本发明专利技术提供了一种基于盘绕式背腔亥姆霍兹共振腔的通风管道消声器，属于噪声控制领域。解决了现有通风型消声器隔声峰值频率较高，低频范围隔声量较低，受尺寸限制问题。它包括圆柱状消声器本体和颈管；在圆柱状消声器本体的中心轴线处开设有中心圆柱形通风孔，消声器外壁、消声器内壁、上盖板和下盖板合围成亥姆霍兹共振腔，亥姆霍兹共振腔通过两道颈管与通风管相连通，通过两道分隔板将亥姆霍兹共振腔分为体积相同的两部分空腔，在亥姆霍兹共振腔内部设置若干隔板，其中共有若干道固定于消声器内壁上的均匀分布的内隔板，若干道固定于消声器外壁上的均匀分布的外隔板，内隔板与若干外隔板交错分布，构成盘绕式背腔。本发明专利技术适用于消声。用于消声。用于消声。
【技术实现步骤摘要】
一种基于盘绕式背腔亥姆霍兹共振腔的通风管道消声器
[0001]本专利技术创造属于噪声控制领域，尤其是涉及一种基于盘绕式背腔亥姆霍兹共振腔的通风管道消声器。
技术介绍
[0002]隔声是噪声控制中的主要技术措施之一。常用的隔声方式就是放置屏蔽物来改变从声源至接收者之间的传播途径上的噪声传播，通常需要设置障碍物来反射或吸收声能，从而实现隔声目的。而对于管道消声需要在满足通风条件的前提下进行消声，传统方法已经效果甚微，这就使得人们急需一类优异的通风管道隔声方式。目前管道噪声传播控制主要有安装弹性接头、消声弯头、流孔板和管道消声器等方法。在上述的几种方法中，安装管道消声器是目前应用最广泛、效果最显著的方法。然而现有的管道消声器对于高频噪声有着良好的降噪效果，对于低频噪声而言却不尽人意，难以满足管道系统噪声的中低频控制要求。亥姆霍兹共振腔式消声器可以在低频对噪声传播进行抑制，结构简单，易加工，声学性能易于控制，具有良好的消声性能，故广泛应用于实际工程中来降低对应频段的噪音。但是因其共振频率取决于空腔及连接管的几何尺寸，通常受到空间几何尺寸的严格限制，为满足实际应用中进一步降低消声频率的需求，必须增大空腔体积或者连接管长度，但一些实际应用场合如船舶内部通风管路系统、内燃机进排气系统等空间布置十分紧凑，对设备外形尺寸的控制非常严格，期望通过增大共振器的尺寸来达到降低消声频率的可行性很低。基于超材料亚波长控制思路，将亥姆霍兹共振腔的背腔通过盘绕折叠放置以延长声波传播路径。单一经典亥姆霍兹共振腔想要实现低频隔声，需要保证有足够大的容腔体积，受空间几何尺寸限制实用性较差。因此，需要全新设计一种消声器来解决上述问题。
技术实现思路
[0003]有鉴于此，本专利技术创造旨在提出一种基于盘绕式背腔亥姆霍兹共振腔的通风管道消声器，以解决现有通风型消声器隔声峰值频率较高，低频范围隔声量较低，受尺寸限制的问题。
[0004]为达到上述目的，本专利技术创造的技术方案是这样实现的：
[0005]一种基于盘绕式背腔亥姆霍兹共振腔的通风管道消声器，包括圆柱状消声器本体、颈管(6)及固定于消声器内部的若干隔板；在圆柱状消声器本体的中心轴线处开设有中心圆柱形通风孔(1)，所述的圆柱状消声器本体包括消声器外壁(2)、消声器内壁(5)、上盖板(3)和下盖板(4)，消声器外壁(2)、消声器内壁(5)、上盖板(3)和下盖板(4)合围成亥姆霍兹共振腔，亥姆霍兹共振腔通过两道颈管(6)与中心圆柱形通风孔(1)连通，通过两道分隔板(7)将亥姆霍兹共振腔分为体积相同的两部分空腔，在亥姆霍兹共振腔内部设有若干隔板，其中共有若干道固定于消声器内壁上的均匀分布的内隔板(8)，若干道固定于消声器外壁上的均匀分布的外隔板(9)，每个内隔板和外隔板均为沿圆柱状消声器本体的径向布置，且厚度相同，每部分空腔内部的若干内隔板(8)与若干外隔板(9)交错分布，构成盘绕式背
腔(10)；
[0006]当声波沿消声器轴向方向传播时，会通过狭长的颈管(6)进入消声器内部，并沿着盘绕式背腔(10)传播，颈部的空气和内部空间之间产生剧烈的共振作用损耗了声能。
[0007]更进一步的，亥姆霍兹共振腔共振频率公式为：
[0008][0009]式中，式中c为声速，S
k
为颈管横截面积，V为背腔体积，l
′
n
为颈管的有效长度；
[0010]盘绕式背腔复合型亥姆霍兹共振腔计算公式为：
[0011][0012]其中，R1为中心圆柱形通风孔圆半径，R2为消声器内壁圆半径，R3为外隔板顶端圆半径，R4为内隔板顶端圆半径，R5为消声器背腔圆半径，R6为消声器外壁圆半径，l为背腔长度，t1为颈管宽度，t2为隔板的厚度。
[0013]更进一步的，中心圆柱形通风孔圆半径R1为15mm，消声器内壁圆半径R2为20mm，消声器外壁圆半径R6为37mm，外隔板顶端圆半径R3为23.75mm，内隔板顶端圆半径R4为31.25mm，消声器背腔圆半径R5为35mm，颈管宽度t1为1.5mm，背腔长度l为90mm，隔板的厚度t2均为2mm，颈管宽度t1为1.5mm。
[0014]更进一步的，在每个分隔板(7)两侧布置的均是内隔板。
