一种用于控制管道噪声的主动消声装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于声学领域，涉及噪声的控制，具体是一种用于控制管道噪声的主 动消声装置。
【背景技术】
[0002] 关于管道噪声的治理现有两种技术:被动消声和主动消声。目前，被动消声技术在 国内外研究均已比较成熟，应用十分广泛，主要通过阻性消声和抗性消声。阻性消声器对于 中高频噪声具有良好的消声效果，但对于低频噪声消声效果则较差;抗性消声器对于低频 噪声具有较好的消声效果，但其结构偏大，而且，当一定速度的气流通过抗性消声器时，遇 到管道突然扩张或收缩，气流会因脱体而产生涡流，使气流能量受到损失，并导致压力的下 降。
[0003] 现在主动消声的主流技术是通过引入一个次级声源，产生与噪声相位相反的声波 而使其相互抵消来达到消声的目的，在大量试验和实践中，均表明其具有优良的降噪效果。 但是，当管道内的气流具有高温、强腐蚀性时，容易对其暴露在恶劣环境下的元件如误差传 声器和次级声源性造成破坏。而且，为了产生功率大、频率低的次级声，次级声源的尺寸不 可避免的偏大，对其自身的安装和应用造成一定不利影响。
[0004] 韩国科学技术研究院的黄尧夏提出一种利用可变长度或固定长度的旁通管路和 双消声器，用于消除管道中的噪声（申请号:00120419.x)。该装置能够对频率较为稳定或变 化缓慢的噪声取得一定降噪效果，但是其却存在以下不足:一、其双消声器设计体积庞大， 制约了其在实践中的安装应用;二、对于频率相对较高的噪声，其单独依靠改变旁通管的伸 缩长度来取得主管路和旁通管的路径差，反应迟缓，延迟较大，不利于控制复杂多变的噪 声;三、对于频率相对较低的噪声，其采用的依然是传统的抗性消声器，难以避免以上列出 的抗性消声器的固有不足。
[0005] 哈尔滨工程大学刘学广等人提出并联多个固定长度的旁通管，通过阀门切换不同 的管路来实现不同的路径差，从而达到消声的目的（【申请号】201010226626.6)。由于其路径 差是固定的数个值，所以其能在相对应的频率附近取得较好的降噪效果;其在排气口处又 安装一个普通的抗性消声器，能够进一步的降低噪声。但是其却存在以下不足:一、路径差 固定，则决定其能够取得良好消声效果的频带较窄；二、并联多个旁通管路，整体尺寸巨大， 很难在实践中安装应用;三、排气口处安装普通的抗性消声器，其亦难以避免以上列出的抗 性消声器的固有不足。 【实用新型内容】
[0006] 本实用新型的目的在于提供一种新型主动消声装置，所述的这种消声器要解决现 有技术中的旁通管式消声器不能精确和快速的随着噪声频率进行调节路径差，从而导致降 噪效果有限的技术问题。
[0007] 本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：在入口处设置传声器，传声器通 过导线与控制器连接，控制器与步进电机和各个电磁阀连接。步进电机输出轴往复丝杠连 接，往复丝杠上螺母与拨叉连接，拨叉与两个伸缩式旁通管的活动管端部连接。
[0008] 伸缩式旁通管最长状态时与最短状态时长度之差等于两相邻的固定旁通管支管 之间的距离。
[0009] 往复丝杠两端采用轴承支座。
[0010] 伸缩式旁通管分为内管和外管两部分，内管在拨叉的带动下可以进行伸缩运动， 外管的位置固定。
[0011] 伸缩式旁通管的内管端部安装两道密封环，两道密封环之间安装耐磨环。
[0012] 伸缩式旁通管的外管端部安装防尘圈。
[0013] 伸缩式旁通管的外管内侧喷涂高温固体自润滑涂层。
[0014] 安装在出口处的消声器为阻性消声器。
[0015] 旁通管的支管数量为4个，可根据所要消除噪声的主要频率成分而相应增减旁通 管支管的数量。
