一种喷水推进泵降噪结构

本发明涉及船只推进系统降噪，涉及一种喷水推进泵降噪结构。

背景技术：

1、声学隐身性能对于高速舰船和潜艇等至关重要。提高隐身性主要从两方面着手，一是控制噪声的产生，二是控制噪声的传播。在高性能舰船和潜艇中，推进器产生的噪声是辐射噪声重要来源。相比于螺旋桨，喷水推进因其抗空化能力更强，高速航行时效率更高等特点被越来越多使用在高性能舰船和潜艇上。由于动静干涉作用，空化等流动现象会导致喷水推进泵产生噪声，并经过管道和喷水推进泵转轮室导叶外壳等向外部流场辐射噪声。其中由于动静干涉产生的线谱噪声集中在低频。因低频噪声具有波长长的特点，其传播能力更强。同时，动静干涉产生的噪声幅值往往远高于其他频率，更容易被声纳接收，降低了船舰的声隐身性。因此降低喷水推进泵向外辐射的噪声可降低整个航行器的噪声。

2、因此，开发一种能够有效降低喷水推进泵向外辐射噪声的装置极具现实意义。

技术实现思路

1、由于现有技术存在上述缺陷，本发明提供了一种能够有效降低喷水推进泵向外辐射噪声的装置，具体为一种基于延伸管概念的声学超材料的喷水推进泵降噪结构，具体是通过对声学覆盖材料腔体的结构参数进行合理设计，然后将结构参数应用于喷水推进泵转轮室、导叶体、来流管等位置来降低喷水推进泵的辐射噪声。

2、为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

3、一种喷水推进泵降噪结构，包括套管；

4、所述套管的外壁面上设有一个以上支撑腔，所述支撑腔内开有贯穿套管外壁面的穿孔且穿孔处固定有连通套管中空部与外界的连通管，支撑腔内填充有与支撑腔匹配的降噪单元，降噪单元上开有与连通管匹配的盲孔，降噪单元包括吸声块和完全包裹吸声块的外包层，所述盲孔穿透外包层后穿入吸声块中，吸声块中设有一中空腔，中空腔与盲孔处于同一条直线上且盲孔与中空腔不连通；

5、所述套管外还设有用于固定降噪单元的降噪单元固定装置。

6、本发明的喷水推进泵降噪结构，设计理念在于将喷水推进器向外的辐射声波尽量吸收进消声结构中并耗散掉以实现提升喷水推进器的声隐身效果，具体地，在支撑腔内布置相应的基于延伸管概念的声学超材料，从穿孔突出到支撑腔中连通管，形成亥姆霍兹谐振腔，声波进入空腔内部发生共振，并最终损耗，这种结构增加了谐振腔阻抗，阻碍了噪声的传播，从而降低了向外辐射的噪声。通过控制谐振腔的高度，使得反向声波与正向传播的声波相位相同处振幅相反，从而抵消特征频率处的振幅，达到降噪目的。吸声块中中空腔的存在用于调整最大吸声系数对应的频率。空腔深度越大，微穿孔板吸声体的最大吸声系数就越往低频移动。本发明的喷水推进泵降噪结构可以替换喷水推进泵原有的管道，降噪单元固定装置能够对降噪单元进行固定，确保降噪单元堵住连通管的开口端。

7、作为优选的技术方案：

8、如上所述的一种喷水推进泵降噪结构，所述支撑腔共有多个，其均匀分布在套管的外壁面上。

9、如上所述的一种喷水推进泵降噪结构，所述支撑腔为方形，当然支撑腔的具体形状本领域技术人员可根据实际需求进行设置，此处仅给出一种可行的技术方案而已；

10、所述套管为金属材质，具体为304不锈钢。

11、如上所述的一种喷水推进泵降噪结构，所述降噪单元固定装置为环形柔性密封圈，所述环形柔性密封圈套装在所述套管外且环形柔性密封圈位于降噪单元的外侧。

12、如上所述的一种喷水推进泵降噪结构，所述环形柔性密封圈的材质为经硫化的丁苯橡胶，其特性阻抗较高，具有良好的减振缓冲效果，贴合金属材料的管道或泵的壳体时，在减振降噪的基础上起到阻抗过渡作用。

13、如上所述的一种喷水推进泵降噪结构，所述吸声块的材质为弹性体聚氨酯，其是一种粘弹性材料，它的吸声机制主要声波在材料内部引起分子内摩擦及声波在不同介质界面上的耗散。

14、如上所述的一种喷水推进泵降噪结构，所述连通管布置在所述支撑腔的中心且连通管与支撑腔共轴。

15、如上所述的一种喷水推进泵降噪结构，所述中空腔为长方形结构且中空腔与盲孔共轴。

16、以上技术方案仅为本发明的一种可行的技术方案而已，本发明的保护范围并不仅限于此，本领域技术人员可根据实际需求合理调整具体设计。

17、上述发明具有如下优点或者有益效果：

18、(1)本发明的喷水推进泵降噪结构，结构简单，制备较为简单且成本较低，；

19、(2)本发明的喷水推进泵降噪结构，结构设计合理，其吸声频率范围大且降噪效果好，极具应用前景。

技术特征：

1.一种喷水推进泵降噪结构，其特征在于：包括套管；

2.根据权利要求1所述的一种喷水推进泵降噪结构，其特征在于，所述支撑腔共有多个，其均匀分布在套管的外壁面上。

3.根据权利要求2所述的一种喷水推进泵降噪结构，其特征在于，所述支撑腔为方形；

4.根据权利要求1所述的一种喷水推进泵降噪结构，其特征在于，所述降噪单元固定装置为环形柔性密封圈，所述环形柔性密封圈套装在所述套管外且环形柔性密封圈位于降噪单元的外侧。

5.根据权利要求4所述的一种喷水推进泵降噪结构，其特征在于，所述环形柔性密封圈的材质为经硫化的丁苯橡胶。

6.根据权利要求1所述的一种喷水推进泵降噪结构，其特征在于，所述吸声块的材质为弹性体聚氨酯。

7.根据权利要求1所述的一种喷水推进泵降噪结构，其特征在于，所述连通管布置在所述支撑腔的中心且连通管与支撑腔共轴。

8.根据权利要求7所述的一种喷水推进泵降噪结构，其特征在于，所述中空腔为长方形结构且中空腔与盲孔共轴。

技术总结
本发明公开了一种喷水推进泵降噪结构，喷水推进泵降噪结构包括套管；套管的外壁面上设有一个以上支撑腔，支撑腔内开有贯穿套管外壁面的穿孔且穿孔处固定有连通套管中空部与外界的连通管，支撑腔内填充有与支撑腔匹配的降噪单元，降噪单元上开有与连通管匹配的盲孔，降噪单元包括吸声块和完全包裹吸声块的外包层，所述盲孔穿透外包层后穿入吸声块中，吸声块中设有一中空腔，中空腔与盲孔处于同一条直线上且盲孔与中空腔不连通；套管外还设有用于固定降噪单元的降噪单元固定装置，本发明的喷水推进泵降噪结构，结构简单且设计合理，吸声频率范围大，降噪效果好且成本较低，应用前景好。

技术研发人员：王德忠,龚波,尹俊连,张正川,杨程,李宁
受保护的技术使用者：上海交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14