[實(shí)用新型]一種阻尼可調(diào)的磁流變壓電排氣消音器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201820456241.0
• 申請(qǐng)日: 2018-03-19
• 公開（公告）號(hào): CN207961087U
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王鴻云;趙爽;畢成;朱俊華;鄂世舉;孟國(guó)連
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江師范大學(xué)
• 主分類號(hào): F04D29/66
• 分類號(hào): F04D29/66;F04B39/00;F04B53/00;F01D15/12;F01D5/14;G10K11/16;F22B37/00;H02N2/18;F16F9/53
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本實(shí)用新型涉及排氣消音設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種阻尼可調(diào)的磁流變壓電排氣消音器。包括中空的筒體，沿筒體兩端設(shè)有進(jìn)氣管和出氣管；筒體包括殼體、玻璃棉和穿孔板；筒體內(nèi)由左隔板和右隔板沿垂直筒體軸線方向?qū)⑼搀w分隔為第一腔體、第二腔體和第三腔體，進(jìn)氣管與第一腔體相通，出氣管與第三腔體相通；左隔板上設(shè)有與筒體同軸的轉(zhuǎn)軸，伸入到第一腔體的轉(zhuǎn)軸上安裝有吸音葉片，吸音葉片由壓電晶片和金屬基板粘接而成，伸入到第二腔體的轉(zhuǎn)軸上設(shè)有阻尼單元。優(yōu)勢(shì)與特色：利用吸音葉片將氣流的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，吸聲能力強(qiáng)；利用壓電效應(yīng)產(chǎn)生的電能給阻尼單元自供電，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，降低成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及排氣消音設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種阻尼可調(diào)的磁流變壓電排氣消音器。

背景技術(shù)

排氣消聲器是阻止聲音傳播而允許氣流通過(guò)的一種器件，是消除空氣動(dòng)力性噪聲的重要措施。排氣消聲器是安裝在空氣動(dòng)力設(shè)備(如鼓風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)、鍋爐排氣口、發(fā)電機(jī)、水泵等排氣口噪音較大的設(shè)備)的排氣系統(tǒng)中的降低噪聲的裝置。排氣消聲器的種類很多，根據(jù)抗、噴、阻復(fù)合消聲原理所研制，主要有小孔噴注和擴(kuò)容吸聲。

現(xiàn)有技術(shù)中，排氣消聲器的排氣消音效果不夠理想，原因在于：1.基于小孔噴注的消音方法由于每一個(gè)孔都有自己的固有頻率，只有在網(wǎng)孔固有頻率附近的某些頻率的聲波才能通過(guò)網(wǎng)孔，故吸聲系數(shù)低，吸收頻帶窄，且不易控制；2.基于阻抗匹配的吸音方法對(duì)低頻的效果好而高頻效果差。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有排氣消音器消音方面所存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提出一種阻尼可調(diào)的磁流變壓電排氣消音器，本實(shí)用新型采用的實(shí)施方案是：包括中空的筒體，沿筒體一端偏離軸線的位置設(shè)有進(jìn)氣管，沿筒體另一端軸線的位置設(shè)有左端為圓錐形的出氣管；筒體包括殼體、玻璃棉和穿孔板，穿孔板上開有若干氣孔；筒體內(nèi)由左隔板和右隔板沿垂直筒體軸線方向?qū)⑼搀w分隔為第一腔體、第二腔體和第三腔體，進(jìn)氣管與第一腔體相通，出氣管與第三腔體相通；左隔板和右隔板上均布地開有左流通孔和右流通孔，左流通孔截面積的和大于或等于進(jìn)氣管截面積的和，右流通孔截面積的和大于或等于左流通孔截面積的和；左隔板上設(shè)有與筒體同軸的轉(zhuǎn)軸，伸入到第一腔體的轉(zhuǎn)軸的軸臺(tái)端面通過(guò)螺釘均布地安裝有吸音葉片，伸入到第二腔體的轉(zhuǎn)軸上設(shè)有阻尼單元；吸音葉片由壓電晶片和金屬基板粘接而成；阻尼單元包括與筒體同軸的圓柱形中空的圓杯、圓環(huán)形的端蓋和磁流變液，端蓋通過(guò)螺釘安裝在圓杯左端部并通過(guò)螺釘固定在左隔板上，圓杯和端蓋內(nèi)部形成一個(gè)圓柱形空腔；圓杯內(nèi)壁均布地固設(shè)有圓環(huán)形的外盤，轉(zhuǎn)軸上套設(shè)有由套筒均勻隔開的內(nèi)盤，外盤與內(nèi)盤交錯(cuò)排列，內(nèi)盤外緣套設(shè)有線圈，圓杯、端蓋、外盤、內(nèi)盤、線圈、套筒之間形成的空隙內(nèi)充滿磁流變液，由密封圈進(jìn)行密封，轉(zhuǎn)軸與端蓋之間設(shè)置軸承。

本實(shí)用新型中，為提高吸音葉片的吸音降噪能力，吸音葉片E套設(shè)在轉(zhuǎn)軸t的細(xì)軸t1上，并與軸臺(tái)t2端面通過(guò)螺釘連接，且與軸向成一定的傾斜角β(類似電風(fēng)扇葉片傾斜角)，吸音葉片傾斜角為β＝110°，吸音葉片為彎曲的彩虹型結(jié)構(gòu)，壓電晶片的曲率半徑小于金屬基板的曲率半徑，壓電晶片厚度為0.15～0.3mm的PZT4，金屬基板為鈹青銅，金屬基板與壓電晶片的厚度之比為1～2.5，此時(shí)吸音葉片的吸音降噪能力較強(qiáng)。

氣流通過(guò)進(jìn)氣管進(jìn)入第一腔體后，氣流吹到吸音葉片時(shí)產(chǎn)生氣動(dòng)力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)內(nèi)盤同步轉(zhuǎn)動(dòng)；同時(shí)，聲波的振動(dòng)引起壓電晶片的壓電效應(yīng)，壓電晶片受力產(chǎn)生電荷，將電荷通過(guò)存儲(chǔ)電路存儲(chǔ)，然后施加到阻尼單元的線圈上；由壓電晶片的正壓電效應(yīng)可知，壓電晶片在壓力作用下產(chǎn)生的電荷量與壓力大小成正比，因此，施加到阻尼單元的線圈上的電流大小受壓電晶片產(chǎn)生的電荷值控制，當(dāng)氣流噪聲振動(dòng)力大的時(shí)候，壓電晶片產(chǎn)生的電荷量就大，因此施加到阻尼單元中線圈上的電流就大。線圈中電流的改變可引起磁場(chǎng)大小的改變，磁場(chǎng)的改變使得磁流變液的力學(xué)性能發(fā)生改變，從而使得阻尼單元內(nèi)盤阻尼力也得到改變，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)外界噪聲的智能控制。