[0016] 本实用新型与已有技术相比，其效果是积极和明显的。通过调节旁通管支管上的 电磁阀，能够快速的改变主管路与旁通管的路径差；用步进电机和丝杠能够精准的调节伸 缩式旁通管长度。将旁通管支管和伸缩式旁通管串联，能够快速和精准的随着噪声频率变 化而相应的改变路径差。
[0017] 本实用新型中令伸缩式旁通管最长时与最短时的长度之差等于两相邻的旁通管 支管之间的距离，在处理频率连续变化的噪声，每减少一节旁通管支管(频率渐增时），可以 通过调节伸缩式旁通管入口处的电磁阀的闭合位置，使其伸缩式旁通管路径由最短变为最 长，刚好补偿减少一节旁通管支管造成的路径损失，因而可保证路径差的连续性，实现消声 频率的无缝对接。频率渐减时亦然。
[0018] 本实用新型中的传动丝杠采用往复丝杠，在处理频率急剧变化的噪声时，步进电 机可以保持高速旋转来实现旁通管的快速伸缩，而不必为了伸缩旁通管频繁的转换电机旋 转方向，能够显著的减少延迟。
[0019]此外，出口处安装的阻性消声器相比较抗性消声器具有较小的体积，而且具有较 小的压力损失。旁通管沿主管路方向布置，装置外形整体上长而窄，因而能够在安装中灵活 的改变形状，以满足不同的安装条件。
【附图说明】
[0020] 图1为本实用新型的整体结构示意图。
[0021] 图2为图1中的伸缩式旁通管及其驱动结构图。
[0022] 图3为图1中的伸缩式旁通管的内外管结合处示意图。
[0023] 图4为本实用新型结构尺寸示意图。
[0024] 图1~3中数字所表示的名称为：
[0025] 1、传声器;2、控制器;3、伸缩式旁通管①;4、步进电机;5、支座;6、往复丝杠螺母； 7、往复丝杠;8、电磁阀①;9、密封圈；10、耐磨环；11、拨叉;12、防尘圈；13、伸缩式旁通管②； 14、旁通管支管①；15、电磁阀②；16、旁通管支管②；17、电磁阀③；18、旁通管支管③；19、 电磁阀④;2 0、旁通管支管④;21、抗性消声器。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合说明书附图对本实用新型作进一步描述。
[0027] 如图1所示，噪声从入口处进入主管道，而后声波在位置1处一部分进入旁通管，一 部分沿着主管道继续前行，最后两部分声波在位置2处交汇。入口处的传声器1采集到噪声 的频率信号并传递给控制器2,控制器2计算出相应的路径差，并通过调节电磁阀8、15、17、 19的闭合位置和旁通管3、13的伸缩长度来实现这一路径差，使在位置2交汇的两部分声波 相位相反，发生相消性干涉，相互抵消，从而实现消声的目的。
[0028] 如图2所示，伸缩式旁通管运行机理如下:为了获得相应的路径差，控制器2首先操 纵电磁阀15、17、19闭合位置，同时操控步进电机4运转，带动往复丝杠6旋转，往复丝杠6带 动往复丝杠螺母7往复运动，与往复丝杠螺母7相连接的拨叉11随之而往复运动。与拨叉11 两端连接的伸缩式旁通管3、13的内管相应进行往复伸缩运动。
[0029] 如图3所示，伸缩式旁通管3、13内管端部设置两道密封环10,两道密封环10之间设 置一道耐磨环9;伸缩式旁通管3、13外管端部设置一道防尘圈12,外管内侧喷涂高温固体自 润滑涂层。两道密封环10阻止管道气流溢出，耐磨环9承受内、外管之间的主要支持力，减少 对密封环10和内管的磨损，外管内侧喷涂的高温固体自润滑图层减少耐磨环9与外管之间 的磨损。伸缩式旁通管3、13外管端部设置一道防尘圈12阻止外部杂质进入内外管之间的摩 ?祭副。
[0030] 根据波的干涉理论，当频率相同的两列波相遇，相位相反时，两列波相互抵消，声 场能量达到最小值。在旁通管和主管道中行进的两列波，要实现其在交汇处相位相反，则二 者的路径差应等于(2η-1)/2倍的声波波长(η=1，2,3…），实践表明，路径差越靠近(2η-1)/2 倍的波长，消声效果越好;路径差越偏离(2η-1)/2倍的波长，消声效果越差。
[0031 ]如图4所示，伸缩式旁通管①3