CN112523375B - 一种模块式玄武岩吸音复合板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种模块式玄武岩吸音复合板，包括一端为开口的外壳以及在外壳的开口处依次向内连接的微孔吸音板、防水防油透气膜、第一玄武岩吸音隔热棉层、低频阻尼隔声减振板和第二玄武岩吸音隔热棉层，微孔吸音板、防水防油透气膜、第一玄武岩吸音隔热棉层、低频阻尼隔声减振板和第二玄武岩吸音隔热棉层均与外壳内壁固定相连；本发明与现有技术相比，利用微孔吸音板的吸音性、第一玄武岩吸音隔热棉层和第二玄武岩吸音隔热棉层的吸音隔热性、低频阻尼隔声减振板的约束阻尼性、防水防油透气膜的防水防油防尘性能配合外壳的安装固定来制得的复合板具有良好的稳定性，且能够适应变压器减振降噪环境，对中低频的噪音具有良好的隔声效果。
Description
技术领域
本发明涉及复合板结构技术领域，具体涉及一种模块式玄武岩吸音复合板。
背景技术
随着城市的发展，城市变电站数量增加，城市人口不断扩容，导致将变电站安装到了居民区，住在变电站附近的居民忍受着变压器噪声带来的影响；变压器噪声来源主要是内部电磁力引起的铁芯硅钢片磁致伸缩导致的铁芯振动，该振动通过绝缘油传到至油箱壁体，再通过箱体壁面辐射到周边空气环境。
目前，控制变压器油箱噪声辐射的措施可分为油箱结构优化及控制传播途径两方面，比如通过在油箱壁面添加密布的肋来增加油箱强度，降低箱体壁面的振幅；或者在油箱外增加隔声板，设置隔声罩等措施来控制噪声的传播途径。
其中，变压器油箱的辐射噪声是以低频噪声及其谐波为主，现有的大多隔音类材料，分为单独的减振，吸音，隔音三类材料，由于使用环境的不同，大多存在控制效果不显著的问题。
发明内容
针对现有技术中所存在的不足，本发明的目的在于提供一种模块式玄武岩吸音复合板，以解决现有技术中，现有的隔音材料控制效果不显著的问题。
为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种模块式玄武岩吸音复合板，包括一端为开口的外壳以及在外壳的开口处依次向内连接的微孔吸音板、防水防油透气膜、第一玄武岩吸音隔热棉层、低频阻尼隔声减振板和第二玄武岩吸音隔热棉层，微孔吸音板、防水防油透气膜、第一玄武岩吸音隔热棉层、低频阻尼隔声减振板和第二玄武岩吸音隔热棉层均与外壳内壁固定相连。
工作原理：当噪音从微孔吸音板的正面进入，通过防水防油透气膜，然后进入第一玄武岩吸音隔热棉层，噪音在微孔吸音板、防水防油透气膜和第一玄武岩吸音隔热棉层内受声波压力做往返运动，运动时产生摩擦和阻尼，将声能转化为热能消耗，部分声能被吸收损耗，同时对噪音振动传递进行减弱，减弱后的噪音再通过低频阻尼隔声减振板来进一步对低频噪音减弱，同时进一步减小振动，剩余的噪音传至第二玄武岩吸音隔热棉层时被吸收，以达到良好的吸音效果，再配合外壳的作用来达到超强的降噪效果。
相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、相比单层吸音板结构，增加了低频阻尼隔声减振板，复合板材内部还形成有吸音层、防振层和弹性隔音层，来解决了单层吸音板低频隔声性能差的难题；
2、将微孔吸音板、防水防油透气膜、第一玄武岩吸音隔热棉层、低频阻尼隔声减振板和第二玄武岩吸音隔热棉层按序布置在外壳内形成了稳固性较高的复合板结构安装方便，耐久性好；
3、该复合板不但能起到吸音隔音作用，还能满足防火防潮需求。
附图说明
图1为本发明一实施例的结构示意图；
图2为图1沿A-A线的剖视图；
图3为图1中低频阻尼隔声减振板的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
