CN114670521A - 一种三明治蜂窝内嵌耦合结构隔音板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种三明治蜂窝内嵌耦合结构隔音板，包括瓦楞板复合结构、蜂窝芯、异形纤维板复合结构、玻璃纤维；其中所述异形纤维板复合结构包括纤维板和文丘里管，文丘里管设置有多组，均匀地安装在纤维板上表面；所述瓦楞板复合结构设置在隔音板的最上层，所述蜂窝芯设置有多组蜂窝胞元，每一组蜂窝胞元的上端部与瓦楞板复合结构下表面相连接，中间端均独立地套设在一组文丘里管的外壁，蜂窝胞元的下端部安装在纤维板上；其中每一组蜂窝胞元与文丘里管外壁之间的孔隙内均嵌有玻璃纤维。通过该结构设计可以有效提高材料的隔声性能，使其用作为航空飞行器，汽车，舰船，高铁等运输工具内部的隔音材料。
Description
技术领域
本发明涉及隔音材料的技术领域，具体涉及一种三明治蜂窝隔音板，特别是涉及一种三明治蜂窝内嵌耦合结构隔音板。
背景技术
随着城市化和生活方式的快速发展，环境噪声污染无处不在。噪音污染已经是严重的环境污染且危害人们健康。据世界卫生组织(WHO)称，噪音污染对健康和环境的影响仅次于空气污染。流行病学研究表明，过度暴露在噪声污染中，不仅会严重影响心理健康，也会增加患心血管疾病的风险。巨大的噪声可能造成严重的疼痛或永久性的听力损伤。利用材料或通过结构设计可以有效地阻碍噪声传播。一般来讲，材料的面密度越大，隔声效果就越好。然而追求高面密度的同时，会带来经济成本的增加。三明治结构(又称夹层结构)作为一种典型的新结构，由于其合理的材料分配，使得它具有良好的力学性能，并且广泛用于航空，船舶以及建筑等行业。相对于相同质量的均质材料，夹层结构具有更高的刚度以及吸能。因此，三明治结构作为具有轻量化潜力的新型材料，在隔音降噪领域也将具有广阔的应用空间，蜂窝结构因其独特的轻质、吸能、减振、蓄能、电磁屏蔽、高比刚度、高比强度、性能可设计等优点而广泛应用于建筑、交通运输、航空航天等重要领域。声波在传播至蜂窝板壁时，会在各个蜂窝胞元内往返振动，造成较大的声能损耗。同时对于特定频率的声波，会造成声波的衍射现象，使声波的能量发散，达到良好降噪的效果。通常，蜂窝结构常与多孔吸声材料、非织造材料等组合成为复合结构以提高结构的整体声学特性。
发明专利“一种隔音降噪的复合型波浪板瓦及其生产工艺”(CN202010055367.9)提出一种隔音降噪的复合型波浪板瓦，为两层复合结构，包括PC层和吸音层，分别制备PC层和吸音层再进行复合形成一种屋面材料产品。发明专利“实芯蜂窝板”(专利号ZL200910023464.3)提出一种新型的以蜂窝芯为骨架的泡沫复合板材，在蜂窝芯中填充泡沫塑料，并将面装材料嵌入蜂窝表面，形成多规格的成品板，主要用于家具以及内外装修等行业。发明专利“纸基蜂窝复合墙板”(专利号ZL200610144336.0)提出了一种纸基蜂窝复合墙体材料，采用粘结剂将纸基蜂窝芯和高密度硬质板(硅酸钙板、石膏板和金属板等)经涂胶复合压制成夹层构造板，主要用以墙体的保温隔音，并具有一定的防水、防潮、防火等功能。可以看出通过结构的设计可以有效地改善材料的隔声量，但是很多蜂窝板主要局限于建筑、工厂等应用。
发明内容
技术方案：为了解决上述的技术问题，本发明提出了一种三明治蜂窝内嵌耦合结构隔音板，该结构有穿孔瓦楞板、蜂窝芯、异性纤维板以及玻璃纤维组成，通过结构设计在轻质化的同时进一步提高复合结构的隔声性能。该结构不仅可以用于建筑，民用等还可以用作航天飞行器，汽车，舰船，高铁等高尖端隔音材料。于此同时，其成本低、原材料来源充沛、加工工艺简单，成品率高，具有良好的经济效益和社会效益。
具体技术方案为：包括瓦楞板复合结构、蜂窝芯、异形纤维板复合结构、玻璃纤维；其中所述异形纤维板复合结构包括纤维板和文丘里管，文丘里管设置有多组，均匀地安装在纤维板上表面；所述瓦楞板复合结构设置在隔音板的最上层，所述蜂窝芯设置有多组蜂窝胞元，每一组蜂窝胞元的上端部与瓦楞板复合结构下表面相连接，中间端均独立地套设在一组文丘里管的外壁，蜂窝胞元的下端部安装在纤维板上；其中每一组蜂窝胞元与文丘里管外壁之间的孔隙内均嵌有玻璃纤维。
作为改进，所述瓦楞板复合结构为三层板材的复合结构，从上到下依次包括第一平板、第二波浪板、第三平板；所述第一平板和第三平板均为穿孔平板，第二波浪板为穿孔的波浪型芯板；穿孔间隔地分布在板材中，孔直径为2.0-5.0mm。
