中、高频复合式消声器和鼓风机的制作方法

本发明涉及污水处理领域，特别地，涉及一种中、高频复合式消声器，以及包括上述中、高频复合式消声器的鼓风机。

背景技术：

随着我国建设资源节约型和环境友好型社会的要求，以及装备制造业的快速发展，应用于污水处理领域的高速高效鼓风机市场占有率越来越大。但是，高速高效鼓风机的高频气动噪声问题也越来越凸显，高速高效鼓风机的高频气动噪声较大，对现场工作人员的损伤大，所以要把噪声值控制在合理的范围之内。但是，在现有技术中，阻性消声器要把噪音降到合理的范围之内，对消声材料的要求比较高，另外，消声器本身的体积比较大，占用空间多，对于鼓风机整机的性能影响较大。抗性消声器具有高频噪音的降噪能力，但是其体积较大、结构比较复杂、加工难度大、制造成本高、对于鼓风机整机的气动性能影响较大。

因此，现有的阻性消声器和抗性消声器体积较大、结构比较复杂、加工难度大、制造成本高、对于鼓风机整机的气动性能影响较大，是一个亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种中、高频复合式消声器和鼓风机，以解决现有的阻性消声器和抗性消声器体积较大、结构比较复杂、加工难度大、制造成本高、对于鼓风机整机的气动性能影响较大的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供一种中、高频复合式消声器，包括用于导入鼓风机高速气流的进气口、与进气口相通用于改变导入的高速气流流动方向的进气口端空腔、与进气口端空腔相通用于将改变流动方向后的高速气流的声能转换为热能的阻性材料腔、与阻性材料腔相通且用于改变声能转换后的高速气流流动方向的出气口端空腔、以及与出气口端空腔相通用于将出气口端空腔内的高速气流进行引出的出气口。

进一步地，中、高频复合式消声器，还包括设置在进气口端空腔和阻性材料腔之间，用于对改变流动方向后的高速气流进行节流消声的进气口端孔板；以及设置在阻性材料腔和出气口端空腔之间，用于对声能转换后的高速气流进行节流消声的出气口端孔板。

进一步地，中、高频复合式消声器，进气口端孔板和出气口端孔板上设置有呈等间隔排列的微孔，微孔的孔中心间距为孔径的四倍。

进一步地，微孔的个数为：

n＝INT(L/4R)*INT(W/4R)

进气口端孔板和出气口端孔板沿长度方向的边距为：

D_L＝0.5[L-(4*INT(L/4R)-2)R]

进气口端孔板和出气口端孔板沿宽度方向的边距为：

D_W＝0.5[W-(4*INT(W/4R)-2)R]

其中，n为微孔的个数，R为孔径，L为长度，W为宽度，D_L为沿长度方向的边距，D_W为沿宽度方向的边距。

进一步地，进气口端空腔的体积大于阻性材料腔的体积，阻性材料腔的体积大于出气口端空腔的体积。

进一步地，中、高频复合式消声器，还包括上箱盖和下箱体，进气口端空腔、阻性材料腔和出气口端空腔由上箱盖和下箱体合围而成。

进一步地，进气口端孔板和出气口端孔板焊接在下箱体上，上箱盖和下箱体通过铆钉固定连接。

进一步地，进气口安装在下箱体上，出气口安装在上箱盖上，进气口与下箱体相互呈90度角设置，出气口与上箱盖相互呈90度角设置。

进一步地，阻性材料腔填充有阻性材料，阻性材料采用耐腐蚀的不锈钢丝，不锈钢丝的丝径小于或等于1mm。

根据本发明的另一方面，还提供了一种鼓风机，包括上述的中、高频复合式消声器。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的中、高频复合式消声器和鼓风机，采用进气口、进气口端空腔、阻性材料腔、出气口端空腔和出气口，结合了阻性消声器和变向消声的优点，能够有效地降低高速高效鼓风机的高频噪声。在允许气流通过的同时，又能有效地阻止或减弱声能向外传播，具有中、高频的消声性能，主要用于鼓风机设备的进、排气管道或通风管道的噪声控制。本发明提供的中、高频复合式消声器，体积小、结构简单、易于加工、制造成本低、对于鼓风机整机的气动性能影响小。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明中、高频复合式消声器优选实施例的剖示图；

