CN115748529A - 一种降噪声屏障及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及噪声控制技术领域，尤其涉及一种降噪声屏障及其制备方法，将第一降噪组件远离第二降噪组件的一面设于靠近音源的方向，通过第一降噪组件实现对环境中高频噪音的吸收，通过第二降噪组件实现对环境中低频噪音的吸收，其中第二降噪组件内多个排列的多个降噪单元，通过不同尺寸以及数量的共振腔以及消音孔实现对环境中不同频率噪音的吸收，通过事先确定环境中的频率范围，对应设置不同的共振腔以及消音孔以及设置有多个降噪单元，能够在针对性吸收特定频率环境噪音的基础上拓宽噪音吸收的范围，从而实现通过自身结构优化降噪效果的目的，且该降噪声屏障具有制造工艺简单、批量生产费用较低、安装方便快捷的优点。

Description

一种降噪声屏障及其制备方法

技术领域

本发明涉及噪声控制技术领域，尤其涉及一种降噪声屏障及其制备方法。

背景技术

随着国民经济迅速发展，城市用电量急剧增加，特别是近年来，由于城区不断扩大以及城市电网改造的需要，一些配电变电站修建在靠近居民区处或直接建在居民区内，变电站所产生的噪声严重影响了人们的身心健康和日常生活。变电站噪声源主要是由主变压器和高压并联电抗器等组成，换流站噪声源主要是由换流变压器和交流滤波场电容器等组成。

通过现场测试发现，变电站/换流站噪声能量主要集中在600Hz以下的中低频段，尤其是以100Hz为基频的高次谐波频率最为显著。低频噪声虽然没有高频噪声那么明显，但其对一般建筑物有着很强的穿透力，对人体产生的伤害影响可能更大。

在现有的降噪声屏障中，主要的研究方向是通过优化降噪材料实现降噪效果，缺少通过结构实现降噪的研究。

发明内容

基于此，本发明提供一种通过自身结构优化降噪效果的降噪声屏障及其制备方法。

本发明的技术方案为：一种降噪声屏障及其制备方法，包括立柱、底座、第一降噪组件和第二降噪组件组成，所述第一降噪组件包括顶板和吸音材料层，所述第二降噪组件内开设有若干个降噪单元，所述第二降噪组件和所述顶板分别贴合于所述吸音材料层相对的两面，所述立柱固定于所述第一降噪组件、所述第二降噪组件的两侧，所述底座固定于所述立柱、所述第一降噪组件和所述第二降噪组件的底部；

所述降噪单元包括穿孔顶板、隔板和底板，所述穿孔顶板设于所述吸音材料层远离所述顶板的一面，所述隔板设于所述底板与所述穿孔顶板之间，所述穿孔顶板、所述隔板和所述底板之间形成若干个共振腔，所述隔板开设有若干个消音孔。

可选的，所述降噪单元还包括活动板件，所述活动板件与所述孔顶板、所述隔板、所述底板中至少一个活动连接，所述活动板件将所述共振腔分割为两个活动腔体。

可选的，所述穿孔顶板、所述隔板、所述底板和所述活动板件组成材料相同，均为金属材料、硬质塑料、陶瓷材料或树脂材料中的一种。

可选的，还包括隔音背板，所述隔音背板设于所述底板远离所述穿孔顶板的一面。

可选的，还包括阻燃组件，所述阻燃组件设于所述隔音背板和所述底板之间。

可选的，所述立柱开设有安装槽，所述第一降噪组件和所述第二降噪组件组合后卡接于所述安装槽内。

可选的，还包括第一缓冲垫，所述第一缓冲垫设于所述立柱和所述第一降噪组件、所述第二降噪组件之间。

可选的，还包括第二缓冲垫，所述第一降噪组件和第二降噪组件的数量至少为两组，所述第二缓冲垫设于两组所述第一降噪组件、两组所述第二降噪组件之间。

本发明的另一目的在于提供一种基于上述的降噪声屏障的制备方法，包括以下步骤：

S1：获得声源的多个频率。

S2：根据所得的声源频率设计所述共振腔和所述消音孔的尺寸，所述声源频率和所述共振腔、所述消音孔的尺寸之间的关系为

其中，A_c＝πr_c^2

V＝(a_1-t_7)(a_2-t_7)t_8-π〖(r_c+t_5)〗^2l_c

其中，f_为声源频率，c_为空气中声速，A_c为消音孔的横截面积，r_c为消音孔的半径，V为共振腔的体积，a_1、a_2分别为共振腔的长度和宽度，l_c为消音孔的深度，t_7为共振腔腔壁厚度，t_8为隔板的纵向厚度，t_5为穿孔顶板厚度。

