[发明专利]一种双层串联微穿孔管消声器

说明书

技术领域

本发明涉及消声器领域，具体提供了一种应用于隔膜抽气泵进排气消声的双层串联微穿孔管消声器。

背景技术

隔膜抽气泵工作时进排气噪声主要由气体流动噪声和膜片振动敲击噪声组成，噪声频谱以中高频噪声为主。对于中高频率噪声的消除，阻性消声器可以有较好的效果，但其内部需填充吸声材料，不适用于相对封闭环境工作,因为在排气流的长期冲刷下吸声材料细丝状物不可避免的会漂浮在工作室中，从而对操作人员的健康产生不利影响；长期的冲刷使得消声器内的吸声材料减少，消声效果降低，因此其使用寿命不长。抗性消声器可通过复杂结构产生阻抗失配达到消声的效果，但复杂的空腔或者共鸣腔设计，使消声器体积较大，压力损失较大，影响了泵的抽气效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种可在相对封闭工作环境中长期使用的，具耐高温、耐腐蚀、耐气流冲击、使用寿命长、消声效果好、排气压力损失小、结构简单、加工简便、利用较小体积达到较大消声效果、成本较低的消声器，尤其适用于中高频段的消声。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种双层串联微穿孔管消声器，包括进气端（6）、排气端（7）以及在所述进气端（6）、排气端（7）之间的消声器主体，其特征在于：所述进气端、排气端通过消声器主体直接导通，消声器主体由外至内由外壳（4）、微穿孔外管（3）、微穿孔内管（2）三部分同轴套接组成多层筒形主体，三部分共用的中心轴线与进气端和排气端的中心轴线位于同一直线上；微穿孔外管（3）、微穿孔内管（2）各管层上的微孔为垂直于中心轴线且遍布于各自管壁的直通微孔；微穿孔管内管（2）与微穿孔管外管（3）间以及微穿孔管外管（3）与外壳（4）之间为空腔且各空腔均无任何填充材料；进气端（6）与消声器主体的一端通过前端盖（1）封闭连接，排气端（7）与消声器主体的另一端通过后端盖（5）封闭连接；前端盖（1）和后端盖（5）的中心设置中心通孔，且中心通孔直径与微穿孔内管（2）、进气端（6）、排气端（7）的直径相同；微穿孔内管（2）直接连通进气端（6）、排气端（7）或者微穿孔内管（2）的一端直接从后端盖（5）的中心通孔伸出形成排气端（7）。

按上述技术方案，微穿孔管外管位于微穿孔管内管和外壳之间，将微穿孔管内管与外壳间的空腔分隔成体积不等的两部分空腔。

按上述技术方案，多层筒形主体中，外壳（4）和微穿孔管外管（3）的横截面为正方形，而微穿孔管内管（2）的横截面为圆形。

按上述技术方案，微穿孔管内管（2）和微穿孔管外管（3）的微孔孔径相同或不同，但两层管上微孔分布的孔隙率不相同。

按上述技术方案，微穿孔管内管（2）和微穿孔管外管（3）的各自微孔孔径为0.1-0.5mm，孔隙率小于5%。

按上述技术方案，微穿孔外管（3）、微穿孔内管（2）各管层的管壁厚度相同或不同。

本发明消声器主体采用双层微穿孔管，两层微穿孔管之间有空隙，无填充材料，内层微穿孔管和外层微穿孔管板厚、孔径、孔隙率及空腔深度合理匹配，实现对不同频段噪声的消除。消声器工作时气流直接通过管路流动，背压损失小。这种排气消声器结构简单、加工简便、成本低廉，纯金属结构能耐高温、耐腐蚀、耐气流冲击、使用寿命长。在中高频率范围内有很好消声效果，消声量可达到10-20dB。双层串联微穿孔管消声器工作时，气流从前端盖（1）上的进气端（6）轴向流入，流过双层串联微穿孔管（2、3）的径向微孔消声后从后端盖5上的排气端7沿轴向排出。气流在经过消声器流道时，各层微孔管管壁上的微孔直径和孔隙率小，表面相对光滑，对气流流动阻力较小，主要气体沿管轴线方向流动，因此压力损失小。声波通过微孔时，由于空气和微孔的摩擦作用使声能转化为热能，从而实现消声的目的。微穿孔管结构中，孔径大小会影响消声的频率；在相同的孔径下孔隙率增大消声频率会往高频移动；改变空腔深度，也即变化两层微穿孔管之间的距离可以提高消声频段宽度，并提高消声量。合理的设计孔隙率、孔径和板后腔体深度可以获得较宽的消声频率和较大的消声量。

作为本发明的变形设计，也可以设计类似结构的三层和四层的多层串联微穿孔管消声器，但超过四层则基本无消声效果。

本发明的有益效果是：在不设置缓冲腔室的情况下，仅使用双层串联微穿孔管就能够达到很好的消声效果，与现有技术相比消声器的体积减小；进气端和排气端直接相通，气流基本无任何转弯与缓冲，最大程度的减小了气流经过消声器时的流动阻力；纯金属结构，可以耐高温、耐腐蚀、耐气流冲击、使用寿命长；没有采用吸音棉等易燃、易吸入物，保证了消声器在相对封闭环境中工作时人的安全。