[發(fā)明專利]壓力自適應(yīng)低頻寬帶彈性共振消聲裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310295322.9
• 申請日: 2013-07-15
• 公開（公告）號: CN103353042A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李東升;俞孟薩;呂世金;余曉麗;張曉偉;邱躍統(tǒng);楊陽;顧笑冬;張峰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團(tuán)公司第七○二研究所
• 主分類號: F16L55/033
• 分類號: F16L55/033
• 代理公司: 無錫華源專利事務(wù)所(普通合伙) 32228
• 代理人: 馮智文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及共振腔消聲器，具體涉及應(yīng)用于水介質(zhì)等重介質(zhì)液體的液體管路的噪聲控制以及水下結(jié)構(gòu)的吸聲障板的低頻消聲。

背景技術(shù)

共振腔消聲器通常安裝在管道壁面或需要采取聲吸收的壁面上，由壁面開孔與外側(cè)密閉諧振腔體相通構(gòu)成聲諧振器，它是利用腔內(nèi)介質(zhì)受入射聲波激勵(lì)產(chǎn)生聲振蕩而對入射聲產(chǎn)生吸收和反射，當(dāng)入射聲波頻率和腔內(nèi)介質(zhì)的振蕩頻率相同時(shí)，腔內(nèi)聲介質(zhì)產(chǎn)生共振，在該頻率處產(chǎn)生較高的吸聲效果。該吸聲頻率的波長為管子的4倍的聲學(xué)長度，要實(shí)現(xiàn)低頻的吸聲，就需要較長的諧振腔，為解決該問題，Helmholtz提出了Helmholtz共振腔，它屬于典型的聲諧振器，其由較小尺寸的腔頸和較大尺寸的腔體構(gòu)成。在腔頸和腔體構(gòu)成的聲諧振器中，腔頸中的介質(zhì)提供聲質(zhì)量，腔體中介質(zhì)的可壓縮性相當(dāng)于聲彈簧，由質(zhì)量——彈簧組成聲振蕩系統(tǒng)，當(dāng)入射聲波頻率和該聲振蕩系統(tǒng)頻率一致時(shí)，振蕩系統(tǒng)產(chǎn)生共振使該頻率的聲能量一部分被振蕩吸收，一部分被反射回主管道中，較少的聲能量通過主管道繼續(xù)向前傳播，從而達(dá)到管道降噪消聲的效果。Helmholtz共振腔的消聲頻率與腔體的容積密切相關(guān)，和腔體容積的平方根成反比。在空氣管道消聲中，由于空氣介質(zhì)的可壓縮性較好，較小的Helmholtz共振腔腔體容積就能實(shí)現(xiàn)低頻消聲，且消聲效果較好。而對于水介質(zhì)等重介質(zhì)液體的噪聲控制而言，在同樣消聲頻率的條件下，由于水的可壓縮極差，且水中聲波波長是空氣中聲波波長的四倍以上，采用Helmholtz共振腔消聲器，則需要較大尺寸的腔體，這在水介質(zhì)等液體管路中安裝時(shí)常會受到空間的限制，空間利用率極低，因此，相比于空氣低頻消聲，在水介質(zhì)等液體介質(zhì)管路中，Helmholtz共振腔消聲器很難實(shí)現(xiàn)低頻消聲，更難以實(shí)現(xiàn)低頻寬帶消聲。

發(fā)明內(nèi)容

本申請人針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，提供一種壓力自適應(yīng)低頻寬帶彈性共振消聲裝置，其能夠?qū)崿F(xiàn)液體管路的低頻消聲，且結(jié)構(gòu)尺寸小，而且根據(jù)消聲頻率組合使用本發(fā)明的消聲裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)寬頻消聲，同時(shí)也能滿足承受管路中流道壓力的使用要求。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

壓力自適應(yīng)低頻寬帶彈性共振消聲裝置，包括液體管道，液體管道的管壁開孔與外側(cè)密閉腔體通過腔頸連通，腔體開口端由彈性壁板及密封墊密閉，彈性壁板、密封墊與腔體緊固連接。

其進(jìn)一步技術(shù)方案為：

所述彈性壁板的另一側(cè)通過密封墊密封連接有壓環(huán)，彈性壁板、密封墊、壓環(huán)與腔體的法蘭部分緊固連接。

所述彈性壁板的另一側(cè)通過密封墊密封連接有中空殼體，中空殼體內(nèi)設(shè)有背壓腔，背壓腔正對腔體，中空殼體上設(shè)有通孔，通孔為通氣孔，彈性壁板、密封墊、中空殼體與腔體緊固連接。

所述彈性壁板的另一側(cè)通過密封墊密封連接有中空殼體，中空殼體設(shè)有背壓腔，背壓腔正對腔體，中空殼體上設(shè)有通孔，通孔為液體的進(jìn)出孔，彈性壁板、密封墊、中空殼體與腔體緊固連接，彈性壁板上設(shè)有小孔，背壓腔與腔體通過小孔連通，在背壓腔的內(nèi)壁面上粘接有粘彈性阻尼橡膠或吸聲橡膠。

所述彈性壁板為金屬薄板或橡塑薄板。

所述腔頸的長度為10mm～100mm，?腔頸的內(nèi)截面直徑為Φ10mm～Φ50mm。

所述液體管道的管壁沿軸向開有多個(gè)孔，根據(jù)寬頻帶消聲要求，每一個(gè)所述孔所對應(yīng)的彈性壁板具有相應(yīng)的模態(tài)固有頻率。

所述液體管道的管壁沿周向開有多個(gè)孔，根據(jù)寬頻帶消聲要求，每一個(gè)所述孔所對應(yīng)的彈性壁板具有相應(yīng)的模態(tài)固有頻率。

本發(fā)明的技術(shù)效果：