基于气泡尺寸调制的水下排气消音器的制作方法

1.本发明属于水下排气消音技术领域，具体涉及一种基于气泡尺寸调制的水下排气消音器，特别适用于水下热动力装置燃烧废气的安静排放。


背景技术：

2.水下热动力装置的排气流量大，一般采用厘米级直径的管道直接排放，会形成强烈的水下辐射噪声，这种噪声在频率谱上是连续分布的，低、中、高频均有，难以用传统的消声手段阻隔。噪声中低频段部分占主导地位，是需要重点消除的频段。尽管对水下排气低频噪声的形成机理还未完全认识清楚，但是各类实验均表明，低频噪声与大气泡，尤其是直径超过20mm的大气泡的形成过程高度相关。
3.为降低水下排气噪声，一种方法是将厘米级排放管口调整为多个毫米级开孔，将气泡射流转变为鼓泡流，但这种方法也不能阻止大气泡的形成，对降低水下排气噪声的作用不大。
4.另一种方法是在毫米级开孔表面增加一层不锈钢丝网，虽然能够进一步减少大气泡的数量，但是并不能阻止大气泡的形成，也不能彻底避免低频噪声。不锈钢丝网不耐海水腐蚀，一旦锈蚀就会出现堵塞或穿孔，导致气泡直径控制质量下降。此外，不锈钢丝网的透过压力低，导致靠气泡优先在近来流的开孔部位形成，排气管各孔形成气泡的速率和尺寸的均匀性较差，且对排气管的布置方向非常敏感。
5.因此，如何实现气泡尺寸控制，避免大气泡的形成，抑制低频噪声是水下排气消音器的设计难点。


