CN204898916U - 一种多层复式腔体宽频吸声装置 - Google Patents

一种多层复式腔体宽频吸声装置 Download PDF

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路炳实
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Abstract

本实用新型涉及消音吸声设备领域,尤其涉及一种多层复式腔体宽频吸声装置。其包括微孔板、复式腔体、背板和侧板,所述复式腔体内部设有若干个空腔,多个所述空腔在复式腔体内部形成多层复式结构,所述微孔板位于所述复式腔体上端,所述侧板和背板分别位于所述复式腔体的两侧和底端。本实用新型通过设计复式腔体能够使其具有不同深度的空腔,从而可以调节同时出现在低频、中频和高频段的吸声峰值,显著拓宽了吸声带宽。

Description

一种多层复式腔体宽频吸声装置
技术领域
本实用新型涉及消音吸声设备领域,尤其涉及一种多层复式腔体宽频吸声装置。
背景技术
实际工程中应用的吸声材料和吸声结构大致可以分多孔型吸声材料、共振式吸声材料以及二者的结合物,实践中发现多孔纤维吸声材料其低频吸声性能欠佳,而共振式吸声结构的频率选择性较强,吸声频带较窄。自从我国著名声学专家马大猷教授提出微穿孔板吸声结构以来,微孔吸声结构和理论都有了飞速的发展;微孔板吸声结构已经作为新型的吸声体而被广泛的应用于各种降噪场合,如建筑行业、管道消声器和医疗器械等。
典型的微孔板吸声结构由一个穿有丝米级微孔的薄板和板后空腔以及腔后刚性背板组成。虽然微孔板的吸声性能较其他类型的共振吸声体较高,但是其吸声带宽仍然只有一到两个倍频程,作为通用吸声结构还远远不够。为了拓宽吸声带宽,提高吸声性能,常用的方法是使用多层微孔板结构,常见的有双层和三层微孔板结构;随着微孔板层数的增加,结构的吸声性能随之提高,吸声带宽增加,但是其厚度也随之显著增加,这就大大增加了纵向尺寸,严重限制了其应用场合。
目前检索到的相关专利有:张倩等申请的“一种内置共振腔体的复合吸声装置”,公开号为CN101727894,其结构是在由穿孔板、背板以及侧板和空腔组成,在空腔内放置共振腔体,通过共振腔体在封闭空间内形成的声散射和多腔耦合共振提高吸声效果;李伟等申请的“多腔并联旁支型消声器”,公开号为CN00264613,其结构为不同深度的2~4个空腔构成的赫姆霍兹共振器,是一种抗性消声器;南京大学焦其金等申请的“基于微穿孔板和腔内共振系统的组合吸声结构”公开号为CN102646414A,该结构由微穿孔板和空腔内共振系统组成,通过调节共振系统的阻尼系数、弹簧劲度系数和微穿孔板参数来实现在较宽的频带内吸声。这些研究工作,利用声波在腔内共振吸声,虽然通过增加散射结构、多腔和增加共振结构等措施增加了一定的带宽和吸声特性,但总体的降噪系数还不够,中低频吸声系数较低,吸声带宽不理想。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是如何克服现有技术的不足,提供一种降噪系数高、吸声频带宽且不含多孔纤维材料、同时具有阻燃、防水、防腐、抗老化、性能稳定的宽频吸声装置。
本实用新型为实现上述目的采用的技术方案是:一种多层复式腔体宽频吸声装置,包括微孔板、复式腔体、背板和侧板,所述复式腔体内部设有若干个空腔,多个所述空腔在复式腔体内部形成多层复式结构,所述微孔板位于所述复式腔体上端,所述侧板和背板分别位于所述复式腔体的两侧和底端。
进一步地:所述微孔板的材质为钢板、铝板、铝合金板、PC板、PMMA板、PVC板、PP板或木板中的任一种。
进一步地:所述微孔板的外形为圆形或多边形。
进一步地:所述微孔板的穿孔率的变化范围为0.5%~20%,微孔板上微孔的孔径变化范围为0.3~2mm,微孔板的板厚变化范围为0.3~3mm。
进一步地:所述复式腔体的材料是钢板、不锈钢板、铝板、铝镁合金板、PC板、PMMA板、PVC板、PP板或木板中的任一种。
进一步地:所述复式腔体内空腔的最大外形深度尺寸为300mm,空腔的壁厚为1~10mm。
本实用新型的优点在于:
(1)本实用新型通过设计复式腔体能够使其具有不同深度度的空腔,从而使整个吸声装置具有不同的吸声峰值频率,这些吸声峰值同时存在;不同深度的空腔可以调节同时出现在低频、中频和高频段的吸声峰值,显著拓宽了吸声带宽。
(2)本实用新型通过设计复式腔体使其具有数量不同且深度不同的空腔,利用空腔自身及空腔之间的耦合作用,使本实用新型在低频段出现吸声峰值,显著增加了低频吸声效果,弥补了空间无法达到足够的空腔高度时低频噪声吸收效果不佳的缺点。
(3)本实用新型微孔板上的微孔板能够提供足够的声阻和声质量,因此在本发明中完全没有应用多孔吸声材料,同时采用耐腐、耐高温材料制作微孔板和复式空腔,广泛应用在轻轨、铁路、公路声屏障、电梯井、建筑室内、管道等需消声领域。
附图说明
图1本实用新型内部结构示意图。
图2本实用新型微孔板上的微孔均匀分布示意图。
图3本实用新型微孔板上的微孔非均匀分布示意图。
图4本实用新型整体结构示意图。
图5本实用新型复式腔体中的空腔结构并联单元示意图。
图6本实用新型以图5中的空腔结构并联单元相互组合的结构示意图。
图7本实用新型吸声系数曲线(一)。
图8本实用新型吸声系数曲线(二)。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明:
实施例1
