專(zhuān)利名稱(chēng)：一種減壓變頻消聲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型為噪聲消除裝置，具體是一種減壓變頻消聲器。
背景技術(shù)：
由于汽輪機(jī)、工業(yè)鍋爐產(chǎn)生巨大氣流 直接排放大氣中會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大噪聲，不斷的噪聲干擾給人們的生產(chǎn)、生活及身心健康都會(huì)帶來(lái)摧殘，為了消除這些噪聲，人們研究出消聲器。目前世界上已具有多種型式的消聲器，大多采用阻抗復(fù)合型消聲原理，而由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量大、高溫氧化吸聲填料，高速氣流沖擊吸聲填料，水氣滲透吸聲填料等原因，造成消聲器維修頻繁、消聲效果差，使用周期短等情況。根據(jù)著名聲學(xué)專(zhuān)家、科學(xué)院院士馬大猷教授的微穿孔理論在板厚小于I. Omm的薄板上穿以孔徑小于I. Omm的微孔，穿孔率在I 5%之間，后部留有一定的厚度(5 20cm)的空氣層，就可以控制消聲器的頻譜性能，使其在需要的頻率范圍內(nèi)獲得良好的消聲效果。小孔消聲器的結(jié)構(gòu)是一根末端封閉的直管，管壁上鉆有很多小孔。小孔消聲器的原理是以噴氣噪聲的頻譜為依據(jù)的，如果保持噴口的總面積不變而用很多小噴口來(lái)代替，當(dāng)氣流經(jīng)過(guò)小孔時(shí)、噴氣噪聲的頻譜就會(huì)移向高頻或超高頻，使頻譜中的可聽(tīng)聲成分明顯降低，從而減少對(duì)人的干擾和傷害。但是現(xiàn)有的微穿孔消聲器一般只對(duì)噪聲的短波起到消聲作用，而對(duì)中波、長(zhǎng)波無(wú)法消除，因此產(chǎn)生的消聲效果不理想。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種可以使低頻變高頻，長(zhǎng)波變短波，使噪聲隨距離的增加而衰減，多余部分的聲波因波長(zhǎng)變短，在聲壓級(jí)的作用，通過(guò)入射、衍射到微孔內(nèi)發(fā)生折射、散射、干涉被吸收，其消聲效果的減壓變頻消聲器。所述一種減壓變頻消聲器包括外殼、連接管、變頻濾波體、吸音孔板和阻性吸聲體，連接管設(shè)在外殼底部，且從外殼底部伸入一級(jí)變頻濾波體內(nèi)，變頻濾波體設(shè)在外殼內(nèi)下部，阻性吸聲體設(shè)在變頻濾波體上方，通過(guò)固定架固定在外殼內(nèi)，吸音孔板設(shè)在外殼的內(nèi)壁，其特征是在變頻濾波體與阻性吸聲體之間設(shè)有過(guò)渡腔，變頻濾波體與外殼內(nèi)壁之間設(shè)三級(jí)擴(kuò)容膨脹腔，所述變頻濾波體包括一級(jí)變頻濾波體和二級(jí)變頻濾波體，兩變頻濾波體之間設(shè)二級(jí)擴(kuò)容膨脹腔，在一級(jí)變頻濾波體的一級(jí)擴(kuò)容膨脹腔內(nèi)設(shè)多個(gè)減振降壓碗。在消聲器外殼中部?jī)蓚?cè)對(duì)稱(chēng)設(shè)耳式支座，頂部?jī)蓚?cè)對(duì)稱(chēng)設(shè)吊耳，在消聲器底部設(shè)疏水接口，頂部設(shè)防雨罩，防雨罩通過(guò)支架固定在消聲器頂部。所述消聲器的外殼為雙層，且雙層外殼之間設(shè)有填充吸聲材料層；消聲器下蓋由下底板和內(nèi)底板組成，在下底板和內(nèi)底板之間也填有充吸聲材料層。