專利名稱：寬頻帶消聲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及車輛消聲器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
根據(jù)消聲器的消聲原理，消聲器分為無源消聲器和有源消聲器，其中無源消聲器又可以分為阻性消聲器、抗性消聲器和阻抗復(fù)合型消聲器。其中，阻性消聲器在中、高頻段消聲性能尤為顯著，但由于內(nèi)部有吸聲材料的存在，因此阻性消聲器不能應(yīng)用在雜質(zhì)較多、高溫及蒸汽侵蝕的環(huán)境；抗性消聲器在中、低頻段消聲性能尤為顯著，而且高溫、潮濕等環(huán)境對抗性消聲器的影響較小，但抗性消聲器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般較為復(fù)雜；阻抗復(fù)合型消聲器，在低、中、高頻段具有較好的消聲效果，但由于吸聲材料的存在，阻抗復(fù)合型消聲器也不能應(yīng)用在雜質(zhì)較多、高溫及蒸汽侵蝕的環(huán)境。隨著乘客對客車的舒適性要求越來越高，以及日益嚴(yán)格的汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)與車輛噪聲法規(guī)要求，設(shè)計出高消聲量、低壓力損失、轉(zhuǎn)化效率高的SCR催化轉(zhuǎn)化消聲器顯得尤為重要，而且在消聲器工作的過程中，應(yīng)盡量減小雜質(zhì)、高溫及蒸汽侵蝕等環(huán)境對消聲器的影響。中國專利文獻(xiàn)CN201874642U公開了一種SCR催化消聲器，其包括用于對排放尾氣進(jìn)行還原凈化的催化單元，在催化單元的上游端設(shè)有進(jìn)氣單元，在催化單元和進(jìn)氣單元之間還設(shè)有氣流分配板，在催化單元的下游端設(shè)有消聲單元，汽車尾氣經(jīng)進(jìn)氣單元的進(jìn)氣管和喇叭形通道以及氣流分配板進(jìn)入催化單元，在催化單元的SCR催化劑作用下進(jìn)行還原反應(yīng)清除尾氣中的氮氧化物N0X，實(shí)現(xiàn)尾氣凈化；所述的消聲單元設(shè)置在消聲器后殼體的尾部，后殼體的后端設(shè)有后端蓋，后殼體內(nèi)靠近后端蓋的位置上設(shè)有消聲孔板，該板將后殼體內(nèi)腔分隔為上游腔和下游腔兩個腔室，兩個腔室通過消聲孔板上的穿孔連通，在下游腔內(nèi)還填設(shè)有消聲棉；排氣管的帶有穿孔的一端從所述的后端蓋插入后殼體內(nèi)、貫穿消聲孔板伸入到上游腔內(nèi)，排氣管的另一端懸伸在后端蓋之外；由催化單元排出的凈化氣流大部分直接從排氣管排出，部分氣流經(jīng)消聲孔板、消聲棉再經(jīng)排氣管上的穿孔進(jìn)入排氣管后排出。本消聲器僅采用消聲單元的消聲孔板及消聲棉實(shí)現(xiàn)消聲，這種消聲結(jié)構(gòu)僅能對中、高頻段的噪聲有較為明顯的消聲效果，而對低頻段噪聲則無明顯消除效果；另外，由于消聲棉的存在，使得該消聲器不能應(yīng)用在雜質(zhì)較多、高溫及蒸汽侵蝕的環(huán)境中。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種具有低、中、高頻噪聲消聲效果、同時能夠在雜質(zhì)較多、高溫及蒸汽侵蝕環(huán)境中應(yīng)用的寬頻帶消聲器。