CN101266786A - 一种用于消声水池的吸声器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

发明公开了一种消声水池的吸声器及其制造方法，吸声器包括吸声圆锥，还包括高频橡胶板，高频橡胶板可以是普通的5mm厚橡胶板，也可以是尖劈状突起结构的橡胶板，吸声圆锥有纯长圆锥、纯短圆锥、长短搭配圆锥三种排布。吸声器包括吸声圆锥、高频橡胶板和孔扳三层结构，在水面使用还包括浮体材料。吸声圆锥以丁基橡胶为基体材料，高频橡胶板为尖劈状，材料为丁基橡胶，孔扳材质为PVC，按照圆锥排布数量加工孔，浮体材料为聚苯乙烯发泡材料。吸声器可使原消声频率从2.5kHz－100kHz拓宽到在1.5kHz到250kHz频率范围内，吸声系数达99％以上，明显优于原有的吸声器。

Description

一种用于消声水池的吸声器及其制造方法

技术领域

发明涉及一种非金属水声材料结构，特别是涉及到一种用于消声水池的吸声器，以及这种吸声器的制造方法。

背景技术

对水下声学材料构件性能的测量，最适合的测量场地是水下自由场远场。天然水域虽然是较理想的自由场试验场地，但声学材料构件易受环境、交通、气候、温度等因素的影响，测量结果不准确，且自由场试验厂建设投资大、利用率低，测试成本高，因此国内外声学测量单位都建有室内水池测量系统，但该系统由于受到水池尺寸的限制，池壁的反射成为影响测量数据准确性的主要问题。鉴于此种原因水声测量的室内水池多数采用消声水池形式来解决这个问题，即在水池的所有面上全部敷设消声材料，使水池的池壁、底面和水面对入射声没有反射，从而模拟没有反射的开阔水域的声场条件。

传统的水池消声采用将吸声器设计成有渐变过渡层的尖劈型结构，常用的材质有橡胶和天然木尖劈，国外有的采用锯末水泥尖劈，但适用的频段较窄，在吸声器漂浮在水面上，3-80kHz吸声系数达98％以上，频段升高时吸声系数下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于消声水池的宽频吸声器，本发明进一步的目的是提供一种用于消声水池的宽频吸声器的制造工艺。

为解决上述技术问题，本发明设计了一种消声水池用吸声器，消声器包括包括吸声圆锥，还包括高频橡胶板，高频橡胶板可以是普通的5mm厚橡胶板，也可以是表面带有渐变过渡层的尖劈型结构突起，吸声圆锥穿插在高频橡胶板和孔扳上，吸声圆锥有纯长圆锥、纯短圆锥、长短搭配圆锥三种排布。通过不同的圆锥或者圆锥组合可以达到不同的技术效果，例如，长圆锥对于在较低频率段具有较好的吸声效果，短圆锥在较低频率段具有教佳的吸声效果，长短搭配可以具有较宽范围的吸声效果。

吸声圆锥结构设计可以设计为普通圆锥形状。可以为普通均匀过渡圆锥，也可以设计为其他非均匀逐渐过渡的圆锥形状，特别优选Φ36mm×330mm长圆锥或Φ50mm×470mm的圆锥。

吸声器在水池壁和底部使用时，包括吸声圆锥、高频橡胶板和孔扳三层结构，如果在水面使用，则包括吸声圆锥、高频橡胶板、孔扳和浮体材料四层结构，吸声圆锥穿插在高频橡胶板和孔扳上，浮体材料靠连接件与吸声圆锥相连。

这种用于消声水池的吸声器，吸声圆锥可以材料可以为普通橡胶，优选采用内耗大的丁基橡胶为基体材料。

吸声器的高频橡胶板可以为普通平面型橡胶板，优选形状设计为尖劈状，主要满足高频吸声要求。材料可以为普通橡胶，优选主体材料为内耗大的丁基橡胶。

吸声器的孔扳，可以采用普通的塑料制成，优选采用孔扳材质为PVC，并且按照圆锥每平方米排布数量加工孔。

吸声器的浮体材料可以选用内部有规则或不规则密闭孔洞的材料制成，优选发泡材料制成的浮体材料，特别优选浮体材料为聚苯乙烯发泡材料。浮体材料厚度可以为70mm。浮体材料加工可以加工成需要的尺寸，优选加工成尺寸为500mm×500mm×70mm。

本发明的技术特征可以相互组合，例如，不同形状和材质的孔扳、吸声圆锥、高频橡胶板可以根据成本以及使用性能等的要求组合使用，相应的，不同材质的浮体材料也可以和不同形状和材质的孔扳、吸声圆锥、高频橡胶板根据成本以及使用性能等的要求组合使用。

发明所述用于消声水池的吸声器，优选使用Φ36mm×330mm长圆锥或Φ50mm×470mm的圆锥底部，加一5mm厚的高频橡胶板作为复合消声层，采用470长圆锥可使原消声频率从2.5kHz-100kHz拓宽到在1.5kHz到250kHz频率范围内，吸声系数达99％以上。

