CN220847188U - 声屏障单元板 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及吸声降噪设备技术领域，尤其涉及一种声屏障单元板，包括隔声背板、吸声面板和隔膜，隔声背板为一侧开口的盒体结构；吸声面板覆盖于隔声背板开口的一侧；吸声面板形成有朝着背向隔声背板的方向隆起的隆起部，隆起部上开设有通孔，隆起部位为多个平行排布的条形凸起，条形凸起的截面为三角形或梯形或呈抛物线形状。隔膜设置于吸声面板朝向隔声背板的一侧，隔膜上开设有与通孔对应分布的裂缝。这种声屏障单元，可以不使用纤维类材料，降噪系数也能达到0.80以上，结构强度高，受冲击后缓冲吸能效果好。不仅能够通过隔膜的裂缝，实现较好的中低频吸声，而且还能够通过吸声面板的隆起部，实现较好的中高频吸声，有效拓展了吸声带宽。

Description

声屏障单元板

技术领域

本实用新型涉及吸声降噪设备技术领域，尤其涉及一种声屏障单元板，具体是一种去纤维化吸声型声屏障单元板。

背景技术

目前，噪声治理中，广泛使用以无机纤维为代表的多孔吸声材料和以微穿孔板为代表的共振吸声结构。

以无机纤维为代表的多孔吸声材料在实际应用中具有一定的局限性：1)中低频吸声性能不足，可以通过增大材料的流阻或增加材料的厚度提升中低频吸声性能，但可能会造成高频段吸声系数的下降以及使用空间和成本的增加。2)耐火性能和防火性能较差，怕潮怕油污，有些易生虫或滋生细菌，有些可燃甚至易燃。3)环境不友好，纤维类材料包含有大量微小的纤维物质，易于散落并漂浮在空气中，这不但造成环境污染，而且对人体健康构成威胁，而且，有机纤维类材料受潮后可能挥发出刺激性气味，污染空气。

以微穿孔板为代表的共振吸声结构，由薄板上穿以大量微孔再附加背腔而构成，其因中低频吸声性能良好、无需填充多孔材料和耐候性能优良等特点而备受青睐。然而，设计良好的微穿孔板结构的有效吸声带宽一般为2个倍频带左右，作用带宽有限；面板厚度一般为0.5～1.0mm，机械强度有限，这些严重制约了微穿孔板吸声结构的大规模推广应用。

实用新型内容

本实用新型提供一种声屏障单元板，用以解决现有噪声治理技术中采用以无机纤维为代表的多孔吸声材料或以微穿孔板为代表的共振吸声结构存在的缺陷，实现去纤维化却能达到类似于无机纤维为代表的多孔吸声材料的吸声性能，结构强度高，缓冲吸能效果好。

本实用新型提供一种声屏障单元板，包括：

隔声背板，所述隔声背板为一侧开口的盒体结构；

吸声面板，所述吸声面板覆盖于所述隔声背板开口的一侧，以使所述吸声面板和所述隔声背板之间形成空腔；所述吸声面板形成有至少一个朝着背向所述隔声背板的方向隆起的隆起部，所述隆起部上开设有多个与所述空腔连通的通孔；所述吸声面板的隆起部位为多个平行排布的条形凸起，以使所述吸声面板背向所述隔声背板的表面形成波浪形表面；所述条形凸起的截面为三角形或梯形或呈抛物线形状。

隔膜，所述隔膜设置于所述吸声面板朝向所述隔声背板的一侧设置有隔膜，所述隔膜上开设有多个裂缝，所述裂缝与所述吸声面板的通孔对应分布。

根据本实用新型提供的一种声屏障单元板，所述条形凸起的截面为梯形，所述梯形的一个底角不大于45°，另一个底角不小于30°。

根据本实用新型提供的一种声屏障单元板，所述条形凸起的高度不低于50mm，所述隔声背板的盒体深度不大于100mm。

根据本实用新型提供的一种声屏障单元板，所述条形凸起的截面为等腰梯形，所述等腰梯形的顶部宽度不少于10mm，所述等腰梯形的底角不大于45°，所述等腰梯形高度不少于20mm。

