一种共振式迷宫消音方法与复合装置与流程

本发明涉及噪声的消音装置及方法，特别适用于一种共振式迷宫消音方法与复合装置。

背景技术：

消音器是允许气流通过，却又能阻止或减小声音传播的一种器件，是消除空气动力性噪声的重要措施。消音器能够阻挡声波的传播，允许气流通过，是控制噪声的有效工具。消音器种类很多，但究其消声机理，又可以把它分为六种主要的类型，即阻性消音器、抗性消音器、阻抗复合式消音器、微穿孔板消音器、小孔消音器和有源消音器。

现有的消音器，大多采用阻抗复合型消声原理。由于结构复杂、重量大、高温氧化吸声填料，高速气流冲击吸声填料，水气渗透吸声填料等原因，消音器很容易出现维修频繁、消声效果差，使用周期短等情况。

技术实现要素：

本发明为了克服现有技术中的不足，提供了一种共振式迷宫消音方法与复合装置。

本发明是通过以下技术方案实现：

一种共振式迷宫消音方法，包括阻性迷宫消音方法、扩张抗性消音方法、共振抗性消音方法等三种，所述一种共振式迷宫消音方法的复合装置包括噪声频谱测试系统(101)和共振式迷宫消音装置(102)两部分，共振式迷宫消音装置(102)包括：消音装置壳体(1)，第一扩张腔室(2)，第二扩张腔室(3)，第三扩张腔室(4)，第一圆柱形共振腔体(5)，第二圆柱形共振腔室(6)，第三圆柱形共振腔室(7)，第一消音板(8)，第二消音板(9)，第三消音板(10)，第一支架(11)，第二支架(12)，第三支架(13)，进气口(14)，排气管腔(15)；在消音装置壳体(1)内设有第一消音板(8)，第二消音板(9)，第三消音板(10)；第一圆柱形共振腔体(5)通过第一支架(11)固定在第一扩张腔室(2)内的消音装置壳体(1)的下端；第二圆柱形共振腔体(6)通过第二支架(12)固定在第二扩张腔室(3)内的消音装置壳体(1)的下端；第三圆柱形共振腔体(7)通过第三支架(13)固定在第三扩张腔室(4)内的消音装置壳体(1)的下端；所述噪声频谱测试系统(101)包括噪声源(50)、声级计(51)、高速数据采集卡ni(52)、计算机(53)、噪声的时域图(54)、噪声的频域图(55)；其特征在于：声级计(51)与高速数据采集卡ni(52)采用电性连接，高速数据采集卡ni(52)与计算机(53)采用电性连接；

所述一种共振式迷宫消音方法包括：噪声的测试方法、噪声主振及次主振的识别方法、阻性迷宫消音方法、共振抗性消音方法、扩张抗性消音方法。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：本发明利用三个扩张腔室、三个共振室进行抗性吸音，利用吸音材料进行阻性吸音，当声波进入到第一扩张腔室(2)，第二扩张腔室(3)，第三扩张腔室(4)时，因为声阻抗的突然变化，使得一部分频率的噪声被衰减，一部分声能反射回声源，当噪声进入第一圆柱形共振腔体(5)，第二圆柱形共振腔室(6)，第三圆柱形共振腔室(7)时，噪声气体中的与第一圆柱形共振腔体(5)、第二圆柱形共振腔室(6)、第三圆柱形共振腔室(7)共振频率相同的噪声因共振发热而衰减，从而达到了消声的效果。

附图说明

图1为共振式迷宫消音装置原理图，图2为噪声频谱测试系统，图3为噪声的频域图，图4为共振式迷宫消音装置的结构简图。

1.消音装置壳体、2.第一扩张腔室、3.第二扩张腔室、4.第三扩张腔室5、第一圆柱形共振腔体、6.第二圆柱形共振腔室、7.第三圆柱形共振腔室、8.第一消音板、9.第二消音板、10.第三消音板、11.第一支架、12.第二支架、13.第三支架(13)、14.进气口、15.排气管腔；50.噪声源、51.声级计、52.高速数据采集卡ni、53.计算机、54.噪声的时域图、55.噪声的频域图、101.噪声频谱测试系统和102.管道噪声气体消音装置。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。

一种共振式迷宫消音方法的复合装置包括一种共振式迷宫消音方法包括阻性迷宫消音方法、扩张抗性消音方法、共振抗性消音方法等三种，所述一种共振式迷宫消音方法的复合装置包括噪声频谱测试系统(101)和共振式迷宫消音装置(102)两部分，共振式迷宫消音装置(102)包括：消音装置壳体(1)，第一扩张腔室(2)，第二扩张腔室(3)，第三扩张腔室(4)，第一圆柱形共振腔体(5)，第二圆柱形共振腔室(6)，第三圆柱形共振腔室(7)，第一消音板(8)，第二消音板(9)，第三消音板(10)，第一支架(11)，第二支架(12)，第三支架(13)，进气口(14)，排气管腔(15)；在消音装置壳体(1)内设有第一消音板(8)，第二消音板(9)，第三消音板(10)；第一圆柱形共振腔体(5)通过第一支架(11)固定在第一扩张腔室(2)内的消音装置壳体(1)的下端；第二圆柱形共振腔体(6)通过第二支架(12)固定在第二扩张腔室(3)内的消音装置壳体(1)的下端；第三圆柱形共振腔体(7)通过第三支架(13)固定在第三扩张腔室(4)内的消音装置壳体(1)的下端；所述噪声频谱测试系统(101)包括噪声源(50)、声级计(51)、高速数据采集卡ni(52)、计算机(53)、噪声的时域图(54)、噪声的频域图(55)；其特征在于：声级计(51)与高速数据采集卡ni(52)采用电性连接，高速数据采集卡ni(52)与计算机(53)采用电性连接；

