CN113153817A - 一种通风管道综合降噪消声结构 - Google Patents

一种通风管道综合降噪消声结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种通风管道综合降噪消声结构，包括：复合隔声吸声组件，包裹在管道外壁，降低管道振动并吸收高频噪声；节流孔板，设置在管道内部，节流孔板的板面与管道内的气体流向垂直；扩张消声段，直径大于管道的直径，扩张消声段两端分别与管道连通，声波在扩张消声段内反射，衰减噪声；弯头导流片，设置在管道的弯头处，弯头导流片与管道弯头处的弯曲程度相匹配，在管道内对气体进行均流和稳流；本发明克服了现有管道降噪不彻底、改造工艺复杂、成本高等缺点，通过流场优化和反声降噪结合解决管道流体流动所产生的低频噪声的治理效果差的问题，有效降低了风机管道的通气阻力，节约了能耗，消除管道低、中频噪声，提升总的隔声消声性能。

Description

一种通风管道综合降噪消声结构
技术领域
本发明涉及管道消声技术领域，具体涉及一种通风管道综合降噪消声结构。
背景技术
冶炼厂、炼油厂、燃煤电厂换热***、空调***及其他通风***的风机运行时产生的噪声除一部分通过风机及管壁透射到周边空间环境外，还有大部分噪声沿管道***传播，通过管道进风口辐射到外界空间。同时，管道***中气流流动所产生的二次噪声也通过以上两种途径辐射到周围空间；该两部分噪声对周边环境及人员的工作和生活都会产生较大的不利影响。
申请号为2015105123784的专利文件公开了一种管道降噪***及方法，该管道降噪***包括：设置于管道内的靠近噪声源的参考传声器、及靠近管道末端的误差传声器，控制器，设置于管道上的次级声源:控制器用于获取参考传声器及误差传声器采集的噪声信号，生成控制信号并传输至次级声源，次级声源根据控制信号发声降噪；但是该***适用性差，实施复杂，成本高，无法广泛推广应用；并且对于管道的低频噪声不能有效消除。
发明内容
技术目的：针对现有管道降噪***实施难度大、成本高，并且无法对低频噪声进行有效消除的不足，本发明公开了一种结构安装实施简便，成本低，能够消除管道中、低频噪声并且减小管路振动的通风管道综合降噪消声结构。
技术方案：为实现上述技术目的，本发明采用了如下技术方案：
一种通风管道综合降噪消声结构，包括：
复合隔声吸声组件，包裹在管道外壁，降低管道振动并吸收高频噪声；
节流孔板，设置在管道内部，节流孔板的板面与管道内的气体流向垂直；
扩张消声段，直径大于管道的直径，扩张消声段两端分别与管道连通，声波在扩张消声段内反射，衰减噪声；
弯头导流片，设置在管道的弯头处，弯头导流片与管道弯头处的弯曲程度相匹配，在管道内对气体进行均流和稳流。
优选地，本发明的节流孔板的数量n依据管道的进口压力P1和管道出口的排放压力P0选取，
Figure BDA0003068313260000011
G表示设计的节流孔板级间压降比，为后一节流孔板板前压力与前一节流孔板板前压力的比值，G的取值范围为0.528～0.577；每级节流孔板前的压力按照气体流动方向依次记为P1、P2、……Pn；
Figure BDA0003068313260000021
节流孔板上设置节流孔。
优选地，本发明的节流孔板上的节流孔依据节流板前的压力进行选取；沿进气方向，首个节流孔板的节流面积
Figure BDA0003068313260000022
其中A为常数，取值范围为13～14；ρ表示节流前气体密度，单位为kg/m3；μ为保证排气量的截面修正系数，取值范围为1.2～2，依据节流面积S1与管道截面面积S之间的差值，计算得到首个节流孔板的穿孔率
Figure BDA0003068313260000023
Figure BDA0003068313260000024
