CN212404908U - 近轨声屏障 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种近轨声屏障，包括基座以及多个安装在所述基座上的第一声学模块；所述第一声学模块包括层叠连接的第一穿孔板和吸声结构,所述吸声结构内设有多个不同深度的共振腔,且各所述共振腔朝向所述第一穿孔板设置。该实用新型利用赫姆霍兹共振吸声原理，采用多个不同深度的共振腔组合，有效实现了中低频的宽频吸声，特别是采用对称的L型共振腔结构，明显降低了结构对空间的需求，使得结构更紧凑。同时可根据不同场景的性能要求，可灵活设计调节第一穿板的孔直径以及共振腔的深度，以及可与传统的吸声材料配合使用，以同时满足高中低频的吸声需求，达到最佳的适用效果。

Description

近轨声屏障

技术领域

本实用新型属于道路降噪设施技术领域，特别涉及一种近轨声屏障。

背景技术

随着我国高速铁路的迅猛发展，列车车速不断提高，随之而来的铁路噪声也越来越明显，对铁路周边环境噪声污染不断加剧，声屏障是被广泛应用的轨旁降噪设备。现有声屏障主流为混泥土，铝合金等材料结构，中低频吸声性能不足，降噪效果集中在1000Hz以上中高频，而轮轨噪声在1000Hz以下低频部分占有很大比重。同时现有声屏障未考虑轨道噪声频谱特性，例如地铁和动车因为速度区间不同，降噪需求不同，而现有声屏障未针对轨道噪声频率特性设计，不同场景下的适用效果不佳。

因此，有必要提供一种能满足轨道周边中低频吸声需求且适用效果更好的近轨声屏障。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种近轨声屏障，旨在解决现有技术中中低频吸声性能不足，未针对轨道噪声频率特性设计，适用效果差的技术问题。

本实用新型提供一种近轨声屏障，包括基座以及多个安装在所述基座上的第一声学模块；所述第一声学模块包括层叠连接的第一穿孔板和吸声结构,所述吸声结构内设有多个不同深度的共振腔,且各所述共振腔朝向所述第一穿孔板设置。

进一步地，所述吸声结构包括基础壳体和若干隔板；所述基础壳体为封闭结构，所述隔板设置在所述基础壳体内分隔成多个不同深度的共振腔；

各所述共振腔形成多个共振腔组，各所述共振腔组内包括多个深度逐渐增大的共振腔，且在朝向所述第一穿孔板的方向上，任一所述共振腔由相邻深度大的共振腔包围。

进一步地，所述隔板包括间隔槽体、第一竖板和第二竖板；至少一个所述第一竖板设置于所述基础壳体内形成多个腔室，任一所述腔室内包括若干并排设置的共振腔组,所述间隔槽体逐级间隙层叠设置于各所述腔室内，且各所述腔室中间设置有第二竖板形成多个不同深度的共振腔。

进一步地，各所述腔室结构对称，且任一所述腔室内包括两个对称设置的共振腔组，所述间隔槽体逐级层叠设置的间隙相等。

进一步地，所述第一声学模块还包括第二穿孔板和吸声材料；所述第二穿孔板、吸声材料、第一穿孔板和所述吸声结构依次层叠连接；所述第二穿孔板的孔直径大于所述第一穿孔板的孔直径。

进一步地，多个所述第一声学模块纵向层叠排列安装在所述基座上。

进一步地，还包括第二声学模块，所述第二声学模块包括依次层叠连接的第二穿孔板、吸声材料和框体结构；所述第二穿孔板的孔直径大于所述第一穿孔板的孔直径；所述框体结构与所述基座连接,所述第一声学模块和所述第二声学模块纵向层叠排列安装在所述基座上。

进一步地，所述第一声学模块与所述第二声学模块依次交错排列。

进一步地，所述吸声材料为岩棉、玻璃棉或PU中至少一种，且当所述吸声材料为两种或两种以上时，各所述吸声材料之间设有声学膜。

进一步地，所述第二穿孔板孔的直径大于或等于限定值，所述第一穿孔板孔的直径小于限定值，其中限定值为1.5～2.5mm。

本实用新型提供的近轨声屏障的有益效果在于：近轨声屏障包括作为支撑结构的基座，以及多个安装在基座上的第一声学模块，第一声学模块包括第一穿板和吸声结构，主要起到吸声作用，其中吸声结构由多个不同深度的共振腔组成。本实用新型中低频吸声使用赫姆霍兹共振吸声原理，而单个共振腔只会产生一个共振吸声峰值，频带较窄，故采用多个不同深度的共振腔组合，有效实现了中低频的宽频吸声。同时可根据不同场景的性能要求，可灵活设计调节第一穿板的孔直径以及共振腔的深度，达到最佳的适用效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实施例中近轨声屏障的结构示意图；

