一种三层串联微穿孔管消声器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及消声器领域，具体提供了一种三层串联微穿孔管消声器，：所述消声器主体由外至内由外壳（5）、微穿孔外管（4）、微穿孔中管（3）、微穿孔内管（2）四部分同轴套接组成，且微穿孔外管（4）、微穿孔中管（3）、微穿孔内管（2）管壁上布满微孔，且各微孔均为垂直于四部分的中心轴线的直通微孔；消声器主体的各管层之间以及微穿孔外管（4）与外壳（5）之间为空腔且各空腔均无任何填充材料。消声器工作时气流直接通过管路流动，背压损失小。这种排气消声器结构简单、加工简便、成本低廉，纯金属结构能耐高温、耐腐蚀、耐气流冲击、使用寿命长。在整个频谱范围内尤其是在高频段有很好消声效果，消声量达到了15-25dB。
【专利说明】一种三层串联微穿孔管消声器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及消声器领域，具体提供了一种应用于抽气栗排气消声的三层串联微穿孔管消声器。
【背景技术】
[0002]抽气栗工作时噪声主要由气体流动噪声和机械部件运动噪声组成，噪声频率范围较宽。在消除气体流动噪声中的高频部分的同时，机械噪声中的中低频部分同样不可忽视。传统的阻性消声器需填充吸声材料达到降噪的目的；抗性消声器通过复杂结构产生阻抗失配达到消声的目的。前者不适用于相对封闭环境工作，因为在排气流的长期冲刷下吸声材料不可避免的会漂浮在工作室中，从而对人员的健康产生不利影响；长期冲刷使得消声器内的吸声材料减少，消声效果降低，因此其使用寿命不长。抗性消声器需要利用复杂的空腔或者共鸣腔设计，使消声器体积较大，排气背压较大。
实用新型内容
[0003]本实用新型要解决的技术问题是，提供一种可在相对封闭工作环境中长期使用的，具耐高温、耐腐蚀、耐气流冲击、使用寿命长、消声效果好、排气压力损失小、结构简单、加工简便、成本较低的消声器，能够在包括低中高频率的较宽频段内进行消声。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下:
[0005]一种三层串联微穿孔管消声器，包括进气端(7)、排气端(8)以及在进气端(7)和排气端(8)之间的消声器主体，其特征在于:所述消声器主体由外至内由外壳(5)、微穿孔外管(4)、微穿孔中管(3)、微穿孔内管(2)四部分同轴套接组成，且微穿孔外管(4)、微穿孔中管(3)、微穿孔内管(2)管壁上布满微孔，且各微孔均为垂直于四部分的中心轴线的直通微孔；消声器主体的各管层之间以及微穿孔外管(4)与外壳(5)之间为空腔且各空腔均无任何填充材料；进气端(7)与消声器主体之间通过前端盖(I)封闭连接，排气端(8)与消声器主体之间通过后端盖(6)封闭连接，前端盖(I)和后端盖(6)中心设置与微穿孔内管(2)直径相等的中心通孔，微穿孔内管(2 )与进气端(7 )和排气端(8 )直径相等，直接导通进气端(7)和排气端(8)，或者微穿孔内管(2)的一端直接从后端盖(6)中心通孔伸出形成排气端(8 )。
[0006]按上述技术方案，消声器主体的各管层之间以及微穿孔外管(4)与外壳(5)之间的空腔深度均不相等。
[0007]按上述技术方案，消声器主体的外壳(5)和微穿孔外管(4)、微穿孔中管(3)、微穿孔内管(2)的横截面均为圆形；或者外壳(5)、微穿孔外管(4)以及微穿孔中管(3)的横截面为正方形，而微穿孔内管(2)的横截面为圆形。
[0008]按上述技术方案，各管层的微孔的孔径和孔隙率均不相同。
[0009]按上述技术方案，各管层的微孔的孔径为0.1-0.5mm，孔隙率小于5%。
[0010]按上述技术方案，消声器主体的外壳(5)和各管层均为金属材质。[0011]按上述技术方案，消声器主体的各管层的管壁厚度相同或不同。
