一種可調(diào)頻微穿孔管消聲器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種可調(diào)頻微穿孔管消聲器，包括內(nèi)部為與噪聲源連通的流體通道的主管道，該消聲器還包括依次套設(shè)在主管道外的移動套筒和外管道，以及與移動套筒連接的套筒位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，外管道一端密封連接在主管道上，另一端通過端蓋與移動套筒相接觸，外管道的內(nèi)壁、主管道的外壁及端蓋圍成擴(kuò)張腔，該擴(kuò)張腔與流體通道通過設(shè)在主管道的管壁上的微穿孔相連通，移動套筒一端插入擴(kuò)張腔內(nèi)，套筒位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)驅(qū)動移動套筒在主管道上軸向滑動，改變移動套筒插入擴(kuò)張腔內(nèi)的有效長度，進(jìn)而改變微穿孔的導(dǎo)通數(shù)量，調(diào)節(jié)消聲器的消聲頻率，使得該消聲器保持在最佳的消聲效果狀態(tài)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、消聲頻率可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】—種可調(diào)頻微穿孔管消聲器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及消聲降噪環(huán)?！炯夹g(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種可調(diào)頻微穿孔管消聲器。
【背景技術(shù)】
[0002]微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)在上世紀(jì)七十年代由馬大猷院士提出以后，得以快速發(fā)展。它不需要多孔吸聲材料，僅采用微穿孔板結(jié)構(gòu)就可以獲得寬頻帶的良好吸聲效果，后來又?jǐn)U展到微穿孔管消聲器的工程應(yīng)用中。微穿孔吸聲結(jié)構(gòu)具有耐高溫、抗腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，同時可用于高速氣流、潮濕的惡劣環(huán)境中。而且它結(jié)構(gòu)簡單，加工安裝方便可靠。因此在建筑和工業(yè)消聲中得到了廣泛應(yīng)用。但是在工業(yè)的管道消聲中，傳統(tǒng)的消聲器結(jié)構(gòu)固定，僅僅對某個頻率段的噪聲具有較好的消聲效果，其他頻率段的消聲效果較差。而工業(yè)用的發(fā)動機(jī)、電機(jī)、風(fēng)機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械的管道噪聲頻率一般隨轉(zhuǎn)速而變化，在此情況下，固定結(jié)構(gòu)的消聲器很難對管道噪聲一直保持較好的消聲效果。因此，很有必要對傳統(tǒng)固定結(jié)構(gòu)的微穿孔管消聲器進(jìn)行改進(jìn)。
[0003]中國專利CN101539231B公布了一種基于具有部分穿孔的穿孔管消聲器的可調(diào)頻消聲器，它包括筒體，設(shè)置于筒體中間的穿孔管，其特征是:筒體內(nèi)設(shè)置有固定套筒和移動套筒，筒體與固定套筒、移動套筒之間形成第一環(huán)形共振腔，固定套筒、移動套筒與穿孔管之間形成第二共振腔，移動套筒與移動套筒軸向位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)連接。該消聲器主要用于降低充液管路系統(tǒng)中的中低頻噪聲，由于頻率可調(diào)，可以有效拓寬消聲器的消聲頻帶，同時可以根據(jù)噪聲頻率的不同來精確調(diào)節(jié)消聲器的消聲頻率，從而可使消聲器達(dá)到最佳的消聲效果。但是該消聲器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大，制造及維護(hù)均不方便，不利于在中小型旋轉(zhuǎn)機(jī)械如燃料電池汽車噪聲控制上推廣應(yīng)用。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種可調(diào)頻微
穿孔管消聲器。
[0005]本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種可調(diào)頻微穿孔管消聲器，包括內(nèi)部為與噪聲源連通的流體通道的主管道，其特征在于，該消聲器還包括依次套設(shè)在主管道外的移動套筒和外管道，以及與移動套筒連接的套筒位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述的外管道一端密封連接在主管道上，另一端通過端蓋與移動套筒相接觸，所述的外管道的內(nèi)壁、主管道的外壁及端蓋圍成擴(kuò)張腔，該擴(kuò)張腔與流體通道通過設(shè)在主管道的管壁上的微穿孔相連通，起到消聲的作用，所述的移動套筒一端插入擴(kuò)張腔內(nèi)，套筒位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)驅(qū)動移動套筒在主管道上軸向滑動，改變移動套筒插入擴(kuò)張腔內(nèi)的有效長度，進(jìn)而改變微穿孔的導(dǎo)通數(shù)量，調(diào)節(jié)消聲器的消聲頻率，使得該消聲器保持在最佳的消聲效果狀態(tài)。
