一種用于控制管道噪聲的主動消聲裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于聲學領域，涉及噪聲的控制，具體是一種用于控制管道噪聲的主動消 聲裝置。
【背景技術】
[0002] 關于管道噪聲的治理現(xiàn)有兩種技術：被動消聲和主動消聲。目前，被動消聲技術在 國內外研究均已比較成熟，應用十分廣泛，主要通過阻性消聲和抗性消聲。阻性消聲器對于 中高頻噪聲具有良好的消聲效果，但對于低頻噪聲消聲效果則較差；抗性消聲器對于低頻 噪聲具有較好的消聲效果，但其結構偏大，而且，當一定速度的氣流通過抗性消聲器時，遇 到管道突然擴張或收縮，氣流會因脫體而產生渦流，使氣流能量受到損失，并導致壓力的下 降。
[0003] 現(xiàn)在主動消聲的主流技術是通過引入一個次級聲源，產生與噪聲相位相反的聲波 而使其相互抵消來達到消聲的目的，在大量試驗和實踐中，均表明其具有優(yōu)良的降噪效果。 但是，當管道內的氣流具有高溫、強腐蝕性時，容易對其暴露在惡劣環(huán)境下的元件如誤差傳 聲器和次級聲源性造成破壞。而且，為了產生功率大、頻率低的次級聲，次級聲源的尺寸不 可避免的偏大，對其自身的安裝和應用造成一定不利影響。
[0004] 韓國科學技術研究院的黃堯夏提出一種利用可變長度或固定長度的旁通管路和 雙消聲器，用于消除管道中的噪聲（【申請?zhí)枴?0120419. X)。該裝置能夠對頻率較為穩(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、其雙消聲器設計體積龐大， 制約了其在實踐中的安裝應用；二、對于頻率相對較高的噪聲，其單獨依靠改變旁通管的 伸縮長度來取得主管路和旁通管的路徑差，反應遲緩，延遲較大，不利于控制復雜多變的噪 聲；三、對于頻率相對較低的噪聲，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] 哈爾濱工程大學劉學廣等人提出并聯(lián)多個固定長度的旁通管，通過閥門切換不同 的管路來實現(xiàn)不同的路徑差，從而達到消聲的目的（【申請?zhí)枴?01010226626. 6)。由于其路徑 差是固定的數(shù)個值，所以其能在相對應的頻率附近取得較好的降噪效果；其在排氣口處又 安裝一個普通的抗性消聲器，能夠進一步的降低噪聲。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)多個旁通管路，整體尺寸巨大， 很難在實踐中安裝應用；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)明內容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種新型主動消聲裝置，所述的這種消聲器要解決現(xiàn)有技 術中的旁通管式消聲器不能精確和快速的隨著噪聲頻率進行調節(jié)路徑差，從而導致降噪效 果有限的技術問題。
[0007] 本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的：在入口處設置傳聲器，傳聲器通過導 線與控制器連接，控制器與步進電機和各個電磁閥連接。步進電機輸出軸往復絲杠連接，往 復絲杠上螺母與撥叉連接，撥叉與兩個伸縮式旁通管的活動管端部連接。
[0008] 伸縮式旁通管最長狀態(tài)時與最短狀態(tài)時長度之差等于兩相鄰的固定旁通管支管 之間的距離。
[0009] 往復絲杠兩端采用軸承支座。
[0010]伸縮式旁通管分為內管和外管兩部分，內管在撥叉的帶動下可以進行伸縮運動， 外管的位置固定。
[0011] 伸縮式旁通管的內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側噴涂高溫固體自潤滑涂層。
[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，可根據(jù)所要消除噪聲的主要頻率成分而相應增減旁通 管支管的數(shù)量。
[0016] 本發(fā)明與已有技術相比，其效果是積極和明顯的。通過調節(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；用步進電機和絲杠能夠精準的調節(jié)伸縮式 旁通管長度。將旁通管支管和伸縮式旁通管串聯(lián)，能夠快速和精準的隨著噪聲頻率變化而 相應的改變路徑差。
[0017] 本發(fā)明中令伸縮式旁通管最長時與最短時的長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)，可以通過 調節(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， 剛好補償減少一節(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，實現(xiàn)消聲頻 率的無縫對接。頻率漸減時亦然。
[0018] 本發(fā)明中的傳動絲杠采用往復絲杠，在處理頻率急劇變化的噪聲時，步進電機可 以保持高速旋轉來實現(xiàn)旁通管的快速伸縮，而不必為了伸縮旁通管頻繁的轉換電機旋轉方 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。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明的整體結構示意圖。
[0021] 圖2為圖1中的伸縮式旁通管及其驅動結構圖。
[0022] 圖3為圖1中的伸縮式旁通管的內外管結合處示意圖。
[0023] 圖4為本發(fā)明結構尺寸示意圖。
[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、步進電機；5、支座；6、往復絲杠螺母；7、 往復絲杠；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。
【具體實施方式】
[0025] 下面結合說明書附圖對本發(fā)明作進一步描述。
[0026] 如圖1所示，噪聲從入口處進入主管道，而后聲波在位置1處一部分進入旁通管， 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 聲的頻率信號并傳遞給控制器2,控制器2計算出相應的路徑差，并通過調節(jié)電磁閥8、15、 17、19的閉合位置和旁通管3、13的伸縮長度來實現(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，從而實現(xiàn)消聲的目的。
[0027] 如圖2所示，伸縮式旁通管運行機理如下：為了獲得相應的路徑差，控制器2首先 操縱電磁閥15、17、19閉合位置，同時操控步進電機4運轉，帶動往復絲杠6旋轉，往復絲杠 6帶動往復絲杠螺母7往復運動，與往復絲杠螺母7相連接的撥叉11隨之而往復運動。與 撥叉11兩端連接的伸縮式旁通管3、13的內管相應進行往復伸縮運動。
[0028] 如圖3所示，伸縮式旁通管3、13內管端部設置兩道密封環(huán)10,兩道密封環(huán)10之間 設置一道耐磨環(huán)9 ;伸縮式旁通管3、13外管端部設置一道防塵圈12,外管內側噴涂高溫固 體自潤滑涂層。兩道密封環(huán)10阻止管道氣流溢出，耐磨環(huán)9承受內、外管之間的主要支持 力，減少對密封環(huán)10和內管的磨損，外管內側噴涂的高溫固體自潤滑圖層減少耐磨環(huán)9與 外管之間的磨損。伸縮式旁通管3、13外管端部設置一道防塵圈12阻止外部雜質進入內外 管之間的摩擦副。
[0029] 根據(jù)波的干涉理論，當頻率相同的兩列波相遇，相位相反時，兩列波相互抵消，聲 場能量達到最小值。在旁通管和主管道中行進的兩列波，要實現(xiàn)其在交匯處相位相反，則二 者的路徑差應等于（2n-l)/2倍的聲波波長（n=l，2,3…），