CN101139851B - 全频吸声构件及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全频吸声构件及其制作方法,全频吸声构件中的表面穿孔吸声板由金属板制成,微穿孔吸声膜由高分子非金属材料制成;微穿孔吸声膜分别对支撑表面穿孔吸声板和护面板的两侧支撑架沿折线方向进行交叉缠绕,并形成三角形谐振腔;且微穿孔吸声膜分别对两侧的表面穿孔吸声板和护面板沿折线方向进行交叉连接,形成三角形谐振腔。本发明采用数控设备进行加工,采用双层微穿孔吸声膜(薄板)共振吸声结构和表面穿孔吸声板共振吸声结构相结合,且背后谐振腔深度都是连续变化的,使全频吸声构件对各频段噪音的吸收性能均能达到良好的效果。适用于净化要求比较高、需要强降噪的场合。

Description

全频吸声构件及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种新型吸声构件,具体地说是一种环保、能实现全频带吸声全频吸声构件及其制作方法。
背景技术
目前,公知的吸声构件分为两大类:第一类是由多孔吸声材料组成的吸声构件;第二类是由微穿孔板共振吸声结构组成的吸声构件。其中,第一类多孔吸声材料,对中高频噪声吸收效果好,但对低频噪声吸收效果差;第二类微穿孔板共振吸声构件,在共振吸收频率附近吸声效果好,远离共振频率,吸收作用减小。因此,无论是由多孔吸声材料组成的吸声构件,还是由微穿孔板共振吸声结构组成的吸声构件,都不能对全频带噪声具有良好的吸收效果。
发明内容
为了克服现有的吸声构件不能实现全频带吸声的缺点,本发明的目的是提供一种全频吸声构件,该吸声构件不仅对各频段的噪音都能有效吸收,而且内部不需要填充多孔吸声材料,因此清洁对人体无污染。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种全频吸声构件,其特征在于:它包括表面穿孔吸声板、微穿孔吸声膜、支撑架和护面板,所述表面穿孔吸声板由金属板制成,微穿孔吸声膜由高分子非金属材料制成;表面穿孔吸声板和护面板通过支撑架构成吸声空腔;所述微穿孔吸声膜分别对支撑表面穿孔吸声板和护面板的两侧支撑架沿折线方向进行交叉缠绕,并形成三角形谐振腔;且微穿孔吸声膜分别对两侧的表面穿孔吸声板和护面板沿折线方向进行交叉连接,形成三角形谐振腔。
本发明中,所述表面穿孔吸声板由铝板制成;所述护面板由铝板制成。表面穿孔吸声板和护面板也可以由其它金属板材制成。所述支撑架由钢筋制成。
本发明中,所述微穿孔吸声膜可以由微穿孔吸声薄板替代。
一种本发明所述的全频吸声构件的制作方法,其特征在于它包括以下步骤:
A)加工表面穿孔吸声板;
B)加工微穿孔吸声膜;
C)采用钢筋制成支撑架;
D)缠绕微穿孔吸声膜,形成双层微穿孔吸声膜共振吸声结构,将微穿孔吸声膜分别对两侧的支撑架沿折线方向进行交叉缠绕,形成三角形谐振腔结构;然后再沿表面穿孔吸声板面方向缠绕一圈,这样就形成了双层微穿孔吸声膜共振吸声结构,且每层微穿孔吸声膜后谐振腔均是三角形结构;
E)加工护面板,并将加工后的护面板与表面穿孔吸声板连接,得到全频吸声构件。
本发明在步骤A)中,表面穿孔吸声板的加工过程包括下料、冲孔、整形、剪边、成型、喷涂;首先将表面穿孔吸声板材料用数控剪板机剪切,并有适当预留量;按设计好的穿孔率、孔径、孔距、板厚等冲孔参数,在数控冲孔机上进行冲孔并整形,然后剪去多余的边角;最后将剪边处理后的表面穿孔吸声板,装入与所需零件形状相同的冲模中,在加温、加压后经冲压成型。在步骤C)中,将钢筋剪裁成一定长度,并在矫直机矫直整形,保证其平直度;然后将一侧钢筋端部与对应的表面穿孔吸声板角部连接,另一侧钢筋端部与对应的表面穿孔吸声板边部连接。
本发明中,表面穿孔吸声板和微穿孔吸声膜(薄板)在数控冲孔机上加工而成;表面穿孔吸声板和钢筋的连接定型在模具平台上完成;缠绕时,微穿孔吸声膜(薄板)分别对两侧的钢筋沿折线方向进行交叉缠绕,形成三角形谐振腔结构,然后再沿表面穿孔吸声板面方向缠绕一圈,这样就形成了双层微穿孔吸声膜(薄板)共振吸声结构;护面板的下料成型在CNC加工中心上完成;护面板和表面穿孔吸声板采用焊接的连接方式。
