一种用于连续多阶谐频噪声抑制的阶梯型消声结构制造技术

本发明专利技术公开了一种用于连续多阶谐频噪声抑制的阶梯型消声结构，属于消声装置技术领域。本发明专利技术的一种用于连续多阶谐频噪声抑制的阶梯型消声结构，包括管道以及内侧具有阶梯型壁的壳体，所述壳体套设于所述管道外，所述壳体的两端与管道密封相连，以使所述壳体与管道之间形成封闭的阶梯型腔体；且位于所述壳体的内侧位置的管道上设有开口，以使所述管道的内腔与阶梯型腔体通过开口相连通。采用本发明专利技术时，能够实现管道中传递的连续多阶谐频噪声的有效抑制，还能够降低单一方向尺寸要求，具有灵活的布置形式；针对旋转机械等的连续阶次谐频噪声，可以以同等的附加体积取得更好的降噪效果，更好的满足工程中对附加体积的限制性要求。

A stepped structure for suppressing continuous multi order harmonic noise

【技术实现步骤摘要】
一种用于连续多阶谐频噪声抑制的阶梯型消声结构
本专利技术涉及一种用于连续多阶谐频噪声抑制的阶梯型消声结构，属于消声装置

技术介绍
管路系统在大型建筑、大型军民用装备等场合有着广泛应用，甚至民用飞机的发动机涵道也可认为是一种特殊的管路。在管路系统噪声中，包括风机等在内的旋转机械通常是其主要噪声源之一，而旋转机械噪声通常由谐频成分与宽频成分构成，其中，前几阶谐频成分通常居于主导地位(频率关系为fn＝n×f；n＝1，2，3……)，是降噪的重点。针对管道内噪声传递抑制问题，消声器是主要手段。常见消声器通常可分为阻性、抗性、阻抗复合式等，对中低频段的谐频噪声而言，共振式抗性消声器或复合式消声器是一个重要途径，其应用中面临的关键问题是工程应中对总附加体积的限制与多频、高效降噪效果的矛盾。以传统亥姆霍兹消声结构(亥姆霍兹式)为例，其主要是实现单频抑制作用，虽然可以通过安装多个消声器实现多频抑制，但需要更大附加体积，或者就要牺牲单频降噪性能；而对于传统内插管式消声结构(扩张式)，通过双侧内插管合理设计，可以实现两阶连续抑制，但其作用频率与声腔长度密切相关，灵活性不够；而对于传统管式消声器(单管式)，虽然可以实现多频高效抑制，但对应于其共振消声模式所抑制的谐频噪声阶次是2n+1(n＝0,1,2……)阶，即难以实现连续阶次的谐频噪声抑制。本专利技术设计了一种消声声腔呈阶梯型分布的阶梯型消声结构，一方面可以实现管道中传递的连续多阶谐频噪声的高效抑制，另一方面降低单一方向尺寸要求，具有灵活的布置形式。针对旋转机械等的连续阶次谐频噪声，可以以同等的附加体积取得更好的降噪效果，更好的满足工程中对附加体积的限制性要求。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种用于连续多阶谐频噪声抑制的阶梯型消声结构，采用本专利技术的阶梯型消声结构，能够实现管道中传递的连续多阶谐频噪声的有效抑制。本专利技术采用的技术方案如下：一种用于连续多阶谐频噪声抑制的阶梯型消声结构，包括管道以及内侧具有阶梯型壁的壳体，所述壳体套设于所述管道外，所述壳体的两端与所述管道密封相连，以使所述壳体与所述管道之间形成封闭的阶梯型腔体；且位于所述壳体的内侧位置的所述管道上设有开口，以使所述管道的内腔与所述阶梯型腔体通过所述开口相连通。