说明书附图中的附图标记包括：外壳1、微孔吸音板2、防水防油透气膜3、第一玄武岩吸音隔热棉层4、低频阻尼隔声减振板5、第二玄武岩吸音隔热棉层6、“[”型固定架7、焊钉8、燕尾螺丝9、压铆螺钉10、吸音微孔21、基层51、吸音层52、支撑钢珠53、吸音孔54、圆台槽541、导孔542。
结合图1和图2，本发明实施例提出了一种模块式玄武岩吸音复合板，包括一端为开口的外壳1以及在外壳1的开口处依次向内连接的微孔吸音板2、防水防油透气膜3、第一玄武岩吸音隔热棉层4、低频阻尼隔声减振板5和第二玄武岩吸音隔热棉层6，微孔吸音板2、防水防油透气膜3、第一玄武岩吸音隔热棉层4、低频阻尼隔声减振板5和第二玄武岩吸音隔热棉层6均与外壳1内壁固定相连。
当噪音从微孔吸音板2的正面进入，通过防水防油透气膜3，然后进入第一玄武岩吸音隔热棉层4，噪音在微孔吸音板2、防水防油透气膜3和第一玄武岩吸音隔热棉层4内受声波压力做往返运动，运动时产生摩擦和阻尼，将声能转化为热能消耗，部分声能被吸收损耗，同时对噪音振动传递进行减弱，减弱后的噪音再通过低频阻尼隔声减振板5来进一步对低频噪音减弱，同时进一步减小振动，剩余的噪音传至第二玄武岩吸音隔热棉层6时被吸收，以达到良好的吸音效果，再配合外壳1的作用来达到超强的降噪效果。
利用微孔吸音板2的吸音性能、第一玄武岩吸音隔热棉层4和第二玄武岩吸音隔热棉层6的吸音隔热性能、低频阻尼隔声减振板5的粘弹性约束阻尼性能、防水防油透气膜3的防水防油防尘性能配合外壳1的安装固定来使得复合形成的模块式玄武岩吸音复合板具有良好的稳定性，且能够适应变压器减振降噪环境，对中低频的噪音具有良好的隔声效果。
其中，第一玄武岩吸音隔热棉层4和第二玄武岩吸音隔热棉层6的体积密度为24～35Kg/m3，使第一玄武岩吸音隔热棉层4和第二玄武岩吸音隔热棉层6具有足有的结构强度和隔热性能；同时其内还形成了纵横交错的微孔，来使第一玄武岩吸音隔热棉层4和第二玄武岩吸音隔热棉层6具有优异的吸音功能。
如图2所示，根据本发明的另一实施例，所述一种模块式玄武岩吸音复合板，为了进一步提高第二玄武岩吸音隔热棉层6的稳定性，还包括在第二玄武岩吸音隔热棉层6外侧固定套设两“[”型固定架7，两“[”型固定架7的缺口侧相向布置且两“[”型固定架7均通过焊钉8与外壳1内壁固定相连。
通过两“[”型固定架7来对第二玄武岩吸音隔热棉层6进行加固，同时通过焊钉8将两“[”型固定架7与外壳1固定相连后，来提高第二玄武岩吸音隔热棉层6在外壳1内的稳定性。
其中，外壳1可以由2～2.5mm厚的铝板加工成型，当外壳1的尺寸大于500mm时，可以在外壳1的内壁安装加强筋来增强其连接强度；其中，“[”型固定架7的高度可以设计在30～50mm之间来使第二玄武岩吸音隔热棉层6具有足够的厚度。
其还将低频阻尼隔声减振板5分别通过多个燕尾螺丝9与两“[”型固定架7固定相连，从而使低频阻尼隔声减振板5与第二玄武岩吸音隔热棉层6和外壳1连接形成一个稳定的结构；其中，低频阻尼隔声减振板5的厚度可以设计在15～18mm之间，燕尾螺丝9的长度为35～40mm，使燕尾螺丝9穿过低频阻尼隔声减振板5后嵌入“[”型固定架7内具有足够的长度，以使低频阻尼隔声减振板5与“[”型固定架7之间连接牢固。
结合图1和图2，根据本发明的另一实施例，所述一种模块式玄武岩吸音复合板，还包括将防水防油透气膜3与微孔吸音板2之间粘接固定，且外壳1外壁上连接有多个均锚入微孔吸音板2内的压铆螺钉10，多个压铆螺钉10周向均布在微孔吸音板2外侧壁上。
且采用的低频阻尼隔声减振板5与第一玄武岩吸音隔热棉层4和第二玄武岩吸音隔热棉层6均粘接固定，外壳1内壁与微孔吸音板2、防水防油透气膜3、第一玄武岩吸音隔热棉层4、低频阻尼隔声减振板5和第二玄武岩吸音隔热棉层6之间均粘接固定。
