微穿孔板式消声器在北京型机车上的应用_李鑫培

专利名称：一种微穿孔复合式消声器专利类型：实用新型专利
发明人：刘滨,张玉麟
申请号：CN201820125350.4
申请日：20180124
公开号：CN207993473U
公开日：
20181019
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种微穿孔复合式消声器，其技术方案要点是包括中空的壳体件、设于壳体件内的中空的内消声件，内消声件两端开口形成有允许气流通过的通道，还包括设于内消声件与壳体件之间的外消声件，内消声件和外消声件均与壳体件的形状相适配，壳体件两端开口，且壳体件的端部与内消声件的端部通过一固定板密封连接；外消声件的端部与固定板固定连接，在外消声件与内消声件之间形成有密闭的抗性空腔，在外消声件与壳体件之间形成有密闭的容置腔，且容置腔内设有吸声材料。

本实用新型通过抗性腔室与吸声材料的利用，形成了抗性消声与阻性消声相结合的综合消声特性，其降噪效果明显，减少了环境污染。

申请人：北京万讯达声学设备有限公司
地址：101407 北京市怀柔区雁栖工业开发区二区79号
国籍：CN
代理机构：北京维正专利代理有限公司
代理人：罗焕清
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本技术涉及气流消声技术领域，且公开了一种带刺三角微穿孔的新型微穿孔板消声器，包括壳体，壳体的内部通过密封带密封套接有微穿孔板，微穿孔板的数量为两个，两个微穿孔板以壳体竖直方向的中线为对称轴相互对称，壳体内壁的左侧和右侧分别活动套接有出气管道及进气管道，进气管道的右端贯穿壳体并延伸至壳体的右侧。

该带刺三角微穿孔的新型微穿孔板消声器，通过调距装置上开设有相反纹路的顺时针螺纹与逆时针螺纹，便于使用者根据噪音来源的音量及音频的大小，同时调控两个微穿孔板与壳体相邻一侧的距离，便于通过调控内腔的深度对不同大小的噪音及音频进行消音，提高了该新型微穿孔板消声器对不同音量及音频的大小进行消音的适用性。

权利要求书1.一种带刺三角微穿孔的新型微穿孔板消声器，包括壳体(1)，其特征在于：所述壳体(1)的内部通过密封带(2)密封套接有微穿孔板(3)，所述微穿孔板(3)的数量为两个，两个所述微穿孔板(3)以壳体(1)竖直方向的中线为对称轴相互对称，所述壳体(1)内壁的左侧和右侧分别活动套接有出气管道(5)及进气管道(4)，所述进气管道(4)的右端贯穿壳体(1)并延伸至壳体(1)的右侧，所述出气管道(5)的左端贯穿壳体(1)并延伸至壳体(1)的左侧，一个所述微穿孔板(3)的左侧与出气管道(5)的右侧固定连接，另一个所述微穿孔板(3)的右侧与进气管道(4)的左侧固定连接，所述壳体(1)的顶部设置有调距装置(6)。

2.根据权利要求1所述的一种带刺三角微穿孔的新型微穿孔板消声器，其特征在于：所述调距装置(6)包括有横向杆(61)，所述横向杆(61)外表面左右两侧的中部分别开设有顺时针螺纹(62)和逆时针螺纹(63)，所述顺时针螺纹(62)和逆时针螺纹(63)的螺纹线路相反。

3.根据权利要求2所述的一种带刺三角微穿孔的新型微穿孔板消声器，其特征在于：所述横向杆(61)的外表面固定连接有卡接块(14)，所述卡接块(14)的外表面活动套接有环形套(10)，所述环形套(10)的底部与壳体(1)的顶部固定连接，所述环形套(10)的内表面与横向杆(61)的外表面活动连接。

