一種用于控制管道噪聲的主動(dòng)消聲裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于聲學(xué)領(lǐng)域，涉及噪聲的控制，具體是一種用于控制管道噪聲的主動(dòng)消 聲裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 關(guān)于管道噪聲的治理現(xiàn)有兩種技術(shù)：被動(dòng)消聲和主動(dòng)消聲。目前，被動(dòng)消聲技術(shù)在 國(guó)內(nèi)外研究均已比較成熟，應(yīng)用十分廣泛，主要通過(guò)阻性消聲和抗性消聲。阻性消聲器對(duì)于 中高頻噪聲具有良好的消聲效果，但對(duì)于低頻噪聲消聲效果則較差；抗性消聲器對(duì)于低頻 噪聲具有較好的消聲效果，但其結(jié)構(gòu)偏大，而且，當(dāng)一定速度的氣流通過(guò)抗性消聲器時(shí)，遇 到管道突然擴(kuò)張或收縮，氣流會(huì)因脫體而產(chǎn)生渦流，使氣流能量受到損失，并導(dǎo)致壓力的下 降。
[0003] 現(xiàn)在主動(dòng)消聲的主流技術(shù)是通過(guò)引入一個(gè)次級(jí)聲源，產(chǎn)生與噪聲相位相反的聲波 而使其相互抵消來(lái)達(dá)到消聲的目的，在大量試驗(yàn)和實(shí)踐中，均表明其具有優(yōu)良的降噪效果。 但是，當(dāng)管道內(nèi)的氣流具有高溫、強(qiáng)腐蝕性時(shí)，容易對(duì)其暴露在惡劣環(huán)境下的元件如誤差傳 聲器和次級(jí)聲源性造成破壞。而且，為了產(chǎn)生功率大、頻率低的次級(jí)聲，次級(jí)聲源的尺寸不 可避免的偏大，對(duì)其自身的安裝和應(yīng)用造成一定不利影響。
[0004] 韓國(guó)科學(xué)技術(shù)研究院的黃堯夏提出一種利用可變長(zhǎng)度或固定長(zhǎng)度的旁通管路和 雙消聲器，用于消除管道中的噪聲（【申請(qǐng)?zhí)枴?0120419. X)。該裝置能夠?qū)︻l率較為穩(wěn)定或變 化緩慢的噪聲取得一定降噪效果，但是其卻存在以下不足：一、其雙消聲器設(shè)計(jì)體積龐大， 制約了其在實(shí)踐中的安裝應(yīng)用；二、對(duì)于頻率相對(duì)較高的噪聲，其單獨(dú)依靠改變旁通管的 伸縮長(zhǎng)度來(lái)取得主管路和旁通管的路徑差，反應(yīng)遲緩，延遲較大，不利于控制復(fù)雜多變的噪 聲；三、對(duì)于頻率相對(duì)較低的噪聲，其采用的依然是傳統(tǒng)的抗性消聲器，難以避免以上列出 的抗性消聲器的固有不足。
[0005] 哈爾濱工程大學(xué)劉學(xué)廣等人提出并聯(lián)多個(gè)固定長(zhǎng)度的旁通管，通過(guò)閥門(mén)切換不同 的管路來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的路徑差，從而達(dá)到消聲的目的（【申請(qǐng)?zhí)枴?01010226626. 6)。由于其路徑 差是固定的數(shù)個(gè)值，所以其能在相對(duì)應(yīng)的頻率附近取得較好的降噪效果；其在排氣口處又 安裝一個(gè)普通的抗性消聲器，能夠進(jìn)一步的降低噪聲。但是其卻存在以下不足：一、路徑差 固定，則決定其能夠取得良好消聲效果的頻帶較窄；二、并聯(lián)多個(gè)旁通管路，整體尺寸巨大， 很難在實(shí)踐中安裝應(yīng)用；三、排氣口處安裝普通的抗性消聲器，其亦難以避免以上列出的抗 性消聲器的固有不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種新型主動(dòng)消聲裝置，所述的這種消聲器要解決現(xiàn)有技 術(shù)中的旁通管式消聲器不能精確和快速的隨著噪聲頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)路徑差，從而導(dǎo)致降噪效 果有限的技術(shù)問(wèn)題。
[0007] 本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：在入口處設(shè)置傳聲器，傳聲器通過(guò)導(dǎo) 線與控制器連接，控制器與步進(jìn)電機(jī)和各個(gè)電磁閥連接。步進(jìn)電機(jī)輸出軸往復(fù)絲杠連接，往 復(fù)絲杠上螺母與撥叉連接，撥叉與兩個(gè)伸縮式旁通管的活動(dòng)管端部連接。
[0008] 伸縮式旁通管最長(zhǎng)狀態(tài)時(shí)與最短狀態(tài)時(shí)長(zhǎng)度之差等于兩相鄰的固定旁通管支管 之間的距離。
[0009] 往復(fù)絲杠兩端采用軸承支座。
[0010]伸縮式旁通管分為內(nèi)管和外管兩部分，內(nèi)管在撥叉的帶動(dòng)下可以進(jìn)行伸縮運(yùn)動(dòng)， 外管的位置固定。
[0011] 伸縮式旁通管的內(nèi)管端部安裝兩道密封環(huán)，兩道密封環(huán)之間安裝耐磨環(huán)。
[0012] 伸縮式旁通管的外管端部安裝防塵圈。
[0013] 伸縮式旁通管的外管內(nèi)側(cè)噴涂高溫固體自潤(rùn)滑涂層。
[0014] 安裝在出口處的消聲器為阻性消聲器。
[0015] 旁通管的支管數(shù)量為4個(gè)，可根據(jù)所要消除噪聲的主要頻率成分而相應(yīng)增減旁通 管支管的數(shù)量。