上述中的粘接固定是采用现有的胶粘剂来进行粘接固定，使防水防油透气膜3与微孔吸音板2之间、低频阻尼隔声减振板5与第一玄武岩吸音隔热棉层4和第二玄武岩吸音隔热棉层6之间以及外壳1与微孔吸音板2、防水防油透气膜3、第一玄武岩吸音隔热棉层4、低频阻尼隔声减振板5和第二玄武岩吸音隔热棉层6之间快速、简洁的进行连接固定；多个压铆螺钉10的布置方式来进一步加强微孔吸音板2与外壳1之间的连接强度，从而将微孔吸音板2稳定的固定在外壳1内，且配合焊钉8对“[”型固定架7的位置固定，来使防水防油透气膜3、第一玄武岩吸音隔热棉层4和低频阻尼隔声减振板5来稳定的夹设在防水防油透气膜3和第二玄武岩吸音隔热棉层6之间，进一步加强微孔吸音板2、第一玄武岩吸音隔热棉层4、低频阻尼隔声减振板5、防水防油透气膜3和第二玄武岩吸音隔热棉层6之间的连接强度和稳定性。
根据本发明的另一实施例，所述一种模块式玄武岩吸音复合板，还包括在外壳1的外壁上喷涂有氟碳漆层(附图中未画出)，通过氟碳漆层来使本模块式玄武岩吸音复合板具有超强的耐候性和耐久性。
如图1所示，根据本发明的另一实施例，所述一种模块式玄武岩吸音复合板，还包括在微孔吸音板2上均布有多个吸音微孔21，吸音微孔21的孔径为1～1.5mm。
通过微孔吸音板2上的吸音微孔21设计来使噪音在吸音微孔21中受声波压力作用而进行往返运动，从而对噪音进行吸音。
如图3所示，根据本发明的另一实施例，所述一种模块式玄武岩吸音复合板，还包括对低频阻尼隔声减振板5的结构优化，采用的低频阻尼隔声减振板5包括两基层51以及固定夹设在两基层51之间的吸音层52，每个基层51内嵌设有多个支撑钢珠53，吸音层52上均布有多个吸音孔54，每个吸音孔54均包括在吸音层52与两基层51相连的端面上均开设的圆台槽541，两圆台槽541的小口端相向布置，且两圆台槽541的小口端通过开设在吸音层52内的多个平行且间隔布置的导孔542连通。
低频阻尼隔声减振板5由两基层51与吸音层52复合而成，使其具有足够的结构强度；每个基层51内的支撑钢珠53设计是为了提高其结构强度，在吸音层52内的吸音孔54设计来使噪音穿入吸音孔54内后受声波压力作用进行往返运动，运动时产生摩擦和阻尼，将声能转化为热能消耗，部份声能被吸收损耗；且吸音孔54由两圆台槽541和多个导孔542来形成是为了使噪音进入吸音孔54内不断的改变进行往返运动的路径，来增强噪音在运动过程中产生的摩擦和阻尼效果，以提高噪音在低频阻尼隔声减振板5中的吸音层52内的吸音效果。
其中，低频阻尼隔声减振板5通过以下的加工方式来制得，具体包括以下步骤：
步骤一，基层制备：将硅橡胶和氟橡胶加入密炼机中密炼制得母料，然后将钢珠、玄武岩纤维、聚氨酯纤维、蛭石粉、二氧化硅、氢氧化铝以及母料加入搅拌机中搅拌均匀，再加入偶联剂、防老剂和粘接加强剂加入搅拌机中继续搅拌，后再进行热处理、返炼、硫化和热压工序来制得基层51；
其中，硅橡胶、氟橡胶、玄武岩纤维、聚氨酯纤维、蛭石粉、二氧化硅、氢氧化铝、偶联剂、防老剂和粘接加强剂按照重量份数计算分别为36份、42份、9份、20份、5份、8份、10份、3份、3份和4份，各个组分的使用量还可以根据实际需求来进行调整；钢珠的直径为1-2mm，钢珠在基层51内分布的密度为1立方厘米内均布有2-3个，以使基层51具有足够的支撑强度。
钢珠在不仅提高了基层51的结构强度，同时在制备基层51的过程中加入到搅拌机中，使钢珠在搅拌机内不断的翻滚，有助于提高各个组分进行混合的效率，且在进行热处理、返炼、硫化和热压工序的过程中能够增加热传导效率，从而加快基层51的制备效率，以获得结构强度高、隔声效果佳的基层结构。
