本發(fā)明涉及寬頻消聲器領(lǐng)域，具體提供了一種可以消除寬頻噪聲的多腔直通雙層穿孔消聲器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

工程中，管道噪聲頻率分布很廣，特別是對于增壓進氣系統(tǒng)來說，以中高寬頻噪聲成分為主，而對此類寬頻噪聲控制而言，僅靠從噪聲源本身采取措施，其降噪量是有限的。而對于管道主動噪聲控制而言，其技術(shù)不成熟裝置復雜，成本較高，且噪聲控制頻率有限。所以，在管道中安裝消聲器是控制管道噪聲最經(jīng)濟且有效的措施之一。傳統(tǒng)抗性消音器（擴張消聲器、赫姆霍茲腔或1/4波長管等）只能降低低頻窄帶噪聲，不適用于中高寬頻噪聲問題。穿孔元件通過小孔中的氣流在聲壓作用下做往復運動，在氣流和穿孔壁面之間產(chǎn)生摩擦，使得一部分聲能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，從而可以有效降低噪聲。此外，穿孔結(jié)構(gòu)具有較低的流動壓力損失，相比擴張腔有較好的流場特性。目前，對于中高寬頻管道噪聲，一般采用多個赫姆霍茲諧振腔串聯(lián)或是使用多腔直通穿孔消聲器來控制噪聲。赫姆霍茲消聲器占用空間大，不適用于安裝更加緊湊的情況。多腔直通穿孔消聲器雖然結(jié)構(gòu)緊湊，但在腔數(shù)較少時其消聲幅值和頻帶有限。經(jīng)發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，雙層穿孔結(jié)構(gòu)可以有效提升消聲頻帶，僅需少數(shù)幾個腔體串聯(lián)便可實現(xiàn)寬頻消聲效果，具有較高的消聲幅值，且結(jié)構(gòu)簡單，制造成本較低，可以充分利用有限的消聲空間實現(xiàn)優(yōu)良的消聲性能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種消聲頻帶寬、壓力損失小且結(jié)構(gòu)緊湊的多腔雙層穿孔消聲器，可利用有限的體積達到較好的消聲性能并且壓力損失低，尤其適用于中高寬頻噪聲控制。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種可消除寬頻噪聲的多腔直通雙層穿孔消聲器，包括進口端、消聲器主體和出口端，所述消聲器主體內(nèi)有至少兩個雙層穿孔管，所述各雙層穿孔管之間串聯(lián)并用隔板隔開，所述雙層穿孔管包括布有穿孔的外管和內(nèi)管，所述外管與消音器主體和隔板形成閉合腔體，所述內(nèi)管與外管和隔板形成閉合的腔體。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述至少兩個雙層穿孔管，內(nèi)管直徑相同，外管直徑相同或不同。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述至少兩個雙層穿孔管，各雙層穿孔管長度不同。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述雙層穿孔管包括布有穿孔的外管和內(nèi)管，內(nèi)管和外管穿孔孔徑相同。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述至少兩個雙層穿孔管，所述雙層穿孔管包括布有穿孔的外管和內(nèi)管，同一雙層穿孔管的內(nèi)管和外管的穿孔孔隙率相同，不同雙層穿孔管孔隙率相同或不同。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述雙層穿孔管的內(nèi)管和外管穿孔壁厚相同。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，各腔體內(nèi)管和外管的穿孔分布均勻。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述不同雙層穿孔管孔隙率不同，最大孔隙率不超過20%。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述孔徑為2-3.5mm。

本發(fā)明消聲器主體采用至少兩腔結(jié)構(gòu)，各腔均由雙層穿孔管構(gòu)成。雙層穿孔管結(jié)構(gòu)可以拓寬消聲頻帶，多腔串聯(lián)可以進一步提高消聲頻帶和幅值。對于噪聲問題較為嚴重的情況，可合理增加腔體的個數(shù)，達到更大的消聲量。由穿孔管分離而成的各腔體中無填充材料，各腔體內(nèi)層穿孔管和外層穿孔管壁厚、孔徑、孔隙率、穿孔區(qū)域以及腔體大小可以通過多腔一維傳遞矩陣法合理計算匹配，實現(xiàn)對較寬頻帶范圍噪聲的消除。該消聲器結(jié)構(gòu)緊湊，消聲效果良好且壓力損失很小，可以實現(xiàn)在有限空間內(nèi)達到很大的消聲量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明三腔樣例結(jié)構(gòu)的外部示意圖；

圖2為本發(fā)明三腔樣例結(jié)構(gòu)的內(nèi)部截面圖；

圖3為本發(fā)明三腔樣例結(jié)構(gòu)的內(nèi)部剖視圖；

圖4為本發(fā)明三腔樣例結(jié)構(gòu)的傳遞損失曲線；

圖5為本發(fā)明腔體長度比不同對消聲器聲學性能影響，總長度為100mm；

圖6為本發(fā)明孔隙率比不同對消聲器聲學性能影響，中間腔孔隙率10%。

圖7為本發(fā)明外管直徑不同對消聲器聲學性能影響，中間腔外管直徑60mm。

附圖標記說明

1-進口端；2-左側(cè)穿孔管內(nèi)管；3-左側(cè)穿孔管外管；4-左側(cè)消音器主體；5-中間穿孔管內(nèi)管；6-中間穿孔管外管；7-中間消音器主體；8-右側(cè)穿孔管內(nèi)管；9-右側(cè)穿孔管外管；10右側(cè)消音器主體；11-出口端；12-隔板。

具體實施方式

下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的實例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的原件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