所述一种共振式迷宫消音方法包括：

a、噪声的测试方法

如图2所示，通过声级计(51)对噪声源(50)的振动进行采集，将声级计(51)采集到的信号传输到高速数据采集卡ni(52)、计算机(53)进行处理，进而得到噪声的时域图(54)、再对噪声的时域图(54)进行快速傅里叶变换，得到噪声的频域图(55)，如图3所示。

b、噪声主振及次主振的识别方法

如图3所示，纵轴表示噪声的声强，用声压表示，单位是毫伏，横轴是噪声的振动频率，单位是hz；噪声的三个主振，采用三个共振腔室来消除，噪声的三个次主振，采用三个扩张腔室来消除；

a、在图3中，三个振动幅值最大的振动为噪声的三个主振，如图3标出1、2的三个振动为噪声的三个主振，对应的噪声频率分别是f1、f2、f3，设计三个不同尺寸的第一圆柱形共振腔体(5)、第二圆柱形共振腔室(6)、第三圆柱形共振腔室(7)，使得三个不同尺寸的圆柱形共振腔室的共振频率分别落入f1*(1±10％)、f2*(1±10％)、f3*(1±10％)的振动频带，利用共振腔室频率与噪声的主振频率相同时发生共振的原理，来消音来分别消除频率为f1、f2、f3的噪声；

b、标出4、5、6的三个振动，对应的噪声频率分别是f4、f5、f5，是噪声的次主振，采用三个不同尺寸的第一扩张腔室(2)，第二扩张腔室(3)，第三扩张腔室(4)，来分别消除频率为f4、f5、f5的噪声；

c、利用多孔吸音材料对其余频率的噪声进行降噪。

c、所述一种共振式迷宫消音方法的阻性迷宫消音方法包括：

在消音装置壳体(1)的内壁上及第一消音板(8)、第二消音板(9)、第三消音板(10)的两个侧面铺设有10mm厚的多孔吸声材料，噪声气体经过共振式迷宫消音复合装置内的通道时，引起多孔材料内的空气和纤维振动，由于摩擦阻力和粘滞阻力，使一部分声能转化为热能而散失掉，使通过消声装置的噪声得到衰减；阻性消声装置具有良好的中高频消声性能；阻性迷宫消音方法包括以下步骤：

a、当噪声气体进入共振式迷宫消音复合装置的入口后，会碰到第一消音板(8)的阻挡而改变方向，一部分噪声返回声源，一部分噪声被多孔吸音材料吸收，另一部分噪声向下运动；

b、当所述向下运动的噪声碰到了消音装置壳体(1)的底板时，一部分噪声向上返回，另一部分噪声被多孔吸音材料吸收，还有一部分噪声会改变方向，向右运动；

c、当所述向右运动的噪声碰到了第二消音板(9)时，一部分噪声向左返回，另一部分噪声被多孔吸音材料吸收，还有一部分噪声会改变方向，向上运动；

d、当所述向上运动的噪声碰到了消音装置壳体(1)的顶板时，一部分噪声向下返回，另一部分噪声被多孔吸音材料吸收，还有一部分噪声会改变方向，向右运动；

e、当所述向右运动的噪声碰到了第三消音板(10)，一部分噪声向左返回，另一部分噪声被多孔吸音材料吸收，还有一部分噪声会改变方向，向下运动；

f、当所述向下运动的噪声碰到了消音装置壳体(1)的底板时，一部分噪声向上返回，另一部分噪声被多孔吸音材料吸收，还有一部分噪声会改变方向，向右运动；

g、当所述向右运动的噪声碰到了消音装置壳体(1)的右壁时，一部分噪声向左返回，另一部分噪声被多孔吸音材料吸收，还有一部分噪声会改变方向，向上运动；

h、被衰减的噪声气体最后经排气管腔(15)的出口排出；

d、所述一种共振式迷宫消音方法的共振抗性消音方法包括：

当噪声气体通过与管道连通共振腔时，和共振腔频率相同的噪声与共振腔一起发生共振，使得该共振频率的噪声转化成热能耗散掉，从而使该共振频率的噪声被衰减，达到消声目的；共振腔体消音方法包括以下步骤：

a、根据噪声气体的主振频率f1，确定第一圆柱形共振腔体(5)的尺寸，使得第一圆柱形共振腔体(5)的主振频率落入f1的振动频带内，当频率为f1的噪声气体通过第一圆柱形共振腔体(5)时，频率为f1的噪声气体与第一圆柱形共振腔体(5)发生共振，使得频率为f1噪声转化成热能耗散掉，从而使频率为f1的噪声被衰减。

