具有中心囊体的整流式海水管路消声器的制作方法

本发明涉及海水管路振动噪声控制领域，尤其涉及一种具有中心囊体的整流式海水管路消声器。

背景技术

根据实艇测试结果，海水系统管路的振动噪声控制是舰船机械噪声控制的薄弱环节，其引起的辐射噪声会影响舰船声隐身性能，主要包括两个方面：一是管路内流体压力脉动引起的管路振动激励艇体进而形成声辐射，二是管路内流体的水动力噪声直接通过舷侧阀向外形成声辐射。

针对海水管路振动噪声问题，目前在管路中应用了抗性消声器，利用管道截面的扩张（或收缩）造成管道内声阻抗变化，阻止某些频率声波的通过，达到降低管路噪声的目的。但是，根据实测数据，现有消声器的插入损失通常在5～8db（100hz～2khz）间，且对100hz以下可导致管路振动的流体脉动基本无衰减控制效果，离实际需求有较大差距。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种具有中心囊体的整流式海水管路消声器，旨在优化管路内流场，降低管内流体水动力噪声，同时减小流体压力脉动。

为实现上述目的，本发明提供一种具有中心囊体的整流式海水管路消声器，包括中心囊体、穿孔中心腔管、球形导流体、穿孔歧管以及外壳，其中，

所述中心囊体位于穿孔中心腔管内部，中心囊体外壁与穿孔中心腔管内壁紧密贴合，中心囊体中空设置，两球形导流体分别位于中心囊体的两侧将其端部包裹于其内，两球形导流体之间通过多根穿孔歧管连通，外壳套于两球形导流体与穿孔歧管外侧，海水经一球形导流体进入后经过穿孔歧管从另一球形导流体留出，外壳与两球形导流体和穿孔歧管外侧壁之间空隙形成外腔，穿孔歧管上开设有多个透水通孔与外腔连通以与外腔中海水进行交换，穿孔中心腔管中开设有透水通孔以使中心囊体外壁与外腔中海水接触。

优选地，多根所述穿孔歧管在中心囊体的圆周方向均匀分布。

优选地，所述具有中心囊体的整流式海水管路消声器还包括设于穿孔中心腔管端部且位于球形导流体内部的两分流椭头，分流椭头呈椭球形结构，两分流椭头分别与穿孔中心腔管的两端连接。

优选地，所述分流椭头与穿孔中心腔管为一体式结构。

优选地，所述中心囊体的腔室中填充有压缩空气。

优选地，所述中心囊体采用橡胶制成。

优选地，所述穿孔歧管和穿孔中心腔管上均设置有多个透水通孔。

优选地，所述穿孔中心腔管的长度大于穿孔歧管的长度。

优选地，入口侧的球形导流体入口处设置有用于通入海水且与其腔室连通的第一直管段，出口侧的球形导流体入口处设置有用于通入海水且与其腔室连通的第二直管段，外壳的两端分别与第一直管段和第二直管段的外侧壁连接。

优选地，所述第一直管段和第二直管段上设有用于与海水管路连接的法兰，法兰上设有多个安装孔。

本发明提出的具有中心囊体的整流式海水管路消声器，通过球形导流体和分流椭头协同配合工作，具有良好的导流作用，从而改善流场，减小流体冲击；利用穿孔歧管和穿孔中心腔管的耗散作用，可有效降低管内流体水动力噪声；另外，中心囊体的体积微变能衰减流体压力脉动。通过这些作用，整流式海水管路消声器的插入损失超过10db（10hz～2khz），特别是对流体低频压力脉动具有较好的衰减作用。

附图说明

图1为本发明具有中心囊体的整流式海水管路消声器的结构示意图；

图2为图1所示的a-a方向剖视结构示意图；

图3为本发明具有中心囊体的整流式海水管路消声器在拆卸外壳后其内部结构示意图。

图中，1-法兰、2-外壳、3-球形导流体、4-穿孔歧管、5-穿孔中心腔管、6-外腔、7-中心囊体、8-分流椭头。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参照图1至图3，本优选实施例中，一种具有中心囊体的整流式海水管路消声器，包括中心囊体7、穿孔中心腔管5、球形导流体3、穿孔歧管4以及外壳2。其中，

