管路消声器的制作方法

本实用新型涉及消声装置技术领域，具体涉及一种管路消声器。

背景技术：

消声器是能够阻止声波的传播，而允许气流通过的一种器件，是控制噪声的有效工具。根据消声原理的不同，消声器大致可以分为阻性消声器、抗性消声器和阻抗复合型消声器。阻性消声器是利用敷设在消声器管道内的吸声材料吸收声能，以达到减小出口处的辐射声能。

抗性消声器主要是利用通道中声抗的突变反射部分声能，从而起到消声的作用。抗性消声器的频率选择性较强、适合消除低中频范围内的窄带噪声。抗性消声器一般分为扩张式、干涉式和共振式三种类型，赫姆霍兹消声器结构简单、消声量高、压力损失小，是一种应用非常广泛的共振式消声器。

流体在管路中流动，不可避免的会发出噪声，扩张式消声器、赫姆霍兹消声器是常用在管道中用于消除噪声的管路消声器。但是，不同消声器具有不同的消声特性，无论是扩张式消声器还是赫姆霍兹消声器，都只能消除特定频段范围内的噪声。管路中流体所发出的噪声在各个频段都不尽相同，采用现有技术中的管路消声器无法有效消除管路中多个频段上的噪声。

技术实现要素：

本实用新型解决的问题是现有的管路消声器无法有效消除管路中多个频段上的噪声。

为解决上述问题，本实用新型提供一种管路消声器，包括：沿轴向方向依次设置的赫姆霍兹消声段、扩张消声段；所述赫姆霍兹消声段包括：第一连接环、第二连接环，所述第一连接环、第二连接环沿所述轴向方向依次设置，且所述第一连接环、第二连接环的中心孔相对；导流管，位于所述第一连接环、第二连接环之间，导流管的两个管口分别与所述第一连接环、第二连接环的中心孔连通，所述导流管的管壁上具有通孔；所述扩张消声段包括：第三连接环、第四连接环，所述第三连接环、第四连接环沿所述轴向方向依次设置，且所述第三连接环、第四连接环的中心孔相对；所述第三连接环、第四连接环固定连接。

可选的，沿所述轴向方向，所述赫姆霍兹消声段、扩张消声段交替排布。

可选的，相邻的所述赫姆霍兹消声段、扩张消声段共用一个连接环。

可选的，沿所述轴向方向，所述管路消声器的第一个消声段为赫姆霍兹消声段；所述管路消声器的进口端设置所述第一连接环，沿所述轴向方向，从位于管路消声器进口端的第一连接环与导流管连接的一端至第一连接环的另一端，所述第一连接环的中心孔的直径递增。

可选的，沿所述轴向方向，所述管路消声器的最后一个消声段为赫姆霍兹消声段；所述管路消声器的出口端设置所述第二连接环，沿所述轴向方向，从位于管路消声器出口端的第二连接环与导流管连接的一端至第二连接环的另一端，所述第二连接环的中心孔的直径递增。

可选的，所述第三连接环、第四连接环的表面为平面，且垂直于所述管路消声器的中心轴。

可选的，所有的连接环为同轴设置的圆环，且所有的连接环具有相同的外径。

可选的，一个所述赫姆霍兹消声段内，所述通孔至少为两个，沿所述导流管周向均匀分布。

可选的，所述第三连接环、第四连接环通过筋连接，所述筋位于所述第三连接环、第四连接环的外径边缘。

可选的，当管路消声器具有多个所述赫姆霍兹消声段时，各所述赫姆霍兹消声段具有不同的长度；和/或，各所述赫姆霍兹消声段的导流管具有不同的内径。

可选的，当管路消声器具有多个所述扩张消声段时，各扩张消声段具有不同的长度。

可选的，所述管路消声器还包括第一套管，所述第一套管套设在所述导流管外，所述第一套管的两端固定连接所述第一连接环、第二连接环；和/或，所述管路消声器还包括第二套管，所述第二套管的两端固定连接所述第三连接环、第四连接环。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下优点：

