CN201536010U - 吸音单元构件以及由该构件制成的吸音单元 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种吸音装置，尤其是一种主要应用在曝气转刷机上的，具有憎水性和不堵塞性的吸音单元构件，以及由该构件制成的吸音单元。所述吸音单元构件为平板形或瓦形，所述吸音单元构件由两块带网孔的护面板和边框构成，所述边框呈矩形，所述两块带网孔的护面板分别固定在所述边框的正面和反面，在由所述护面板和所述边框构成的空腔中填充有复合吸音材料，所述复合吸音材料是由发泡隔声材料和纤维状吸音材料组合而成的。本产品优点是不需要给曝气转刷机的消声设备安装动力，节省了运行费用；能长期置于水中也不会因吸收水分而影响消声效果，能可靠的解决曝气转刷机运行中产生的噪声对外部环境造成的污染。

Description

吸音单元构件以及由该构件制成的吸音单元
【技术领域】
本实用新型涉及一种吸音装置，尤其是一种主要应用在曝气转刷机上的，具有憎水性和不堵塞性的吸音单元构件，以及由该构件制成的吸音单元。
【背景技术】
曝气转刷机是城市污水处理厂中一种常用的曝气设备，曝气转刷机在运行时会产生较强烈的刷板击水声。随着国家对水污染治理的力度的加大，污水处理厂将遍及各个城市，而建在城市中的污水处理厂中氧化沟上的转刷曝气机在工作中所产生的噪声，其等效声值均在90dB(A)以上，部分曝气转刷机噪声高达99dB(A)之多，对周围声环境影响很大，由此而造成纠纷，影响社会和谐，因此解决曝气转刷机的噪声污染已成为一项不可忽视的工作。目前解决曝气转刷机噪声污染有效方法是将曝气转刷机封闭隔声并进行通风消声，而采用此法处理噪声其最大的弊病是每个曝气转刷机都将新增风机，平均每台风机每年将增加8000余元的电力和维修费，这对于一个一般有数个曝气转刷机的污水处理厂来说将是一笔较大的长期性支出，因此研制一种无需动力消声降噪设备，成为众多污水处理厂的迫切需求。
【发明内容】
为了解决上述问题，本实用新型提供吸音单元构件及由该构件制成的吸音单元，不需要动力就可以消除或降低曝气转刷机运转中产生的噪声，具有不吸水、耐潮湿等特点。
本实用新型技术方案是：吸音单元构件，所述吸音单元构件为平板形或瓦形，所述吸音单元构件由两块带网孔的护面板和边框构成，所述边框呈矩形，所述两块带网孔的护面板分别固定在所述边框的正面和反面，在由所述护面板和所述边框构成的空腔中填充有复合吸音材料。
上述方案中，所述复合吸音材料是由发泡隔声材料和纤维状吸音材料水平叠加而成。
一种由所述吸音单元构件制成的吸音单元，包括两块由所述吸音单元构件制成的面板，在所述面板之间间隔设置2-4片与所述面板相垂直的吸音单元构件。
本实用新型原理在于，由于曝气转刷机运行时产生的噪声声压级均在90-100dB(A)之间，其产生的噪声声波的频率特性基本是一致的，呈中频、高频特性，均基本符合附图1中的噪声频率特性曲线；其噪声的峰值区在500-1000Hz的频带上，低于500Hz以下频率段噪声曲线呈下降趋势，最低点在63Hz频带上，高于1000Hz的噪声值随着频率的升高，曲线也是呈下降趋势，其噪声级的最低点在8KHz上。
曝气转刷机均是工作在氧化沟污水流的水面上，而吸音单元则是安装在曝气转刷机两侧的水面上，其长期要受水和水中漂浮物微粒的浸蚀。因此，曝气转刷机吸音单元的滤波材料必须要求具有非常好的憎水性和不堵塞性能。湿度是影响吸音单元性能的一个重要因素，因为随着滤波材料空隙内含水量的增大，其中空隙被堵塞，吸声材料中空气不在连通，空隙率下降，首先将使高频吸声系数下降，当含水量继续增加，受影响的频率也将进一步扩大，吸声频率特性也将改变，最终导致吸音单元的滤波效果大幅降低，达不到原设计的滤除声波的效果。因此，研制寻找能够不吸收水分、不易被水面上固体微粒渗透和堵塞的多孔吸声材料至关重要。
本实用新型涉及的吸音单元构件是一种能量吸收装置，采用在噪声声波传播的途径上固定多孔性吸声材料，利用多孔吸声材料对声波的摩擦和阻尼作用将声能转化为热能而达到消声的目的。根据转刷工作中产生声波的声压级90-100dB(A)；声波的频率特性(中、高频特征)；噪声敏感点达到国家声环境质量标准【昼间60dB(A)，夜间50dB(A)】，所需要降低昼间30-40dB(A)，夜间40-50dB(A)的噪声降低量的要求，以及要具有憎水性能的要求，通过试验确定材料的流阻、厚度、密度及噪声声波气流通道的截面积等有关参数，最终确定发泡隔声材料和纤维状吸音材料的组合作为吸音单元构件的复合吸音材料。与现有技术相比，目前尚未发现无需动力和不会因吸湿而影响消声效果的其他技术手段。
本实用新型的有益效果是：不需要给曝气转刷机的消声设备安装动力，节省了降噪治理的投资和运行费用。能保证用于曝气转刷机消声的设备——吸音单元具有优良的憎水性，长期置于水中也不会因吸收水分而影响消声效果，能够十分可靠的解决曝气转刷机运行中产生的噪声对外部环境造成的污染。本实用新型可用于矿山通风机，发电厂的水冷却塔，中央空调机组等设备产生的滤波降噪工程中，市场前景广阔，符合国家倡导的节能减排政策，具有良好的环境效益、社会效益和经济效益。