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:寬頻帶消聲器，包括筒體，筒體由設(shè)于筒體前端的進(jìn)氣單元和設(shè)于筒體后端的后端蓋封成一個腔體結(jié)構(gòu)，其內(nèi)腔中裝設(shè)有SCR催化單元，所述內(nèi)腔由靠近進(jìn)氣單元一端的上游段空腔、靠近后端蓋一端的下游段空腔和處于兩空腔之間的中游段空腔組成；所述SCR催化單元固定設(shè)置在上游段空腔內(nèi)，中游段空腔內(nèi)設(shè)有固定在筒體上的、將中游段空腔分隔成前后兩個擴(kuò)張腔的穿孔隔板，穿孔隔板由泡沫鋁材料制成，穿孔隔板上分布有連通所述前、后擴(kuò)張腔的穿孔；下游段空腔內(nèi)設(shè)有排氣穿孔管共振腔式消聲單元，該消聲單元的排氣穿孔管的后端部穿出并懸置在后端蓋之夕卜，排氣穿孔管的前端連通所述的后擴(kuò)張腔。所述排氣穿孔管共振腔式消聲單元包括前后間隔設(shè)置在筒體上的兩塊支撐隔板，該兩塊支撐隔板將下游段空腔分隔成兩個共振腔，兩支撐隔板之間的空腔為第一共振腔，靠近后端蓋的支撐隔板與后端蓋之間的空腔為第二共振腔；兩塊支撐隔板之間架設(shè)有內(nèi)插穿孔管，該內(nèi)插穿孔管的前端連通所述的后擴(kuò)張腔、后端連通第二共振腔，內(nèi)插穿孔管的對應(yīng)第一共振腔的部分設(shè)有貫通管壁的穿孔，所述排氣穿孔管的對應(yīng)第一、第二共振腔的部分均設(shè)有貫通管壁的穿孔。所述兩支撐隔板由通孔泡沫鋁材料制成。所述進(jìn)氣單元由同軸連接的進(jìn)氣管和錐形管組成，錐形管的小口端與進(jìn)氣管尾端相接、大口端與筒體相接。所述SCR催化單元包括附著有SCR催化劑的載體，該載體通過套設(shè)在載體外周上的襯墊套裝配在筒體上，在載體前端固設(shè)有供氣體進(jìn)入載體的進(jìn)口隔板，在載體后端固設(shè)有供氣體排出載體進(jìn)入前擴(kuò)張腔的出口隔板。所述SCR催化單元的載體為蜂窩堇青石載體。本實(shí)用新型還可以采用如下技術(shù)方案:寬頻帶消聲器，包括筒體，筒體由設(shè)于筒體前端的進(jìn)氣單元和設(shè)于筒體后端的后端蓋封成一個腔體結(jié)構(gòu)，其內(nèi)腔由靠近進(jìn)氣單元一端的上游段空腔和靠近后端蓋一端的下游段空腔組成；上游段空腔內(nèi)設(shè)有固定在筒體上的、將上游段空腔分隔成前后兩個擴(kuò)張腔的穿孔隔板，穿孔隔板由泡沫鋁材料制成，穿孔隔板上分布有連通所述前、后擴(kuò)張腔的穿孔；下游段空腔內(nèi)設(shè)有排氣穿孔管共振腔式消聲單元，該消聲單元的排氣穿孔管的后端部穿出并懸置在后端蓋之外，排氣穿孔管的前端連通所述的后擴(kuò)張腔，進(jìn)氣單元與所述的前擴(kuò)張腔連通。所述排氣穿孔管共振腔式消聲單元包括前后間隔設(shè)置在筒體上的兩塊支撐隔板，該兩塊支撐隔板將下游段空腔分隔成兩個共振腔，兩支撐隔板之間的空腔為第一共振腔，靠近后端蓋的支撐隔板與后端蓋之間的空腔為第二共振腔；兩塊支撐隔板之間架設(shè)有內(nèi)插穿孔管，該內(nèi)插穿孔管的前端連通所述的后擴(kuò)張腔、后端連通第二共振腔，內(nèi)插穿孔管的對應(yīng)第一共振腔的部分設(shè)有貫通管壁的穿孔，所述排氣穿孔管的對應(yīng)第一、第二共振腔的部分均設(shè)有貫通管壁的穿孔。