一種管路振動噪聲抑制器結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型的目的在于提供一種管路振動噪聲抑制器結(jié)構(gòu)，包括穿孔管、出口連接管、外殼體、充氮閥、波紋管，穿孔管的右端與出口連接管嵌合相連，外殼體的左端通過螺紋套裝在穿孔管的左端，出口連接管上設(shè)置凸臺，外殼體的右端套裝在出口連接管上并頂在凸臺上，穿孔管中部的側(cè)壁上設(shè)置穿孔，穿孔管的左部和出口連接管的左部均設(shè)置凹槽，穿孔管的穿孔處外部設(shè)置橡膠套筒，橡膠套筒的左端和右端分別通過匝絲固定在穿孔管和出口連接管的凹槽里，外殼體的中部設(shè)置將外殼體的左端和右端相連的波紋管，外殼體、波紋管、橡膠套筒之間形成腔室，充氮閥固定在外殼上并與腔室相連通。本實用新型既實現(xiàn)了對充液管路噪聲的控制，同時又實現(xiàn)了對管路振動的衰減。
【專利說明】一種管路振動噪聲抑制器結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及的是一種減振降噪裝置，具體地說是適用于船舶、航空等行業(yè)中的充液管路系統(tǒng)的減振降噪裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]管路系統(tǒng)在國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域及日常生活中應(yīng)用廣泛，尤其在船舶工業(yè)領(lǐng)域的充液管路系統(tǒng)中(如冷卻用水管路及生活用水管路等)。在充液管路中含有動力性原件，會激發(fā)管路產(chǎn)生振動，管路的振動和噪聲會傳遞到其它結(jié)構(gòu)，同時激勵這一結(jié)構(gòu)產(chǎn)生聲福射；管路內(nèi)的噪聲不僅可以通過管壁向外輻射，還可以在出口處直接向環(huán)境中輻射。在船舶管路系統(tǒng)中，由于特殊的工作環(huán)境，在充液管路中常伴有介質(zhì)的振蕩或脈動，而介質(zhì)脈動能夠產(chǎn)生交變力，這樣就形成了管路及其連接附件的振動。強烈振動會使管路及連接附件破裂，使得它們之間的連接部分產(chǎn)生松動，引起船體的結(jié)構(gòu)振動。管路脈動除引發(fā)噪聲外，還能直接導(dǎo)致管路的機械振動和應(yīng)力脈動，特別是當(dāng)壓力脈動頻率與管路系統(tǒng)的固有頻率非常接近時，這些結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生共振，具有很大的破壞作用。
[0003]在充液管路系統(tǒng)中，對壓力脈動進(jìn)行衰減和濾波的最常用方法是在管路中安裝液體消聲器等輔助設(shè)備?，F(xiàn)階段常見的降低充液管路系統(tǒng)流量脈動或壓力脈動的方法是采用蓄能器、消聲器和動壓反饋裝置。充液管路消聲器主要有由空氣消聲器演化而來的擴(kuò)張式、內(nèi)插管式、共振式等抗性消聲結(jié)構(gòu)以及蓄能器。蓄能器的安裝能夠起到有效的吸收流量脈動和減少壓力沖擊的作用，但由于船舶艙室內(nèi)部空間有限，大體積蓄能器無法滿足有限空間布置的要求，同時管路液體脈動工況多變，蓄能器單一諧振頻率無法同時衰減寬頻流體脈動。
[0004]目前，消聲器在輸氣管路中應(yīng)用廣泛，其實際應(yīng)用理論已相當(dāng)成熟，但對于液體介質(zhì)的消聲器實際應(yīng)用較少，由于液體密度高于氣體密度，在船舶上有限空間內(nèi)實現(xiàn)液體消聲困難較大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的在于提供既實現(xiàn)了對充液管路噪聲的控制，同時又實現(xiàn)了對管路振動的衰減的一種管路振動噪聲抑制器結(jié)構(gòu)。
