[發明專利]一種雙層串聯微穿孔管消聲器

在審

• 申請號: 201310614999.4
• 申請日: 2013-11-28
• 公開（公告）號: CN103671071A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 劉志恩;杜松澤;田小青;郭晶晶;田翠翠;侯獻軍;顏伏伍
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: F04B53/00
• 分類號: F04B53/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡琳萍

技術領域

本發明涉及消聲器領域，具體提供了一種應用于隔膜抽氣泵進排氣消聲的雙層串聯微穿孔管消聲器。

背景技術

隔膜抽氣泵工作時進排氣噪聲主要由氣體流動噪聲和膜片振動敲擊噪聲組成，噪聲頻譜以中高頻噪聲為主。對于中高頻率噪聲的消除，阻性消聲器可以有較好的效果，但其內部需填充吸聲材料，不適用于相對封閉環境工作,因為在排氣流的長期沖刷下吸聲材料細絲狀物不可避免的會漂浮在工作室中，從而對操作人員的健康產生不利影響；長期的沖刷使得消聲器內的吸聲材料減少，消聲效果降低，因此其使用壽命不長。抗性消聲器可通過復雜結構產生阻抗失配達到消聲的效果，但復雜的空腔或者共鳴腔設計，使消聲器體積較大，壓力損失較大，影響了泵的抽氣效率。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，提供一種可在相對封閉工作環境中長期使用的，具耐高溫、耐腐蝕、耐氣流沖擊、使用壽命長、消聲效果好、排氣壓力損失小、結構簡單、加工簡便、利用較小體積達到較大消聲效果、成本較低的消聲器，尤其適用于中高頻段的消聲。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案如下：

一種雙層串聯微穿孔管消聲器，包括進氣端（6）、排氣端（7）以及在所述進氣端（6）、排氣端（7）之間的消聲器主體，其特征在于：所述進氣端、排氣端通過消聲器主體直接導通，消聲器主體由外至內由外殼（4）、微穿孔外管（3）、微穿孔內管（2）三部分同軸套接組成多層筒形主體，三部分共用的中心軸線與進氣端和排氣端的中心軸線位于同一直線上；微穿孔外管（3）、微穿孔內管（2）各管層上的微孔為垂直于中心軸線且遍布于各自管壁的直通微孔；微穿孔管內管（2）與微穿孔管外管（3）間以及微穿孔管外管（3）與外殼（4）之間為空腔且各空腔均無任何填充材料；進氣端（6）與消聲器主體的一端通過前端蓋（1）封閉連接，排氣端（7）與消聲器主體的另一端通過后端蓋（5）封閉連接；前端蓋（1）和后端蓋（5）的中心設置中心通孔，且中心通孔直徑與微穿孔內管（2）、進氣端（6）、排氣端（7）的直徑相同；微穿孔內管（2）直接連通進氣端（6）、排氣端（7）或者微穿孔內管（2）的一端直接從后端蓋（5）的中心通孔伸出形成排氣端（7）。

按上述技術方案，微穿孔管外管位于微穿孔管內管和外殼之間，將微穿孔管內管與外殼間的空腔分隔成體積不等的兩部分空腔。

按上述技術方案，多層筒形主體中，外殼（4）和微穿孔管外管（3）的橫截面為正方形，而微穿孔管內管（2）的橫截面為圓形。

按上述技術方案，微穿孔管內管（2）和微穿孔管外管（3）的微孔孔徑相同或不同，但兩層管上微孔分布的孔隙率不相同。

按上述技術方案，微穿孔管內管（2）和微穿孔管外管（3）的各自微孔孔徑為0.1-0.5mm，孔隙率小于5%。

按上述技術方案，微穿孔外管（3）、微穿孔內管（2）各管層的管壁厚度相同或不同。

本發明消聲器主體采用雙層微穿孔管，兩層微穿孔管之間有空隙，無填充材料，內層微穿孔管和外層微穿孔管板厚、孔徑、孔隙率及空腔深度合理匹配，實現對不同頻段噪聲的消除。消聲器工作時氣流直接通過管路流動，背壓損失小。這種排氣消聲器結構簡單、加工簡便、成本低廉，純金屬結構能耐高溫、耐腐蝕、耐氣流沖擊、使用壽命長。在中高頻率范圍內有很好消聲效果，消聲量可達到10-20dB。雙層串聯微穿孔管消聲器工作時，氣流從前端蓋（1）上的進氣端（6）軸向流入，流過雙層串聯微穿孔管（2、3）的徑向微孔消聲后從后端蓋5上的排氣端7沿軸向排出。氣流在經過消聲器流道時，各層微孔管管壁上的微孔直徑和孔隙率小，表面相對光滑，對氣流流動阻力較小，主要氣體沿管軸線方向流動，因此壓力損失小。聲波通過微孔時，由于空氣和微孔的摩擦作用使聲能轉化為熱能，從而實現消聲的目的。微穿孔管結構中，孔徑大小會影響消聲的頻率；在相同的孔徑下孔隙率增大消聲頻率會往高頻移動；改變空腔深度，也即變化兩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。合理的設計孔隙率、孔徑和板后腔體深度可以獲得較寬的消聲頻率和較大的消聲量。

作為本發明的變形設計，也可以設計類似結構的三層和四層的多層串聯微穿孔管消聲器，但超過四層則基本無消聲效果。

本發明的有益效果是：在不設置緩沖腔室的情況下，僅使用雙層串聯微穿孔管就能夠達到很好的消聲效果，與現有技術相比消聲器的體積減小；進氣端和排氣端直接相通，氣流基本無任何轉彎與緩沖，最大程度的減小了氣流經過消聲器時的流動阻力；純金屬結構，可以耐高溫、耐腐蝕、耐氣流沖擊、使用壽命長；沒有采用吸音棉等易燃、易吸入物，保證了消聲器在相對封閉環境中工作時人的安全。