本发明采用双层微穿孔吸声膜(薄板)结构和表面穿孔吸声板组合而成的三层共振吸声结构。微穿孔吸声膜(薄板)的微孔本身具有足够的声阻,因此它的背后不需要衬贴其它吸声材料,就能有效吸声;表面穿孔吸声板组成的共振吸声结构对高频噪声具有一定的吸收作用;双层微穿孔吸声膜(薄板)和以及微穿孔吸声膜(薄板)后的的谐振腔深度连续变化,达到微穿孔板共振吸声结构的共振频率始终和声场的噪声频率相一致,这样对各个频率的入射声波均具有很好的吸收效果。微穿孔吸声膜(薄板)和表面穿孔吸声板选择不同的材料厚度、孔径、穿孔率和不同的谐振腔深度,根据现场不同的情况制作成大小不同规格的全频吸声构件,使其在全频范围内获得理想的吸声效果。
附图说明
图1是本发明的外形结构图。
图2是本发明的纵剖面结构图。
具体实施方式
一种本发明所述的全频吸声构件,主要由表面穿孔吸声板1、微穿孔吸声膜(薄板)2、钢筋3和护面板4组成。微穿孔吸声膜(薄板)2由PVC聚氯乙烯材料加工而成,表面穿孔吸声板1由铝板加工而成,护面板4由铝板组成,钢筋3起到龙骨支承作用。
微穿孔吸声膜(薄板)2分别对两侧的钢筋3沿折线方向进行交叉缠绕,有效增加了吸声面积。然后再沿表面穿孔吸声板面方向缠绕一圈,这样就形成了双层微穿孔吸声膜(薄板)共振吸声结构,且每层微穿孔吸声膜(薄板)后谐振腔均是三角形结构,这种三角形谐振腔的深度是连续变化的。
对于一般的微穿孔板共振吸声结构,其谐振腔深度是一定的,当入射声波的频率与系统的共振频率一致时,微穿孔板颈的空气产生激烈振动摩擦,加强了吸收效应,形成了吸收峰,使声能显著衰减;远离系统的共振频率时,微穿孔板共振吸声结构的吸收作用较小,所以吸声频带很窄。为避免出现远离共振频率,吸收作用减小现象的出现,本发明采用三角形谐振腔结构,使谐振腔深度连续变化,达到微穿孔板共振吸声结构的共振频率始终和声场的噪声频率相一致,这样对各个频率的入射声波均具有很好的吸收效果。
本发明中,表面穿孔吸声板1后面有三角形空腔,每个小孔背后均有对应空腔,此时,整个表面穿孔吸声板结构相当于许多并联的亥姆霍兹共振器,因此,其吸声性能的好坏是由单位面积上的总的声阻决定的。表面穿孔吸声板结构参数的变化直接影响其吸声特性:孔径与孔距越小、穿孔率越大则声阻越大;表面穿孔吸声板后空气层越深,吸声频率范围越大;对于低频段噪声,表面穿孔吸声板的穿孔率越小、板后空气层越大,吸声性能越好,对于高频段噪声,表面穿孔吸声板的穿孔率越大、板后空气层越小、吸声性能越好。
本发明中,微穿孔吸声膜(薄板)2的微孔大小和间距影响微穿孔吸声膜(薄板)共振吸声结构的吸声系数;微穿孔吸声膜(薄板)厚度越小、穿孔率越大,越有利于吸收高频噪音;孔径越小、谐振腔越深,越有利于吸收低频噪音,且吸收频带越宽。因此选择微穿孔吸声膜(薄板)不同的厚度、孔径、穿孔率和不同的谐振腔深度,就能调节微穿孔吸声膜(薄板)共振吸声结构的吸收共振峰,使全频吸声构件在全频范围内获得良好的吸声效果。
本发明所述的全频吸声构件的制作过程如下:
1、表面穿孔吸声板1的加工过程:下料、冲孔、整形、剪边、成型、喷涂;
表面穿孔吸声板材料用数控剪板机剪切,注意下料需放适当预留量;按设计好的穿孔率、孔径、孔距、板厚等冲孔参数,在数控冲孔机(冲孔事先应制作模具、夹具、冲针)或多头数控高速鉆机或多头激光打孔机配套的自动送料机平面上进行冲孔,;冲完孔的表面穿孔吸声板,要在液压平板机上进行平整度的调整,达到板面平直,使成型的表面穿孔吸声板具有更好的装饰效果;整形好的表面穿孔吸声板在CNC加工中心,剪去多余的边角,达到设计要求的尺寸;将剪边处理后的表面穿孔吸声板,装入与所需零件形状相同的冲模中,在加温、加压或热处理后经冲压达到所要求的几何外形和性能;按照设计要求的颜色,对表面穿孔吸声板进行静电喷涂,以达到更好的装饰效果。
2、微穿孔吸声膜(薄板)2的加工在数控设备上完成;
按计算好的穿孔率、孔径、孔距、板厚等冲孔参数,在数控冲孔机(冲孔事先应制作模具、夹具、冲针)或多头数控高速鉆机或多头激光打孔机配套的自动送料机平面上,完成微孔加工过程,加工时布孔均匀,不能有盲孔。
3、钢筋3的处理;
