非金屬風管系統(tǒng)新型靜壓箱及其連接裝置

郝 健，于 趙，王志偉

（中國人民解放軍78131 部隊，四川成都 610011）

0 引言

通風系統(tǒng)是較為復雜的工業(yè)與民用建筑中必備的基礎(chǔ)設(shè)施，主要由風機、風管系統(tǒng)及其他配套設(shè)施設(shè)備構(gòu)成。風管系統(tǒng)通過風機的做功為空氣流通提供管道，以保持室內(nèi)空氣的潔凈度。風管系統(tǒng)通常包括風管、風管部件和風管配件：風管的材料通常有金屬、非金屬和復合材料3 種；風管部件是指消聲器、靜壓箱、空氣過濾器、檢查門、測定孔以及各類風口、閥門、風罩、風帽等功能件；風管配件是指彎管、三通、四通、異形管、導流葉片和法蘭等構(gòu)件。通風系統(tǒng)在運行過程中，一是由于機械傳動裝置運轉(zhuǎn)時的振動，以及氣流速度和壓力的波動，會產(chǎn)生一定強度的噪音；二是風管內(nèi)腔的氣流在傳播時會與風管內(nèi)側(cè)壁出現(xiàn)一定程度的共振轟鳴，這些共振轟鳴所演變的噪音會傳遞到室內(nèi)并影響室內(nèi)人員的正常作業(yè)和休息；三是風管連接處常常由于安裝誤差產(chǎn)生縫隙，導致漏風形成噪音。為減少通風系統(tǒng)噪音、振動對建筑物內(nèi)部人員聽力、交談、通訊質(zhì)量及身體健康的影響，工業(yè)與民用建筑通風系統(tǒng)靜音降噪始終是一個需要不斷優(yōu)化解決的現(xiàn)實課題。

1 問題現(xiàn)狀

為減少通風系統(tǒng)噪音、振動給建筑內(nèi)部帶來的危害，通常在通風系統(tǒng)中安裝消聲器、靜壓箱等部件。消聲器是用附有吸聲襯里的管道、彎頭及其他聲阻抗不連續(xù)的管道降噪器件或利用截面積突然改變，使管道內(nèi)噪聲得到衰減或反射回去的風管部件，一般分為阻性消聲器、抗性消聲器和阻抗復合式消聲器三種。靜壓箱的構(gòu)造、原理和功能與消聲器類似，是送風系統(tǒng)減少動壓、增加靜壓、穩(wěn)定氣流和減少氣流振動的一種必要的通風部件，既能實現(xiàn)氣流直通或變向，又能有效阻止或減弱聲能向外傳播。

靜壓箱與風管、風管與風管之間通常采用法蘭連接，利用穿過兩個法蘭盤上的螺栓孔和螺栓來實現(xiàn)。通風系統(tǒng)在長時間的工作、振動、氣體波動和重力作用過程中，風管連接處法蘭很容易由于螺栓的松動、變形、腐蝕和失效產(chǎn)生縫隙，法蘭和墊片本身的腐蝕、變形、老化以及法蘭盤表面的不平整也很容易形成縫隙，不僅造成漏風量加大，而且是通風系統(tǒng)高頻噪音和振動產(chǎn)生的主要原因之一。

在工程實際中，由于非金屬風管系統(tǒng)安裝法蘭制作成本高、生產(chǎn)周期長、安裝耗時多，施工作業(yè)不便，大大降低了工程建設(shè)效益。另一方面，在濕熱氣候和潮濕環(huán)境下，法蘭及配件容易腐蝕、變形、氧化，導致強度、設(shè)計功能和使用壽命大大降低，整體維修或更換通風系統(tǒng)法蘭將是一項十分繁瑣的工程。

2 解決方案

為滿足工程通風系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)指標要求，解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和不足，提出了一種非金屬風管系統(tǒng)新型靜壓箱及其連接裝置。非金屬風管系統(tǒng)新型靜壓箱及其連接裝置，包括靜壓箱、風管、靜音連接裝置等部分構(gòu)成。靜音連接裝置包括套設(shè)于通風主管外，用于與通風主管連接的安裝筒，以及用于固定通風主管與安裝筒的固定套。安裝筒內(nèi)設(shè)有卡接部，通風主管的端部設(shè)有與卡接部相配合。使通風主管卡接在安裝筒內(nèi)的彎折部。通過設(shè)置專用連接機構(gòu)連接通風主管，避免管道連接不穩(wěn)定產(chǎn)生振動，以及連接處產(chǎn)生縫隙發(fā)出通風噪音。

