一种声腔模态可调的烟风道消声器的制作方法

1.本发明涉及机械工业技术领域，更具体地说，涉及一种声腔模态可调的烟风道消声器。


背景技术：

2.工业烟气治理是大气环保领域的重要课题，烟气排放噪声主要发生在引风机至烟囱出口段，其噪声类型分为结构噪声和流体噪声，结构噪声主要是引风机本体及相邻烟道的机械振动，流体噪声包括引风机出口烟气脉动噪声、湍流颤振和快速流动噪声；结构噪声通过设置引风机房对其噪声源头进行隔离治理，流体噪声则需要在烟风道加装消声器对其噪声能量进行衰减和吸收。
3.现有烟气净化工艺中的引风机出口烟风道消声器，主要采用固定装配消声片进行消声，消声片为微穿孔板式消声片结构。
4.消声器的研究方向主要围绕消声片的形状和布置方式两个方面展开，尽量提高其消声效率，消声器的具体设计方法是依照引风机出口噪声的峰值频段，对消声器的结构参数进行设计，使得噪声在消声器内得到最大程度的衰减和吸收。
5.但是，随着引风机使用过程中的工况改变以及引风机磨损故障等会导致其噪声峰值频段迁移，这种迁移使得消声片的共振消声性能下降，影响消声效果，也由此导致了消声器在烟气净化行业中使用寿命不佳的问题。
6.综上所述，如何提供一种能够适用于引风机不同噪声峰值频段的烟风道消声器，是本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

7.有鉴于此，本发明提供一种声腔模态可调的烟风道消声器，其在使用过程中内部的偏转消声片的角度可调，达到调整声腔模态的效果，确保声腔模态与引风机及管路噪声源峰值频率段相匹配，提高消声效果和该烟风道消声器的使用寿命。
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
9.一种声腔模态可调的烟风道消声器，包括：
10.壁壳，所述壁壳呈环状，且壁壳的两端开口分别为烟气入口和烟气出口；
11.电机执行器，所述电机执行器安装在所述壁壳外，并且所述电机执行器的输出轴伸入所述壁壳内部；
12.偏转消声片，所述偏转消声片固定在所述输出轴上并位于所述壁壳内，所述偏转消声片能够在所述输出轴的驱动作用下绕所述输出轴转动以调整角度。
13.优选的，上述烟风道消声器中，所述电机执行器的输出轴为多个，并且各所述输出轴分别能够绕自身轴线转动的安装于所述壁壳；每个所述输出轴上分别装配不同的偏转消声片。
14.优选的，上述烟风道消声器中，所述电机执行器还包括电机，所述电机通过电机安
装法兰装配于所述壁壳，并且所述电机通过曲柄连杆机构驱动各所述输出轴同时以相同的角速度分别绕自身轴线转动。
15.优选的，上述烟风道消声器中，所述曲柄连杆机构包括：
16.曲柄，所述曲柄固定在所述输出轴上，并且所述曲柄与所述输出轴一一对应；
17.连杆，所述连杆的两端分别与两个不同的所述曲柄铰接；所述连杆的数量比所述曲柄的数量少1，并且各连杆将所有的所述输出轴依次连接；
18.其中，所述电机的轴与一个所述输出轴相连。
19.优选的，上述烟风道消声器中，还包括指针和刻度板，所述指针固定在所述输出轴上，所述刻度板固定在所述壁壳上。
20.优选的，上述烟风道消声器中，各所述输出轴沿所述壁壳的烟气入口到烟气出口的方向依次排布，并且各输出轴的轴线分别沿垂直于所述烟气入口到烟气出口的方向布置；所有输出轴的轴线位于同一平面内。
21.优选的，上述烟风道消声器中，所述电机执行器为多个，各所述电机执行器沿第一方向依次布置；所述第一方向与所述烟气入口到所述烟气出口的方向垂直，并与所述电机执行器中输出轴的轴线垂直。
22.优选的，上述烟风道消声器中，所述壁壳的外侧安装有轴承座；每个所述输出轴分别穿设于壁壳，且各所述输出轴的两端分别装配于所述壁壳两侧的轴承座处。
23.优选的，上述烟风道消声器中，还包括固定消声片，所述固定消声片固定在所述壁壳内，并且所述固定消声片的板面与由所述烟气入口到所述烟气出口的方向平行。
