CN113997655A - 一种频率可调的吸隔声轻质复合板及制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种频率可调的吸隔声轻质复合板，包括穿孔板，所述穿孔板为设置有边框的敞口盒状体，在盒体内自下而上依次紧贴安置有吸声层、阻尼层、中间薄板、隔声层和隔声板，其中，所述隔声板与所述穿孔板的边框固定连接，所述阻尼层采用若干周期性排列方式粘接于所述中间薄板与所述隔声层相向的一板面上。本发明结构简单，形式多样，便于制作，尤其是周期性阻尼结构，相较于传统敷设全阻尼结构，大幅度降低了吸隔声轻质复合板的面密度与成本，周期阻尼的敷设抑制了构件的共振及吻合效应。阻尼层的周期性排列方式实现了对不同频率的噪声源的隔声。
Description
技术领域
本发明涉及一种频率可调的吸隔声轻质复合板，特别涉及一种含周期性排列的阻尼结构的隔离空气声用的吸隔声多层复合结构件，属于减振降噪技术领域。
背景技术
机械设备产生的噪声会影响人们工作效率、生活质量甚至健康。因此，开展降低设备噪声的研究具有十分重要的意义。机械设备安装隔声罩是阻断噪声传播最常见的方式之一，隔声罩的隔声结构通常由穿孔板、吸声层和隔声层等组成，其隔声性能通常在20～30dB左右，为进一步提高其隔声性能，隔声结构发展为双层隔声结构，其隔声性能通常在30～35dB。
申请号为201410173130.5，名称为复合吸隔声板及其制作方法。该发明专利采用两块聚合微粒板胶合而成，中间敷设阻尼层，且两块板内侧均匀分布凹陷，凹陷处一一对应。聚合微粒板由固体颗粒与凝胶材料混合压制而成，该专利制作工艺复杂，对于预混合材料用量难以把握，对于不同尺寸形状的吸隔声板存在限制。申请号为201610281306.8，名称为一种宽频带吸声单元板。该吸声单元板主要包括隔声板腔、共振薄板或共振薄膜、穿孔或微穿孔板、铝纤维板和壳体。该专利采用隔声板腔制成盒体，增加了结构的重量，且壳体易与隔声板各结构产生共振。从而影响了吸隔声效果。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术存在的问题和缺陷，提供一种频率可调的吸隔声轻质复合板。
本发明采用敞口盒状体穿孔铝板，降低了隔声板结构的质量，且提高了隔声性能。在敞口盒状体内先填入吸声层，吸声层通过多孔吸声材料起到吸声作用，同时与穿孔板形成亥姆霍芝共振腔进一步使噪声发生共振耗散，从而降低噪声源因反射叠加增加的噪声量。采用周期性排列的阻尼结构，相较于传统全阻尼结构，降低了本吸隔声轻质复合板的面密度与成本，能够很好的抑制构件的共振及吻合效应。通过中间薄板约束的布置方式实现对不同频率声波传播的阻碍作用，进而实现频率可调的吸隔声。隔声层和隔声层对穿透中间薄板的噪声进一步隔离。本发明的频率可调的吸隔声轻质复合板可以实现对不同频率的噪声源的吸隔声。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种频率可调的吸隔声轻质复合板，包括穿孔板1，所述穿孔板1为设置有边框的敞口盒状体，在盒体内自下而上依次紧贴安置有吸声层2、阻尼层3、中间薄板4、隔声层5和隔声板6，其中，所述隔声板6与所述穿孔板1的边框固定连接，所述阻尼层3采用若干周期性排列方式粘接于所述中间薄板4与所述隔声层5相向的一板面上。
进一步优选，所述轻质复合板的总面密度不超过20kg/m2，总厚度不超过57mm。
进一步优选，所述穿孔板1采用穿孔铝板，孔径为2mm～4mm，穿孔率为20％～40％，其厚度为1mm～2mm。
进一步优选，所述吸声层2和所述隔声层5均为岩棉、超细玻璃棉、聚氨酯泡沫塑料、矿棉中的任意一种，其厚度分别为穿孔板1厚度的10～25倍。