[0015]更进一步的，设置十道固定于消声器外壁(2)上的均匀分布的外隔板(9)，设置十二道固定于消声器内壁(5)上的均匀分布的内隔板(8)。
[0016]更进一步的，每个颈管与其最邻近的内隔板的夹角α均为15
°
，相邻两个内、外隔板的夹角β为30
°
。
[0017]更进一步的，两个分隔板(7)靠近相应侧的颈管布置。
[0018]更进一步的，所述上盖板(3)和下盖板(4)的厚度相同均为2mm。
[0019]更进一步的，颈管(6)开设在消声器内壁(5)上，颈管(6)贯通消声器内壁(5)的厚度方向。
[0020]更进一步的，两道颈管(6)对称布置。
[0021]与现有技术相比，本专利技术创造所述的一种基于盘绕式背腔亥姆霍兹共振腔的通风管道消声器的有益效果是：
[0022](1)本专利技术创造所述的一种基于盘绕式背腔亥姆霍兹共振腔的通风管道消声器，添加隔板构成盘绕式背腔结构，在保证同等体积尺寸的前提下，大幅度降低隔声峰值频率。
[0023](2)本专利技术创造所述的一种基于盘绕式背腔亥姆霍兹共振腔的通风管道消声器，对比传统共振器，在相同体积的前提下可以使结构隔声峰值频率从665Hz降低到381Hz附近，降低约42％，且能保持一定的带宽，能够实现低频有效隔声。
[0024](3)本专利技术创造所述的一种基于盘绕式背腔亥姆霍兹共振腔的通风管道消声器，对材质没有具体要求，只需要固体刚性结构即能够实现。
附图说明
[0025]构成本专利技术创造的一部分的附图用来提供对本专利技术创造的进一步理解，本专利技术创造的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术创造，并不构成对本专利技术创造的不当限定。在附图中：
[0026]图1为本专利技术创造实施例所述的一种基于盘绕式背腔亥姆霍兹共振腔的通风管道消声器的外形图；
[0027]图2为本专利技术创造实施例所述的一种基于盘绕式背腔亥姆霍兹共振腔的通风管道消声器的透视图；
[0028]图3为本专利技术创造实施例所述的一种基于盘绕式背腔亥姆霍兹共振腔的通风管道消声器的截面示意图；
[0029]图4为本专利技术创造实施例所述的一种基于盘绕式背腔亥姆霍兹共振腔的通风管道消声器的各部分尺寸示意图；
[0030]图5为本专利技术创造实施例所述的一种基于盘绕式背腔亥姆霍兹共振腔的通风管道消声器的外壁厚尺寸示意图；
[0031]图6为一种基于盘绕式背腔亥姆霍兹共振腔的通风管道消声器与同体积下经典共振器传输损耗对比图。
[0032]附图标记说明：
[0033]1、中心圆柱形通风孔；2、消声器外壁；3、上盖板；4、下盖板；5、消声器内壁；6、颈管；7、分隔板；8、内隔板；9、外隔板本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于盘绕式背腔亥姆霍兹共振腔的通风管道消声器，其特征在于：包括圆柱状消声器本体、颈管(6)及固定于消声器内部的若干隔板；在圆柱状消声器本体的中心轴线处开设有中心圆柱形通风孔(1)，所述的圆柱状消声器本体包括消声器外壁(2)、消声器内壁(5)、上盖板(3)和下盖板(4)，消声器外壁(2)、消声器内壁(5)、上盖板(3)和下盖板(4)合围成亥姆霍兹共振腔，亥姆霍兹共振腔通过两道颈管(6)与中心圆柱形通风孔(1)相连通，通过两道分隔板(7)将亥姆霍兹共振腔分为体积相同的两部分空腔，在亥姆霍兹共振腔内部设有若干隔板，其中共有若干道固定于消声器内壁上的均匀分布的内隔板(8)，若干道固定于消声器外壁上的均匀分布的外隔板(9)，每个内隔板和外隔板均为沿圆柱状消声器本体的径向布置，且厚度相同，每部分空腔内部的若干内隔板(8)与若干外隔板(9)交错分布，构成盘绕式背腔(10)；当声波沿消声器轴向方向传播时，会通过狭长的颈管(6)进入消声器内部，并沿着盘绕式背腔(10)传播，颈部的空气和内部空间之间产生剧烈的共振作用损耗了声能。2.根据权利要求1所述的一种基于盘绕式背腔亥姆霍兹共振腔的通风管道消声器，其特征在于：亥姆霍兹共振腔共振频率公式为：式中，式中c为声速，S
k
为颈管横截面积，V为背腔体积，l
′
n
为颈管的有效长度；盘绕式背腔复合型亥姆霍兹共振腔计算公式为：其中，R1为中心圆柱形通风孔圆半径，R2为消声器内壁圆半径，R3为外隔板顶端圆半径，R4为内隔板顶端圆半径，R5为消声器背腔圆半径，R6为消声器外壁圆半径，l为背腔长度，t1为颈管宽度，t2为隔板的厚度。3.根据权利要求2所述的一种基于盘绕式背腔亥姆霍兹共振腔的...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴丰民，张同涛，
申请(专利权)人：开化县钱江源高端装备研究院，
类型：发明
国别省市：
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