1.本技术涉及消声技术领域，具体涉及一种水管道消声装置、消声方法及船。
背景技术：2.海水管道噪声主要包括管系结构振动噪声与流体噪声，其为船噪声的一个重要组成部分。水管道系统作为泵、阀等水动力噪声源向下游水域辐射水噪声的重要流体传递通道，受到了船水管路系统声学设计者的充分重视，其中水消声器作为有效的水噪声控制元件得到了广泛的研究。海水管道系统中水泵以轴频、叶频及其谐频为主要离散谱分量，节流阀等阻力元件以管道湍流脉动压力及其喷射射流为噪声源具有低频宽带特性。此外，泵在吸、排水配流过程中由于内部传递压力的不平衡运动，形成部件间的冲撞力或摩擦力，引起泵内组件的结构产生振动，同时管道壁面的振动对下游水域水噪声的控制产生了较大的不利影响。
3.现有技术中申请号为200520039736.6的专利公开了一种密节阻抗复合式消声器，其包括外筒体、内管道以及数块锥形第一隔板，内管道置于外筒体内，锥形第一隔板设置在外筒体和内管道之间；每一锥形第一隔板相互之间呈密节小间隔设置，并在内管道与外筒体之间填设吸声材料层；上述复合式消声器利用锥形第一隔板与吸声材料的复合作用降低噪声。但是，水和空气的物理属性有较大差别，水相对于空气特征阻抗更大，因此水与弹性壁面耦合更强烈，现有技术中控制空气噪声的很多抗性和阻性消声器应用到水管路中消声效果较差。
技术实现要素：4.本技术提供一种水管道消声装置、消声方法及船，以解决消声效果差的技术问题。
5.本技术提供一种水管道消声装置包括壳体、内管道、至少一个弹性板以及气囊，壳体包括进液端及出液端，定义所述进液端至所述出液端的方向为流动方向；内管道沿轴向穿设至所述壳体内，且其两端分别连接至所述进液端与所述出液端，使得所述内管道的外侧壁与所述壳体的内壁形成腔体；所述内管道沿径向开设有至少两个连通孔；弹性板沿所述内管道的径向设置于所述腔体内，所述弹性板的内侧壁连接至所述内管道，其外侧壁连接至所述壳体，其中每一所述弹性板将所述腔体分隔为互不连通的液体腔室及气体腔室；以及气囊设置于所述液体腔室内；其中，所述连通孔与所述液体腔室连通，当所述气囊被液体的脉动压力压缩形变时，所述气囊能够吸收至少部分脉动压力；当所述液体腔室内的水介质与所述气体腔室内的气体介质同时作用所述弹性板时，所述弹性板振动产生的声波反射至所述气囊处。
6.可选的，水管道消声装置还包括第一隔板，第一隔板沿所述内管道的径向设置于所述液体腔室内，所述第一隔板的内侧壁连接至所述内管道，其外侧壁连接至所述壳体；沿所述流动方向，所述第一隔板将所述液体腔室分隔为第一腔室及第二腔室；其中，所述气囊设置于所述第一腔室内；定义连通至所述第一腔室的所述连通孔为第一孔，连通至所述第
二腔室的所述连通孔为第二孔；所述第一孔与所述第二孔均连通至所述内管道，使得所述第一腔室与所述第二腔室间接连通。
7.可选的，水管道消声装置还包括至少一个第二隔板，第二隔板沿所述内管道的径向设置于所述腔体内，所述第二隔板的内侧壁连接至所述内管道，其外侧壁连接至所述壳体；当水管道消声装置包括两个以上所述弹性板时，每一所述第二隔板位于相邻的所述弹性板之间；所述第二隔板与一所述弹性板形成一所述气体腔室，其与另一所述弹性板形成一第三腔室，所述连通孔与所述第三腔室连通。
8.可选的，所述内管道的外侧壁，沿所述流动方向，形成连续的第一区、第二区及第三区；所述第一孔位于所述第一区，所述第二孔位于所述第三区，所述第一隔板环绕至所述第二区。
9.可选的，沿所述内管道的轴向，所述壳体包括依次排布的第一筒段、波纹段及第二筒段，所述波纹段的两端分别连接至所述第一筒段与所述第二筒段。
10.可选的，所述第二腔室的侧壁包括所述波纹段。
11.可选的，水管道消声装置包括两个以上所述弹性板，其中一所述弹性板将所述腔体分隔为所述液体腔室及所述气体腔室，其余的所述弹性板排布于所述气体腔室内，将所述气体腔室分隔为多个不连通的子腔室。
