[实用新型]一种基于压电磁流变液复合结构的锅炉排气消音器

说明书

本实用新型涉及排气消音设备领域，具体涉及一种基于压电磁流变液复合结构的锅炉排气消音器。包括筒体，沿筒体两端设有进气管和出气管；筒体包括壳体、玻璃棉和穿孔板，穿孔板上开有若干气孔；筒体内由左隔板和右隔板沿垂直筒体轴线方向将筒体分隔为第一腔体、第二腔体和第三腔体；第二腔体内设有与筒体同轴的输入轴，输入轴上安装有阻尼单元；输入轴左端伸入到第一腔体内并在轴肩上均布地安装有吸音叶片，吸音叶片由压电晶片和金属基板粘接而成。优势与特色：利用吸音叶片将气流的动能转变成机械能，降低各种频带的声功率，吸声能力强；通过压电效应吸收低频声波，利用穿孔板与玻璃棉结合吸收中高频声波，吸收频带宽。

技术领域

本实用新型涉及排气消音设备领域，具体涉及一种基于压电磁流变液复合结构的锅炉排气消音器。

背景技术

锅炉排气消声器是通过逐渐降低排气压力和衰减排气压力的脉动来消减排气噪声，一般安装在电力、石油、化工、冶金、纺织等工业的锅炉蒸汽排放系统中，是消除蒸汽排放动力性噪声的重要降噪音设备。锅炉排气消声器的种类很多，是根据抗、喷、阻复合消声原理所研制，主要有小孔喷注和扩容吸声。小孔喷注是指由于锅炉蒸汽排放一般流速快，气流噪声高，需先以通孔扩流，经过多次通孔后的蒸汽在抗性扩张室得到降压降流，气流再经小孔喷出，喷出后其频带的声功率已降低。

扩容吸声是指当声压级的频率被推高到20000Hz以上范围时，其噪声大为削弱，但部分频率的二次噪音还需要进一步消声。故在扩张室外加装阻性吸声棉结构，它是根据降压体所发出的剩余噪声的频谱特性所设计，用以有效地吸收剩余噪声。

现有技术中，锅炉排气消声器的排气消音效果不够理想，原因在于：1.基于小孔喷注的消音方法由于每一个孔都有自己的固有频率，只有在网孔固有频率附近的某些频率的声波才能通过网孔，故吸声系数低，吸收频带窄，且不易控制；2.基于阻抗匹配的吸音方法对低频的效果好而高频效果差。

发明内容

针对现有锅炉排气消音器消音方面所存在的问题，本实用新型提出一种基于压电磁流变液复合结构的锅炉排气消音器，本实用新型采用的实施方案是：包括中空的筒体，沿筒体一端偏离轴线的位置设有进气管，沿筒体另一端轴线的位置设有出气管；筒体包括壳体、玻璃棉和穿孔板，穿孔板上开有若干气孔；筒体内由左隔板和右隔板沿垂直筒体轴线方向将筒体分隔为第一腔体、第二腔体和第三腔体，进气管与第一腔体相通，出气管与第三腔体相通；左隔板和右隔板上均布地开有左流通孔和右流通孔，左流通孔截面积的和大于或等于进气管截面积的和，右流通孔截面积的和大于或等于左流通孔截面积的和；第二腔体内设有与筒体同轴的输入轴，输入轴两端通过滚动轴承安装在左隔板和右隔板上，左隔板和右隔板两端面上设有封住轴承的端盖，输入轴上安装有阻尼单元；输入轴左端伸入到第一腔体内并在轴肩上通过螺钉均布地安装有吸音叶片，吸音叶片由压电晶片和金属基板粘接而成；阻尼单元内设空腔，输入轴在空腔内的左中部均布设有沿径向凸出的左凸条，输入轴在空腔内的中右部均布设有沿径向凸出的右凸条，左凸条和右凸条沿输入轴外圆交错设置，左凸条和右凸条横截面一致，同为半圆形；阻尼单元包括并列设置在左隔板和右隔板之间的左极和右极、左活塞、右活塞、线圈、磁流变液；左极和右极为圆环形，左隔板、左极、右极和右隔板固定为一体，左极和右极之间开有设置线圈的环槽；左极上开有至少一个横截面为L形的左槽，每个左槽内设有与输入轴在空腔内的中左部接触的左活塞，右极上开有与左槽数量相等且横截面为反L形的右槽，每个右槽内设有与输入轴在空腔内的中右部接触的右活塞，左槽与右槽连通形成U型槽，左活塞与右活塞之间的U型槽内设有磁流变液。

本实用新型中，为提高吸音叶片的吸音降噪能力，吸音叶片套设在输入轴的轴面，并与轴肩通过螺钉连接，且与轴向成一定的倾斜角β(类似电风扇叶片倾斜角)，吸音叶片倾斜角为β＝110°，吸音叶片为弯曲的彩虹型结构，压电晶片的曲率半径小于金属基板的曲率半径，压电晶片厚度为0.15～0.3mm的PZT4，金属基板为铍青铜，金属基板与压电晶片的厚度之比为1～2.5，此时吸音叶片的吸音降噪能力较强。