非金屬風管系統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

通風系統是較為復雜的工業與民用建筑中必備的基礎設施，主要由風機、風管系統及其他配套設施設備構成。風管系統通過風機的做功為空氣流通提供管道，以保持室內空氣的潔凈度。風管系統通常包括風管、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件。通風系統在運行過程中，一是由于機械傳動裝置運轉時的振動，以及氣流速度和壓力的波動，會產生一定強度的噪音；二是風管內腔的氣流在傳播時會與風管內側壁出現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并影響室內人員的正常作業和休息；三是風管連接處常常由于安裝誤差產生縫隙，導致漏風形成噪音。為減少通風系統噪音、振動對建筑物內部人員聽力、交談、通訊質量及身體健康的影響，工業與民用建筑通風系統靜音降噪始終是一個需要不斷優化解決的現實課題。

1 問題現狀

為減少通風系統噪音、振動給建筑內部帶來的危害，通常在通風系統中安裝消聲器、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的管道降噪器件或利用截面積突然改變，使管道內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。靜壓箱的構造、原理和功能與消聲器類似，是送風系統減少動壓、增加靜壓、穩定氣流和減少氣流振動的一種必要的通風部件，既能實現氣流直通或變向，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。通風系統在長時間的工作、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，而且是通風系統高頻噪音和振動產生的主要原因之一。

在工程實際中，由于非金屬風管系統安裝法蘭制作成本高、生產周期長、安裝耗時多，施工作業不便，大大降低了工程建設效益。另一方面，在濕熱氣候和潮濕環境下，法蘭及配件容易腐蝕、變形、氧化，導致強度、設計功能和使用壽命大大降低，整體維修或更換通風系統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設計技術指標要求，解決現有技術存在的問題和不足，提出了一種非金屬風管系統新型靜壓箱及其連接裝置。非金屬風管系統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成。靜音連接裝置包括套設于通風主管外，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。安裝筒內設有卡接部，通風主管的端部設有與卡接部相配合。使通風主管卡接在安裝筒內的彎折部。通過設置專用連接機構連接通風主管，避免管道連接不穩定產生振動，以及連接處產生縫隙發出通風噪音。

3 新型靜壓箱及其連接裝置構造

非金屬風管系統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構，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定氣流和減少氣流振動，箱體內表面設有均勻分布有孔的降噪板，降噪板上孔的設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。安裝筒內部設有卡接部，卡接部內設有限位塊，限位塊呈楔形，面向安裝筒內的表面向安裝筒軸線方向傾斜，安裝筒內表面設有與限位塊相適應的讓位槽，讓位槽內設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有與卡接部配合使用，使通風主管卡接在安裝筒內的彎折部。

固定套為筒狀結構，由兩個對稱的半環狀固定件組合而成（圖2）。固定套內壁設有柔性吸音、密封材料。固定套圓周面上靠近端面的位置設有耳座，耳座上設有螺栓孔，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 安裝筒結構

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，將部分動壓轉變為靜壓，穩定了通風氣流，降低了噪音。通風主管插入靜壓箱上的安裝筒時，安裝筒內限位塊在內部彈性元件的作用下，使風管端頭彎折部能夠經過限位塊，當彎折部經過限位塊后，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側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系

5 結束語

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

（2）采用內壁設有柔性吸音、密封材料的圓環形固定套加固連接機構，提高了連接的穩固性，進一步封閉通風主管與連接機構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，實現管道連接穩定，結構簡單，安裝方便，成本低廉，使用壽命長，靜音效果較好，具有一定的工程應用價值。