12.可选的，水管道消声装置还包括第一隔振环和第二隔振环，第一隔振环设置于所述进液端与所述内管道的外侧壁之间，并与所述内管道过盈配合；以及第二隔振环设置于所述出液端与所述内管道的外侧壁之间，并与所述内管道过盈配合。
13.可选的，所述气囊为环状，充气后的所述气囊能够贴合至所述第一腔室的内壁。
14.可选的，沿所述内管道的轴向与周向，所述第一孔等间距地阵列；和/或沿所述内管道的轴向与周向，所述第二孔等间距地阵列。
15.可选的，水管道消声装置还包括第一气阀、第二气阀、进口法兰和出口法兰，第一气阀设置于所述壳体上，并连通至所述气体腔室；第二气阀设置于所述壳体上，并连通至所述气囊；进口法兰可拆卸式连接至所述进液端，并套设至所述内管道的外侧壁；以及出口法兰连接至所述出液端，并套设至所述内管道的外侧壁。
16.相应的，本技术还提供一种消声方法，应用于上述任一项所述的水管道消声装置，其包括以下步骤：
17.驱动内管道内的液体经连通孔流动至液体腔室内；
18.气囊被液体的脉动压力压缩产生形变，利用形变力至少部分抵消脉动压力；
19.弹性板被所述液体腔室内的水介质与气体腔室内的气体介质同时作用，受迫振动产生声波，并且该声波反射至所述气囊处。
20.可选的，消声方法还包括以下步骤：
21.第一筒段将一部分水噪声的振动传递至波纹段，并被所述波纹段至少部分地衰减；
22.进口法兰将一部分水噪声的振动传递至第一隔振环，并被所述第一隔振环至少部分地衰减；
23.进口法兰将其余水噪声的振动经内管道传递至第二隔振环，并被第二隔振环至少部分地衰减。
24.相应的，本技术还提供一种船，其包括水管道消声装置，所述水管道消声装置为上述任一项所述的水管道消声装置。
25.本技术提供一种水管道消声装置、消声方法及船，液体经进液端流动至内管道中，并经连通孔汇入液体腔室内部；充气状态的气囊置于液体腔室内部，液体腔室内的液体向气囊施加脉动压力，使气囊发生弹性形变，从而利用气囊的形变在宽频范围内吸收、削弱脉动压力；同时，弹性板置于腔体内，将腔体分隔为互不连通的液体腔室及气体腔室，弹性板的一端面承受液体腔室内水介质的作用，另一端面承受气体腔室内气体介质的作用；由于液体与气体的特征阻抗不同，弹性板在水介质和气体介质的共同作用下受迫振动，使得弹性板多阶模态振动响应可以反作用于脉动的液体，将水介质与气体介质叠加于整个管道声场中，此时弹性板振动产生的声波反射至气囊处，再利用气囊吸收反射后的声能，因而能够显著提高消声效果。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1是本技术提供的水管道消声装置的示意图；
28.图2是现有技术中沿轴向放置弹性板的消声效果图；
29.图3是本技术中沿径向放置单个弹性板的消声效果图；
30.图4是沿径向放置两个弹性板与未放置弹性板的对比消声效果图；
31.图5是本技术中气囊与两个弹性板叠加的消声效果图；
32.图6是本技术提供的水管道消声装置的示意图二。
33.附图标记说明：
34.100、壳体；110、第一筒段；120、波纹段；130、第二筒段；140、进口法兰；150、出口法兰；200、内管道；210、第一区；220、第二区；230、第三区；241、第一孔；242、第二孔；310、液体腔室；311、第一腔室；312、第二腔室；313、第三腔室；320、气体腔室；321、第一气阀；400、弹性板；500、气囊；510、第二气阀；610、第一隔振环；620、第二隔振环；700、第一隔板；800、第二隔板。
具体实施方式
35.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本技术，并不用于限制本技术。在本技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”、“下”、“左”、“右”通常是指装置实际使用或工作状态下的上、下、左和右，具体为附图中的图面方向。
