一种多层复合式吸声装置的制作方法

本发明涉及噪声振动控制，尤其是一种多层复合式吸声装置。

背景技术：

1、变电站内变压器、电抗器等设备运行时产生低频噪声，其波长大、衰减缓慢、穿透力强，很容易传播至人口密集区域，导致噪声扰民问题。变电站低频噪声污染问题已成为环保焦点。

2、目前，用于变电站低频噪声治理的主要吸声材料可分为共振吸声类和多孔阻性吸声类。前者通过亥姆霍兹共振腔的共振效应消耗声能，常见的包括微穿孔吸声板、铝纤维吸声板、吸声薄膜等，但该类材料的吸声频段范围过窄，难以兼顾到变电站内风机等高频噪声的治理。多孔阻性吸声材料利用内部孔隙通道中空气与壁面的阻性粘滞耗能作用，发挥吸声效果，常见的包括岩棉、硅酸铝、聚酯纤维、聚氨酯等，但该类材料低频吸声性能有限。

3、为有效治理变电站噪声，需在强化材料低频吸声性能的基础上，扩宽材料的吸声频段。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种多层复合式吸声装置，其采用由碟簧连接的双层微穿孔板以及密度梯度式多孔吸声材料层组成阻抗复合式吸声结构，以实现对变电站噪声的良好治理。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种多层复合式吸声装置，其包括双层微穿孔板、碟簧装置和密度梯度式多孔吸声材料层；

3、所述的双层微穿孔板包括上层微穿孔板和下层微穿孔板，所述的上层微穿孔板与下层微穿孔板采用碟簧装置连接；上层微穿孔板和下层微穿孔板的四周由龙骨连接，使得二者之间的碟簧装置处于压紧状态；

4、所述的密度梯度式多孔吸声材料层由至少两层密度不同的吸声材料层堆叠而成。

5、本发明通过双层共振吸声与多孔吸声材料阻性吸声的耦合作用，发挥低频宽带吸声效果。本发明的吸声材料结构创新之处在于，双层微穿孔板四周由龙骨连接，使得二者之间的碟簧处于压紧状态，通过控制碟簧压缩量，改变双层微穿孔板+碟簧装置的整体固有频率，使其与变电站噪声影响最为严重的100hz频点相重合，进而强化共振效应，针对性地提高装置对特定频段噪声的吸声系数；为兼顾其它频段的吸声降噪，双层微穿孔板+碟簧装置与密度梯度式多孔吸声材料层相互串联，通过声阻抗特性的复合，扩宽吸声频段。

6、进一步地，所述上层微穿孔板和下层微穿孔板的板厚为0.5-1.0mm，穿孔率为1％-3％，微孔直径为50-400μm。

7、进一步地，所述碟簧装置采用锥形台的中空结构，其中顶部直径d＝5-20mm，顶部伸长长度l＝3-10mm；底部直径d＝30-50mm，高度h＝10-50mm，板料厚度t＝2-5mm。

8、进一步地，所述碟簧材质为尼龙、铝合金或碳钢，优选铝合金。当材质为铝合金，具有良好的弹性变形功能和变刚度特性，当双层微穿孔板共振后，碟簧储存的势能充分释放，提升共振吸声作用。

9、进一步地，所述碟簧装置通过底部螺栓紧固于下层微穿孔板上，并压接于上层微穿孔板与下层微穿孔板之间。

10、进一步地，上、下层微穿孔板间距为10mm-40mm，通过调节板间距，改变碟簧的压紧状态，进而获得不同的动刚度特性，进而强化对特定频段噪声的共振吸声效应，可针对性地提高装置对特定频段噪声的吸声系数。

11、进一步地，所述的吸声材料层的材料为岩棉、硅酸铝或聚酯纤维吸声棉。

12、进一步地，所述吸声材料层的厚度为50mm-100mm，其中岩棉密度为48-60kg/m3，硅酸铝密度为96kg/m3-128kg/m3，聚酯纤维吸声棉密度为30-60kg/m3。