本专利技术的阶梯型消声结构，壳体的内侧具有阶梯型壁，使得壳体套设于所述管道外时，壳体与管道之间将形成阶梯型腔体，再通过壳体的两端与管道密封相连，使得阶梯型腔体呈封闭状态(该封闭状态指的是阶梯型腔体不与壳体外侧环境相连通)；在壳体的内侧位置的管道上设有开口，使得管道的内腔与阶梯型腔体之间通过开口相连通，用以实现噪声在管道内传播时，激发出阶梯型腔体内的共振模式与噪声响应，并使阶梯腔体内的介质运动反作用于管道内的介质运动与噪声传递。阶梯型腔体具有阶梯型特征，阶梯型腔体的阶梯型延伸的方向上，将形成多个声反射面，能够实现连续多阶谐频噪声抑制的目的。采用本专利技术的阶梯型消声结构时，在工作过程中，受管道内传播噪声的激励作用，阶梯型腔体内的共振模式以及对管道内噪声的反作用将被激发；得益于阶梯型腔体的设计，可以实现第二阶的共振模式所对应的第二阶共振频率为第一阶的共振模式所对应第一阶共振频率的二倍关系，甚至可以进一步实现第三阶共振频率为第一阶共振频率的三倍关系。即，采用本专利技术的阶梯型消声结构，能够实现管道中传递的连续多阶谐频噪声的有效抑制；同时，采用本专利技术的阶梯型消声结构，还能够降低单一方向尺寸要求，具有灵活的布置形式；针对旋转机械等的连续阶次谐频噪声，可以以同等的附加体积取得更好的降噪效果，更好的满足工程中对附加体积的限制性要求。优选的，所述阶梯型腔体至少由3个腔室构成。对于连续两阶谐频噪声抑制而言，阶梯型腔体由3个腔室构成足矣。对于连续三阶及以上谐频噪声抑制而言，阶梯型腔体由更多个腔室构成。阶梯型腔体的相邻的腔室之间相互连通并具有阶梯型的特征，通过调整设计好各个腔室的阶梯型差异性，可使得形成的第n(n＝2,3……)阶共振频率为第一阶共振频率的对应倍数关系的共振模式。可供选择的，所述开口处设置有采用吸声材料制成的吸声层，或/和，所述阶梯型腔体的腔壁上设置有采用吸声材料制成的吸声层。比如吸声层采用吸音棉制成。采用在开口处设置吸声层的设计时，该开口即为阶梯型腔体的入口，能够增加共振吸声作用频段的宽度(即增加噪声抑制频段的宽度)，但会导致共振消声作用的峰值降低(即牺牲了噪声抑制频段的峰值)，经过综合考量，开口处合理设置吸声层的设计的利大于弊，是优选的设计。采用阶梯型腔体的腔壁上设置有吸声层的设计时，能够使噪声的声波波速减小，并且减小幅度总体上随噪声的频率增加而增加，从而成为阶梯型腔体的共振频率调控的附加手段，同样也能使共振吸声作用频段宽度增加，总体上提高了噪声的抑制效果。本专利技术的阶梯型消声结构的阶梯型腔体可以是单腔体，也可以是双腔体(2个腔体相互独立)，还可以是更多的腔体(腔体之间相互独立)。本专利技术的阶梯型消声结构的阶梯型腔体的延伸方向可以是沿管道的轴向或周向；阶梯型腔体的阶梯型变化方向也可以是沿管道的轴向或周向；只要能够形成具有阶梯型特征的阶梯型腔体都是可行的。本专利技术具体的设计了3种类型的阶梯型消声结构，如下所述。第一种类型的阶梯型消声结构，所述阶梯型腔体沿所述管道的轴向延伸，且所述阶梯型腔体的尺寸沿所述管道的轴向发生阶梯型变化。可供选择的，所述壳体包括呈阶梯型的外壳，所述外壳的两端与所述管道密封相连，形成呈单腔体的所述阶梯型腔体。明显的，阶梯型腔体沿管的轴向延伸，外壳的阶梯型特征是沿管道的轴向发生变化的。可供选择的，所述壳体包括外壳和位于所述外壳内的呈阶梯型的内壳，所述外壳的两端与所述管道密封相连，所述内壳的一端与所述外壳密封相连、另一端与所述管道留有间隙，形成呈单腔体的所述阶梯型腔体。明显的，阶梯型腔体沿管道的轴向延伸，内壳的阶梯型特征是沿管道的轴向发生变化的。进一步的，所述开口为沿所述管道的周向延伸的环形开口，并将所述管道隔断开。