CN101635144A - 隔声量可智能化控制的隔声罩 - Google Patents
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Abstract
目前，国内隔声罩的设计仍然是纯粹的机械结构。隔声罩一旦制造好后，其隔声量已确定。但实际隔声罩可能由于运行负荷及条件的变化，噪声源向外辐射的噪声能量也在变化。所以，现有隔声罩只是单纯的机械隔声，缺少智能化、自动化控制的功能。隔声量可智能化控制的隔声罩就是针对该缺陷而开发研究的，并且专为大型噪声源发明的，如大型气体压缩机。本发明将现代控制理论、计算机技术与噪声控制理论相结合，发明出了一种全新的隔声量可智能化控制的隔声罩(具体设备的布置图见摘要附图1)，彻底解决了上述问题，能满足有不同的用户要求。其特点就在于对噪声源散热和对不同频段噪声源的隔声量(包括高、低、中频)这两个问题的自动化处理，在解决压缩机的通风散热问题的同时，实现了隔声设施隔声量的全面智能化自动化控制，具有人性化、智能化的优点。
Description
技术领域
隔声量可智能化控制的隔声罩是一种全新的能对隔声大小进行控制的隔声设备。本发明通过利用计算机(或PLC)、声传感器和执行机构对隔声罩的隔声量大小进行控制，属于振动噪声控制范围。
背景技术
大多数工业设备在使用中都会产生严重的噪音污染，如由电动机、联轴器、增速器、压缩机等组成的大型气体压缩设备，经测试其噪声有的高达100～120dB(A)，远远超过国家相关的噪声控制标准85-95dB(A)的要求，这不仅危及操作工人的身心健康，而且对周围环境造成严重的噪声污染。因此，降低设备的噪声是目前国内外噪声控制领域重点研究的课题之一，对其进行控制的方法大都是从消声、隔声和吸声三个环节加以研究的。隔声罩法治理噪声是将噪声源用具有一定隔声作用的隔声罩封闭起来，可以使噪声明显下降。但现有隔声罩有以下缺点：
1)由于设备的运行负荷、运行条件等经常变化，引起噪声源辐射的噪声能量大小也在不断的变化，而隔声罩一旦制作好后其隔声量就不能调整；
2)目前这种隔声罩隔声的频段有限，对中高频噪声源隔声效果显著，对低频噪声源隔声能力较弱，而相当多的机械设备其噪声特性是以低频为主。
随着现代计算机技术的发展，由于PLC有集成容易、可靠性高的特点，并能在PC机上利用友好的人机界面开发其控制程序，常常被用来作为现场数据采集和设备自动化控制。本发明将现代控制理论、计算机技术与噪声控制理论相结合，发明出了一种全新的隔声量可智能化控制的隔声罩，彻底解决了上述问题，能满足有不同声源用户的要求。其特点就在于这种隔声罩的隔声量可智能化控制，而且对不同的噪声源能进行良好隔声，不受声源频率范围的限制(包括高、低、中频隔声效果都很好)，在解决压缩机的通风散热问题的同时，实现了隔声量的自动化控制，具有人性化、智能化的优点。过瘾
发明内容
发明原理：声在真空中是不能传播的，这点可通过图1所示的实验来证实。实验中，随着罩内气体压力的不断减少(真空度的增大)，罩内气体分子之间距离的增大，使得分子间相互作用能力的减弱，声源闹钟传播出来的声音就越来越弱。
本发明利用上述原理，在现有机械隔声设施的基础上，利用计算机和PLC逻辑控制，数据采集，显示，报警，通信等功能，实现对声源如压缩设备的隔声量进行监测和控制，设计出隔声量可智能化控制的隔声罩，隔声设备的布置见图2；智能隔声设备消声器进风口电器控制原理见图3；智能隔声设备消声器进风口机械结构原理如图4；隔声量可智能化控制的隔声罩整体装配见图5。本发明解决的问题在于：隔声罩的隔声量可智能化控制，且适合各种频率的噪声源。当压缩机的辐射噪声超过控制目标值(往往低于国家标准要求)，或因负荷增大或其它机械原因，声源辐射的噪声就会发生变化。本发明在外部安装的声传感器就能检测到声压或声强的实际值，将声传感器测量值与控制目标值的差值作为发明的控制系统的输入，通过与控制目标量比较后进行功率放大，由交流或直流伺服电机(根据控制要求还可用步进电机)通过联轴器和减速器，带动装于消声器进风口的具有良好密封性能的卷帘门上下运动，从而控制进风量的大小。形成不通程度的真空状态，达到隔声要求。这样，使整个设备的隔声量达到可智能化控制的效果。最后，本发明还对控制系统的硬件电路和软件程序进行了模拟实验验证，结果表明：整个系统安全可靠，满足技术指标要求，具有很强的实用价值。