微穿孔消声器的原理和应用1. 引言微穿孔消声器是一种用于降低噪声的装置，其原理是通过微小的孔隙使声波在通过时发生衰减和散射，从而减少噪声的传播。

这种消声器在众多领域中有广泛的应用，例如工业生产、交通运输、建筑设计等。

本文将介绍微穿孔消声器的原理和应用。

2. 原理微穿孔消声器的原理是基于声波在通过小孔时发生的衰减和散射效果。

当声波穿过微小的孔隙时，由于孔隙的尺寸远小于声波波长，声波会与孔隙边缘发生相互作用，导致声波的衰减。

此外，由于孔隙的存在，声波的传播路径会发生改变，导致散射效应的产生。

这两种效应的综合作用使得穿过微穿孔消声器的声波能量逐渐减小，从而实现降噪效果。

3. 应用领域微穿孔消声器在许多领域中都有广泛的应用。

以下列举了几个典型的应用领域：3.1 工业生产在工业生产中，往往伴随着大量的噪声产生，如机械设备的运转声、冲击声等。

这些噪声不仅会影响工作人员的健康和生产效率，还可能对周围环境造成干扰。

微穿孔消声器可以被用作工业设备的降噪装置，有效减少噪声的传播，为工作人员和周围环境提供更好的工作环境。

3.2 交通运输在交通运输领域，汽车、火车、飞机等交通工具产生的噪声是一个常见的问题。

这些噪声不仅会影响乘客的乘坐体验，还可能对周围居民造成困扰。

微穿孔消声器可以被用于交通工具的排气系统、发动机舱等部位，有效降低噪声的产生和传播，改善交通环境。

3.3 建筑设计在建筑设计中，噪声控制是一个重要的考虑因素。

建筑物可能受到外界交通噪声或室内设备噪声的影响，这会影响室内环境的舒适性和使用效果。

微穿孔消声器可以被用于建筑物的通风系统、门窗等位置，降低噪声传播，提升室内的声学环境。

3.4 其他领域除了上述的应用领域，微穿孔消声器还可以在其他领域中发挥作用。

例如，音频设备中可用于扬声器的降噪，电子产品中可用于散热风扇的降噪等。

通过合理的设计和应用，微穿孔消声器能够帮助实现更好的声学环境。

4. 结论微穿孔消声器是一种基于声波衰减和散射原理的降噪装置，在工业生产、交通运输、建筑设计等领域有广泛的应用。

微穿孔板一抗性组合式消声器的研制与应用
谭克
【期刊名称】《油气田环境保护》
【年(卷),期】1994(004)001
【摘要】微穿孔板一抗性组合式消声器是针对本厂3万t／a同轴式催化裂化装置再生器烟气排空噪声大，污染环境而进行研制的，具有阻捐小、耐高温、耐油污、耐蒸汽和耐腐蚀等性能，而且消声效果好、重量轻、体积小，能在较宽的频率范围内消除气流噪声，还能在短暂火焰和高速气流的特殊条件下使用。

该消声器自1988年1月在催化裂化装置上使用4年来，消声量大、消声器性能稳定可靠，经久耐用，对消除装置噪声及厂界噪声效果显著。

【总页数】4页(P16-19)
【作者】谭克
【作者单位】四川石油管理局南充炼油厂
【正文语种】中文
【中图分类】X839
【相关文献】
1.核电通风系统双层微穿孔板消声器研究 [J], 章莉;杨臣
2.微穿孔板消声器在风冷插箱噪声控制中的应用 [J], 杨玉光
3.抗性消声器中穿孔板结构的声传递特性 [J], 蔡超;宫镇
4.一种微穿孔板消声器传递损失 [J], 翟华;王震;李国峰;吴友林
5.微穿孔板迷宫结构消声器的设计与研究 [J], 李林峰;陈杰;吴锦武
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微穿孔板消声器原理与应用1.总论消声器是阻止声音传播而允许气流通过的一种器件，是消除空气动力性噪声的重要措施。

按其消声机理，可以把它们分为六种主要的类型，阻性消声器、抗性消声器、阻抗复合式消声器、微穿孔板消声器、小孔消声器和有源消声器。

微穿孔板消声器从消声原理上看，是一种阻抗复合式消声器。

这种消声器采用金属结构代替多孔性吸声材料，适用于高温、高速气流及有水气、粉尘等特殊环境，在较宽的频带范围内具有良好的消声效果。

微穿孔消声器不使用任何阻性吸声填料，采用微穿小孔多空腔结构，高压气流在消声器内经多次控流进入空腔体，逐级改变原气流的声频。

阻力损失小，消声频带宽，工作时不起尘。

不怕油雾、水气。

耐高温、耐高速气流冲击。

2、微孔板吸声结构理论在板厚小于1.0mm的薄板上穿以孔径小于等于1.0mm的微孔，穿孔率为1～5%，消声后部留有一定的厚度（5-20cm）空气层，该层不填任何吸声材料，这样即构成了微穿孔板吸声结构。