所述阻性吸聲體為圓筒狀吸音腔，由圓柱體內(nèi)芯和環(huán)形筒體組成，圓柱體內(nèi)芯和環(huán)形筒體內(nèi)均填充有吸聲材料層。所述一級(jí)變頻濾波體和二級(jí)變頻濾波體的上端的密封頭均為錐形封頭。所述減振降壓碗為碗狀，其底部開(kāi)設(shè)有便于氣流逐層通過(guò)圓口。[0011]所述且一級(jí)變頻濾波體的橫截面大于連接管的橫截面，連接管伸入一級(jí)擴(kuò)容膨脹腔內(nèi)。所述二級(jí)變頻濾波體其圓筒內(nèi)壁小孔總面積大于一級(jí)變頻濾波體圓筒內(nèi)壁小孔總面積的多倍?？剐韵暺魇怯赏蛔兘缑娴墓芎褪医M合而成的，好像是一個(gè)聲學(xué)濾波器，與電學(xué)濾波器相似，每一個(gè)帶管的小室是濾波器的一個(gè)網(wǎng)孔，管中的空氣質(zhì)量相當(dāng)于電學(xué)上的電感和電阻，稱(chēng)為聲質(zhì)量和聲阻。小室中的空氣體積相當(dāng)于電學(xué)上的電容，稱(chēng)為聲順，與電學(xué)濾波器類(lèi)似，每一個(gè)帶管的小室都有自己的固有頻率。當(dāng)包含有各種頻率成分的聲波進(jìn)入第一個(gè)短管時(shí)，只有在第一個(gè)網(wǎng)孔固有頻率附近的某些頻率的聲波才能通過(guò)網(wǎng)孔到達(dá)第二 個(gè)短管口，而另外一些頻率的聲波則不可能通過(guò)網(wǎng)孔.只能在小室中來(lái)回反射，因此，我們稱(chēng)這種對(duì)聲波有濾波功能的結(jié)構(gòu)為聲學(xué)濾波器。選取適當(dāng)?shù)墓芎褪疫M(jìn)行組合，就可以濾掉某些頻率成分的噪聲，從而達(dá)到消聲的目的。本實(shí)用新型所述的減壓變頻消消聲器通過(guò)管道上許許多多小孔使管道截面突然擴(kuò)張、收縮及旁路共振，使管道內(nèi)傳播的噪聲在突變處向聲源反射回去，降低噪聲；再通過(guò)多層擴(kuò)張腔體上的小孔改變聲波方向，使低頻變高頻，長(zhǎng)波變短波，使噪聲隨距離的增加而衰減；多余部分的聲波因波長(zhǎng)變短，在聲壓級(jí)的作用，通過(guò)入射、衍射到微孔內(nèi)發(fā)生折射、散射、干涉被吸收的現(xiàn)象?？装鍍?nèi)層加有一定厚度的吸聲材料(超細(xì)玻璃棉)，聲波在一層層的纖維棉絲中穿插，形成折射，滿反射相互抵消，最后轉(zhuǎn)化成熱能后消失。另外，在消聲器上部加設(shè)有阻性消聲體，使漏掉的聲波被進(jìn)一步吸收消耗掉。因?yàn)闅饬髟谠O(shè)備出口因壓力突然釋放而產(chǎn)生極快的流速，伴隨極快的流速而產(chǎn)生出多種波形的噪聲，如果氣流通過(guò)擴(kuò)散筒上的眾多小孔釋放，眾多的小孔將管道的截面積擴(kuò)大多倍，使氣流壓力降低，通過(guò)逐級(jí)擴(kuò)大，逐級(jí)降壓，氣流壓力變小，速度變慢，夾帶的聲波波長(zhǎng)變短，逐步消耗。再者，在管道末端，采用的反錐形的封頭，避免氣流直壓在此產(chǎn)生旋流而生產(chǎn)噪聲，也容易使氣流向四周擴(kuò)散。本消聲器通過(guò)兩級(jí)濾波，將長(zhǎng)波變中波，再將中波變短波，將低頻轉(zhuǎn)化為高頻，從而在吸音腔轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉，起到了很好的消聲目的；采用多層擴(kuò)容、降壓，小孔減振、干涉和殼體內(nèi)壁增加吸聲材料及微孔吸聲板等多種方式，再配上阻性消聲體，全面的消除各種頻率的噪聲，廣泛用于石油、化工、冶金、紡織等行業(yè)。

圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖I中AA剖視圖，圖3是減振降壓碗的俯視圖。圖中1-外殼，2-連接管，3-下底板，4-內(nèi)底板，5-—級(jí)變頻濾波體，6-二級(jí)變頻濾波體，7-吸音孔板，8-減振降壓碗，9-密封頭，10-耳式支座，11-固定架，12-環(huán)形筒體，13-阻性吸聲體，14-吊耳，15-支架，16-防雨罩，17-圓柱體內(nèi)芯，18-過(guò)渡腔，19-三級(jí)擴(kuò)容膨脹腔，20- 二級(jí)擴(kuò)容膨脹腔，21- 一級(jí)擴(kuò)容膨脹腔，22-疏水接口，23-法蘭。
具體實(shí)施方式
[0021]
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。圖I中，所述一種減壓變頻消聲器包括外殼I、連接管2、變頻濾波體、吸音孔板7和阻性吸聲體13，連接管2設(shè)在外殼I底部，且從外殼底部伸入一級(jí)變頻濾波體5內(nèi)，變頻濾波體設(shè)在外殼內(nèi)下部，阻性吸聲體13設(shè)在變頻濾波體上方，通過(guò)固定架11固定在外殼內(nèi)，可拆卸，便于清洗，吸音孔板7設(shè)在外殼的內(nèi)壁，其特征是在變頻濾波體與阻性吸聲體13之間設(shè)有過(guò)渡腔18，，保證氣體均勻向阻性體散出；變頻濾波體與外殼內(nèi)壁之間設(shè)三級(jí)擴(kuò)容膨脹腔19，所述變頻濾波體包括一級(jí)變頻濾波體5和二級(jí)變頻濾波體6，兩變頻濾波體之間設(shè)二級(jí)擴(kuò)容膨脹腔20，在一級(jí)變頻濾波體5的一級(jí)擴(kuò)容膨脹腔21內(nèi)設(shè)多個(gè)減振降壓碗8 ;所述阻性吸聲體13為圓筒狀吸音腔。阻性吸聲體的截面流通面積既不能過(guò)小，也不能過(guò)大。過(guò)小，使已降低的氣流壓力又產(chǎn)生積聚后增壓，產(chǎn)生次級(jí)噪聲；過(guò)大，降低吸聲效果，在抗性部分沒(méi)消耗的聲波的一部分被漏掉。一般面積大小氣體流速而定，排放面積大，流速就小，排放面積小，流速就大。應(yīng)控制在30m/ s以下，15m/s左右比較好，一般情況越長(zhǎng)，吸聲效果越好，太長(zhǎng)會(huì)使成本增加，吸聲量達(dá)到10-20dB(A)就可以了。阻性消聲器的消聲量與截面積成反比，而與長(zhǎng)度成正比。在消聲器外殼中部?jī)蓚?cè)對(duì)稱(chēng)設(shè)耳式支座10，一般根據(jù)外殼直徑大小定，可以設(shè)4個(gè)，頂部?jī)蓚?cè)對(duì)稱(chēng)設(shè)吊耳14，便于與設(shè)備安裝連接；在消聲器底部設(shè)疏水接口 22，便于輸出內(nèi)部冷凝水，頂部設(shè)防雨罩16，可以起到遮風(fēng)擋雨的作用，防雨罩16通過(guò)支架15固定在消聲器頂部。所述消聲器的外殼12為雙層，且雙層外殼之間設(shè)有填充吸聲材料層；消聲器下蓋由下底板3和內(nèi)底板4組成，在下底板3和內(nèi)底板4之間也填有充吸聲材料層。圖2中，所述阻性吸聲體13由圓柱體內(nèi)芯17和環(huán)形筒體12組成，圓柱體內(nèi)芯和環(huán)形筒體內(nèi)均填充有吸聲材料層，可防止聲波透射出去。所述一級(jí)變頻濾波體5和二級(jí)變頻濾波體6的上端的密封頭9均為錐形封頭，使末端氣流沖擊到頂部時(shí)向四周疏散，不在頂部積聚，避免次級(jí)壓強(qiáng)。圖3中，所述減振降壓碗8為碗狀，其底部開(kāi)設(shè)有便于氣流逐層通過(guò)圓口，便于氣流逐層通過(guò)。