本发明涉及一种消声结构，具体是一种球形阵列阻抗复合消声结构，适用于工矿企业、中央空调系统以及有消声需要的通风消声领域。
背景技术：
公知的工矿企业、中央空调系统以及有消声需要的通风消声领域，常采用单通道、片式、蜂窝式、盘式等消声结构，这些消声结构是常规的消声结构，具有一定的消声效果，但是存在消声效率偏低、高频失效、消声频带较窄、空气动力性能不良以及耗能高等缺点，有悖于环保、节能及减排理念。
技术实现要素：
为了克服上述消声结构的技术缺陷，本发明提供一种球形阵列阻抗复合消声结构，有效提升消声效率、抑制高频失效、拓宽消声频带、改善空气动力性能、降低动力设备能耗，并兼具附加抗性消声作用，满足环保、节能及减排的要求。
本发明提供一种球形阵列阻抗复合消声结构，球形消声体的直径大小依据消声通道通流面积大小确定，所述球形消声体包括穿孔板、微穿孔板、隔板和圆管，所述隔板呈圆形，所述圆形隔板中心开孔，将所述圆管穿入所述圆形隔板中心开孔的孔中并固定，所述圆形隔板两侧的所述圆管长度相同，采用八块小隔板均布在所述圆形隔板两侧并以圆周型阵列排布，所述小隔板包括长边和短边以及圆弧边，所述小隔板的长边固定在所述圆管上，短边固定在所述圆形隔板上，所述球形消声体骨架结构包括一根所述圆管、一块所述圆隔板和八块所述小隔板，将穿孔板、微穿孔板分别固定在所述球形消声体骨架结构的表面，最终形成八个大小相同和结构相同的八分之一球形腔体，八个所述球形腔体中的第一、第三、第六和第八腔体的壳板为穿孔板，内部填充吸声材料，为阻性消声结构，第二、第四、第五、第七腔体的壳板为微穿孔板，为微穿孔共振腔抗性消声结构，用扣件将凸出球体部分的所述圆管扣在一起，形成球形消声体串，所述球形消声体的个数根据消声量的大小确定，所述球形消声体可以紧密串接，也可以间隔1～3个所述球形消声体的直径距离分散串接，通过支撑构件将所述球形消声串体中的球体阵列或异形（错位）阵列在消声通道中，构成球形阵列阻抗复合消声结构。
本发明的进一步改进在于：所述球形消声体直径大小依据消声通道通流面积大小确定，所述球形消声体的直径d=100mm~500mm之间。
本发明的进一步改进在于：所述圆管外直径d=10mm~50mm，长度l=d 100mm，圆形隔板直径h=d-2mm，所述小隔板的所述短边是圆形隔板的四分之一，并将其中的一个直边裁掉(d/2)mm。
本发明的进一步改进在于：所述圆形隔板中心开孔的孔径为φ=d 2mm。
本发明的进一步改进在于：所述隔板、圆管、穿孔板和所述微穿孔板均采用具有一定强度的金属、玻璃钢、pvc等材料制作，金属材料焊接或铆接，pvc材料热熔连接。
本发明的进一步改进在于：所述隔板的厚度为1～3mm，所述圆管的壁厚为3～5mm，所述穿孔板厚度1～3mm，所述穿孔板的穿孔率20%～30%，所述微穿孔板的板厚≤1mm，孔径≤1mm，穿孔率≤5%。
本发明的进一步改进在于：所述凸出球体部分的所述圆管是凸出球体50mm，用扣件将凸出球体50mm的所述圆管扣在一起。
本发明的进一步改进在于：所述吸声材料包括多孔氧化铝、泡沫铝、泡沫陶瓷、泡沫玻璃、泡沫三聚氢胺等匀质材料，或填充用透声的玻璃丝布、吸声毡或其它透声织物包裹的离心超细玻璃棉、矿渣棉、木质纤维、聚苯乙烯、聚氨乙烯、聚氨基甲酸泡沫塑料、尿醛泡沫塑料、酚醛泡沫塑料等吸声材料。
本发明的有益效果是：
在噪声控制领域中，消声的方式主要有两种：阻性消声和抗性消声，阻性消声适于中、高频的宽频消声，抗性消声适于中、低频的窄带消声，本发明的球形消声体被均分为8个腔体，其中有4个腔体为抗性消声结构，另4个腔体为阻性消声结构，这两大部分共同组成阻抗复合消声结构，球体阵列或异形（错位）阵列在消声通道中形成的扩张室是另一种抗性消声结构，特殊的球体结构及阵列方式，可以全方位吸收声能，提升了消声效率，拓宽了消声频带，球形消声体结构的圆滑曲面，可有效降低通风阻力，改善空气动力性能，降低动力设备能耗，达到节能目的，球体阵列或异形（错位）阵列，形成的消声通道，通流截面渐变及交替变化，阻止了高频声在通道中的穿透，有效抑制高频失效现象。
为了验证该发明技术方案的可靠性，在实际噪声控制工程中进行了实施，结果表明，与普通的类似消声结构相比，本发明的结构的平均消声量增加10%左右，阻力损失降低3%左右，能耗降低3%左右，消声频带拓宽2～3个倍频程，有效抑制高频失效现象。