[0016] 本發(fā)明與已有技術(shù)相比，其效果是積極和明顯的。通過(guò)調(diào)節(jié)旁通管支管上的電磁 閥，能夠快速的改變主管路與旁通管的路徑差；用步進(jìn)電機(jī)和絲杠能夠精準(zhǔn)的調(diào)節(jié)伸縮式 旁通管長(zhǎng)度。將旁通管支管和伸縮式旁通管串聯(lián)，能夠快速和精準(zhǔn)的隨著噪聲頻率變化而 相應(yīng)的改變路徑差。
[0017] 本發(fā)明中令伸縮式旁通管最長(zhǎng)時(shí)與最短時(shí)的長(zhǎng)度之差等于兩相鄰的旁通管支管 之間的距離，在處理頻率連續(xù)變化的噪聲，每減少一節(jié)旁通管支管(頻率漸增時(shí))，可以通過(guò) 調(diào)節(jié)伸縮式旁通管入口處的電磁閥的閉合位置，使其伸縮式旁通管路徑由最短變?yōu)樽铋L(zhǎng)， 剛好補(bǔ)償減少一節(jié)旁通管支管造成的路徑損失，因而可保證路徑差的連續(xù)性，實(shí)現(xiàn)消聲頻 率的無(wú)縫對(duì)接。頻率漸減時(shí)亦然。
[0018] 本發(fā)明中的傳動(dòng)絲杠采用往復(fù)絲杠，在處理頻率急劇變化的噪聲時(shí)，步進(jìn)電機(jī)可 以保持高速旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)旁通管的快速伸縮，而不必為了伸縮旁通管頻繁的轉(zhuǎn)換電機(jī)旋轉(zhuǎn)方 向，能夠顯著的減少延遲。
[0019] 此外，出口處安裝的阻性消聲器相比較抗性消聲器具有較小的體積，而且具有較 小的壓力損失。旁通管沿主管路方向布置，裝置外形整體上長(zhǎng)而窄，因而能夠在安裝中靈活 的改變形狀，以滿足不同的安裝條件。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖2為圖1中的伸縮式旁通管及其驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)圖。
[0022] 圖3為圖1中的伸縮式旁通管的內(nèi)外管結(jié)合處示意圖。
[0023] 圖4為本發(fā)明結(jié)構(gòu)尺寸示意圖。
[0024] 圖1~3中數(shù)字所表示的名稱為： 1、傳聲器；2、控制器；3、伸縮式旁通管①；4、步進(jìn)電機(jī)；5、支座；6、往復(fù)絲杠螺母；7、 往復(fù)絲杠；8、電磁閥①；9、密封圈；10、耐磨環(huán)；11、撥叉；12、防塵圈；13、伸縮式旁通管②； 14、旁通管支管①；15、電磁閥②；16、旁通管支管②；17、電磁閥③；18、旁通管支管③； 19、電磁閥④；20、旁通管支管④；21、抗性消聲器。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0026] 如圖1所示，噪聲從入口處進(jìn)入主管道，而后聲波在位置1處一部分進(jìn)入旁通管， 一部分沿著主管道繼續(xù)前行，最后兩部分聲波在位置2處交匯。入口處的傳聲器1采集到噪 聲的頻率信號(hào)并傳遞給控制器2,控制器2計(jì)算出相應(yīng)的路徑差，并通過(guò)調(diào)節(jié)電磁閥8、15、 17、19的閉合位置和旁通管3、13的伸縮長(zhǎng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)這一路徑差，使在位置2交匯的兩部分 聲波相位相反，發(fā)生相消性干涉，相互抵消，從而實(shí)現(xiàn)消聲的目的。
[0027] 如圖2所示，伸縮式旁通管運(yùn)行機(jī)理如下：為了獲得相應(yīng)的路徑差，控制器2首先 操縱電磁閥15、17、19閉合位置，同時(shí)操控步進(jìn)電機(jī)4運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)往復(fù)絲杠6旋轉(zhuǎn)，往復(fù)絲杠 6帶動(dòng)往復(fù)絲杠螺母7往復(fù)運(yùn)動(dòng)，與往復(fù)絲杠螺母7相連接的撥叉11隨之而往復(fù)運(yùn)動(dòng)。與 撥叉11兩端連接的伸縮式旁通管3、13的內(nèi)管相應(yīng)進(jìn)行往復(fù)伸縮運(yùn)動(dòng)。
[0028] 如圖3所示，伸縮式旁通管3、13內(nèi)管端部設(shè)置兩道密封環(huán)10,兩道密封環(huán)10之間 設(shè)置一道耐磨環(huán)9 ;伸縮式旁通管3、13外管端部設(shè)置一道防塵圈12,外管內(nèi)側(cè)噴涂高溫固 體自潤(rùn)滑涂層。兩道密封環(huán)10阻止管道氣流溢出，耐磨環(huán)9承受內(nèi)、外管之間的主要支持 力，減少對(duì)密封環(huán)10和內(nèi)管的磨損，外管內(nèi)側(cè)噴涂的高溫固體自潤(rùn)滑圖層減少耐磨環(huán)9與 外管之間的磨損。伸縮式旁通管3、13外管端部設(shè)置一道防塵圈12阻止外部雜質(zhì)進(jìn)入內(nèi)外 管之間的摩擦副。
[0029] 根據(jù)波的干涉理論，當(dāng)頻率相同的兩列波相遇，相位相反時(shí)，兩列波相互抵消，聲 場(chǎng)能量達(dá)到最小值。在旁通管和主管道中行進(jìn)的兩列波，要實(shí)現(xiàn)其在交匯處相位相反，則二 者的路徑差應(yīng)等于（2n-l)/2倍的聲波波長(zhǎng)（n=l，2,3…），