技术实现要素：

6.本发明的目的就是为了克服前述现有技术的不足之处，而提供一种基于气泡尺寸调制的水下排气消音器，该水下排气消音器形成的气泡尺寸小，能够完全避免大气泡形成，大幅抑制低频段噪声。
7.本发明的发明目的是通过下述技术方案实现的。
8.基于气泡尺寸调制的水下排气消音器，包括进气稳压腔、进气消音器、排气管组支撑板、排气管螺纹接头、排气管骨架、排气管微孔外套、排气管稳定支撑架、消音器外壳，所述进气稳压腔位于消音器外壳的底部，所述进气消音器安装在进气稳压腔内，进气消音器的进口管段焊接在进气稳压腔的侧壁上，所述排气管组支撑板位于进气稳压腔的顶部，其上均匀分布有多个通孔，排气管螺纹接头焊接在排气管支撑板的通孔内，所述排气管骨架为圆筒型，排气管骨架通过底部的螺纹连接在排气管螺纹接头上，排气管微孔外套套装在排气管骨架上，排气管骨架顶部设有螺纹孔，所述排气管稳定支撑架通过紧固螺栓将多个排气管骨架连接紧固为一个整体，提高整体的稳定性和抗冲击能力。
9.在上述技术方案中，所述排气管微孔外套由耐海水腐蚀的橡胶管制作而成，橡胶材质内含有防止海生物附着的添加物质氧化亚铜，柔性的橡胶管还能防止泥沙堵塞微孔。
10.在上述技术方案中，所述排气管微孔外套用钢针穿刺形成0.1mm直径的开孔群。进气稳压腔内的气体通过排气管骨架底部的通孔进入排气管骨架的圆柱筒体与排气管微孔外套组成的气体分布通道，再经过排气管微孔外套的开孔群逸出，形成直径1mm~5mm的毫米级小气泡。
11.在上述技术方案中，所述消音器外壳为顶部开口的长方体空腔结构，用于保护内部的排气管组，消音器外壳上设有吊耳。
12.在上述技术方案中，通过顶部和底部两个卡箍将排气管微孔外套与排气管骨架紧固密封。
13.与现有技术相比，本发明基于气泡尺寸调制的水下排气消音器能够有效控制气泡尺寸，避免10mm以上的大气泡，能够大幅降低低频噪声的强度，排气管微孔外套采用橡胶管，能耐受海水的腐蚀，还能够避免海生物附着，避免堵塞气孔。
附图说明
14.图1为本发明基于气泡尺寸调制的水下排气消音器的结构示意图。
15.图2为图1中的a处局部放大图。
16.图3为图1中的b处局部放大图。
17.其中：1.进气稳压腔、2.进气消音器、3.排气管组支撑板、4.排气管螺纹接头、5.排气管骨架、6.排气管微孔外套、7.卡箍、8.排气管稳定支撑架、9.紧固螺栓、10.消音器外壳、11.吊耳。
具体实施方式
18.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
19.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
20.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/ 或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
21.如图1至图3所示，本实施例提供一种基于气泡尺寸调制的水下排气消音器，由进气稳压腔1、进气消音器2、排气管组支撑板3、排气管螺纹接头4、排气管骨架5、排气管微孔外套6、卡箍7、排气管稳定支撑架8、紧固螺栓9、消音器外壳10、吊耳11组成。进气稳压腔1位于消音器外壳结构9的底部，进气消音器2安装在进气稳压腔1内，进气消音器2的进口管段焊接在进气稳压腔的一个侧壁上，进口管段伸出进气稳压腔外的部分预留有螺纹接头，用于连接排气管。排气管组支撑板3位于进气稳压腔1的顶部，其上均匀分布有20个直径15mm的通孔，所述排气管螺纹接头4焊接在排气管支撑板3的通孔内。所述排气管骨架5为圆筒
型，排气管骨架5通过底部的螺纹连接在排气管螺纹接头4上。所述排气管微孔外套6套装在排气管骨架5的圆柱面上，通过顶部和底部两个卡箍7将排气管微孔外套6与排气管骨架5紧固密封。排气管骨架5顶部有螺纹孔，排气管稳定支撑架8通过紧固螺栓9将20个排气管骨架5连接紧固为一个整体，提高整体的稳定性和抗冲击能力。消音器外壳10为顶部开口的长方体空腔结构，用于保护内部的排气管组，吊耳11焊接在消音器外壳10上。
22.排气管微孔外套6由耐海水腐蚀的橡胶管制作而成，橡胶材质内含有防止海生物附着的添加物质氧化亚铜，柔性的橡胶管还能防止泥沙堵塞微孔。排气管微孔外套6的厚度为1mm，直径为75mm，长度为500mm。排气管微孔外套6用钢针穿刺形成0.1mm直径的开孔群，开孔群按照菱形结构分布，菱形的边长为1mm。进气稳压腔1内的气体通过排气管骨架5底部的两个或三个通孔（通孔数可依情况设置）进入排气管骨架5的圆柱筒体与排气管微孔外套6组成的气体分布通道，再经过排气管微孔外套6的开孔群逸出，形成直径1mm~5mm的毫米级小气泡。
23.本说明书中未作详细描述的内容，属于本专业技术人员公知的现有技术。
24.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进，均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.基于气泡尺寸调制的水下排气消音器，其特征在于：包括进气稳压腔、进气消音器、排气管组支撑板、排气管螺纹接头、排气管骨架、排气管微孔外套、消音器外壳，所述进气稳压腔位于消音器外壳的底部，所述进气消音器安装在进气稳压腔内，进气消音器的进口管段焊接在进气稳压腔的侧壁上，所述排气管组支撑板位于进气稳压腔的顶部，其上均匀分布有多个通孔，排气管螺纹接头焊接在排气管支撑板的通孔内，所述排气管骨架为圆筒型，排气管骨架通过底部的螺纹连接在排气管螺纹接头上，排气管微孔外套套装在排气管骨架上。2.根据权利要求1所述的基于气泡尺寸调制的水下排气消音器，其特征在于：包括排气管稳定支撑架，排气管骨架顶部设有螺纹孔，所述排气管稳定支撑架通过紧固螺栓将多个排气管骨架连接紧固为一个整体。3.根据权利要求1所述的基于气泡尺寸调制的水下排气消音器，其特征在于：所述排气管微孔外套由耐海水腐蚀的橡胶管制作而成，橡胶材质内含有防止海生物附着的添加物质氧化亚铜。4.根据权利要求1所述的基于气泡尺寸调制的水下排气消音器，其特征在于：所述排气管微孔外套的厚度为1mm，直径为75mm，长度为500mm。5.根据权利要求1所述的基于气泡尺寸调制的水下排气消音器，其特征在于：所述排气管微孔外套用钢针穿刺形成0.1mm直径的开孔群，进气稳压腔内的气体通过排气管骨架底部的通孔进入排气管骨架的圆柱筒体与排气管微孔外套组成的气体分布通道，再经过排气管微孔外套的开孔群逸出，形成直径1mm~5mm的毫米级小气泡。6.根据权利要求1所述的基于气泡尺寸调制的水下排气消音器，其特征在于：所述进口管段伸出进气稳压腔外的部分预留有螺纹接头，用于连接排气管。7.根据权利要求1所述的基于气泡尺寸调制的水下排气消音器，其特征在于：所述消音器外壳为顶部开口的长方体空腔结构，用于保护内部的排气管组，消音器外壳上设有吊耳。8.根据权利要求1所述的基于气泡尺寸调制的水下排气消音器，其特征在于：通过顶部和底部两个卡箍将排气管微孔外套与排气管骨架紧固密封。

技术总结
本发明属于水下排气消音技术领域，提供一种基于气泡尺寸调制的水下排气消音器，包括进气稳压腔、进气消音器、排气管组支撑板、排气管螺纹接头、排气管骨架、排气管微孔外套，所述进气稳压腔位于消音器外壳的底部，所述进气消音器安装在进气稳压腔内，进气消音器的进口管段焊接在进气稳压腔的侧壁上，所述排气管组支撑板位于进气稳压腔的顶部，其上均匀分布有多个通孔，排气管螺纹接头焊接在排气管支撑板的通孔内，所述排气管骨架为圆筒型，排气管骨架通过底部的螺纹连接在排气管螺纹接头上，排气管微孔外套套装在排气管骨架上。本发明水下排气消音器形成的气泡尺寸小，能够完全避免大气泡形成，大幅抑制低频段噪声。大幅抑制低频段噪声。大幅抑制低频段噪声。


技术研发人员：邓鹏 张德满 赵俊涛 李保群 王博 胡洋 吴栋 张政
受保护的技术使用者：中国船舶重工集团公司第七一九研究所
技术研发日：2022.08.31
技术公布日：2022/12/5