CN209671047U - 一种消声器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种消声器。消声器包括具有前进气口和后出气口的消声壳体，消声壳体内设有中心管，中心管的前、后端管口分别与前进气口、后出气口对接连通，中心管内设有隔板，隔板上设有隔板消声孔，中心管与消声壳体之间设有消声套筒组件，消声套筒组件的内套筒壁面与中心管围成内气流通道，前管段的管壁上设有与内气流通道连通的前管段消声孔，后管段的管壁上设有后管段消声孔，消声套筒组件的外套筒壁面与消声壳体围成与内气流通道和后管段消声孔连通的外气流通道和/或消声套筒组件具有与内气流通道和所述后管段消声孔连通的中间气流通道。泄气噪声在经过消声器的各个穿孔部位时，由于声学阻抗不匹配而发生反射，实现抗性消声。

Description

一种消声器

技术领域

本实用新型涉及一种消声器。

背景技术

客车气动刹车时，气缸排出的高压气体会产生短时间急促的泄气噪声，这种噪声频率高、频带宽，容易污染周围环境，并强烈干扰人的听觉。现有的消音器比如申请公布号为CN107013783A的中国发明专利申请文件所公开的消音器，包括本体和连接在本体两端的连接套筒，本体直径大于两端的连接套筒直径，气流从一段连接套筒进入，从另一端连接套筒排出。

现有的这种消音器属于膨胀腔式的消音器，依靠共振原理实现消声，仅对窄频带的噪声具有消声效果，很难有效消除宽频带噪声。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种消声器，以解决现有技术中的膨胀腔式的消音器仅对窄频带的噪声具有消声效果，难以有效消除宽频带噪声的问题。

为实现上述目的，本实用新型消声器的技术方案是：

消声器包括具有前进气口和后出气口的消声壳体，消声壳体内设有沿前后方向延伸的中心管，中心管的前端管口与前进气口对接连通，后端管口与后出气口对接连通，中心管内设有沿中心管径向延伸而将中心管分割成前管段和后管段的隔板，隔板上设有隔板消声孔，中心管与消声壳体之间设有消声套筒组件，消声套筒组件的内套筒壁面与中心管围成内气流通道，前管段的管壁上设有与内气流通道连通的前管段消声孔，后管段的管壁上设有后管段消声孔，消声套筒组件的外套筒壁面与消声壳体围成与内气流通道和后管段消声孔连通的外气流通道和/或消声套筒组件具有与所述内气流通道和所述后管段消声孔连通的中间气流通道。

本实用新型的有益效果是：通过在消声壳体内设置消声套筒组件，在消声壳体中于中心管外形成其他的气流路径，在气流从前进气口进入消声壳体后，除了可以依次经过前管段、隔板和后管段后从后出气口排出而实现消声处理之外，还可以经过外气流通道和/或中间气流通道进入后管段中并从后出气口排出而实现消声处理，这样，泄气噪声在经过消声器的各个穿孔部位时，由于声学阻抗不匹配而发生反射，实现抗性消声；同时，经过隔板的气流路径可以实现一个窄带频率范围的声音衰减，而由于经过外气流通道和/或中间气流通道的气流路径外绕变长，所以外气流通道和/或中间气流通道所在的路径可以实现其他窄带频率范围的声音衰减，那么对整个消声器来讲，就可以实现至少两个窄带频率范围的声音衰减，从而拓宽了消声频率范围，能够消除较宽频带的噪声。

进一步地，所述消声套筒组件包括至少两个套筒，且各套筒由内向外依次套装以使相邻两个套筒之间形成所述中间气流通道，最内侧套筒的内壁面构成所述内套筒壁面，最外侧套筒的外壁面构成所述外套筒壁面，各套筒的后端均设有用于封闭对应套筒后端的后端筒底，各套筒的前端均设有开口，由内到外的各套筒的后端筒底沿前后方向依次间隔布置。将套筒设为两个以上，则能够形成至少三条气流行进路径，且各路径长度不同，从而实现更宽的消声频率范围，消除更宽频带的噪声，进一步提高消声效果。

更进一步地，至少一个套筒的后端筒底上设有螺纹段，设有螺纹段的套筒通过螺纹段螺纹装配在中心管上。使套筒的安装、拆卸都很方便。

所述前管段和后管段分体设置，所述隔板设置在前管段上。这样设置的好处是便于隔板加工。

所述消声壳体包括后端封闭、前端开口的筒状壳体，筒状壳体的前端开口处固定装配有用于封堵筒状壳体的盖板，所述前进气口设置在盖板上，所述后出气口设置在筒状壳体的后端封闭部分上。相比于两端开口的筒状壳体，只需连接一次，提高了装配效率。