36.本技术提供一种水管道消声装置、消声方法及船，以下分别进行详细说明。需要说
明的是，以下实施例的描述顺序不作为对本技术实施例优选顺序的限定。且在以下实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
37.请参阅图1至图6，本技术提供一种水管道消声装置，其用于减弱水管道系统中水泵以及阀体等水动力噪声源对船水管路系统的影响。上述水管道消声装置包括壳体100以及内管道200，壳体100包括分布于其两端的进液端及出液端，定义进液端至出液端的方向为流动方向x。内管道200沿其轴向穿设至壳体100的内部，且内管道200的两端分别连接至进液端与出液端，使得内管道200的外侧壁与壳体100的内壁形成一腔体。同时内管道200沿径向开设有至少两个连通孔，上述连通孔与腔体连通设置。
38.同时，水管道消声装置还包括气囊500以及至少一个弹性板400，弹性板400沿内管道200的径向设置于腔体内部，弹性板400套设至内管道200的外侧，其内侧壁连接至内管道200的外侧壁，同时其外侧壁连接至壳体100的内侧壁，其中每一个弹性板400将腔体分隔为互不连通的液体腔室310及气体腔室320。其中，液体腔室310用于填充液体，气体腔室320用于填充气体，本技术中壳体100上设置有与气体腔室320连通的第一气阀321，以便于控制气体腔室320的充气与放气。气囊500设置于液体腔室310内，本技术中壳体100上设置有连通气囊500充气嘴的第二气阀510，以便于在不拆装消声装置的情况下对气囊500进行充气与放气。由于连通孔与液体腔室310连通，因而内管道200内的液体可以经连通孔流动至液体腔室310内部，液体的脉动压力向气囊500施加压力，使得气囊500发生弹性形变，以利用气囊500吸收至少部分脉动压力。当液体腔室310内的水介质与气体腔室320内的气体介质同时作用弹性板400时，弹性板400振动产生的声波反射至气囊500处，然后再利用气囊500的形变吸收反射的声能。
39.上游管路中的液体经进液端流动至内管道200中，并沿流动方向x在内管道200内部流动；由于腔体通过连通孔与内管道200连通，使得内管道200内的液体可以经连通孔汇入液体腔室310内部。由于水泵在吸水、排水配流过程中，泵内传递压力的不平衡运动，使得部件之间产生冲撞力和摩擦力，引起水泵内部件发生振动，同时引起管道的壁面振动。充气状态的气囊500置于液体腔室310内部，流动至液体腔室310内的液体向气囊500施加脉动压力，充气状态的气囊500具有一定的弹性形变性能，因而气囊500在脉动压力的作用下发生弹性形变，气囊500能够利用其形变力至少部分抵消脉动压力，从而在宽频范围内吸收、削弱水噪声。本技术中脉动压力就是由于作用于水泵上的压力并不均匀，在某个部位有较集中的或是较大的压力，且这种压力单次持续的时间不长，有可能呈现一定的周期性。
40.由于其中每一弹性板400设置于腔体内，将腔体分隔为互不连通的液体腔室310以及气体腔室320，因而弹性板400的一端面为液体腔室310的内壁，其另一相对端面为气体腔室320的内壁。弹性板400具有一定的弹性形变性能，当液体经连通孔流动至液体腔室310内部后，弹性板400的一端面承受液体腔室310内水介质(本技术中为传播介质为液体的辐射声波)的作用，弹性板400的另一端面承受气体腔室320内气体介质(本技术中为传播介质为空气的入射声波)的作用。由于液体与气体的特征阻抗不同，具体而言，本技术中水的特征阻抗大于空气的特征阻抗，因此液体腔室310内的液体与弹性板400的耦合更加激烈。弹性板400在水介质和气体介质的共同作用下受迫振动，使得弹性板400多阶模态振动响应可以反作用于脉动的液体，形成强烈耦合的弹性结构-声腔耦合结构，使本技术中的消声装置具