它是一种低声质量，高声阻的共振吸声结构，其研究表明，表征微穿孔板吸声特性的吸声系数和频带宽度，主要由微穿孔板的声质量m和声阻r来决定，而这两个因素又与微孔直径d及穿孔率p有关。

微穿孔板吸声结构的相对声阻抗z（以空气的特性阻抗ρc为单位）用式（1）计算：式中：ρ--空气密度（kg/cm3）；c--空气中声速（m/s）；d--腔深（mm）；m--相对声质量；r--相对声阻；而r和m分别由式（2）（3）表达：r=atkr/dzp （2）m=（0.294）×10-3tkm/p （3）式中：t--板厚（毫米）d--孔径（毫米）p--穿孔率（%）kr--声阻系数kr=（1+x2/32）1/2+（2x）1/2/8×d/tkm--声质量系数km=1+{1+[1/（9+（x2/2））]}+0.85d/t其中x=abf，a和b为常数，对于绝热板a=0.147，b=0.32；对于导热板a=0.235，b=0.21 消声器声吸收的角频带宽度，近似地由r/m决定，此值越大，吸声的频带越宽。

现代商贸工业２０１８年第１９期１８３㊀穿孔板吸声结构对包间吸声性能的影响林松涛㊀陈㊀艳㊀赵艳菊(中车青岛四方机车车辆股份有限公司,山东青岛２６６１１１)摘㊀要:卧铺动车组包间内的声场由直达声场和混响声场组成,降低包间内的混响噪声可以改善包间噪声环境.目前包间主要由间壁结构组成,床垫和靠背作为其中主要的吸声材料,吸声效果并不明显.对某卧铺车包间进行仿真分析,在通过实验验证的前提下,采用在床铺下方加穿孔板吸声材料的方式,在现有基础上提升包间的吸声性能.结果表明:加 穿孔板＋三聚氰胺 复合吸声结构后,包间下铺声腔全频段声压级减小３d B .关键词:声学穿孔板;吸声结构;卧铺包间;吸声系数中图分类号:T B ㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀㊀㊀d o i :１０．１９３１１/j ．c n k i ．１６７２Ｇ３１９８．２０１８．１９．０８１㊀㊀卧铺动车组列车是铁路客车谱系的重要组成部分.设计时需保证高速运行的同时,能够更大限度的满足乘客乘车的舒适性.随着列车速度的提升,卧铺包间内的噪声问题也越来越受到人们的关注.动车组的噪声主要由轮轨噪声㊁气动噪声及车下设备噪声等组成.列车运行时,车内噪声主要来自受电弓㊁转向架等部件和车厢连接处,这些区域的低频气动噪声和轮轨噪声通过空气传入车厢,导致车内噪声增加.目前卧铺动车组包间内的声场由通过空气介质传来的直达声组成的直达声场和从车内表面反射回来的混响声组成的混响声场组成,混响声的强弱主要取决于车厢内的吸声性能.卧铺包间内主要由光滑的间壁结构组成,床垫和靠背作为其中主要的吸声材料,吸声性直接影响包间内混响声的衰减.本文在现车基础上,在包间内部进行吸声优化设计.结合卧铺车实际结构分析,选择加穿孔板吸声材料的方式提升包间内的吸声效果.１㊀吸声原理及材料类型１．１㊀吸声原理声波入射到介质分界面上时,一部分声波被反射,一部分被吸收,还有一部分通过媒质,此声能减少的过程,称为吸声.材料或结构的吸声能力用吸声系数表示.吸声材料(结构)的吸声原理:粘滞性和内摩擦占主导作用,声波传播时,内部各处质点振动速度均不同,这就使得质点之间产生粘滞力和内摩擦力,使声能不断转化为热能.热传导效应也是导致材料吸声的一大原因,声波传播时媒质各处质点的疏密程度不同,从而导致媒质各处的温度也不同,相邻质点之间产生了热量传递,使得声能不断转化为热能.１．２㊀吸声材料类型吸声材料按照结构可分为:多孔吸声材料㊁共振吸声结构㊁特殊吸声结构等.其中,多孔吸声材料多用于吸收中高频声,共振吸声结构一般用来解决低频声的吸收问题.穿孔板结构为共振吸声结构的典型代表之一.穿孔板结构包括穿孔板及其后的空气层,为了增加吸声性能,部分穿孔板结构还会在空腔中添加多孔吸声材料.当穿孔板后空气层填入疏松的吸声材料时,空腔的有效深度和穿孔的有效长度均增加.填充吸声材料后的穿孔板结构共振频率向低频移动,同时吸声系数有所提高.２㊀阻抗管吸声实验目前工程上测量材料吸声系数主要有两种方法:混响室法和阻抗管法.混响室法多用于测试声波无规入射时材料的吸声系数或单个物体的吸声量,混响室法测试得到的吸声系数和吸声量数据可直接用于工程设计中.