一種三層串聯(lián)微穿孔管消聲器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及消聲器領(lǐng)域，具體提供了一種三層串聯(lián)微穿孔管消聲器，包括消聲器主體、進(jìn)氣端和排氣端。所述消聲器主體采用三層微穿孔管結(jié)構(gòu)進(jìn)行消聲，孔徑0.1-0.5mm，孔隙率小于5%，三層微穿孔管之間有空隙，無(wú)填充材料，三層微穿孔板孔徑不同相同、孔隙率及各空腔體體積不同，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同頻段噪聲的消除。消聲器工作時(shí)氣流直接通過(guò)管路流動(dòng)，背壓損失小。這種排氣消聲器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工簡(jiǎn)便、成本低廉，純金屬結(jié)構(gòu)能耐高溫、耐腐蝕、耐氣流沖擊、使用壽命長(zhǎng)。在整個(gè)頻譜范圍內(nèi)尤其是在高頻段有很好消聲效果，消聲量達(dá)到了15-25dB。
【專利說(shuō)明】—種三層串聯(lián)微穿孔管消聲器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及消聲器領(lǐng)域，具體提供了一種應(yīng)用于抽氣泵排氣消聲的三層串聯(lián)微穿孔管消聲器。
【背景技術(shù)】
[0002]抽氣泵工作時(shí)噪聲主要由氣體流動(dòng)噪聲和機(jī)械部件運(yùn)動(dòng)噪聲組成，噪聲頻率范圍較寬。在消除氣體流動(dòng)噪聲中的高頻部分的同時(shí)，機(jī)械噪聲中的中低頻部分同樣不可忽視。傳統(tǒng)的阻性消聲器需填充吸聲材料達(dá)到降噪的目的；抗性消聲器通過(guò)復(fù)雜結(jié)構(gòu)產(chǎn)生阻抗失配達(dá)到消聲的目的。前者不適用于相對(duì)封閉環(huán)境工作，因?yàn)樵谂艢饬鞯拈L(zhǎng)期沖刷下吸聲材料不可避免的會(huì)漂浮在工作室中，從而對(duì)人員的健康產(chǎn)生不利影響；長(zhǎng)期沖刷使得消聲器內(nèi)的吸聲材料減少，消聲效果降低，因此其使用壽命不長(zhǎng)?？剐韵暺餍枰脧?fù)雜的空腔或者共鳴腔設(shè)計(jì)，使消聲器體積較大，排氣背壓較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種可在相對(duì)封閉工作環(huán)境中長(zhǎng)期使用的，具耐高溫、耐腐蝕、耐氣流沖擊、使用壽命長(zhǎng)、消聲效果好、排氣壓力損失小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工簡(jiǎn)便、成本較低的消聲器，能夠在包括低中高頻率的較寬頻段內(nèi)進(jìn)行消聲。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種三層串聯(lián)微穿孔管消聲器，包括進(jìn)氣端(7)、排氣端(8)以及在進(jìn)氣端(7)和排氣端(8)之間的消聲器主體，其特征在于:所述消聲器主體由外至內(nèi)由外殼(5)、微穿孔外管
[4]、微穿孔中管(3)、微穿孔內(nèi)管(2)四部分同軸套接組成，且微穿孔外管(4)、微穿孔中管
(3)、微穿孔內(nèi)管(2)管壁上布滿微孔，且各微孔均為垂直于四部分的中心軸線的直通微孔；消聲器主體的各管層之間以及微穿孔外管(4)與外殼(5)之間為空腔且各空腔均無(wú)任何填充材料；進(jìn)氣端(7)與消聲器主體之間通過(guò)前端蓋(I)封閉連接，排氣端(8)與消聲器主體之間通過(guò)后端蓋(6)封閉連接，前端蓋(I)和后端蓋(6)中心設(shè)置與微穿孔內(nèi)管(2)直徑相等的中心通孔，微穿孔內(nèi)管(2)與進(jìn)氣端(7)和排氣端(8)直徑相等，直接導(dǎo)通進(jìn)氣端(7)和排氣端(8 )，或者微穿孔內(nèi)管(2 )的一端直接從后端蓋(6 )中心通孔伸出形成排氣端(8 )。
[0005]按上述技術(shù)方案，消聲器主體的各管層之間以及微穿孔外管(4)與外殼(5)之間的空腔深度均不相等。
[0006]按上述技術(shù)方案，消聲器主體的外殼(5)和微穿孔外管(4)、微穿孔中管(3)、微穿孔內(nèi)管(2)的橫截面均為圓形；或者外殼(5)、微穿孔外管(4)以及微穿孔中管(3)的橫截面為正方形，而微穿孔內(nèi)管(2)的橫截面為圓形。
[0007]按上述技術(shù)方案，各管層的微孔的孔徑和孔隙率均不相同。
[0008]按上述技術(shù)方案，各管層的微孔的孔徑為0.1-0.5mm，孔隙率小于5%。
[0009]按上述技術(shù)方案,消聲器主體的外殼(5)和各管層均為金屬材質(zhì)。