进一步优选，所述阻尼层3为丁基橡胶、沥青、环氧树脂中的任意一种，其厚度为穿孔板1厚度的0.8～1倍。
进一步优选，所述周期性排列的形状为圆环、方环、多边环、一维条状、二维块状中的任意一种。
进一步优选，所述中间薄板4为自由布置于吸声层2与隔声层5之间，其厚度为穿孔板1厚度的0.05～0.15倍，其材料为胶合板、石膏板、石棉水泥板、钢板中的任意一种。
进一步优选，所述隔声板6为钢板、玻璃板、木板、石膏板中的任意一种，其厚度为穿孔板1厚度的1～1.5倍。
进一步优选，所述阻尼层3的敷设率为≦所述中间薄板4表面积的50％，单个周期阻尼层3的宽度为吸声层2或隔声层5边长的0.06～0.125倍，各周期阻尼层3之间间距为吸声层2或隔声层5边长的0.1～0.125倍，且至少为4个周期。
本发明的一种频率可调的吸隔声轻质复合板的制作方法，包括如下操作步骤：
第一步：通过仿真计算，选定穿孔板1材料、穿孔率及板厚，将穿孔板1裁成预定尺寸，并将材料折成为设有边框的敞口盒状体；
第二步：准备吸声层2材料，在穿孔板1内平铺填入预设厚度吸声层2材料并压实压平；
第三步：选定中间薄板4材料，并将材料加工为预设形状和尺寸；
第四步：选定阻尼层3材料，将阻尼层3材料预制成指定的形状和尺寸，将阻尼层3粘贴于中间薄板4上，粘合剂需根据阻尼层材料性质进行选择，确保其牢固粘接在中间薄板4上；
第五步：将粘接阻尼层3的中间薄板4自由放置于吸声层2上，选定隔声层5材料，在中间薄板4上平铺填入预设厚度吸声层2材料并压实压平；
第六步：选定隔声板6材料，并将材料加工为预设尺寸和形状，平铺放置于吸声层2之上；
第七步：将穿孔板1预留边框与隔声板6之间采用铆钉连接，制作完成。
本发明的优点和有益效果：
1、本发明中由选用的材料特性可知，所述吸声层通过多孔吸声材料起到吸声作用，同时与穿孔板形成亥姆霍芝共振腔进一步使噪声发生共振耗散，从而降低噪声源因反射叠加增加的噪声量。
2、本发明结构形式简单，便于加工，尤其是周期性阻尼结构，相较于传统敷设全阻尼结构，降低了本吸隔声轻质复合板的面密度与成本，周期阻尼的敷设抑制了构件的共振及吻合效应。
3、通过中间薄板弱约束的布置方式实现对不同频率声波传播的阻碍作用，进而实现频率可调的复合隔声吸隔声结构。隔声层和隔声板对穿透中间薄板的噪声进一步隔离。且通过调节中间共振薄板与隔声板距离可以实现对不同频率的噪声源针对性的隔声。
4、本发明兼顾了低面密度和高隔声量。经测量，板面密度为19.6kg/m2，对该隔声结构进行单值评价，其隔声量可达38dB。
5、本发明所述穿孔板向一侧弯曲折成凹槽，填充吸声层，中间薄板后与隔声板通过铆接的方式连接，形成一个整体，能有效避免“声桥”，且便于运输、存放和安装。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的A-A剖视图(一)。
图3为图1的A-A剖视图(二)。
图4为阻尼层(3)的排列形状图(a)。
图5为阻尼层(3)的排列形状图(b)。
附图标记说明：1、穿孔板；2、吸声层；3、阻尼层；4、中间薄板；5、隔声层；6、隔声板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。
实施例1：
如附图1、图2和图3所示，一种频率可调的吸隔声轻质复合板，由依次紧贴的穿孔板1、吸声层2、阻尼层3、中间薄板4、隔声层5和隔声板6构成。所述穿孔板1采用穿孔铝板制成设有边框的敞口盒状体，在盒状体内依次紧贴放置吸声层2、阻尼层3、中间薄板4、隔声层5，其中阻尼层3的中心为圆形(图2)或方形(图3)，圆形或方形向外等间隔套设3圈圆环或方环的排列方式粘接于中间薄板4的板面上。穿孔板1的边框与隔声板6采用铆钉铆接。
