一种带耐高温金属阻尼夹芯结构的消声器的制作方法

技术领域：

本实用新型涉及一种带耐高温金属阻尼夹芯结构的消声器。

背景技术：
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在一些特定消音设备使用环境中，对阻性消声器的吸声材料提出了新的要求，传统的吸声材料难以满足高温环境。目前市场上的吸声材料主要采用玻璃纤维棉、岩棉和泡沫铝等材料作为阻性材料，但是此类材料存在以下一些缺点：

1、传统的玻璃纤维棉、岩棉等用于吸声材料时，它们在潮湿环境下吸声性能受到极大影响，且性脆易断，而且因为其质地松软，使用时需要外加复杂的保护层，原材料在制造过程中会对环境造成污染。还有采用泡沫铝材料为芯材的消声器，其均质性不好，吸声性能不易控制，且机械强度低，会产生龟裂，当介质振动较大时易堵塞装置的气体通道。此外，上述吸声阻性材料都难以满足高温尤其超高温的环境服役工况。

2、非金属吸声材料与消声器管壁多为胶粘连接，这种连接方式在高温环境下吸声性能有限，强度的可靠性难以保证，且影响使用寿命。

3、传统吸声材料很少具有显著的阻尼减振效果，在一些连续振动的极端环境下，消声器的寿命和性能都难以保证。

技术实现要素：
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本实用新型针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本实用新型所要解决的技术问题是提供一种带耐高温金属阻尼夹芯结构的消声器，结构设计合理，解决了现有消声器耐热性差、对使用环境要求高的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种带耐高温金属阻尼夹芯结构的消声器，包括轴线重合的且从内往外依次设置的金属内管、吸声层以及金属外管，所述吸声层为空间网状结构的金属阻尼夹芯层，所述金属阻尼夹芯层的内壁与金属内管的外壁之间、金属阻尼夹芯层的外壁与金属外管的内壁之间均通过真空钎焊连接。

进一步的，所述金属外管的周侧壁分布有多个散热孔。

进一步的，所述金属内管的外壁和金属外管的内壁均涂覆有用于真空钎焊的钎料涂层。

进一步的，所述金属外管内壁的钎料涂层位于散热孔的纵向间隙内。

进一步的，所述钎料涂层为镍基焊料。

进一步的，所述金属阻尼夹芯层由金属丝卷绕后通过辊压工艺制得。

进一步的，所述金属内管、金属外管以及金属阻尼夹芯层的截面均为圆形状。

与现有技术相比，本实用新型具有以下效果：（1）本实用新型结构设计合理，采用弹性多孔金属阻尼夹芯层作为吸声材料，兼具消音和热传导的目的；（2）金属阻尼夹芯层采用金属丝网卷绕并辊压工艺制成，留有类似弹簧的弹性效果，在受到冲击作用后，消声器整体不容易变形，使用寿命长；（3）金属阻尼夹芯层与金属内、外管均采用真空钎焊连接，解决了粘连等传统连接方式不耐高温的缺点。

附图说明：

图1是本实用新型实施例的立体构造示意图；

图2是金属内管与金属阻尼夹芯层钎焊示意图；

图3是金属外管与金属阻尼夹芯层钎焊示意图；

图4是金属阻尼夹芯层的辊压示意图；

图5是金属阻尼夹芯层的立体构造示意图。

图中：

1-金属内管；2-金属阻尼夹芯层；3-钎料涂层；4-金属外管；5-第一夹块；6-第二夹块；7-动辊；8-金属阻尼夹芯层毛坯；9-卷绕芯轴；10-定辊；11-散热孔。

具体实施方式:

为了更清楚地解释本实用新型，下面结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明，显而易见地，下面所列的附图仅仅是本实用新型的一些具体实施例。

如图1所示，本实用新型一种带耐高温金属阻尼夹芯结构的消声器，包括轴线重合的且从内往外依次设置的金属内管1、吸声层以及金属外管4，所述吸声层为空间网状结构的金属阻尼夹芯层2，所述金属阻尼夹芯层2的内壁与金属内管1的外壁之间、金属阻尼夹芯层2的外壁与金属外管4的内壁之间均通过真空钎焊连接，实现耐高温的特性。

本实施例中，所述金属外管4的周侧壁分布有多个散热孔11；散热孔的作用是散逸由声能在消声器内转化的热量。

本实施例中，所述金属内管1的外壁和金属外管4的内壁均涂覆有用于真空钎焊的钎料涂层3，钎料涂层为bni76crp（镍基焊料），钎焊温度在1100-1150℃，使钎料涂层熔化。

本实施例中，为了保证金属内管1与金属阻尼夹芯层2之间焊接的连接强度，在焊接时在金属阻尼夹芯层2外周设计了两个相向设置的第一夹块5，钎焊时在真空钎焊炉中对工件进行加固，如图2所示。

