CN216590546U - 一种超构消声器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种超构消声器，它包括：消音管和配置在消音管内圈的超构隔声体以及配置在超构隔声体内圈的超构吸声体，超构隔声体包括散射机构和反射机构，散射机构上设置有弧形面，反射机构上设置有平面，超构吸声体包括至少两层超微穿孔板和形成在相邻超微穿孔板之间的空腔。当声波波长与超构吸声体尺寸相匹配时，由于超构吸声体的共振、超微穿孔板的摩擦、多层超微穿孔板间的耦合作用，将声波能量转化为热能，从而达到消声的效果。同时，一部分声波透过超构吸声体进入超构隔声体内部，当声波波长与超构隔声体尺寸相匹配时，由于散射结构的全散射、反射结构的全反射以及散射结构与散射结构间的耦合作用，损耗声波能量，从而达到消声的效果。

Description

一种超构消声器

技术领域

本实用新型涉及一种超构消声器。

背景技术

随着经济的发展，社会的不断进步，人们的法制意识以及对生活舒适性要求在不断提高。管道作为石油、化工、冶金、纺织等工业锅炉、汽轮机以及高压流体输送系统的重要组成部分，与经济的发展、社会的进步与人们的生活密不可分。但是，管道在工作状态下的噪声可高达130分贝，远远超过《工业企业噪声卫生标准》与《中华人民共和国环境保护法》等法律法规的相关标准。长期暴露在强噪声下，不仅会干扰人们的日常生活，还会损伤听力甚至诱发致癌疾病。由于管道中噪声的高压特性与高分贝值特性，使得噪声无法有效治理，需用特殊的控制方法与消声结构。鉴于此，开发一种新型的超构消声器，对提高人们工作质量、改善人们居住环境显得尤为重要。

目前，市场上的管道消声器大致分为阻式、抗式与阻抗式三类。中国专利文献“CN215215286U”提出了一种阻式消声器，主要用于地下环境的通风排气。它通过消声通道中的微孔陶静音板和微孔陶静音板导流板，将声能转化为热能，达到消声的效果。但消声器内部没有设置隔声层，低频噪声可以透过消声器向外辐射，故其低频消声效果一般。中国专利文献“CN213959000U”提出了一种抗式消声器，主要用于燃料电池汽车排气管道的消声降噪。它通过在消声通道中设置内部隔板，将消声通道分为多个消声内腔，利用声波在消声内腔间的反射作用，消耗声波能量，达到消声的效果。但消声器内部没有设置低频吸声层，低频噪声经过反射后向外传播，固其低频消声效果一般。中国专利文献“CN113153817A”提出了一种阻抗式复合消声器，主要用于通风管道的消声降噪。它通过消声通道中的复合隔声吸声组件，消耗声波能量，达到消声的效果。但消声器复合隔声吸声组件中对低频声波的散射作用较弱，故其低频消声效果一般。同时，消声器复合隔声吸声组件使用传统多孔吸声材料，故其环保性能一般，有待改善。

实用新型内容

本实用新型目的是要提供一种超构消声器，解决了提高消声性能的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型提供了一种超构消声器，它包括：

消音管和配置在所述消音管内圈的超构隔声体以及配置在所述超构隔声体内圈的超构吸声体，所述超构隔声体包括散射机构和反射机构，所述散射机构上设置有弧形面，所述反射机构上设置有平面，所述超构吸声体包括至少两层的超微穿孔板和形成在相邻所述超微穿孔板之间的空腔。

优选地，它还包括进气管和出气管，所述进气管和所述出气管分别连接在所述消音管的两端，且所述进气管和所述出气管与所述消音管内的扩张腔连通，所述进气管与所述出气管的内径均小于所述消音管的内径。

进一步地，所述进气管内设置有引流罩，所述引流罩在进气气流方向上是扩张形状的。

优选地，所述超构隔声体与所述超构吸声体之间，以及所述超构隔声体与所述消音管之间，通过支撑组件相连接，所述支撑组件不是全覆盖的从而在其所连接的两部件之间形成间隙。

优选地，所述超微穿孔板的板厚0.1mm~1.0mm、超微穿孔直径0.01mm~1.00mm、穿孔率0.5%~38.0%，所述空腔厚度1.0mm~80.0mm。

优选地，所述散射机构和所述反射机构均具有凸形结构和凹形结构。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

本实用新型的超构消声器，当消音管内声波波长与超构吸声体尺寸相匹配时，由于超构吸声体的共振、超微穿孔板的摩擦、多层超微穿孔板间的耦合作用，将声波能量转化为热能，从而降低气流的噪声，达到消声的效果。同时，一部分声波透过超构吸声体进入超构隔声体内部，当声波波长与超构隔声体尺寸相匹配时，由于散射结构的全散射、反射结构的全反射以及散射结构与散射结构间的耦合作用，损耗声波能量，从而降低气流的噪声，达到消声的效果。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1本实用新型优选实施例的外部结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是图2中B处放大图；