中心囊体7位于穿孔中心腔管5内部，中心囊体7外壁与穿孔中心腔管5内壁紧密贴合，中心囊体7中空设置，两球形导流体3位于中心囊体7的两侧将其端部包裹于其内，两球形导流体3之间通过多根穿孔歧管4（图中以六根为例具体说明）连通，外壳2套于两球形导流体3与穿孔歧管4外侧，海水经一球形导流体3进入后经过穿孔歧管4从另一球形导流体3留出，外壳2与两球形导流体3和穿孔歧管4外侧壁之间空隙形成外腔6，穿孔歧管4上开设有多个透水通孔与外腔6连通以与外腔6中海水进行交换，穿孔中心腔管5中开设有透水通孔以使中心囊体7外壁与外腔6中海水接触。

进一步地，多根穿孔歧管4在中心囊体7的圆周方向均匀分布，从而进一步提高本消声器的消音效果。

进一步地，本具有中心囊体的整流式海水管路消声器还包括设于穿孔中心腔管5端部且位于球形导流体3内部的两分流椭头8（中心囊体7的两端部分别与两个分流椭头8共形，中心囊体7外壁与穿孔中心腔管5内壁紧密贴合），分流椭头8呈椭球形结构，两分流椭头8分别与穿孔中心腔管5的两端连接。球形导流体3和分流椭头8两者协同配合工作，从而使本消声器具有良好的水动力性能，可实现良好的导流作用。

进一步地，分流椭头8与穿孔中心腔管5为一体式结构，以方便制造。分流椭头8与穿孔中心腔管5共同组成与中心囊体7外形相同的结构后，二者一起套于中心囊体7外侧且与其紧密贴合设置。

本实施例中，中心囊体7的腔室中填充有压缩空气。中心囊体7采用橡胶制成，因而中心囊体7在消声器内体积可变，在流体流经管道时，脉动的压力会引起中心囊体7体积微变，脉动压力峰值降低，流体激励力减小。中心囊体7的长度大于穿孔歧管4的长度。中心囊体7的外侧壁紧密贴合于穿孔中心腔管5的内侧壁设置。

另外，在穿孔歧管4和穿孔中心腔管5上均设置有多个透水通孔。透水通孔的大小和数量根据需求进行设计，以实现截面变化，均匀化海水流场，降低水动力噪声。

本实施例中，入口侧的球形导流体3入口处设置有用于通入海水且与其腔室连通的第一直管段，出口侧的球形导流体3入口处设置有用于通入海水且与其腔室连通的第二直管段，外壳2的两端分别与第一直管段和第二直管段的外侧壁连接。第一直管段和第二直管段上设有用于与海水管路连接的法兰1，法兰1上设有多个安装孔。本海水管路消声器通过法兰1串联接入海水管路，并可根据空间情况进行小型化设计，便于安装布置。

本具有中心囊体的整流式海水管路消声器其降噪原理如下。

（1）海水管路中来流进入消声器后，在球形导流体3内经分流椭头8将轴向来流进行均匀化分股，将海水引入到六根穿孔歧管4内，缓和流体冲击；

（2）在穿孔歧管4内，部分海水通过管上透水通孔与外腔6中海水交换，过程中海水所携带的能量被衰减，从而实现降低管路流体噪声；

（3）外腔6中海水通过穿孔中心腔管5上透水通孔与中心囊体7外侧接触，中心囊体7在流体压力波动下体积微变，从而衰减流体压力脉动，降低峰值，减小激励力；

（4）在出口端对流体进行汇合整流，可减少旋涡的产生，降低流体噪声。

本实施例提出的具有中心囊体的整流式海水管路消声器，通过球形导流体3和分流椭头8协同配合工作，具有良好的导流作用，从而改善流场，减小流体冲击；利用穿孔歧管4和穿孔中心腔管5的耗散作用，可有效降低管内流体水动力噪声；另外，中心囊体7的体积微变能衰减流体压力脉动。通过这些作用，整流式海水管路消声器的插入损失超过10db（10hz～2khz），特别是对流体低频压力脉动具有较好的衰减作用。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。