CN111145711B - 一种水下释压的反声障板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水下释压的反声障板，包括：反声结构、密封释压结构和限位减振安装结构；所述反声结构通过限位减振安装结构安装在密封释压结构内部，形成反声障板；所述密封释压结构包括：位移补偿框架，所述反声障板通过位移补偿框架的弹性变形实现水下释压；该反声障板基于多孔材料声学特性，采用液体饱和的开孔泡沫金属作为主要反声功能材料，液体饱和的开孔泡沫金属外层封装有释压结构，通过位置补偿结构及其内部充满的液体，可实现内外压力平衡，进而实现高静水压力下反声障板的水下释压，相比现有技术，相同的高静水压力下，可以显著降低反声障板的重量和厚度，并提高隔声效果。
Description
技术领域
本发明涉及水声降噪技术领域，具体涉及一种水下释压的反声障板。
背景技术
在水声降噪领域，反声障板作为一种功能材料，可隔挡噪声对声呐基阵的干扰，提高声呐设备的探测性能。目前水下反声降噪主要利用阻抗失配原理，因空气与水的特性阻抗差异巨大，水下反声障板多采用空气作为主要的反声功能材料，现有空气材料反声障板主要有空气腔型和含有小气孔的泡沫型结构。
其中，空气腔型反声障板利用金属板焊接成内部具有空腔的结构，为了适应深水压力，空腔内设有起支撑作用的板格结构；泡沫型反声障板由开孔非金属泡沫板包覆防水材料加工而成。
在高静水压力下，现有反声障板面临以下问题：
1)为了保证空气腔结构的稳定性，在空腔内增设起支撑作用的板格结构，并增加板材厚度来增加结构强度；如此带来了两个问题，一是空腔支撑结构增强了空气腔前后面板之间的振动耦合，降低了隔声效果；二是空腔支撑结构和板材厚度的增加，增大了反声障板的重量，对于潜艇的大型舷侧阵来说，额外的重量在一定程度上影响了潜艇的作战性能。
2)含有小气孔的非金属泡沫材料，在高静水压力下板体刚度增加，隔声效果降低明显，需要显著增加结构厚度，在有限空间内限制了其应用，并增加了障板的重量。
总之，在高静水压力下，利用空气腔结构或含有小气孔的非金属泡沫材料制作的反声障板，隔声效果下降，反声障板重量或厚度明显增加，反声障板使用效能明显下降。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种水下释压的反声障板，能够在水下释压，解决了现有技术中的反声障板在高静水压力下重量增加、厚度增大、隔声效果降低的问题。
本发明的技术方案为：一种水下释压的反声障板，包括：反声结构、密封释压结构和限位减振安装结构；所述反声结构通过限位减振安装结构安装在密封释压结构内部，形成反声障板；所述密封释压结构包括：位移补偿框架，所述反声障板通过位移补偿框架的弹性变形实现水下释压。
优选地，所述密封释压结构还包括：底面板和顶面板；顶面板和底面板通过所述位移补偿框架对接并密封形成密封的盒体结构；所述限位减振安装结构用于将所述反声结构与底面板和顶面板分别隔开。
优选地，所述限位减振安装结构包括：底面板焊接螺孔座和金属垫；所述反声结构设置在盒体结构中，底面板朝向盒体结构内部的一面设置有底面板焊接螺孔座，所述反声结构一端固定在底面板焊接螺孔座上，另一端的端面上设置金属垫，顶面板通过金属垫与所述反声结构另一端对接，其中，底面板焊接螺孔座和金属垫均用于限位，使反声结构与底面板和顶面板分别隔开。
优选地，所述反声结构包括：开孔泡沫金属板和浸泡液体，开孔泡沫金属板一端通过所述底面板焊接螺孔座与底面板相连，另一端通过所述金属垫与所述顶面板相连，开孔泡沫金属板和浸泡液体在盒体结构中形成液体饱和的开孔泡沫金属板。