所述筒状壳体的前端开口处设有外翻沿，盖板和筒状壳体的外翻沿通过螺栓固定连接。便于盖板与筒状壳体的固定连接。

所述盖板具有向前端延伸的盖板接口段，盖板接口段的内腔构成所述前进气口，所述筒状壳体具有向后端延伸的壳体接口段，壳体接口段的内腔构成所述后出气口。消声器通过盖板接口段与泄气管路上游相连，通过壳体接口段与泄气管路下游相连，盖板接口段向前端延伸，壳体接口段向后端延伸，使消声器与泄气管路的连接更方便。

附图说明

图1为本实用新型消声器的具体实施例的结构示意图；

图2为图1所示消声器中泄气气流行进路径示意图（箭头所示为气流方向）；

图3为图1所示消声器的爆炸图；

图中：1-盖板；101-盖板接口段；2-筒状壳体；201-外翻沿；202-壳体接口段；3-前管段；301-前管段消声孔；302-前翻边；4-后管段；401-后管段消声孔；402-后翻边；5-隔板；501-隔板消声孔；61-大套筒；62-小套筒；63-后端筒底；7-螺栓；8-前进气口；9-后出气口；10-内气流通道；11-外气流通道；12-中间气流通道。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。

本实用新型消声器的具体实施例，如图1至图3所示，包括消声壳体，消声壳体的前端具有前进气口8，后端具有后出气口9，消声壳体内设有沿前后方向延伸的中心管，中心管的前端管口与前进气口8对接连通，中心管的后端管口与后出气口9对接连通。消声壳体内设有沿中心管径向延伸而将中心管分割成前管段3和后管段4的隔板5，隔板5上设有隔板消声孔501。本实施例中，形成中心管的前管段3和后管段4分体设置，隔板5设置在前管段3上。

为提高消声器的消声效果，在上述中心管与消声壳体之间设有消声套筒组件，消声套筒组件包括两个套筒，两套筒为直径不同的大套筒61和小套筒62，大套筒61套装在小套筒62外侧。

上述小套筒62作为内套筒，大套筒61则对应作为外套筒。小套筒62的内壁面即内套筒壁面与中心管围成内气流通道10，前管段3的管壁上设有与内气流通道10连通的前管段消声孔301。大套筒61的外壁面即外套筒壁面与消声壳体围成外气流通道11，外气流通道11与内气流通道10连通，后管段4的管壁上设有后管段消声孔401，后管段消声孔401与外气流通道11连通。小套筒62的外壁面与大套筒61的内壁面之间围成与内气流通道10和后管段消声孔401连通的中间气流通道12。

两套筒的前端均设有开口，两套筒的后端均设有用于封闭对应套筒后端的后端筒底63，两套筒的后端筒底63沿前后方向依次布置。两套筒的后端筒底63上均设有与中心管上的外螺纹适配的内螺纹段，小套筒62通过其后端筒底63螺纹装配在前管段3末端，大套筒61通过其后端筒底63螺纹装配在后管段4上。大套筒61和小套筒62的侧壁均为圆柱形的薄壁结构，小套筒62的轴向尺寸小于前管段3的轴向尺寸，大套筒61的轴向尺寸等于小套筒62的轴向尺寸加上后管段4轴向尺寸的1/2。

消声壳体包括后端封闭、前端开口的筒状壳体2，筒状壳体2前后直径一致，筒状壳体2的前端开口处固定装配有用于封堵筒状壳体2的盖板1，前进气口8设置在盖板1上，后出气口9设置在筒状壳体2的后端封闭部分上。筒状壳体2的前端开口处设有外翻沿201，盖板1和筒状壳体2的外翻沿201通过螺栓7固定连接。后管段4的后端设有后翻边402，后翻边402与筒状壳体2后端通过螺栓7连接。前管段3的前端设有前翻边302，前翻边302与盖板1通过螺栓7连接。盖板1具有向前端延伸的盖板接口段101，盖板接口段101的内腔构成前进气口8，筒状壳体2具有向后端延伸的壳体接口段202，壳体接口段202的内腔构成后出气口9。消声器通过盖板接口段101与泄气管路上游相连，通过壳体接口段202与泄气管路下游相连，盖板接口段101向前端延伸，壳体接口段202向后端延伸，使消声器与泄气管路的连接更方便。前管段3、后管段4的直径与前进气口8、后出气口9的直径相同，均小于筒状壳体2的直径。前管段3与后管段4的轴向尺寸之和等于消声壳体的轴向尺寸。

