有彈性骨架的曲線型微穿孔消聲袋的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]自然界中，凡涉及“吸收”，一定伴隨“轉(zhuǎn)化”。所謂“吸聲”，把聲音從氣流中分離出來并不是靠直接“吸收”，而是遵循自然界共同的特點(diǎn)進(jìn)行“轉(zhuǎn)化”，即，將聲能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能耗散。
[0003]事實(shí)上，把聲能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能和熱能進(jìn)行消耗最行之有效的手段就是共振器。共振吸聲材料分為薄板(膜振動(dòng))吸聲結(jié)構(gòu)，穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)，微穿孔吸聲機(jī)構(gòu)，通常，共振器要與背后空氣層組成微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)。其中:
[0004]1.薄板共振吸聲對(duì)10Hz以內(nèi)的低頻作用效果最好，吸聲系數(shù)可超過0.7，但在頻率超過10Hz后幾乎無用；
[0005]2.雙層微穿孔板在144Hz時(shí)會(huì)產(chǎn)生共振，使吸聲系數(shù)越過I,接近1.2，如果能夠維持并穩(wěn)定在1.1 一段，不是沒有可能的，這將是一個(gè)非常好的結(jié)構(gòu)；
[0006]3.對(duì)噪聲頻率超過Ik的聲波，使用多孔吸聲結(jié)構(gòu)效果最好，吸聲系數(shù)可維持在0.8左右。
[0007]4.如果結(jié)構(gòu)合理，亥姆霍茲共振吸聲體曲線在370Hz左右產(chǎn)生了共振，這才使得吸聲系數(shù)最高點(diǎn)接近1.2，相應(yīng)使整體的平均吸聲系數(shù)提高到0.85，對(duì)370Hz以下、危害最大的低頻噪聲幾乎不起作用。如果沒有共振點(diǎn)，平均吸音系數(shù)最多維持在0.7左右。
[0008]上述結(jié)果反映出的現(xiàn)實(shí)是，目前工程上仍然廣泛使用多孔材料，共振吸聲不能代替纖維吸聲材料的原因是:共振結(jié)構(gòu)的吸聲帶較窄。往往在非常感興趣的試驗(yàn)時(shí)，通常在共振頻率附近得到非常理想的吸聲系數(shù)，甚至超過I ;但是只要偏離共振峰后，吸聲系數(shù)曲線便迅速下滑。所以，在人們心目中，共振吸聲結(jié)構(gòu)只能用在處理中低音頻段。
[0009]為此，誕生了微穿孔吸聲技術(shù)，是我國馬大猷教授發(fā)明的微穿孔板最初是解決火箭發(fā)射上的高聲強(qiáng)、高氣壓、高溫等惡劣環(huán)境下的吸聲材料。因?yàn)槲⒋┛装宓目准?xì)而密，因此比穿孔板的聲阻大，而聲質(zhì)量小，從而在吸聲系數(shù)和吸聲頻帶方面優(yōu)于穿孔板。
[0010]微穿孔吸聲是利用穿孔本身的聲阻來控制吸聲結(jié)構(gòu)的相對(duì)聲阻率，是一種低聲質(zhì)量、高聲阻的共振吸聲體。繼承了普通穿孔板在共振頻率處吸聲系數(shù)高的特點(diǎn)，而且大大加寬了吸聲頻帶，影響工程應(yīng)用的原因在于:單層微穿孔板吸聲頻帶與玻璃纖維相比還有差距，需要使用雙層微穿孔板，而雙層微穿孔又存在優(yōu)化的技術(shù)問題，否則還不如纖維材料。核心問題表現(xiàn)為:
[0011](I)單層微穿孔板的吸聲系數(shù)與背后空腔的關(guān)系影響重大，改變背后空腔的厚度，吸聲曲線會(huì)出現(xiàn)變化，厚度小則低頻吸聲性能下降，而高頻吸聲系數(shù)會(huì)有所上升；厚度增力口，吸聲系數(shù)的峰值向低頻移動(dòng)；所以，要有合適的空腔厚度。