13、进一步地，所述下层微穿孔板与密度梯度式多孔吸声材料之间设有一中空腔体，中空腔体的厚度为20-50mm。双层微穿孔板与双层密度梯度式阻性吸声材料之间设置了中间腔，用于强化双共振结构的共振吸声作用，与常规的单层空腔结构相比，双层空腔调节了吸声结构的阻抗特性，优化了其低频吸声性能。

14、进一步地，多层复合式吸声装置的横截面为正方形，边长a＝100-300mm。

15、由于采用了上述技术方案，本发明具有的有益效果体现在：

16、(1)双层微穿孔板将碟簧压紧，组成一种声学超结构，通过改变碟簧的压紧状态，调整该结构的固有频率，强化共振效应，有效降低了整体结构的厚度。

17、(2)通过高低密度吸声材料的堆叠，组成密度梯度结构，强化了对噪声的阻性耗能作用。

18、(3)通过双层微穿孔板与密度梯度结构吸声材料的应用，形成了多个吸声峰值，有效扩宽了吸声频段。

技术特征：

1.一种多层复合式吸声装置，其特征在于，包括双层微穿孔板、碟簧装置和密度梯度式多孔吸声材料层；

2.如权利要求1所述的一种多层复合式吸声装置，其特征在于，所述上层微穿孔板和下层微穿孔板的板厚为0.5-1.0mm，穿孔率为1％-3％，微孔直径为50-400μm。

3.如权利要求1所述的一种多层复合式吸声装置，其特征在于，所述碟簧装置采用锥形台的中空结构，其中顶部直径d＝5-20mm，顶部伸长长度l＝3-10mm；底部直径d＝30-50mm，高度h＝10-50mm，板料厚度t＝2-5mm。

4.如权利要求1所述的一种多层复合式吸声装置，其特征在于，所述碟簧材质为尼龙、铝合金或碳钢。

5.如权利要求1所述的一种多层复合式吸声装置，其特征在于，所述碟簧装置通过底部螺栓紧固于下层微穿孔板上，并压接于上层微穿孔板与下层微穿孔板之间。

6.如权利要求1所述的一种多层复合式吸声装置，其特征在于，上、下层微穿孔板间距为10mm-40mm，通过调节板间距，改变碟簧的压紧状态，进而获得不同的动刚度特性，强化对特定频段噪声的共振吸声效应。

7.如权利要求1所述的一种多层复合式吸声装置，其特征在于，所述的吸声材料层的材料为岩棉、硅酸铝或聚酯纤维吸声棉。

8.如权利要求7所述的一种多层复合式吸声装置，其特征在于，所述吸声材料层的厚度为50mm-100mm，其中岩棉密度为48-60kg/m3，硅酸铝密度为96kg/m3-128kg/m3，聚酯纤维吸声棉密度为30-60kg/m3。

9.如权利要求1所述的一种多层复合式吸声装置，其特征在于，所述下层微穿孔板与密度梯度式多孔吸声材料之间设有一中空腔体，中空腔体的厚度为20-50mm。

10.如权利要求1所述的一种多层复合式吸声装置，其特征在于，其横截面为正方形，边长a＝100-300mm。

技术总结本发明公开了一种多层复合式吸声装置。本发明的双层微穿孔板包括上层微穿孔板和下层微穿孔板，上层微穿孔板与下层微穿孔板采用碟簧装置连接；上层微穿孔板和下层微穿孔板的四周由龙骨连接，使得二者之间的碟簧装置处于压紧状态；密度梯度式多孔吸声材料层由至少两层密度不同的吸声材料层堆叠而成。本发明的多层复合式吸声装置由共振材料与阻性吸声材料复合而成，实现了良好的低频宽带吸声效果，可有效解决变电站换流站等领域低频噪声污染问题；本发明通过调节板间距改变碟簧的压紧状态，获得不同的刚度特性，进而强化对特定频段噪声的共振吸声效应，可针对性地提高装置对特定频段噪声的吸声系数。技术研发人员：王河,李锦涛,孙桐,田一,聂京凯,何强受保护的技术使用者：国网浙江省电力有限公司电力科学研究院技术研发日：技术公布日：2024/2/25