有亥姆霍兹共振器的特征。消声装置位于弹性板400处辐射声波与入射声波叠加于整个管道声场中，从而重构了管内声场，此时弹性板400振动产生的声波反射至气囊500处，然后再利用气囊500吸收反射的声能。本技术中利用气囊500吸收部分水噪声，然后再利用弹性板400在剩余的水介质与气体介质作用下产生振动，并且振动产生的声波反射至气囊500处进行再次吸收削弱，因而能够显著提高消声效果。
41.由于弹性板400低频段多阶模态皆参与了管道声辐射及声场重构，低频段消声效果优于相同几何构型扩张腔式消声器。本技术中消声装置中的第一个峰值对应等效亥姆霍兹共振峰，之后为共振吸声引起峰值，并伴随反共振峰。
42.本发明采用弹性板400形成具有亥姆霍兹特征的结构，同时配合气囊500进行消声，利用上述两结构的消声频带特性，使得本技术中的消声装置在消声效果上可以相互叠加，形成了一个低频宽带的消声效果。因而本技术中利用气囊500与弹性板400的组合可以更好地满足水管道的噪声控制需求，较好地控制管路出口的辐射噪声。
43.此外，本技术中全部的弹性板400均沿内管道200的径向设置于腔体内。现有技术中弹性板或弹性管都是沿轴向放置于腔内，轴向设置结构的对称振动模态被激发后虽然可以消声，但被激发的反对称模态又同时恶化了消声，最终取得的实测效果不理想，实测值远小于计算值。因此，当弹性板400沿内管道200的轴向放置于腔体内部时，即弹性板400的振动方向与声波传播方向垂直，弹性板400反对称模态的激发相当于产生声源，不利于消声。当弹性板400沿内管道200的径向设置于腔体内部时，弹性板400与声波传播方向相同；由于内管道200内为平面波，无法激发出弹性板400反对称振动，仅能够保留对消声性能有益的单向振动。
44.参照图2，对于轴向放置的弹性板或弹性管，虽然对称振动产生多个消声峰值，但是反对称振动产生很多的消声低谷，并且上述消声低谷对于全频段消声是不利的。
45.参照图2和图3，在0-1500hz频段，单个弹性板400沿内管道200的径向放置比去掉弹性板400的消声效果大5-10db以上，且在0hz-1000hz频段都没有弹性板400产生的反对称振动消声低谷。而图2中轴向放置的弹性板在该频段却产生多处反对称振动消声低谷。
46.进一步的，水管道消声装置还包括第一隔板700，上述第一隔板700沿内管道200的径向设置于液体腔室310内，第一隔板700套设至内管道200的外壁，其内侧壁连接至内管道200的外侧壁，其外侧壁连接至壳体100的内侧壁。沿流动方向x，上述第一隔板700将液体腔室310分隔为并列的第一腔室311及第二腔室312；其中，气囊500设置于第一腔室311的内部。定义连通至第一腔室311的连通孔为第一孔241，连通至第二腔室312的连通孔为第二孔242；同时第一孔241与第二孔242均连通至内管道200，使得第一腔室311与第二腔室312实现间接式连通。
47.内管道200内的液体沿流动方向x流动时，液体经第一孔241流动至第一腔室311内部，然后利用设置在第一腔室311内的气囊500至少部分抵消液体的脉动压力，从而可以在宽频范围内吸收、削弱水噪声。同时，内管道200内的液体经第二孔242流动至第二腔室312内部，然后利用第二腔室312内的水介质与气体腔室320内的气体介质同时作用于弹性板400，弹性板400振动产生的声波反射至第一腔室311内部，然后再利用第一腔室311内部的气囊500对反射的声波进行吸收。
48.利用第一隔板700将液体腔室310分隔为第一腔室311及第二腔室312，使得第一腔