[0012]本实用新型利用较小体积达到较大消声效果，消声器主体采用三层微穿孔管，各层微穿孔管之间为空腔，空腔内无填充材料，通过三层微穿孔板孔径、孔隙率、各空腔深度合理匹配，实现对不同频段噪声的消除。消声器工作时气流直接通过管路流动，背压损失小。工作时，气流从前端盖上的进气端流入，径向流过外壳和三层串联微穿孔管间的空腔层，经过三层微穿孔管消声后从后端盖上的排气端排出。气流在经过消声器时，管壁上的微孔直径和孔隙率小，表面相对光滑，对气流流动阻力较小，主要气体沿管轴线方向流动，因此压力损失小。声波通过微孔时，由于空气和微孔的摩擦作用使声能转化为热能，从而实现消声的目的。同时通过优化计算发现，微孔管结构中，孔径大小会影响消声的频率；在相同的孔径下孔隙率增大消声频率会往高频移动；改变空腔深度，即变化各层微穿孔管之间的距离可以提高消声频段宽度，并提高消声量。三层微穿孔管结构中，合理的设计各层穿孔板的孔隙率、孔径和空腔体深度可以获得更宽的消声频率和更大的消声量，消声量可达到15dB。
[0013]作为本实用新型的变形设计，可以设计两层或四层的串联微穿孔管消声器，但是相对于两层来说，本实用新型三层的结构通过各层穿孔板的孔隙率、孔径和空腔体深度的合理匹配能够获得较宽频段的消声频率和更大的消声量，而四层以上的串联微穿孔管结构基本无消声效果。
[0014]本实用新型的有益效果是:在不设置缓冲腔室的情况下，使用三层串联微穿孔管就能够达到较宽频段的消声效果，比传统阻抗结构消声器的体积减小；进气端和排气端直接相通，气流无任何转弯与缓冲，最大程度的减小了气流经过消声器时的流动阻力；纯金属结构，可以耐高温、耐腐蚀、耐气流冲击、使用寿命长；没有采用吸音棉等易燃、易吸入物，保证了消声器在相对封闭环境中工作时人的安全。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]下面将结合附图对本实用新型作进一步说明，附图中:
[0016]图1是本实用新型第一个实施例中三层串联微穿孔管消声器结构示意图；
[0017]图2是图1的A— A截面图；
[0018]图3是微孔内管微孔排列局部本意图；
[0019]图4是微孔中管微孔排列局部本意图；
[0020]图5是微孔外管微孔排列局部本意图；
[0021]图中各标记对应如下:前端盖1、微孔内管2、微孔中管3、微孔外管4、外壳5、后端盖6、进气端7、排气端8、流道I 9、空腔II 10、空腔III11、空腔IV 12;微孔内管的微孔13、微孔中管的微孔14、微孔外管的微孔15。
【具体实施方式】
[0022]实施例1:
[0023]如图1-5，本实用新型的三层串联微穿孔管消声器包括金属外壳5，外壳5的两端分别为前端盖I和后端盖6，消声器横截面为圆形，从横截面看从里到外依次为微孔内管2、微孔中管3、微孔外管4、消声器外壳5。[0024]消声器外壳5为圆筒形；采用进气端与排气端通过消声器壳体直接相通的布置方式，所述进气端和排气端位于圆筒两端的中心；消声器外壳5内沿轴线方向布置三层微穿孔管，将所述壳体内部空间分隔成流道I 9、空腔II 10、空腔III 11、空腔IV 12 ;所述三层微穿孔管呈圆筒状，微孔内管2与进气端7和排气端8直径相同，直接导通所述进气端和排气端。微孔外管4位于微孔内管2和外壳5之间，将所述微孔内管2与外壳5间的空腔分隔成体积不等的两部分。微孔中管3位于微孔外管4和微孔内管2之间，将微孔外管4和微孔内管2之间的空腔沿壳体轴线方向分隔成体积不等的两部分；所述微孔内管2、微孔中管
3、微孔外管4上打有不同孔径的微孔，三层微孔管上微孔所采用的微孔布置方式不同。