参考附图1、图4,本实施例制作了一种多层复式腔体宽频吸声装置,本实用新型由铝制的微孔板1、PC材料制作的侧板2、背板3和复式腔体4组成,本实用新型内部的复式腔体4共设有7个空腔,分别为第一空腔41、第二空腔42、第三空腔43、第四空腔44、第五空腔45、第六空腔46和第七空腔47,微孔板1、背板3呈圆形,复式腔体4和侧板2呈圆柱状,微孔板1的直径为100mm,厚度为0.4mm,微孔板1的穿孔率为4.91%,微孔板1上孔径大小相同均为0.5mm,复式腔体4的的材料厚度为3mm,第一空腔41的深度为75mm,第二空腔42的深度为22mm,第三空腔43的深度为50mm,第四空腔44的深度为47mm,第五空腔45的深度为25mm,第六空腔46的深度为72mm,第7空腔47的深度为100mm,背板3的厚度为3mm,侧板2的厚度为3mm,微孔板1上微孔11的排列方式为正方形排列。
微孔板1、背板3与复式腔体4通过胶合连接,侧板2套接在复式腔体4外部。
微孔板1的规格也可以为0.8mm,穿孔率为2.18%,微孔的孔径为0.3mm的塑料板。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于,复式腔体4中的第一空腔41深度为45mm,第二空腔42深度为12mm,第三空腔43的深度为30mm,第四空腔44的深度为40mm,第五空腔45的深度为15mm,第六空腔46的深度为42mm,第七空腔47的深度为60mm。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于,复式腔体4内的第一空腔41的深度为50mm,第二空腔42的深度为47mm,第三空腔43的深度为25mm,第四空腔44的深度为72mm,第五空腔45的深度为12mm,第六空腔46的深度为85mm,第七空腔47的深度为100mm。
微孔板1为铝制板。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于,复式腔体4内的第一腔体41的深度为50mm,第二空腔42的深度为0mm,第三空腔43的深度为25mm,第四空腔44的深度为0mm,第五空腔45的深度为12mm,第六空腔46的深度为0mm,第七空腔47的深度为100mm。
微孔板1为铝制板。
附图7为微孔板1采用铝质和塑料板时,与复式腔体4、背板3和侧板2组成吸声结构的阻抗管测试吸声曲线,从图7中可以看出,实施例2与实施例1相比,吸声系数曲线第一峰值频率向高频方向移动,这是由于复式腔体结构的高度降低引起的;在频率低于1000Hz,铝质的微孔板1时,实施例1和实施例2中,实施例1的吸声性能由于实施例2,在频率高于1000Hz时,实施例2的吸声性能优于实施例1;同样比较可得,在以塑料板作为微孔板1时,在频率低于1215Hz时,实施例1的吸声性能优于实施例2,在频率高于1215Hz时,实施例2的吸声性能优于实施例1。
无论是以塑料板还是铝制板作为微孔板1,在实施例1和实施例2中,其吸声系数在450~1600Hz范围内都高于0.6,且大部分频段保持在0.8以上,吸声性能优异。
附图8为铝制板作为微孔板时,实施例3和实施例4的阻抗管测试吸声系数曲线图。与实施例3相比,实施例4的复式腔体4结构只有一层上层的空腔,而下层的空腔深度全部为0,从吸声系数曲线图可以看出,在其他参数均相同的条件下,本发明提出的复式腔体4结构可以在低频段产生一个吸收峰,增加低频吸收性能同时拓宽吸声带宽。
总之,本实用新型从结构上分析,不含多孔纤维状吸声材料,仅由微孔板1、复式腔体4、背板3和侧板2组成,只要满足声学刚性条件的材料可制作,且本实用新型结构简单,加工容易;采用耐腐、耐高温等特殊材料加工,一次成型,采用拼装的方式,即可应用于很多特殊吸声场合;从吸声性能上分析,本实用新型吸声频带宽、吸声系数高、已经达到通用吸声材料的要求。
所以,本实用新型在结构、吸声性能上分析,均可以大规模推广适用于各类降噪场合。
上述实施例只是为了说明本实用新型的技术构思及特点,其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施,并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡是根据本实用新型内容的实质所作出的等效的变化或修饰,都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种多层复式腔体宽频吸声装置,其特征在于:包括微孔板、复式腔体、背板和侧板,所述复式腔体内部设有若干个空腔,多个所述空腔在复式腔体内部形成多层复式结构,所述微孔板位于所述复式腔体上端,所述侧板和背板分别位于所述复式腔体的两侧和底端。
2.根据权利要求1所述的一种多层复式腔体宽频吸声装置,其特征在于:所述微孔板的材质为钢板、铝板、铝合金板、PC板、PMMA板、PVC板、PP板或木板中的任一种。
3.根据权利要求1所述的一种多层复式腔体宽频吸声装置,其特征在于:所述微孔板的外形为圆形或多边形。
4.根据权利要求1所述的一种多层复式腔体宽频吸声装置,其特征在于:所述微孔板的穿孔率的变化范围为0.5%~20%,微孔板上微孔的孔径变化范围为0.3~2mm,微孔板的板厚变化范围为0.3~3mm。
5.根据权利要求1所述的一种多层复式腔体宽频吸声装置,其特征在于:所述复式腔体的材料是钢板、不锈钢板、铝板、铝镁合金板、PC板、PMMA板、PVC板、PP板或木板中的任一种。
6.根据权利要求1所述的一种多层复式腔体宽频吸声装置,其特征在于:所述复式腔体内空腔的最大外形深度尺寸为300mm,空腔的壁厚为1~10mm。
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