依据穿孔率选取对应的节流孔径；对应的第二个节流孔板的节流面积
Figure BDA0003068313260000025
表示第二个节流孔板的穿孔率；第n个节流孔板的节流面积
Figure BDA0003068313260000026
表示第n个节流孔板的穿孔率。
优选地，本发明的首个节流孔板的节流孔径为*r，r表示管道的内半径；沿进气方向，节流孔板的节流孔径按照次序减小。
优选地，本发明的复合隔声吸声组件包括由内向外依次设置的阻尼隔振层、吸声层和包裹护面层。
优选地，本发明的阻尼隔振层和吸声层的数量均为两个，阻尼隔振层和吸声层间隔设置，由内向外依次为第一隔振层、第一吸声层、第二隔振层和第二吸声层。
优选地，本发明的第一阻尼隔振层(7)的面密度为2～5.5kg/m2，厚度为1～8mm；
第一吸声层(8)的容重为20～55kg/m2，厚度为25～65mm；
第二阻尼隔振层(9)的面密度为1～6kg/m2，厚度为1～8mm；
第二吸声层(10)的容重为20～65kg/m2，厚度为30～75mm。
优选地，本发明的弯头导流片的数量为两个，两个弯头导流片间隔设置在管道的弯头处；沿管道进气方向，弯头导流片自中部向两端厚度逐渐减小，两个弯头导流片的端部处于管道同一截面上。
优选地，本发明的弯头导流片位于管道弯头内侧部分的曲率与管道弯曲曲率相匹配，弯头导流片位于弯曲部位外侧表面按照弯头导流片的厚度变化。
有益效果：本发明所提供的一种通风管道综合降噪消声结构具有如下有益效果：
1、本发明通过复合隔声吸声组件、节流孔板、扩张消声段和弯头导流片，克服了现有管道降噪不彻底、改造工艺复杂、成本高等缺点，通过弯头导流片的流场优化和扩张消声段反声降噪结合，解决管道流体流动所产生的低频噪声的治理效果差的问题，实现管道内的均流和稳流，降低管道压力损失，节约了能耗。
2、本发明的复合隔声吸声组件有效阻隔管道高频辐射噪声，克服了吸声隔声中的吻合效应问题，消声频段宽，使用厚度和材质不同的结构，可以错开共振与临界的吻合频率，改善共振区与吻合区的隔声低谷效应，因而总的隔声性能大大提高。
3、本发明基于流场优化与管道反声降噪技术联合，有效减少流场所诱发的振动和噪声，降低局部流速过高所引起的冲击作用.消除管道低、中频噪声。
4、本发明的节流孔板与管道的进气方向垂直设置，通过多级节流孔板进行节流降压，消除高压、高速、流体的脉动，从而降低管道振动。
5、本发明的扩张消声段直径大于管道直径，当截面突变(扩大或缩小)会引起声波的反射而衰减噪声，使透射声能降低，扩张消声段相当于是附加了一个声负载，在与管道的连接处平面上将产生声波的反射和透射。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍。
图1为本发明整体结构图；
图2为本发明复合隔声吸声组件的截面图；
图3为本发明节流孔板结构图；
图4为本发明弯头导流片结构图；
其中，1-复合隔声吸声组件、2-管道、3-节流孔板、4-扩张消声段、5-弯头导流片、6-护面层、7-第一隔振层、8-第一吸声层、9-第二隔振层、10-第二吸声层。
具体实施方式
下面通过一较佳实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
如图1所示为本发明所提供的一种通风管道综合降噪消声结构，包括：
复合隔声吸声组件1，包裹在管道2外壁，降低管道振动并吸收高频噪声；
节流孔板3，设置在管道2内部，节流孔板3的板面与管道内的气体流向垂直；
扩张消声段4，直径大于管道的直径，扩张消声段4两端分别与管道连通，声波在扩张消声段内反射，衰减噪声；
弯头导流片5，设置在管道2的弯头处，弯头导流片与管道弯头处的弯曲程度相匹配，在管道内对气体进行均流和稳流。