[0025]所述微孔内管2、微孔中管3和微孔外管4采用相同厚度的金属薄板打孔制成。如图3-5所示，所述微孔内管微孔13直径为0.5mm，沿消声器轴向相邻微孔13间的孔间距离为1.6mm，沿消声器横截面圆周方向相邻两列微孔13间的孔圆心距离为1mm。所述微孔中管微孔14直径为0.8皿1，沿消声器纵向相邻微孔14圆心距离为1.8皿1，沿消声器横截面圆周方向相邻两列微孔14圆心距离为1.8皿1。所述微孔外管微孔15直径为1mm，沿消声器纵向相邻微孔15圆心距离为2mm，沿消声器横截面圆周方向相邻两列微孔15圆心距离为
2.6mm，也即不同管层的孔隙率和孔径均不同。
[0026]实施例2:
[0027]与实施例1的图1和图3-5基本相同，所不同的是消声器外壳5横截面为正方形，所述微孔外管4横截面为正方形，所述微孔中管3横截面为正方形，微孔内管2横截面为圆形。
[0028]在未列出的其他实施例中，也可以改变消声器外壳5、微孔外管4、微孔中管3的横截面形状为等腰多边形，如菱形或者五边形。
[0029]上述两实施例中，三层串联微穿孔管消声器工作时，气流从前端盖I上的进气端7流入，流过外壳5和三层串联微穿孔管2、3、4，经过三层微穿孔管消声后从后端盖6上的排气端8排出。气流在经过消声器时没有任何转弯与缓冲过程，从而最大程度的减小排气背压。
[0030]以上所述仅为本实用新型的优选而不用于限制本实用新型，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动而不脱离本实用新型的精神和范围，而所有这些改动都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种三层串联微穿孔管消声器，包括进气端(7)、排气端(8)以及在进气端(7)和排气端(8)之间的消声器主体，其特征在于:所述消声器主体由外至内由外壳(5)、微穿孔外管(4)、微穿孔中管(3)、微穿孔内管(2)四部分同轴套接组成，且微穿孔外管(4)、微穿孔中管(3)、微穿孔内管(2)管壁上布满微孔，且各微孔均为垂直于四部分的中心轴线的直通微孔；消声器主体的各管层之间以及微穿孔外管(4)与外壳(5)之间为空腔且各空腔均无任何填充材料；进气端(7)与消声器主体之间通过前端盖(I)封闭连接，排气端(8)与消声器主体之间通过后端盖(6)封闭连接，前端盖(I)和后端盖(6)中心设置与微穿孔内管(2)直径相等的中心通孔，微穿孔内管(2 )与进气端(7 )和排气端(8 )直径相等，直接导通进气端(7)和排气端(8)，或者微穿孔内管(2)的一端直接从后端盖(6)中心通孔伸出形成排气端(8)0
2.根据权利要求1所述的三层串联微穿孔管消声器，其特征在于:消声器主体的各管层之间以及微穿孔外管(4)与外壳(5)之间的空腔深度均不相等。
3.根据权利要求1或2所述的三层串联微穿孔管消声器，其特征在于:消声器主体的外壳(5)和微穿孔外管(4)、微穿孔中管(3)、微穿孔内管(2)的横截面均为圆形；或者外壳(5)、微穿孔外管(4)以及微穿孔中管(3)的横截面为正方形，而微穿孔内管(2)的横截面为圆形。
4.根据权利要求3所述的三层串联微穿孔管消声器，其特征在于:各管层的微孔的孔径和孔隙率均不相同。
5.根据权利要求1或2或4所述的三层串联微穿孔管消声器，其特征在于:各管层的微孔的孔径为0.1-0.5mm，孔隙率小于5%。
6.根据权利要求5所述的三层串联微穿孔管消声器，其特征在于:消声器主体的外壳(5)和各管层均为金属材质。
7.根据权利要求1或2或4或6所述的三层串联微穿孔管消声器，其特征在于:消声器主体的各管层的管壁厚度相同或不同。
【文档编号】F04B39/00GK203604153SQ201320762989
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2013年11月28日
【发明者】田小青, 张有财, 朱文昌, 郭彩祎, 刘志恩, 杜松泽 申请人:武汉理工大学