本发明涉及防噪消声技术领域，具体而言，涉及一种排气管道及其消声方法。
背景技术：
排气管中，随着气体的大量排放，常常伴随着吵杂、刺耳的声音，这些噪音的产生对人们的生产生活带来了许多不便和困扰。传统的消声方法有阻性消声与抗性消声。
阻性消声是利用吸声材料消声的，把吸声材料固定在气流通道内壁或按一定方式在管道中排列起来，就构成了阻性消声器。阻性消声器主要针对中高频消声，而对于低频声波，效果差。
抗性消声是通过控制声抗的大小来进行消声的，它是在管道上接截面突变的管段或共振腔，利用声阻抗失配，使某些频率的声波在声阻抗突变的界面发生反射等现象，从而达到消声目的。抗性消声器是为某一声频特定设计的，主要针对脉冲声源。
由于传统的消声方法使用范围有限，有些只适用于特定声波频率的声源，不能较好的满足消音除噪的需求，因此有必要研究新的消声方法，目的是对传统消声起到互补作用，满足各行各业对降低噪声的需求。
有鉴于此，设计制造出一种排气管道，具有消音除噪的功能，且制造成本低，可以适用于不同频率范围的声波，结构简单，降噪效果好是目前防噪消声技术领域中急需改善的技术问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种排气管道，所述排气管道具有消音除噪的特点，结构简单，制造成本相对较低，使用范围广，可用于各种排气设备中。而且，该排气管道消音除噪的声波频率范围广，可对低频、中频、高频的声波进行降噪，衰减声能，降噪效果好，具有极大的推广应用价值。
本发明的目的还在于提供一种排气管道消声方法，通过将气体的声波经过多通道分流，分流前的声波是同相位的，而使分流后再汇合的声波具有相位差、且相位相反，利用声波叠加原理，由于具有相位差，合成后的声波的波幅为原来波幅之差，以达到衰减声能、降噪除音的作用。该方法不会差生二次噪音污染，降噪消音效果良好，具有广阔的市场应用前景。
本发明改善其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。
本发明提供的一种排气管道，所述排气管道包括主通道，所述主通道用于气体排放，所述主通道上设有分支管路，所述分支管路与所述主通道连通。
所述分支管路上设有消声管，所述消声管包括直线通道和弧线通道，所述弧线通道的两端分别与所述直线通道的两端连通。
所述气体经所述主通道进入所述分支管路，再经过设于所述分支管路上的消声管，所述消声管用于对所述气体进行消声降噪，以便于排放的所述气体的噪音达到规定的噪音排放标准。
进一步地，所述直线通道的横截面积与所述弧线通道的横截面积相等，以使进入所述直线通道的排气量和进入所述弧线通道的排气量相等，有利于所述直线通道内的声波和所述弧线通道内的声波汇合后的能量的衰减。
进一步地，所述直线通道的长度用l表示，所述弧线通道的长度用h表示，所述弧线通道的长度与所述直线通道的长度的差值为所述气体产生噪声的声波波长的二分之一。即：
h-l＝λ/2，
其中，λ表示排放的所述气体产生噪声的声波波长。
进一步地，所述直线通道设于所述分支管路上，所述直线通道的轴线与所述分支管路的轴线重合。
进一步地，所述直线通道与所述分支管路一体成型。
进一步地，所述弧线通道与所述分支管路焊接或一体成型。
进一步地，所述分支管路上设有多个所述消声管，多个所述消声管间隔设置。
进一步地，所述主通道上设有多个所述分支管路，每个所述分支管路上均设有所述消声管，能够衰减不同频率范围的声波的能量。
进一步地，所述分支管路上安装有声频器，所述声频器用于分析所述气体的声波频率。
本发明提供的一种排气管道消声方法，应用于上述的排气管道，所述排气管道消声方法采用声频移相消声原理；
所述气体的声波从所述主通道进入所述直线通道和所述弧线通道的进口交汇处时是同相位的，经过所述直线通道和所述弧线通道分流后，到达所述弧线通道的出口交汇处时，两路声波是具有相位差的，且移相后的所述两路声波的相位相反，发生声波叠加干涉，所述声波的合成振幅为所述两路声波的波幅之差，以达到衰减所述声波的能量、消声除噪的目的。
本发明提供的排气管道及其消声方法具有以下几个方面的有益效果：
本发明提供的排气管道，通过在主通道上设置分支管路，在分支管路上设置消声管，排放的气体通过主通道后进入分支管路的消声管，消声管对气体具有消音除噪的作用。该排气管道结构简单，制造成本相对较低，使用范围广，可用于各种排气设备中。而且，该排气管道消音除噪的声波频率范围广，可对低频、中频、高频的声波进行降噪，衰减声能，降噪效果好，具有极大的推广应用价值。
本发明提供的排气管道消声方法，通过将气体的声波经过多通道分流，分流前的声波是同相位的，而使分流后再汇合的声波具有相位差、且相位相反，利用声波叠加原理，由于具有相位差，合成后的声波的波幅为原来波幅之差，以达到衰减声能、降噪除音的作用。该方法不会差生二次噪音污染，降噪消音效果良好，具有广阔的市场应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明具体实施例提供的排气管道的第一种结构示意图；
图2为本发明具体实施例提供的排气管道的消声管的结构示意图；
图3为本发明具体实施例提供的排气管道的第二种结构示意图；
图4为本发明具体实施例提供的排气管道的移相消声原理示意图。
图标：100-排气管道；110-主通道；120-分支管路；130-消声管；131-直线通道；133-弧线通道。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明的“第一”、“第二”等，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1为本发明具体实施例提供的排气管道100的第一种结构示意图，请参照图1。
本实施例提供的一种排气管道100，排气管道100包括主通道110，主通道110用于气体排放，主通道110上设有分支管路120，分支管路120与主通道110连通。
