CN202707182U - 一种减压变频消声器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种减压变频消声器。所述消声器包括外壳、连接管、变频滤波体、吸音孔板和阻性吸声体，其特征是：在变频滤波体与阻性吸声体之间设有过渡腔，变频滤波体与外壳内壁之间设三级扩容膨胀腔，所述变频滤波体包括一级变频滤波体和二级变频滤波体，两变频滤波体之间设二级扩容膨胀腔，在一级变频滤波体的一级扩容膨胀腔内设多个减振降压碗。本消声器通过两级滤波，采用多层扩容、降压，小孔减振、干涉和壳体内壁增加吸声材料及微孔吸声板等多种方式，再配上阻性消声体，全面的消除各种频率的噪声，广泛用于石油、化工、冶金、纺织等行业。

Description

一种减压变频消声器

技术领域

本实用新型为噪声消除装置，具体是一种减压变频消声器。

技术背景

由于汽轮机、工业锅炉产生巨大气流直接排放大气中会产生强大噪声，不断的噪声干扰给人们的生产、生活及身心健康都会带来摧残，为了消除这些噪声，人们研究出消声器。目前世界上已具有多种型式的消声器，大多采用阻抗复合型消声原理，而由于结构复杂、重量大、高温氧化吸声填料，高速气流冲击吸声填料，水气渗透吸声填料等原因，造成消声器维修频繁、消声效果差，使用周期短等情况。

根据著名声学专家、科学院院士马大猷教授的微穿孔理论：在板厚小于1.Omm的薄板上穿以孔径小于1.Omm的微孔，穿孔率在1～5％之间，后部留有一定的厚度(5～20cm)的空气层，就可以控制消声器的频谱性能，使其在需要的频率范围内获得良好的消声效果。小孔消声器的结构是一根末端封闭的直管，管壁上钻有很多小孔。小孔消声器的原理是以喷气噪声的频谱为依据的，如果保持喷口的总面积不变而用很多小喷口来代替，当气流经过小孔时、喷气噪声的频谱就会移向高频或超高频，使频谱中的可听声成分明显降低，从而减少对人的干扰和伤害。但是现有的微穿孔消声器一般只对噪声的短波起到消声作用，而对中波、长波无法消除，因此产生的消声效果不理想。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种可以使低频变高频，长波变短波，使噪声随距离的增加而衰减，多余部分的声波因波长变短，在声压级的作用，通过入射、衍射到微孔内发生折射、散射、干涉被吸收，其消声效果的减压变频消声器。

所述一种减压变频消声器包括外壳、连接管、变频滤波体、吸音孔板和阻性吸声体，连接管设在外壳底部，且从外壳底部伸入一级变频滤波体内，变频滤波体设在外壳内下部，阻性吸声体设在变频滤波体上方，通过固定架固定在外壳内，吸音孔板设在外壳的内壁，其特征是：在变频滤波体与阻性吸声体之间设有过渡腔，变频滤波体与外壳内壁之间设三级扩容膨胀腔，所述变频滤波体包括一级变频滤波体和二级变频滤波体，两变频滤波体之间设二级扩容膨胀腔，在一级变频滤波体的一级扩容膨胀腔内设多个减振降压碗。

在消声器外壳中部两侧对称设耳式支座，顶部两侧对称设吊耳，在消声器底部设疏水接口，顶部设防雨罩，防雨罩通过支架固定在消声器顶部。

所述消声器的外壳为双层，且双层外壳之间设有填充吸声材料层；消声器下盖由下底板和内底板组成，在下底板和内底板之间也填有充吸声材料层。

所述阻性吸声体为圆筒状吸音腔，由圆柱体内芯和环形筒体组成，圆柱体内芯和环形筒体内均填充有吸声材料层。

所述一级变频滤波体和二级变频滤波体的上端的密封头均为锥形封头。

所述减振降压碗为碗状，其底部开设有便于气流逐层通过圆口。

所述且一级变频滤波体的横截面大于连接管的横截面，连接管伸入一级扩容膨胀腔内。

所述二级变频滤波体其圆筒内壁小孔总面积大于一级变频滤波体圆筒内壁小孔总面积的多倍。

抗性消声器是由突变界面的管和室组合而成的，好像是一个声学滤波器，与电学滤波器相似，每一个带管的小室是滤波器的一个网孔，管中的空气质量相当于电学上的电感和电阻，称为声质量和声阻。小室中的空气体积相当于电学上的电容，称为声顺，与电学滤波器类似，每一个带管的小室都有自己的固有频率。当包含有各种频率成分的声波进入第一个短管时，只有在第一个网孔固有频率附近的某些频率的声波才能通过网孔到达第二个短管口，而另外一些频率的声波则不可能通过网孔.只能在小室中来回反射，因此，我们称这种对声波有滤波功能的结构为声学滤波器。选取适当的管和室进行组合，就可以滤掉某些频率成分的噪声，从而达到消声的目的。