图2是本实施例中近轨声屏障的侧视图；

图3是本实施例中吸声结构的结构示意图；

图4是本实施例中一种第一声学模块的结构示意图；

图5是本实施例中一种第一声学模块的吸声性能功能曲线图；

图6是本实施例中一种近轨声屏障的排列正视图；

图7是本实施例中另一种第一声学模块及第二声学模块的结构示意图；

图8是本实施例中另一种近轨声屏障的排列正视图；

图9是本实施例中吸声材料的结构示意图。

图中标记的含义为：

1、基座；2、第一声学模块；3、第二声学模块；21、第一穿孔板；22、吸声结构；221、基础壳体；222、间隔槽体；223、第一竖板；224、腔室；225、第二竖板；31、第二穿孔板；32、吸声材料；321、声学膜；33、框体结构。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”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，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专利的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了说明本实用新型所述的技术方案，以下结合具体附图及实施例进行详细说明。

请参阅图1，本实施例提供一种近轨声屏障，包括基座1以及多个安装在基座1上的第一声学模块2；第一声学模块2包括层叠连接的第一穿孔板21和吸声结构22,吸声结构22内设有多个不同深度的共振腔,且各共振腔朝向第一穿孔板21设置。

如图1、图2所示，本实施例提供的近轨声屏障包括基座1，基座1作为支撑结构安装在轨道旁，多个第一声学模块2安装在基座1上起到吸声作用。其中第一声学模块2包括层叠连接的第一穿孔板21和由多个不同深度的共振腔组成的吸声结构22。区别于现有技术中声屏障采用混泥土、铝合金等材料的结构，该近轨声屏障的吸声结构22包含了多个不同深度的共振腔，结合第一穿孔板21，利用赫姆霍兹共振吸声原理能有效吸收中低频的轮轨噪声，解决现有技术中中低频吸声性能不足的问题。

根据赫姆霍兹共振吸声原理可知，单个共振腔只会产生一个共振吸声峰值，其频带较窄，本实施例提供的近轨声屏障，其吸声结构22由多个不同深度的共振腔组成，不同深度的共振腔通过设计组合，实现了中低频的宽频吸声。因中低频的吸声性能主要由第一穿孔板21的孔直径和共振腔的深度决定，因此可根据不同适用场所的吸声需求对第一声学模块2的第一穿孔板21和吸声结构22做不同的设计组合，以满足各种吸声需求，使得近轨声屏障的适用效果更好。同时第一声学模块2结构还可用于他半封闭和封闭声屏障。

本实施例提供的近轨声屏障的有益效果在于：近轨声屏障包括作为支撑结构的基座1，以及多个安装在基座1上的第一声学模块2，第一声学模块2包括第一穿板和吸声结构22，主要起到吸声作用，其中吸声结构22由多个不同深度的共振腔组成。本实用新型中低频吸声使用赫姆霍兹共振吸声原理，而单个共振腔只会产生一个共振吸声峰值，频带较窄，故采用多个不同深度的共振腔组合，有效实现了中低频的宽频吸声。同时可根据不同场景的性能要求，可灵活设计调节第一穿板的孔直径以及共振腔的深度，达到最佳的适用效果。

作为本实施例的进一步优选，吸声结构22包括基础壳体221和若干隔板；基础壳体221为封闭结构，隔板设置在基础壳体221内分隔成多个不同深度的共振腔；

各共振腔形成多个共振腔组，各共振腔组内包括多个深度逐渐增大的共振腔，且在朝向第一穿孔板21的方向上，任一共振腔由相邻深度大的共振腔包围。

如图1、图2和图3所示，本实施例提供的吸声结构包括封闭结构的基础壳体221和若干隔板，隔板在基础壳体221内横向竖向组合设置，将基础壳体221分隔成多个不同深度的共振腔。多个深度逐渐增大的共振腔形成共振腔组，各共振腔组内在朝向第一穿孔板21的方向上，任一共振腔由相邻深度大的共振腔包围。基础壳体221内可有多个共振腔组。该实施例提供吸声结构结构简单紧凑且组合更灵活，通过改变隔板的数量及位置，形成不同的共振腔组，以满足不同的吸声需求。

作为本实施例的进一步优选，隔板包括间隔槽体222、第一竖板223和第二竖板225；至少一个第一竖板223设置于基础壳体221内形成多个腔室224，任一腔室224内包括若干并排设置的共振腔组,间隔槽体222逐级间隙层叠设置于各腔室224内，且各腔室224中间设置有第二竖板225形成多个不同深度的共振腔。