本技术方案的管路消声器，包括沿轴向方向依次设置的赫姆霍兹消声段、扩张消声段；赫姆霍兹消声段包括相对设置的第一连接环、第二连接环，导流管设置在第一连接环、第二连接环之间；扩张消声段包括相对设置的第三连接环、第四连接环，第三连接环、第四连接环固定连接。当管路消声器插入管路中时，管路的管壁与第一连接环、第二连接环相贴，赫姆霍兹消声段和管壁组合形成赫姆霍兹消声器；管路的管壁与第三连接环、第四连接环相贴，扩张消声段、导流管和管壁组合形成扩张式消声器；因此，根据赫姆霍兹消声器、扩张式消声器的特性，能够消除不同频段上的不同噪声。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例管路消声器的结构立体图；

图2是本实用新型第一实施例管路消声器的剖面图；

图3是本实用新型第一实施例管路消声器设置在管路中时的剖面图；

图4是本实用新型第二实施例管路消声器的结构立体图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

第一实施例

参照图1至图3，本实施例提供一种管路消声器10，包括赫姆霍兹消声段10a和扩张消声段10b，赫姆霍兹消声段10a、扩张消声段10b沿管路消声器10的轴向方向x依次设置。这里的轴向方向x，即为流体在管路消声器10中的流动方向。

赫姆霍兹消声段10a包括第一连接环11和第二连接环12，两个连接环沿管路消声器10的轴向方向x依次设置，且两个连接环的中心孔相对；赫姆霍兹消声段10a还包括导流管13，导流管13位于第一连接环11、第二连接环12之间，且导流管13的两个管口分别与第一连接环11、第二连接环12的中心孔连通，导流管13的管壁上还具有通孔13a。

扩张消声段10b包括第三连接环14、第四连接环15，两个连接环沿管路消声器10的轴向方向x依次设置，且两个连接环的中心孔相对；第三连接环14、第四连接环15固定连接。

参照图1，管路消声器10具有三个赫姆霍兹消声段10a，两个扩张消声段10b。为了能够更好地起到消声的效果，优选的，赫姆霍兹消声段10a、扩张消声段10b交替排布。在其他实施例中，沿轴向方向x，赫姆霍兹消声段可以连续的设置多个，扩张消声段也可以连续的设置多个。

本实施例中，相邻的赫姆霍兹消声段10a、扩张消声段10b共用一个连接环，因此，第二连接环12、第三连接环14为同一个连接环，第四连接环15既是第一个扩张消声段10b流体出口处的连接环，也是第二个赫姆霍兹消声段10a的第一连接环11；同理，第二个赫姆霍兹消声段10a的第二连接环12同时也是第二个扩张消声段10b的第三连接环14；第二个扩张消声段10b的第四连接环15同时也是第三个赫姆霍兹消声段10a的第一连接环11。

参照图3，当管路消声器10安装至管路20内时，第一连接环11、第二连接环12的外周与管路20的内壁相贴，第一连接环11、第二连接环12、导流管13的外壁和管路20的内壁围成第一空腔aa，第一空腔aa仅通过通孔13a与导流管13连通；因此，第一空腔aa、导流管13和通孔13a组合形成赫姆霍兹消声器，当流体沿轴向方向x流经导流管13时，在共振频率上，通孔13a处的流体和导流管13内的流体之间产生剧烈的共振作用损耗了声能，起到吸收声音的作用。

本实施例中，第一连接环11、第二连接环12、导流管13的外壁和管路20的内壁围成第一空腔aa；在其他实施例中，可以在导流管外套设第一套管，并使第一套管的两端固定连接第一连接环、第二连接环，使第一连接环、第二连接环、导流管的外壁和第一套管围成第一空腔。

第三连接环14(即第二连接环12)、第四连接环15(即第一连接环11)的外周与管路20的内壁相贴，第三连接环14、第四连接环15和管路20的内壁围成第二空腔bb，第二空腔bb通过第三连接环14的中心孔与导流管13连通；因此，导流管13、第二空腔bb组合形成扩张式消声器，当流体沿轴向方向x流经导流管13进入第二空腔bb及流体沿轴向方向x流出第二空腔bb时，管道的截面发生突变，一部分沿管道传播的声波被反射回声源，使得向前传播的声波与反射波之间产生相位差，相互干涉，从而损耗声能，起到吸收声音的作用。