【附图说明】
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。
图1本实用新型的结构示意图。
图2是由本实用新型构成的吸音单元结构示意图。
【具体实施方式】
参见图1，所述吸音单元构件为平板形或瓦形，具有憎水性和不堵塞性。所述吸音单元构件由两块带网孔的护面板2和边框1构成，边框1呈矩形，两块带网孔的护面板2分别固定在边框1的正面和反面，在由所述护面板2和所述边框1构成的空腔中依次填充发泡隔声材料3和纤维状吸音材料4。护面板2采用金属或复合材料孔网板，边框1选用金属薄板(不锈钢板、铝板、镀锌板、彩钢板等)及复合材料制作。发泡隔声材料3优选方案是采用PE高发泡材料或泡沫石棉纤维材料纤维状吸音材料4优选方案是采用陶瓷纤维材料或超细玻璃棉，先将发泡隔声材料3或纤维状吸音材料4平铺于由所述护面板2和所述边框1构成的空腔中，再把另一种吸音材料平铺在已铺好的吸音材料上。生产时，先用金属薄板折压制出边框1，将一面护面板2铆在边框1的一个面上，再将两种吸音材料分别铺好放入边框内，最后将另一面护面板2铆在边框1的另一面，即完成一个吸音单元构件的制作过程。
参见图2，一种由本实用新型所述吸音单元构件制成的吸音单元，包括两块由所述吸音单元构件制成的面板5，在所述面板5之间通过焊接或铆接固定有4片与所述面板5相垂直的吸音单元构件6，每个吸音单元构件6之间都留有一定间隙。安装时，将多个滤波单元放置在曝气转刷机两侧设置的固定架上，即构成了具有憎水性和不堵塞性的吸音装置。
曝气转刷机吸音单元的有关参数如下：
长度L’＝1.5m
高度H＝1.0m
片间距B＝0.08m
片厚δ＝0.1m
复合多孔憎水滤波材料密度20kg/m3
孔网板护面板的钻孔率20％
根据曝气转刷机的噪声级(90-100dB(A))，取平均95dB(A)，其峰值频率为500-1KHz的中心频率上，其环境敏感点的声环境质量要求为昼间60dB(A)，夜间50dB(A)，则吸音单元的滤波量可用别洛夫公式：
计算。
φ---消声系数(见下表)，L---吸音单元声波通道横截面周长0.892m，S---吸音单元的有效横截面积0.0293m2，L’---吸音单元的有效长度1.5m。
通过计算得出：曝气转刷机吸音单元对曝气转刷机运行时所产生的噪声各个倍频程中心频率噪声降低量，见下表：
Figure DEST_PATH_GSB00000044718300042
通过上表中的计算值可以看出，在曝气转刷机噪声级峰值频率为500Hz和1000Hz时，所需要的噪声降低量分别为35.6和41dB(A)，而吸音单元对于频率为500Hz、1000Hz噪声的滤波量则分别为48.2和59.4dB(A)，分别有11.2和18.4dB(A)的富余量；同样从表中也可以看出其它各中心频率吸音单元的滤波量也均有富余量。因此，曝气转刷机安装本专利所涉及的吸音单元是完全能够将噪声降至国家声环境质量标准。
如前所述，曝气转刷机击水声的频率特征是中频、高频特征，为避免吸音单元产生高频失效问题，现对其实行高频失效验算：根据公式fn≈1.85(C/D)，式中：
fn---开始失效频率，C---声速340(m/s)，D---空气吸音单元空气通道的当量直径0.223m，fn＝1.85×(340/0.223)＝2820Hz。
通过计算可知该专利设计中的转刷吸音单元会在2820Hz以上的频率噪声降低量产生减小的现象，为保证2820Hz的降噪量仍能满足要求，现预以计算4k时的吸音单元的噪声降低量来验证。根据公式ΔL＝(3-n/3)，L’A＝(3-1/3)×68.5＝45.9dB(A)，【式中n为高频失效频率的倍频程带数，此处n＝1，L’A为失效频率处的消声量，此处为68.5dB(A)】。
通过上面计算可知，在产生高频失效处的下一个倍频带(4kHz)时吸音单元仍有49.5dB(A)的滤波量，其仍高于4k时曝气转刷机降噪所需要的43.4dB(A)的要求，因此本设计是可行的。

Claims (6)

1.吸音单元构件，所述吸音单元构件为平板形或瓦形，其特征在于：所述吸音单元构件由两块带网孔的护面板和边框构成，所述边框呈矩形，所述两块带网孔的护面板分别固定在所述边框的正面和反面，在由所述护面板和所述边框构成的空腔中填充有复合吸音材料。
2.根据权利要求1所述吸音单元构件，其特征在于：所述复合吸音材料是由发泡隔声材料和纤维状吸音材料水平叠加而成。
3.根据权利要求2所述吸音单元构件，其特征在于：所述发泡隔声材料是PE高发泡材料或泡沫石棉纤维材料。
4.根据权利要求2所述吸音单元构件，其特征在于：所述纤维状吸音材料是陶瓷纤维材料或超细玻璃棉。
5.根据权利要求1所述吸音单元构件，其特征在于：所述护面板的钻孔率为20％。
6.一种由所述吸音单元构件制成的吸音单元，其特征在于：包括两块由所述吸音单元构件制成的面板，在所述面板之间间隔设置2-4片与所述面板相垂直的吸音单元构件。
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