一种用于精密检测仪器实验台的吸振消音装置

1.本发明属于精密检测仪器技术领域中吸振消音的技术范畴，尤其涉及一种用 于精密检测仪器实验台的吸振消音装置。


背景技术：

2.精密检测仪器一个特殊的设备领域，在工作过程中，对噪音和振动非常敏 感，振动和噪声会对检测结果造成影响，导致检测结果偏离实际检测值。
3.而引起气动管路振动原因有两种：一种是由于压缩机动力平衡不良引起的 振动，另一种由于气流振动引起的共振。
4.其中，由于压缩机动力平衡不良引起的振动，可以将压缩机设置在远离精 密检测仪器的位置，即可解决。
5.由于气动管路需要连接到精密检测仪器中，因此由于气流振动引起的共振 就不可避免地被引入到精密检测仪器中，对精密检测仪器的检测造成影响。
6.现有技术中，对于由于气流振动引起的共振主要采用两种方式进行：
7.1.增加缓冲结构，将管路的直径改变，改变管路的固有频率从而减弱共振 的产生；
8.2.设置孔板，改变气流中声波的传播路径，使其在传播过程中由压力驻波 转为行波，达到减弱启动管道振动的目的。
9.然而上述现有技术中，依然不能有效地同时降低噪声和减轻气动管路的振 动，进而导致在气动执行元件在精密检测仪器实验台中应用中会影响检测的精 度，因此依然存在气动管路的振动和噪声影响精密检测仪器实验台精密仪器的 检测结果的技术问题。


技术实现要素：

10.本发明要实现的目标是：解决气动管路的振动和噪声影响精密检测仪器实 验台精密仪器的检测结果的技术问题。
11.为了实现上述目标，本发明提供一种用于精密检测仪器实验台的吸振消音 装置。
12.本发明所采用的具体技术方案为：
13.一种用于精密检测仪器实验台的吸振消音装置，用于降低实验台气路的噪 声和振动，所述吸振消音装置包括：
14.进气组件，用于连接气路管道并将气路管道的气流供给吸振消音装置；
15.特斯拉消音组件，包括两个对称的半圆柱状消音块，消音块上设有若干特 斯拉流道，特斯拉流道接收所述进气组件提供的气流；两个对称的半圆柱状消 音块闭合形成圆柱状消音柱，两个对称的半圆柱状消音块的结合面通过第一弹 性金属片隔开，消音柱的外圆周套设有空腔，空腔内填充有剪切增稠液体stf， 所述第一弹性金属片延伸至所述空腔的剪切增稠液体stf内；
16.振动吸收组件，包括通气管，通气管插设在所述空腔内，通气管与所述特 斯拉流
道连接，通气管的管壁设有若干薄壁腔体，薄壁腔体的一侧与通气管的 气流接触，薄壁腔体的另一侧与所述空腔内的剪切增稠液体stf接触；
17.出气组件，用于连接气路管道并将吸振消音装置处理完成的气流排出。
18.采用这样的设计，进气组件和出气组件，将本发明的吸振消音装置连接在 气动管路中，无需考虑管路的布置问题，无需考虑管路变径的具体变换位置， 仅需将本发明按要求连接在气动管路中即可，比如，在进入精密检测仪器实验 台前一米处安装一个吸振消音装置，再比如在精密检测仪器实验台内气路的转 接处连接吸振消音装置。
19.特斯拉消音组件中的特斯拉流道，采用特斯拉阀的原理，为现有技术，当 气流正向通过特斯拉阀的时候，流体会在每一个回路口分为两路，之后两路流 体又会在下一个交汇口汇聚，并实现加速，反之，如果气流反向流入特斯拉阀， 流体同样会在第一个交汇口分为两路，并在第二个交汇口再次汇聚，不同的是， 这一次，两路气流的流动方向是相悖的，所以就形成了极大的阻力，因此特斯 拉流道能够正向通过，而反向时两路气流相互作用削弱流体的冲击力。
20.根据上述特斯流道的原理，本发明将气路中的气流逆向通过特斯拉流道， 使得气流中的声波相互抵消，同时特斯拉流道设置若干条，使得特斯拉流道前 后的气流流量保持一致；而第一弹性金属片的设置，气路的振动以及气流的冲 击传递给第一弹性金属片，由于第一弹性金属片延伸至所述空腔的剪切增稠液 体stf内，因此气流引起的管路振动最终被传递给所述空腔的剪切增稠液体stf 内。