如图3所示，吸声结构22包括封闭结构的基础壳体221，基础壳体221内设置有第一竖板223形成多个腔室224，本实施例中第一竖板223的数量为一个，将基础壳体221分为两个腔室224，可根据实际需求设置第一竖板223的数量，将基础壳体221分为三个、四个甚至更多腔室224。每个腔室224内都逐级间隙层叠设置多个间隔槽体222，本实施例中各腔室224内的间隔槽体222数量也为一个，且各腔室224中间设置有第二竖板225，将各腔室224内的间隔槽体222分为多个不同深度的共振腔。

如图3所示，基础壳体221与间隔槽体222皆为方形，第二竖板225将各腔室224分为左右两侧，每侧内的间隔槽体222被分隔成L型。各间隔槽体222与第二竖板225之间，以及第一竖板223、第二竖板225与基础壳体221之间可使用焊接或粘接等方式连接，从而得到不同深度的共振腔结构。该结构未改变赫姆霍兹共振特性，间隔槽体222逐级间隙层叠的组合灵活紧凑，能形成薄型的吸声模块，共振吸声结构具有厚度小，降噪频率宽等优势。

吸声结构22的等级由间隔槽体222的数量决定，各腔室224内所设置的间隔槽体222数量加上一个基础壳体221即为吸声结构22的等级，如图3所示，本实施例提供的是二级吸声结构22。等级越高的吸声结构22随着吸声峰值的增加，其吸声带宽会更大，因此级数越高性能越好，但成本更高和加工也更困难。可根据实际情况选择适合吸声结构22等级。

作为本实施例的进一步优选，各腔室224结构对称，且任一腔室224内包括两个对称设置的共振腔组，间隔槽体222逐级层叠设置的间隙相等。

如图3所示，第一竖板223将基础壳体221分为均匀的腔室224，同时间隔槽体222逐级均匀的设置在各腔室224内，保证第二竖板225的位置也刚好是间隔槽体222的中间，使得各腔室224结构对称，且相邻两个腔室224结构对称。均匀对称的结构使得第一声学模块2任何部分的位置对中低频的共振吸都是平衡有序的，其吸声效果更佳，同时对称的结构使得同等效果下吸声结构22的结构更紧凑，有效节省了安装空间。

如图3所示，间隔槽体222逐级层叠设置的间隙相等，使得整个吸声结构22的结构更加对称有序。各腔室224内间隔槽体222之间的间隙相等，使得多个共振腔的宽度保持一致，深度不相同。进一步地，其吸声效果更佳，同时结构更紧凑，有效节省了安装空间。

作为本实施例的进一步优选，第一声学模块2还包括第二穿孔板31和吸声材料32；第二穿孔板31、吸声材料32、第一穿孔板21和吸声结构22依次层叠连接；第二穿孔板31的孔直径大于第一穿孔板21的孔直径。

如图4所示，第一声学模块2由第二穿孔板31、吸声材料32、第一穿孔板21和吸声结构22依次层叠连接组成。其中高频依靠的是纤维和多孔材料本身的吸声性能，及第二穿孔板31和吸声材料32。本实施例将第二穿孔板31和吸声材料32置于表层，其中第二穿孔板31除了吸声的作用外，主要起保护和固定作用。吸声结构22置于底层充分利用了声音传播吸声的特性，中高频穿透能力弱，会直接被第二穿孔板31和吸声材料32吸收，低频穿透能力强，会被吸声结构22利用共振吸声。吸声结构22共振结构和第一穿孔降噪结构通过与高频吸声结构相结合实现全频段宽频降噪结构，低频降噪效果突出。

如图4所示，其中低频主要靠第一穿孔板21和吸声结构22组合共振吸声，第一穿孔板21可选择一张单一的合适孔径的穿孔板，也可由多张不同直径的穿孔板组成。同时吸声结构22也可根据实际需求选择不同等级的吸声结构22。本实施例中，图5为单一第一穿孔板21与四级吸声结构22组合得到的吸声系数曲线图，图中四级吸声结构22对应四个吸声峰值，其频谱带宽相比一个吸声峰值的频谱带宽要宽，其宽频降噪效果更佳。

作为本实施例的进一步优选，多个第一声学模块2纵向层叠排列安装在基座1上。

如图6所示，多个第一声学模块2纵向层叠排列安装在基座1上，各第一声学模块2之间，以及第一声学模块2与基座1之间可采用铆接或螺钉连接，再通过固定基座1将近轨声屏障安装在轨道两侧，对轮轨噪声进行降噪处理。第二穿孔板31面向声源侧，多个第一声学模块2构成的声屏障具有全频段高性能降噪效果。

作为本实施例的进一步优选，还包括第二声学模块3，第二声学模块3包括依次层叠连接的第二穿孔板31、吸声材料32和框体结构33；第二穿孔板31的孔直径大于第一穿孔板21的孔直径；框体结构33与基座1连接，第一声学模块2和第二声学模块3纵向层叠排列安装在基座1上。