根据全频吸声构件的规格尺寸,将钢筋剪裁成一定长度,然后要在矫直机经过矫直整形,保证其平直度。然后将一侧钢筋端部与对应的表面穿孔吸声板角部铆接或焊接,另一侧钢筋端部与对应的表面穿孔吸声板边部铆接或焊接,铆接或焊接定型要在预制的模具平台上进行。
4、微穿孔吸声膜(薄板)2的缠绕;
借助特殊的缠绕设备,将微穿孔吸声膜(薄板)2分别对两侧的钢筋3沿折线方向进行交叉缠绕,形成三角形谐振腔结构,然后再沿表面穿孔吸声板面方向缠绕一圈,这样就形成了双层微穿孔吸声膜(薄板)共振吸声结构,且每层微穿孔吸声膜(薄板)后谐振腔均是三角形结构。
5、护面板的加工;
护面板材料可用数控剪板机剪切,下料需放适当预留量,然后在整型机上加工到要求的板面平整度,再在CNC加工中心进行定尺修边,完成最后的精加工之后,便可与表面穿孔吸声板连接:铆接或焊接。
本发明所述的全频吸声构件,可以根据现场不同的情况制作成不同的规格;可以根据安装不同的位置制作成不同的结构,例如:室内墙壁立面、天花板下面或作为室外声屏障的吸声部件。这样设计更合理、吸声效果更理想、安装更方便、装饰效果更好。
本发明所述的全频吸声构件,主要利用双层微穿孔吸声膜(薄板)共振吸声结构吸声,不需使用其它吸声材料,在全频范围内具有良好的吸声效果,因此可用在净化要求比较高、需要强降噪的场合。
本发明采用双层微穿孔吸声膜(薄板)共振吸声结构和表面穿孔吸声板共振吸声结构相结合,且背后谐振腔深度都是连续变化的,使全频吸声构件对各频段噪音的吸收性能均能达到良好的效果。

Claims (9)

1.一种全频吸声构件,其特征在于:它包括表面穿孔吸声板(1)、微穿孔吸声膜(2)、支撑架(3)和护面板(4),所述表面穿孔吸声板(1)由金属板制成,微穿孔吸声膜(2)由高分子非金属材料制成;表面穿孔吸声板(1)和护面板(4)通过支撑架(3)构成吸声空腔;所述微穿孔吸声膜(2)分别对支撑表面穿孔吸声板(1)和护面板(4)的两侧支撑架(3)沿折线方向进行交叉缠绕,并形成三角形谐振腔(5);且微穿孔吸声膜(2)分别对两侧的表面穿孔吸声板(1)和护面板(4)沿折线方向进行交叉连接,形成所述的三角形谐振腔。
2.根据权利要求1所述的全频吸声构件,其特征在于:所述表面穿孔吸声板(1)由铝板制成。
3.根据权利要求1所述的全频吸声构件,其特征在于:所述护面板(4)由铝板制成。
4.根据权利要求1所述的全频吸声构件,其特征在于:所述支撑架(3)由钢筋制成。
5.根据权利要求1所述的全频吸声构件,其特征在于:所述微穿孔吸声膜(2)由高分子非金属材料加工而成。
6.根据权利要求1所述的全频吸声构件,其特征在于:所述微穿孔吸声膜(2)由微穿孔吸声薄板替代。
7.一种权利要求1所述的全频吸声构件的制作方法,其特征在于它包括以下步骤:
A)加工表面穿孔吸声板(1);
B)加工微穿孔吸声膜(2);
C)采用钢筋制成支撑架(3);
D)缠绕微穿孔吸声膜(2),形成双层微穿孔吸声膜共振吸声结构,将微穿孔吸声膜(2)分别对两侧的支撑架(3)沿折线方向进行交叉缠绕,形成三角形谐振腔结构;然后再沿表面穿孔吸声板面方向缠绕一圈,这样就形成了双层微穿孔吸声膜共振吸声结构,且每层微穿孔吸声膜后谐振腔均是三角形结构;
E)加工护面板(4),并将加工后的护面板(4)与表面穿孔吸声板(1)连接,得到全频吸声构件。
8.根据权利要求7所述的全频吸声构件的制作方法,其特征在于:在步骤A)中,表面穿孔吸声板(1)的加工过程包括下料、冲孔、整形、剪边、成型、喷涂;首先将表面穿孔吸声板材料用数控剪板机剪切,并有适当预留量;按设计好的穿孔率、孔径、孔距、板厚冲孔参数,在数控冲孔机上进行冲孔并整形,然后剪去多余的边角;最后将剪边处理后的表面穿孔吸声板,装入与所需零件形状相同的冲模中,在加温、加压后经冲压成型。
9.根据权利要求7所述的全频吸声构件的制作方法,其特征在于:在步骤C)中,将钢筋剪裁成一定长度,并在矫直机矫直整形,保证其平直度;然后将一侧钢筋端部与对应的表面穿孔吸声板角部连接,另一侧钢筋端部与对应的表面穿孔吸声板边部连接。
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