附图说明
图1球形消声体结构示意图；
图2圆隔板结构示意图；
图3球形消声体上半部分的结构示意图；
图4球形消声体下半部分的结构示意图；
图5球形消声体紧密串接示意图；
图6球形消声体离散串接示意图；
图7消声通道中球体密排阵列示意图；
图8消声通道中球体密排异形阵列示意图；
图9消声通道中球体散排阵列示意图；
图10消声通道中球体散排异形阵列示意图。
附图说明：1-球形消声体、2-消声通道、3-穿孔板、4-微穿孔板、5-隔板、6-圆管、7-圆形隔板、8-中心开孔结构、9-小隔板、10-球形腔体、11-第一腔体、12-第三腔体、13-第六腔体、14-第八腔体、15-吸声材料、16-第二腔体、17-第四腔体、18-第五腔体、19-第七腔体、20-微穿孔共振腔抗性消声结构。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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。
如图1～4所示，一种球形阵列阻抗复合消声结构，所述球形消声体1的直径大小依据消声通道2的通流面积大小确定，所述球形消声体1的直径～之间，所述球形消声体1包括穿孔板3、微穿孔板4、隔板5和圆管6，所述隔板5呈圆形，所述圆形隔板7的中心设置中心开孔结构8，将所述圆管6穿入所述圆形隔板7的所述中心开孔结构8的孔中并固定，所述圆形隔板7两侧的所述圆管6的长度相同，所述圆管6的外直径d=10mm~50mm，长度l=d 100mm，所述圆形隔板7直径h=d-2mm，所述圆形隔板7上的所述中心开孔结构8的孔径为φ=d 2mm，所述隔板5的厚度为1～3mm，所述圆管6的壁厚为3～5mm，所述穿孔板3的厚度1～3mm，所述穿孔板3的穿孔率20%～30%，所述微穿孔板4的板厚≤1mm，孔径≤1mm，穿孔率≤5%，所述隔板5、圆管6、穿孔板3和所述微穿孔板4均采用具有一定强度的金属、玻璃钢、pvc等材料制作，金属材料焊接或铆接，pvc材料热熔连接。
采用八块小隔板9均布在所述圆形隔板7两侧并以圆周型阵列排布，所述小隔板9的所述短边是所述圆形隔板7的四分之一，并将其中的一个直边裁掉(d/2)mm,所述小隔板9包括长边和短边以及圆弧边，所述小隔板9的长边固定在所述圆管6上，短边固定在所述圆形隔板7上，所述球形消声体1的骨架结构包括一根所述圆管6、一块所述圆形隔板7和八块所述小隔板9，将所述穿孔板3、微穿孔板4分别固定在所述球形消声体1骨架结构的表面，最终形成八个大小相同和结构相同的八分之一球形腔体10，八个所述球形腔体10中的第一11、第三12、第六13和第八腔体14的壳板为穿孔板，内部填充吸声材料15为阻性消声结构，所述吸声材料15包括多孔氧化铝、泡沫铝、泡沫陶瓷、泡沫玻璃、泡沫三聚氢胺等匀质材料，或填充用透声的玻璃丝布、吸声毡或其它透声织物包裹的离心超细玻璃棉、矿渣棉、木质纤维、聚苯乙烯、聚氨乙烯、聚氨基甲酸泡沫塑料、尿醛泡沫塑料、酚醛泡沫塑料等吸声材料,第二16、第四17、第五18、第七腔体19的壳板为微穿孔板4，与所述内部结构形成微穿孔共振腔抗性消声结构20，用扣件将凸出球体部分的所述圆管6扣在一起，形成球形消声体串，所述球形消声体1的个数根据消声量的大小确定，所述球形消声体1可以紧密串接，也可以间隔1～3个所述球形消声体1的直径距离分散串接，通过支撑构件将所述球形消声串体中的球体阵列或异形（错位）阵列在消声通道中，构成球形阵列阻抗复合消声结构。
如图5、图6所示，用扣件将凸出球体50mm的所述圆管6扣在一起，形成球形消声体串，所述球形消声体1的个数根据消声量的大小确定，所述球形消声体1可以紧密串接，也可以间隔1～3个所述球形消声体1的直径距离分散串接。
如图7、图8、图9、图10所示，通过支撑构件将球形消声串体中的球体阵列或异形（错位）阵列在所述消声通道2中，构成球形阵列阻抗复合消声结构。
为了验证该发明技术方案的可靠性，在实际噪声控制工程中进行了实施，结果表明，与普通的类似消声结构相比，本发明的结构的平均消声量增加10%左右，阻力损失降低3%左右，能耗降低3%左右，消声频带拓宽2～3个倍频程，有效抑制高频失效现象。