本实用新型所述的减压变频消消声器通过管道上许许多多小孔使管道截面突然扩张、收缩及旁路共振，使管道内传播的噪声在突变处向声源反射回去，降低噪声；再通过多层扩张腔体上的小孔改变声波方向，使低频变高频，长波变短波，使噪声随距离的增加而衰减；多余部分的声波因波长变短，在声压级的作用，通过入射、衍射到微孔内发生折射、散射、干涉被吸收的现象。孔板内层加有一定厚度的吸声材料(超细玻璃棉)，声波在一层层的纤维棉丝中穿插，形成折射，满反射相互抵消，最后转化成热能后消失。另外，在消声器上部加设有阻性消声体，使漏掉的声波被进一步吸收消耗掉。

因为气流在设备出口因压力突然释放而产生极快的流速，伴随极快的流速而产生出多种波形的噪声，如果气流通过扩散筒上的众多小孔释放，众多的小孔将管道的截面积扩大多倍，使气流压力降低，通过逐级扩大，逐级降压，气流压力变小，速度变慢，夹带的声波波长变短，逐步消耗。再者，在管道末端，采用的反锥形的封头，避免气流直压在此产生旋流而生产噪声，也容易使气流向四周扩散。

本消声器通过两级滤波，将长波变中波，再将中波变短波，将低频转化为高频，从而在吸音腔转化为热能消耗掉，起到了很好的消声目的；采用多层扩容、降压，小孔减振、干涉和壳体内壁增加吸声材料及微孔吸声板等多种方式，再配上阻性消声体，全面的消除各种频率的噪声，广泛用于石油、化工、冶金、纺织等行业。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图，

图2是图1中AA剖视图，

图3是减振降压碗的俯视图。

图中：1-外壳，2-连接管，3-下底板，4-内底板，5-一级变频滤波体，6-二级变频滤波体，7-吸音孔板，8-减振降压碗，9-密封头，10-耳式支座，11-固定架，12-环形筒体，13-阻性吸声体，14-吊耳，15-支架，16-防雨罩，17-圆柱体内芯，18-过渡腔，19-三级扩容膨胀腔，20-二级扩容膨胀腔，21-一级扩容膨胀腔，22-疏水接口，23-法兰。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。图1中，所述一种减压变频消声器包括外壳1、连接管2、变频滤波体、吸音孔板7和阻性吸声体13，连接管2设在外壳1底部，且从外壳底部伸入一级变频滤波体5内，变频滤波体设在外壳内下部，阻性吸声体13设在变频滤波体上方，通过固定架11固定在外壳内，可拆卸，便于清洗，吸音孔板7设在外壳的内壁，其特征是：在变频滤波体与阻性吸声体13之间设有过渡腔18，，保证气体均匀向阻性体散出；变频滤波体与外壳内壁之间设三级扩容膨胀腔19，所述变频滤波体包括一级变频滤波体5和二级变频滤波体6，两变频滤波体之间设二级扩容膨胀腔20，在一级变频滤波体5的一级扩容膨胀腔21内设多个减振降压碗8；所述阻性吸声体13为圆筒状吸音腔。阻性吸声体的截面流通面积既不能过小，也不能过大。过小，使已降低的气流压力又产生积聚后增压，产生次级噪声；过大，降低吸声效果，在抗性部分没消耗的声波的一部分被漏掉。一般面积大小气体流速而定，排放面积大，流速就小，排放面积小，流速就大。应控制在30m/s以下，15m/s左右比较好，一般情况越长，吸声效果越好，太长会使成本增加，吸声量达到10-20dB(A)就可以了。阻性消声器的消声量与截面积成反比，而与长度成正比。

在消声器外壳中部两侧对称设耳式支座10，一般根据外壳直径大小定，可以设4个，顶部两侧对称设吊耳14，便于与设备安装连接；在消声器底部设疏水接口22，便于输出内部冷凝水，顶部设防雨罩16，可以起到遮风挡雨的作用，防雨罩16通过支架15固定在消声器顶部。