21.其中，剪切增稠液体stf是由聚乙二醇和硅微粒组成，聚乙二醇是一种应 用广泛的无毒液体，能承受的温度范围很广，极其细小的硅微粒是stf的另一 成分，当运动缓慢时，硬质粒子能够到处运动，剪切增稠液体stf呈现液态， 但当运动迅速的时候，硬质粒子互相碰撞，阻碍了彼此的运动，剪切增稠液体 stf变得强韧，这种流动性很强的液体和坚硬的微粒结合后，能形成一种刚性的 材料，当振动减弱或者消失时，剪切增稠液体stf再次恢复呈现液态。
22.因此，因此气流引起的管路振动最终被传递给所述空腔的剪切增稠液体stf 内，被空腔的剪切增稠液体stf吸收用于其从液态向固态转变，由于振动被吸 收，导致振动减弱，甚至消失，此时由于振动没有持续供应，剪切增稠液体stf 再次恢复呈现液态，当下一次气流引起的管路振动最终被传递给所述空腔的剪 切增稠液体stf内时，再次实现吸收振动的目的。
23.需要指出的是，气流振动引起的共振，引起的振动和噪声是同时发生的， 而特斯拉流道和第一弹性金属片的吸振消音作用不是独立进行，即特斯拉流道 在消音的同时也减弱振动的传递，同样，第一弹性金属片的吸振功能，也减弱 了气流中声音的传递。
24.进一步的，通气管的管壁设有若干薄壁腔体，薄壁腔体的一侧与通气管的 气流接触，薄壁腔体的另一侧与所述空腔内的剪切增稠液体stf接触，薄壁腔 体与第一弹性金属片作用相同，在气流离开特斯拉流道后，通过通气管，气流 中残留的声波和冲击力继续作用在薄壁腔体，传递给剪切增稠液体stf，被进一 步吸收。
25.通过上述一系列的吸振消音，当气流到达执行元件时，冲击力和声波被大 大减弱，甚至消失，根据连通器原理，到达执行元件的气体依然保持原有的压 力，用于驱动执行元件运动。
26.作为本发明的进一步改进，所述第一弹性金属片与半圆柱转消音块的结合 面之间设有密封垫，用于防止特斯拉流道内的气体渗漏，同时防止空腔内填充 的剪切增稠液体stf渗漏。
27.作为本发明的进一步改进，所述特斯拉流道的流道壁上设有第二弹性金属 片，所述第二弹性金属片卡接在所述流道壁上，所述第二弹性金属片延伸至所 述空腔的剪切增稠液体stf内。
28.采用这样的设计，增大了特斯拉流道中气流中声波传动传递给剪切增稠液 体stf的接触面积，进而将更多的声波吸收，并将声波引起的振动传递给剪切 增稠液体stf，用于其从液态向固态转变，达到吸振消音的目的。
29.作为本发明的进一步改进，所述特斯拉流道的流道壁上设有凸字型的卡槽， 所述第二弹性金属片设有凸字型凸缘，所述凸缘与所述卡槽配合。
30.作为本发明的进一步改进，所述第二弹性金属片与第一弹性金属片连接， 通过第一弹性金属片延伸至所述空腔的剪切增稠液体stf内。
31.作为本发明的进一步改进，所述薄壁腔体呈椭球状，薄壁腔体的长轴方向 的两个顶点与所述通气管的管壁焊接在一起。
32.作为本发明的进一步改进，所述薄壁腔体内填充有剪切增稠液体stf内， 且薄壁腔体填充的剪切增稠液体stf浓度为a，所述空腔填充的剪切增稠液体 stf浓度为b，a＞b。
33.作为本发明的进一步改进，所述薄壁腔体的薄壁设有若干褶皱，用于增大 与所述气流的接触面积。
34.作为本发明的进一步改进，出气组件设有出气管，出气管的内径为c，所述 通气管的内径为d，c＞2d。将管路的直径改变，改变管路的固有频率从而进一步 减弱共振的产生。
35.作为本发明的进一步改进，所述出气管的末端快速接头用于接通后续气路 管道。
36.本发明的积极效果是：
37.1.气路中的气流逆向通过特斯拉流道，使得气流中的声波相互抵消，同时 特斯拉流道设置若干条，使得特斯拉流道前后的气流流量保持一致，第一 弹性金属片的设置，将气流引起的管路振动最终被传递给所述空腔的剪切 增稠液体stf内，实现吸收振动的目的。
38.2.在气流离开特斯拉流道后，通过通气管，气流中残留的声波和冲击力继 续作用在薄壁腔体，传递给剪切增稠液体stf，被进一步吸收。
