一种充液背腔板式海水管路消声器

本发明属于船舶管路消声，具体涉及一种充液背腔板式海水管路消声器。

背景技术：

1、管路系统作船舶运作过程中的关键结构之一，其广泛分布在船舶的各个位置。而在管道系统运行过程中，管道系统同样成为了船舶机械噪声的传递通道。在船舶的运输过程中，通常会通过管道系统将机械噪声传递到船舶的各个位置，严重影响到船舶整体的安全性和船员乘坐的舒适性。而在船舶的管路系统中，能够通过安装消声器有效的对管路中脉动噪声进行控制。

2、由于在船舶的管路系统中，特别是海水管路系统中泵、阀等元器件的使用较为频繁，使得海水管路系统中，泵、阀等元器件成为了主要的噪声声源，其噪声主要集中在低、中频段中，而在现有的管路中，多采用抗性消声器进行噪声控制。

3、在现有技术中，传统的抗性消声器利用管截面处的突扩突缩、侧支管、穿孔管等结构产生截面阻抗反射声波。当管路内海水流经消声器内部结构突变处时，局部海水会发生剧烈的动量交换并产生漩涡，进而消耗海水的流动能量，产生较大的流动阻力损失，对管路的正常工作造成不利影响。

技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种充液背腔板式海水管路消声器，其能够在降低消声过程中，降低流体流经消声器所造成的流动阻力损失，减少管道系统中的流动能量消耗，同时，还能够实现对低频段噪声和宽带噪声的高效益消声，显著减少管路系统中的噪声，进而为传播的整体安全性和船员乘坐的舒适性提供有效的保障。

2、为实现上述目的，本发明提供一种充液背腔板式海水管路消声器，用于消除海水管路中的噪声，包括：

3、弹性管，所述弹性管为采用弹性材料制备的中空管，且所述弹性管沿轴向延伸，所述弹性管的两端分别连接相邻海水管路，用于导通海水流动并耦合所述海水管路内海水的噪声，形成声弹性结构；

4、壳体，所述壳体包括至少一个环形槽，所述壳体套设在所述弹性管的外侧，且部分或全部所述弹性管外壁密封所述环形槽的槽口，构成密封的充液背腔；

5、所述充液背腔背离所述弹性管的环形槽内壁面为流线型，且所述充液背腔内沿轴向方向间隔设置有至少一个腔内隔板，以将所述充液背腔划分为至少两个形状不同的充液腔室，所述充液腔室中填充有腔内介质，各个形状不同的充液腔室用于吸收所述声弹性结构所传递的不同频率和/或带宽所述噪声的声波能量。

6、作为本发明进一步地优选，所述充液背腔呈流线型的流线结构几何参数根据所述弹性材料、所述腔内介质的材质确定。

7、作为本发明进一步地优选，所述充液背腔在垂直于所述轴向投影的尺寸自所述弹性管的进水端到所述弹性管的出水端逐渐减小。

8、作为本发明进一步地优选，所述弹性管的进水端设置有进水管，所述弹性管与所述进水管固定连接；所述弹性管的出水端设置有出水管，所述弹性管与所述出水管固定连接。

9、作为本发明进一步地优选，所述壳体沿轴向方向上的两端分别固定在所述进水管外壁面和所述出水管的外壁面上。

10、作为本发明进一步地优选，所述充液背腔内设置有至少两个呈环形的所述腔内隔板，各所述腔内隔板的外径自所述弹性管的进水端到所述弹性管的出水端逐渐减小。

11、作为本发明进一步地优选，各所述腔内隔板的外环壁面固定在所述充液背腔的内壁面上，各所述腔内隔板的内环壁面与所述弹性管外壁面之间形成环形间隙。

12、作为本发明进一步地优选，各个所述腔内隔板与所述弹性管外壁面之间环形间隙自所述弹性管的进水端到所述弹性管的出水端逐渐减小。

13、作为本发明进一步地优选，各所述腔内隔板的外环壁面固定在所述充液背腔的内壁面上，各所述腔内隔板的内环壁面固定在所述弹性管的外壁面上；且各个所述腔内隔板自所述弹性管外壁面起，沿径向方向上部分或全部所述腔内隔板的板体为弹性结构。

14、作为本发明进一步地优选，自所述弹性管的进水端到所述弹性管的出水端，海水先流经的所述充液腔室沿所述轴向方向上的尺寸大于海水后流经的相邻所述充液腔室沿所述轴向方向上的尺寸的两倍。

15、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：

16、（1）本发明的充液背腔板式海水管路消声器，其包括弹性管和壳体，弹性管为采用弹性材料制备的中空管。壳体包括环形槽，壳体套设在弹性管的外侧，构成密封的充液背腔。充液背腔背离弹性管的环形槽内壁面为流线型，且充液背腔内沿轴向间隔设置有腔内隔板，以将充液背腔划分为至少两个形状不同的充液腔室，充液腔室中填充有腔内介质。该消声器，其能够在降低消声过程中，降低流体流经消声器所造成的流动阻力损失，减少管道系统中的流动能量消耗，并能够实现对低频段噪声和宽带噪声的高效益消声，显著减少管路系统中的噪声，进而为传播的整体安全性和船员乘坐的舒适性提供有效的保障。