如图2所示，本发明复合隔声吸声组件1包括由内向外依次设置的阻尼隔振层、吸声层和包裹护面层6，阻尼隔振层和吸声层的数量均为两个，阻尼隔振层和吸声层间隔设置，由内向外依次为第一隔振层7、第一吸声层8、第二隔振层9和第二吸声层10，包裹护面层6包裹在第二吸声层10的外侧，包裹护面层的厚度为0.5～4mm。
本发明第一阻尼隔振层7的面密度为2～5.5kg/m2，厚度为1～8mm；第一吸声层8的容重为20～55kg/m2，厚度为25～65mm；第二阻尼隔振层9的面密度为1～6kg/m2，厚度为1～8mm；第二吸声层10的容重为20～65kg/m2，厚度为30～75mm。
如图3所示，本发明设置多级节流孔板进行分段节流，按次序依次进行管道内气体的节流降压，消除高压、高速流体的脉动。
本发明节流孔板3的数量n依据管道2的进口压力P1和管道出口的排放压力P0选取，
Figure BDA0003068313260000041
G表示设计的节流孔板级间压降比，为后一节流孔板板前压力与前一节流孔板板前压力的比值，G的取值范围为0.528～0.577；每级节流孔板前的压力按照气体流动方向依次记为P1、P2、……Pn；
Figure BDA0003068313260000042
节流孔板3上设置节流孔，通过开设节流孔控制节流孔板3的节流面积，保证每级节流孔板的压降效果。
本发明节流孔板3上的节流孔依据节流板前的压力进行选取；沿进气方向，首个节流孔板的节流面积
Figure BDA0003068313260000043
其中A为常数，取值范围为13～14；ρ表示节流前气体密度，单位为kg/m3；μ为保证排气量的截面修正系数，取值范围为1.2～2，依据节流面积S1与管道截面面积S之间的差值，计算得到首个节流孔板的穿孔率
Figure BDA0003068313260000044
依据穿孔率选取对应的节流孔径；对应的第二个节流孔板的节流面积
Figure BDA0003068313260000045
Figure BDA0003068313260000046
表示第二个节流孔板的穿孔率；第n个节流孔板的节流面积
Figure BDA0003068313260000047
Figure BDA0003068313260000048
表示第n个节流孔板的穿孔率。
首个节流孔板的节流孔径为0.23～075*r，r表示管道2的内半径；沿进气方向，节流孔板3的节流孔径按照次序减小，满足设计和加工需求即可。
节流孔板沿管道的长度方向依次排布，相邻节流孔板直径的距离大于10mm，保证气体有足够的缓冲空间。
如图4所示，本发明弯头导流片5的数量为两个，两个弯头导流片间隔设置在管道的弯头处；沿管道进气方向，弯头导流片5自中部向两端厚度逐渐减小，两个弯头导流片的端部处于管道同一截面上，弯头导流片位于管道弯头内侧部分的曲率与管道弯曲曲率相匹配，弯头导流片位于弯曲部位外侧表面按照弯头导流片的厚度变化，在进行导流时，弯头导流片与管壁之间，相邻的弯头导流片之间形成气体流道进行导流，优化弯头内的流场特性，实现管道内的均流和稳流，降低管道压力损失，并进一步降低管道内气流噪声。
本发明所提供的一种通风管道综合降噪消声结构，在使用时依据管道的通风需求，选取合适的节流孔板，预设在管道内，选取长距管道设置节流孔板，保证在整体输送过程中气体的平稳，然后在设置节流孔板的后方设置扩张消声段，削弱低频噪声；并在弯头处设置弯头导流片进行整流，保证气体经过弯头时的稳定；减小输送阻力，在短距管道或者管道易产生噪声的部位外圈包覆复合隔声吸声组件，防止造成辐射出管道，避免对周边环境造成影响。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种通风管道综合降噪消声结构，其特征在于，包括：
复合隔声吸声组件(1)，包裹在管道(2)外壁，降低管道振动并吸收高频噪声；节流孔板(3)，设置在管道(2)内部，节流孔板(3)的板面与管道内的气体流向垂直；