泄气气流共有三条行进路径，如图2所示，第一条行进路径是泄气气流从前进气口8进入，依次经过前管段3、隔板5和后管段4后从后出气口9排出；第二条行进路径是泄气气流从前进气口8进入，经过前管段消声孔301进入到内气流通道10，接着进入中间气流通道12，经过后管段消声孔401后返回后管段4内从后出气口9排出；第三条行进路径是泄气气流从前进气口8进入，经过前管段消声孔301进入到内气流通道10，接着进入外气流通道11，经过后管段消声孔401后返回后管段4内从后出气口9排出。

传递路径的长度及差值决定了声波的频率，第一条行进路径可以实现一个窄带频率范围的声音衰减，同时，由于第二条行进路径相比第一条行进路径外绕变长，因此第二条行进路径可以实现另一个窄带频率范围的声音衰减。同理，由于第三条行进路径相比第二条行进路径外绕变长，因此第三条行进路径可以实现不同于第二条行进路径的其他窄带频率范围的声音衰减。那么，对整个消声器来讲，就可以实现三个不同窄带频率范围的声音衰减，从而拓宽了消声频率范围，使消声器能够消除较宽频带的噪声，进一步提高消声效果。

本实用新型的消声器的消声原理是利用腔和管的适当组合，实现声波传递过程中的阻抗不匹配而发生反射，实现抗性消声。例如，气流行进过程中经过隔板消声孔501、前管段消声孔301、后管段消声孔401时声学阻抗不匹配会使得声波发生反射，同时气流行进的三条路径由于截面面积的突变也会导致声阻抗不匹配使声波发生反射。

除此之外，本实用新型的消声器还利用了二分之一波长管的原理实现消声。如图2所示，经由第一条行进路径传递的声波即从前进气口8进入，经过前管段3和隔板5进入后管段4的声波，与经由第二条行进路径传递过来的声波即从前进气口8进入，经过前管段消声孔301、内气流通道10、中间气流通道12，后管段消声孔401后返回后管段4的声波进行汇合，两者传播路径长度不同，且在相位上相差180度的奇数倍，由二分之一波长管的原理可知，汇合后的声波幅值将发生衰减，且小于任何一条路径的声波幅值，从而实现噪音衰减。

本实用新型的消声器可直接串联于现有泄气管路中，不需要对现有结构做出改变，能够在相对较宽的频率范围内对泄气噪声进行衰减，适用于泄气气流宽频噪声的管控，有效提升了抗性消声器的效果，降低了气动机构泄气时对周围环境的声学污染，提升了应用有对应气动机构的客车产品的声学性能。

上述实施例中，消声套筒组件包括两个套筒，大套筒套装在小套筒外侧，大套筒直径小于消声壳体的直径，泄气气流具有三条行进路径。在其他实施例中，大套筒的外筒壁还可以贴紧在消声壳体的内壁面上，此时，大套筒的外壁面与消声壳体之间将不会形成外气流通道，内气流通道与中间气流通道则不受影响，此时，泄气气流的行进路径有两条，一条是泄气气流从前进气口进入，依次经过前管段、隔板和后管段后从后出气口排出，另一条是泄气气流从前进气口进入，经过前管段消声孔进入到内气流通道，接着进入中间气流通道，经过后管段消声孔后返回后管段内从后出气口排出。

套筒数量可以根据需要设置，比如，消声套筒组件还可以包括三个以上的套筒，各套筒由内向外依次套装，在各套筒的前端均设置开口，在各套筒的后端均设置后端筒底且沿前后方向依次布置，此时，位于最内侧的套筒的内壁面就构成了内套筒壁面，位于最外侧的套筒的外壁面则构成了外套筒壁面。相较于消声套筒组件包括两个套筒的情况，泄气气流行进路径更多，消声效果也会更好。当然，消声套筒组件还可以只包括一个套筒，该套筒的内壁面构成内套筒壁面，该套筒的外壁面构成外套筒壁面，此时，泄气气流的行进路径有两条，一条是泄气气流从前进气口进入，依次经过前管段、隔板和后管段后从后出气口排出，另一条是泄气气流从前进气口进入，经过前管段消声孔进入到内气流通道，接着进入外气流通道，经过后管段消声孔后返回后管段内从后出气口排出。

