可调频式声学超材料管道消声装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109493841A(43)申请公布日2019.03.19(21)申请号201811496596.3(22)申请日2018.12.07(71)申请人哈尔滨工程大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学科技处知识产权办公室(72)发明人杜敬涛刘杨(51)Int.Cl.G10K11/162(2006.01)G10K11/172(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称可调频式声学超材料管道消声装置(57)摘要本发明的目的在于提供可调频式声学超材料管道消声装置，包括进出口法兰接头、连接管、膨胀声腔、声学超材料和调频模块。声学超材料由铜质薄膜和质量片组成，调频模块由扭簧卷膜器、手摇卷膜器、刻度盘和导轮组成。利用卷膜器张紧薄膜结构，并在其上粘贴质量片来降低系统的共振频率，进而实现管道的低频消声，并通过手摇卷膜器来调节质量片位置进而控制消声器的消声频带。相比于传统的被动消声器技术，本发明具有调频能力和良好的通流特性，结构简单，容易实现，且由于附加质量片可以得到更好的低频宽带消声特性。CN109493841ACN109493841A权利要求书1/1页1.可调频式声学超材料管道消声装置，其特征是：连接管、膨胀声腔、声学超材料、调频模块，膨胀声腔位于连接管下方，所述声学超材料包括铜质薄膜和质量块，质量块固定在铜质薄膜上，铜质薄膜位于膨胀声腔上方；所述调频模块包括扭簧卷膜器、手摇卷膜器，扭簧卷膜器包括副轴、第一扭簧盒、第二扭簧盒、第一副轴支座、第二副轴支座，第一扭簧盒和第一副轴支座安装在第一端座上，第二扭簧盒和第二副轴支座安装在第二端座上，副轴由第一副轴支座和第二副轴支座支撑，并分别与第一扭簧盒里的扭簧以及第二扭簧盒里的扭簧相连，第一端座和第二端座固定在膨胀声腔外壁上；所述手摇卷膜器包括主轴、第一主轴支座、第二主轴支座、定位轮、手摇柄、前主端座、后主端座，第一主轴支座和定位轮安装在前主端座上，第二主轴支座安装在后主端座上，主轴由第一主轴支座和第二主轴支座支撑，主轴的一个端部经销键连接定位轮，手摇柄连接定位轮，前主端座和后主端座固定在膨胀声腔外壁上；铜质薄膜的一端缠绕于扭簧卷膜器的副轴上，另一端缠绕于手摇卷膜器的主轴上。2.根据权利要求1所述的可调频式声学超材料管道消声装置，其特征是：前主端座里设置限位弹簧，限位弹簧与定位轮之间设置限位球，定位轮上设置球形凹坑，球形凹坑与限位球配合实现定位。3.根据权利要求2所述的可调频式声学超材料管道消声装置，其特征是：限位球在不受压力时，其露出前主端座的高度为其半径的3/5倍，限位球外部涂有润滑油。4.根据权利要求1-3任一所述的可调频式声学超材料管道消声装置，其特征是：铜质薄膜的两侧面并未约束，处于自由释放状态。5.根据权利要求4所述的可调频式声学超材料管道消声装置，其特征是：连接管两个侧面切割出凹槽，铜质薄膜的绝缘边界镶嵌其中并保持相对自由状态。6.根据权利要求1-3任一所述的可调频式声学超材料管道消声装置，其特征是：铜质薄膜在扭簧卷膜器中缠有余量；前主端座上固定有与手摇柄对应的刻度盘。7.根据权利要求4所述的可调频式声学超材料管道消声装置，其特征是：铜质薄膜在扭簧卷膜器中缠有余量；前主端座上固定有与手摇柄对应的刻度盘。8.根据权利要求5所述的可调频式声学超材料管道消声装置，其特征是：铜质薄膜在扭簧卷膜器中缠有余量；前主端座上固定有与手摇柄对应的刻度盘。2CN109493841A说明书1/3页可调频式声学超材料管道消声装置技术领域[0001]本发明涉及的是一种管道消声装置，具体地说是可以实现调节消声频率的管道消声装置。背景技术[0002]管道消声器被广泛用于汽车、航空航天及船舶等领域，传统的被动阻性/抗性管道消声存在诸多不足，如消声频带较窄、低频消声效果较差、尺寸较大、结构复杂以及存在通流损失等。现有的《双谐振自调频消声器》(专利号：CN103382874A)，通过改变内插管穿孔面积以改变消声频段，这种消声器可实现在一定范围内的消声频率调节，但对低频噪声(<200Hz)效果并不明显，且存在较大的通流阻力。最近，Huang等人发明了一种消声器《Methodsfordesigningachambertoreducenoiseinaduct》(专利号US006988057B2)，利用管道壁面阻抗的不连续性来达到反射声波的目的，可以在低频有很好的降噪效果。有学者在此基础上，利用有源控制手段发明了《充液管道低频鼓式主被动复合消声系统》(专利号：CNIO6090521A)采用主动控制方法改变薄膜结构的振动形态，进而提高结构波反射能力。这种控制方法毕竟需要在原有系统中增加次级力源、控制器和误