扩张消声段(4)，直径大于管道的直径，扩张消声段(4)两端分别与管道连通，声波在扩张消声段内反射，衰减噪声；
弯头导流片(5)，设置在管道(2)的弯头处，弯头导流片与管道弯头处的弯曲程度相匹配，在管道内对气体进行均流和稳流。
2.根据权利要求1所述的一种通风管道综合降噪消声结构，其特征在于，所述节流孔板(3)的数量n依据管道(2)的进口压力P1和管道出口的排放压力P0选取，
Figure FDA0003068313250000011
G表示设计的节流孔板级间压降比，为后一节流孔板板前压力与前一节流孔板板前压力的比值，G的取值范围为0.528～0.577；每级节流孔板前的压力按照气体流动方向依次记为P1、P2、……Pn；
Figure FDA0003068313250000012
节流孔板(3)上设置节流孔。
3.根据权利要求2所述的一种通风管道综合降噪消声结构，其特征在于，所述节流孔板(3)上的节流孔依据节流板前的压力进行选取；沿进气方向，首个节流孔板的节流面积
Figure FDA0003068313250000013
其中A为常数，取值范围为13～14；ρ表示节流前气体密度，单位为kg/m3；μ为保证排气量的截面修正系数，取值范围为1.2～2，依据节流面积S1与管道截面面积S之间的差值，计算得到首个节流孔板的穿孔率
Figure FDA0003068313250000014
Figure FDA0003068313250000015
依据穿孔率选取对应的节流孔径；对应的第二个节流孔板的节流面积
Figure FDA0003068313250000016
Figure FDA0003068313250000017
Figure FDA0003068313250000018
表示第二个节流孔板的穿孔率；第n个节流孔板的节流面积
Figure FDA0003068313250000019
Figure FDA00030683132500000110
表示第n个节流孔板的穿孔率。
4.根据权利要求3所述的一种通风管道综合降噪消声结构，其特征在于，首个节流孔板的节流孔径为(0.23～075)*r，r表示管道(2)的内半径；沿进气方向，节流孔板(3)的节流孔径按照次序减小。
5.根据权利要求1所述的一种通风管道综合降噪消声结构，其特征在于，所述复合隔声吸声组件(1)包括由内向外依次设置的阻尼隔振层、吸声层和包裹护面层(6)。
6.根据权利要求5所述的一种通风管道综合降噪消声结构，其特征在于，所述阻尼隔振层和吸声层的数量均为两个，阻尼隔振层和吸声层间隔设置，由内向外依次为第一隔振层(7)、第一吸声层(8)、第二隔振层(9)和第二吸声层(10)。
7.根据权利要求6所述的一种通风管道综合降噪消声结构，其特征在于，所述第一阻尼隔振层(7)的面密度为2～5.5kg/m2，厚度为1～8mm；
第一吸声层(8)的容重为20～55kg/m2，厚度为25～65mm；
第二阻尼隔振层(9)的面密度为1～6kg/m2，厚度为1～8mm；
第二吸声层(10)的容重为20～65kg/m2，厚度为30～75mm。
8.根据权利要求1所述的一种通风管道综合降噪消声结构，其特征在于，所述弯头导流片(5)的数量为两个，两个弯头导流片间隔设置在管道的弯头处；沿管道进气方向，弯头导流片(5)自中部向两端厚度逐渐减小，两个弯头导流片的端部处于管道同一截面上。
9.根据权利要求8所述的一种通风管道综合降噪消声结构，其特征在于，所述弯头导流片位于管道弯头内侧部分的曲率与管道弯曲曲率相匹配，弯头导流片位于弯曲部位外侧表面按照弯头导流片的厚度变化。
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