图2是图1中进气口端孔板或出气口端孔板优选实施例的结构示意图。

附图标号说明：

10、进气口；20、进气口端空腔；30、阻性材料腔；40、出气口端空腔；50、出气口；60、进气口端孔板；70、出气口端孔板；80、上箱盖；90、下箱体；61、微孔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参照图1，本发明的优选实施例提供了一种中、高频复合式消声器，包括用于导入鼓风机高速气流的进气口10、与进气口10相通用于改变导入的高速气流流动方向的进气口端空腔20、与进气口端空腔20相通用于将改变流动方向后的高速气流的声能转换为热能的阻性材料腔30、与阻性材料腔30相通且用于改变声能转换后的高速气流流动方向的出气口端空腔40、以及与出气口端空腔40相通用于将出气口端空腔40内的高速气流进行引出的出气口50。其中，阻性材料腔30填充有阻性材料，阻性材料采用耐腐蚀的不锈钢丝，不锈钢丝的丝径小于或等于1mm。细软的不锈钢丝作为阻性材料填满了阻性材料腔30，高速气流会引起阻性材料的振动，使气流将部分的能量转化为阻性材料的机械能，进而转化为热量向四周扩散，减弱了气流的能量，有效减小了声压的强度，降低了噪声。在本实施例中，采用丝径不大于1mm的不锈钢钢丝，刚度不大，比较柔软，当有气流冲击时可以很容易产生振动，消耗声能，达到降低噪声的目的。若丝径较大，则不锈钢钢丝刚度较大，不易变形，消声效果不好，且填充时比较困难。进气口10与鼓风机的管道通过卡箍相连，鼓风机的管道中的气体通过进气口10进入消声器。进气口10与进气口端空腔20互呈夹角设置，出气口端空腔40和出气口50互呈夹角设置。

本实施例提供的中、高频复合式消声器，采用进气口10、进气口端空腔20、阻性材料腔30、出气口端空腔40和出气口50，结合了阻性消声器和变向消声的优点，能够有效地降低高速高效鼓风机的高频噪声；在允许气流通过的同时，又能有效地阻止或减弱声能向外传播，具有中、高频的消声性能，主要用于鼓风机设备的进、排气管道或通风管道的噪声控制，本实施例提供的中、高频复合式消声器，体积小、结构简单、易于加工、制造成本低、对于鼓风机整机的气动性能影响小的特点。

进一步地，如图1所示，本实施例提供的中、高频复合式消声器，还包括设置在进气口端空腔20和阻性材料腔30之间，用于对改变流动方向后的高速气流进行节流的进气口端孔板60；以及设置在阻性材料腔30和出气口端空腔40之间，用于对声能转换后的高速气流进行节流消声的出气口端孔板70。具体地，如图2所示，本实施例提供的中、高频复合式消声器，进气口端孔板60和出气口端孔板70上设置有呈等间隔排列的微孔61。本实施例提供的中、高频复合式消声器，进气口端的气流速度大、声压强、噪音大，在进气口端的气流在进气口端空腔20内被迫改变了流动方向，导致气流的局部损失增大，气体能量部分转化为热能向四周扩散，进而使声压下降；进气口端孔板60和出气口端孔板70会减弱气流的声压，降低噪声。

具体地，如图2所示，本实施例提供的中、高频复合式消声器，微孔61的孔中心间距为孔径的四倍，则微孔的个数为：

n＝INT(L/4R)*INT(W/4R) (1)

进气口端孔板60和出气口端孔板70沿长度方向的边距为：

D_L＝0.5[L-(4*INT(L/4R)-2)R] (2)

进气口端孔板60和出气口端孔板70沿宽度方向的边距为：

D_W＝0.5[W-(4*INT(W/4R)-2)R] (3)

