CN219225892U - 一种薄膜共振复合型消声结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种薄膜共振复合型消声结构，属于降噪消声技术领域，包括导流板以及消声模块，所述导流板安装在所述消声模块的两侧；所述消声模块包括薄膜共振消声模块、吸声板以及穿孔板，所述吸声板套接在所述薄膜共振消声模块的外侧，所述穿孔板套接在所述吸声板的外侧，采用薄膜共振消声模块相对于常规的多孔吸声结构，可以有效处理低频声波；相对常规的空腔共振吸声结构，可以进行多频段消声，也可以有效缩小消声结构体积，增加实用性，既可以针对低频声波有效处理，又可以对高频声波进行吸收，真正做到全频段的消声。

Description

一种薄膜共振复合型消声结构

技术领域

本实用新型涉及降噪消声技术领域，尤其涉及一种薄膜共振复合型消声结构。

背景技术

吸声降噪是从传播路径上减少噪声传播的方式之一，吸声是指噪声碰到一定的吸声材料或结构，使噪声的声波反射减小。目前吸声的材料和结构形式众多，可以分为两大类，一是多孔性吸声，二是空腔共振吸声结构。多孔吸声主要为多孔吸声材料具有大量内外连通的微小孔隙和孔洞结构，当声波入射到多孔材料时，声波能顺着微孔进行材料内部，引起孔隙中的空气振动；因空气与孔壁的摩擦和热传导作用，使一部分声能被转化为热能而消耗。空腔共振吸声主要是指在结构中封闭有一定体积的空腔，并通过有一定深度的小孔和空腔连通，当小孔的深度和孔径比声波波小很多时，小孔中的空气柱的弹性变形很小，可比拟为一个质量块，而空腔中的体积比小孔的体积大很多，则发挥则空气弹簧的作用，整个有系统则类似“弹簧—质量”振动系统，具备一个固有频率，当外界入射的声波频率和整个“弹簧—质量”振动系统的固有频率吻合时，小孔内的空气柱就会因为共振而产生剧烈振动，在振动中，小孔中的空气柱和小孔内壁产生摩擦作用而消耗声波能量。

当前建筑中所使用的声学材料多为传统多孔吸声材料，而多孔吸声的原理为当声波入射到多孔材料时，声波能顺着微孔进行材料内部，引起孔隙中的空气振动；但中低频段的噪声，因声波比较长，无法进入多孔材料的空隙中，而直接绕过多孔材料进行传播，导致多孔材料无法在中低频波段有效降噪。多孔性吸声材料的吸声性能在低频波段比较小，随着频率的增加，吸声系数逐步提升；而共振吸声结构，只有共振频率位置附近的吸声效果比较高，偏离共振频率后吸声性能逐步下降，另一方面，空腔共振吸声结构的频率段比较单一，无法对多频段进行同时消声。从结构上，空腔共振消声结构要对低频声波进行消声，则要整个“弹簧—质量”振动系统的固有频率为低频，而要得到较低的固有频率，根据

可知，小孔体积和密度变化无法有效增加m，只有通过减小k来实现。要减小k则要封闭空腔体积增加，在很多时候，因使用空间受限，无法使用大体积消声装置。导致空腔共振无法实现；以上这类传统的吸音降噪材料或结构在实际应用中，无法满足宽频噪声的降噪。

实用新型内容

本实用新型在于提出一种薄膜共振复合型消声结构，通过薄膜共振消耗低频声波以及复合多孔空腔共振吸声结构，达到具备全频段消声且体积较小的目的。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种薄膜共振复合型消声结构，包括导流板以及消声模块，所述导流板安装在所述消声模块的两侧；所述消声模块包括薄膜共振消声模块、吸声板以及穿孔板，所述吸声板套接在所述薄膜共振消声模块的外侧，所述穿孔板套接在所述吸声板的外侧。

本实用新型优选地技术方案在于，所述导流板包括导流顶面以及导流底面，所述导流顶面位于外侧，所述导流底面与所述消声模块接触，且所述导流板的中间开设有第一通流口。

本实用新型优选地技术方案在于，所述导流顶面沿着所述第一通流口的方向设置为弧形。

本实用新型优选地技术方案在于，所述薄膜共振消声模块包括密封端板、空腔外壳、框架、分隔板以及薄膜，所述密封端板固定在所述空腔外壳的两侧，所述框架位于所述空腔外壳内，所述薄膜覆盖在所述框架上，所述分隔板环绕在所述框架的外侧，且所述分隔板位于所述空腔外壳的内部。