本实施例中，第三连接环14、第四连接环15和管路20的内壁围成第二空腔bb；在其他实施例中，可以在第三连接环、第四连接环之间设置第二套管，第二套管的两端固定连接第三连接环、第四连接环，使第三连接环、第四连接环和第二套管围成第一空腔。

本实用新型的管路消声器兼具赫姆霍兹消声器、扩张式消声器的特性，能够消除不同频段上的不同噪声；而且可以根据需要设置多个赫姆霍兹消声段、扩张消声段，从而覆盖更宽的噪声频段，起到更好的消声效果。

本实施例中，沿轴向方向x，管路消声器10的第一个消声段为赫姆霍兹消声段，管路消声器10具有进口端，即流体进入管路消声器10的端部；进口端处设置第一连接环11，第一连接环11呈喇叭状，沿轴向方向x，从第一连接环11与导流管13连接的一端至第一连接环11的另一端，第一连接环11的中心孔的直径递增。其作用在于：引导流体，减小流体进入导流管13时的阻力，使管路20中的流体能够更顺畅的进入导流管13。优选的，第一连接环11的内表面与管路消声器10的中心轴呈45度夹角。

在其他实施例中，若管路消声器的第一个消声段为扩张消声段，则可在扩张消声段之前设置一段导管，使导管的管口与第三连接环的中心孔连通。导管呈喇叭状，沿轴向方向x，从导管与第三连接环连接的一端至导管的另一端，导管的内径递增。

本实施例中，沿轴向方向x，管路消声器10的最后一个消声段也为赫姆霍兹消声段。管路消声器10具有出口端，即流体流出管路消声器10的端部；出口端处设置第二连接环12，第二连接环12呈喇叭状，沿轴向方向x，从第二连接环12与导流管13连接的一端至第二连接环12的另一端，第二连接环12的中心孔的直径递增。其作用在于：引导流体进入管路20，避免由于流体的扰动，增加流体在管路20中流动时的阻力。优选的，第二连接环12的内表面与管路消声器10的中心轴呈45度夹角。

在其他实施例中，若管路消声器的最后一个消声段为扩张消声段，则可在扩张消声段之后设置一段导管，使导管的管口与第四连接环的中心孔连通。导管呈喇叭状，沿轴向方向x，从导管与第四连接环连接的一端至导管的另一端，导管的内径递增。

需要说明的是，本实施例中设置成喇叭状的第一连接环11、第二连接环12均设置在管路消声器10的两端；设置在管路消声器10的中间部位的第一连接环11(即第三连接环14)、第二连接环12(即第四连接环15)由于需要形成截面的突变，以损耗声能，起到吸收声音的作用；因此，管路消声器10的中间部位的第一连接环11(即第三连接环14)、第二连接环12(即第四连接环15)不能设置成与管路消声器10两端的第一连接环11、第二连接环12相同的形状。优选的，第三连接环14、第四连接环15的表面为平面，且垂直于管路消声器10的中心轴。

一般情况下，导通流体的管路20为圆管，且在各个位置具有相同的内径，为了使第一连接环11、第二连接环12、第三连接环14、第四连接环15均能与管路20的内壁相贴合；因此，本实施例中的管路消声器10的所有连接环为同轴设置的圆环，且所有连接环具有相同的外径。

参照图1、图3，通孔13a的作用在于连通第一空腔aa和导流管13，为了使流体能够在第一空腔aa和导流管13之间更顺畅的流通，在导流管13的管壁上至少设置两个通孔13a，通孔13a沿导流管13的周向均匀分布。具体在本实施例中，在导流管13的管壁上设置四个通孔13a，四个通孔13a沿导流管13的周向均匀分布。