其中，n为微孔的个数，R为孔径，L为长度，W为宽度，D_L为沿长度方向的边距，D_W为沿宽度方向的边距。

在本实施例中，沿长度方向的边距D_L和沿宽度方向的边距D_W的设计，主要是考虑到进气口端孔板60和出气口端孔板70安装空间的需要。为方便安装，另外，为了不影响气流的气体动力学性，且将微孔61的位置集中到通道中间位置处，而对进气口端孔板60和出气口端孔板70的边缘处进行不开孔处理。

本实施例提供的中、高频复合式消声器，气流在进气口端空腔20改变流动方向后穿过进气口端孔板60和出气口端孔板70上的微孔61，进气口端孔板60和出气口端孔板70的具体结构，如图2所示。本实施例提供的中、高频复合式消声器，结合了阻性消声器和多孔扩散消声器的优点，经过微孔61的节流作用，使气流的能量转化为热量向四周扩散，从而减小了气流的声压，降低了噪声。

本实施例提供的中、高频复合式消声器，进气口端孔板60和出气口端孔板70上的微孔半径为2～3mm，若微孔61的孔径太小对气流的气体动力学性能影响较大，微孔61的孔径太大则消声性能不佳。微孔中心间距C为孔半径R的四倍，保证了微孔61的直径与孔边距之间的距离相等。本实施例提供的中、高频复合式消声器，进气口端孔板60和出气口端孔板70上的微孔61布置均匀，对气流的气体动力学性能影响不大，能有效地减弱气流的声压，降低噪声。

可选地，如图1所示，本实施例提供的中、高频复合式消声器，进气口端空腔20的体积大于阻性材料腔30的体积，阻性材料腔30的体积大于出气口端空腔40的体积。鼓风机的高速气流进入进气口10后，聚集在进气口端空腔20内，进而进入阻性材料腔30引起阻性材料的振动，使鼓风机的气动噪声的气流将部分的能量转化为阻性材料的机械能，进而转化为热量向四周扩散，减弱了气流的能量，有效减小了声压的强度，降低了噪声。

本实施例提供的中、高频复合式消声器，在考虑消声器总体体积最小的情况下，将进气口端空腔20、阻性材料腔30和出气口端空腔40的体积依次减小，并将阻性材料腔30设计成足够大，以保证能填充足够的阻性材料以消除高频噪声。另外，气流进入进气口端空腔20，为了避免气流压力的急剧变化，增大噪音，故增大进气口端空腔20体积，使气流的压力平稳变化，降低噪音。相应地，为了保证消声器体积最小，故压缩了出气口端空腔40的体积，使其体积最小。

优选地，如图1所示，本实施例提供的中、高频复合式消声器，还包括上箱盖80和下箱体90，其中，进气口端空腔20、阻性材料腔30和出气口端空腔40由上箱盖80和下箱体90合围而成。具体地，如图1所示，进气口端孔板60和出气口端孔板70焊接在下箱体90上，上箱盖80和下箱体90通过铆钉固定连接。本实施例提供的中、高频复合式消声器，装配时只需将进气口端孔板60和出气口端孔板70焊接在下箱体90上，然后通过铆钉将上箱盖80和下箱体90固定连接即可，结构简单，且易于装配。

优选地，如图1所示，本实施例提供的中、高频复合式消声器，进气口10安装在下箱体90上，出气口50安装在上箱盖80上，进气口10与下箱体90相互呈90度角设置，出气口50与上箱盖80相互呈90度角设置。在本实施中，通过互呈90度设置的进气口10和下箱体90、以及互呈90度设置的下箱体90和出气口50，改变导入的气动噪声的流动方向，从而有效降低了噪声。

本实施例提供的中、高频复合式消声器，如图1和图2所示，其工作原理如下所示：

鼓风机叶轮高速旋转带动气流旋转，并产生高频气动噪声。当气流进入消声器后，进气口端孔板60和出气口端孔板70会减弱气流的声压，降低噪声，同时高频气动噪声会引起阻性材料腔30中的阻性材料的快速振动，将气流的部分声能转化为阻性材料的热能，向四周扩散。气动噪声频率越高，阻性材料消耗的声能越多，从而达到降低高频噪声的目的。

本实施例还提供一种鼓风机，包括上述的中、高频复合式消声器，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。