作为改进，其中，沿垂直于第一平板和第三平板的穿孔板材平面，及沿截取中间的第二波浪板波浪形芯层的截平面来看，第一平板和第三平板表面的微孔位于垂直于穿孔板材的上表面、下表面，且过中间波浪型芯层芯板波谷的直线于上表面或下表面的交点上；第二波浪板穿孔的波浪型芯层上的微孔位于截平面中平行于上表面或下表面，且位于中间的波的平衡线与截面波浪形芯层的交点上。
作为改进，所述蜂窝芯的单个蜂窝胞元最大边界尺寸与第二波浪板的中间波浪型芯层相邻的两个波峰或波谷间的距离相等。
作为改进，其中，文丘里管的数量和高度与蜂窝芯的单个蜂窝胞元的数量和高度相等，将一个文丘里管与一个蜂窝胞元构成一个单元。
作为改进，其中，文丘里管的中心线、纤维板的中心线、第三平板下表面微孔的中心线三线重合，文丘里管最大孔径应小于蜂窝胞元尺寸，文丘里管与纤维板间由粘结剂粘合，文丘里管为一空心圆筒连接一空心圆台的一体化结构。
作为改进，所述异形纤维板复合结构中的纤维板为一种非织造针刺吸音毡结构，包括10.0％-30.0％聚酯纤维、55.0％-75.0％聚丙烯纤维和10-15.0％芳纶纤维，所述结构是通过将三种纤维复合成网，针刺加固而成。
作为改进，第三平板的下表面与蜂窝芯，以及蜂窝芯与异形纤维板复合结构中纤维板，均由AB胶或是改性聚氨酯胶粘剂粘合，其中AB胶为环氧树脂6200A/固化剂6 200B，A、B胶体积比例为1:0.5～1.5。
作为改进，采用的粘结剂为AB胶或是改性聚氨酯胶粘剂粘合，其中AB胶为环氧树脂6200A/固化剂6200B，A、B胶体积比例为1:0.5～1.5。
有益效果：本发明与常规的隔音板相比，其优势功效在于：
(1)采用穿孔瓦楞板结构，可以在达到整体复合材料轻质的同时有效阻隔和反射一部分声波。
(2)采用蜂窝胞元结构，可以在达到有效隔声性能的同时减少整体结构的质量。
(3)采用具有文丘里管的异形纤维板复合结构，可以在达到控制声波传递的同时通过非织造针刺吸音毡吸收声波。
(4)整体复合结构设计成三明治结构，使得声波在进入复合结构内部时，通过多种方式使得声能被吸收消耗。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明立体结构示意图。
图中：10是第一平板；20是第二波浪板；30是第三平板；40是文丘里管；50是蜂窝芯；60是玻璃纤维；70是纤维板。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
下面将结合附图2对本发明做进一步的详细说明。
实施例，本实施例是介绍三明治蜂窝内嵌耦合结构隔音板。本实施例按图2所示，
三明治蜂窝内嵌耦合结构隔音板，包括瓦楞板复合结构、蜂窝芯50、异形纤维板复合结构、玻璃纤维60；其中所述异形纤维板复合结构包括纤维板70和文丘里管40，文丘里管40设置有多组，均匀地安装在纤维板70上表面；所述瓦楞板复合结构设置在隔音板的最上层，所述蜂窝芯50设置有多组蜂窝胞元，每一组蜂窝胞元的上端部与瓦楞板复合结构下表面相连接，中间端均独立地套设在一组文丘里管40的外壁，蜂窝胞元的下端部安装在纤维板70上；其中每一组蜂窝胞元与文丘里管40外壁之间的孔隙内均嵌有玻璃纤维60。
所述瓦楞板复合结构为三层板材的复合结构，从上到下依次包括第一平板10、第二波浪板20、第三平板30；所述第一平板10和第三平板30均为穿孔平板，第二波浪板20为穿孔的波浪型芯板；穿孔间隔地分布在板材中，孔直径为2.0-5.0mm。
其中，沿垂直于第一平板10和第三平板30的穿孔板材平面，及沿截取中间的第二波浪板20波浪形芯层的截平面来看，第一平板10和第三平板30表面的微孔位于垂直于穿孔板上表面、下表面，且过中间波浪型芯层芯板波谷的直线于上表面、或下表面的交点上；第二波浪板20穿孔的波浪型芯层上的微孔位于截平面中平行于上表面或下表面，且位于中间的波的平衡线与截面波浪形芯层的交点上。
所述蜂窝芯50的单个蜂窝胞元最大边界尺寸与第二波浪板20的中间波浪型芯层相邻的两个波峰或波谷间的距离相等。
其中，文丘里管40的数量和高度与蜂窝芯50的单个蜂窝胞元的数量和高度相等，将一个文丘里管40与一个蜂窝胞元构成一个单元。