附图说明
图1可控隔声罩的原理；
图2智能隔声设备的布置图；
图3智能隔声设备消声器进风口电器控制原理图；
图4智能隔声设备消声器进风口机械骏结构原理图；
图5隔声量可智能化控制的隔声罩整体装配图。
具体实施方式
本发明的实施主要包括机械和电器控制两部分。其中机械部分主要是由隔声罩、隔声门、可控低噪声离心排风系统、风量可控的进风口消声器等组成；而电器部分主要由控制部分和伺服机构等组成。
1.发明的机械部分各装置说明：
隔声罩：考虑到可靠性、密封、寿命等方面的问题，本发明采用聚氨酯双面复合型保温板。由于板板之间在连接处有沟槽和挂钩，而且板厚可根据隔声要求选择，安装和拆卸方便，便于维修，而且隔声效果良好。原则上讲，如果密封性能很高，可以完全消除噪音。
隔声门：市面上有标准的隔声门，本发明采用聚氨酯双面复合型保温板制成的隔声门。
可控低噪声离心排风系统：系统采用低噪音的离心式风机，安装在隔声罩的地基础上。进风口的一端装在隔声罩内部的顶上，另一端与低噪声离心排风机的进风口相接，而排风机的出口接在排风管道的进风口上，排风管道的出口通过总排气管通向厂房的外部，与大气相通。风机的控制是由计算机完成。
智能隔声设备消声器进风口机械结构：由交流或直流伺服电机(根据控制要求还可用步进电机)通过联轴器和减速机构连接到具有良好密封性能的卷帘门轴上，带动装于消声器进风口的具有良好密封性能的卷帘门上下运动，这时低噪音离心排风系统处于可控排风状态。当密封性能良好的卷帘门向下运动时，消声器的进风口就被挡住，隔声设备里的真空度提高，设备外部声传感器测量的噪声源的声压或声强值就会因真空度的提高而降低；反之，卷帘门向上运动，消声器的进风口就放开，减小隔声设备里的真空度，使声传感器测量信号增大。这样，使整个设备的隔声量保持在设定的目标值上(具体见图4)。
2.发明的电器部分介绍
智能隔声设备消声器进风口电器控制原理如图3。电器部分主要由控制部分和伺服机构等组成。由于安装在隔声设备外部的声传感器能检测到声压或声强的实际值，电器控制部分将该测量值与控制目标值的差值作为计算机控制系统(或PLC)的输入，通过比较后进行功率放大，由交流或直流伺服电机(根据控制要求还可用步进电机)通过联轴器和减速器，带动装于消声器进风口的具有良好密封性能的卷帘门上下运动，从而控制进风量的大小，实现对不同噪声源的智能化控制。
Claims (5)
1：隔声量可智能化控制的隔声罩，完全能取代现有机械隔声罩，并能克服机械隔声罩的隔声量固定、对于低频噪声的隔声量小等缺点。本发明将传感器、计算机(或PLC)和现有隔声设备相结合，发明出一种全新的隔声量可智能化控制的隔声罩，能满足不同噪声源用户的要求。其特点就在于考虑声源散热同时，对不同频段声源的(包括高、低、中频)信息进行采集并利用计算机实现隔声量的智能化控制。
2：根据权利要求1所述的隔声量可智能化控制的隔声罩，其特征是：将隔声罩进风口的消声器设计成可数控或模拟量控制的结构，通过控制进风量，在隔声罩内形成不同程度的真空度达到要求的隔声效果。
3：根据权利要求1所述的隔声量可智能化控制的隔声罩，其特征是：隔声罩进风口消声器的开口大小可控同时，隔声量可智能化控制隔声罩的低噪声离心排风系统也是可控的，两者共同作用，实现整个系统对不同声源(包括高、低、中频)的隔声量进行控制。
4：根据权利要求1所述的隔声量可智能化控制的隔声罩，其特征是：通过将声传感器采集的声源信息与目标要求进行比较，作为控制系统的输入，控制执行机构，达到隔声量可智能化控制的要求。
5：权利要求1～权利要求4所述的隔声量可智能化控制的隔声罩，其特征是：整个硬件电路和软件设计要通过正确的计算机程序来完成，最终实现该发明特有的功能及特点。
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