24.优选的，上述烟风道消声器中，消声片包括镀锌薄板外壁和吸声材料层，所述镀锌薄板外壁的两侧板面分别开设有小孔，并且所述镀锌薄板外壁的内部形成容置腔；所述吸声材料层固定在所述容置腔内，并且所述吸声材料层与所述镀锌薄板外壁的两侧板面之间分别具有间隙。
25.本发明提供一种声腔模态可调的烟风道消声器，包括壁壳、电机执行器和偏转消声片；壁壳呈环状，且壁壳的两端开口分别为烟气入口和烟气出口；电机执行器安装在壁壳外，并且电机执行器的输出轴伸入壁壳内部；偏转消声片固定在输出轴上并位于壁壳内，偏转消声片能够在输出轴的驱动作用下绕输出轴转动以调整角度。
26.本发明提供的烟风道消声器在使用过程中，其内部的偏转消声片的角度可调，能达到调整声腔模态的效果，确保声腔模态与引风机及管路噪声源峰值频率段相匹配，加强消声片垂直方向的共振烈度，极大地提高消声片的吸声效率，能解决现有消声器无法匹配引风机出口振动峰值频段迁移引起的消声效果和使用寿命降低的问题。
附图说明
27.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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本发明实施例提供的声腔模态可调的烟风道消声器的主视结构示意图；
29.图2为本发明实施例提供的声腔模态可调的烟风道消声器的侧视结构示意图；
30.图3为本发明实施例提供的电机执行器的结构示意图；
31.图4为本发明实施例提供的消声片的结构示意图；
32.图5为本发明实施例提供的偏转消声片呈水平姿态时的结构示意图；
33.图6为本发明实施例提供的偏转消声片与水平方向呈一定夹角时的结构示意图；
34.图7为本发明实施例提供的不同电机执行器1中消声片与水平方向夹角不同时的结构示意图；
35.其中，图1-图7中：
36.电机执行器1；壁壳2；固定消声片3；偏转消声片4；电机5；电机安装法兰6；刻度板7；连杆8；曲柄9；轴承座10；镀锌薄板外壁01；吸声材料层02。
具体实施方式
37.本发明实施例公开了一种声腔模态可调的烟风道消声器，在使用过程中其内部的偏转消声片的角度可调，达到调整声腔模态的效果，确保声腔模态与引风机及管路噪声源峰值频率段相匹配，提高消声效果和该烟风道消声器的使用寿命。
38.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.请参阅图1-图7，本发明实施例提供一种声腔模态可调的烟风道消声器，包括壁壳2、电机执行器1和偏转消声片4；壁壳2呈环状，且壁壳2的两端开口分别为烟气入口和烟气出口；壁壳2用于与烟风道对接；电机执行器1安装在壁壳2外，并且电机执行器1的输出轴伸入壁壳2内部；偏转消声片4固定在上述输出轴上并位于壁壳2内，偏转消声片4能够在输出轴的驱动作用下绕输出轴转动以调整角度。
40.本实施例提供的烟风道消声器在使用过程中，其内部的偏转消声片4的角度可调，能达到调整声腔模态的效果，确保声腔模态与引风机及管路噪声源峰值频率段相匹配，加强消声片垂直方向的共振烈度，极大地提高偏转消声片4的吸声效率，能解决现有消声器无法匹配引风机出口振动峰值频段迁移引起的消声效果和使用寿命降低的问题。
41.具体的，上述烟风道消声器中，电机执行器1的输出轴为多个，并且各输出轴分别能够绕自身轴线转动的安装于壁壳2；每个输出轴上分别装配有不同的偏转消声片4。壁壳2的外侧安装有轴承座10；每个输出轴分别穿设于壁壳2，且各输出轴的两端分别装配于壁壳两侧的轴承座10处，如图1所示。
42.电机执行器1除输出轴外还包括电机5，电机5通过电机安装法兰6装配于壁壳2，并且电机5通过曲柄连杆机构驱动各输出轴同时以相同的角速度分别绕自身轴线转动。
43.电机5为一个，且为步进电机。