优选地，还包括：充液排气结构，所述充液排气结构包括：设置在顶面板上的充液密封口和排气密封口，通过充液密封口向盒体结构内部充浸泡液体的同时通过排气密封口排气，充油和排气均完成后密封充液密封口和排气密封口。
优选地，所述限位减振安装结构还包括：橡胶减震垫A，所述橡胶减震垫A设置在顶面板和金属垫的对接处，用于降低开孔泡沫金属板与顶面板之间的振动耦合。
优选地，所述限位减振安装结构还包括：橡胶减震垫B，所述橡胶减震垫B设置在开孔泡沫金属板和底面板焊接螺孔座的对接处，用于降低开孔泡沫金属板与底面板之间的振动耦合。
优选地，所述位移补偿框架由三个以上位移补偿板围成。
优选地，所述位移补偿板采用波纹金属板或橡胶板。
优选地，所述浸泡液体的声阻抗与水的声阻抗的差值在设定范围内且不腐蚀开孔泡沫金属板。
有益效果：
(1)本发明的反声障板基于多孔材料声学特性，采用液体饱和的开孔泡沫金属作为主要反声功能材料，液体饱和的开孔泡沫金属外层封装有释压结构，通过位置补偿结构及其内部充满的液体，可实现内外压力平衡，进而实现高静水压力下反声障板的水下释压，相比现有技术，相同的高静水压力下，可以显著降低反声障板的重量和厚度，并提高隔声效果。
附图说明
图1为实施例中反声障板的轴侧图。
图2为实施例中反声障板的结构爆炸图。
图3为实施例中反声障板的剖视图。
图4为图3的局部放大图。
图5为实施例中位移补偿板的结构示意图，(a)主视图，(b)俯视图，(c)A-A剖视图。
图6为实施例中充液口和排气孔的位置示意图。
其中，1-底面板，2-顶面板，3-位移补偿板，4-底面板焊接螺孔座，5-橡胶减震垫A，6-金属垫，7-开孔泡沫金属板，8-充液密封口，9-排气密封口，10-浸泡液体，11-橡胶减震垫B。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本实施例提供了一种水下释压的反声障板，能够在水下释压，解决了现有技术中的反声障板在高静水压力下重量增加、厚度增大、隔声效果降低的问题。
如图1-6所示，该反声障板包括：反声结构、密封释压结构、限位减振安装结构和充液排气结构；反声结构包括：开孔泡沫金属板7和浸泡液体10，密封释压结构包括：底面板1、顶面板2和位移补偿板3，限位减振安装结构包括：底面板焊接螺孔座4、金属垫6、橡胶减震垫A5和橡胶减震垫B11，充液排气结构包括：充液密封口8和排气密封口9。
该反声障板的连接关系为：三个以上位移补偿板3围成的弹性的位移补偿框架，顶面板2和底面板1分别密封对接在位移补偿框架的顶部和底部,形成密封的盒体结构；底面板1朝向盒体结构内部的一面焊接或预埋有底面板焊接螺孔座4，开孔泡沫金属板7一端固定在底面板的焊接螺孔座4上，二者对接处设置有橡胶减震垫B11，用于降低开孔泡沫金属板7与底面板1之间的振动耦合；开孔泡沫金属板7另一端的端面上设置金属垫6，并在开孔泡沫金属板7与顶面板2的对接处设置橡胶减震垫A5，用于降低开孔泡沫金属板7与顶面板2之间的振动耦合；其中，位移补偿框架用于防止底面板1和顶面板2之间直接接触，进而降低二者之间的振动耦合；底面板焊接螺孔座4用于防止底面板1和开孔泡沫金属板7之间直接接触，进而降低二者之间的振动耦合；金属垫6用于防止顶面板2和开孔泡沫金属板7之间直接接触，进而降低二者之间的振动耦合；
顶面板2上设置有充液密封口8和排气密封口9，通过充液密封口8向盒体结构内部充浸泡液体10的同时通过排气密封口9排气，充油和排气均完成后密封充液密封口8和排气密封口9，开孔泡沫金属板7和浸泡液体10形成液体饱和的开孔泡沫金属板，反声结构利用液体饱和的开孔泡沫金属板具有的水中高反声、厚度薄的特性，使反声障板具有较高隔声量和较薄的厚度；其中，开孔泡沫金属7的孔隙率为50％-70％，孔径为1-3mm，浸泡液体10采用硅油等与水的声阻抗接近，且不腐蚀金属的液体；