图4是图1的沿中轴线的剖视图；

图5是图4中进气管放大图；

图6是超构隔声体的展开示意图；

其中，附图标记说明如下：

1、消音管；11、扩张腔；

2、超构隔声体；21、散射机构；211、散射凹槽；212、散射凸起；22、反射机构；221、反射凹槽；222、反射凸起；

3、超构吸声体；31、超微穿孔板；32、空腔；

4、进气管；41、引流罩；

5、出气管；

6、支撑组件。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，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，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1所示超构消声器，包括消音管1和连接在消音管1两端的进气管4和出气管5。消音管1内具有扩张腔11。进气管4的内径和出气管5的内径均小于消音管1的内径，使得气流进入扩张腔11后，气流压力降低、噪声减小。如图5，进气管4内设置有引流罩41，引流罩41内径在进气气流方向上是扩张形状的，从而将气流平稳地引导至内径更大的消音管1内。

如图2所示图1的A-A剖视图，以及如图4所示图1的沿中轴线的剖视图，消音管1内设置有超构吸声体3和超构隔声体2。超构吸声体3和超构隔声体2均大致为管形，与消音管1同心设置，且通过支撑组件6连接固定于消音管1的内壁。

如图3所示图2中的B处放大图，超构吸声体3包括三层超微穿孔板31，相邻超微穿孔板31之间通过支撑组件6相连接，且支撑组件6不是全覆盖的，从而在相邻超微穿孔板31之间形成空腔32。其它实施方式中，超微穿孔板31的数量可以设置为1-4（N），超微穿孔板31的结构尺寸分别为板厚0.1 - 1.0mm（t）、超微穿孔直径0.01 - 1.00mm（d）、穿孔率0.5% -38.0%（Φ）、空腔32深度（也即图3中的径向厚度）1.0 - 80.0mm（H）。超构吸声体3主要用于吸收宽频噪声。当腔内声波波长与超构吸声体3尺寸相匹配时，由于超构吸声体3的共振、超微穿孔板31的摩擦、多层超微穿孔板31间的耦合作用，将声波能量转化为热能，从而降低气流的噪声，达到消声的效果。

如图3，超构隔声体2设置在超构吸声体3外围与消音管1内壁之间，并通过支撑组件6与超构吸声体3和消音管1内壁连接。支撑组件6不是全覆盖的，从而在超构隔声体2与超构吸声体3之间，以及在超构隔声体2与消音管1内壁之间形成间隙，有利于降低噪声。

图6是超构隔声体2展开成平板的形状，其中的界面Ⅰ面向超构吸声体3。界面Ⅰ上设置有散射机构21和反射机构22。散射机构21包括散射凹槽211和散射凸起212，用于散射中高频声波。反射机构22包括反射凹槽221和反射凸起222，用于反射低频声波。从而达到隔声的效果。

工作原理是这样的：

如图1和图2，当高压高噪气流经进气管4进入消音管1内部，由于扩张腔11的作用，气流压力降低、噪声减小。当扩张腔11内声波波长与超构吸声体3尺寸相匹配时，由于超构吸声体3的共振、超微穿孔板31的摩擦、多层超微穿孔板31间的耦合作用，将声波能量转化为热能，从而降低气流的噪声，达到消声的效果。同时，一部分声波透过超构吸声体3进入超构隔声体2内部，当声波波长与超构隔声体2尺寸相匹配时，由于散射机构21的全散射、反射机构22的全反射以及散射机构21与反射机构22间的耦合作用，损耗声波能量，从而降低气流的噪声，达到消声的效果。降压、消声后的气流经出气管5排出消声器。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种超构消声器，其特征在于，它包括：

消音管（1）和配置在所述消音管（1）内圈的超构隔声体（2）以及配置在所述超构隔声体（2）内圈的超构吸声体（3），所述超构隔声体（2）包括散射机构（21）和反射机构（22），所述散射机构（21）上设置有弧形面，所述反射机构（22）上设置有平面，所述超构吸声体（3）包括至少两层的超微穿孔板（31）和形成在相邻所述超微穿孔板（31）之间的空腔（32）。

2.根据权利要求1所述的超构消声器，其特征在于：它还包括进气管（4）和出气管（5），所述进气管（4）和所述出气管（5）分别连接在所述消音管（1）的两端，且所述进气管（4）和所述出气管（5）与所述消音管（1）内的扩张腔（11）连通，所述进气管（4）与所述出气管（5）的内径均小于所述消音管（1）的内径。

3.根据权利要求2所述的超构消声器，其特征在于：所述进气管（4）内设置有引流罩（41），所述引流罩（41）内径在进气流方向上是扩张形状的。

4.根据权利要求1所述的超构消声器，其特征在于：所述超构隔声体（2）与所述超构吸声体（3）之间，以及所述超构隔声体（2）与所述消音管（1）之间，通过支撑组件（6）相连接，所述支撑组件（6）不是全覆盖的从而在其所连接的两部件之间形成间隙。

5.根据权利要求1所述的超构消声器，其特征在于：所述超微穿孔板（31）的板厚0.1mm~1.0mm、超微穿孔直径0.01mm~1.00mm、穿孔率0.5%~38.0%，所述空腔（32）厚度1.0mm~80.0mm。

6.根据权利要求1所述的超构消声器，其特征在于：所述散射机构（21）和所述反射机构（22）均具有凸形结构和凹形结构。

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