根据本实用新型提供的一种声屏障单元板，所述吸声面板的一个所述通孔对应所述隔膜上的至少一条所述裂缝。

根据本实用新型提供的一种声屏障单元板，任意两个相邻的所述通孔的间距不小于2mm，所述通孔的直径不小于1mm，所述裂缝的宽度不大于0.5mm。

根据本实用新型提供的一种声屏障单元板，所述隔膜的厚度不大于0.2mm。

根据本实用新型提供的一种声屏障单元板，所述吸声面板的边沿设置连接部，所述吸声面板的连接部与所述隔声背板的盒体侧边的内侧或外侧固定连接。

根据本实用新型提供的一种声屏障单元板，所述隔声背板的盒体侧边设置连接部，所述隔声背板的连接部与所述吸声面板的边沿固定连接。

根据本实用新型提供的一种声屏障单元板，所述吸声面板的连接部连接于所述隔声背板的盒体侧边的内侧，且在连接位置设置橡胶垫，以使所述连接位置形成平面。

根据本实用新型提供的一种声屏障单元板，所述隔声背板的盒体结构内部设置有隔板，所述隔板将所述隔声背板的盒体结构内部分隔为多个腔体，所述隔板顶部连接于所述吸声面板的隆起部的最下部。

本实用新型提供的一种声屏障单元板，包括隔声背板和吸声面板，隔声背板为一侧开口的盒体结构；吸声面板覆盖于隔声背板开口的一侧，以使吸声面板和隔声背板之间形成空腔；吸声面板形成有至少一个朝着背向隔声背板的方向隆起的隆起部，隆起部上开设有多个与空腔连通的通孔，通过设计吸声面板的隆起构型，增加吸声面板的有效吸声面积，隆起结构使得空腔内部深度呈现为渐变化的深度，丰富声波入射角度，填平一阶和二阶共振峰之间的吸声谷，拓展有效吸声带宽，本实用新型的声屏障单元板，可以不使用纤维类材料来制造单元板，降噪系数NRC也能达到0.80以上，结构强度较高，受冲击后缓冲吸能效果好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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是本实用新型提供的声屏障单元板的整体结构示意图；

图2是本实用新型提供的声屏障单元板的截面结构示意图；

图3是本实用新型提供的吸声面板的结构示意图；

图4是本实用新型提供的隔膜的结构示意图；

图5是本实用新型提供的隔声背板的结构示意图。

附图标记：

1、隔声背板；2、吸声面板；21、通孔；3、隔膜；31、裂缝；4、隔板。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，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实用新型实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，或一体连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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实施例中的具体含义。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

下面结合图1～图5描述本实用新型的声屏障单元板的结构，其中，图1是本实用新型提供的声屏障单元板一个具体实施例的整体结构示意图；图2是图1的截面示意图；图3是本实用新型提供的吸声面板的结构示意图；图4是本实用新型提供的隔膜的结构示意图；图5是本实用新型提供的隔声背板的结构示意图，图4中的隔膜贴覆于图3中的吸声面板内侧面，然后将图3中的吸声面板与图5中的隔声背板进行覆盖连接，可形成图1中的声屏障单元板。

本实用新型的一个实施例提供一种声屏障单元板，参见图1所示，包括隔声背板1、吸声面板2和隔膜3，所述隔声背板1为一侧开口的盒体结构；所述吸声面板2覆盖于所述隔声背板1开口的一侧，以使所述吸声面板2和所述隔声背板1之间形成空腔；所述吸声面板2形成有至少一个朝着背向所述隔声背板1的方向隆起的隆起部，所述隆起部上开设有多个与所述空腔连通的通孔21，所述吸声面板2的隆起部位为多个平行排布的条形凸起，以使所述吸声面板2背向所述隔声背板1的表面形成波浪形表面；所述条形凸起的截面为三角形或梯形或呈抛物线形状。隔膜3设置于所述吸声面板2朝向所述隔声背板1的一侧，所述隔膜3上开设有多个裂缝31，所述裂缝31与所述通孔21对应分布。