位移补偿板3采用能够变形的材料，如波纹金属板和橡胶板等，密封释压结构利用位移补偿板3受压后易变形，可释放盒体结构所受到的压力给位于其内部的浸泡液体10，进而使得盒体结构内外压力平衡，从而使得反声障板在不增加结构重量和强度的条件下，可承受外界较高的静水压力，同时，硅油等不腐蚀金属的液体可显著提高开孔泡沫金属板7的水下防腐性能，密封的盒体结构有利于防止水中杂物进入从而堵塞开孔泡沫金属板7的孔隙。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种水下释压的反声障板，其特征在于，包括：反声结构、密封释压结构和限位减振安装结构；所述反声结构通过限位减振安装结构安装在密封释压结构内部，形成反声障板；所述密封释压结构包括：位移补偿框架，所述反声障板通过位移补偿框架的弹性变形实现水下释压；
所述密封释压结构还包括：底面板(1)和顶面板(2)；顶面板(2)和底面板(1)通过所述位移补偿框架对接并密封形成密封的盒体结构；所述限位减振安装结构用于将所述反声结构与底面板(1)和顶面板(2)分别隔开；
所述限位减振安装结构包括：底面板焊接螺孔座(4)和金属垫(6)；所述反声结构设置在盒体结构中，底面板(1)朝向盒体结构内部的一面设置有底面板焊接螺孔座(4)，所述反声结构一端固定在底面板焊接螺孔座(4)上，另一端的端面上设置金属垫(6)，顶面板(2)通过金属垫(6)与所述反声结构另一端对接，其中，底面板焊接螺孔座(4)和金属垫(6)均用于限位，使反声结构与底面板(1)和顶面板(2)分别隔开。
2.如权利要求1所述的水下释压的反声障板，其特征在于，所述反声结构包括：开孔泡沫金属板(7)和浸泡液体(10)，开孔泡沫金属板(7)一端通过所述底面板焊接螺孔座(4)与底面板(1)相连，另一端通过所述金属垫(6)与所述顶面板(2)相连，开孔泡沫金属板(7)和浸泡液体(10)在盒体结构中形成液体饱和的开孔泡沫金属板。
3.如权利要求2所述的水下释压的反声障板，其特征在于，还包括：充液排气结构，所述充液排气结构包括：设置在顶面板(2)上的充液密封口(8)和排气密封口(9)，通过充液密封口(8)向盒体结构内部充浸泡液体(10)的同时通过排气密封口(9)排气，充油和排气均完成后密封充液密封口(8)和排气密封口(9)。
4.如权利要求1所述的水下释压的反声障板，其特征在于，所述限位减振安装结构还包括：橡胶减震垫A(5)，所述橡胶减震垫A(5)设置在顶面板(2)和金属垫(6)的对接处，用于降低开孔泡沫金属板(7)与顶面板(2)之间的振动耦合。
5.如权利要求1或4所述的水下释压的反声障板，其特征在于，所述限位减振安装结构还包括：橡胶减震垫B(11)，所述橡胶减震垫B(11)设置在开孔泡沫金属板(7)和底面板焊接螺孔座(4)的对接处，用于降低开孔泡沫金属板(7)与底面板(1)之间的振动耦合。
6.如权利要求1-4中任意一项所述的水下释压的反声障板，其特征在于，所述位移补偿框架由三个以上位移补偿板(3)围成。
7.如权利要求6所述的水下释压的反声障板，其特征在于，所述位移补偿板(3)采用波纹金属板或橡胶板。
8.如权利要求2或3所述的水下释压的反声障板，其特征在于，所述浸泡液体(10)的声阻抗与水的声阻抗的差值在设定范围内且不腐蚀开孔泡沫金属板(7)。
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