本發(fā)明屬于減振降噪技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種帶有消聲結(jié)構(gòu)的水下自流散熱式隔聲罩。

背景技術(shù)：

21世紀(jì)是人類(lèi)向海洋進(jìn)軍的世紀(jì)。深海作為人類(lèi)尚未開(kāi)發(fā)的寶地和高技術(shù)領(lǐng)域之一,已經(jīng)成為各國(guó)的重要戰(zhàn)略目標(biāo),也是近幾年國(guó)際上激烈競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)之一。無(wú)人水下航行器作為人類(lèi)海洋開(kāi)發(fā)和利用領(lǐng)域的主要工具正在起到越來(lái)越來(lái)重要的作用。噪聲指標(biāo)是無(wú)人水下航行器的一項(xiàng)重要性能參數(shù)，許多設(shè)備需要在滿(mǎn)足散熱的前提下進(jìn)行減振降噪處理，如推進(jìn)電機(jī)。

在工程實(shí)際應(yīng)用中，噪聲控制主要有三種途徑：(1)對(duì)聲源的控制，即從聲源入手，改進(jìn)推進(jìn)聲源結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，減少聲源發(fā)出的噪聲等級(jí)；(2)對(duì)聲場(chǎng)接收者的防護(hù)控制，此途徑不能應(yīng)用于以提高隱蔽性為目的的噪聲控制；(3)傳播途徑控制，即通過(guò)吸聲、隔聲、消聲等降噪措施降低聲波的傳播能量。三種控制方式并不矛盾可以同時(shí)進(jìn)行，而隔聲罩是噪聲控制中最易實(shí)現(xiàn)、最經(jīng)濟(jì)的控制方式，所以工程上最為常用。如龔允浩的發(fā)明專(zhuān)利“一種壓氧機(jī)隔聲罩”(授權(quán)專(zhuān)利號(hào)為cn103133298a)，針對(duì)壓氧機(jī)設(shè)計(jì)了相應(yīng)的隔聲罩。謝建平等人的發(fā)明專(zhuān)利“柴油發(fā)電機(jī)組隔聲罩”(授權(quán)專(zhuān)利號(hào)為cn101235751a)，針對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)了相應(yīng)的隔聲罩。類(lèi)似的利用隔聲罩降低設(shè)備輻射噪聲的發(fā)明已有很多。然而目前對(duì)隔聲罩的研究主要針對(duì)陸上設(shè)備，缺乏水下設(shè)備的隔聲罩，尤其是有散熱需求的水下設(shè)備，隔聲罩的研究還很不充分。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于為需散熱的水下聲源提供一種同時(shí)實(shí)現(xiàn)散熱和降噪的帶有消聲結(jié)構(gòu)的自流散熱式隔聲罩。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種帶有消聲結(jié)構(gòu)的水下自流散熱式隔聲罩，包括：前段安裝結(jié)構(gòu)、后段安裝結(jié)構(gòu)、螺栓和法蘭；其中，前段安裝結(jié)構(gòu)、后段安裝結(jié)構(gòu)通過(guò)螺栓連接至法蘭；法蘭與聲源連接；

前段安裝結(jié)構(gòu)中有入水通道，前段安裝結(jié)構(gòu)體內(nèi)側(cè)沿入水通道分布有消聲機(jī)構(gòu)；

后段安裝結(jié)構(gòu)包括：水聲材料層、外阻尼合金殼、內(nèi)阻尼合金殼；內(nèi)阻尼合金殼呈“l(fā)”型，內(nèi)阻尼合金殼的“l(fā)”型短端固定于法蘭上，內(nèi)阻尼合金殼的“l(fā)”型長(zhǎng)端和外阻尼合金殼嵌入水聲材料層中；后段安裝結(jié)構(gòu)有出水口；后段安裝結(jié)構(gòu)的水聲材料層與聲源之間有散熱水道；散熱水道與入水通道相連；后段安裝結(jié)構(gòu)的水聲材料層在靠近出水口處沿散熱水道分布有消聲機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明還可以包括：

1.所述的消聲機(jī)構(gòu)，為共振腔式消聲結(jié)構(gòu)，由聚氨酯密封墊和空氣腔構(gòu)成；空氣腔一端有開(kāi)口，聚氨酯密封墊嵌在空氣腔開(kāi)口處。

2.所述的法蘭，分布有安裝孔和通水孔。

3.所述的入水通道大于散熱水道。

4.所述的前段安裝結(jié)構(gòu)的最前端開(kāi)口直徑大于入水通道直徑。

5.所述的水聲材料層，由聚氨酯制成。

6.所述的螺栓由阻尼合金制成。

本發(fā)明的有益效果為：

1.通過(guò)特別設(shè)計(jì)的水道，利用船舶前行時(shí)船體和海水的相對(duì)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的水動(dòng)力壓頭為冷卻水提供動(dòng)力，無(wú)需消耗額外的動(dòng)力，水動(dòng)力壓頭隨航速增加而增加，有一定自動(dòng)調(diào)節(jié)能力；進(jìn)出水口設(shè)計(jì)共振腔式消聲結(jié)構(gòu)，抑制水道噪聲。既保證了良好的散熱，又實(shí)現(xiàn)了較小的漏聲。

2.本發(fā)明中對(duì)阻尼合金與聚氨酯水聲材料進(jìn)行了多層組合，利用阻尼合金與聚氨酯水聲材料之間較大的特征阻抗差所導(dǎo)致的水下聲阻抗失配，使聲波多次反射于隔聲罩內(nèi)部，通過(guò)阻尼合金和聚氨酯的內(nèi)耗降低輻射聲功率，大幅減少了由罩體向外界輻射的能量。