39.3.进气组件和出气组件，将本发明的吸振消音装置连接在气动管路中，无 需考虑管路的布置问题，无需考虑管路变径的具体变换位置，仅需将本发明按 要求连接在气动管路中即可，便于连接。
附图说明
40.图1是本发明一种用于精密检测仪器实验台的吸振消音装置四分之一的立 体剖视图；
41.图2是图1中所示本发明一种用于精密检测仪器实验台的吸振消音装置结 构示意图；
42.图3是图2中所示本发明一种用于精密检测仪器实验台的吸振消音装置e-e 向剖
视图；
43.图4是图3中所示本发明一种用于精密检测仪器实验台的吸振消音装置m 处放大图；
44.图5是图4中所示本发明一种用于精密检测仪器实验台的吸振消音装置n 处放大图；
45.图6是图5中所示本发明一种用于精密检测仪器实验台的吸振消音装置的 第二弹性金属片的结构示意图；图7是本发明一种用于精密检测仪器实验台的吸振消音装置的剖视图，用 以显示第一弹性金属片的结构布置状态；
46.图例说明：1-第一快速接头，2-进气组件，3-消音柱，301-消音块， 302-卡槽，4-空腔，401-空腔壁，5-通气管，6-薄壁腔体，7-出气管，8
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末端快速接头，9-第一弹性金属片，10-特斯拉流道，1001-主流道，1002
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交汇流道，1003-回转流道，11-流道接头，12-通气管接头，13-通气管 进气孔，14-通气管外接头，15-固定螺孔，16-第一弹性金属片基部，17
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第一弹性金属片齿部，18-主流道第一弹性金属片，1801-回转流道第一弹性 金属片，18011-第一封装层，18012-剪切增稠液体stf，18013-第二封装层， 1802-凸缘，19-特斯拉消音组件，20-振动吸收组件，21-出气组件。
具体实施方式
47.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述：
48.具体实施例：
49.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长 度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水 平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周 向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便 于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定 的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
50.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
51.以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
52.实施例一：
53.一种用于精密检测仪器实验台的吸振消音装置，用于降低气路对实精密检 测仪器实验台的造成噪音和振动影响，吸振消音装置包括：
54.进气组件2，用于连接气路管道并将气路管道的气流供给吸振消音装置；
