内表面由下列公式所示出：

$r\left(x\right)=\frac{r_p-r_0}{2}\cos \left(\frac{\mathrm{\π}}{L}x\right)+\frac{r_p+r_0}{2}$

其中L是共振腔的长度，r_p是下端的半径，r₀是上端的半径，上端用于吸入和排出气体。

致动器2的功能是作为支撑并且使活塞5往复运动。该活塞5由轻质合金制成并且与共振腔4的下端相接合。密封件6接合在活塞5的外轴面上。

该声共振器1具有放置在致动器2上表面的向外的凸缘7。该向外的凸缘7通过使用适当数量的螺钉被紧固在致动器2上。

阀3包括吸入腔12，其包括入口9和具有吸气式向内止回阀10的吸入孔12，该止回阀位于底壁3a的下表面；吸入腔12还包括排出腔16，该排出腔具有排气孔15，排气孔15具有压缩气体向外的止回阀14，该止回阀位于底壁3a的上表面。阀3被安装在声共振器1的上端。

向内和向外的止回阀10、14包括簧片阀和橡胶板阀，它们分别由安装在吸入腔12底壁下表面和安装在排出腔16底壁上表面的薄钢板所制成。向内和向外的止回阀10、14也可以制成球状或其它形状。

向外止回阀14的打开阻力要远大于向内止回阀10的打开阻力。该原因会在下面进行描述。

吸入腔12和排出腔16由分隔壁17分隔开来。

致动器2的驱动频率由函数合成器(未示出)被控制在大约0.1Hz。

活塞5在声共振器1下端的大直径底座处以微小振幅轴向往复运动。因此，当声共振器1中的压力振幅变成非常小的数值时，空气通过入口9被吸入，引入到吸入腔12并且通过吸入孔11和向内止回阀10被吸入到声共振器1。另外，当声共振器1中的压力振幅变成非常大的数值时，空气从声共振器1传送出来并且从排出腔16的出口13通过排出孔15和向外止回阀14，在压力作用下被排出。

如上所述，在示出的实施例中，排出孔15的向外止回阀14的打开阻力要远大于在吸入孔11中的向内止回阀10的打开阻力。

在操作开始时，通过吸入孔11和向内止回阀10吸入到共振腔4中的空气不会从排出孔15直接地排出，而是只有在共振腔4中的压力升高至某一数值后空气才会通过排出孔15和出口13通过打开的向外止回阀14被排出。

于是，在活塞5移动前，空气通过吸入腔12的入口9和吸入孔11被引入到共振腔4。然后，空气由活塞5的往复运动被压缩，当共振腔4中的压力超过某一数值时通过打开止回阀14，被压缩的孔器通过排出孔15排出。因此，可以获得通过出口13排出的高压空气。

因此，与止回阀10、14的打开阻力彼此相等的情况相比，随着往复运动而吸入以及排出共振腔4中的气体密度变大，因此增加了排出压力和数量。

图2是本发明的另一种实施例。

压力橡胶袋18被放置在声共振器1的共振腔4的内表面上，其上端18a稍低于吸入孔11和排出孔15，压缩气体19通过位于声共振器1侧壁中的馈送孔21经由阀20被馈送到压力袋18。

随着活塞5往复运动，通过吸入孔4吸入到共振腔4中的气体压在压力袋18的上端18a而产生一定量的变形，并且随着上端18a的上下运动，外部气体被吸入到位于共振腔4中的小直径的上端。当处于此部分的气体压力超过某一数值时，气体从排出孔15排出。与活塞5相比，压力袋18的小直径的上端18a以更大的冲程进行强烈的往复运动，因此共振腔4的上端内部空间被压缩而获得更大的排出压力。

上面所述仅涉及本发明的实施例。对于本领域技术人员来说，可以在不背离权利要求的范围内进行各种改变和修改。

Claims (3)

1、一种声压缩器，其包括：

声共振器；

位于声共振器底座中的活塞；

连接到活塞的致动器，使活塞作往复运动以振动声共振器中的空气；

位于声共振器上端的阀装置，外部空气通过该阀装置被供应到所述共振器中。

2、根据权利要求1所述的声压缩器，其中，所述阀装置包括吸入腔和排出腔，所述吸入腔具有外部空气的入口以及吸入孔，所述吸入腔通过所述吸入孔与所述声共振器连通，所述吸入孔具有向内的止回阀，所述排出腔具有排出孔和向外排出空气的出口，所述声共振器通过所述排出孔与所述排出腔连通，所述排出孔具有向外的止回阀，所述向外的止回阀的打开阻力大于所述向内的止回阀的打开阻力。

3、根据权利要求1所述的声压缩器，其中，在所述声共振器中设有压力袋，该压力袋的外表面被放置在除了所述压力袋上端和所述阀装置下表面之间的空间以外的所述声共振器的内表面上。

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