可以理解的是，本实施例中的声屏障单元板结构中，吸声面板2和隔声背板1之间形成空腔，使用声屏障单元板的时候，吸声面板2朝向声源方向，声波由吸声面板2上的通孔21进入裂缝31，裂缝31连同空腔形成共振吸声结构，能够实现较好的中低频吸声性能；另外由于吸声面板2上朝着背向所述隔声背板1的方向形成隆起部，随着隆起部位的形状起伏，使得空腔的深度随着吸声面板隆起部位的起伏而变化。不同的空腔深度对应不同的吸声共振峰，多组不同空腔深度的组合结构有利于获得多组共振峰，这样便能把平板类共振吸声结构的一阶和二阶共振峰之间的吸声谷填平，扩展中高频吸声性能。借助上述两方面作用，声屏障单元板的有效吸声带宽(吸声系数大于0.5的吸声频带宽度)可达到4个倍频带。

因此，本实施例的这种声屏障单元，不仅能够通过隔膜3的裂缝31，实现较好的中低频吸声，而且还能够通过吸声面板2的隆起部位配合盒体形的隔声背板1，实现较好的中高频吸声，有效扩宽了吸声带宽。

吸声面板2上朝着背向隔声背板1的方向形成隆起部，相比于没有隆起的平板类吸声结构，隆起结构使得吸声面板2的吸声面积更大，能够增加有效吸声面积；隆起结构的形状渐变，使得声波入射角度更加丰富，进而拓展有效吸声带宽；隆起的结构还使得吸声面板2结构强度较高，受冲击后缓冲吸能效果好。

本实施例中的声屏障单元板结构，可以在不使用纤维类材料的情况下，降噪系数NRC也能达到0.80以上。

在上述实施例的基础上，本实施例中，结合图2和图4所示，所述吸声面板2朝向所述隔声背板1的一侧设置有隔膜3，所述隔膜3上开设有多个裂缝31，所述裂缝31与所述吸声面板2的通孔21对应分布。裂缝31连同空腔形成共振吸声结构，能够实现较好的中低频吸声性能，有效吸声带宽(吸声系数大于0.5的吸声频带宽度)可达到3个倍频带。

可以理解的是，隔膜3上的裂缝31是微裂缝，隔膜3为金属箔膜、聚酯纤维膜、聚丙烯膜、聚乙烯膜或聚氯乙烯膜，一般为金属箔膜，例如铝箔。隔膜3与吸声面板2之间通过胶粘或热压合工艺连接在一起，主要用于贴覆吸声面板2的通孔21，在隔膜3对应于通孔21的位置，刻划形成裂缝31，微裂缝吸声结构对声学部件和非声学部件进行了空间和功能的分离，简化了声学部件的加工成本，增强了非声学部件的支撑作用，有利于实现兼具宽频吸声、力学承载和便捷加工的微穿孔板吸声结构。

在结构上，吸声面板2的通孔21和隔膜3上的裂缝31对应设置，吸声面板2的一个通孔21对应隔膜3上的至少一条裂缝31，当一个通孔21对应多个裂缝31时，可以增加裂缝31的穿孔率。参见图3所示，可以将吸声面板2的通孔21按照平行的多排布置，这样隔膜3对应于每一排通孔21的位置刻划一条或多条长裂缝，长裂缝可覆盖对应排的所有通孔21；当然，吸声面板2的通孔21也可以散乱分布，这样在隔膜3对应于每一个通孔21的位置均刻划形成一个或多个裂缝31也可以满足要求。

吸声面板2的厚度为0.2mm～15mm，吸声面板2厚度较大，能够在一定程度上增加整体结构的强度，能够稳定地支撑隔膜3，保护裂缝31。吸声面板2上相邻两个通孔21间距不小于2mm，通孔21的直径不小于1mm，通孔21直径较大，相邻通孔21之间的间距较大，能够在一定程度上降低在吸声面板2上加工通孔21的加工难度，而且通孔21的孔径较大，附加的声阻抗较小，能够在一定程度上减小对隔膜3的声学性能的影响。

隔膜3的厚度不大于0.2mm，裂缝31的宽度不大于0.5mm，一方面能够便于加工，另一方面，搭配合理的薄膜厚度和穿孔率等几何参数能够提供匹配于空气特性阻抗的声阻抗，从而在一定程度上提高整体结构的吸声效果。

