一种片式消声器结构的制作方法

本实用新型涉及一种阻性消声器技术，特别是关于一种片式消声器结构。

背景技术：

消声器是一种既可使气流顺利通过又能有效地降低噪声的设备。阻性消声器是利用气流管道内的不同结构形式的多孔吸声材料（常称阻性材料）吸收声能，降低噪声的消声器。阻性消声器是各类消声器中型式最多、应用最广的一种消声器，特别是在风机类消声器中应用最多。阻性消声器具有较宽的消声频率范围，在中、高频段消声性能尤为显著。阻性消声器的消声性能主要取决于消声器的结构型式、吸声材料的吸声特性、通过消声器的气流速度及消声器的有效长度等。

在噪声控制领域中，通风消声是唯一需要权衡制作安装成本与长期运行成本关系的项目。所以开发消声量大、阻力系数小、有效通风面积大的新型消声器，是业内的研发方向。

一、影响片式消声量的几个因素：

1、玻璃棉板的厚度：消声插片内通常使用的玻璃棉存在着对高频噪声衰减量较高，对中低频噪声衰减量较少的不足。消声插片内玻璃棉板的厚度越厚或密度越高对中低频噪声吸声越好。但将增加消声器的体积及制造安装成本；

2、消声插片间距：消声器通道越窄，声波与吸声材料接触越多，消声量越好。消声器通道越宽，高频声波将呈束状直接通过消声器，而很少与管道内壁吸声层面接触，减少了声吸收，降低了消声效果，工程中将此现象称之为“高频失效；

3、消声插片长度：消声器的有效通道长度l越长，声波与吸声材料接触时间长，整体消声量越高。但沿程风压损失也加大，消声器的体积也相应增加；

4、有效通风面积：在消声器阻力系数一定的条件下，有效消声通道截面积越小，气体的流速越高，压力损失越大，需增加风机的风压。由此气流再生噪声越大，降低消声量。

目前的常规选择，相关资料及规范规定：消声片内离心玻璃棉板的密度为24kg/m³～48kg/m³，消声插片厚度取50mm～100mm，对于低频噪声成分较多的则消声片厚可取150mm～200mm，而靠消声器外壳的吸声层厚度取消声片厚度的一半。消声插片间距取100mm～200mm，有效通风面积在50%左右。

二、关于效能和经济性评价：空气动力性能是评价消声器重要的性能指标，也是能耗指标。气体流过消声插片时受到阻力流体压力上升，产生压力损失，为了抵消该压力损失就需加大风机风压，由此增加能量消耗。如果为了降低投资减小消声通道面积，造成风速过高，气流噪声再加大而导致消声量降低。同时，将因为提高系统的压力损失而造成长期能耗增加，提高运营成本。

在消声器阻力系数一定的情况下，气体的流速越高，压力损失越大，要降低气体的流速，必须加大消声器的体积，在实际工程安装过程中体积较大的消声器会占用较多建筑空间，同时，需要较多的制作安装费用，将产生较高的设置成本。

根据效能和经济性评价消声器称之为“评价数n”，消声量大，评价数就高，消声器截面积与气流管道截面积比越大，评价数就低。n=l/（s/s0），

其中：l—消声器消声量（db）；s—消声器截面积（m²）；s0—气流管道截面积（m²）。

三、关于铝箔玻璃棉：铝箔玻璃棉是在离心玻璃棉两侧贴上铝箔，作为消声插片的吸声材料。铝箔作为离心玻璃棉的表面层对片式消声器消声的性能产生影响。

技术实现要素：

为了克服现有阻性消声器的插片厚度大，气流通道宽，有效通道面积小，导致消声效果不理想的不足。本实用新型提供一种片式消声器结构，通过将消声插片内的玻璃棉采用双面覆铝箔的方式，达到在减少玻璃棉容重、插片厚度的条件下提高对低频声波的吸收，通过减小气流通道宽度，提高消声降噪量。达到最佳的效能和经济性评价数，减少消声器体积，提高消声降噪效果。

本实用新型的技术方案是：一种片式消声器结构包括消声器壳体、消声插片、气流通道。消声插片包括圆弧形微穿孔进风导流段，三角形穿孔护面板出风导流段，两侧设置穿孔护面板，内填充双面铝箔玻璃棉，玻璃棉密度为24kg/m³～48kg/m³，覆面铝箔厚度为0.05～0.03mm；消声插片厚度为50mm，消声器壳体内壁不设置吸声材料，消声插片之间的气流通道宽度为80mm～100mm。

铝箔无透气孔，主要靠铝箔本身振动传递声波，可视为一种薄膜共振吸声结构。与常用的玻璃布相比，铝箔将使离心玻璃棉的高频段的吸声系数下降，同时，由于薄膜共振吸声效应的存在，改善低频吸声性能，而使铝箔玻璃棉吸收频谱向低频方向移动。由于空气动力性噪声系全频噪声并中低频为主，玻璃棉阻性片式消声器普遍存在着对中低频噪声衰减量不足，对高频噪声衰减量过多的不足。因而铝箔玻璃棉较适合于阻性消声器对空气动力性噪声的吸收。

铝箔作为玻璃棉的护面层，不仅具有玻璃布用于防止掉渣的作用，铝箔作为护面层可降低玻璃棉的导热系数，具有优良的绝热效果；铝箔作为护面层，密闭式结构及致密的表皮使水汽不易透过，有利于降低玻璃棉吸水率；铝箔作为护面层，有利于提高玻璃棉的阻燃性；铝箔玻璃棉施工方便、外观整洁美观，既不会刺激皮肤，亦不会危害健康，还能防止霉菌生长。