本实用新型优选地技术方案在于，所述框架设置为六面体，所述薄膜覆盖在所述框架的每一个面上。

本实用新型优选地技术方案在于，所述密封端板上开设有第二通流口，所述第二通流口与所述第一通流口相通。

本实用新型优选地技术方案在于，所述分隔板与所述空腔外壳的内壁相抵。

本实用新型优选地技术方案在于，所述薄膜覆盖在所述框架内侧或者覆盖在所述框架外侧。

本实用新型优选地技术方案在于，所述导流板之间配置有若干个所述消声模块。

本实用新型优选地技术方案在于，薄膜本身的单位面积质量为M，空腔内的空气层为空气弹簧K；其共振频率

当入射声波的频率和共振频率f₀吻合时，产生剧烈共振，薄膜则产生剧烈振动。

本实用新型的有益效果为：

(1)通过设置有薄膜共振消声模块，使得薄膜共振复合型消声结构能够降低低频声波。

(2)通过设置有薄膜共振消声模块以及在外面覆盖有吸声板，吸声板外附有穿孔板，使得薄膜共振复合型消声结构能够降低全频段声波。

(3)薄膜共振复合型消声结构的两端安装有导流板，导流板上设置有弧形结构，减小消声结构的局部阻力，提升空气动力性能。

(4)本专利采用薄膜共振消声模块，在消声结构上，薄膜表面相对多孔吸声材料而言，表面的粗糙度和摩擦阻力相对较小，可以有效减小消声结构的摩擦阻力，提升消声结构的空气动力性能。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式中提供的薄膜共振复合型消声结构整体结构示意图；

图2是本实用新型具体实施方式中提供的薄膜共振复合型消声结构导流板整体结构示意图；

图3是本实用新型具体实施方式中提供的薄膜共振复合型消声结构薄膜共振消声模块整体结构示意图；

图4是本实用新型具体实施方式中提供的薄膜共振复合型消声结构整体结构示意图；

图5是本实用新型具体实施方式中提供的薄膜共振复合型消声结构薄膜共振消声模块整体结构示意图；

图6是本实用新型具体实施方式中提供的薄膜共振复合型消声结构薄膜共振消声模块图5中AA的剖面示意图；

图7是本实用新型具体实施方式中提供的薄膜共振复合型消声结构框架与薄膜安装整体结构示意图；

图8是本实用新型具体实施方式中提供的薄膜共振复合型消声结构框架与薄膜安装整体结构示意图；

图9是本实用新型具体实施方式中提供的薄膜共振复合型消声结构组合使用整体结构示意图；

图10是本实用新型具体实施方式中提供的薄膜共振复合型消声结构整体结构使用状态一示意图；

图11是本实用新型具体实施方式中提供的薄膜共振复合型消声结构整体结构使用状态一正视图；

图12是本实用新型具体实施方式中提供的薄膜共振复合型消声结构整体结构使用状态二示意图；

图13是本实用新型具体实施方式中提供的薄膜共振复合型消声结构整体结构使用状态二正视图；

图中：

1、导流板；11、导流顶面；12、导流底面；13、第一通流口；2、薄膜共振消声模块；21、密封端板；211、第二通流口；22、空腔外壳；23、框架；24、分隔板；25、薄膜；3、吸声板；4、穿孔板。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1-8所示，本实用新型提供的一种薄膜共振复合型消声结构，包括导流板1以及消声模块，导流板1固定在消声模块的两端。消声模块包括薄膜共振消声模块2，薄膜共振消声模块2外附有吸声板3，吸声板3外附有穿孔板4。

导流板1包括导流顶面11以及导流底面12，且导流板1中间开设有第一通流口13，薄膜共振消声模块2包括密封端板21、空腔外壳22、框架23、分隔板24以及薄膜25，密封端板21位于空腔外壳22的两侧，且密封端板21上开设有第二通流口211，框架23上附有薄膜25，薄膜25位于框架23外或者位于框架23内，分隔板24套在框架23的外侧，且框架23以及分隔板24皆位于空腔外壳22内，导流顶面11表面设置为光滑结构，且沿着第一通流口13设置有弧形结构，第一通流口13与第二通流口211相通，且有弧形结构过度。

将密封端板21设置在空腔外壳22两端，形成一个内通外封闭的结构，在封闭结构内设置分隔板24，形成内部多腔体结构。如图5，由薄膜25固定在薄膜固定框架23上形成一个四周封闭通道，而薄膜25固定框架23可以是整体的也可以分散的；薄膜可以固定在框架的内侧或者外侧；这个四周封闭的通道外形尺寸和由密封端板21与空腔外壳22形成一个内通外封闭结构的内通道尺寸吻合，将形成的四周封闭通道固定在内通外封闭结构的内部，形成一个具有内部通流且具备封闭空腔的薄膜共振消声模块2。