上述实施例中，内、外套筒的后端筒底上均设有螺纹段，两套筒分别通过螺纹段螺纹装配在中心管上，螺纹连接的方式使两套筒的安装及拆卸都很方便。在其他实施例中，还可以在其中一个套筒的后端筒底上设置螺纹段，将该套筒通过螺纹段螺纹装配在中心管上，在两套筒之间设置连接件，连接件可以为连接板或连接杆等，通过连接件将两套筒固定连接，从而实现对另一套筒的支撑固定。或者，两套筒通过螺钉或螺栓等紧固件与中心管固定连接。又或者，两套筒通过铆接或焊接等方式进行固定。

上述实施例中，中心管包括前后两段，前管段和后管段分体设置，隔板设置在前管段末端。在其他实施例中，前管段和后管段也可以一体设置，缺点是隔板不好加工。

上述实施例中，筒状壳体为后端封闭、前端开口的结构，前端开口处固定装配有盖板，前进气口设置在盖板上，后出气口设置在筒状壳体的后端。筒状壳体的结构并不仅限于此，比如，在其他实施例中，筒状壳体为前端封闭、后端开口的结构，在筒状壳体的后端开口处固定装配有盖板，此时可以将进气口设置在筒状壳体的前端，出气口设置在盖板上；或者，筒状壳体为两端开口的结构，在两端开口处分别固定装配前盖板和后盖板，进气口和出气口分别设置在两个盖板上。

上述实施例中，筒状壳体的前端开口处设有外翻沿，外翻沿与盖板通过螺栓固定连接。在其他实施例中，筒状壳体和盖板也可以螺纹连接或者焊接连接。

上述实施例中，盖板具有向前端延伸的盖板接口段，筒状壳体具有向后端延伸的壳体接口段，消声器通过盖板接口段与泄气管路上游相连，通过壳体接口段与泄气管路下游相连。在其他实施例中，盖板和筒状壳体也可以不设置接口段，使泄气管伸入筒状壳体内与中心管螺纹连接。

Claims (7)

1.一种消声器，包括具有前进气口和后出气口的消声壳体，其特征是，所述消声壳体内设有沿前后方向延伸的中心管，中心管的前端管口与前进气口对接连通，后端管口与后出气口对接连通，中心管内设有沿中心管径向延伸而将中心管分割成前管段和后管段的隔板，隔板上设有隔板消声孔，中心管与消声壳体之间设有消声套筒组件，消声套筒组件的内套筒壁面与中心管围成内气流通道，前管段的管壁上设有与内气流通道连通的前管段消声孔，后管段的管壁上设有后管段消声孔，消声套筒组件的外套筒壁面与消声壳体围成与内气流通道和后管段消声孔连通的外气流通道和/或消声套筒组件具有与所述内气流通道和所述后管段消声孔连通的中间气流通道。

2.根据权利要求1所述的消声器，其特征是，所述消声套筒组件包括至少两个套筒，且各套筒由内向外依次套装以使相邻两个套筒之间形成所述中间气流通道，最内侧套筒的内壁面构成所述内套筒壁面，最外侧套筒的外壁面构成所述外套筒壁面，各套筒的后端均设有用于封闭对应套筒后端的后端筒底，各套筒的前端均设有开口，由内到外的各套筒的后端筒底沿前后方向依次间隔布置。

3.根据权利要求2所述的消声器，其特征是，至少一个套筒的后端筒底上设有螺纹段，设有螺纹段的套筒通过螺纹段螺纹装配在中心管上。

4.根据权利要求1或2或3所述的消声器，其特征是，所述前管段和后管段分体设置，所述隔板设置在前管段上。

5.根据权利要求1或2或3所述的消声器，其特征是，所述消声壳体包括后端封闭、前端开口的筒状壳体，筒状壳体的前端开口处固定装配有用于封堵筒状壳体的盖板，所述前进气口设置在盖板上，所述后出气口设置在筒状壳体的后端封闭部分上。

6.根据权利要求5所述的消声器，其特征是，所述筒状壳体的前端开口处设有外翻沿，盖板和筒状壳体的外翻沿通过螺栓固定连接。

7.根据权利要求5所述的消声器，其特征是，所述盖板具有向前端延伸的盖板接口段，盖板接口段的内腔构成所述前进气口，所述筒状壳体具有向后端延伸的壳体接口段，壳体接口段的内腔构成所述后出气口。