所述且一級(jí)變頻濾波體5的橫截面大于連接管2的橫截面，連接管2伸入一級(jí)擴(kuò)容膨脹腔21內(nèi)。所述二級(jí)變頻濾波體6其圓筒內(nèi)壁小孔總面積大于一級(jí)變頻濾波體圓筒內(nèi)壁小孔總面積的多倍。本實(shí)用新型減壓變頻消消聲器是按照馬大猷教授微孔吸聲理論，并嚴(yán)格執(zhí)行SH/T《石油化工噪聲的控制設(shè)計(jì)規(guī)范》、HG/T21616-97《化工廠常用設(shè)備消聲器標(biāo)準(zhǔn)系列》、GBJ87-85《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范》和GB4760《消聲器測(cè)量方式》等標(biāo)準(zhǔn)設(shè)和計(jì)制造的。由于噴注噪聲峰值頻率與噴口直徑成反比，若噴口直徑變小，噴口輻射的噪聲能量從低頻移向高頻效果越好，當(dāng)孔徑< 4mm時(shí)，噴注噪聲將移到人耳不敏感頻率范圍。開(kāi)孔率不能過(guò)大，過(guò)大的開(kāi)孔率也會(huì)使分散的流體再次積聚而減少消聲效果。本實(shí)用新型消聲器采用法蘭23將設(shè)備氣流口與連接管2連接，插入一級(jí)變頻濾波體5的一級(jí)擴(kuò)容膨脹腔21，流經(jīng)氣體進(jìn)入一級(jí)擴(kuò)容膨脹腔21后，體積增大，壓力變小，流速變緩，再經(jīng)一級(jí)擴(kuò)容膨脹腔21內(nèi)多個(gè)減振降壓碗8 (多少根據(jù)腔體長(zhǎng)度、氣體流量確定)的緩沖作用進(jìn)一步降低腔體頂部直線壓力，是氣流向四周分散經(jīng)一級(jí)變頻濾波體5上的小孔濾波后排出，讓長(zhǎng)波變中波，低頻變中頻，釋放到一級(jí)變頻濾波體5與二級(jí)變頻濾波體6之間形成的二級(jí)擴(kuò)容膨脹腔20中，一級(jí)擴(kuò)容膨脹腔21頂端設(shè)有錐型封頭，避免氣流在腔體頂部積聚旋流產(chǎn)生次壓；氣體進(jìn)入二級(jí)擴(kuò)容膨脹腔20后，體積進(jìn)一步擴(kuò)大，氣流被分散，壓力進(jìn)一步變小，流速逐漸變慢，再經(jīng)二級(jí)變頻濾波體6上的 二級(jí)小孔變頻分流，消耗掉了因氣流產(chǎn)生的中波、長(zhǎng)波噪聲，剩下噪聲波因波長(zhǎng)短，頻率高，很快殼體內(nèi)壁安裝的吸音孔板7吸收消耗掉。吸音孔板7內(nèi)層加有一定厚度的吸聲材料(超細(xì)玻璃棉)，聲波在一層層的纖維棉絲中穿插，形成折射，滿反射相互抵消，最后轉(zhuǎn)化成熱能后消失。漏掉的一部分聲波變被阻性消聲體13進(jìn)一步吸收消耗掉。
權(quán)利要求1.一種減壓變頻消聲器，包括外殼(I)、連接管(2)、變頻濾波體、吸音孔板(7)和阻性吸聲體(13)，連接管(2)設(shè)在外殼(I)底部，且從外殼底部伸入一級(jí)變頻濾波體(5)內(nèi)，變頻濾波體設(shè)在外殼內(nèi)下部，阻性吸聲體(13)設(shè)在變頻濾波體上方，通過(guò)固定架(11)固定在外殼內(nèi)，吸音孔板⑵設(shè)在外殼的內(nèi)壁，其特征是在變頻濾波體與阻性吸聲體(13)之間設(shè)有過(guò)渡腔(18)，變頻濾波體與外殼內(nèi)壁之間設(shè)三級(jí)擴(kuò)容膨脹腔(19)，所述變頻濾波體包括一級(jí)變頻濾波體(5)和二級(jí)變頻濾波體￠)，兩變頻濾波體之間設(shè)二級(jí)擴(kuò)容膨脹腔(20)，在一級(jí)變頻濾波體(5)的一級(jí)擴(kuò)容膨脹腔(21