S3：在所述隔板开设所述消音孔，通过所述穿孔顶板、所述隔板和所述底板组成所述共振腔，从而形成所述降噪单元。

S4：将若干个所述降噪单元组合形成所述第二降噪组件。

S5：将所述立柱、所述底座、所述第一降噪组件和所述第二降噪组件组合成型，且所述第一降噪组件远离所述第二降噪组件的一面设于靠近声源的位置。

实施本发明实施例，与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明的降噪声屏障及其制备方法，将第一降噪组件远离第二降噪组件的一面设于靠近音源的方向，通过第一降噪组件实现对环境中高频噪音的吸收，通过第二降噪组件实现对环境中低频噪音的吸收，其中第二降噪组件内多个排列的多个降噪单元，通过不同尺寸以及数量的共振腔以及消音孔实现对环境中不同频率噪音的吸收，通过事先确定环境中的频率范围，对应设置不同的共振腔以及消音孔以及设置有多个降噪单元，能够在针对性吸收特定频率环境噪音的基础上拓宽噪音吸收的范围，从而实现通过自身结构优化降噪效果的目的，且该降噪声屏障具有制造工艺简单、批量生产费用较低、安装方便快捷的优点。

附图说明

图1是本发明实施例所述的降噪声屏障的结构剖视图。

图2是本发明实施例所述的降噪声屏障的主视图。

图3是本发明实施例所述的降噪声屏障的一个降噪单元的爆炸图。

图4是本发明实施例所述的降噪声屏障的第二降噪组件的爆炸图。

附图标记说明：

100、降噪声屏障，

1、立柱，11、安装槽，

2、底座，

3、第一降噪组件，31、顶板，32、吸音材料层，

4、第二降噪组件，41、穿孔顶板，42、隔板，43、底板，44、共振腔，45、消音孔，46、活动板件，

5、隔音背板，

6、阻燃组件，

7、第一缓冲垫，

8、第二缓冲垫。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

参照图1至图4，本实施例提供一种降噪声屏障及其制备方法100，包括立柱1、底座2、第一降噪组件3和第二降噪组件4组成，第一降噪组件3包括顶板31和吸音材料层32，第二降噪组件4内开设有若干个降噪单元，第二降噪组件4和顶板31分别贴合于吸音材料层32相对的两面，立柱1固定于第一降噪组件3、第二降噪组件4的两侧，底座2固定于立柱1、第一降噪组件3和第二降噪组件4的底部。降噪单元包括穿孔顶板41、隔板42和底板43，穿孔顶板41设于吸音材料层32远离顶板31的一面，隔板42设于底板43与穿孔顶板41之间，穿孔顶板41、隔板42和底板43之间形成若干个共振腔44，隔板42开设有若干个消音孔45。将第一降噪组件3远离第二降噪组件4的一面设于靠近音源的方向，通过第一降噪组件3实现对环境中高频噪音的吸收，通过第二降噪组件4实现对环境中低频噪音的吸收，其中第二降噪组件4内多个排列的多个降噪单元，通过不同尺寸以及数量的共振腔44以及消音孔45实现对环境中不同频率噪音的吸收，通过事先确定环境中的频率范围，对应设置不同的共振腔44以及消音孔45以及设置有多个降噪单元，能够在针对性吸收特定频率环境噪音的基础上拓宽噪音吸收的范围，从而实现通过自身结构优化降噪效果的目的，且该降噪声屏障具有制造工艺简单、批量生产费用较低、安装方便快捷的优点。

较佳的，参照图1至图4，在本实施例中，降噪单元还包括活动板件46，活动板件46与孔顶板31、隔板42、底板43中至少一个活动连接，活动板件46将共振腔44分割为两个活动腔体。通过调整活动板件46的位置，可以改变活动腔体的形状和面积，使得活动板件46可以用于吸收不同频率的噪音。具体的，在本实施例中，穿孔顶板41、隔板42、底板43和活动板件46组成材料相同，均为金属材料、硬质塑料、陶瓷材料或树脂材料中的一种。