阻抗管法多用于测试小时间吸声系数结果,测量声波法向入射时的吸声系数和声阻抗率,由于安装测量方便,多用于比较不同材料或同种材料不同情况下的吸声性能.本文中材料吸声性能的测试均采用阻抗管法.２．１㊀测试原理驻波比为阻抗管中测量声压极大值与极小值的比值,为接收信号的电压比值.测试材料的吸声系数即为测量材料给定频率的驻波比.测量时如果直接读出声压级极大值与极小值之差,可按经验公式计算.２．２㊀穿孔板吸声材料样品吸声测试由前文可知,在穿孔板后加多孔吸声材料,选配一定的穿孔率,获得适当的摩擦阻力,即获得良好的吸声效果.通过对不同类型的多孔吸声材料进行实验对比,选取某５０m m 厚夹层三聚氰胺材料作为基材,搭配孔径为５m m 的穿孔板(见图１)进行阻抗管吸声系数测试,其吸声系数结果如图２.图１㊀穿孔板＋夹芯三聚氰胺复合材料样品工程管理与技术现代商贸工业２０１８年第１９期１８４㊀㊀图２㊀吸声系数测试结果从图２中可以看出:此夹芯三聚氰胺材料在６３０H z 以后吸声性能良好,材料表面加穿孔板后,吸声系数在２００－５００H z ㊁１０００－１６００H z ㊁２５００－４０００H z 频率段均有小幅增加,在全频段吸声性能良好.３㊀包间吸声方案验证３．１㊀仿真建模选择车辆同侧相邻两个包间作为建模对象,模型如图３所示.图３㊀包间声学模型示意图包间间壁㊁窗户㊁背靠㊁扶手㊁桌板㊁床铺等属性采用实际测量参数输入.隔声量参数采用静态隔声试验结果数据.客室声腔混响时间采用车辆静置包间混响时间测试结果数据.在包间外部施加扩散声场激励,激励声源参数采用实际线路实验中车体表面噪声和车下噪声实测值.３．２㊀结果分析对包间进行噪声求解计算,可以得到包间内代表不同位置的声腔的声压级结果,选择车辆中部包间上铺窗位置测点处的声压级实验结果,与包间上铺声腔声压级仿真结果相比较,如图４所示.图４㊀实验结果与仿真结果对比由图４中可知:包间上铺声腔声压级仿真结果与车辆上铺窗位置测点处的声压级实验结果总体趋势较一致.在１６０H z ㊁５００H z ㊁６３０H z ㊁２０００H z 处窗位置测点处的声压级曲线分别有峰/谷波动值,但在仿真结果中并未体现出来,这可能是由于仿真模型只是从整体上反映了包间的总体特性,而并未针对包间的具体结构做出建模分析所导致.在床铺下方分别加 穿孔板＋三聚氰胺 组合吸声材料,根据其阻抗管吸声系数测试结果换算为混响室测试结果,施加到模型中,观察包间内的吸声系数.图５㊀上、下铺包间声压级如图５,分别为加 穿孔板＋三聚氰胺 后包间上铺声腔及下铺声腔声压级,由图中可以看出,在床铺下方加复合材料后,上铺声腔声压级稍有减小,但并不是很明显,而下铺声腔则在全频段声压级均有所减小,仿真结果显示下铺声腔吸声处理前后总声压级约相差３d B .４㊀结论根据对现车包间进行吸声系数测试分析可以得知:目前包间已具有一定的吸声能力.可以采用在床铺下方加 穿孔板＋多孔材料 的方式改善包间内的吸声效果.例如:加 穿孔板＋三聚氰胺 材料后,包间上铺声腔声压级稍有减小,而下铺声腔全频段声压级减小３d B .选择在床铺下方铺设此类复合材料时,应重点考虑表面面板的重量及安全性等因素.参考文献[１]龙华,王东镇,梁君海．高速卧铺车车内噪声特性分析[C ]．２０１２全国环境声学学术会议论文集．杭州:噪声与振动控制,２０１２:３４８Ｇ３５０．[２]姚丹,张捷,王瑞乾,等．卧铺动车组床垫材料吸声特性测试及仿真优化[J ]．浙江大学学报,２０１６,５０(８):１４８６Ｇ１４９２．[３]马大猷．噪声与振动控制工程手册[M ]．北京:机械工业出版社,２００２:３９５Ｇ４６６．[４]I S O．A c o u s t i c －d e t e r m i n a t i o no f s o u n d a b s o r pt i o n c o e f f i c i e n t a n d i m p e d a n c e i n i m pe d a n c e t u b e s －P a r t ２:T r a n sf e r －f u n c t i o nm e t h Ｇo d :１０５３４Ｇ２Ｇ１９９８[S ]．L o n d o n :I n t e r n a t i o n a l O r ga n i z a t i o n f o r S t a n d a r d i z a t i o n I n c ,１９９８．。