所述兩支撐隔板由通孔泡沫鋁材料制成。本實(shí)用新型利用泡沫鋁材料通過打孔形成泡沫鋁穿孔隔板，該穿孔隔板將消聲器筒體內(nèi)的一個腔體分隔成兩個擴(kuò)張腔，通過與下游段空腔內(nèi)的排氣穿孔管共振腔式消聲單元的組合形成共振、擴(kuò)張和干涉，使聲波在管道和共振腔內(nèi)發(fā)生反射或干涉，從而消除中、低頻率的排氣噪聲；同時，由于泡沫鋁材料具有良好的寬音頻消聲性能，尤其中、高頻段其消聲效果更為明顯，從而使消聲器達(dá)到了消除低、中、高頻率噪聲的效果，不僅提高了消聲器的消聲量，降低了壓力損失，同時，由于消聲器內(nèi)沒有采用如吸聲棉類物質(zhì)來降低中、高頻噪聲，從而使得本實(shí)用新型的消聲器能夠在雜質(zhì)較多、高溫及蒸汽侵蝕等環(huán)境中得以應(yīng)用。
圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中穿孔隔板的左視圖；圖3是圖1中支撐隔板的左視圖；圖4是圖1中SCR載體的左視圖；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:圖1-圖4所示是本實(shí)用新型提供的寬頻帶消聲器的一種實(shí)施例，該消聲器是一種SCR催化轉(zhuǎn)化消聲器，其包括管形的筒體5，筒體的一端連接進(jìn)氣單元，該端為筒體的上游端，筒體的另一端即筒體下游端設(shè)有后端蓋2封堵筒體，進(jìn)氣單元和后端蓋將筒體5封成一個腔體結(jié)構(gòu)，該腔體的內(nèi)腔分為上游段空腔、中游段空腔和下游段空腔，其中，上游段空腔內(nèi)固定裝有SCR催化單元，下游段空腔內(nèi)固定裝有排氣穿孔管共振腔式消聲單元，中游段空腔內(nèi)設(shè)有固定在筒體上的穿孔隔板4，該穿孔隔板將中游段空腔分隔為前后兩個空腔，形成前后兩個擴(kuò)張腔14、15，穿孔隔板可以由閉孔泡沫鋁或者通孔泡沫鋁材料制成，其上還布設(shè)有若干個連通所述前、后擴(kuò)張腔的穿孔。上述進(jìn)氣單元由進(jìn)氣管8和錐形管7同軸連接而成，錐形管的大口端連接筒體5，小口端連接進(jìn)氣管8，錐形管7的內(nèi)腔起到了擴(kuò)張消聲的作用，該內(nèi)腔也是消聲器的一個擴(kuò)張腔，進(jìn)氣管8的前端還設(shè)有在安裝消聲器時用于連接固定的法蘭9。當(dāng)然，在實(shí)施時，本實(shí)施例的進(jìn)氣單元也可以采用其他現(xiàn)有已知的適合SCR催化消聲器使用的進(jìn)氣結(jié)構(gòu)。上述SCR催化單元由附著有SCR催化劑的載體11、套設(shè)在該載體外周上的襯墊套6以及分設(shè)在載體11前、后端的進(jìn)口隔板10和出口隔板12構(gòu)成，該催化單元通過襯墊套6裝配在所述的筒體5上，載體11采用蜂窩堇青石，催化劑采用以V2O5為主的載體型催化劑。由于蜂窩堇青石具有低膨脹系數(shù)、高機(jī)械強(qiáng)度、高熔點(diǎn)、良好的熱傳導(dǎo)性能和低壓力降等優(yōu)點(diǎn)，其對催化還原排放氣體中的氮氧化物NOx效果尤為明顯。