其中，文丘里管40的中心线、纤维板70的中心线、第三平板30下表面微孔的中心线三线重合，文丘里管40最大孔径应小于蜂窝胞元尺寸，文丘里管40与纤维板70间由粘结剂粘合，文丘里管40为一空心圆筒连接一空心圆台的一体化结构，可选择地上端为空心圆筒，下端为空心圆台。
所述异形纤维板复合结构中的纤维板70为一种非织造针刺吸音毡结构。其中非织造针刺吸音毡结构，包括10.0％-30.0％聚酯纤维、55.0％-75.0％聚丙烯纤维和10-15.0％芳纶纤维，所述结构是通过将三种纤维复合成网，针刺加固而成。
第三平板30的下表面与蜂窝芯50，以及蜂窝芯50与异形纤维板复合结构中纤维板70，文丘里管60与纤维板70的接触面均由双组份环氧树脂(AB胶)胶粘剂或是改性聚氨酯胶粘剂粘合。其中AB胶为环氧树脂6200A/固化剂6 200B，A、B胶体积比例为1:0.5～1.5。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种三明治蜂窝内嵌耦合结构隔音板，其特征在于：包括瓦楞板复合结构、蜂窝芯(50)、异形纤维板复合结构、玻璃纤维(60)；其中所述异形纤维板复合结构包括纤维板(70)和文丘里管(40)，文丘里管(40)设置有多组，均匀地安装在纤维板(70)上表面；所述瓦楞板复合结构设置在隔音板的最上层，所述蜂窝芯(50)设置有多组蜂窝胞元，每一组蜂窝胞元的上端部与瓦楞板复合结构下表面相连接，中间端均独立地套设在一组文丘里管(40)的外壁，蜂窝胞元的下端部安装在纤维板(70)上；其中每一组蜂窝胞元与文丘里管(40)外壁之间的孔隙内均嵌有玻璃纤维(60)。
2.根据权利要求1所述三明治蜂窝内嵌耦合结构隔音板，其特征在于：所述瓦楞板复合结构为三层瓦板材的复合结构，从上到下依次包括第一平板(10)、第二波浪板(20)、第三平板(30)；所述第一平板(10)和第三平板(30)均为穿孔平板，第二波浪板(20)为穿孔的波浪型芯板；其中穿孔间隔地分布在板中，孔直径为2.0-5.0mm。
3.根据权利要求2所述三明治蜂窝内嵌耦合结构隔音板，其特征在于：其中，沿垂直于第一平板(10)和第三平板(30)的穿孔板材平面，及沿截取中间的第二波浪板(20)波浪形芯层的截平面来看，第一平板(10)和第三平板(30)表面的微孔位于垂直于穿孔板材的上表面、下表面，且过中间波浪型芯层芯板波谷的直线于上表面或下表面的交点上；第二波浪板(20)穿孔的波浪型芯层上的微孔位于截平面中平行于上表面或下表面，且位于中间的波的平衡线与截面波浪形芯层的交点上。
4.根据权利要求1所述三明治蜂窝内嵌耦合结构隔音板，其特征在于：所述蜂窝芯(50)的单个蜂窝胞元最大边界尺寸与第二波浪板(20)的中间波浪型芯层相邻的两个波峰或波谷间的距离相等。
5.根据权利要求1所述三明治蜂窝内嵌耦合结构隔音板，其特征在于：其中，文丘里管(40)的数量和高度与蜂窝芯(50)的单个蜂窝胞元的数量和高度相等，将一个文丘里管(40)与一个蜂窝胞元构成一个单元。
6.根据权利要求3或4所述三明治蜂窝内嵌耦合结构隔音板，其特征在于：其中，文丘里管(40)的中心线、纤维板(70)的中心线、第三平板(30)下表面微孔的中心线三线重合，文丘里管(40)最大孔径应小于蜂窝胞元尺寸，文丘里管(40)与纤维板(70)间由粘结剂粘合，文丘里管(40)为一空心圆筒连接一空心圆台的一体化结构。
7.根据权利要求1所述三明治蜂窝内嵌耦合结构隔音板，其特征在于：所述异形纤维板复合结构中的纤维板(70)为一种非织造针刺吸音毡结构，包括10.0％-30.0％聚酯纤维、55.0％-75.0％聚丙烯纤维和10-15.0％芳纶纤维，所述结构是通过将三种纤维进行复合成网，针刺加固而获得的。
8.根据权利要求2所述三明治蜂窝内嵌耦合结构隔音板，其特征在于：第三平板(30)的下表面与蜂窝芯(50)，以及蜂窝芯(50)与异形纤维板复合结构中纤维板(70)，均由AB胶或是改性聚氨酯胶粘剂粘合，其中AB胶为环氧树脂6200A/固化剂6 200B，A、B胶体积比例为1:0.5～1.5。
9.根据权利要求6所述三明治蜂窝内嵌耦合结构隔音板，其特征在于：采用的粘结剂为AB胶或改性聚氨酯胶粘剂，其中AB胶为环氧树脂6200A/固化剂6 200B，A、B胶体积比例为1:0.5～1.5。
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