室311与第二腔室312能够实现相对独立，并且可以利用第一孔241与第二孔242的配合，保持第一腔室311与第二腔室312间接式连通。利用第一腔室311内的气囊500吸收水噪声，同时利用第二腔室312内的水介质作用弹性板400，形成具有亥姆霍兹特征的结构，利用相对独立的第一腔室311和第二腔室312，能够保证气囊500与弹性板400作用效果的最优化。同时第一腔室311与第二腔室312保持间接式连通，使得被弹性板400反射的振动声波能够进入第一腔室311内部，然后再次利用气囊500吸收、削弱反射的声波。综上所述，利用第一腔室311与第二腔室312的组合可以使得气囊500与弹性板400形成的亥姆霍兹特征的结构，在消声效果上可以相互叠加，因而较好地控制管路出口的辐射噪声。
49.如图2至图5所示，图5中以叠加气囊500和径向放置两级弹性板400的技术方案进行分析，上述技术方案可以实现0hz-4000hz宽频带20db以上消声效果，且在150hz-800hz频段具有40db以上消声效果。
50.声波在水中的传播速度是空气中的四倍多，所以这意味着同一个消声器消除水噪声的结构尺寸需要是消除同样大小空气噪声尺寸的四倍多，这为水消声器实船紧凑性应用带来了很大的问题。上述图5中水消声器是在消声器出、入口管直径350mm，最大外径和总长不超过600mm所取得的效果，本发明在0-4000hz全频段可取得20db以上的消声量。因此，本技术利用气囊500与多个弹性板400的组合，既能够实现良好的消声效果，也能够实现消声装置的小型化设计。
51.进一步的，参照图6，水管道消声装置还包括至少一个第二隔板800，上述第二隔板800沿所述内管道200的径向设置于所述腔体内，所述第二隔板800的内侧壁连接至所述内管道200，其外侧壁连接至所述壳体100。当水管道消声装置包括两个以上所述弹性板400时，每一所述第二隔板800位于相邻的所述弹性板400之间；所述第二隔板800与一所述弹性板400形成一所述气体腔室320，其与另一所述弹性板400形成一第三腔室313，所述连通孔与所述第三腔室313连通，使得第三腔室320内填充有液体。
52.利用多个弹性板400和第二隔800的组合形成若干第三腔室313和气体腔室320，利用多组第三腔室313和气体腔室320的组合形成弹性结构-多级声腔耦合结构，通过选择不同的弹性板400和子腔室大小，可以有效地改善通过频率(就是消声低谷处频率)。
53.如图2至图4所示，在0hz-1000hz、2000hz-4000hz频段，两级弹性板400沿内管道200径向放置比去掉弹性板400的消声效果大15-25db以上；在1000-2000hz频段两者基本相当，所以在0-4000hz全频段，两级弹性板400径向放置比去掉弹性板400的消声效果在20db以上。
54.进一步的，上述气囊500为环状，充气后的气囊500能够贴合至所述第一腔室311的内壁。利用环形的气囊500填充至整个第一腔室311内部，增加气囊500与液体的接触面积，从而提高气囊500吸收水噪声的效果。此外，充气后的气囊500的边缘处贴合至第一腔室311的内壁，还可以利用气囊500耗散水噪声的振动能量，从而提升消音以及振动效果。
55.进一步的，内管道200的外侧壁，沿流动方向x，形成连续的第一区210、第二区220及第三区230；第一孔241位于第一区210，第二孔242位于第三区230，第一隔板700环绕至第二区220。内管道200的外侧壁包括未开设连通孔的第二区220，并且上述第二区220位于第一区210与第三区230之间。利用第二区220对第一孔241与第二孔242的开设位置进行分隔，使得全部的第一孔241与第一腔室311连通，全部的第二孔242与第二腔室312连通，并且第
一隔板700对应的位置并未开设连通孔，因而能够保证第一腔室311内与第二腔室312仅能通过内管道200形成间接式连通，避免通过第一孔241与第二孔242形成直接式连通，以能够保证气囊500与弹性板400工作时效果的最优化。