步骤二，吸音层制备：将热熔后的环氧树脂和多个金属纤维网分多次交替加入至模具内，后冷却制得金属网层；通过圆台型钻头在金属网层的两表面上钻取两两相对布置的多个圆台槽541，后通过圆柱型钻头将两两相对布置的圆台槽541之间均钻取多个导孔542来导通，来制得吸音层52；
其中，在加工制得金属网层的过程中，环氧树脂和金属纤维网加入模具内的方式是为了使多个金属纤维网均嵌设在金属网层内部，来提高金属网层的支撑效率，同时提高其减振效果，然后加工圆台槽541和导孔542来在金属网层内均布形成多个吸音孔54，以提高金属网层的吸音效果。
步骤三，在吸音层52的两侧面均轧制压合上基层51，冷却固化后形成所述低频阻尼隔声减振板5，使制得的低频阻尼隔声减振板5具有优异的结构强度、隔声效果和吸音效果。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种模块式玄武岩吸音复合板，其特征在于，包括一端为开口的外壳以及在外壳的开口处依次向内连接的微孔吸音板、防水防油透气膜、第一玄武岩吸音隔热棉层、低频阻尼隔声减振板和第二玄武岩吸音隔热棉层，微孔吸音板、防水防油透气膜、第一玄武岩吸音隔热棉层、低频阻尼隔声减振板和第二玄武岩吸音隔热棉层均与外壳内壁固定相连；
所述低频阻尼隔声减振板包括两基层以及固定夹设在两基层之间的吸音层，每个基层内嵌设有多个支撑钢珠，吸音层上均布有多个吸音孔，每个吸音孔均包括在吸音层与两基层相连的端面上均开设的圆台槽，两圆台槽的小口端相向布置，且两圆台槽的小口端通过开设在吸音层内的多个平行且间隔布置的导孔连通。
2.根据权利要求1所述的一种模块式玄武岩吸音复合板，其特征在于：所述第二玄武岩吸音隔热棉层外侧固定套设两“[”型固定架，两“[”型固定架的缺口侧相向布置且两“[”型固定架均通过焊钉与外壳内壁固定相连。
3.根据权利要求2所述的一种模块式玄武岩吸音复合板，其特征在于：所述低频阻尼隔声减振板分别通过多个燕尾螺丝与两“[”型固定架固定相连。
4.根据权利要求1所述的一种模块式玄武岩吸音复合板，其特征在于：所述防水防油透气膜与微孔吸音板之间粘接固定，且外壳外壁上连接有多个均锚入微孔吸音板内的压铆螺钉，多个压铆螺钉周向均布在微孔吸音板外侧壁上。
5.根据权利要求1所述的一种模块式玄武岩吸音复合板，其特征在于：所述低频阻尼隔声减振板与第一玄武岩吸音隔热棉层和第二玄武岩吸音隔热棉层均粘接固定，外壳内壁与微孔吸音板、防水防油透气膜、第一玄武岩吸音隔热棉层、低频阻尼隔声减振板和第二玄武岩吸音隔热棉层之间均粘接固定。
6.根据权利要求1所述的一种模块式玄武岩吸音复合板，其特征在于：所述外壳的外壁上喷涂有氟碳漆层。
7.根据权利要求1所述的一种模块式玄武岩吸音复合板，其特征在于：所述微孔吸音板上均布有多个吸音微孔，吸音微孔的孔径为1～1.5mm。
8.根据权利要求1所述的一种模块式玄武岩吸音复合板，其特征在于：所述低频阻尼隔声减振板通过以下方式加工制得，其具体步骤包括：
步骤一，基层制备：将硅橡胶和氟橡胶加入密炼机中密炼制得母料，然后将钢珠、玄武岩纤维、聚氨酯纤维、蛭石粉、二氧化硅、氢氧化铝以及母料加入搅拌机中搅拌均匀，再加入偶联剂、防老剂和粘接加强剂加入搅拌机中继续搅拌，后再进行热处理、返炼、硫化和热压工序来制得基层；
步骤二，吸音层制备：将热熔后的环氧树脂和多个金属纤维网分多次交替加入至模具内，后冷却制得金属网层；通过圆台型钻头在金属网层的两表面上钻取两两相对布置的多个圆台槽，后通过圆柱型钻头将两两相对布置的圆台槽之间均钻取多个导孔来导通，来制得吸音层；
步骤三，在吸音层的两侧面均轧制压合上基层，冷却固化后形成所述低频阻尼隔声减振板。
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