[0006]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0007]本實用新型一種管路振動噪聲抑制器結(jié)構(gòu)，其特征是:包括穿孔管、出口連接管、外殼體、充氮閥、橡膠套筒、波紋管，穿孔管的右端與出口連接管嵌合相連，外殼體的左端通過螺紋套裝在穿孔管的左端，出口連接管上設(shè)置凸臺，外殼體的右端套裝在出口連接管上并頂在凸臺上，穿孔管中部的側(cè)壁上設(shè)置穿孔，穿孔管的左部和出口連接管的左部均設(shè)置凹槽，穿孔管的穿孔處外部設(shè)置橡膠套筒，橡膠套筒的左端和右端分別通過匝絲固定在穿孔管和出口連接管的凹槽里，外殼體的中部設(shè)置將外殼體的左端和右端相連的波紋管，夕卜殼體、波紋管、橡膠套筒之間形成腔室，充氮閥固定在外殼上并與腔室相連通。
[0008]本實用新型還可以包括:
[0009]1、橡膠套筒與穿孔管之間設(shè)置金屬絲網(wǎng)，金屬絲網(wǎng)與穿孔管黏合在一起。
[0010]2、所述的橡膠套管為丁晴橡膠，橡膠套管與穿孔管穿孔處接觸處的厚度小于橡膠套管其它位置的厚度。
[0011]3、穿孔管的穿孔處的穿孔率為50%，穿孔管外覆蓋的金屬絲網(wǎng)采用22目。
[0012]4、橡膠套管與穿孔管穿孔處接觸處的厚度為2mm，橡膠套管其它位置的厚度為3mm ο
[0013]5、所述的波紋管為金屬波紋管。
[0014]本實用新型的優(yōu)勢在于:本實用新型不僅能夠有效地抑制水動力噪聲，還能夠通過波紋管與橡膠的配合實現(xiàn)對管路振動的控制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的消聲裝置原理圖一；
[0016]圖2為本實用新型的消聲裝置原理圖二；
[0017]圖3為本實用新型的結(jié)構(gòu)剖視圖；
[0018]圖4減振降噪裝置實驗測量框圖。

【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖舉例對本實用新型做更詳細(xì)地描述:
[0020]結(jié)合圖1?4，本實用新型目的是提供一種減振降噪裝置，主要用于充液管路的減振降噪。該裝置不僅結(jié)構(gòu)緊湊，還能實現(xiàn)對不同壓力下管路的減振降噪。該消聲器與傳統(tǒng)的消聲器的消聲原理不同，它包含有與管道軸線方向安放的橡膠套筒4。管道入口 13處有上游入射聲波進(jìn)入，如圖1所示。管道入口 13聲波與橡膠套筒4的振動相互耦合，使橡膠套筒4產(chǎn)生形變，如圖2所示。腔室12內(nèi)為氣體，這就利用氣體的可壓縮性，使不可壓縮的流體得到“膨脹”，達(dá)到消減流體脈動的效果，同時橡膠套筒的振動和氣體的“膨脹”和“壓縮”也消耗了流體噪聲。
[0021]對于這種管路振動噪聲抑制器而言，最重要的消聲元件是橡膠套筒4，而橡膠套筒4的楊氏模量、密度選擇非常重要，由于丁腈橡膠具有楊氏模量小、耐熱性好、粘接力強且對微小壓力變形反應(yīng)靈敏等特點，故在本裝置中選擇丁腈橡膠為橡膠套筒4的材料。橡膠套筒4與穿孔管I接觸處的推薦厚度2_，有利于橡膠套筒4對管路脈動液體做出靈敏的反應(yīng)，橡膠套筒兩端為3_厚,這是因為橡膠套筒為連接穿孔管I與出口連接管8的材料,需要有一定的結(jié)構(gòu)強度，在橡膠套筒4兩端用強力膠與穿孔管I黏合，并且在楔形槽15處用匝絲綁緊，保證氣密性。
[0022]對于這種管路振動噪聲抑制器而言，波紋管10與橡膠套筒4以及穿孔管I嵌合處能夠在一定范圍內(nèi)產(chǎn)生拉伸和錯位，當(dāng)振動通過外殼體2傳遞時,能夠?qū)崿F(xiàn)對振動的衰減。
[0023]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:它具有一個圓筒形穿孔管I且與出口連接管8嵌合連接，穿孔管I外包覆有金屬絲網(wǎng)6，金屬絲網(wǎng)6通過強力膠與穿孔管I黏合在一起；金屬絲網(wǎng)6的外圍被打磨光滑，以防金屬絲網(wǎng)6的毛刺對橡膠套筒4的破壞；金屬絲網(wǎng)6外包覆有橡膠套筒4，橡膠套筒4與波紋管10、外殼體2構(gòu)成一腔室；穿孔管I的右端面與出口連接管8是嵌合的，能夠在軸向移動。外殼體2通過波紋管10連接，能夠有效地抑制振動的傳遞。
[0024]作為本實用新型的一種管路振動噪聲抑制器:包括一個圓筒形內(nèi)層穿孔管1，穿孔區(qū)在穿孔管I中部，靠近兩端部位不穿孔，穿孔管I的穿孔率為50% ;穿孔管I外覆蓋的金屬絲網(wǎng)6推薦采用22目。
[0025]作為本實用新型的一種管路振動噪聲抑制器:穿孔管I外包覆有金屬絲網(wǎng)6，金屬絲網(wǎng)6的網(wǎng)孔的作用是防止柔軟的橡膠套筒4由于壓力突然降低而被吸陷入穿孔管I ;同時當(dāng)管路壓力波動較大時金屬絲網(wǎng)6起到防止液體沖擊橡膠套筒4的作用。