其中所述穿孔板1为1060mm*1060mm的穿孔铝板，其中平面尺寸为1000mm*1000mm，第一次折边边框尺寸为1000mm*50mm，第二次折边尺寸为1000mm*10mm。穿孔板厚度为2mm，穿孔率为20％，孔径为4mm。
所述吸声层2厚度为25mm，采用岩棉填充。所述中间薄板4采用厚度为0.1mm的钢板制作，其尺寸为990mm*990mm。所述隔声层5采用厚度为25mm的岩棉填充。所述隔声板6采用1000mm*1000mm的钢板制作，其厚度为1.5mm。
所述阻尼层3采用厚度为2mm的丁基橡胶，以周期圆环状或周期方环状粘接于中间薄板4上。所述阻尼层3中心圆形的直径或中心方形的边长为240mm，圆环或方环的宽度为120mm，间隔为120mm，阻尼环周期数为4。
所述吸隔声轻质复合板总厚为55.6mm，面密度为19.1kg/m2。
实施例2：
如附图1和图4所示，一种频率可调的吸隔声轻质复合板，由依次紧贴的穿孔板1、吸声层2、阻尼层3、中间薄板4、隔声层5和隔声板6构成。所述穿孔板1采用穿孔铝板制成设有边框的敞口盒状体，在盒状体内依次紧贴放置吸声层2、阻尼层3、中间薄板4、隔声层5，其中阻尼层3为等间距设置的矩形阻尼条的排列方式粘接于中间薄板4的板面上。穿孔板1的边框与隔声板6采用铆钉铆接。
其中所述穿孔板1为1060mm*1060mm的穿孔铝板，其中平面尺寸为1000mm*1000mm，第一次折边边框尺寸为1000mm*50mm，第二次折边尺寸为1000mm*10mm。穿孔板厚度为1mm，穿孔率为10％，孔径为4mm。
所述吸声层2厚度为25mm的岩棉。所述中间薄板4厚度为0.2mm的钢板制作，其尺寸为990mm*990mm。所述隔声层5采用厚度为25mm的岩棉填充。所述隔声板6采用1000mm*1000mm的钢板制作，其厚度为1.5mm。
所述阻尼层3采用厚度为2mm的丁基橡胶，以一维条状状周期形式粘接于中间薄板4上。单个阻尼条宽度为125mm，相邻阻尼条之间的距离为125mm。阻尼条周期数为4.
所述吸隔声轻质复合板总厚为54.7mm，面密度为19.8kg/m2。
实施例3：
如附图1和图5所示，一种频率可调的吸隔声轻质复合板，由依次紧贴的穿孔板1、吸声层2、阻尼层3、中间薄板4、隔声层5和隔声板6构成。所述穿孔板1采用穿孔铝板制成设有边框的敞口盒状体，在盒状体内依次紧贴放置吸声层2、阻尼层3、中间薄板4、隔声层5，其中阻尼层3以中间薄板为基体，敷设率为50％，等距排列的9个方形块状方式粘接于中间薄板4的板面上。穿孔板1的边框与隔声板6采用铆钉铆接。
其中所述穿孔板1为1060mm*1060mm的穿孔铝板，其中平面尺寸为1000mm*1000mm，第一次折边边框尺寸为1000mm*50mm，第二次折边尺寸为1000mm*10mm。穿孔板厚度为1mm，穿孔率为10％，孔径为4mm。
吸声层2厚度为25mm，采用超细玻璃棉填充。所述中间薄板4厚度为0.3mm的钢板制作，其尺寸为990mm*990mm。所述隔声层5采用厚度为25mm的岩棉填充。所述隔声板6采用1000mm*1000mm的钢板制作，其厚度为1.5mm。
阻尼层3采用厚度为2mm的丁基橡胶，以中间薄板为基体，将中间薄板均分为9个正方形，在每个正方形中心位置敷设边长为166mm的正方形阻尼块。相邻阻尼块之间的间隔为166mm。阻尼块周期数为9。
所述吸隔声板轻质复合板总厚为54.8mm，面密度为19.6kg/m2。
按照依据ISO 10140-2《声学建筑构建隔声的实验室测量第2部分空气声隔声的测量》进行检测，参照ISO 711-1《声学建筑和建筑构件的隔声评定第1部分空气声隔声》进行单值评价。实例1-3中的吸隔声板在1/3倍频程下的隔声量如表1-3所示。
表1实施例1(圆环形)在100-5000Hz频段范围内隔声量
表2实施例1(方环形)在100-5000Hz频段范围内隔声量
