[发明专利]一种可消除宽频噪声的多腔直通双层穿孔消声器

说明书

技术领域

本发明涉及宽频消声器领域，具体提供了一种可以消除宽频噪声的多腔直通双层穿孔消声器技术领域。

背景技术

工程中，管道噪声频率分布很广，特别是对于增压进气系统来说，以中高宽频噪声成分为主，而对此类宽频噪声控制而言，仅靠从噪声源本身采取措施，其降噪量是有限的。而对于管道主动噪声控制而言，其技术不成熟装置复杂，成本较高，且噪声控制频率有限。所以，在管道中安装消声器是控制管道噪声最经济且有效的措施之一。传统抗性消音器（扩张消声器、赫姆霍兹腔或1/4波长管等）只能降低低频窄带噪声，不适用于中高宽频噪声问题。穿孔元件通过小孔中的气流在声压作用下做往复运动，在气流和穿孔壁面之间产生摩擦，使得一部分声能转化为其他形式的能量，从而可以有效降低噪声。此外，穿孔结构具有较低的流动压力损失，相比扩张腔有较好的流场特性。目前，对于中高宽频管道噪声，一般采用多个赫姆霍兹谐振腔串联或是使用多腔直通穿孔消声器来控制噪声。赫姆霍兹消声器占用空间大，不适用于安装更加紧凑的情况。多腔直通穿孔消声器虽然结构紧凑，但在腔数较少时其消声幅值和频带有限。经发明人研究发现，双层穿孔结构可以有效提升消声频带，仅需少数几个腔体串联便可实现宽频消声效果，具有较高的消声幅值，且结构简单，制造成本较低，可以充分利用有限的消声空间实现优良的消声性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种消声频带宽、压力损失小且结构紧凑的多腔双层穿孔消声器，可利用有限的体积达到较好的消声性能并且压力损失低，尤其适用于中高宽频噪声控制。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种可消除宽频噪声的多腔直通双层穿孔消声器，包括进口端、消声器主体和出口端，所述消声器主体内有至少两个双层穿孔管，所述各双层穿孔管之间串联并用隔板隔开，所述双层穿孔管包括布有穿孔的外管和内管，所述外管与消音器主体和隔板形成闭合腔体，所述内管与外管和隔板形成闭合的腔体。

在上述技术方案的基础上，所述至少两个双层穿孔管，内管直径相同，外管直径相同或不同。

在上述技术方案的基础上，所述至少两个双层穿孔管，各双层穿孔管长度不同。

在上述技术方案的基础上，所述双层穿孔管包括布有穿孔的外管和内管，内管和外管穿孔孔径相同。

在上述技术方案的基础上，所述至少两个双层穿孔管，所述双层穿孔管包括布有穿孔的外管和内管，同一双层穿孔管的内管和外管的穿孔孔隙率相同，不同双层穿孔管孔隙率相同或不同。

在上述技术方案的基础上，所述双层穿孔管的内管和外管穿孔壁厚相同。

在上述技术方案的基础上，各腔体内管和外管的穿孔分布均匀。

在上述技术方案的基础上，所述不同双层穿孔管孔隙率不同，最大孔隙率不超过20%。

在上述技术方案的基础上，所述孔径为2-3.5mm。

本发明消声器主体采用至少两腔结构，各腔均由双层穿孔管构成。双层穿孔管结构可以拓宽消声频带，多腔串联可以进一步提高消声频带和幅值。对于噪声问题较为严重的情况，可合理增加腔体的个数，达到更大的消声量。由穿孔管分离而成的各腔体中无填充材料，各腔体内层穿孔管和外层穿孔管壁厚、孔径、孔隙率、穿孔区域以及腔体大小可以通过多腔一维传递矩阵法合理计算匹配，实现对较宽频带范围噪声的消除。该消声器结构紧凑，消声效果良好且压力损失很小，可以实现在有限空间内达到很大的消声量。

附图说明

图1为本发明三腔样例结构的外部示意图；

图2为本发明三腔样例结构的内部截面图；

图3为本发明三腔样例结构的内部剖视图；

图4为本发明三腔样例结构的传递损失曲线；

图5为本发明腔体长度比不同对消声器声学性能影响，总长度为100mm；

图6为本发明孔隙率比不同对消声器声学性能影响，中间腔孔隙率10%。

图7为本发明外管直径不同对消声器声学性能影响，中间腔外管直径60mm。

附图标记说明

1-进口端；2-左侧穿孔管内管；3-左侧穿孔管外管；4-左侧消音器主体；5-中间穿孔管内管；6-中间穿孔管外管；7-中间消音器主体；8-右侧穿孔管内管；9-右侧穿孔管外管；10右侧消音器主体；11-出口端；12-隔板。

具体实施方式