[0026]作為本實用新型的一種管路振動噪聲抑制器:對腔室12中預(yù)先充入壓力為管路中靜壓力的80%的氣體。實際操作中，可以隨著管路的不同靜壓力對腔室12充入不同壓力的氣體，實現(xiàn)對不同靜壓力的管路脈動的衰減作用。
[0027]作為本實用新型的一種管路振動噪聲抑制器:波紋管10是管路減振的核心部件，波紋管10是一種能自由伸縮的彈性補償元件，具有工作可靠、性能優(yōu)良、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點。由于金屬波紋管10具有有效伸縮變形的性質(zhì)，能用來吸收管路因壓力變化和振動等原因而產(chǎn)生的形變，可吸收軸向、橫向以及角向的變形造成的位移，實現(xiàn)對管路吸收振動、降低噪聲的作用。
[0028]在本實用新型中，使用穿孔管I將消聲器的進(jìn)出口連接起來是為了降低流體的流動阻力損失。對于管內(nèi)流體的流動來說，穿孔管I的引入相當(dāng)于增加了一個引導(dǎo)橋，使流體能夠順利地通過，從而降低流動阻力損失。
[0029]圖3給出了這種減振降噪裝置的結(jié)構(gòu)圖，包括穿孔管1、外殼體2、橡膠套筒4、金屬絲網(wǎng)6、出口連接管8、充氮閥9及波紋管10等。選擇橡膠套筒4的材料為丁腈橡膠且布置為圓筒形結(jié)構(gòu)，丁腈橡膠被加工成中間2_厚度、兩端3_厚度的形狀，中間相對較薄的部分有利于橡膠套筒對管路脈動液體做出靈敏的反應(yīng)，兩端加厚有利于對橡膠套筒4的固定，能夠保證橡膠套筒4的結(jié)構(gòu)強度。橡膠套筒4兩端固定在穿孔管I右側(cè)及出口連接管8左側(cè)，在這兩側(cè)分別有兩個楔形槽15，這有利于對橡膠套筒4的固定及對腔內(nèi)氣體的密封。金屬絲網(wǎng)6覆蓋在穿孔管I上，兩端用強力膠與穿孔管黏合起來。橡膠套筒4套在金屬絲網(wǎng)6外側(cè)，兩端涂上膠水并用匝絲3勒緊密封，橡膠套筒4將穿孔管I與出口連接管8連接成一個整體。為了安裝配合方便，在穿孔管I左端處設(shè)置螺紋，將其與外殼體2端面處的螺紋連接起來，并在螺紋處涂上密封膠，以保證腔室的氣密性。外殼體2與出口連接管8處利用O型圈7密封，O型圈7密封安裝拆卸方便，能應(yīng)用于各種運動條件，同時具有自緊密封作用，能實現(xiàn)雙向密封，在靜密封時可以做到?jīng)]有泄漏，工作中還能彌補一定的密封面加工缺陷。
[0030]該裝置能在實際的流體管路減振降噪中得到應(yīng)用。圖4是該實例的應(yīng)用效果驗證實驗臺原理圖:將本裝置直接安裝在有流體振動噪聲問題的管路上，電機帶動管路中泵的運轉(zhuǎn)，泵向管路輸送含有脈動壓力的液體。根據(jù)管路工作壓力的不同通過充氮閥9對腔室12進(jìn)行預(yù)先充入一定壓力的氮氣。液體首先通過待測裝置上游區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)安裝有動態(tài)壓力傳感器及加速度傳感器，檢測待測裝置上游管路的脈動壓力的大小及管壁加速度的大小。液體通過該裝置后，從出口端14進(jìn)入下游管路，在該裝置下游管路上同樣放置有壓力脈動傳感器及加速度傳感器，通過該壓力脈動傳感器能夠檢測出管路下游脈動壓力及管壁加速度的大小。結(jié)合該裝置上下游脈動壓力、加速度數(shù)值，能夠分析出該裝置的消聲性能和對振動的衰減性能。
[0031]本實用新型包括外殼體2、橡膠套筒4與波紋管10。外殼體2、橡膠套筒4與波紋管10構(gòu)成腔室12。當(dāng)橡膠套筒4在管道入口 13入射聲波的激勵下振動時，腔室12內(nèi)部氣體在入射聲波的影響下會產(chǎn)生微幅的壓縮和膨脹，實現(xiàn)對脈動的衰減。同時，利用橡膠套筒4與波紋管10的伸縮性能，實現(xiàn)對振動的控制。
[0032]若沒有波紋管10，當(dāng)管路振動傳遞到該裝置外殼體2的一端時，會直接傳遞到另一端；增加波紋管10后，當(dāng)管路振動時，連接外殼體2兩端的波紋管10會由于振動的傳遞產(chǎn)生形變，隔斷振動的傳播，同時橡膠套筒4也產(chǎn)生相應(yīng)形變，實現(xiàn)減振作用。