55.具体的，如图1、图2和图3所示，进气组件2的进气端设有第一快速接头1，第一快速接头1为气路快速接头，是成熟现有技术，其结构为本领域技术人 员所熟知，在此不再累述，另外，第一快速接头1也可以使用螺纹替代，实现 连接气路管道并将气路管道的气流供给吸振消音装置，进气组件2出气端通过 法兰片与特斯拉消音组件19的进气端连接，连接处设有密封垫，防止气流漏出， 进气组件2中部为光孔，用于气流通过。
56.特斯拉消音组件19，包括两个对称的半圆柱状消音块301，消音块301上设 有若干
特斯拉流道10，特斯拉流道10接收所述进气组件2提供的气流；两个对 称的半圆柱状消音块301闭合形成圆柱状消音柱3，两个对称的半圆柱状消音块 301的结合面通过第一弹性金属片9隔开，消音柱3的外圆周套设有空腔4，空 腔4内填充有剪切增稠液体stf，所述第一弹性金属片9延伸至所述空腔4的剪 切增稠液体stf内；
57.具体的，如图1、图2、图3和图7所示，进气组件2出气端通过法兰片与 特斯拉消音组件19的进气端连接，连接处设有密封垫，防止气流漏出，特斯拉 消音组件19中部设有两个对称的半圆柱状消音块301，两个对称的半圆柱状消 音块301闭合形成圆柱状消音柱3，闭合面设有第一弹性金属片9，将对称的特 斯拉流道10隔开，第一弹性金属片9包括第一弹性金属片基部16，第一弹性金 属片基部16两侧延伸至空腔4的剪切增稠液体stf内，空腔4套设在圆柱状消 音柱3的外侧，特别的，第一弹性金属片基部16两侧设有第一弹性金属片齿部 17，用于增大第一弹性金属片9与剪切增稠液体stf接触面积，同时悬臂设置 的薄板齿状状结构有利于传递振动给剪切增稠液体stf，特斯拉消音组件19的 出气端设有流道接头11，用于汇集各个特斯拉流道10内流出的气体，并与通气 管接头12连接，将特斯拉流道10内流出的气体供给通气管5。
58.特斯拉消音组件中的特斯拉流道，采用特斯拉阀的原理，为现有技术，当 气流正向通过特斯拉阀的时候，流体会在每一个回路口分为两路，之后两路流 体又会在下一个交汇口汇聚，并实现加速，反之，如果气流反向流入特斯拉阀， 流体同样会在第一个交汇口分为两路，并在第二个交汇口再次汇聚，不同的是， 这一次，两路气流的流动方向是相悖的，所以就形成了极大的阻力，因此特斯 拉流道能够正向通过，而反向时两路气流相互作用削弱流体的冲击力。
59.根据上述特斯流道的原理，本发明将气路中的气流逆向通过特斯拉流道， 使得气流中的声波相互抵消，图3所示，气流分成两路分别进入特斯拉流道10 的回转流道1003和主流道1001，之后两路流体又会在下一个交汇口汇聚，即交 汇流道1002处汇集，使得气流中的声波和冲击力相互抵消减弱，同时特斯拉流 道设置若干条，使得特斯拉流道前后的气流流量保持一致；而第一弹性金属片 的设置，气路的振动以及气流的冲击传递给第一弹性金属片，由于第一弹性金 属片延伸至所述空腔的剪切增稠液体stf内，因此气流引起的管路振动最终被 传递给所述空腔的剪切增稠液体stf内。
60.其中，剪切增稠液体stf是由聚乙二醇和硅微粒组成，聚乙二醇是一种应 用广泛的无毒液体，能承受的温度范围很广，极其细小的硅微粒是stf的另一 成分，当运动缓慢时，硬质粒子能够到处运动，剪切增稠液体stf呈现液态， 但当运动迅速的时候，硬质粒子互相碰撞，阻碍了彼此的运动，剪切增稠液体 stf变得强韧，这种流动性很强的液体和坚硬的微粒结合后，能形成一种刚性的 材料，当振动减弱或者消失时，剪切增稠液体stf再次恢复呈现液态。
61.因此，因此气流引起的管路振动最终被传递给所述空腔的剪切增稠液体stf 内，被空腔的剪切增稠液体stf吸收用于其从液态向固态转变，由于振动被吸 收，导致振动减弱，甚至消失，此时由于振动没有持续供应，剪切增稠液体stf 再次恢复呈现液态，当下一次气流引起的管路振动最终被传递给所述空腔的剪 切增稠液体stf内时，再次实现吸收振动的目的。
62.需要指出的是，气流振动引起的共振，引起的振动和噪声是同时发生的， 而特斯