需要说明地是，裂缝31结构的吸声性能仍受到单层微穿孔板吸声性能极限的约束，有效吸声带宽(吸声系数大于0.5的吸声频带宽度)难以超过3个倍频带。现有技术中，对于此结构上的改进，比如，可以通过设置微穿孔板串联、并联结构，形成多重共振峰拓展吸声频带宽度；或是借助微穿孔板与多孔材料、机械阻抗和亥姆霍兹共鸣器等的复合，引入高频耗能作用和低频共振装置，拓展结构在低频和高频段的吸声性能；或是在背腔内设置分割、蜂窝、卷曲空间等结构，变化声波传播路径，拓展吸声带宽。而在本实施例中，仅通过设计吸声面板2的构型(隆起部)，增加有效吸声面积，变化背腔的深度，丰富声波入射角度，填平一阶和二阶共振峰之间的吸声谷，就能够实现拓展有效吸声带宽的目的，相较于现有技术而言，本实用新型的声屏障单元板的结构更加简单，成本更低。

吸声面板2的隆起部位是为了形成空腔的不同深度，因此，隆起部位的形状可不做特别限定，可以是杂乱的凸起，也可以是有规则的结构分布。在一些实施例中，吸声面板2的隆起部位为多个平行排布的条形凸起，以使所述吸声面板2背向所述隔声背板1的表面形成波浪形表面；所述条形凸起的截面为三角形或梯形或呈抛物线形状。

波浪形表面的吸声面板2，从波浪的波谷到波峰，再由波峰到波谷，对应的空腔的深度由浅到深再到浅，吸声面板2上不同位置的空腔深度对应不同的吸声共振峰。

具体地，在一个实施例中，参见图3所示，所述条形凸起的截面为梯形，所述梯形的一个底角α不大于45°，另一个底角β不小于30°。所述条形凸起的高度H₁不低于50mm，所述隔声背板1的盒体深度H₂不大于100mm。

可以理解的是，本实施例中的吸声面板2形成的声屏障单元板结构，该结构类似于尖劈状，相邻两个条形凸起之间形成的开口较大，随着声波的进入截面越来越小，吸声材料的声阻抗实现逐渐过渡，能够获得良好的阻抗匹配效果，从而使入射声波几乎毫无反射地全被吸收。

以将本实施例中的声屏障单元板应用于道路两旁进行噪声隔离为例，将多个声屏障单元板拼接组合使用，最上方的声屏障单元板设置顶面挡板，使用时，多个条形凸起平行于路面布置，即梯形截面的两个腰形成为上坡面和下坡面，参见图2所示，其中，上坡面的坡角α(与竖直线所夹锐角)不大于45度，下坡面的坡角β不小于30度，梯形的高度H₁不低于50mm且不大于单元板的高度，隔声背板1的盒体深度H₂不大于100mm。对于噪声源高度较低的道路交通的轮胎噪声、铁路或轨道交通的轮轨噪声，其声波能以近乎法向入射的角度作用于下坡面，一般法向吸声性能优于声波斜入射或掠入射；另外，下坡面能获得上坡面和顶面挡板的保护，不易遭受灰尘堵孔、雨水冲涮等影响。上坡面的坡角越小，使得上坡面的坡度越大，上坡面的坡度大一些，能够较好地防止灰尘集聚、鸟类停留等。

在另一些实施例中，所述条形凸起的截面为等腰梯形，所述等腰梯形的顶部宽度不少于10mm，所述等腰梯形的底角不大于45°，所述等腰梯形高度不少于20mm。本实施例中的结构和上述梯形截面的条形凸起的声屏障单元板能起到相同的作用，而且还便于加工成型。

吸声面板2贴覆于隔声背板1盒体开口的一侧，以在吸声面板2和隔声背板1之间形成空腔，在一些实施例中，在吸声面板2的边沿设置连接部，所述吸声面板2的连接部与所述隔声背板1的盒体侧边的内侧或外侧固定连接；在另一些实施例中，所述隔声背板1的盒体侧边设置连接部，所述隔声背板1的连接部与所述吸声面板2的边沿固定连接。