此时，管道为2根相互独立的管子。当然，开口不将管道隔断开也是可以。进一步的，沿所述管道的轴向，所述壳体与所述管道之间密封连接有多个平直型隔板，将所述阶梯型腔体分隔为多个独立腔体，每个独立腔体分别通过所述开口与所述管道的内腔相连通。第二种类型的阶梯型消声结构，所述阶梯型腔体沿所述管道的周向延伸，且所述阶梯型腔体的尺寸沿所述管道的周向发生阶梯型变化。进一步的，所述壳体包括外壳和位于所述外壳内的2个隔板；其中，2个所述隔板分别为平直型隔板、阶梯型隔板；或者，2个所述隔板都为阶梯型隔板14。即2个隔板中，至少有一个隔板为阶梯型隔板。明显的，阶梯型腔体沿管道的周向延伸，阶梯型隔板的阶梯型特征是沿管道的周向发生变化的。可供选择的，2个所述隔板与所述外壳、管道密封相连，且沿所述管道的轴向，其中一个隔板与外壳或管道之间留有间隙，形成呈单腔体的所述阶梯型腔体。当2个所述隔板分别为平直型隔板、阶梯型隔板，可以是沿管道的轴向，阶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于连续多阶谐频噪声抑制的阶梯型消声结构，其特征在于：包括管道(2)以及内侧具有阶梯型壁的壳体(1)，所述壳体(1)套设于所述管道(2)外，所述壳体(1)的两端与所述管道(2)密封相连，以使所述壳体(1)与所述管道(2)之间形成封闭的阶梯型腔体(4)；且位于所述壳体(1)的内侧位置的所述管道(2)上设有开口(3)，以使所述管道(2)的内腔与所述阶梯型腔体(4)通过所述开口(3)相连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于连续多阶谐频噪声抑制的阶梯型消声结构，其特征在于：包括管道(2)以及内侧具有阶梯型壁的壳体(1)，所述壳体(1)套设于所述管道(2)外，所述壳体(1)的两端与所述管道(2)密封相连，以使所述壳体(1)与所述管道(2)之间形成封闭的阶梯型腔体(4)；且位于所述壳体(1)的内侧位置的所述管道(2)上设有开口(3)，以使所述管道(2)的内腔与所述阶梯型腔体(4)通过所述开口(3)相连通。


2.如权利要求1所述的一种用于连续多阶谐频噪声抑制的阶梯型消声结构，其特征在于：所述阶梯型腔体(4)至少由3个腔室(41)构成。


3.如权利要求1所述的一种用于连续多阶谐频噪声抑制的阶梯型消声结构，其特征在于：所述开口(3)处设置有采用吸声材料制成的吸声层(5)，或/和，所述阶梯型腔体(4)的腔壁上设置有采用吸声材料制成的吸声层(5)。


4.如权利要求1-3所述的一种用于连续多阶谐频噪声抑制的阶梯型消声结构，其特征在于：所述阶梯型腔体(4)沿所述管道(2)的轴向延伸，且所述阶梯型腔体(4)的尺寸沿所述管道(2)的轴向发生阶梯型变化。


5.如权利要求4所述的一种用于连续多阶谐频噪声抑制的阶梯型消声结构，其特征在于：所述壳体(1)包括呈阶梯型的外壳(11)，所述外壳(11)的两端与所述管道(2)密封相连。


6.如权利要求4所述的一种用于连续多阶谐频噪声抑制的阶梯型消声结构，其特征在于：所述壳体(1)包...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋玉宝，吴松岭，章荣平，田昊，唐道锋，王俊伟，管豪毅，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51