如图9所示，多个薄膜共振消声模块2、吸声板3以及穿孔板4进行串联组合，在两端设置导流板1，形成多功能消声通风体，如图10、图11、图12以及图13所示，根据实际使用的场景，结合使用要求，产生两种使用状态，分别是将多个薄膜共振消声模块、多孔吸声材料以及小孔径穿孔板进行串联组合，并在两端设置导流结构形成多功能消声通风体，通过薄膜共振复合型消声结构进行组合形成薄膜共振复合型消声器。

工作原理

薄膜共振消声模块2主要为薄膜25和空腔外壳22组成封闭空腔内的空气组成耦合共振系统发挥消声作用；薄膜25本身具备一定的弹性张力，薄膜25的四周采用刚性框架23固定，与刚性外壳组成具有封闭空腔结构，此时，膜的质量和空腔中的空气，形成一个“K-M”系统，薄膜25本身的单位面积质量为M，空腔内的空气层为空气弹簧K；其共振频率

当入射声波的频率和共振频率f₀吻合时，产生剧烈共振，薄膜25则产生剧烈振动，由此，将声波的声能转换为薄膜25共振的动能和热能，已达到降噪的目的。

当一个薄膜25背后只有一个空腔时，其固有频率f₀是唯一的，在空腔内加入分隔板，形成多个空腔，此时可以得到不同的K值，已得到不通的共振频率f₀，当声波以不同的频率入射时，可发生不同频率的共振，来消耗不同频率的声波能量。

薄膜共振消声模块2可以针对不同的声波频率进行设计，具有很高的可设计性，尤其针对常规吸音棉技术和空腔共振技术无法处理的低频声波，可在有效空间内，即在K不变的情况下，通过增加薄膜25的单位面积质量M，来达到f₀变小的目的。薄膜25的质量M可以通过改变只身的单位密度和外增加质量的方式进行改变。如在薄膜25上增加质量块，增加薄膜25的单位面积质量M；可以实现在体积较小的情况下，对低频段的声波进行有效处理。

本实用新型是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种薄膜共振复合型消声结构，其特征在于：

包括导流板(1)以及消声模块，所述导流板(1)安装在所述消声模块的两侧；

所述消声模块包括薄膜共振消声模块(2)、吸声板(3)以及穿孔板(4)，所述吸声板(3)套接在所述薄膜共振消声模块(2)的外侧，所述穿孔板(4)套接在所述吸声板(3)的外侧。

2.根据权利要求1所述的薄膜共振复合型消声结构，其特征在于：

所述导流板(1)包括导流顶面(11)以及导流底面(12)，所述导流顶面(11)位于外侧，所述导流底面(12)与所述消声模块接触，且所述导流板(1)的中间开设有第一通流口(13)。

3.根据权利要求2所述的薄膜共振复合型消声结构，其特征在于：

所述导流顶面(11)沿着所述第一通流口(13)的方向设置为弧形。

4.根据权利要求2所述的薄膜共振复合型消声结构，其特征在于：

所述薄膜共振消声模块(2)包括密封端板(21)、空腔外壳(22)、框架(23)、分隔板(24)以及薄膜(25)，所述密封端板(21)固定在所述空腔外壳(22)的两侧，所述框架(23)位于所述空腔外壳(22)内，所述薄膜(25)覆盖在所述框架(23)上，所述分隔板(24)环绕在所述框架(23)的外侧，且所述分隔板(24)位于所述空腔外壳(22)的内部。

5.根据权利要求4所述的薄膜共振复合型消声结构，其特征在于：

所述框架(23)设置为六面体，所述薄膜(25)覆盖在所述框架(23)的每一个面上。

6.根据权利要求4所述的薄膜共振复合型消声结构，其特征在于：

所述密封端板(21)上开设有第二通流口(211)，所述第二通流口(211)与所述第一通流口(13)相通。

7.根据权利要求4所述的薄膜共振复合型消声结构，其特征在于：

所述分隔板(24)与所述空腔外壳(22)的内壁相抵。

8.根据权利要求4所述的薄膜共振复合型消声结构，其特征在于：

所述薄膜(25)覆盖在所述框架(23)内侧或者覆盖在所述框架(23)外侧。

9.根据权利要求1所述的薄膜共振复合型消声结构，其特征在于：

所述导流板(1)之间可以配置若干个所述消声模块。

10.根据权利要求1所述的薄膜共振复合型消声结构，其特征在于：

薄膜(25)本身的单位面积质量为M，空腔内的空气层为空气弹簧K；其共振频率

当入射声波的频率和共振频率f₀吻合时，产生剧烈共振，薄膜(25)则产生剧烈振动。

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