[0010]按上述技術(shù)方案，消聲器主體的各管層的管壁厚度相同或不同。[0011]本發(fā)明利用較小體積達(dá)到較大消聲效果，消聲器主體采用三層微穿孔管，各層微穿孔管之間為空腔，空腔內(nèi)無(wú)填充材料，通過(guò)三層微穿孔板孔徑、孔隙率、各空腔深度合理匹配，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同頻段噪聲的消除。消聲器工作時(shí)氣流直接通過(guò)管路流動(dòng)，背壓損失小。工作時(shí)，氣流從前端蓋上的進(jìn)氣端流入，徑向流過(guò)外殼和三層串聯(lián)微穿孔管間的空腔層，經(jīng)過(guò)三層微穿孔管消聲后從后端蓋上的排氣端排出。氣流在經(jīng)過(guò)消聲器時(shí)，管壁上的微孔直徑和孔隙率小，表面相對(duì)光滑，對(duì)氣流流動(dòng)阻力較小，主要?dú)怏w沿管軸線方向流動(dòng)，因此壓力損失小。聲波通過(guò)微孔時(shí)，由于空氣和微孔的摩擦作用使聲能轉(zhuǎn)化為熱能，從而實(shí)現(xiàn)消聲的目的。同時(shí)通過(guò)優(yōu)化計(jì)算發(fā)現(xiàn)，微孔管結(jié)構(gòu)中，孔徑大小會(huì)影響消聲的頻率；在相同的孔徑下孔隙率增大消聲頻率會(huì)往高頻移動(dòng)；改變空腔深度，即變化各層微穿孔管之間的距離可以提高消聲頻段寬度，并提高消聲量。三層微穿孔管結(jié)構(gòu)中，合理的設(shè)計(jì)各層穿孔板的孔隙率、孔徑和空腔體深度可以獲得更寬的消聲頻率和更大的消聲量，消聲量可達(dá)到15dB。
[0012]作為本發(fā)明的變形設(shè)計(jì)，可以設(shè)計(jì)兩層或四層的串聯(lián)微穿孔管消聲器，但是相對(duì)于兩層來(lái)說(shuō)，本發(fā)明三層的結(jié)構(gòu)通過(guò)各層穿孔板的孔隙率、孔徑和空腔體深度的合理匹配能夠獲得較寬頻段的消聲頻率和更大的消聲量，而四層以上的串聯(lián)微穿孔管結(jié)構(gòu)基本無(wú)消聲效果。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:在不設(shè)置緩沖腔室的情況下，使用三層串聯(lián)微穿孔管就能夠達(dá)到較寬頻段的消聲效果，比傳統(tǒng)阻抗結(jié)構(gòu)消聲器的體積減?。贿M(jìn)氣端和排氣端直接相通，氣流無(wú)任何轉(zhuǎn)彎與緩沖，最大程度的減小了氣流經(jīng)過(guò)消聲器時(shí)的流動(dòng)阻力；純金屬結(jié)構(gòu)，可以耐高溫、耐腐蝕、耐氣流沖擊、使用壽命長(zhǎng)；沒(méi)有采用吸音棉等易燃、易吸入物，保證了消聲器在相對(duì)封閉環(huán)境中工作時(shí)人的安全。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中:
圖1是本發(fā)明的三層串聯(lián)微穿孔管消聲器結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1的A —A截面圖；
圖3是微孔內(nèi)管微孔排列局部示意圖；
圖4是微孔中管微孔排列局部示意圖；
圖5是微孔外管微孔排列局部示意圖；
圖中各標(biāo)記對(duì)應(yīng)如下:前端蓋1、微孔內(nèi)管2、微孔中管3、微孔外管4、外殼5、后端蓋6、進(jìn)氣端7、排氣端8、流道I 9、空腔II 10、空腔III 11、空腔IV 12;微孔內(nèi)管的微孔13、微孔中管的微孔14、微孔外管的微孔15。
【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例1:
如圖1-5，本發(fā)明的三層串聯(lián)微穿孔管消聲器包括金屬外殼5，外殼5的兩端分別為前端蓋I和后端蓋6，消聲器橫截面為圓形，從橫截面看從里到外依次為微孔內(nèi)管2、微孔中管3、微孔外管4、消聲器外殼5。
[0016]消聲器外殼5為圓筒形；采用進(jìn)氣端與排氣端通過(guò)消聲器殼體直接相通的布置方式，所述進(jìn)氣端和排氣端位于圓筒兩端的中心；消聲器外殼5內(nèi)沿軸線方向布置三層微穿孔管，將所述殼體內(nèi)部空間分隔成流道I 9、空腔II 10、空腔III 11、空腔IV 12;所述三層微穿孔管呈圓筒狀，微孔內(nèi)管2與進(jìn)氣端7和排氣端8直徑相同，直接導(dǎo)通所述進(jìn)氣端和排氣端。微孔外管4位于微孔內(nèi)管2和外殼5之間,將所述微孔內(nèi)管2與外殼5間的空腔分隔成體積不等的兩部分。微孔中管3位于微孔外管4和微孔內(nèi)管2之間，將微孔外管4和微孔內(nèi)管2之間的空腔沿殼體軸線方向分隔成體積不等的兩部分；所述微孔內(nèi)管2、微孔中管3、微孔外管4上打有不同孔徑的微孔，三層微孔管上微孔所采用的微孔布置方式不同。