56.此外，本技术中第一隔板700与壳体100、内管道200焊接，在内管道200的外侧壁留有未开设连通孔的第二区220，以便于第一隔板700与内管道200焊接。同时，通过设置第二区220可以增加内管道200的强度与刚度，从而延长消声装置的使用寿命。
57.进一步的，沿内管道200的轴向与周向，第一孔241等间距地阵列；和/或沿内管道200的轴向与周向，第二孔242等间距地阵列。通过限定第一孔241与第二孔242的排布，既能够保证液体能够顺畅地流动至第一腔室311以及第二腔室312内部，同时也便于内管道200的加工。
58.进一步的，沿内管道200的轴向，壳体100包括依次排布的第一筒段110、波纹段120及第二筒段130，波纹段120的两端分别连接至第一筒段110与第二筒段130，本技术中第一筒段110与第二筒段130分别与波纹段120的两端焊接固定。本技术中上游水管路与进液端连接，当水噪声的振动传递至壳体100时，第一筒段110将水噪声的振动传递至波纹段120，由于波纹段120具有一定的弹性形变性能，因而其可以吸收衰减大部分水噪声的振动。
59.利用包含有波纹段120的壳体100可以实现第一筒段110与第二筒段130的弹性连接，从而在上游水管路与下游水管路之间实现振动隔离，以抑制下游水管路中管道壁面的振动。同时，利用波纹段120衰减水噪声的振动，可以辅助提高气囊500的消音效果，因而可以较好地控制出液端的噪声。
60.进一步的，第二腔室312的侧壁包括上述波纹段120，由于气囊500设置在第一腔室311内，壳体100对应第一腔室311的位置要考虑第二气阀510的安装，因而将波纹段120设置在对应第二腔室312的位置处，既能够保证减振效果，同时也便于消声装置的组装和安装。
61.进一步的，水管道消声装置还包括第一隔振环610和第二隔振环620，上述第一隔振环610设置于进液端与内管道200的外侧壁之间，并与内管道200过盈配合；第二隔振环620设置于出液端与内管道200的外侧壁之间，并与内管道200过盈配合。本技术中第一隔振环610和第二隔振环620的材料选用硫化的橡胶。
62.进液端将一部分水噪声的振动传递至第一隔振环610处，由于第一隔振环610可以耗散一部分振动能量，因而可以至少部分地衰减水噪声的振动。然后剩余水噪声的振动经内管道200传递至第二隔振环620处，由于第二隔振环620可以耗散一部分振动能量，因而也可以对水噪声的振动进行衰减。本技术中利用第一隔振环610对振动进行衰减，使得振动能量较少的经内管道200传递在第二隔振环620处，同时再配合第二隔振环620可以衰减到水噪声的大部分振动，从而减小了下游管道壁面的振动，也能够进一步的提升消声效果。
63.进一步的，水管道消声装置还包括进口法兰140以及出口法兰150，其中进口法兰140可拆卸式连接至进液端，并套设至内管道200的外侧壁；出口法兰150连接至出液端，并套设至内管道200的外侧壁。利用进口法兰140连接至上游管路系统，出口法兰150连接下游管路系统，以便于消声装置的装配和使用。
64.应用上述水管道消声装置的消声方法包括以下消声步骤：
65.s100、驱动内管道200内的液体经第一孔241流动至第一腔室311内部，同时经第二孔242流动至第二腔室312内部；
66.s200、设置于第一腔室311内部的气囊500被液体的脉动压力压缩产生形变，并且气囊500利用其形变力至少部分抵消脉动压力；
67.s300、弹性板400被液体腔室310内的水介质与气体腔室320内的气体介质同时作用，并受迫振动产生声波，上述声波被反射至第一腔室311内；
68.s400、设置于第一腔室311内部的气囊500通过形变吸收反射的声能。
69.应用上述水管道消声装置的消声方法同时包括以下减振步骤，本技术中减振步骤与消声步骤是同时进行的：