17、（2）本发明的充液背腔板式海水管路消声器，其通过在腔内隔板和弹性管之间设置呈环形的间隙，使得弹性管能够借助该环形间隙，具备充足的空间来实现海水中噪声的耦合形变。并且，通过自弹性管进水端到弹性管出水端方向，环形间隙尺寸依次的减小，使得不同腔内隔板所划分的不同段弹性管能够针对于不同振动频率的噪声进行有效的消音，并确保各段弹性管均能够具备相应地形变耦合空间，为弹性管吸收不同频率的噪声提供有效的结构支撑。

18、（3）本发明的充液背腔板式海水管路消声器，结构简单，使用便捷，消声性能优良，其通过采用弹性的弹性管连接到海水管路中，并结合套设在弹性管外侧的内壁面呈流线结构的壳体，以在弹性体的外围形成填充有流体或半流体的充液背腔空间，使得该消声器在减少对海水管路内压强影响的基础上，在减小流动阻力损失的同时还能够通过充液背腔内的流体或半流体对弹性管壁的振动所造成的朝向充液背腔内的声辐射产生阻抗作用，并在弹性管壁朝向海水管路内辐射声产生流体作用的同时还能够重构海水管路中管内声场，使得声能向上游反射为下游声显著减弱，进而有效降低海水管路中的噪声。并且，结合流线型的充液背腔以及设置在充液背腔内的若干腔内隔板，将充液背腔划分为若干形状尺寸不通过的充液腔室，并通过腔内隔板的简支将弹性管壁划分为若干段，继而使得弹性管壁能够吸收不同频段声波能量，在拓宽消声频率范围的同时还能够实现大尺寸充液腔室对低频线谱噪声的有效吸收以及实现低尺寸充液腔室对低频宽带噪声的有效消声，具有较好的应用价值和推广前景。

技术特征：

1.一种充液背腔板式海水管路消声器，用于消除海水管路中的噪声，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的充液背腔板式海水管路消声器，其中，所述充液背腔呈流线型的流线结构几何参数根据所述弹性材料、所述腔内介质的材质确定。

3.根据权利要求1所述的充液背腔板式海水管路消声器，其中，所述充液背腔在垂直于所述轴向投影的尺寸自所述弹性管的进水端到所述弹性管的出水端逐渐减小。

4.根据权利要求1~3中任一项所述的充液背腔板式海水管路消声器，其中，所述弹性管的进水端设置有进水管，所述弹性管与所述进水管固定连接；所述弹性管的出水端设置有出水管，所述弹性管与所述出水管固定连接。

5.根据权利要求4所述的充液背腔板式海水管路消声器，其中，所述壳体沿轴向方向上的两端分别固定在所述进水管外壁面和所述出水管的外壁面上。

6.根据权利要求3所述的充液背腔板式海水管路消声器，其中，所述充液背腔内设置有至少两个呈环形的所述腔内隔板，各所述腔内隔板的外径自所述弹性管的进水端到所述弹性管的出水端逐渐减小。

7.根据权利要求6所述的充液背腔板式海水管路消声器，其中，各所述腔内隔板的外环壁面固定在所述充液背腔的内壁面上，各所述腔内隔板的内环壁面与所述弹性管外壁面之间形成环形间隙。

8.根据权利要求7所述的充液背腔板式海水管路消声器，其中，各个所述腔内隔板与所述弹性管外壁面之间环形间隙自所述弹性管的进水端到所述弹性管的出水端逐渐减小。

9.根据权利要求6所述的充液背腔板式海水管路消声器，其中，各所述腔内隔板的外环壁面固定在所述充液背腔的内壁面上，各所述腔内隔板的内环壁面固定在所述弹性管的外壁面上；且各个所述腔内隔板自所述弹性管外壁面起，沿径向方向上部分或全部所述腔内隔板的板体为弹性结构。

10.根据权利要求1~3、5~9中任一项所述的充液背腔板式海水管路消声器，其中，自所述弹性管的进水端到所述弹性管的出水端，海水先流经的所述充液腔室沿所述轴向方向上的尺寸大于海水后流经的相邻所述充液腔室沿所述轴向方向上的尺寸的两倍。

技术总结本发明公开了一种充液背腔板式海水管路消声器，属于船舶管路消声技术领域，包括弹性管和壳体，弹性管为采用弹性材料制备的中空管。壳体包括环形槽，壳体套设在弹性管的外侧，构成密封的充液背腔。充液背腔背离弹性管的环形槽内壁面为流线型，且充液背腔内沿轴向间隔设置有腔内隔板，以将充液背腔划分为至少两个形状不同的充液腔室，充液腔室中填充有腔内介质。本发明提供了一种充液背腔板式海水管路消声器，其能够在降低消声过程中，降低流体流经消声器所造成的流动阻力损失，减少管道系统中的流动能量消耗，并能够实现对低频段噪声和宽带噪声的高效益消声，显著减少管路系统中的噪声。技术研发人员：程果,余文晶,王云昊,刘若秦,刘启超,罗迅受保护的技术使用者：中国人民解放军海军工程大学技术研发日：技术公布日：2024/8/27