CN204360774U - 一种基于广义声子晶体半球壳声波带隙特性的隔声罩 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的是一种基于广义声子晶体半球壳声波带隙特性的隔声罩，包括基体罩，基体罩是由五个基体板相互连接组成的方形壳体，且基体罩底端设置底边连接板，底边连接板上设置螺纹孔，基体罩通过底边连接板与基座连接，每个基体板的内表面上设置有半球型凹槽阵列，每个半球型凹槽里安装一个广义声子晶体半球壳，每个广义声子晶体半球壳由内至外至少设置两个周期组元，每个周期组元由内至外依次是非金属层和金属层，且非金属层和金属层是相互贴合的，每个周期组元之间是相互贴合的。本实用新型具有隔声量大、便于装拆及运输、设计制造成本低等优势，且本实用新型对带隙范围内的振动具有良好的减振降噪的效果。

Description

一种基于广义声子晶体半球壳声波带隙特性的隔声罩

技术领域

本实用新型涉及一种隔声装置，尤其涉及一种基于广义声子晶体半球壳声波带隙特性的隔声罩。

背景技术

作为一种常见现象，振动与噪声广泛存在于工业生产与日常生活中，其不仅会对精密仪器的正常工作造成影响，同时作为一种污染形式，还严重威胁噪声环境中工作人员的身心健康。随着生活水平的提高，人们对身处环境质量要求越来越高，故减少或降低噪声污染来改善人们的生活环境具有重要的意义，为改善声环境，越来越多的噪声控制方法得以应用和研究。在实际工程应用中，噪声控制主要有三种途径：(1)对声源的控制，即从声源入手，改进声源结构的设计，减少声源发出的噪声等级；(2)对声场接收者的防护控制，即指暴露在噪声环境中的人们人为的采取一定的保护措施保护自己不受到伤害，一般可以通过佩戴护耳器、减少暴露在噪声环境中的时间等防护措施；(3)传播途径控制，即通过吸声、隔声、消声等降噪措施降低声波的传播能量。

由于噪声源头很多，要从源头上控制噪声的产生是非常困难的，所以工程上常用被动减振降噪的方法来抑制有害的振动噪声的传播，比如在传播途径上，采取隔声处理阻隔其传播。就现有隔声技术而言，隔声罩是噪声控制中最易实现、最经济的控制方式。隔声罩将噪声源封闭在罩内，以减少向周围的声辐射。隔声罩的主体结构是罩壁，这就要求罩壁必须有足够的隔声量来阻碍声波的传播，根据质量作用定律可知，罩壁密度越大隔音效果越好，故罩壁大多采用重质材料来制造，如砖块、混泥土、大理石、石膏板、钢材等。在实际工程中，需要定期对隔声装置以及声源设备的进行检修和维护，常常要求隔声罩应轻巧方便、便于装拆及运输，但现有隔声罩其结构过于笨重，无法满足上述要求。

采用现有的隔声技术固然能使传递到结构体上的振动及其辐射的噪声有一定的衰减，但目前在很多加压设备运行时产生的噪声极大，就现有的隔声罩而言，隔声量较小，远远不能满足要求。中国专利(授权公告号CN203583695U)提供一种模块组装式隔声罩，由框架结构、复合板模块组成，框架结构由承力钢结构、安装槽结构组成，复合板模块的外形规格统一，包括复合吸隔声模块、隔声门模块等形式。

发明内容

本实用新型的目的是为了使得隔声罩的隔声量大、拆装更简便而提供一种基于广义声子晶体半球壳声波带隙特性的隔声罩。

本实用新型的目的是这样实现的：包括基体罩，基体罩是由五个基体板相互连接组成的方形壳体，且基体罩底端设置底边连接板，底边连接板上设置螺纹孔，基体罩通过底边连接板与基座连接，每个基体板的内表面上设置有半球型凹槽阵列，每个半球型凹槽里安装一个广义声子晶体半球壳，每个广义声子晶体半球壳由内至外至少设置两个周期组元，每个周期组元由内至外依次是非金属层和金属层，且非金属层和金属层是相互贴合的，每个周期组元之间是相互贴合的。

本实用新型还包括这样一些结构特征：

1.每个广义声子晶体半球壳有三个周期组元，每个广义声子晶体半球壳由内至外依次是第一非金属层、第一金属层、第二非金属层、第二金属层、第三非金属层和第三金属层，各层之间相互贴合。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型将广义声子晶体半球壳引入到隔声罩结构中，利用其产生的声波带隙来抑制声波在晶体罩内的传播，并可通过调节广义声子晶体半球壳的结构参数、材料参数、周期组元的数量及尺寸来改变带隙位置、带隙宽度以及隔声量，并能在带隙频率范围内实现减振降噪的目的，本实用新型与现有的隔声技术具有本质区别，具有隔声量大、便于装拆及运输、设计制造成本低使用可靠并对工作环境要求低的优势。