一种微穿孔板消声器传递损失翟华;王震;李国峰;吴友林【摘要】针对锻压装备大功率电机引起噪声,提出一种新型微穿孔板消声器结构,结合“微穿孔板吸声结构”理论和一维平面波理论,建立其传递损失的数学理论模型,并利用声学仿真软件LMS b对提出的消声器结构进行有限元计算;分析不同腔深对双极微穿孔板消声器传递损失的影响.结果表明:①理论计算结果和仿真分析结果能够吻合,验证了理论计算公式的准确性;②通过改变不同的腔深,可以得到不同的共振频率,并且随着腔深的增加,消声器在高频段的吸声性能有所改善.【期刊名称】《锻压装备与制造技术》【年(卷),期】2018(053)006【总页数】4页(P113-116)【关键词】微穿孔板结构;消声器;一维平面波;腔深【作者】翟华;王震;李国峰;吴友林【作者单位】合肥工业大学工业与装备技术研究院,安徽合肥230009;合肥工业大学机械工程学院,安徽合肥230009;合肥工业大学工业与装备技术研究院,安徽合肥230009;安徽均益金属科技有限公司,安徽池州247100;安徽均益金属科技有限公司,安徽池州247100【正文语种】中文【中图分类】TB535+.2锻压装备中大功率电机引起的噪声一直是用户企业环保减噪建设的重要挑战，其噪声是以高频为主的宽频带噪声。

本文针对变频高压噪声提出一种新型微穿孔板消声器结构，结合一维平面波理论和微穿孔板吸声结构理论[1-3]，推导出该消声器传递损失的理论计算公式，并利用LMS Virtual lab对消声器进行了三维有限元仿真计算。

将理论计算结果与有限元仿真分析结果进行对比，分析了微穿孔板消声器声学性能，为微穿孔板消声器设计提供了理论依据。

1 微穿孔板吸声结构理论1.1 微穿孔板吸声体结构微穿孔板吸声结构是将穿孔直径在0.1mm～1mm的穿孔板固定在一固体前面，形成一种声质量低、声阻高的共振吸声结构[4]。

其吸声机理为：当声波入射到微穿孔板上时，空气在小孔中通过反复摩擦，消耗声能，从而实现消声作用。

专利名称：微穿孔板排气消声器
专利类型：实用新型专利
发明人：周瑞平,王正兴,冷坳坳,甘绍警,雷俊松,李健申请号：CN201520232833.0
申请日：20150417
公开号：CN204572153U
公开日：
20150819
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种微穿孔板排气消声器，包括消声器外壳、穿孔管、排气管、进气管和智能吹扫系统；智能吹扫系统包括传声器、控制单元、电磁阀、空气总管、分配管和多根吹扫管；排气管管壁上设置有支管，传声器固定在支管上；空气总管上设置有电磁阀，分配管连接在空气总管上，吹扫管连接在分配管上；吹扫管从消声器外壳的一个端面穿过消声器外壳并伸入消声器内部；吹扫管的侧壁固定连接在相应的消声器外壳的端面上，吹扫管分布在穿孔管外围，各吹扫管上设置有多个开口方向指向穿孔管中轴线的吹扫孔；控制单元分别与传声器的信号输出端和电磁阀的信号输入端相连。

该微穿孔板排气消声器可自动吹扫穿孔管，避免其消声效果因穿孔管堵塞而降低。

申请人：武汉理工大学
地址：430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路122号
国籍：CN
代理机构：武汉开元知识产权代理有限公司
代理人：胡镇西
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