如图7所示，本实施例提供了第二种声屏障结构，基座1上纵向层叠排列安装有第一声学模块2和第二声学模块3，第一声学模块2主要由第一穿孔板21和吸声结构22组成，主要针对中低频吸声，中高频吸声由第二声学模块3完成，包括依次层叠连接的第二穿孔板31、吸声材料32和框体结构33。第一声学模块2和第二声学模块3纵向层叠，相比于图6所示的第一种声屏障结构，其中低频吸声结构和中高频吸声结构的面积相对减少，虽然牺牲了一部分吸隔声性能，但声屏障的整体厚度可变得更薄，成本更低。

作为本实施例的进一步优选，第一声学模块2与第二声学模块3依次交错排列。

如图8所示，第一声学模块2与第二声学模块3依次交错排列安装在基座1上，整体结构更薄，适用于一些空间限制更高的场合，第一声学模块2、第二声学模块3、与基座1之间可采用铆接或螺钉连接。

作为本实施例的进一步优选，吸声材料32为岩棉、玻璃棉或PU中至少一种，且当吸声材料32为两种或两种以上时，各吸声材料32之间设有声学膜321。

如图9所示，吸声材料32可为岩棉、玻璃棉等纤维材料或轻质PU等泡沫材料中的任意一种。也可由多层吸声材料32，如：一种吸声材料32、声学膜321、另一种吸声材料32的层叠结构声阻抗匹配组成。

作为本实施例的进一步优选，第二穿孔板31的孔直径大于或等于限定值，第一穿孔板21的孔直径小于限定值，其中限定值为1.5～2.5mm。

第一穿孔板21一般选用微穿孔板，本实施例中第一穿孔板21的孔直径在2mm以下。第二穿孔板31一般就选用常规的穿孔板，本实施例中第二穿孔板31的孔直径在2mm以上。第二穿孔板31对高频噪声进行吸声，低频噪声凭其强大的穿透力抵达第一穿孔板21，再结合具有多个不同深度共振腔的吸声结构22针对低频噪声共振吸声，确保全频段高性能的降噪效果。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种近轨声屏障，其特征在于，包括基座以及多个安装在所述基座上的第一声学模块；所述第一声学模块包括层叠连接的第一穿孔板和吸声结构,所述吸声结构内设有多个不同深度的共振腔,且各所述共振腔朝向所述第一穿孔板设置。

2.如权利要求1所述的近轨声屏障，其特征在于，所述吸声结构包括基础壳体和若干隔板；所述基础壳体为封闭结构，所述隔板设置在所述基础壳体内分隔成多个不同深度的共振腔；

各所述共振腔形成多个共振腔组，各所述共振腔组内包括多个深度逐渐增大的共振腔，且在朝向所述第一穿孔板的方向上，任一所述共振腔由相邻深度大的共振腔包围。

3.如权利要求2所述的近轨声屏障，其特征在于，所述隔板包括间隔槽体、第一竖板和第二竖板；至少一个所述第一竖板设置于所述基础壳体内形成多个腔室，任一所述腔室内包括若干并排设置的共振腔组,所述间隔槽体逐级间隙层叠设置于各所述腔室内，且各所述腔室中间设置有第二竖板形成多个不同深度的共振腔。

4.如权利要求3所述的近轨声屏障，其特征在于，各所述腔室结构对称，且任一所述腔室内包括两个对称设置的共振腔组，所述间隔槽体逐级层叠设置的间隙相等。

5.如权利要求1所述的近轨声屏障，其特征在于，所述第一声学模块还包括第二穿孔板和吸声材料；所述第二穿孔板、吸声材料、第一穿孔板和所述吸声结构依次层叠连接；所述第二穿孔板的孔直径大于所述第一穿孔板的孔直径。

6.如权利要求5所述的近轨声屏障，其特征在于，多个所述第一声学模块纵向层叠排列安装在所述基座上。

7.如权利要求4所述的近轨声屏障，其特征在于，还包括第二声学模块，所述第二声学模块包括依次层叠连接的第二穿孔板、吸声材料和框体结构；所述第二穿孔板的孔直径大于所述第一穿孔板的孔直径；所述框体结构与所述基座连接,所述第一声学模块和所述第二声学模块纵向层叠排列安装在所述基座上。

8.如权利要求7所述的近轨声屏障，其特征在于，所述第一声学模块与所述第二声学模块依次交错排列。

9.如权利要求5至8中任一项所述的近轨声屏障，其特征在于，所述吸声材料为岩棉、玻璃棉或PU中至少一种，且当所述吸声材料为两种或两种以上时，各所述吸声材料之间设有声学膜。

10.如权利要求5至8中任一项所述的近轨声屏障，其特征在于，所述第二穿孔板的孔直径大于或等于限定值，所述第一穿孔板的孔直径小于限定值，其中限定值为1.5～2.5mm。

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