一种低阻整流式消声装置

本发明属于管路消声领域，更具体地，涉及一种低阻整流式消声装置。

背景技术：

1、消声装置是指对于同时具有噪声传播的流体管道，使管道内噪声得到衰减或反射回去。为了降低管路系统的噪声，在集中冷却系统的舷间流道布置低阻整流式消声装置对管路系统进行消声控制，同时兼顾集中冷却系统自流运行的低阻力设计要求。现有的抗性消声装置主要应用于低频消声，阻性消声装置的高频吸声效果好但流阻较大，微穿孔消声装置在通过频率上仍有一定的限制。而阻抗复合式消声装置，可提高整体频带的消声量，但仍然会存在通过频率以及流阻较大的问题。

2、鉴于此，亟需一种消声结构，既满足整体频带的消声要求，又满足运行的低阻力要求。

技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种低阻整流式消声装置，其目的在于，对管路系统进行消声控制，在提高消声量的同时，兼顾集中冷却系统自流运行的低阻力需求。

2、为实现上述目的，按照本发明的一方面，提出了一种低阻整流式消声装置，包括外管、进口插管、外穿孔管、出口插管、内穿孔管和整流管，其中：

3、所述进口插管、外穿孔管、出口插管依次连接，并均位于所述外管内；对于所述进口插管、外穿孔管和出口插管形成的整体，其外侧与外管之间填充有吸声材料；所述进口插管为锥形渐扩管，所述出口插管为锥形渐缩管；

4、所述整流管为进口封闭的锥形渐扩管，其位于装置轴中心，并靠近装置进口侧；所述内穿孔管与所述整流管连接，内穿孔管与整流管内形成整流腔；所述内穿孔管和外穿孔管上均开设有多个孔，所述内穿孔管与所述外穿孔管同轴设置。

5、作为进一步优选的，所述进口插管的有效长度为0.5l，所述出口插管的有效长度为0.25l，l为外管的有效长度，所述有效长度指在装置轴线方向的长度。

6、作为进一步优选的，所述进口插管和出口插管均为刚性管壁；进口插管与外管对应区域形成1/4共振腔，出口插管与外管对应区域形成1/4共振腔。

7、作为进一步优选的，所述进口插管的扩散角为10°～14°，所述出口插管的收缩角为10°～40°。

8、作为进一步优选的，所述进口插管出口处面积与进口处面积的比值为2:1～6:1，所述出口插管进口处面积与出口处面积的比值为2:1～6:1。

9、作为进一步优选的，所述内穿孔管和外穿孔管的穿孔率均为10％～20％，每个孔的孔径为2～5mm。

10、作为进一步优选的，该低阻整流式消声装置的长径比为1.2～3。

11、作为进一步优选的，所述吸声材料为聚氨酯吸音棉。

12、作为进一步优选的，所述外穿孔管与内穿孔管之间设置有支撑板进行支撑。

13、作为进一步优选的，所述进口插管、外穿孔管、出口插管、内穿孔管、整流管以及支撑板均由不锈钢板制成。

14、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

15、1、本发明通过在内部设置整流腔、外部设置吸声材料可有效提高消声量。同时，整体装置形成膨胀腔，通过锥形渐扩的进口插管与整流管配合作为分流结构，可共同减少液体从外部细管流入膨胀腔时，面积突变产生的高阻力，极大的减小了阻力的损耗。从而在有效提高消声量的同时还能保证低阻力性能，且装置结构简单便于制作，适合在管路消声降噪等领域广泛推广。

16、2、液体进入消声装置后被分流成两部分，一部分流体携带的声音通过外穿孔管进入吸声材料区域，通过能量转换将声能转换成热能，消耗掉一部分声音；同时声音在1/4共振腔内产生共振进行消声。另一部分流体携带的声音通过内穿孔管进入到整流腔内，声音经过穿孔壁被消耗一部分声能，从而实现了整体频带消声量的提高。

17、3、插管长度越长，传递损失曲线中峰值频率越低，消声器阻力损失越小，设计进口插管有效长度为0.5l，出口插管有效长度为0.25l；具体进口插管长度为1/2膨胀腔长度，可消除半波长的奇数倍通过频率，出口插管长度为1/4膨胀腔长度，可消除半波长的偶数倍通过频率，减少膨胀腔的频率限制。

18、4、锥形插管角度越大，传递损失曲线中峰值频率向低频移动，但整体消声量降低；当锥形角度小于一定的角度时，可以有效地降低由于截面突变产生的阻力损失，据此设计进出口插管的扩散角、收缩角。

19、5、锥形管扩张比越大，消声性能越好，但阻力损失越大，平衡阻力与消声量，据此设计低阻整流式消声器的扩张比，可在满足空间尺寸要求的前提下尽量提高消声量。

20、6、减小穿孔孔径或者增加穿孔管的穿孔率均能提高消声器在中高频的消声性能；穿孔孔径越小或者穿孔率越小，消声器的压力损失越小。为平衡消声性能和阻力性能，设计内穿孔管和外穿孔管的穿孔率为10％～20％，每个孔的孔径为2～5mm。

1.一种低阻整流式消声装置，其特征在于，包括外管(8)、进口插管(1)、外穿孔管(2)、出口插管(6)、内穿孔管(7)和整流管(3)，其中：

2.如权利要求1所述的低阻整流式消声装置，其特征在于，所述进口插管(1)的有效长度为0.5l，所述出口插管(6)的有效长度为0.25l，l为外管(8)的有效长度，所述有效长度指在装置轴线方向的长度。

3.如权利要求1所述的低阻整流式消声装置，其特征在于，所述进口插管(1)和出口插管(6)均为刚性管壁；进口插管(1)与外管(8)对应区域形成1/4共振腔，出口插管(6)与外管(8)对应区域形成1/4共振腔。

4.如权利要求1所述的低阻整流式消声装置，其特征在于，所述进口插管(1)的扩散角为10°～14°，所述出口插管(6)的收缩角为10°～40°。

5.如权利要求1所述的低阻整流式消声装置，其特征在于，所述进口插管(1)出口处面积与进口处面积的比值为2:1～6:1，所述出口插管(6)进口处面积与出口处面积的比值为2:1～6:1。

6.如权利要求1所述的低阻整流式消声装置，其特征在于，所述内穿孔管(7)和外穿孔管(2)的穿孔率均为10％～20％，每个孔的孔径为2～5mm。

7.如权利要求1所述的低阻整流式消声装置，其特征在于，该低阻整流式消声装置的长径比为1.2～3。

8.如权利要求1所述的低阻整流式消声装置，其特征在于，所述吸声材料为聚氨酯吸音棉。

9.如权利要求1-8任一项所述的低阻整流式消声装置，其特征在于，所述外穿孔管(2)与内穿孔管(7)之间设置有支撑板(5)进行支撑。

10.如权利要求9所述的低阻整流式消声装置，其特征在于，所述进口插管(1)、外穿孔管(2)、出口插管(6)、内穿孔管(7)、整流管(3)以及支撑板(5)均由不锈钢板制成。