上述排氣穿孔管共振腔式消聲單元由內(nèi)插穿孔管3、排氣穿孔管I以及用于支撐兩穿孔管的兩塊支撐隔板13組成，兩穿孔管的軸線與消聲器筒體的軸線平行，兩塊支撐隔板13以一定間距固定在筒體上，并將筒體下游段空腔分隔為兩個共振腔，其中，兩支撐隔板之間的空腔為第一共振腔，靠近后端蓋的支撐隔板與后端蓋之間的空腔為第二共振腔；所述內(nèi)插穿孔管3支撐在兩支撐隔板之間，內(nèi)插穿孔管的前端伸入到所述的后擴(kuò)張腔15內(nèi)與后擴(kuò)張腔連通，內(nèi)插穿孔管3的后端伸入到第二共振腔內(nèi)與該共振腔連通，并且內(nèi)插穿孔管的位于第一共振腔的部分設(shè)有貫通其管壁的穿孔；所述排氣穿孔管I從后端蓋2插入筒體內(nèi)腔，排氣穿孔管的前端伸入到所述的后擴(kuò)張腔15內(nèi)與后擴(kuò)張腔連通，排氣穿孔管I的后端懸伸在后端蓋2之外，排氣穿孔管的對應(yīng)第一、第二共振腔的部分均設(shè)有貫穿其管壁的穿孔。本實(shí)施例的消聲器工作過程及消聲原理如下:柴油發(fā)動機(jī)排放的尾氣首先通過進(jìn)氣管8進(jìn)入錐形管，在流經(jīng)錐形管7的過程中，氣體順著錐形腔擴(kuò)散，隨著錐形腔體的擴(kuò)大，氣體速度逐漸減小，這樣既能避免速度過大對SCR載體11造成沖擊，以延長SCR載體11的使用壽命，也能使氣體在錐形腔逐漸擴(kuò)散的過程中達(dá)到消聲的效果；然后，經(jīng)過錐形腔擴(kuò)散的氣體由進(jìn)口隔板10進(jìn)入到SCR載體11中，經(jīng)過催化還原反應(yīng)消除尾氣中大量的氮氧化物，后經(jīng)出口隔板12進(jìn)入前擴(kuò)張腔14，接著通過穿孔隔板4進(jìn)入后擴(kuò)張腔15，在這個過程中，利用某些頻率的聲波在聲阻抗突變的界面處發(fā)生干涉、反射現(xiàn)象，從而達(dá)到消聲的作用，而當(dāng)聲音透過泡沫鋁穿孔隔板4時，由于聲波也是一種振動，其在泡沫鋁穿孔隔板內(nèi)部發(fā)生散射、干涉和漫反射，將聲音吸收在其氣孔中，使泡沫鋁內(nèi)部骨架振動，聲能部分轉(zhuǎn)化為熱能并且通過熱傳遞消耗掉，起到吸聲的作用，因此用泡沫鋁材料制成的穿孔隔板4具有良好的寬音頻消聲性能，在高頻段其消聲效果更明顯；最后，經(jīng)過穿孔隔板4消聲的氣體由內(nèi)插穿孔管3、排氣穿孔管I分別進(jìn)入第一共振腔和第二共振腔，利用結(jié)構(gòu)跟抗性消聲器原理相同的特點(diǎn)來消除中、低頻段的噪聲。實(shí)施例2:圖5是本實(shí)用新型提供的寬頻帶消聲器的另一種實(shí)施例，其包括筒體21，筒體由設(shè)于筒體前端的進(jìn)氣單元和設(shè)于筒體后端的后端蓋25封成一個腔體結(jié)構(gòu)，其內(nèi)腔由靠近進(jìn)氣單元一端的上游段空腔和靠近后端蓋一端的下游段空腔組成；上游段空腔內(nèi)設(shè)有固定在筒體上的、將上游段空腔分隔成前后兩個擴(kuò)張腔23、24的穿孔隔板22，穿孔隔板可以由閉孔泡沫鋁或者通孔泡沫鋁材料制成，穿孔隔板22上分布有連通所述前、后擴(kuò)張腔的穿孔；下游段空腔內(nèi)設(shè)有排氣穿孔管共振腔式消聲單元，該消聲單元的排氣穿孔管27的后端部穿出并懸置在后端蓋25之外，排氣穿孔管27的前端連通所述的后擴(kuò)張腔，該消聲單元的結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施例1中的排氣穿孔管共振腔式消聲單元的結(jié)構(gòu)相同，此處不再詳述。圖5中，28是內(nèi)插穿孔管，26是支撐隔板。