44.本实施例提供的烟风道消声器中，电机5能同时驱动多个输出轴以相同的角速度转动，实现同时调整各输出轴上偏转消声片4的角度，既提高调整效率，又简化结构。
45.上述烟风道消声器中，曲柄连杆机构包括：
46.曲柄9，曲柄9固定在输出轴上，并且曲柄9与输出轴一一对应(即曲柄9与输出轴个数相同，每个输出轴上分别固定有一个曲柄9，且各曲柄9分别固定在不同的输出轴上)；
47.连杆8，连杆8的两端分别与两个不同的曲柄9铰接；连杆8的数量比曲柄9的数量少1，并且各连杆8将所有的输出轴依次连接；
48.其中，电机5的轴与一个输出轴相连。
49.应用时，电机的轴驱动与之相连的输出轴绕自身轴线转动，该输出轴通过曲柄连杆机构带动剩余的所有输出轴同时以相同的角速度转动。
50.为了便于用户观察和控制输出轴的转动角度，上述实施例提供的烟风道消声器中还包括指针和刻度板7，指针固定在输出轴上，刻度板7固定在壁壳2(具体固定在安装于壁壳2的轴承座10)上，如图2和3所示。
51.刻度板7为弧形，其上标示有角度刻度。
52.具体的，上述烟风道消声器的电机执行器1中，各输出轴沿壁壳2的烟气入口到烟气出口的方向依次排布，并且各输出轴的轴线分别沿垂直于烟气入口到烟气出口的方向布置；所有输出轴的轴线位于同一平面内。
53.上述电机执行器1为多个，各电机执行器1沿第一方向依次布置；第一方向与烟气入口到烟气出口的方向垂直，并且第一方向与电机执行器1中输出轴的轴线垂直。
54.优选的，上述烟风道消声器中，还包括固定消声片3，固定消声片3固定在壁壳2内，并且固定消声片3的板面与由烟气入口到烟气出口的方向平行。
55.固定消声片3焊接在壁壳2的内壁，可设置为1个或多个，固定消声片3将壁壳2内部空间分割为多个部分。
56.固定消声片3上与输出轴对应的位置设有输出轴穿设孔。壁壳2的外壁面设有保温层、内壁面设有吸声材料层。
57.上述实施例提供的烟风道消声器中，固定消声片3和偏转消声片4分别为微穿孔板式消声片，具体结构如下：
58.包括镀锌薄板外壁01和吸声材料层02，镀锌薄板外壁01的两侧板面分别开设有孔径为d的小孔，并且镀锌薄板外壁01的内部形成容置腔；吸声材料层02固定在容置腔内，并且吸声材料层与镀锌薄板外壁的两侧板面之间分别具有间隙t，如图4所示。
59.该消声片中，吸声材料层02与镀锌薄板外壁01之间的间隙空间腔体和镀锌薄板外壁01的小孔组成消声片的抗性消声结构，内置的吸声材料层02为消声片的阻性吸声结构。
60.本实施例提供三种不同类型的偏转消声片4组合案例：
61.①
所有偏转消声片4水平放置，即倾角为0
°
，如图5所示；
62.②
所有偏转消声片4顺时针转动一定角度，如图6所示；
63.③
不同电机执行器1中偏转消声片4按不同时针方向转动一定角度，如图7所示。
64.上述三种不同偏转角度的组合方式构成消声器多种内部声腔结构，由此带来声腔频率的改变。
65.工作时，电机执行器1电机5的轴旋转，通过曲柄连杆机构，带动该电机执行器1所有输出轴转动，进而控制与输出轴相连的所有偏转消声片4的偏转角度，各电机执行器1分别调整与之配合的偏转消声片4的偏转角度，可实现改变消声器内部声腔的形状，最终实现消声器内部声腔模态改变，调整声腔模态频率与风机噪声峰值频段相近，增加消声器内部的噪声质点共振，以此增强消声器的消声效果。
66.具体实验时，分别挑顶消声片角度为0
°
、15
°
和30
°
，仿真得到消声器声腔沿消声片
垂直方向振型频率点分别为34.23hz、69.96hz、86.43hz，结果显示消声器声腔模态得到较大程度的改变，能够影响消声器低频段的共振消声性能。
67.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
68.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。