[0006]所述的噪聲源為旋轉(zhuǎn)機(jī)械的排氣管道或進(jìn)氣管道，所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)械包括發(fā)動機(jī)、電機(jī)或風(fēng)機(jī)。[0007]所述的套筒位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括齒條、齒輪、電機(jī)及電機(jī)控制器，所述的齒條固定在移動套筒的外壁上，所述的齒輪與齒條嚙合，所述的電機(jī)控制器根據(jù)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速以及轉(zhuǎn)速與噪聲頻率間的關(guān)系，聯(lián)動控制電機(jī)驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動，進(jìn)而通過齒條帶動移動套筒沿主管道軸向移動，改變移動套筒插入擴(kuò)張腔內(nèi)的有效長度，進(jìn)而調(diào)節(jié)消聲器的消聲頻率特性。
[0008]所述的端蓋通過螺釘可拆卸式的與外管道連接，便于拆卸與安裝。
[0009]所述的端蓋與移動套筒外壁的接觸面上開設(shè)有凹槽，該凹槽內(nèi)設(shè)有與移動套筒外壁緊密貼合的密封圈，可以防止擴(kuò)張腔內(nèi)的氣流和聲音進(jìn)入外界大氣中。
[0010]所述的主管道的管壁厚度為0.5?2皿1，管壁上的微穿孔的穿孔率為I?5%，微穿孔的直徑為0.1?2mm。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0012]1、結(jié)構(gòu)簡單，體積小巧，制造及維護(hù)方便，適合在中小型旋轉(zhuǎn)機(jī)械如燃料電池汽車空輔系統(tǒng)風(fēng)機(jī)的噪聲控制上推廣應(yīng)用；
[0013]2、本實(shí)用新型的消聲器通過改變移動套筒插入擴(kuò)張腔內(nèi)的有效長度，實(shí)現(xiàn)消聲器消聲頻率可調(diào)的功能，適用于抑制燃料電池汽車空輔系統(tǒng)的變頻噪聲；
[0014]3、本實(shí)用新型的消聲器通過調(diào)節(jié)最大消聲量對應(yīng)頻率，可以在很寬頻帶內(nèi)保持良好的消聲效果，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)固定結(jié)構(gòu)的阻性和抗性消聲器的中頻消聲效果差的缺點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的剖面圖；
[0016]圖2為實(shí)施例中改變移動套筒插入擴(kuò)張腔內(nèi)的有效長度時的消聲效果對比圖。
[0017]圖1中，I為主管道，2為微穿孔，3為外管道，4為移動套筒，5為端蓋，6為螺釘，7為密封圈，8為齒條，9為齒輪，10為電機(jī)，11為電機(jī)控制器，I為擴(kuò)張腔，II為流體通道。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0019]如圖1所示，一種可調(diào)頻微穿孔管消聲器，包括管壁上設(shè)有微穿孔2的主管道1，該主管道I的管壁厚度為0.5?2mm，管壁上微穿孔2的穿孔率為I?5%，所述的微穿孔2的直徑為0.1?2mm，主管道I內(nèi)部設(shè)有與發(fā)動機(jī)、電機(jī)或風(fēng)機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械連通的流體通道II ;該消聲器還包括依次套設(shè)在主管道I外的移動套筒4和外管道3，以及與移動套筒4連接的套筒位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述的外管道3 —端密封連接在主管道I上，另一端通過端蓋5與移動套筒4相接觸，所述的端蓋5通過螺釘6可拆卸式的與外管道3連接，端蓋5與移動套筒4外壁的接觸面上開設(shè)有凹槽，該凹槽內(nèi)設(shè)有與移動套筒4外壁緊密貼合的密封圈7，所述的外管道3的內(nèi)壁、主管道I的外壁及端蓋5圍成擴(kuò)張腔I，該擴(kuò)張腔I與流體通道II通過微穿孔2相連通，起到消聲的作用；所述的移動套筒4 一端插入擴(kuò)張腔I內(nèi)，所述的套筒位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括齒條8、齒輪9、電機(jī)10及電機(jī)控制器11，所述的齒條8固定在移動套筒4的外壁上，所述的齒輪9與齒條8嚙合，所述的電機(jī)控制器11根據(jù)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速以及轉(zhuǎn)速與噪聲頻率間的關(guān)系，聯(lián)動控制電機(jī)10驅(qū)動齒輪9轉(zhuǎn)動，進(jìn)而通過齒條8帶動移動套筒4沿主管道I軸向移動，改變移動套筒4插入擴(kuò)張腔I內(nèi)的有效長度，進(jìn)而改變微穿孔2的導(dǎo)通數(shù)量，調(diào)節(jié)消聲器的消聲頻率特性。[0020]傳統(tǒng)的消聲器結(jié)構(gòu)固定，對于某些頻段的噪聲消聲效果較好，其他頻段噪聲消聲效果較差。通常管道中的噪聲隨發(fā)動機(jī)、電機(jī)或風(fēng)機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速而變化。當(dāng)氣流和聲音在如圖1所示的消聲器主管道I內(nèi)傳播時，微穿孔2和擴(kuò)張腔I對聲波能量有所衰減，因此從主管道I輸出端傳播出來的聲音比與旋轉(zhuǎn)機(jī)械連接的輸入端傳入的聲音有所降低，實(shí)現(xiàn)了消聲器的消聲效果。
