一種插入式亥姆霍茲共振消聲器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種插入式亥姆霍茲共振消聲器，屬于管路振動噪聲控制【技術(shù)領(lǐng)域】。共振消聲器包括進口管、出口管、進口內(nèi)插管、出口內(nèi)插管、殼體、進口端蓋和出口端蓋；所述殼體的兩個開放端分別由進口端蓋和出口端蓋封閉后形成密閉的腔體，所述進口管與進口內(nèi)插管焊接在進口端蓋的兩個端面上并互相連通，所述出口管與出口內(nèi)插管分別焊接在出口端蓋的端面上并互相連通，所述出口管與出口內(nèi)插管的直徑大于進口管與進口內(nèi)插管；所述進口內(nèi)插管和出口內(nèi)插管均位于腔體內(nèi)，進口內(nèi)插管與出口內(nèi)插管沿著軸線方向具有重疊部分。本實用新型有效改善傳統(tǒng)亥姆霍茲共振消聲器在安裝空間方面存在的不足。
【專利說明】一種插入式亥姆霍茲共振消聲器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于管路振動噪聲控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種插入式亥姆霍茲共振消聲器，主要適用于汽車進排氣、艦船內(nèi)部通風(fēng)空調(diào)等各種管路系統(tǒng)的低頻噪聲控制。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的亥姆霍茲共振器如圖1所示，其結(jié)構(gòu)包括I個共振腔8、1根直徑較小的連接管9 (因其外形與人的頸部相似，也稱頸管)、1根主管路10 (即需要進行噪聲控制的管路)，共振腔8通過連接管9旁支于主管路10。根據(jù)經(jīng)典聲學(xué)理論，傳統(tǒng)亥姆霍茲共振器能在其頻率f；附近有效衰減主管路10中的聲傳播，而且f；通常為低頻，因此在各種工業(yè)管路系統(tǒng)的低頻噪聲控制領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用。共振頻率f；的計算公式如下:
C0 I A
[0003]/ =——1-
2π\(zhòng){1 + δψ
[0004]式中，Ctl為管路中的聲速，1、Α分別為連接管的長度和截面積，V為共振腔的體積，δ為聲學(xué)修正長度，具體值可參考聲學(xué)相關(guān)文獻。
[0005]但是在汽車進排氣系統(tǒng)、艦船，尤其是潛艇內(nèi)部管路系統(tǒng)等各種工程實際應(yīng)用場合中，主管路周邊的設(shè)備布置往往十分緊湊，允許消聲器安裝的空間非常小。由圖1可知，傳統(tǒng)亥姆霍茲共振消聲器采用旁支結(jié)構(gòu)，對管路周邊的空間要求高，這使得其應(yīng)用范圍受到了極大限制。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的目的是在保證低頻消聲效果的基礎(chǔ)上，提供一種空間要求相對小的插入式亥姆霍茲共振消聲器，用以克服上述傳統(tǒng)亥姆霍茲共振器存在的不足。
[0007]一種插入式亥姆霍茲共振消聲器，包括進口管、出口管、進口內(nèi)插管、出口內(nèi)插管、殼體、進口端蓋和出口端蓋；其中，所述殼體的兩個開放端分別由進口端蓋和出口端蓋封閉后形成密閉的腔體，所述進口管與進口內(nèi)插管焊接在進口端蓋的兩個端面上并互相連通，所述出口管與出口內(nèi)插管分別焊接在出口端蓋的端面上并互相連通，所述出口管與出口內(nèi)插管的直徑大于進口管與進口內(nèi)插管；所述進口內(nèi)插管和出口內(nèi)插管均位于腔體內(nèi)，進口內(nèi)插管與出口內(nèi)插管沿著軸線方向具有重疊部分，重疊部分的長度由具體的聲學(xué)指標(biāo)確定;
[0008]進一步的，所述進口管、進口內(nèi)插管、出口內(nèi)插管、出口管與殼體采用同軸布置，且上述組件可以為直管、彎管或者直彎組合管，其橫截面形狀為圓形、方形或者橢圓形；視具體聲學(xué)指標(biāo)和安裝空間要求等綜合因素確定。
[0009]消聲原理:進口內(nèi)插管與出口內(nèi)插管重疊部分組成的環(huán)形管路相當(dāng)于傳統(tǒng)亥姆霍茲共振器的旁支連接管；進出口端蓋、殼體以及進出口內(nèi)插管所形成的腔體相當(dāng)于傳統(tǒng)亥姆霍茲共振器的共振腔。當(dāng)從管路系統(tǒng)噪聲源運轉(zhuǎn)過程中傳來的低頻線譜聲波從進口管進入本實用新型所提出的插入式亥姆霍茲共振器內(nèi)部時，如果結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計得當(dāng)，該頻率聲波將會極大衰減，從而起到降低低頻噪聲的作用。
[0010]有益效果:
[0011]1.本實用新型的進口內(nèi)插管與出口內(nèi)插管重疊部分組成的環(huán)形管路相當(dāng)于傳統(tǒng)亥姆霍茲共振器的旁支連接管；進出口端蓋、殼體以及進出口內(nèi)插管所形成的腔體相當(dāng)于傳統(tǒng)亥姆霍茲共振器的共振腔，采用的插入式結(jié)構(gòu)有效改善傳統(tǒng)亥姆霍茲共振消聲器在安裝空間方面存在的不足。