附图说明

图1是本实用新型的外部结构示意图；

图2是本实用新型基体罩的结构示意图；

图3是本实用新型的总体结构示意图；

图4是本实用新型具有三个周期组元的广义声子晶体半球壳的结构示意图；

图5是本实用新型基体板的结构示意图；

图6是本实用新型基体板上安装广义声子晶体半球壳的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

本实用新型主要是针对中高频域声源的隔声，本实用新型是基于广义声子晶体半球壳的声波带隙特性，而设计的隔声罩。其原理是沿基体板内表面X、Y方向周期布置广义声子晶体半球壳(基体板是方形形状，垂直的两边分别设为X方向和Y方向)，当声波在广义声子晶体半球壳中传播时，由于其内部不同阻抗特性的分界面处反射相消(即径向周期性)作用，形成声波带隙，此带隙具有控制波的传播特性进而抑制了声波的传播。该结构实现了在带隙频率范围内的大幅度减振降噪的目的，且本实用新型的基体板的材料都选择为非金属材料。

实施案例一：结合图1至图6，本实用新型包括基体罩1，基体罩1是由五个基体板4、5、6、7、8相互连接组成的方形壳体，也即基体罩1由基体板4、5、6、7、8通过若干螺栓3连接所组成，基体罩1是隔声罩的主体结构。且基体罩底1端设置底边连接板17，底边连接板17上设置螺纹孔15，基体罩1通过底边连接板17与基座连接，本实用新型是通过螺栓连接的连接方式将隔声罩与基座相连接在一起，每个基体板的内表面上设置有半球型凹槽阵列，也即半球型凹槽阵列在基体板4、5、6、7、8内表面上以正方晶格周期排列，沿着基体板内表面的X方向和Y方向均匀排列，沿着X方向和Y方向的半球型凹槽与半球型凹槽之间的间距都是相等的，每个半球型凹槽16里安装一个广义声子晶体半球壳2，这样使得广义声子晶体半球壳2也在基体板4、5、6、7、8内表面上以正方晶格周期排列，而每个广义声子晶体半球壳2由内至外至少设置两个周期组元，每个周期组元由内至外依次是非金属层和金属层，且非金属层和金属层是相互贴合的，每个周期组元之间是相互贴合的，各层之间的贴合和各周期组元间的贴合可以采用胀紧、粘连或其他合理的工艺方法。

本实用新型的广义声子晶体半球壳2是由两种不同材质的同心半球壳交替连接所组成，各层之间、各周期组元之间贴合是指通过胀紧、粘连或其他合理的工艺方法连接在一起组成广义声子晶体半球壳；广义声子晶体半球壳的结构尺寸、周期组元的数量可以根据使用环境的需要进行调整。就本实用新型中的基体板与广义声子晶体半球壳阵列的组合体而言，此结构相当于传统意义上的二维声子晶体板，该二维板对机座的扰动尤其是径向振动的传播有明显抑制作用，故本隔声罩自身带有隔振的功能。

实施案例二：基于上述实施例，结合图4，每个广义声子晶体半球壳2有三个周期组元，每个广义声子晶体半球壳由内至外依次是第一非金属层9、第一金属层10、第二非金属层11、第二金属层12、第三非金属层13和第三金属层14，各层之间相互贴合，第一非金属层9、第一金属层10、第二非金属层11、第二金属层12、第三非金属层13和第三金属层14通过胀紧、粘连或其他合理的工艺方法连接在一起组成三周期声子晶体的广义声子晶体半球壳。

本实用新型在实际使用时应考虑到以下几种因素：

1.基体罩和周期组元的材料。根据工作环境不同，基体罩以及组成广义声子晶体半球壳的组元可以选择不同的材料。例如非金属层的材料可采用尼龙、增强型尼龙、聚合物复合材料等等，金属层的材料可采用钢、铝及各种合金等。

2.周期组元的数量及尺寸。根据几何尺寸要求、频带范围等可以调整周期组元的数量和周期组元的尺寸。

应该说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型而非限制，本实用新型也并不仅限于上述举例。一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围内。

Claims (2)

1.一种基于广义声子晶体半球壳声波带隙特性的隔声罩，包括基体罩，基体罩是由五个基体板相互连接组成的方形壳体，且基体罩底端设置底边连接板，底边连接板上设置螺纹孔，基体罩通过底边连接板与基座连接，其特征在于：每个基体板的内表面上设置有半球型凹槽阵列，每个半球型凹槽里安装一个广义声子晶体半球壳，每个广义声子晶体半球壳由内至外至少设置两个周期组元，每个周期组元由内至外依次是非金属层和金属层，且非金属层和金属层是相互贴合的，每个周期组元之间是相互贴合的。

2.根据权利要求1所述的一种基于广义声子晶体半球壳声波带隙特性的隔声罩，其特征在于：每个广义声子晶体半球壳有三个周期组元，每个广义声子晶体半球壳由内至外依次是第一非金属层、第一金属层、第二非金属层、第二金属层、第三非金属层和第三金属层，各层之间相互贴合。