[0033]由于要求橡膠套筒4在微小擾動下具有靈敏的伸縮性能，結(jié)合裝置特性選擇橡膠套筒4的材料為丁腈橡膠。丁腈橡膠采用圓筒形結(jié)構(gòu)，丁腈橡膠被加工成中間2_厚度、兩端3mm厚度的形狀，中間相對較薄的部分有利于橡膠套筒對管路脈動液體做出靈敏的反應(yīng)，兩端加厚有利于對橡膠套筒4的固定，能夠保證橡膠套筒4的結(jié)構(gòu)強度。
[0034]波紋管10采用金屬薄片材料，U型排列，在內(nèi)部脈動壓力作用下能沿管子軸向伸縮，使活動端產(chǎn)生與壓力成一定比例關(guān)系的位移，實現(xiàn)吸收管路振動的作用。在兩端連接處采用焊接方式，保證充壓環(huán)境下結(jié)構(gòu)的強度。
[0035]橡膠套筒4與外殼體2圍繞而成腔室12，腔室12能夠跟隨橡膠套筒4的脹縮而改變大小，實現(xiàn)對流體脈動的衰減作用。為了保證加工工藝方便以及結(jié)構(gòu)上滿足強度，充氮閥9與外殼體2為焊接連接，通過充氮閥9對腔室12充入不同壓力的氣體，能實現(xiàn)不同靜壓力下對管路壓力脈動的控制。
【權(quán)利要求】
1.一種管路振動噪聲抑制器結(jié)構(gòu)，其特征是:包括穿孔管、出口連接管、外殼體、充氮閥、橡膠套筒、波紋管，穿孔管的右端與出口連接管嵌合相連，外殼體的左端通過螺紋套裝在穿孔管的左端，出口連接管上設(shè)置凸臺，外殼體的右端套裝在出口連接管上并頂在凸臺上，穿孔管中部的側(cè)壁上設(shè)置穿孔，穿孔管的左部和出口連接管的左部均設(shè)置凹槽，穿孔管的穿孔處外部設(shè)置橡膠套筒，橡膠套筒的左端和右端分別通過匝絲固定在穿孔管和出口連接管的凹槽里，外殼體的中部設(shè)置將外殼體的左端和右端相連的波紋管，外殼體、波紋管、橡膠套筒之間形成腔室，充氮閥固定在外殼上并與腔室相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管路振動噪聲抑制器結(jié)構(gòu)，其特征是:橡膠套筒與穿孔管之間設(shè)置金屬絲網(wǎng)，金屬絲網(wǎng)與穿孔管黏合在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種管路振動噪聲抑制器結(jié)構(gòu)，其特征是:所述的橡膠套管為丁晴橡膠，橡膠套管與穿孔管穿孔處接觸處的厚度小于橡膠套管其它位置的厚度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種管路振動噪聲抑制器結(jié)構(gòu)，其特征是:穿孔管的穿孔處的穿孔率為50%，穿孔管外覆蓋的金屬絲網(wǎng)采用22目。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種管路振動噪聲抑制器結(jié)構(gòu)，其特征是:穿孔管的穿孔處的穿孔率為50%，穿孔管外覆蓋的金屬絲網(wǎng)采用22目。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種管路振動噪聲抑制器結(jié)構(gòu)，其特征是:橡膠套管與穿孔管穿孔處接觸處的厚度為2mm，橡膠套管其它位置的厚度為3mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種管路振動噪聲抑制器結(jié)構(gòu)，其特征是:所述的波紋管為金屬波紋管。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種管路振動噪聲抑制器結(jié)構(gòu)，其特征是:所述的波紋管為金屬波紋管。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種管路振動噪聲抑制器結(jié)構(gòu)，其特征是:所述的波紋管為金屬波紋管。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種管路振動噪聲抑制器結(jié)構(gòu)，其特征是:所述的波紋管為金屬波紋管。
【文檔編號】F16L55/04GK203836478SQ201420261953
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月21日
【發(fā)明者】柳貢民, 馮亮, 張文平 申請人:哈爾濱工程大學(xué)