3.體積小，易于安裝，外表面形狀可控，對(duì)航行器水動(dòng)力特性影響較小。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一種帶有消聲結(jié)構(gòu)的水下自流散熱式隔聲罩的剖視圖。

圖2是本發(fā)明一種帶有消聲結(jié)構(gòu)的水下自流散熱式隔聲罩安裝位置局部視圖。

圖3是本發(fā)明一種帶有消聲結(jié)構(gòu)的水下自流散熱式隔聲罩安裝法蘭示意圖。

圖4是本發(fā)明一種帶有消聲結(jié)構(gòu)的水下自流散熱式隔聲罩進(jìn)水口消聲結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更加細(xì)致的闡述：

本發(fā)明的一種帶有消聲結(jié)構(gòu)的水下自流散熱式隔聲罩，包括：前段安裝結(jié)構(gòu)1、后段安裝結(jié)構(gòu)、螺栓8和法蘭10；其中，前段安裝結(jié)構(gòu)1、后段安裝結(jié)構(gòu)通過(guò)螺栓8連接至法蘭10，螺栓8與法蘭10之間有環(huán)形墊片9。

前段安裝結(jié)構(gòu)1的中心處有入水通道，前段安裝結(jié)構(gòu)1體內(nèi)側(cè)沿入水通道分布有進(jìn)水口消聲機(jī)構(gòu)6；后段安裝結(jié)構(gòu)包括：水聲材料層3、外阻尼合金殼5、內(nèi)阻尼合金殼4；內(nèi)阻尼合金殼4呈“l(fā)”型，內(nèi)阻尼合金殼4的“l(fā)”型短端固定于法蘭10上，內(nèi)阻尼合金殼4的“l(fā)”型長(zhǎng)端和外阻尼合金殼5嵌入水聲材料層3中；后段安裝結(jié)構(gòu)有出水口；后段安裝結(jié)構(gòu)的水聲材料層3與聲源2之間有散熱水道；散熱水道與入水通道相連；后段安裝結(jié)構(gòu)的水聲材料層3在靠近出水口處沿散熱水道分布有出水口消聲機(jī)構(gòu)7，如圖1所示。

圖2為本發(fā)明安裝位置局部視圖，帶法蘭盤(pán)的內(nèi)阻尼合金層4的法蘭加裝至由聚氨酯水聲材料制成的環(huán)形墊片9之后，經(jīng)法蘭10通過(guò)由阻尼合金制成的螺栓8固定于航行器尾部上航行器作為隔聲罩的聲源。

圖3為法蘭示意圖，安裝法蘭盤(pán)上開(kāi)有通水孔11與安裝孔12。相較于普通剛性聯(lián)接，彈性墊片與阻尼合金螺栓搭配的聯(lián)接方式可以有效的減少通過(guò)聯(lián)接處傳遞向外殼的振動(dòng)能量，減小漏聲。

后段安裝結(jié)構(gòu)有出水口；后段安裝結(jié)構(gòu)的水聲材料層3與聲源之間有散熱水道；散熱水道與入水通道相連；后段安裝結(jié)構(gòu)的水聲材料層3在靠近出水口處沿散熱水道分布有出水口消聲機(jī)構(gòu)7；

圖4為本發(fā)明的進(jìn)水口消聲結(jié)構(gòu)。消聲機(jī)構(gòu)，為共振腔式消聲結(jié)構(gòu)，由聚氨酯密封墊14和空氣腔13構(gòu)成；空氣腔13一端有開(kāi)口，聚氨酯密封墊14嵌在空氣腔13開(kāi)口處。法蘭10，分布有通水孔11和安裝孔12。入水通道大于散熱水道。前段安裝結(jié)構(gòu)1的最前端開(kāi)口直徑大于入水通道直徑。水聲材料層3，由聚氨酯制成。螺栓8由阻尼合金制成。

由聲源向外輻射的噪聲聲波首先進(jìn)入內(nèi)設(shè)有吸聲結(jié)構(gòu)的水聲材料層3，經(jīng)過(guò)傳遞損失后的聲波通過(guò)接合面進(jìn)入內(nèi)阻尼合金層4，由于阻尼合金特征阻抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于聚氨酯，透射聲波占主要成分，而聲波由阻尼合金層4向中層聚氨酯層5傳遞過(guò)程中，反射波占主要成分，依次輻射至水聲材料層經(jīng)過(guò)多次反射，且聚氨酯與阻尼合金均有較大的內(nèi)耗，所以可大大降低向外輻射的聲功率。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種帶有消聲結(jié)構(gòu)的自流散熱式隔聲罩，包括：前段安裝結(jié)構(gòu)、后段安裝結(jié)構(gòu)、螺栓和法蘭；其中，前段安裝結(jié)構(gòu)、后段安裝結(jié)構(gòu)通過(guò)螺栓連接至法蘭；法蘭與聲源連接；前段安裝結(jié)構(gòu)中有入水通道，后段安裝結(jié)構(gòu)與聲源之間有散熱水道，用于散熱；后段安裝結(jié)構(gòu)包裹聲源，利用材料間的內(nèi)耗，降低向外的輻射功率，實(shí)現(xiàn)有效隔聲；入水口和出水口處均分布有消聲機(jī)構(gòu)，抑制水道噪聲。本發(fā)明方法既保證了良好的散熱，又實(shí)現(xiàn)了較小的漏聲，適用于水下需要同時(shí)散熱和隔聲的航行器。

技術(shù)研發(fā)人員：率志君;劉思源;李玩幽;姜晨醒;王東華;李林澤;陳美龍;魯露;付萬(wàn)葳
受保護(hù)的技術(shù)使用者：哈爾濱工程大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.12
技術(shù)公布日：2017.10.13