由于铝箔玻璃棉相比离心玻璃棉相对具有较高的低频吸声能力，接近于增加离心玻璃棉厚度的作用。所以，将消声插片的离心玻璃棉的密度选择为常规的24kg/m³～48kg/m³，厚度选择在最薄的50mm，不仅能够减少片式消声器的体积，还可以降低片式消声器的生产成本及重量。

每个消声器壳体内安装数片消声插片，消声插片之间的气流通道一致，消声器壳体一侧与消声插片之间的气流通道为消声插片之间气流通道的二分之一。在消声器内部，不设置四周吸声结构，消声插片与壳体之间的距离为消声插片间距的二分之一。消声插片之间的空气通道横断面面积愈小，声波通过时与消声插片的接触愈多，消声量愈大。每个小通道截面小了，就能提高上限失效频率减少“高频失效”。在降低消声插片厚度的基础上，同时降低消声通道宽度。所以将消声插片间距选择在80mm～100mm，有效通风面积在61.5～66%，即插片厚度与空气层厚度大体上是1:1.6～2，在同等体积的消声器其插片间的风速更低，可有效的降低消声器的流阻，减少风压损失及气流再生噪声。或在更小体积的消声器达到同等的消声降噪效果。

根据气流噪声的频谱，调整玻璃棉的容重及覆面铝箔的厚度，形成不同的玻璃棉容重与覆面铝箔厚度的组合。当气流噪声为典型的中高频噪声时，玻璃棉密度为24kg/m³，覆面铝箔厚度为0.03mm；当气流噪声为典型的中低频噪声，玻璃棉密度为48kg/m³的玻璃棉，覆面铝箔厚度为0.05mm。玻璃棉密度越高、覆面铝箔厚度越厚，可提高对中低频声波的吸收，反之亦然。

根据气流的流速及消声量的要求，调整气流通道宽度及消声插片长度。所述的穿孔护面板为孔径3mm，穿孔率≥25%的金属穿孔护面板。当穿孔护面板的穿孔率≥25%时，对铝箔玻璃棉起保护和支撑作用，对材料的吸声影响相对可以忽略。当穿孔孔径较小时，可分散气流对孔内铝箔玻璃棉的压力，延长铝箔玻璃棉的使用年限。

消声插片的三角形穿孔板出风导流段，三角形的顶角为90°～60°。设置三角形出风导流段，使出风经过扩张缓流阶段，可降低出风段的风压损失。三角形出风导流段设置穿孔板，可增加此段的吸声量。三角形的顶角越小，缓流效果越好，但相应增加设置成本。

本实用新型的有益效果是：

1、通过在玻璃棉外覆面铝箔，在不增加玻璃棉厚度的条件下，提高对低频声波的吸收；

2、通过降低消声插片的厚度，提高有效通风面积比例高，体积小，降低气流流速，减低风压损失；

3、通过减少消声插片的片间距，可降低消声插片的长度，提高消声降噪效果；

4、具有隔热、防水、防潮及防止粉尘粘连的作用，适应恶劣的工况条件；

5、在同等消声降噪量的同时，减少片式消声器的体积和造价，实现综合效率高的技术突破。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是消声插片剖面构造图。

图2是本实用新型实施例的正视剖面构造图。

图3是图2的侧视图。

附图标记说明：1.消声器壳体，11.气流通道；2.消声插片，21.穿孔护面板，22.进风导流段，23.出风导流段，3.双面铝箔玻璃棉，31.玻璃棉，32.覆面铝箔。

具体实施方式

在图1、2、3所示的实施例中，一种片式消声器结构，包括消声器壳体（1）、消声插片（2）、气流通道（11）。消声插片（2）包括圆弧形微穿孔进风导流段（22），三角形穿孔护面板出风导流段（23），两侧设置穿孔护面板（21），内填充双面铝箔玻璃棉（3），玻璃棉（31）密度为24kg/m³～48kg/m³，覆面铝箔（32）厚度为0.05～0.03mm；消声插片（2）厚度为50mm，消声器壳体（1）内壁不设置吸声材料，消声插片（2）之间的气流通道（11）宽度为80mm～100mm。

每个消声器壳体（1）内安装数片消声插片（2），消声插片（2）之间的气流通道（11）一致，消声器壳体（1）一侧与消声插片（2）之间的气流通道（11）为消声插片（2）之间气流通道（11）的二分之一。

根据气流噪声的频谱，调整玻璃棉（31）的容重及覆面铝箔（32）的厚度，形成不同的玻璃棉（31）容重与覆面铝箔（32）厚度的组合。当气流噪声为典型的中高频噪声时，玻璃棉（31）密度为24kg/m³，覆面铝箔（32）厚度为0.03mm；当气流噪声为典型的中低频噪声，玻璃棉（31）密度为48kg/m³的玻璃棉，覆面铝箔（32）厚度为0.05mm。

根据气流的流速及消声量的要求，调整气流通道（11）宽度。所述的穿孔护面板（21）为孔径3mm，穿孔率≥25%的金属穿孔护面板。消声插片（2）的三角形穿孔板出风导流段（23），三角形的顶角为90°～60°。

本实用新型不局限于上述实施例，在不脱离本实用新型的范围内，可以对上述实施例做出多种组合及改变。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。