分支管路120上设有消声管130，消声管130包括直线通道131和弧线通道133，弧线通道133的两端分别与直线通道131的两端连通。
图中箭头所示的方向为气体的流向。气体经主通道110进入分支管路120，再经过设于分支管路120上的消声管130，消声管130用于对气体进行消声降噪，以便于排放的气体的噪音达到规定的噪音排放标准。
图2为本发明具体实施例提供的排气管道100的消声管130的结构示意图，请参照图2。
直线通道131的横截面积与弧线通道133的横截面积相等，以使进入直线通道131的排气量和进入弧线通道133的排气量相等，这样就能保证频率相同的声波，移相后两部分声能的合成量大致相等，有利于直线通道131内的声波和弧线通道133内的声波汇合后的能量的衰减。
作为优选，直线通道131的长度用l表示，弧线通道133的长度用h表示，弧线通道133的长度与直线通道131的长度的差值为气体产生噪声的声波波长的二分之一。即：
h-l＝λ/2，
其中，λ表示排放的气体产生噪声的声波波长。
主通道110上设有多个分支管路120，每个分支管路120上均设有消声管130，能够衰减不同频率范围的声波的能量。
在本实施例中，主通道110上设有三个分支管路120，三个分支管路120的分叉口位于同一个地方，当然，并不仅限于此，分叉口也可以设置在不同的地方。每个分支管路120上设有一个消声管130，分别对各个分支管路120上的气体排放进行降音除噪。每个分支管路120上的消声管130的直线通道131的长度不一样、弧线通道133的长度也不一样，可以分别对不同频率范围的声波进行消声，衰减声波的能量。
需要说明的是，h与l的差值可以是气体声波波长的一半，也可以是三分之一、四分之一等，根据实际的消声要求，h与l的差值可以设置不同。分支管路120的数量也不限于三个，可以是一个、两个、四个或更多。
具体地，直线通道131设于分支管路120上，直线通道131的轴线与分支管路120的轴线重合。
直线通道131与分支管路120一体成型，优选地，直线通道131即是分支管路120的一部分，简化整个排气管道100的结构以及生产加工步骤。弧线通道133与分支管路120焊接或一体成型，弧线通道133作为直线通道131的一个旁通流路，弧线通道133的两端与直线通道131连通的地方，一端是气体的声波的进口交汇处，一端是声波的出口交汇处。
图3为本发明具体实施例提供的排气管道100的第二种结构示意图，请参照图3。
分支管路120上设有多个消声管130，多个消声管130间隔设置，形成具有多级消声功能的排气管道100。可选地，在同一个分支管路120上设置两个或三个消声管130，排放的气体每经过一个消声管130，声波能量衰减一次，经过多个消声管130后，即可对声波的能量进行多次衰减，从而将气体噪声的分贝降得更低，满足各种严苛环境下的消声要求。
可选地，主通道110上也可以设置消声管130，进行预消音处理，分支管路120上的消声管130再对噪声进行进一步地衰减削弱。分支管路120或主通道110上安装有声频器，声频器用于分析气体噪声的声波频率。根据测得的实际噪声声波的频率，再选择最佳的消声管130与之匹配，消音效果更佳。当然，采用弧线长度可以调节的弧线通道133也是可以的，且实际应用中更便于将弧线通道133的长度与直线长度的差值设置为待消音声波波长的二分之一，以达到最佳的消音效果。
图4为本发明具体实施例提供的排气管道100的移相消声原理示意图，请参照图1和图4。
本发明提供的一种排气管道消声方法，应用于上述的排气管道100，排气管道消声方法采用声频移相消声原理。图4表明了经直线通道131和弧线通道133分流后，由于具有相位差，两路声波汇合时的声波合成示意图。曲线a为弧线通道133的声波波形示意图，曲线b为直线通道131的声波波形示意图。两个波形图的周期为声波波长的一半，即t＝λ/2。
气体的声波从主通道110进入直线通道131和弧线通道133的进口交汇处时是同相位的，但经过直线通道131和弧线通道133分流后，到达弧线通道133的出口交汇处时就发生了相位差，通过弧线通道133的声波滞后于通过直线通道131的那部分声波。当弧线通道133的弧长与直线通道131的长度之差等于该频率声波的二分之一波长时，通过弧线通道133的该频率声波与通过直线通道131的声波就会出现半个周波的相位差，移相后的两部分声波相位刚好相反，发生声波叠加干涉，导致互相减弱，声波的合成振幅为两路声波的波幅之差，从而达到衰减声波的能量、抑制排气噪声的目的。
综上所述，本发明提供的排气管道100及其方法具有以下几个方面的有益效果：
本发明提供的排气管道100，通过在主通道110上设置分支管路120，在分支管路120上设置消声管130，消声管130采用多通道流路，排放的气体通过主通道110后进入分支管路120的消声管130，多通道的消声管130对气体具有消音除噪的作用。该排气管道100结构简单，制造成本相对较低，使用范围广，可用于各种排气设备中。而且，该排气管道100消音除噪的声波频率范围广，可对低频、中频、高频的声波进行降噪，衰减声能，降噪效果好，具有极大的推广应用价值。
本发明提供的排气管道消声方法，通过将气体的声波经过多通道分流，分流前的声波是同相位的，而使分流后再汇合的声波具有相位差、且相位相反，利用声波叠加原理，由于具有相位差，合成后的声波的波幅为原来波幅之差，以达到衰减声能、降噪除音的作用。该方法不会差生二次噪音污染，降噪消音效果良好，具有广阔的市场应用前景。
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、组合和变化。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。