70.t100、第一筒段110将一部分水噪声的振动传递至波纹段120，并被波纹段120至少部分地衰减；
71.t200、进口法兰140将一部分水噪声的振动传递至第一隔振环610，并被第一隔振环610至少部分地衰减；
72.t300、进口法兰140将其余水噪声的振动经内管道200传递至第二隔振环620，并被第二隔振环620至少部分地衰减。
73.本技术的减振步骤中，步骤t100、步骤t200与步骤t300是大致同步进行的，具体顺序可以不做具体的限定。
74.在本技术另一些实施例中公开了一种船，其包括上述方案中的水管道消声装置中的全部的技术特征。
75.以上对本技术提供一种水管道消声装置、消声方法及船进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。
技术特征：1.一种水管道消声装置，其特征在于，包括：壳体(100)，其包括进液端及出液端，定义从所述进液端至所述出液端的方向为流动方向；内管道(200)，沿其轴向穿设至所述壳体(100)内，且其一端连通至所述进液端，其另一端连通至所述出液端，使得所述内管道(200)的外侧壁与所述壳体(100)的内壁形成腔体；所述内管道(200)沿其径向开设有至少两个连通孔；至少一个弹性板(400)，其沿所述内管道(200)的径向设置于所述腔体内，所述弹性板(400)的内侧壁连接至所述内管道(200)，其外侧壁连接至所述壳体(100)，其中每一所述弹性板(400)将所述腔体分隔为互不连通的液体腔室(310)及气体腔室(320)；以及气囊(500)，其设置于所述液体腔室(310)内；其中，所述连通孔与所述液体腔室(310)连通，当所述气囊(500)被液体的脉动压力压缩形变时，所述气囊(500)能够吸收至少部分脉动压力；当所述液体腔室(310)内的水介质与所述气体腔室(320)内的气体介质同时作用于所述弹性板(400)时，所述弹性板(400)振动产生的声波反射至所述气囊(500)处。2.根据权利要求1所述的水管道消声装置，其特征在于，还包括：第一隔板(700)，其沿所述内管道(200)的径向设置于所述液体腔室(310)内，所述第一隔板(700)的内侧壁连接至所述内管道(200)，其外侧壁连接至所述壳体(100)；沿所述流动方向，所述第一隔板(700)将所述液体腔室(310)分隔为第一腔室(311)及第二腔室(312)；其中，所述气囊(500)设置于所述第一腔室(311)内；定义连通至所述第一腔室(311)的所述连通孔为第一孔(241)，连通至所述第二腔室(312)的所述连通孔为第二孔(242)；所述第一孔(241)与所述第二孔(242)均连通至所述内管道(200)，使得所述第一腔室(311)与所述第二腔室(312)间接连通。3.根据权利要求1所述的水管道消声装置，其特征在于，还包括：至少一个第二隔板(800)，其沿所述内管道(200)的径向设置于所述腔体内，所述第二隔板(800)的内侧壁连接至所述内管道(200)，其外侧壁连接至所述壳体(100)；当水管道消声装置包括两个以上所述弹性板(400)时，每一所述第二隔板(800)位于相邻的所述弹性板(400)之间；所述第二隔板(800)与一所述弹性板(400)形成一所述气体腔室(320)，其与另一所述弹性板(400)形成一第三腔室(313)，所述连通孔与所述第三腔室(313)连通。4.根据权利要求2所述的水管道消声装置，其特征在于，所述内管道(200)的外侧壁，沿所述流动方向，形成连续的第一区(210)、第二区(220)及第三区(230)；所述第一孔(241)位于所述第一区(210)，所述第二孔(242)位于所述第三区(230)，所述第一隔板(700)环绕至所述第二区(220)。5.根据权利要求2所述的水管道消声装置，其特征在于，沿所述内管道(200)的轴向，所述壳体(100)包括依次排布的第一筒段(110)、波纹段(120)及第二筒段(130)，所述波纹段(120)的两端分别连接至所述第一筒段(110)与所述第二筒段(130)。6.根据权利要求5所述的水管道消声装置，其特征在于，所述第二腔室(312)的侧壁包