继续参照图1，第三连接环14、第四连接环15通过筋16连接，筋16位于第三连接环14、第四连接环15的外径边缘。筋16的作用在于固定连接第三连接环14和第四连接环15。具体在本实施例中，在第三连接环14、第四连接环15之间设置有四条筋16，且沿管路消声器10的周向均匀分布；筋16还具有一定的挠度，即筋16能够发生一定的折弯变形，因此，能够减小管路消声器10发生断裂的可能。

参照图2，当管路消声器10具有多个赫姆霍兹消声段10a时，沿轴向方向x，各赫姆霍兹消声段10a具有不同的长度，各导流管13具有不同的直径；这是因为：赫姆霍兹消声器只能消除一定频率范围内的噪声，但通过调节导流管13的长度和内径，可以调节具体所要消除的噪声频段值。

当管路消声器10具有多个扩张消声段10b时，沿所述轴向方向x，各扩张消声段10b具有不同的长度；这是因为：扩张式消声器也只能消除一定频率范围内的噪声，但通过调节扩张消声段10b的长度，可以调节具体所要消除的频段值。

本实施例中，第一连接环11、第二连接环12、第三连接环14、第四连接环15均具有相同的外径D₀。沿轴向方向x，分别设置第一个赫姆霍兹消声段10a、第一个扩张消声段10b、第二个赫姆霍兹消声段10a、第二个扩张消声段10b、第三个赫姆霍兹消声段10a。以下第一个赫姆霍兹消声段10a、第一个扩张消声段10b为例，具体说明不同尺寸对管路消声器10所能消声的频段以及幅值进行说明。

继续参照图2，第一个赫姆霍兹消声段10a的长度为L₁，第一个扩张消声段10b的长度为L₂；第一个导流管13的内径为D₁，第一个导流管13上的通孔的内径为d₁，高度为h₁。

赫姆霍兹消声段10a，其消除噪声具有频域窄带特性，即可对相对窄频带的噪声进行消音。若增大L₁、D₁，则能够通过增大导流管13的管内容积，从而使赫姆霍兹消声段10a所能消除的噪声所对应的频率降低，即能够消除相对低频段的噪声；若减小L₁、D₁，则能够通过减小导流管13的管内容积，从而使赫姆霍兹消声段10a所能消除的噪声所对应的频率升高，即能够消除相对高频段的噪声。

通孔13a的内径d₁和高度h₁也对赫姆霍兹消声段10a所要消除的噪声频段值产生影响。若增大内径d₁，则能够通过增大通孔13a的截面积，从而使赫姆霍兹消声段10a所能消除的噪声所对应的频率升高，即能够消除相对高频段的噪声；若增大高度h₁，则能够使赫姆霍兹消声段10a所能消除的噪声所对应的频率降低，即能够消除相对低频段的噪声。

扩张消声段10b，其消除噪声具有频域宽频特性，即可对相对宽频带的噪声进行消音。若增大扩张消声器的扩张比(D₀/D₁)，则能够增加噪声传递损失的幅值，即具有更好的消声效果。

若增大L₂，则能够使扩张消声段10b所能消除的噪声所对应的频率降低，即能够消除相对低频段的噪声。

因此，通过调节管路消声器10中各个赫姆霍兹消声段10a、扩张消声段10b的尺寸参数，结合赫姆霍兹消声器、扩张式消声器的特性，能够消除不同频段上的不同噪声。

第二实施例

相较于第一实施例，本实施例的不同之处在于：相邻的赫姆霍兹消声段10a、扩张消声段10b不共用连接环。

参照图4，管路消声器10具有两个赫姆霍兹消声段10a，一个扩张消声段10b。赫姆霍兹消声段10a包括沿轴向方向x依次设置的第一连接环11和第二连接环12，第一连接环11、第二连接环12之间设置导流管13；扩张消声段10b包括沿轴向方向x依次设置的第三连接环14、第四连接环15，第三连接环14、第四连接环15固定连接。第一个赫姆霍兹消声段10a的第二连接环12与第三连接环14固定连接，第四连接环15与第二个赫姆霍兹消声段10a的第一连接环11固定连接。

本实施例中的管路消声器10的消声原理与第一实施例中的管路消声器的消声原理类似，不再赘述。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。