拉流道和第一弹性金属片的吸振消音作用不是独立进行，即特斯拉流道 在消音的同时也减弱振动的传递，同样，第一弹性金属片的吸振功能，也减弱 了气流中声音的传递。
63.振动吸收组件20，包括通气管5，通气管5插设在所述空腔4内，通气管5 与所述特斯拉流道10通过流道接头11连接，气流通过通气管进气孔13进入通 气管5，通气管5的管壁设有若干薄壁腔体6，薄壁腔体6的一侧与通气管5的 气流接触，薄壁腔体6的另一侧与所述空腔4内的剪切增稠液体stf接触，薄 壁腔体6与第一弹性金属片9的作用相同，在气流离开特斯拉流道10后，通过 通气管5，气流中残留的声波和冲击力继续作用在薄壁腔体6上，传递给剪切增 稠液体stf，被进一步吸收。
64.特别的，通气管5的内径为e，通气管进气孔13的内径为f，e＞2f
65.出气组件21，用于连接气路管道并将吸振消音装置处理完成的气流排出。
66.具体的，如图1、图2、图3和图7所示，出气组件21通过通气管外接头14 螺纹连接在通气管5上，出气组件21外圆周套设有空腔4，端部设有末端快速 接头8，末端快速接头8为气路快速接头，是成熟现有技术，其结构为本领域技 术人员所熟知，在此不再累述，另外，末端快速接头8也可以使用螺纹替代， 末端快速接头8圆周还设有固定螺孔15，适用于端面连接的工作环境。
67.采用这样的设计，进气组件和出气组件，将本发明的吸振消音装置连接在 气动管路中，无需考虑管路的布置问题，无需考虑管路变径的具体变换位置， 仅需将本发明按要求连接在气动管路中即可，比如，在进入精密检测仪器实验 台前一米处安装一个吸振消音装置，再比如在精密检测仪器实验台内气路的转 接处连接吸振消音装置。
68.将气路中的气流逆向通过特斯拉流道，使得气流中的声波相互抵消，同时 特斯拉流道设置若干条，使得特斯拉流道前后的气流流量保持一致，第一弹性 金属片的设置，将气流引起的管路振动最终被传递给所述空腔的剪切增稠液体 stf内，实现吸收振动的目的。
69.在气流离开特斯拉流道后，通过通气管，气流中残留的声波和冲击力继续 作用在薄壁腔体，传递给剪切增稠液体stf，被进一步吸收。
70.实施例二：
71.在实施例一的基础上，特斯拉流道10的流道壁上设有凸字型的卡槽302， 第二弹性金属片设有凸字型凸缘1802，凸缘1802与卡槽302配合。
72.具体的，如图4和图5所示，特斯拉流道10分为回转流道1003和主流道 1001，第二弹性金属片设置在主流道1001的部分称为主流道第二弹性金属片18， 第二弹性金属片设置在回转流道1003的部分称为回转流道第二弹性金属片 1801，以回转流道1003的流道壁为例，回转流道1003的流道壁设有凸字型的 卡槽302，而第二弹性金属片设有凸字型凸缘1802，凸缘1802卡接在卡槽302 内，将回转流道第二弹性金属片1801固定在回转流道1003的流道壁上。
73.实施例三：
74.在实施例二的基础上，如图5所示，第二弹性金属片包括第一封装层18011 和第二封装层18013，第一封装层18011和第二封装层18013为第二弹性金属片 的金属基体，以主流道第二弹性金属片18为例，主流道第二弹性金属片18的 金属基体设有贯穿金属基体的开槽，开槽内通过第一封装层18011和第二封装 层18013封装有剪切增稠液体stf18012。
75.前述内容已经宽泛地概述出各个实施例的一些方面和特征，其应该被解释 为仅是各个潜在应用的说明。其他有益结果可以通过以不同方式应用公开的信 息或通过组合公开的实施例的各个方面来获得。在由权利要求限定的范围的基 础上，结合附图地参考对示例性实施例的具体描述可获得其他方面和更全面的 理解。
76.上述实施例对本发明做了详细说明。当然，上述说明并非对本发明的限制， 本发明也不仅限于上述例子，相关技术人员在本发明的实质范围内所作出的变 化、改型、添加或减少、替换，也属于本发明的保护范围。