可以理解的是，将隔声背板1边沿与所述吸声面板2边沿进行固定连接，能够最大限度地利用吸声面板2的面积，使得吸声面板2上的通孔21最大限度地实现其功效。

在一个具体实施例中，所述吸声面板2的连接部连接于所述隔声背板1的盒体侧边的内侧，可以使用胶粘或机械连接的方式进行连接，由于连接部和连接件的存在，可能会造成隔声背板1侧边不平整，影响声屏障的整体隔声性能，因此，在本实施例中，在连接位置处设置错位结构或橡胶垫，消除其对声屏障整体隔声性能的影响。

参见图5所示，在一些实施例中，所述隔声背板1的盒体结构内部设置有隔板4，所述隔板4将所述隔声背板1的盒体结构内部分隔为多个腔体，所述隔板4顶部连接于所述吸声面板2的隆起部的最下部，使相邻的隆起部之间相互独立，避免声波在腔内横向传播，有利于拓宽吸声带宽，另外隔板4还能够增加整体结构强度。隔声背板1一般选用1mm厚度的钢板，可以保证一定的隔声效果。

吸声面板2和隔声背板1均可由整张板构成，如图5所示，隔声背板1的盒体结构内部设置横向和纵向的隔板4，在盒体结构内部分隔形成多个腔体，能够避免声波在空腔内横向传播，有利于拓展吸声带宽，另外增加隔板4还能够增加结构强度。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种声屏障单元板，其特征在于，包括：

隔声背板(1)，所述隔声背板(1)为一侧开口的盒体结构；

吸声面板(2)，所述吸声面板(2)覆盖于所述隔声背板(1)开口的一侧，以使所述吸声面板(2)和所述隔声背板(1)之间形成空腔；所述吸声面板(2)形成有至少一个朝着背向所述隔声背板(1)的方向隆起的隆起部，所述隆起部上开设有多个与所述空腔连通的通孔(21)；所述吸声面板(2)的隆起部位为多个平行排布的条形凸起，以使所述吸声面板(2)背向所述隔声背板(1)的表面形成波浪形表面；所述条形凸起的截面为三角形或梯形或呈抛物线形状，

隔膜(3)，设置于所述吸声面板(2)朝向所述隔声背板(1)的一侧，所述隔膜(3)上开设有多个裂缝(31)，所述裂缝(31)与所述通孔(21)对应分布。

2.根据权利要求1所述的声屏障单元板，其特征在于，所述条形凸起的截面为梯形，所述梯形的一个底角不大于45°，另一个底角不小于30°。

3.根据权利要求2所述的声屏障单元板，其特征在于，所述条形凸起的高度不低于50mm，所述隔声背板(1)的盒体深度不大于100mm。

4.根据权利要求1所述的声屏障单元板，其特征在于，所述条形凸起的截面为等腰梯形，所述等腰梯形的顶部宽度不少于10mm，所述等腰梯形的底角不大于45°，所述等腰梯形高度不少于20mm。

5.根据权利要求1所述的声屏障单元板，其特征在于，所述吸声面板(2)的一个所述通孔(21)对应所述隔膜(3)上的至少一条所述裂缝(31)。

6.根据权利要求5所述的声屏障单元板，其特征在于，任意两个相邻的所述通孔(21)的间距不小于2mm，所述通孔(21)的直径不小于1mm，所述裂缝(31)的最大宽度不大于0.5mm。

7.根据权利要求6所述的声屏障单元板，其特征在于，所述隔膜(3)的厚度不大于0.2mm。

8.根据权利要求1至7任一项所述的声屏障单元板，其特征在于，所述吸声面板(2)的边沿设置连接部，所述吸声面板(2)的连接部与所述隔声背板(1)的盒体侧边的内侧或外侧固定连接。

9.根据权利要求1至7任一项所述的声屏障单元板，其特征在于，所述隔声背板(1)的盒体侧边设置连接部，所述隔声背板(1)的连接部与所述吸声面板(2)的边沿固定连接。

10.根据权利要求1至7任一项所述的声屏障单元板，其特征在于，所述隔声背板(1)的盒体结构内部设置有隔板(4)，所述隔板(4)将所述隔声背板(1)的盒体结构内部分隔为多个腔体，所述隔板(4)顶部连接于所述吸声面板(2)的隆起部的最下部。