[0012]2.本實用新型的進口內(nèi)插管與出口內(nèi)插管沿著軸線方向具有重疊部分，以便聲波經(jīng)過上述重疊部分形成的環(huán)狀管路進入腔體。
[0013]3.本實用新型空間適應(yīng)性強、低頻消聲效果好、結(jié)構(gòu)工藝簡單、成本低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為傳統(tǒng)的亥姆霍茲共振消聲器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本實用新型的插入式亥姆霍茲共振消聲器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為本實用新型的插入式亥姆霍茲共振消聲器的主視圖；
[0017]圖4為本實用新型的插入式亥姆霍茲共振消聲器傳遞損失曲線圖。
[0018]圖中:1-進口管、2-進口內(nèi)插管、3-出口內(nèi)插管、4-出口管、5-進口端蓋、6-出口端蓋、7-殼體、8-共振腔、9-連接管、10-主管路。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖并舉實施例，對本實用新型進行詳細描述。
[0020]如附圖2和3所示，本實用新型提供了一種插入式亥姆霍茲共振消聲器，包括進口管1、出口管4、進口內(nèi)插管2、出口內(nèi)插管3、殼體7、進口端蓋5和出口端蓋6，上述組件為直管且橫截面形狀為圓形；其中，所述殼體7的兩個開放端分別由進口端蓋5和出口端蓋6封閉后形成密閉的腔體，所述進口管I與進口內(nèi)插管2同軸焊接在進口端蓋6的兩個端面上并互相連通，所述出口管4與出口內(nèi)插管3同軸焊接在出口端蓋5的兩個端面上并互相連通，所述出口管4與出口內(nèi)插管3的直徑大于進口管I與進口內(nèi)插管2 ;所述進口內(nèi)插管2和出口內(nèi)插管3均位于腔體內(nèi)，進口內(nèi)插管2與出口內(nèi)插管3沿著軸線方向具有重疊部分，重疊部分的長度由具體的聲學(xué)指標(biāo)確定；
[0021]本實用新型的消聲原理:采用聲學(xué)有限元法對插入式亥姆霍茲共振消聲器傳遞損失進行了預(yù)估，預(yù)估結(jié)果如圖4所示，由圖可知該共振器傳遞損失在低頻處產(chǎn)生了一個明顯的共振峰,該共振峰的峰值頻率f；、消聲帶寬等聲學(xué)指標(biāo)主要取決于進出口內(nèi)插管重疊部分環(huán)形管路的長度1、截面積A以及進出口端蓋、殼體以及進出口內(nèi)插管所形成的腔體體積V。共振頻率f；的估算同樣可以采用如下公式:
c{) IA^
[0022]/,.=——1-
2π\(zhòng){1 + δψ
[0023]式中，Ctl為管路中的聲速，1、Α分別為進出口內(nèi)插管重疊部分所形成的環(huán)形管長度
1、截面積A，V為進出口端蓋、殼體以及進出口內(nèi)插管所形成的腔體體積V，δ為聲學(xué)修正長度。
[0024]綜上所述，以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用于限定本實用新型的保護范圍。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種插入式亥姆霍茲共振消聲器，其特征是，包括進口管(I)、出口管(4)、進口內(nèi)插管(2)、出口內(nèi)插管(3)、殼體(7)、進口端蓋(5)和出口端蓋(6);其中，所述殼體(7)的兩個開放端分別由進口端蓋(5)和出口端蓋(6)封閉后形成密閉的腔體，所述進口管⑴與進口內(nèi)插管(2)焊接在進口端蓋￠)的兩個端面上并互相連通，所述出口管(4)與出口內(nèi)插管(3)分別焊接在出口端蓋(5)的端面上并互相連通，所述出口管(4)與出口內(nèi)插管(3)的直徑大于進口管⑴與進口內(nèi)插管⑵；所述進口內(nèi)插管⑵和出口內(nèi)插管⑶均位于腔體內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的插入式亥姆霍茲共振消聲器，其特征是，所述進口內(nèi)插管(2)與出口內(nèi)插管(3)沿著軸線方向具有重疊部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的插入式亥姆霍茲共振消聲器，其特征是，所述進口管(I)、進口內(nèi)插管(2)、出口內(nèi)插管(3)、出口管(4)與殼體(7)采用同軸布置，且上述組件為直管、彎管或者直彎組合管，其橫截面形狀為圓形、方形或者橢圓形。
【文檔編號】F16L55/033GK204026027SQ201420401716
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月18日
【發(fā)明者】蘇勝利, 魯民月, 廖慶斌, 周福昌, 王強勇, 錢大帥, 盧兆剛 申請人:中國船舶重工集團公司第七一九研究所