[发明专利]一种用于控制管道噪声的主动消声装置

说明书

技术领域

本发明属于声学领域，涉及噪声的控制，具体是一种用于控制管道噪声的主动消声装置。

背景技术

关于管道噪声的治理现有两种技术：被动消声和主动消声。目前，被动消声技术在国内外研究均已比较成熟，应用十分广泛，主要通过阻性消声和抗性消声。阻性消声器对于中高频噪声具有良好的消声效果，但对于低频噪声消声效果则较差；抗性消声器对于低频噪声具有较好的消声效果，但其结构偏大，而且，当一定速度的气流通过抗性消声器时，遇到管道突然扩张或收缩，气流会因脱体而产生涡流，使气流能量受到损失，并导致压力的下降。

现在主动消声的主流技术是通过引入一个次级声源，产生与噪声相位相反的声波而使其相互抵消来达到消声的目的，在大量试验和实践中，均表明其具有优良的降噪效果。但是，当管道内的气流具有高温、强腐蚀性时，容易对其暴露在恶劣环境下的元件如误差传声器和次级声源性造成破坏。而且，为了产生功率大、频率低的次级声，次级声源的尺寸不可避免的偏大，对其自身的安装和应用造成一定不利影响。

韩国科学技术研究院的黄尧夏提出一种利用可变长度或固定长度的旁通管路和双消声器，用于消除管道中的噪声（申请号：00120419.X）。该装置能够对频率较为稳定或变化缓慢的噪声取得一定降噪效果，但是其却存在以下不足：一、其双消声器设计体积庞大，制约了其在实践中的安装应用；二、对于频率相对较高的噪声，其单独依靠改变旁通管的伸缩长度来取得主管路和旁通管的路径差，反应迟缓，延迟较大，不利于控制复杂多变的噪声；三、对于频率相对较低的噪声，其采用的依然是传统的抗性消声器，难以避免以上列出的抗性消声器的固有不足。

哈尔滨工程大学刘学广等人提出并联多个固定长度的旁通管，通过阀门切换不同的管路来实现不同的路径差，从而达到消声的目的（申请号：201010226626.6）。由于其路径差是固定的数个值，所以其能在相对应的频率附近取得较好的降噪效果；其在排气口处又安装一个普通的抗性消声器，能够进一步的降低噪声。但是其却存在以下不足：一、路径差固定，则决定其能够取得良好消声效果的频带较窄；二、并联多个旁通管路，整体尺寸巨大，很难在实践中安装应用；三、排气口处安装普通的抗性消声器，其亦难以避免以上列出的抗性消声器的固有不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型主动消声装置，所述的这种消声器要解决现有技术中的旁通管式消声器不能精确和快速的随着噪声频率进行调节路径差，从而导致降噪效果有限的技术问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：在入口处设置传声器，传声器通过导线与控制器连接，控制器与步进电机和各个电磁阀连接。步进电机输出轴往复丝杠连接，往复丝杠上螺母与拨叉连接，拨叉与两个伸缩式旁通管的活动管端部连接。

伸缩式旁通管最长状态时与最短状态时长度之差等于两相邻的固定旁通管支管之间的距离。

往复丝杠两端采用轴承支座。

伸缩式旁通管分为内管和外管两部分，内管在拨叉的带动下可以进行伸缩运动，外管的位置固定。

伸缩式旁通管的内管端部安装两道密封环，两道密封环之间安装耐磨环。

伸缩式旁通管的外管端部安装防尘圈。

伸缩式旁通管的外管内侧喷涂高温固体自润滑涂层。

安装在出口处的消声器为阻性消声器。

旁通管的支管数量为4个，可根据所要消除噪声的主要频率成分而相应增减旁通管支管的数量。

本发明与已有技术相比，其效果是积极和明显的。通过调节旁通管支管上的电磁阀，能够快速的改变主管路与旁通管的路径差；用步进电机和丝杠能够精准的调节伸缩式旁通管长度。将旁通管支管和伸缩式旁通管串联，能够快速和精准的随着噪声频率变化而相应的改变路径差。

本发明中令伸缩式旁通管最长时与最短时的长度之差等于两相邻的旁通管支管之间的距离，在处理频率连续变化的噪声，每减少一节旁通管支管（频率渐增时），可以通过调节伸缩式旁通管入口处的电磁阀的闭合位置，使其伸缩式旁通管路径由最短变为最长，刚好补偿减少一节旁通管支管造成的路径损失，因而可保证路径差的连续性，实现消声频率的无缝对接。频率渐减时亦然。

本发明中的传动丝杠采用往复丝杠，在处理频率急剧变化的噪声时，步进电机可以保持高速旋转来实现旁通管的快速伸缩，而不必为了伸缩旁通管频繁的转换电机旋转方向，能够显著的减少延迟。