b、根据噪声气体的主振频率f2，确定第而圆柱形共振腔体(6)的尺寸，使得第二圆柱形共振腔体(6)的主振频率落入f2的振动频带内，当频率为f2的噪声气体通过第二圆柱形共振腔体(6)时，频率为f2的噪声气体与第二圆柱形共振腔体(6)发生共振，使得频率为f2噪声转化成热能耗散掉，频率为f2的噪声发生衰减。

c、根据噪声气体的主振频率f3，确定第三圆柱形共振腔体(7)的尺寸，使得第三圆柱形共振腔体(7)的主振频率落入f3的振动频带内，当频率为f3的噪声气体通过第三圆柱形共振腔体(7)时，频率为f3的噪声气体与第三圆柱形共振腔体(7)发生共振，使得频率为f3噪声转化成热能耗散掉，从而使频率为f3的噪声被衰减；

e、所述一种共振式迷宫消音方法的扩张抗性消音方法包括：

通过管道截面的突变，使噪声的阻抗发生改变，产生声能的反射、干涉，从而降低由消声器向外辐射的声能,以达到降噪的目的，对中低频率的噪声降噪效果好；扩张腔体消音方法包括以下步骤：

a、当噪声气体从进气管(11)进入第一扩张腔室(2)时，由于通过管道截面的突变，使频率为f4的噪声阻抗发生改变，产生声能的反射、干涉，从而降低由消声器向外辐射的声能,使频率为f4的噪声衰减；

b、当噪声气体从第一扩张腔室(2)的出口进入第二扩张腔室(3)时，由于通过管道截面发生由大到小、再由小到大的两次突变，使频率为f5的噪声阻抗发生改变，产生声能的反射、干涉，从而降低由消声器向外辐射的声能,使频率为f5的噪声衰减；

c、当噪声气体从第二扩张腔室(3)的出口进入第三扩张腔室(4)时，由于通过管道截面发生由大到小、再由小到大的两次突变，使频率为f4的噪声阻抗发生改变，产生声能的反射、干涉，从而降低由消声器向外辐射的声能,使频率为f6的噪声衰减；

d、当噪声气体从第三扩张腔室(4)的出口进入排气管腔(15)时，由于通过管道截面发生由大到小的突变，使噪声的阻抗发生改变，产生声能的反射、干涉，从而降低由消声器向外辐射的声能，使噪声衰减；

所述的一种共振式迷宫消音方法，其特征是：所述第一圆柱形共振腔体(5)的上端开有圆形开口，所述第二圆柱形共振腔体(6)的上端开有圆形开口，所述第三圆柱形共振腔体(7)的上端开有圆形开口。

所述的一种共振式迷宫消音方法，其特征是：所述第一圆柱形共振腔体(5)的材料为不锈钢，所述第二圆柱形共振腔体(6)的材料为不锈钢，所述第三圆柱形共振腔体(7)的材料为不锈钢。

所述的一种共振式迷宫消音方法所采用的复合装置包括噪声频谱测试系统(101)和共振式迷宫消音装置(102)，所述共振式迷宫消音装置(102)包括：消音装置壳体(1)，第一扩张腔室(2)，第二扩张腔室(3)，第三扩张腔室(4)，第一圆柱形共振腔体(5)，第二圆柱形共振腔室(6)，第三圆柱形共振腔室(7)，第一消音板(8)，第二消音板(9)，第三消音板(10)，第一支架(11)，第二支架(12)，第三支架(13)，进气口(14)，排气管腔(15)；在消音装置壳体(1)内设有第一消音板(8)，第二消音板(9)，第三消音板(10)；第一圆柱形共振腔体(5)通过第一支架(11)固定在第一扩张腔室(2)内的消音装置壳体(1)的下端；第二圆柱形共振腔体(6)通过第二支架(12)固定在第二扩张腔室(3)内的消音装置壳体(1)的下端；第三圆柱形共振腔体(7)通过第三支架(13)固定在第三扩张腔室(4)内的消音装置壳体(1)的下端；所述噪声频谱测试系统(101)包括噪声源(50)、声级计(51)、高速数据采集卡ni(52)、计算机(53)、噪声的时域图(54)、噪声的频域图(55)；其特征在于：声级计(51)与高速数据采集卡ni(52)采用电性连接，高速数据采集卡ni(52)与计算机(53)采用电性连接；

所述的一种共振式迷宫消音复合装置，其特征是：所述第一圆柱形共振腔体(5)的上端开有圆形开口，所述第二圆柱形共振腔体(6)的上端开有圆形开口，所述第三圆柱形共振腔体(7)的上端开有圆形开口。

所述的一种共振式迷宫消音复合装置，其特征是：所述第一圆柱形共振腔体(5)的材料为不锈钢，所述第二圆柱形共振腔体(6)的材料为不锈钢，所述第三圆柱形共振腔体(7)的材料为不锈钢。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。