[0017]所述微孔內(nèi)管2、微孔中管3和微孔外管4采用相同厚度的金屬薄板打孔制成。如圖3-5所示，所述微孔內(nèi)管微孔13直徑為0.5_，沿消聲器軸向相鄰微孔13間的孔間距離為1.6_，沿消聲器橫截面圓周方向相鄰兩列微孔13間的孔圓心距離為1_。所述微孔中管微孔14直徑為0.8mm，沿消聲器縱向相鄰微孔14圓心距離為1.8mm，沿消聲器橫截面圓周方向相鄰兩列微孔14圓心距離為1.8mm。所述微孔外管微孔15直徑為1mm，沿消聲器縱向相鄰微孔15圓心距離為2mm，沿消聲器橫截面圓周方向相鄰兩列微孔15圓心距離為
2.6mm，也即不同管層的孔隙率和孔徑均不同。
[0018]實(shí)施例2:
與實(shí)施例1的圖1和圖3-5基本相同，所不同的是消聲器外殼5橫截面為正方形，所述微孔外管4橫截面為正方形，所述微孔中管3橫截面為正方形，微孔內(nèi)管2橫截面為圓形。
[0019]在本發(fā)明未列出的其他實(shí)施例中，也可以改變消聲器外殼5、微孔外管4、微孔中管3的橫截面形狀為等腰多邊形，如菱形或者五邊形。
[0020]上述實(shí)施例中，本發(fā)明的三層串聯(lián)微穿孔管消聲器工作時(shí)，氣流從前端蓋I上的進(jìn)氣端7流入，流過(guò)外殼5和三層串聯(lián)微穿孔管2、3、4，經(jīng)過(guò)三層微穿孔管消聲后從后端蓋6上的排氣端8排出。氣流在經(jīng)過(guò)消聲器時(shí)沒(méi)有任何轉(zhuǎn)彎與緩沖過(guò)程，從而最大程度的減小排氣背壓。
[0021]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選而不用于限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)而不脫離本發(fā)明的精神和范圍，而所有這些改動(dòng)都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種三層串聯(lián)微穿孔管消聲器，包括進(jìn)氣端(7)、排氣端(8)以及在進(jìn)氣端(7)和排氣端(8)之間的消聲器主體，其特征在于:所述消聲器主體由外至內(nèi)由外殼(5)、微穿孔外管(4)、微穿孔中管(3)、微穿孔內(nèi)管(2)四部分同軸套接組成，且微穿孔外管(4)、微穿孔中管(3)、微穿孔內(nèi)管(2)管壁上布滿微孔，且各微孔均為垂直于四部分的中心軸線的直通微孔；消聲器主體的各管層之間以及微穿孔外管(4)與外殼(5)之間為空腔且各空腔均無(wú)任何填充材料；進(jìn)氣端(7)與消聲器主體之間通過(guò)前端蓋(I)封閉連接，排氣端(8)與消聲器主體之間通過(guò)后端蓋(6)封閉連接，前端蓋(I)和后端蓋(6)中心設(shè)置與微穿孔內(nèi)管(2)直徑相等的中心通孔，微穿孔內(nèi)管(2)與進(jìn)氣端(7)和排氣端(8)直徑相等，直接導(dǎo)通進(jìn)氣端(7)和排氣端(8)，或者微穿孔內(nèi)管(2)的一端直接從后端蓋(6)中心通孔伸出形成排氣端(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三層串聯(lián)微穿孔管消聲器，其特征在于:消聲器主體的各管層之間以及微穿孔外管(4)與外殼(5)之間的空腔深度均不相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的三層串聯(lián)微穿孔管消聲器，其特征在于:消聲器主體的外殼(5)和微穿孔外管(4)、微穿孔中管(3)、微穿孔內(nèi)管(2)的橫截面均為圓形；或者外殼(5)、微穿孔外管(4)以及微穿孔中管(3)的橫截面為正方形，而微穿孔內(nèi)管(2)的橫截面為圓形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三層串聯(lián)微穿孔管消聲器，其特征在于:各管層的微孔的孔徑和孔隙率均不相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4所述的三層串聯(lián)微穿孔管消聲器，其特征在于:各管層的微孔的孔徑為0.1-0.5mm,孔隙率小于5%。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三層串聯(lián)微穿孔管消聲器，其特征在于:消聲器主體的外殼(5)和各管層均為金屬材質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4或6所述的三層串聯(lián)微穿孔管消聲器，其特征在于:消聲器主體的各管層的管壁厚度相同或不同。
【文檔編號(hào)】F01N1/08GK103670602SQ201310615227
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月28日
【發(fā)明者】劉志恩, 杜松澤, 田小青, 肖生浩, 郭晶晶, 顏伏伍, 彭輔明 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)