专利名称：微孔泡沫双面吸声型超薄声屏障的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种噪声控制技术领域的声屏障，特别是一种微孔泡沫双面吸声型超薄声屏障。
背景技术：
噪声的控制问题已越来越受到人们的重视，环境噪声直接关系到人们的生活质量，甚至对人的生理和心理健康有重要影响。声屏障是轨道交通、高架道路和高速公路噪声控制的重要设施，目前的声屏障通常是安装在道路或轨道线路的一侧或两侧的，可以分为吸声型和隔声型两大类。其中吸声型声屏障面对声源的一侧具有较高的吸声系数，而背对声源的一侧通常是不吸声的；隔声型声屏障的两面都是不吸声的。为了进一步降低轨道交通和道路的噪声，有时需要在铁路(包括城市轨道交通)的线路之间(如上、下行线之间)或道路的车道之间安装高度较的声屏障，由于屏障的两侧都面对噪声源，因此，需要一种双面吸声的声屏障。而且，由于安装空间的限制，对双面吸声型声屏障的宽度往往有比较严格的限定。声屏障的设计制作还要满足效果、寿命和环保等多方面的要求。
经对现有技术的文献检索发现，实用新型名称为微穿孔吸声屏障板，专利申请号03260902.7，公开号2627056，该专利自述为“由面板、背板和骨架组成，所述面板和背板分别固定在所述骨架上，其特征在于所述面板由板厚和穿孔孔径均在1mm以下、穿孔率为1～3％的薄板制成。”。该声屏障具有不采用天然或人造棉纤维的特点，但是由于该声屏障只使用了一层微穿孔板构成的吸声结构，吸声频带的宽度就比较小，难以满足交通噪声控制的频率要求。同时该声屏障只有一面吸声，不适合使用在两侧都是噪声源的轨道和车道之间，如果将两片该型声屏障背靠背组合为双面吸声的屏障，总厚度将是单面声屏障的两倍。
检索还发现，发明专利名称为双面吸声啮合空腔无棉声屏障，专利申请号CN200510023452.2，公开号CN1644802，该专利自述为……包括两层铝纤维薄板、两层空腔、两层微穿孔板、齿型空腔、折叠式的隔板、四周的框架，声屏障两侧的吸声面均为铝纤维薄板，两层铝纤维薄板、两层微穿孔板之间是两层空腔，微穿孔板、折叠式隔板之间是齿型空腔，四周的框架固定铝纤维薄板、微穿孔板和折叠式隔板的位置。”该声屏障具有仅采用金属板材和铝纤维板的全金属结构、不采用任何多孔吸声材料，具有寿命长、吸声系数大的特点。但是采用微穿孔板后加啮合齿形空腔形成的吸声结构的厚度比较大，通常在190mm左右，减小厚度将牺牲声屏障的低频吸声性能。该厚度有时难以适用某些安装空间限制严格的场合，尤其是铁路上、下行线间设备限界较小的场合。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足和缺陷，提供一种微孔泡沫双面吸声型超薄声屏障，使其可以安装在铁路(包括城市轨道交通)的线路之间或道路的车道之间，满足交通噪声控制的要求。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括两层微穿孔板、两层相互啮合的梯形空腔、两组非纤维吸声多孔材料、折叠式的隔板、四周的框架。其中，两组非纤维吸声多孔材料预先制作成梯形，镶嵌安装在折叠式的隔板上的梯形槽内。声屏障两侧的吸声面均为微穿孔板，两层微穿孔板、两组非纤维吸声多孔材料之间是两层空腔，两组非纤维吸声多孔材料、折叠式隔板之间是剃形空腔，四周的框架固定微穿孔板和折叠式隔板的位置。
声屏障两侧的吸声面即声屏障的两个外表面，都是微穿孔板，微穿孔板与非纤维吸声多孔材料之间的空腔构成第一组吸声结构，非纤维吸声多孔材料和梯形空腔构成第二组吸声结构，两组非纤维吸声多孔材料背后各有一组梯形空腔，两组梯形空腔相互啮合，为啮合式梯形空腔。
采用啮合式梯形空腔大大减小了声屏障的厚度，在啮合式梯形空腔填充部分非纤维吸声多孔材料，可以进一步减小声屏障的厚度，这是本发明的技术要点。啮合式梯形空腔由钢板或其他隔声性能好的材料折叠或组合的隔声板构成，隔声板还有防止声屏障一侧的噪声透过声屏障到另一侧的作用。每侧的两组吸声结构分别对应噪声不同的频率。微穿孔板与非纤维吸声多孔材料之间的空腔构成的第一组吸声结构针对交通噪声的高频成份，非纤维吸声多孔材料和梯形空腔构成的第二组吸声结构对交通噪声的中低频成份。
测试表明，本发明在交通噪声的主要频率范围250~2000Hz三个倍频程的吸声平均系数为0.73，而声屏障的厚度小于120mm。而背景技术中的“微穿孔吸声屏障板”采用单层微穿孔结构，吸声频带的宽度通常只有二个倍频程左右；背景技术中的“双面吸声啮合空腔无棉声屏障”的厚度在190mm以上时才具有较好的吸声性能。与对比技术相比，本发明在结构、性能和使用条件方面具有实质性特点和进步。