本實(shí)施例的進(jìn)氣單元包括進(jìn)氣管20，進(jìn)氣管穿設(shè)在固設(shè)于筒體前端的前端蓋上，進(jìn)氣管20的后端伸入所述的前擴(kuò)張腔23并與前擴(kuò)張腔連通，進(jìn)氣管20的前端懸置的前端蓋之外。當(dāng)然，在具體實(shí)施時，本實(shí)施例的進(jìn)氣單元也可以采用如上述實(shí)施例1中的結(jié)構(gòu)形式或者其他現(xiàn)有已知的進(jìn)氣結(jié)構(gòu)形式。本實(shí)用新型中，為了進(jìn)一步消除高頻段噪聲，將排氣穿孔管共振腔式消聲單元中支撐內(nèi)插穿孔管和排氣穿孔管的兩支撐隔板均采用通孔泡沫鋁材料制成。上述各實(shí)施例中，位于筒體下游段空腔內(nèi)的排氣穿孔管共振腔式消聲單元還可以采用現(xiàn)有已知的利用穿孔管和共振腔構(gòu)成的其他結(jié)構(gòu)形式消聲單元結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求1.寬頻帶消聲器，包括筒體，筒體由設(shè)于筒體前端的進(jìn)氣單元和設(shè)于筒體后端的后端蓋封成一個腔體結(jié)構(gòu)，其內(nèi)腔中裝設(shè)有SCR催化單元，其特征在于:所述內(nèi)腔由靠近進(jìn)氣單元一端的上游段空腔、靠近后端蓋一端的下游段空腔和處于兩空腔之間的中游段空腔組成；所述SCR催化單元固定設(shè)置在上游段空腔內(nèi)，中游段空腔內(nèi)設(shè)有固定在筒體上的、將中游段空腔分隔成前后兩個擴(kuò)張腔的穿孔隔板，穿孔隔板由泡沫鋁材料制成，穿孔隔板上分布有連通所述前、后擴(kuò)張腔的穿孔；下游段空腔內(nèi)設(shè)有排氣穿孔管共振腔式消聲單元，該消聲單元的排氣穿孔管的后端部穿出并懸置在后端蓋之外，排氣穿孔管的前端連通所述的后擴(kuò)張腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬頻帶消聲器，其特征在于:所述排氣穿孔管共振腔式消聲單元包括前后間隔設(shè)置在筒體上的兩塊支撐隔板，該兩塊支撐隔板將下游段空腔分隔成兩個共振腔，兩支撐隔板之間的空腔為第一共振腔，靠近后端蓋的支撐隔板與后端蓋之間的空腔為第二共振腔；兩塊支撐隔板之間架設(shè)有內(nèi)插穿孔管，該內(nèi)插穿孔管的前端連通所述的后擴(kuò)張腔、后端連通第二共振腔，內(nèi)插穿孔管的對應(yīng)第一共振腔的部分設(shè)有貫通管壁的穿孔，所述排氣穿孔管的對應(yīng)第一、第二共振腔的部分均設(shè)有貫通管壁的穿孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的寬頻帶消聲器，其特征在于:所述兩支撐隔板由通孔泡沫鋁材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的寬頻帶消聲器，其特征在于:所述進(jìn)氣單元由同軸連接的進(jìn)氣管和錐形管組成，錐形管的小口端與進(jìn)氣管尾端相接、大口端與筒體相接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的寬頻帶消聲器，其特征在于:所述SCR催化單元包括附著有SCR催化劑的載體，該載體通過套設(shè)在載體外周上的襯墊套裝配在筒體上，在載體前端固設(shè)有供氣體進(jìn)入載體的進(jìn)口隔板，在載體后端固設(shè)有供氣體排出載體進(jìn)入前擴(kuò)張腔的出口隔板。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的寬頻帶消聲器，其特征在于:所述SCR催化單元的載體為蜂窩堇青石載體。