[0012](2)單獨(dú)改變穿孔率不可能獲得較高的吸聲系數(shù)和理想的吸聲頻帶寬度。
[0013](3)優(yōu)化的雙層微穿孔板結(jié)構(gòu)常有兩個(gè)明顯的共振峰。
[0014](4)雙層微穿孔板結(jié)構(gòu)不同共振體之間的剛性連接，等于制造“聲橋”，又會(huì)大大抵消各自原有的功能。
[0015]優(yōu)化雙層微穿孔結(jié)構(gòu)把握的基本原則是:微穿孔板的孔決定金屬振動(dòng)板的基頻，微穿孔板的結(jié)構(gòu)決定金屬振動(dòng)板的振幅，振動(dòng)結(jié)構(gòu)之間的空腔尺寸決定吸收的頻帶的帶寬；微穿孔金屬板吸聲體吸聲峰值在中低頻段，其穿孔率影響著吸聲體的吸聲性能，在低頻段，穿孔率小的吸聲性能好，在中高頻段，穿孔率大的吸聲性能好；而且空腔體積還會(huì)影響著吸聲體的吸聲性能；對(duì)相同表面積的吸聲體來說，空腔體積大吸聲效果好，雙層(或多層)微穿孔金屬板吸聲體的吸聲性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于單層的。
[0016]生活中，人們聽到的任何音樂曲目，都是通過確定“基頻(頻率最低)”，然后擴(kuò)展“泛音”得到旋律。聲學(xué)設(shè)施的樂器正是利用這種“趣味性”功能，讓人感到奧妙的存在，才吸弓I愿意從事音樂、聲學(xué)設(shè)施設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的人群。
[0017]其中，基音的頻率為基頻，又叫基帶，決定整個(gè)音的音高，基音是每個(gè)樂音中頻率最低的純音，特點(diǎn)是強(qiáng)度最大。工程中，電機(jī)中的基頻指電機(jī)在額定扭矩時(shí)的頻率，通常被認(rèn)為是聲音的基礎(chǔ)音調(diào)。
[0018]目前，在噪聲較大的歌廳、工廠，以及各種道路旁使用的聲屏障，基本使用開大孔的金屬材料或混凝土等非金屬材料，構(gòu)成周邊表面、形成內(nèi)部空心體，然后在內(nèi)部填充纖維材料，構(gòu)成消聲設(shè)施。開大孔的目的就是設(shè)置聲音的通道，處理噪音的手段還是靠內(nèi)部填充纖維材料。因?yàn)楣こ躺纤^的“膜振動(dòng)”一定要使用薄板，不能用厚重的混凝土代替。自然界中，昆蟲的膜質(zhì)翅不僅體態(tài)輕盈，靠振翅飛翔是高效而節(jié)省能量的最佳手段；而鳥具有羽翅，只能靠展翅飛翔。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019]本發(fā)明為“有彈性骨架的曲線型微穿孔消聲袋”。因?yàn)楣舱裎暯Y(jié)構(gòu)源自膜振動(dòng)，例如鼓，要求膜始終保持一定的張力。而所有的膜振動(dòng)都是平面沿法線的自由衰減振動(dòng)，月艮從簡諧振動(dòng)的規(guī)律。
[0020]但是，蝴蝶等膜質(zhì)翅在氣流的作用下，膜質(zhì)成為曲線形狀，仍然能夠有效地“振翅飛翔”，這就是本發(fā)明將微穿孔振動(dòng)用在曲線型雙層結(jié)構(gòu)的原因。
[0021]本發(fā)明有彈性骨架的曲線型微穿孔消聲袋表面使用金屬鋁箔，使用有彈性的鍍塑鋼條作連續(xù)圓弧形金屬骨架，目的是把鋁箔彈性張緊，使膜表面能夠始終保持張力。根據(jù)鋁箔材料的特點(diǎn)，這種結(jié)構(gòu)一定要應(yīng)用在消音設(shè)施的內(nèi)部、進(jìn)行剛性連接，作為確定了基音的聲學(xué)設(shè)施的泛音系統(tǒng)使用。其中:
[0022]靠噪聲源的曲線表面的開孔為0.9_，開孔率為2.3?2.7%，并且嚴(yán)格按照黃金分割比例0.618進(jìn)行，使靠噪聲源的曲線表面大于背面鋁箔開孔率。
[0023]有彈性骨架的曲線型微穿孔消聲袋表面需要使用鍍塑的連續(xù)圓弧金屬壓條，才能將噪聲源的鋁箔面與鍍塑的連續(xù)圓弧形金屬骨架熱合在一起。
[0024]背面鋁箔袋表面同樣需要使用鍍塑的連續(xù)圓弧金屬壓條，才能將噪聲源的鋁箔面與鍍塑的連續(xù)圓弧形金屬骨架熱合在一起。
[0025]上述組合構(gòu)成有彈性骨架的曲線型微穿孔消聲袋。
【附圖說明】
[0026]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0027]圖1是有彈性骨架的曲線型微穿孔消聲袋軸側(cè)圖；
[0028]圖2是鍍塑連續(xù)圓弧形金屬骨架的放大視圖；
[0029]圖3是鍍塑的連續(xù)圓弧金屬壓條視圖；
[0030]圖4是鍍塑的連續(xù)圓弧金屬壓條將鋁箔壓緊的放大視圖。
[0031]圖中:(1)張緊的靠噪聲源的鋁箔面，(2)張緊的背面鋁箔面，⑶彈性金屬骨架，
(4)鍍塑的連續(xù)圓弧壓條。
【具體實(shí)施方式】
[0032]分別沖出靠噪聲源的表面鋁箔，以及背面鋁箔的微穿孔；再使用彈性的鍍塑金屬鋼條作連續(xù)圓弧形金屬骨架。組合時(shí)，有彈性骨架的曲線型微穿孔消聲袋表面需要使用鍍塑的連續(xù)圓弧壓條，才能將噪聲源的鋁箔面與鍍塑的連續(xù)圓弧形金屬骨架熱合在一起。背面鋁箔袋表面同樣需要使用鍍塑的連續(xù)圓弧金屬壓條，才能將噪聲源的鋁箔面與鍍塑的連續(xù)圓弧形金屬骨架熱合在一起。這樣，組合后便構(gòu)成有彈性骨架的曲線型微穿孔消聲袋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種有彈性骨架的曲線型微穿孔消聲袋，其特征是:表面使用金屬鋁箔，再使用有彈性的鍍塑鋼條作連續(xù)圓弧形金屬骨架。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有彈性骨架的曲線型微穿孔消聲袋，其特征是:使用鍍塑的連續(xù)圓弧金屬壓條將表面鋁箔與連續(xù)圓弧形金屬骨架熱合在一起。
【專利摘要】本發(fā)明有彈性骨架的曲線型微穿孔消聲袋表面使用金屬鋁箔，使用有彈性的鍍塑鋼條作連續(xù)圓弧形金屬骨架，把鋁箔彈性張緊。根據(jù)鋁箔材料的特點(diǎn)，這種結(jié)構(gòu)一定要應(yīng)用在消音設(shè)施的內(nèi)部、進(jìn)行剛性連接，作為確定了基音的聲學(xué)設(shè)施的泛音系統(tǒng)使用。其中：靠噪聲源的曲線表面的開孔為0.9mm，開孔率為2.3～2.7％，按照黃金分割比例0.618進(jìn)行，使靠噪聲源的曲線表面大于背面鋁箔開孔率。有彈性骨架的曲線型微穿孔消聲袋表面需要使用鍍塑的連續(xù)圓弧金屬壓條，將噪聲源的鋁箔面與鍍塑的連續(xù)圓弧形金屬骨架熱合在一起。背面鋁箔袋表面同樣需要使用鍍塑的連續(xù)圓弧金屬壓條，將噪聲源的鋁箔面與鍍塑的連續(xù)圓弧形金屬骨架熱合在一起。
【IPC分類】E01F8/00, E04B1/84
【公開號(hào)】CN105019564
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410184420
【發(fā)明人】王鴻基, 杭志遠(yuǎn), 季嬌, 王磊, 張瑩
【申請(qǐng)人】江蘇遠(yuǎn)興環(huán)保集團(tuán)有限公司
【公開日】2015年11月4日
【申請(qǐng)日】2014年4月30日