微穿孔板也可以用铝纤维薄板、铁镍泡沫板、发泡铝板和其他金属纤维类或发泡金属类材料代替。非纤维吸声多孔材料可以是有机发泡材料、发泡金属、发泡陶瓷或发泡玻璃等吸声材料。如采用玻璃棉等纤维类取代非纤维吸声多孔材料也能够使本发明具有较好的吸声性能，但使用寿命和环保性能较差。
本发明具有实质性特点和显著进步，没有在声屏障的任何部位采用天然棉、人造棉、玻璃棉、海绵、岩棉和矿棉等纤维材料，所以本发明的声屏障具有寿命长、可再生、环保的优点。声屏障两侧的空腔采用相互啮合的梯形结构，大大减小了声屏障的厚度，在啮合式梯形空腔填充部分非纤维吸声多孔材料，进一步减小了声屏障的厚度，总厚度在120mm以下，拓宽了声屏障的吸声频带，250-2000Hz的平均吸声系数为0.73。将本发明安装在铁路或城市轨道交通线路的上、下行轨道之间，或者多车道公路的车道之间，可以显著降低交通噪声。
图1为本发明横剖面结构示意图。
图2为本发明正面结构示意图。
具体实施例方式
如图1-2所示，本发明包括两层微穿孔板1、两层空腔2、两组非纤维吸声多孔材料3、梯形空腔4、折叠式的隔板5、四周的框架6。声屏障两侧的吸声面均为两层微穿孔板1，两层微穿孔板1、两组非纤维吸声多孔材料3之间是两层空腔2，两组非纤维吸声多孔材料3、折叠式隔板5之间是梯形空腔4，四周的框架6固定微穿孔板1和折叠式隔板5的位置。两组非纤维吸声多孔材料3固定在折叠式隔板5上。
声屏障两侧的吸声面即声屏障的两个外表面，都是微穿孔板1，微穿孔板1与非纤维吸声多孔材料3之间的空腔2构成第一组吸声结构，非纤维吸声多孔材料3和梯形空腔5构成第二组吸声结构，两组非纤维吸声多孔材料3背后各有一组梯形空腔，两组梯形空腔相互啮合，为啮合式梯形空腔。
每个吸声面分别由两组吸声结构组成，吸声频带达到三个倍频程以上，两个吸声面的吸声系数相同。
在设计本发明的参数时，微穿孔板1与非纤维吸声多孔材料3之间的空腔2的参数主要针对交通噪声的高频成份，使得微穿孔板1与非纤维吸声多孔材料3之间的空腔2构成的第一组吸声结构的最大吸声系数对应频率与交通噪声的高频成份一致，使得本发明可以最大程度地吸收交通噪声的高频成份。两组非纤维吸声多孔材料3和梯形空腔4的设计参数主要针对交通噪声的高频成份，使得两组非纤维吸声多孔材料3和梯形空腔4构成的第二组吸声结构的最大吸声系数对应频率与交通噪声的中低频成份一致，使得本发明可以最大程度地吸收交通噪声的中低频成份。由于本发明具有分别吸收噪声的高频成份和中低频成份的两组吸声结构，使本发明的吸声频带可以达到三个倍频程以上。
权利要求
1.一种微孔泡沫双面吸声型超薄声屏障，包括两层微穿孔板(1)、两层空腔(2)、两组非纤维吸声多孔材料(3)、梯形空腔(4)、折叠式的隔板(5)、四周的框架(6)，其特征在于声屏障两侧的吸声面均为两层微穿孔板(1)，两层微穿孔板(1)、两组非纤维吸声多孔材料(3)之间是两层空腔(2)，两组非纤维吸声多孔材料(3)、折叠式隔板(5)之间是梯形空腔(4)，四周的框架(6)固定微穿孔板(1)和折叠式隔板(5)的位置，两组非纤维吸声多孔材料(3)固定在折叠式隔板(5)上。
2.根据权利要求1所述的微孔泡沫双面吸声型超薄声屏障，其特征是，微穿孔板(1)与非纤维吸声多孔材料(3)之间的空腔(2)构成第一组吸声结构，非纤维吸声多孔材料(3)和梯形空腔(5)构成第二组吸声结构，两组非纤维吸声多孔材料(3)背后各有一组梯形空腔，两组梯形空腔相互啮合，为啮合式梯形空腔。
3.根据权利要求1或者2所述的微孔泡沫双面吸声型超薄声屏障，其特征是，每个吸声面分别由两组吸声结构组成，吸声频带达到三个倍频程以上，两个吸声面的吸声系数相同。
全文摘要
一种噪声控制技术领域的微孔泡沫双面吸声型超薄声屏障，包括两层微穿孔板、两层空腔、两组非纤维吸声多孔材料、梯形空腔、折叠式的隔板、四周的框架。两层微穿孔板、两组非纤维吸声多孔材料之间是两层空腔，两组非纤维吸声多孔材料、折叠式隔板之间是梯形空腔，四周的框架固定微穿孔板和折叠式隔板的位置。两组非纤维吸声多孔材料固定在折叠式隔板上。两组非纤维吸声多孔材料背后各有一组梯形空腔，两组梯形空腔相互啮合，为啮合式梯形空腔，在啮合式梯形空腔填充部分非纤维吸声多孔材料。本发明安装在铁路或城市轨道交通线路的上、下行轨道之间，或者多车道公路的车道之间，尤其适合安装在设备限界严格的场合，可以显著降低交通噪声。
文档编号E01F8/00GK1807761SQ20061002390
公开日2006年7月26日 申请日期2006年2月16日 优先权日2006年2月16日
发明者蒋伟康, 严莉, 刘秀娟 申请人:上海交通大学