7.寬頻帶消聲器，其特征在于:包括筒體，筒體由設(shè)于筒體前端的進(jìn)氣單元和設(shè)于筒體后端的后端蓋封成一個腔體結(jié)構(gòu)，其內(nèi)腔由靠近進(jìn)氣單元一端的上游段空腔和靠近后端蓋一端的下游段空腔組成；上游段空腔內(nèi)設(shè)有固定在筒體上的、將上游段空腔分隔成前后兩個擴(kuò)張腔的穿孔隔板，穿孔隔板由泡沫鋁材料制成，穿孔隔板上分布有連通所述前、后擴(kuò)張腔的穿孔；下游段空腔內(nèi)設(shè)有排氣穿孔管共振腔式消聲單元，該消聲單元的排氣穿孔管的后端部穿出并懸置在后端蓋之外，排氣穿孔管的前端連通所述的后擴(kuò)張腔，進(jìn)氣單元與所述的前擴(kuò)張腔連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的寬頻帶消聲器，其特征在于:所述排氣穿孔管共振腔式消聲單元包括前后間隔設(shè)置在筒體上的兩塊支撐隔板，該兩塊支撐隔板將下游段空腔分隔成兩個共振腔，兩支撐隔板之間的空腔為第一共振腔，靠近后端蓋的支撐隔板與后端蓋之間的空腔為第二共振腔；兩塊支撐隔板之間架設(shè)有內(nèi)插穿孔管，該內(nèi)插穿孔管的前端連通所述的后擴(kuò)張腔、后端連通第二共振腔，內(nèi)插穿孔管的對應(yīng)第一共振腔的部分設(shè)有貫通管壁的穿孔，所述排氣穿孔管的對應(yīng)第一、第二共振腔的部分均設(shè)有貫通管壁的穿孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的寬頻帶消聲器，其特征在于:所述兩支撐隔板由通孔泡沫鋁材料制成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種寬頻帶消聲器，包括筒體，筒體由設(shè)于筒體前端的進(jìn)氣單元和設(shè)于筒體后端的后端蓋封成一個腔體結(jié)構(gòu)，其內(nèi)腔由靠近進(jìn)氣單元一端的上游段空腔、靠近后端蓋一端的下游段空腔和處于兩空腔之間的中游段空腔組成；上游段空腔內(nèi)固設(shè)有SCR催化單元，中游段空腔內(nèi)設(shè)有固定在筒體上的、將中游段空腔分隔成前后兩個擴(kuò)張腔的穿孔隔板，穿孔隔板由泡沫鋁材料制成，穿孔隔板上分布有連通前、后擴(kuò)張腔的穿孔；下游段空腔內(nèi)設(shè)有排氣穿孔管共振腔式消聲單元，該消聲單元的排氣穿孔管的后端部穿出并懸置在后端蓋之外，排氣穿孔管的前端連通后擴(kuò)張腔。本消聲器具有低、中、高頻噪聲消聲效果、同時能夠在雜質(zhì)較多、高溫及蒸汽侵蝕環(huán)境中應(yīng)用。
文檔編號F01N1/08GK203161318SQ20132004811
公開日2013年8月28日 申請日期2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月29日
發(fā)明者李文法, 張博強(qiáng), 謝富科 申請人:鄭州宇通客車股份有限公司