[发明专利]一种自动调节磁流变阻尼的排气消音器

说明书

本发明涉及排气消音设备领域，具体涉及一种自动调节磁流变阻尼的排气消音器。包括中空的筒体，沿筒体两端设有进气管和出气管；筒体包括壳体、毛毡和穿孔板；筒体内由左隔板和右隔板沿垂直筒体轴线方向将筒体分隔为第一腔体、第二腔体和第三腔体，进气管与第一腔体相通，出气管与第三腔体相通；左隔板上设有与筒体同轴的转轴，伸入到第一腔体的转轴上安装有吸音叶片，吸音叶片由压电晶片和金属基板粘接而成，伸入到第二腔体的转轴上设有阻尼单元。气流吹到吸音叶片上产生将气流的动能转变成机械能并利用压电晶片的压电效应主动吸音。优势与特色：利用吸音叶片将气流的动能转变成机械能，吸声能力强，吸收频带宽；对阻尼单元利用吸音叶片的压电效应自供电，无需外电源，降低成本。

技术领域

本发明涉及排气消音设备领域，具体涉及一种自动调节磁流变阻尼的排气消音器。

背景技术

排气消声器是阻止声音传播而允许气流通过的一种器件，是消除空气动力性噪声的重要措施。排气消声器是安装在空气动力设备(如鼓风机、空压机、锅炉排气口、发电机、水泵等排气口噪音较大的设备)的排气系统中的降低噪声的装置。排气消声器的种类很多，根据抗、喷、阻复合消声原理所研制，主要有小孔喷注和扩容吸声。

现有技术中，排气消声器的排气消音效果不够理想，原因在于：1.基于小孔喷注的消音方法由于每一个孔都有自己的固有频率，只有在网孔固有频率附近的某些频率的声波才能通过网孔，故吸声系数低，吸收频带窄，且不易控制；2.基于阻抗匹配的吸音方法对低频的效果好而高频效果差。

发明内容

针对现有排气消音器消音方面所存在的问题，本发明提出一种自动调节磁流变阻尼的排气消音器，本发明采用的实施方案是：包括中空的筒体，沿筒体一端偏离轴线的位置设有进气管，沿筒体另一端轴线的位置设有左端为圆锥形的出气管；筒体包括壳体、毛毡和穿孔板，穿孔板上开有若干气孔；筒体内由左隔板和右隔板沿垂直筒体轴线方向将筒体分隔为第一腔体、第二腔体和第三腔体，进气管与第一腔体相通，出气管与第三腔体相通；左隔板和右隔板上均布地开有左流通孔和右流通孔；左隔板上设有与筒体同轴的转轴，伸入到第一腔体的转轴的轴台端面通过螺钉均布地安装有吸音叶片，伸入到第二腔体的转轴上设有阻尼单元；吸音叶片由压电晶片和金属基板粘接而成；阻尼单元包括与筒体同轴的圆筒、固设在圆筒内的线圈、圆筒内并列设置在左隔板和右隔板之间的左极和右极、设在左极和右极之间的隔磁橡胶圈；左隔板、圆筒、右隔板固定为一体，左极和右极组成一个圆柱形，内部形成一空腔；转子设置在空腔内并通过键套设在转轴上，转子的圆弧面上开有外齿，外齿为梯形齿，左极和右极内壁上均设有与外齿相配合的左内齿和右内齿，外齿与左内齿和右内齿间留有间隙；左极、右极与转子之间的间隙充满磁流变液，由左右两个密封圈进行密封，转轴与左极和右极之间均设有轴承。

本发明中，为提高吸音叶片的吸音降噪能力，吸音叶片套设在转轴的细轴上，并与轴台端面通过螺钉连接，且与轴向成一定的倾斜角β(类似电风扇叶片倾斜角)，吸音叶片倾斜角为β＝110°，吸音叶片为弯曲的彩虹型结构，压电晶片的曲率半径小于金属基板的曲率半径，压电晶片厚度为0.15～0.3mm的PZT4，金属基板为铍青铜，金属基板与压电晶片的厚度之比为1～2.5，此时吸音叶片的吸音降噪能力较强。

气流通过进气管进入第一腔体后，气流吹到吸音叶片时产生气动力驱动转轴转动，转轴转动带动转子同步转动，将气流的动能转变成机械能，使气流中各种频带噪声的声功率大大降低，噪声大为削弱；当线圈中没有电流时，磁流变液为Newton流体，转子与磁流变液间的阻力很小，当线圈中有电流即有磁场时，磁流变液则呈现出高粘度、低流动性的Bingham体特性，转子与磁流变液间的阻尼力变大，而且阻尼力的大小受电流大小控制。