较佳的，参照图1至图4，在本实施例中，该降噪声屏障100还包括隔音背板5，隔音背板5设于底板43远离穿孔顶板41的一面，通过隔音背板5进一步隔绝经过第一降噪组件3和第二降噪组件4的噪音，从而进一步提高降噪效果。

较佳的，参照图1至图4，在本实施例中，该降噪声屏障100还包括阻燃组件6，阻燃组件6设于隔音背板5和底板43之间，从而达到防火要求。

较佳的，参照图1，在本实施例中，立柱1开设有安装槽11，第一降噪组件3和第二降噪组件4组合后卡接于安装槽11内，减少第一降噪组件3和第二降噪组件4发生晃动的可能性。具体的，在本实施例中，立柱1的两侧均开设有安装槽11，可以通过一个立柱1实现连接两个第一降噪组件3、第二降噪组件4的效果。具体的，在本实施例中，立柱1由工字钢形成，使得立柱1具有更高的强度。

较佳的，参照图1至图4，在本实施例中，该降噪声屏障100还包括第一缓冲垫7，第一缓冲垫7设于立柱1和第一降噪组件3、第二降噪组件4之间，减小第一降噪组件3、第二降噪组件4受到的音能传递至立柱1的情况，从而降低相邻的两个降噪声屏障100相互影响的可能性。

较佳的，参照图1至图4，在本实施例中，该降噪声屏障100还包括第二缓冲垫8，第一降噪组件3和第二降噪组件4的数量至少为两组，第二缓冲垫8设于两组第一降噪组件3、两组第二降噪组件4之间，从而降低相邻的两组第一降噪组件3、两组第二降噪组件4相互影响的可能性。

本实施例的另一目的在于提供一种基于上述的降噪声屏障的制备方法，包括以下步骤：

S1：获得声源的多个频率；

S2：根据所得的声源频率设计共振腔44和消音孔45的尺寸，声源频率和共振腔44、消音孔45的尺寸之间的关系为

其中，A_c＝πr_c^2

V＝(a_1-t_7)(a_2-t_7)t_8-π〖(r_c+t_5)〗^2l_c

其中，f_为声源频率，c_为空气中声速，A_c为消音孔45的横截面积，r_c为消音孔45的半径，V为共振腔44的体积，a_1、a_2分别为共振腔44的长度和宽度，l_c为消音孔45的深度，t_7为共振腔44腔壁厚度，t_8为隔板42的纵向厚度，t_5为穿孔顶板41厚度。

S3：在隔板42开设消音孔45，通过穿孔顶板41、隔板42和底板43组成共振腔44，从而形成降噪单元。

S4：将若干个降噪单元组合形成第二降噪组件4。

S5：将立柱1、底座2、第一降噪组件3和第二降噪组件4组合成型，且第一降噪组件3远离第二降噪组件4的一面设于靠近声源的位置。

当声源辐射的噪声到达该降噪声屏障100表面时，首先经过第一降噪层，一部分高频噪音因顶板31的反射而无法穿过第一降噪组件3，另一部分噪音通过顶板31上均匀布置的密集通孔到达吸音材料层32，高频噪音通过吸音材料层32的阻尼作用，在传播过程中转化为热能而被消耗，低频率噪音达到第二降噪组件4，低频噪声的频率与穿孔顶板41、消音孔45、隔板42、活动板件46和底板43构成的共振腔44，通过实现设置的与上述低频率噪音相匹配的共振腔44，实现噪音与共振腔44内空气形成共振，从而消耗低频噪音的能量，进而实现对环境中声源噪音的削弱而实现降噪。

本实施例的降噪声屏障及其制备方法，具有以下有益效果：

一、将第一降噪组件3远离第二降噪组件4的一面设于靠近音源的方向，通过第一降噪组件3实现对环境中高频噪音的吸收，通过第二降噪组件4实现对环境中低频噪音的吸收，其中第二降噪组件4内多个排列的多个降噪单元，通过不同尺寸以及数量的共振腔44以及消音孔45实现对环境中不同频率噪音的吸收，通过事先确定环境中的频率范围，对应设置不同的共振腔44以及消音孔45以及设置有多个降噪单元，能够在针对性吸收特定频率环境噪音的基础上拓宽噪音吸收的范围，从而实现通过自身结构优化降噪效果的目的，且该降噪声屏障具有制造工艺简单、批量生产费用较低、安装方便快捷的优点。