本实施例中，金属外管4是一种带孔（散热孔）金属薄板通过弯曲后包裹金属阻尼夹芯层2，同样采用真空焊接的连接方式，在焊接时采用两块相向设置的第二夹块6进行加固，待薄板边缘合拢后，对缝隙进行焊接密封，如附图3所示。

本实施例中，由于金属外管4侧壁的散热孔11较小，为了防止钎焊时钎料堵塞散热孔，将钎料涂层3涂覆在散热孔11的纵向间隙内。

本实施例中，作为吸声材料的金属阻尼夹芯层2的制备过程包括卷丝、拉丝、缠绕毛坯和辊压成型等步骤。卷丝是将合适材质和尺寸的金属丝绕成类似弹簧的螺旋卷结构，螺旋卷结构更有利于金属丝之间的勾连。将螺旋卷的金属丝拉开一定的螺距后，缠绕在合适尺寸的卷绕芯轴上，经过多层缠绕形成毛坯。辊压成型的整体结构如附图4，包括动辊7、金属阻尼夹芯层毛坯8、卷绕芯轴9、定辊10。制备时，卷绕芯轴9通过动辊与毛坯之间摩擦力的作用，随着动辊7转动。动辊7与定辊10的转向相同，通过动辊7的下移，对金属阻尼夹芯层毛坯7施加下压力，获得合适的尺寸与密度的弹性多孔金属阻尼夹芯层。金属阻尼夹芯层是一种均质弹性多孔空间网状材料，如图5所示，材料从表到里都具有大量的互相贯通的微孔和缝隙，也具有透气性，符合多孔吸声材料特征，属于多孔吸声材料。材料中每层的金属丝螺旋卷之间相互交错勾连，层与层之间通过辊压相互嵌入，最终形成密致的弹性多孔阻尼材料。

本实施例中，所述金属内管1、金属外管4以及金属阻尼夹芯层2均为筒状结构，其截面均为圆形状。

该消声器是在传统材料的阻性消声器的基础上进行改进优化,采用辊压方式制备的金属阻尼夹芯层作为吸声材料,是针对传统消音材料在高温、振动等恶劣条件下失效的前提下提出的一种新型吸声材料。消声器结构中采用真空热压钎焊技术连接吸声材料和消声器管壁。它具有以下几个优点：

1）使用金属阻尼夹芯层作为吸声材料，消声器不仅具有机械强度高、耐高温、高阻尼等特性，而且该材料是由金属螺旋卷制成，还有保留有类似弹簧的弹性效果，在受到冲击作用后，消声器整体不容易变形，使用寿命长；

2）采用金属阻尼夹芯层作为吸声材料，其内部孔隙排列均匀规则，且可以通过改变金属阻尼夹芯层的密度来改变内部孔隙度，以适应不同频率的噪声，适用范围广；

3）作为吸声材料的金属阻尼夹芯层是用金属丝制成的，可以起到热传导的作用，将声能转化的热量散发出去；

4）金属阻尼夹芯层是通过三辊压工艺制备的，可以解决传统冲压工艺制备的金属阻尼夹芯层易分层且勾连强度不够的问题；

5）金属阻尼夹芯层与消声器管壁（金属内、外管）采用真空钎焊的方式连接，解决了粘连等传统连接方式不耐高温的缺点，而且焊接时通过设计夹持装置，使焊接效果更好，消声器表面平整，具有良好的气密性。

本实用新型的优点在于：作为吸声材料的弹性多孔金属阻尼夹芯层，其结构更紧凑，内部孔隙度分布均匀，具有使用寿命久、耐高温和具有阻尼效果等特点。金属阻尼夹芯层是金属丝之间相互勾连形成的三维多孔结构，当音波通过内管散入金属阻尼夹芯层内，声能量会与金属丝摩擦和在孔隙内空气分子的振动，转化为热量，并通过外管上的小孔散去，达到兼具消音和热传导的目的。此外所采用的真空热压钎焊复合连接技术保证了结构强度和耐高温的环境服役要求。

本实施例中，工作时，当声音进入到消声器中，声波由金属内管进入到与之钎焊的金属阻尼夹芯层中，金属阻尼夹芯层内有大量孔隙，孔隙之间相互连通，深入到材料内部；声波激发金属阻尼夹芯层内部孔隙内空气分子的振动，空气振动是不断压缩与膨胀的结果，与多孔金属阻尼夹芯层的骨架发生热交换也能吸收声音能量；由于空气的粘滞阻力、空气与孔隙侧壁的摩擦，使得一部分声能转化为热能而被损耗，从而达到消声的目的；由于金属阻尼夹芯层是通过金属丝螺旋卷制成的，可以将转化而来的热量传递到消声器外管3上并从散热孔散去。该消音器用于车辆排气、管道消音、风机类等中高频消音环境，实现设备的降噪,提高设备的使用寿命。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。