所述消声器的外壳12为双层，且双层外壳之间设有填充吸声材料层；消声器下盖由下底板3和内底板4组成，在下底板3和内底板4之间也填有充吸声材料层。

图2中，所述阻性吸声体13由圆柱体内芯17和环形筒体12组成，圆柱体内芯和环形筒体内均填充有吸声材料层，可防止声波透射出去。

所述一级变频滤波体5和二级变频滤波体6的上端的密封头9均为锥形封头，使末端气流冲击到顶部时向四周疏散，不在顶部积聚，避免次级压强。

图3中，所述减振降压碗8为碗状，其底部开设有便于气流逐层通过圆口，便于气流逐层通过。

所述且一级变频滤波体5的横截面大于连接管2的横截面，连接管2伸入一级扩容膨胀腔21内。

所述二级变频滤波体6其圆筒内壁小孔总面积大于一级变频滤波体圆筒内壁小孔总面积的多倍。

本实用新型减压变频消消声器是按照马大猷教授微孔吸声理论，并严格执行SH/T《石油化工噪声的控制设计规范》、HG/T21616-97《化工厂常用设备消声器标准系列》、GBJ87-85《工业企业噪声控制设计规范》和GB4760《消声器测量方式》等标准设和计制造的。由于喷注噪声峰值频率与喷口直径成反比，若喷口直径变小，喷口辐射的噪声能量从低频移向高频效果越好，当孔径≤4mm时，喷注噪声将移到人耳不敏感频率范围。开孔率不能过大，过大的开孔率也会使分散的流体再次积聚而减少消声效果。

本实用新型消声器采用法兰23将设备气流口与连接管2连接，插入一级变频滤波体5的一级扩容膨胀腔21，流经气体进入一级扩容膨胀腔21后，体积增大，压力变小，流速变缓，再经一级扩容膨胀腔21内多个减振降压碗8(多少根据腔体长度、气体流量确定)的缓冲作用进一步降低腔体顶部直线压力，是气流向四周分散经一级变频滤波体5上的小孔滤波后排出，让长波变中波，低频变中频，释放到一级变频滤波体5与二级变频滤波体6之间形成的二级扩容膨胀腔20中，一级扩容膨胀腔21顶端设有锥型封头，避免气流在腔体顶部积聚旋流产生次压；气体进入二级扩容膨胀腔20后，体积进一步扩大，气流被分散，压力进一步变小，流速逐渐变慢，再经二级变频滤波体6上的二级小孔变频分流，消耗掉了因气流产生的中波、长波噪声，剩下噪声波因波长短，频率高，很快壳体内壁安装的吸音孔板7吸收消耗掉。吸音孔板7内层加有一定厚度的吸声材料(超细玻璃棉)，声波在一层层的纤维棉丝中穿插，形成折射，满反射相互抵消，最后转化成热能后消失。漏掉的一部分声波变被阻性消声体13进一步吸收消耗掉。

Claims (8)

1.一种减压变频消声器，包括外壳(1)、连接管(2)、变频滤波体、吸音孔板(7)和阻性吸声体(13)，连接管(2)设在外壳(1)底部，且从外壳底部伸入一级变频滤波体(5)内，变频滤波体设在外壳内下部，阻性吸声体(13)设在变频滤波体上方，通过固定架(11)固定在外壳内，吸音孔板(7)设在外壳的内壁，其特征是：在变频滤波体与阻性吸声体(13)之间设有过渡腔(18)，变频滤波体与外壳内壁之间设三级扩容膨胀腔(19)，所述变频滤波体包括一级变频滤波体(5)和二级变频滤波体(6)，两变频滤波体之间设二级扩容膨胀腔(20)，在一级变频滤波体(5)的一级扩容膨胀腔(21)内设多个减振降压碗(8)。

2.根据权利要求1所述一种减压变频消声器，其特征是：在消声器外壳中部两侧对称设耳式支座(10)，顶部两侧对称设吊耳(14)，在消声器底部设疏水接口(22)，顶部设防雨罩(16)，防雨罩(16)通过支架(15)固定在消声器顶部。

3.根据权利要求1或2所述一种减压变频消声器，其特征是：所述消声器的外壳(12)为双层，且双层外壳之间设有填充吸声材料层；消声器下盖由下底板(3)和内底板(4)组成，在下底板(3)和内底板(4)之间也填充有吸声材料层。

4.根据权利要求1或2所述一种减压变频消声器，其特征是：所述阻性吸声体(13)为圆筒状吸音腔，由圆柱体内芯(17)和环形 筒体(12)组成，圆柱体内芯和环形筒体内均填充有吸声材料层。

5.根据权利要求1或2所述一种减压变频消声器，其特征是：所述一级变频滤波体(5)和二级变频滤波体(6)的上端的密封头(9)均为锥形封头。

6.根据权利要求1或2所述一种减压变频消声器，其特征是：所述减振降压碗(8)为碗状，其底部开设有便于气流逐层通过圆口。

7.根据权利要求1或2所述一种减压变频消声器，其特征是：所述且一级变频滤波体(5)的横截面大于连接管(2)的横截面，连接管(2)伸入一级扩容膨胀腔(21)内。

8.根据权利要求1或2所述一种减压变频消声器，其特征是：所述二级变频滤波体(6)其圆筒内壁小孔总面积大于一级变频滤波体圆筒内壁小孔总面积的多倍。 

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