工作原理：当噪声沿着所述消声通道传播过程中，声波接触所述球形消声体，声能被所述球形消声体吸收，进而实现消声的目的，当气流沿着所述消声通道传播过程中，所述球形消声体结构的圆滑曲面，有效降低通风阻力，改善空气动力性能，降低动力设备能耗，达到节能目的，当所述球形消声体阵列或异形（错位）阵列，在所述消声通道中形成的扩张室，具有附加的抗性消声作用，提升消声效率，所述球体消声体阵列或异形（错位）阵列，形成的所述消声通道，通流截面渐变和交替变化，有效抑制高频失效现象。
本发明的有益效果是：
在噪声控制领域中，消声的方式主要有两种：阻性消声和抗性消声，阻性消声适于中、高频的宽频消声，抗性消声适于中、低频的窄带消声，本发明的球形消声体被均分为8个腔体，其中有4个腔体为抗性消声结构，另4个腔体为阻性消声结构，这两大部分共同组成阻抗复合消声结构，球体阵列或异形（错位）阵列在消声通道中形成的扩张室是另一种抗性消声结构，特殊的球体结构及阵列方式，可以全方位吸收声能，提升了消声效率，拓宽了消声频带，球形消声体结构的圆滑曲面，可有效降低通风阻力，改善空气动力性能，降低动力设备能耗，达到节能目的，球体阵列或异形（错位）阵列，形成的消声通道，通流截面渐变及交替变化，阻止了高频声在通道中的穿透，有效抑制高频失效现象。
以上仅为本发明的较佳实施例，但并不限制本发明的专利范围，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。
1.一种球形阵列阻抗复合消声结构，其特征在于：球形消声体的直径大小依据消声通道通流面积大小确定，所述球形消声体包括穿孔板、微穿孔板、隔板和圆管，所述隔板呈圆形，所述圆形隔板中心开孔，将所述圆管穿入所述圆形隔板中心开孔的孔中并固定，所述圆形隔板两侧的所述圆管长度相同，采用八块小隔板均布在所述圆形隔板两侧并以圆周型阵列排布，所述小隔板包括长边和短边以及圆弧边，所述小隔板的长边固定在所述圆管上，短边固定在所述圆形隔板上，所述球形消声体骨架结构包括一根所述圆管、一块所述圆隔板和八块所述小隔板，将穿孔板、微穿孔板分别固定在所述球形消声体骨架结构的表面，最终形成八个大小相同和结构相同的八分之一球形腔体，八个所述球形腔体中的第一、第三、第六和第八腔体的壳板为穿孔板，内部填充吸声材料为阻性消声结构，第二、第四、第五、第七腔体的壳板为微穿孔板，为微穿孔共振腔抗性消声结构，用扣件将凸出球体部分的所述圆管扣在一起，形成球形消声体串，所述球形消声体的个数根据消声量的大小确定，所述球形消声体可以紧密串接，也可以间隔1～3个所述球形消声体的直径距离分散串接，通过支撑构件将所述球形消声串体中的球体阵列或异形（错位）阵列在消声通道中，构成球形阵列阻抗复合消声结构。
2.根据权利要求1所述的一种球形阵列阻抗复合消声结构，其特征在于：所述球形消声体直径大小依据消声通道通流面积大小确定，所述球形消声体的直径d=100mm~500mm之间。
3.根据权利要求1所述的一种球形阵列阻抗复合消声结构，其特征在于：所述圆管外直径d=10mm~50mm，长度l=d 100mm，圆形隔板直径h=d-2mm，所述小隔板的所述短边是圆形隔板的四分之一，并将其中的一个直边裁掉(d/2)mm。
4.根据权利要求1所述的一种球形阵列阻抗复合消声结构，其特征在于：所述圆形隔板中心开孔的孔径为φ=d 2mm。
5.根据权利要求1所述的一种球形阵列阻抗复合消声结构，其特征在于：所述隔板、圆管、穿孔板和所述微穿孔板均采用具有一定强度的金属、玻璃钢、pvc等材料制作，金属材料焊接或铆接，pvc材料热熔连接。
6.根据权利要求1所述的一种球形阵列阻抗复合消声结构，其特征在于：所述隔板的厚度为1～3mm，所述圆管的壁厚为3～5mm，所述穿孔板厚度1～3mm，所述穿孔板的穿孔率20%～30%，所述微穿孔板的板厚≤1mm，孔径≤1mm，穿孔率≤5%。
7.根据权利要求1所述的一种球形阵列阻抗复合消声结构，其特征在于：所述凸出球体部分的所述圆管是凸出球体50mm，用扣件将凸出球体50mm的所述圆管扣在一起。
8.根据权利要求1所述的一种球形阵列阻抗复合消声结构，其特征在于：所述吸声材料包括多孔氧化铝、泡沫铝、泡沫陶瓷、泡沫玻璃、泡沫三聚氢胺等匀质材料，或填充用透声的玻璃丝布、吸声毡或其它透声织物包裹的离心超细玻璃棉、矿渣棉、木质纤维、聚苯乙烯、聚氨乙烯、聚氨基甲酸泡沫塑料、尿醛泡沫塑料、酚醛泡沫塑料等吸声材料。
技术总结