3 新型靜壓箱及其連接裝置構(gòu)造

非金屬風管系統(tǒng)新型靜壓箱及其連接裝置，包括靜壓箱、靜音連接裝置、風管等部分構(gòu)成（圖1）。靜音連接裝置包括可與靜壓箱和風管相連接的安裝筒，以及用于固定風管與安裝筒的固定套。靜壓箱采取主流的阻抗復合式消聲器結(jié)構(gòu)，主體由硬聚氯乙烯等非金屬材料制成，風管到箱體通風截面的過渡最大限度地穩(wěn)定氣流和減少氣流振動，箱體內(nèi)表面設(shè)有均勻分布有孔的降噪板，降噪板上孔的設(shè)置能干涉聲波的傳遞，達到降低噪音的目的。

圖1 新型靜壓箱及其連接裝置

靜壓箱上分別為進風端和出風端的安裝筒軸線相交。安裝筒內(nèi)部設(shè)有卡接部，卡接部內(nèi)設(shè)有限位塊，限位塊呈楔形，面向安裝筒內(nèi)的表面向安裝筒軸線方向傾斜，安裝筒內(nèi)表面設(shè)有與限位塊相適應(yīng)的讓位槽，讓位槽內(nèi)設(shè)有兩端分別固定連接安裝筒與限位塊的彈性元件。風管用于連接的端部設(shè)有與卡接部配合使用，使通風主管卡接在安裝筒內(nèi)的彎折部。

固定套為筒狀結(jié)構(gòu)，由兩個對稱的半環(huán)狀固定件組合而成（圖2）。固定套內(nèi)壁設(shè)有柔性吸音、密封材料。固定套圓周面上靠近端面的位置設(shè)有耳座，耳座上設(shè)有螺栓孔，螺栓同時與兩個固定件上的螺栓孔配合使兩個固定件可拆卸固定連接。

圖2 安裝筒結(jié)構(gòu)

4 工作原理

新型靜壓箱及其連接裝置可連接至少兩個通風主管，將通風主管卡接在安裝筒中來形成與靜壓箱的連接，當靜壓箱上設(shè)置多個通風孔時，可將其用于連接多路通風主管，保證各分路氣流的均勻性（圖3）。當靜壓箱連接兩個通風主管時，兩個與通風主管的連接處軸線相交，既實現(xiàn)了改變風向的功能，又避免使用彎管造成氣流與管壁摩擦形成噪音。靜壓箱具有相對較大的容積，通風主管中的氣流進入靜壓箱后，將部分動壓轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓，穩(wěn)定了通風氣流，降低了噪音。通風主管插入靜壓箱上的安裝筒時，安裝筒內(nèi)限位塊在內(nèi)部彈性元件的作用下，使風管端頭彎折部能夠經(jīng)過限位塊，當彎折部經(jīng)過限位塊后，限位塊彈性復位并與彎折部卡接，使風管連接處牢牢固定。安裝筒外部再用螺栓緊固固定套，密封包裹連接部位，圓形的固定套及其內(nèi)側(cè)吸音材料進一步封堵連接處縫隙。

圖3 風管與安裝筒連接關(guān)系

5 結(jié)束語

（1）非金屬風管系統(tǒng)新型靜壓箱及其連接裝置，采用一系列模塊化連接組件，創(chuàng)新連接方式，通過在通風主管的端部設(shè)置彎折部與安裝筒內(nèi)部的卡接部相配合，實現(xiàn)了靜壓箱與風管、風管與風管之間的連接，避免了管道法蘭連接、插接、粘結(jié)等傳統(tǒng)連接的諸多不足。

（2）采用內(nèi)壁設(shè)有柔性吸音、密封材料的圓環(huán)形固定套加固連接機構(gòu)，提高了連接的穩(wěn)固性，進一步封閉通風主管與連接機構(gòu)之間可能存在的縫隙，減小通風時由于管道共振和連接處縫隙形成的噪音。

（3）新型靜壓箱及其連接裝置可連接至少兩個通風主管，實現(xiàn)管道連接穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，成本低廉，使用壽命長，靜音效果較好，具有一定的工程應(yīng)用價值。