[0021]對于本實(shí)用新型的消聲器，當(dāng)改變移動套筒插入擴(kuò)張腔I內(nèi)的有效長度時，消聲特性如圖2所示。圖中曲線A1、A2、A3表示有效長度值，其中Al < A2 < A3，為從圖中可以看出，在1000至5000Hz頻率范圍內(nèi)，當(dāng)有效長度值增大時，最大消聲量即曲線峰值對應(yīng)的頻率逐漸升高。因此，對于本實(shí)用新型，首先可以計算得到不同有效長度時的最大消聲量對應(yīng)的頻率，再擬合出該頻率隨有效長度變化的公式，確定頻率與有效長度兩者之間的關(guān)系，并根據(jù)此關(guān)系設(shè)定電機(jī)控制器，實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)需要控制噪聲的旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速以及轉(zhuǎn)速和噪聲頻率間的倍頻關(guān)系，電機(jī)控制器控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)驅(qū)動齒輪，齒輪帶動齒條及移動套筒軸向移動，從而改變移動套筒插入擴(kuò)張腔內(nèi)的有效長度，使得消聲器的最大消聲量對應(yīng)頻率正好位于目標(biāo)噪聲頻率處，這樣即可獲得目標(biāo)噪聲頻率處最好的消聲效果。旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速變化時，消聲器隨之調(diào)節(jié)移動套筒插入擴(kuò)張腔內(nèi)的有效長度，即可使得該消聲器一直保持良好的消聲效果狀態(tài)。
【權(quán)利要求】
1.一種可調(diào)頻微穿孔管消聲器，包括內(nèi)部為與噪聲源連通的流體通道(II)的主管道(I)，其特征在于，該消聲器還包括依次套設(shè)在主管道(I)外的移動套筒(4)和外管道(3)，以及與移動套筒(4)連接的套筒位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述的外管道(3) —端密封連接在主管道(I)上，另一端通過端蓋(5)與移動套筒(4)相接觸，所述的外管道(3)的內(nèi)壁、主管道(I)的外壁及端蓋(5)圍成擴(kuò)張腔(I)，該擴(kuò)張腔(I)與流體通道(II)通過設(shè)在主管道(I)的管壁上的微穿孔(2)相連通，所述的移動套筒(4) 一端插入擴(kuò)張腔(I)內(nèi)，套筒位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)驅(qū)動移動套筒(4)在主管道(I)上軸向滑動，改變移動套筒(4)插入擴(kuò)張腔(I)內(nèi)的有效長度，進(jìn)而改變微穿孔(2)的導(dǎo)通數(shù)量，調(diào)節(jié)消聲器的消聲頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)頻微穿孔管消聲器，其特征在于，所述的套筒位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括齒條(8)、齒輪(9)、電機(jī)(10)及電機(jī)控制器(11)，所述的齒條(8)固定在移動套筒(4)的外壁上，所述的齒輪(9)與齒條(8)嚙合，所述的電機(jī)控制器(11)聯(lián)動控制電機(jī)(10)驅(qū)動齒輪(9)轉(zhuǎn)動，進(jìn)而通過齒條(8)帶動移動套筒(4)沿主管道(I)軸向移動，改變移動套筒(4)插入擴(kuò)張腔(I)內(nèi)的有效長度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)頻微穿孔管消聲器，其特征在于，所述的端蓋(5)通過螺釘(6)可拆卸式的與外管道(3)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)頻微穿孔管消聲器，其特征在于，所述的端蓋(5)與移動套筒(4)外壁的接觸面上開設(shè)有凹槽，該凹槽內(nèi)設(shè)有與移動套筒(4)外壁緊密貼合的密封圈(7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)頻微穿孔管消聲器，其特征在于，所述的主管道(I)的管壁厚度為0.5?2mm，管壁上的微穿孔(2)的穿孔率為I?5%，微穿孔的直徑為0.1?2mm ο
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)頻微穿孔管消聲器，其特征在于，所述的噪聲源為旋轉(zhuǎn)機(jī)械的排氣管道或進(jìn)氣管道，所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)械包括發(fā)動機(jī)、電機(jī)或風(fēng)機(jī)。
【文檔編號】F16L55/033GK203604904SQ201320798095
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月5日
【發(fā)明者】左曙光, 張珺, 相龍洋, 吳旭東, 龍國, 王哲 申請人:同濟(jì)大學(xué)