二、通过调整活动板件46的位置，可以改变活动腔体的形状和面积，使得活动板件46可以用于吸收不同频率的噪音。

三、当声源辐射的噪声到达该降噪声屏障100表面时，首先经过第一降噪层，一部分高频噪音因顶板31的反射而无法穿过第一降噪组件3，另一部分噪音通过顶板31上均匀布置的密集通孔到达吸音材料层32，高频噪音通过吸音材料层32的阻尼作用，在传播过程中转化为热能而被消耗，低频率噪音达到第二降噪组件4，低频噪声的频率与穿孔顶板41、消音孔45、隔板42、活动板件46和底板43构成的共振腔44，通过实现设置的与上述低频率噪音相匹配的共振腔44，实现噪音与共振腔44内空气形成共振，从而消耗低频噪音的能量，进而实现对环境中声源噪音的削弱而实现降噪。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种降噪声屏障，其特征在于，包括立柱、底座、第一降噪组件和第二降噪组件组成，所述第一降噪组件包括顶板和吸音材料层，所述第二降噪组件内开设有若干个降噪单元，所述第二降噪组件和所述顶板分别贴合于所述吸音材料层相对的两面，所述立柱固定于所述第一降噪组件、所述第二降噪组件的两侧，所述底座固定于所述立柱、所述第一降噪组件和所述第二降噪组件的底部；

所述降噪单元包括穿孔顶板、隔板和底板，所述穿孔顶板设于所述吸音材料层远离所述顶板的一面，所述隔板设于所述底板与所述穿孔顶板之间，所述穿孔顶板、所述隔板和所述底板之间形成若干个共振腔，所述隔板开设有若干个消音孔。

2.根据权利要求1所述的降噪声屏障，其特征在于，所述降噪单元还包括活动板件，所述活动板件与所述孔顶板、所述隔板、所述底板中至少一个活动连接，所述活动板件将所述共振腔分割为两个活动腔体。

3.根据权利要求2所述的降噪声屏障，其特征在于，所述穿孔顶板、所述隔板、所述底板和所述活动板件组成材料相同，均为金属材料、硬质塑料、陶瓷材料或树脂材料中的一种。

4.根据权利要求1所述的降噪声屏障，其特征在于，还包括隔音背板，所述隔音背板设于所述底板远离所述穿孔顶板的一面。

5.根据权利要求4所述的降噪声屏障，其特征在于，还包括阻燃组件，所述阻燃组件设于所述隔音背板和所述底板之间。

6.根据权利要求1所述的降噪声屏障，其特征在于，所述立柱开设有安装槽，所述第一降噪组件和所述第二降噪组件组合后卡接于所述安装槽内。

7.根据权利要求6所述的降噪声屏障，其特征在于，还包括第一缓冲垫，所述第一缓冲垫设于所述立柱和所述第一降噪组件、所述第二降噪组件之间。

8.根据权利要求1所述的降噪声屏障，其特征在于，还包括第二缓冲垫，所述第一降噪组件和第二降噪组件的数量至少为两组，所述第二缓冲垫设于两组所述第一降噪组件、两组所述第二降噪组件之间。

9.一种基于权利要求1－8任一项所述的降噪声屏障的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获得声源的多个频率；

S2：根据所得的声源频率设计所述共振腔和所述消音孔的尺寸，所述声源频率和所述共振腔、所述消音孔的尺寸之间的关系为

其中，A_c＝πr_c^∧2

V＝(a_1-t_7)(a_2-t_7)t_8-π〖(r_c+t_5)〗^∧2l_c

其中，f_r为声源频率，c_0为空气中声速，A_c为消音孔的横截面积，r_c为消音孔的半径，V为共振腔的体积，a_1、a_2分别为共振腔的长度和宽度，l_c为消音孔的深度，t_7为共振腔腔壁厚度，t_8为隔板的纵向厚度，t_5为穿孔顶板厚度；

S3：在所述隔板开设所述消音孔，通过所述穿孔顶板、所述隔板和所述底板组成所述共振腔，从而形成所述降噪单元；

S4：将若干个所述降噪单元组合形成所述第二降噪组件；

S5：将所述立柱、所述底座、所述第一降噪组件和所述第二降噪组件组合成型，且所述第一降噪组件远离所述第二降噪组件的一面设于靠近声源的位置。

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