括所述波纹段(120)。7.根据权利要求1所述的水管道消声装置，其特征在于，水管道消声装置包括两个以上所述弹性板(400)，其中一所述弹性板(400)将所述腔体分隔为所述液体腔室(310)及所述气体腔室(320)，其余的所述弹性板(400)排布于所述气体腔室(320)内，将所述气体腔室(320)分隔为多个不连通的子腔室。8.根据权利要求1所述的水管道消声装置，其特征在于，还包括：第一隔振环(610)，其设置于所述进液端与所述内管道(200)的外侧壁之间，并与所述内管道(200)过盈配合；以及第二隔振环(620)，其设置于所述出液端与所述内管道(200)的外侧壁之间，并与所述内管道(200)过盈配合。9.根据权利要求2所述的水管道消声装置，其特征在于，所述气囊(500)为环状，充气后的所述气囊(500)能够贴合至所述第一腔室(311)的内壁。10.根据权利要求2所述的水管道消声装置，其特征在于，沿所述内管道(200)的轴向与周向，所述第一孔(241)等间距地阵列；和/或沿所述内管道(200)的轴向与周向，所述第二孔(242)等间距地阵列。11.根据权利要求1所述的水管道消声装置，其特征在于，还包括：第一气阀(321)，其设置于所述壳体(100)上，并连通至所述气体腔室(320)；第二气阀(510)，其设置于所述壳体(100)上，并连通至所述气囊(500)。进口法兰(140)，其可拆卸式连接至所述进液端，并套设至所述内管道(200)的外侧壁；以及出口法兰(150)，其连接至所述出液端，并套设至所述内管道(200)的外侧壁。12.一种消声方法，其特征在于，应用于权利要求1-11中任一项所述的水管道消声装置，其包括以下步骤：驱动内管道(200)内的液体经连通孔流动至液体腔室(310)内；气囊(500)被液体的脉动压力压缩产生形变，利用形变力至少部分抵消脉动压力；弹性板(400)被所述液体腔室(310)内的水介质与气体腔室(320)内的气体介质同时作用，受迫振动产生声波，并且该声波反射至所述气囊(500)处。13.根据权利要求12所述的消声方法，其特征在于，还包括以下步骤：第一筒段(110)将一部分水噪声的振动传递至波纹段(120)，并被所述波纹段(120)至少部分地衰减；进口法兰(140)将一部分水噪声的振动传递至第一隔振环(610)，并被所述第一隔振环(610)至少部分地衰减；所述进口法兰(140)将其余水噪声的振动经内管道(200)传递至第二隔振环(620)，并被所述第二隔振环(620)至少部分地衰减。14.一种船，其特征在于，包括权利要求1-11中任一项所述的水管道消声装置。
技术总结本申请提供一种水管道消声装置、消声方法及船，水管道消声装置包括壳体、内管道、至少一个弹性板以及气囊，壳体包括进液端及出液端，从进液端至出液端的方向为流动方向；内管道沿轴向穿设至壳体内，且其两端分别连接至进液端与出液端，使得内管道的外侧壁与壳体的内壁形成腔体；内管道沿径向开设有至少两个连通孔；弹性板沿内管道的径向设置于腔体内，其中每一弹性板将腔体分隔为互不连通的液体腔室及气体腔室；气囊设置于液体腔室内；连通孔与液体腔室连通，当气囊形变时，气囊吸收部分脉动压力；当液体腔室内的水介质与气体腔室内的气体介质同时作用弹性板时，弹性板振动产生的声波反射至气囊处，用以解决消声效果差的技术问题。题。题。
技术研发人员：闫超群 陈艺凡 吴恒亮 曲佳辉 马炳杰
受保护的技术使用者：中国船舶重工集团公司第七一一研究所
技术研发日：2022.03.15
技术公布日：2022/7/5