一種用于消除增壓進氣寬頻噪聲的多腔插入管型雙層穿孔消聲器，包括進口端、消聲器主體和出口端，所述消聲器主體內(nèi)有至少兩個雙層穿孔管，如圖1、圖2、圖3所示，，所述消聲器主體4、7、10內(nèi)有至少兩個雙層穿孔管，所述各雙層穿孔管之間串聯(lián)并用隔板12隔開，所述雙層穿孔管包括布有穿孔的外管3、6、9和內(nèi)管2、5、8，所述外管3、6、9與消音器主體、7、10和隔板12形成閉合腔體，所述內(nèi)管2、5、8沿進口1側(cè)向出口11側(cè)延伸，與外管3、6、9和隔板12形成閉合的腔體。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述至少兩個雙層穿孔管，內(nèi)管2、5、8直徑相同，外管3、6、9直徑相同或不同。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述至少兩個雙層穿孔管，各雙層穿孔管長度不同。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述雙層穿孔管包括布有穿孔的外管3、6、9和內(nèi)管2、5、8，內(nèi)管和外管穿孔孔徑相同。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述至少兩個雙層穿孔管，所述雙層穿孔管包括布有穿孔的外管3、6、9和內(nèi)管2、5、8，同一雙層穿孔管的內(nèi)管2、5、8和外管3、6、9的穿孔孔隙率相同，不同雙層穿孔管孔隙率相同或不同。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述雙層穿孔管的內(nèi)管2、5、8和外管3、6、9穿孔壁厚相同。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，各腔體內(nèi)管2、5、8和外管3、6、9的穿孔分布均勻。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述不同雙層穿孔管孔隙率不同，最大孔隙率不超過20%。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述孔徑為2-3.5mm。

如圖1-3所示，本發(fā)明樣例的應(yīng)用于增壓進氣系統(tǒng)的三腔插入管型雙層穿孔消聲器，包括了進口端1、左側(cè)穿孔管內(nèi)管2、左側(cè)穿孔管外管3、左側(cè)消音器主體4、中間穿孔管內(nèi)管5、中間穿孔管外管6、中間消音器主體7、右側(cè)穿孔管內(nèi)管8、右側(cè)穿孔管外管9、右側(cè)消音器主體10、出口端11與隔板12。所述消音器內(nèi)腔有左、中、右三個雙層穿孔管，各雙層穿孔管之間由隔板12隔開，各雙層穿孔管的外管與消音器主體、外管與內(nèi)管分別形成腔體。

如圖2所示，消聲器左側(cè)腔、中間腔和右側(cè)腔內(nèi)管和外管管徑相同；外管直徑相同或不同；腔體內(nèi)管和外管壁厚與進口端相同；各腔體內(nèi)管與外管穿孔分布均勻，腔體內(nèi)管與外管穿孔孔徑相同，不同腔體孔隙率不相關(guān)；穿孔孔徑設(shè)計范圍為2mm-3.5mm，孔隙率低于20%。

本發(fā)明樣例制作的多腔插入管型雙層穿孔消聲器通過三個含插入管結(jié)構(gòu)的雙層穿孔管串聯(lián)組成，可以根據(jù)消聲器目標要求設(shè)計相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)，消聲效果良好且壓力損失小。

實施例1：所述用于消除增壓進氣寬頻噪聲的多腔插入管型雙層穿孔消聲器的各參數(shù)如表1所示：

該消聲器的傳遞損失如圖4所示，實例消聲器的消聲頻率范圍大致在1500-3500Hz，且消聲幅值較高?？傞L度僅為100mm，外徑為80mm，結(jié)構(gòu)緊湊，非常適用于增壓進氣系統(tǒng)寬頻噪聲控制。

實施例2：所述用于消除增壓進氣寬頻噪聲的多腔插入管型雙層穿孔消聲器的各參數(shù)，在其他參數(shù)不變，僅改變各雙層穿孔管長度比，如表2所示：

如圖5所示為各腔體長度比對消聲器聲學性能的影響。腔體長度保持為100mm，中間腔體的孔隙率保持為10%，可以看出腔體長度對消聲器的傳遞損失幅值和峰值頻率影響很大，實際工程設(shè)計中需要經(jīng)過合理的匹配設(shè)計才能獲得理想的消聲器聲學特性。

實施例3：所述用于消除增壓進氣寬頻噪聲的多腔插入管型雙層穿孔消聲器的各參數(shù)，在其他參數(shù)不變，僅改變各雙層穿孔管孔隙率比，如表3所示：

如圖6所示為各腔體孔隙率比對消聲器聲學性能的影響。腔體長度保持為100mm，各雙層穿孔管長度從左至右分別40mm; 30mm; 30mm，可以看出腔體孔隙率對消聲器的傳遞損失幅值和峰值頻率影響很大，實際工程設(shè)計中需要經(jīng)過合理的匹配設(shè)計才能獲得理想的消聲器聲學特性。

實施例4所述用于消除增壓進氣寬頻噪聲的多腔插入管型雙層穿孔消聲器的各參數(shù)，在其他參數(shù)不變，僅改變各雙層穿孔管外管直徑比，如表4所示：

如圖7所示為各腔體孔隙率比對消聲器聲學性能的影響。腔體長度保持為100mm，各雙層穿孔管長度從左至右分別40mm; 30mm; 30mm，可以看出腔體外管直徑比對消聲器的傳遞損失幅值和峰值頻率影響很大，實際工程設(shè)計中需要經(jīng)過合理的匹配設(shè)計才能獲得理想的消聲器聲學特性。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。