本发明中的材料的制造工艺为：

(1)制备吸声圆锥1：首先在开放式炼胶机上进行生胶塑炼，按生产配方加入粉料后混炼；混炼胶停放24小时后，采用模压成型或精密注射成型，得到吸声圆锥1，模压工艺参数为：

温度：150℃-160℃，压力：8MPa-12MPa，时间：40min-50min

(2)高频橡胶板2：首先在开放式炼胶机上进行生胶塑炼，按生产配方加入粉料后混炼；混炼胶停放24小时后，采用模压成型，得到高频橡胶板2，模压工艺参数为：

温度：150℃-160℃，压力：8MPa-12MPa，时间：45min-50min

(3)制备PVC孔扳3：在8mm厚的PVC板上加工成所需大小的孔或直接将PVC注成孔板。

(4)浮体材料4的加工，将浮体材料加工成尺寸为500mm×500mm×70mm。

本发明设计的消声水池用吸声器，使用Φ36mm×330mm长圆锥或Φ50mm×470mm的圆锥底部加一5mm厚的高频橡胶板后，采用470长圆锥可使原消声频率从2.5kHz-100kHz拓宽到在1.5kHz到250kHz频率范围内，吸声系数达99％以上，明显优于原有的吸声器。

附图说明

图1是吸声器结构示意图。1为吸声圆锥，2为高频橡胶板，3为孔扳，4为浮体材料。

图2是长短圆锥搭配高频板示意图。

图3是表面带有渐变过渡层的尖劈型结构突起的高频橡胶板局部放大图。

图4是长短圆锥搭配高频板示意图

图5是表面带有渐变过渡层的尖劈型结构突起的高频橡胶板局部放大图。

图6是长圆锥部分高频板示意图。

图7是表面带有渐变过渡层的尖劈型结构突起的长圆锥高频板局部放大图

具体实施方式

实施例1

采用Φ50mm×470mm圆锥，288根/m2排布大面积(6×7m)圆锥吸声系数测试结果见表1。

实施例2

采用Φ50mm×470mm圆锥，324根/m2排布大面积圆锥(6×7m)吸声系数测试结果见表2。

实施例3

采用Φ36mm×330mm圆锥，400根/m2排布大面积(1×1m)圆锥反射系数测试结果表3。

实施例4

采用Φ36mm×330mm圆锥，484根/m2排布大面积(1×1m)圆锥反射系数测试结果见表4。

表1

表2

表3

表4

Claims (9)

1. 一种用于消声水池的吸声器，包括吸声圆锥和孔扳，其特征在于：吸声器还包括高频橡胶板，高频橡胶板可以是普通的5mm厚橡胶板，也可以是有渐变过渡层的尖劈型结构，吸声圆锥穿插在高频橡胶板和孔扳上，吸声圆锥有纯长圆锥、纯短圆锥、长短搭配圆锥三种排布。

2. 权利要求1所述用于消声水池的吸声器，其特征在于：所述长圆锥为Φ36mm×330mm长圆锥，所述短圆锥为Φ50mm×470mm的短圆锥。

3. 权利要求1或2所述用于消声水池的吸声器，其特征在于：消声器包括吸声圆锥、高频橡胶板、孔扳和浮体材料共四层结构，浮体材料靠连接件与吸声圆锥相连。

4. 权利要求1或2所述用于消声水池的吸声器，其特征在于：吸声圆锥结构采用内耗大的丁基橡胶为基体材料。

5. 权利要求1或2所述用于消声水池的吸声器，其特征在于：高频橡胶主体材料为内耗大的丁基橡胶。

6. 权利要求1或2所述用于消声水池的吸声器，其特征在于：孔扳材质为PVC，按照圆锥每平方米排布数量加工孔。

7. 权利要求3所述用于消声水池的吸声器，其特征在于：浮体材料为聚苯乙烯发泡材料。

8. 权利要求3所述用于消声水池的吸声器，其特征在于：浮体材料加工成尺寸为500mm×500mm×70mm。

9. 一种制造权利要求1、2、7或8中任一项所述用于消声水池的吸声器的方法，其特征在于包括如下步骤：

1)、制备吸声圆锥：首先在开放式炼胶机上进行生胶塑炼，按生产配方加入粉料后混炼；混炼胶停放24小时后，采用模压成型或精密注射成型，得到吸声圆锥1，模压工艺参数为：

温度：150℃-160℃，压力：8MPa-12MPa，时间：40min-50min

2)、制备高频橡胶板：首先在开放式炼胶机上进行生胶塑炼，按生产配方加入粉料后混炼；混炼胶停放24小时后，采用模压成型，得到高频橡胶板2，模压工艺参数为：

温度：150℃-160℃，压力：8MPa-12MPa，时间：45min-50min

3)、制备PVC孔扳：在8mm厚的PVC板上加工成所需大小的孔或直接将PVC注成孔板。

4)、浮体材料的加工，将浮体材料加工成尺寸为500mm×500mm×70mm。

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