表3实施例2在100-5000Hz频段范围内隔声量
表4实施例3在100-5000Hz频段范围内隔声量
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (10)
1.一种频率可调的吸隔声轻质复合板，包括穿孔板(1)，其特征在于：所述穿孔板(1)为设置有边框的敞口盒状体，在盒体内自下而上依次紧贴安置有吸声层(2)、阻尼层(3)、中间薄板(4)、隔声层(5)和隔声板(6)，其中，所述隔声板(6)与所述穿孔板(1)的边框固定连接，所述阻尼层(3)采用若干周期性排列方式粘接于所述中间薄板(4)与所述隔声层5相向的一板面上。
2.根据权利要求1所述的一种频率可调的吸隔声轻质复合板，其特征在于：所述轻质复合板的总面密度不超过20kg/m2，总厚度不超过57mm。
3.根据权利要求1所述的一种频率可调的吸隔声轻质复合板，其特征在于：穿孔板(1)采用穿孔铝板，孔径为2mm～4mm，穿孔率为20％～40％，其厚度为1mm～2mm。
4.根据权利要求1所述的一种频率可调的吸隔声轻质复合板，其特征在于：所述吸声层(2)和所述隔声层(5)均为岩棉、超细玻璃棉、聚氨酯泡沫塑料、矿棉中的任意一种，其厚度分别为穿孔板(1)厚度的10～25倍。
5.根据权利要求1所述的一种频率可调的吸隔声轻质复合板，其特征在于：所述阻尼层(3)为丁基橡胶、沥青、环氧树脂中的任意一种，其厚度为穿孔板(1)厚度的0.8～1倍。
6.根据权利要求5所述的一种频率可调的吸隔声轻质复合板，其特征在于：所述周期性排列的形状为圆环、方环、多边环、一维条状、二维块状中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的一种频率可调的吸隔声轻质复合板，其特征在于：所述中间薄板(4)为自由布置于吸声层(2)与隔声层(5)之间，其厚度为穿孔板(1)厚度的0.05～0.15倍，其材料为胶合板、石膏板、石棉水泥板、钢板中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的一种频率可调的吸隔声轻质复合板，其特征在于：所述隔声板(6)为钢板、玻璃板、木板、石膏板中的任意一种，其厚度为穿孔板(1)厚度的1～1.5倍。
9.根据权利要求6所述的一种频率可调的吸隔声轻质复合板，其特征在于：所述阻尼层(3)的敷设率为≦所述中间薄板(4)表面积的50％，单个周期阻尼层(3)的宽度为吸声层(2)或隔声层(5)边长的0.06～0.125倍，各周期阻尼层(3)之间间距为吸声层(2)或隔声层(5)边长的0.1～0.125倍，且至少为4个周期。
10.一种频率可调的吸隔声轻质复合板的制作方法，其特征在于：包括如下操作步骤：
第一步：通过仿真计算，选定穿孔板(1)材料、穿孔率及板厚，将穿孔板(1)裁成预定尺寸，并将材料折成为设有边框的敞口盒状体；
第二步：准备吸声层(2)材料，在穿孔板(1)内平铺填入预设厚度吸声层(2)材料并压实压平；
第三步：选定中间薄板(4)材料，并将材料加工为预设形状和尺寸；
第四步：选定阻尼层(3)材料，将阻尼层(3)材料预制成指定的形状和尺寸，将阻尼层(3)粘贴于中间薄板(4)上，粘合剂需根据阻尼层材料性质进行选择，确保其牢固粘接在中间薄板(4)上；
第五步：将粘接阻尼层(3)的中间薄板(4)自由放置于吸声层(2)上，选定隔声层(5)材料，在中间薄板(4)上平铺填入预设厚度吸声层(2)材料并压实压平；
第六步：选定隔声板(6)材料，并将材料加工为预设尺寸和形状，平铺放置于吸声层(2)之上；
第七步：将穿孔板(1)预留边框与隔声板(6)之间采用铆钉连接，制作完成。
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