)內(nèi)設(shè)多個(gè)減振降壓碗(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種減壓變頻消聲器，其特征是在消聲器外殼中部?jī)蓚?cè)對(duì)稱(chēng)設(shè)耳式支座(10)，頂部?jī)蓚?cè)對(duì)稱(chēng)設(shè)吊耳(14)，在消聲器底部設(shè)疏水接口(22)，頂部設(shè)防雨罩(16),防雨罩(16)通過(guò)支架(15)固定在消聲器頂部。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述一種減壓變頻消聲器，其特征是所述消聲器的外殼(12)為雙層，且雙層外殼之間設(shè)有填充吸聲材料層；消聲器下蓋由下底板(3)和內(nèi)底板(4)組成，在下底板(3)和內(nèi)底板(4)之間也填充有吸聲材料層。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述一種減壓變頻消聲器，其特征是所述阻性吸聲體(13)為圓筒狀吸音腔，由圓柱體內(nèi)芯(17)和環(huán)形筒體(12)組成，圓柱體內(nèi)芯和環(huán)形筒體內(nèi)均填充有吸聲材料層。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述一種減壓變頻消聲器，其特征是所述一級(jí)變頻濾波體(5)和二級(jí)變頻濾波體￠)的上端的密封頭(9)均為錐形封頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述一種減壓變頻消聲器，其特征是所述減振降壓碗(8)為碗狀，其底部開(kāi)設(shè)有便于氣流逐層通過(guò)圓口。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述一種減壓變頻消聲器，其特征是所述且一級(jí)變頻濾波體(5)的橫截面大于連接管(2)的橫截面，連接管(2)伸入一級(jí)擴(kuò)容膨脹腔(21)內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述一種減壓變頻消聲器，其特征是所述二級(jí)變頻濾波體(6)其圓筒內(nèi)壁小孔總面積大于一級(jí)變頻濾波體圓筒內(nèi)壁小孔總面積的多倍。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種減壓變頻消聲器。所述消聲器包括外殼、連接管、變頻濾波體、吸音孔板和阻性吸聲體，其特征是在變頻濾波體與阻性吸聲體之間設(shè)有過(guò)渡腔，變頻濾波體與外殼內(nèi)壁之間設(shè)三級(jí)擴(kuò)容膨脹腔，所述變頻濾波體包括一級(jí)變頻濾波體和二級(jí)變頻濾波體，兩變頻濾波體之間設(shè)二級(jí)擴(kuò)容膨脹腔，在一級(jí)變頻濾波體的一級(jí)擴(kuò)容膨脹腔內(nèi)設(shè)多個(gè)減振降壓碗。本消聲器通過(guò)兩級(jí)濾波，采用多層擴(kuò)容、降壓，小孔減振、干涉和殼體內(nèi)壁增加吸聲材料及微孔吸聲板等多種方式，再配上阻性消聲體，全面的消除各種頻率的噪聲，廣泛用于石油、化工、冶金、紡織等行業(yè)。
文檔編號(hào)F01N13/00GK202707182SQ201220373039
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月30日
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