一种电工设备降噪的声子晶体隔箱的制作方法

1.本实用新型属于实验降噪技术领域，尤其是涉及一种电工设备降噪的声子晶体隔箱。


背景技术：

2.日常生活中电工设备随处可见，其中电工设备噪声问题正逐步受到人们的关注，特别是由于电网、新能源产业中非线性负载引入的谐波加剧了噪声传播。电工设备的低频振动噪声的变化将对周边环境、电工设备使用寿命产生影响。为了降低电工设备噪声带来的影响且不影响电工设备的本体结构，设计了一种用于主要噪声为低频噪声的电工设备降噪的新型复合材料隔箱，能够有效地降低电工设备带来的低频噪声，有益于降噪领域的工程实践经验积累，对进一步提出有效的降噪方法具有重要意义。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种电工设备降噪的声子晶体隔箱，以解决现有电工设备实验中噪声影响实验的问题，在不影响电工设备正常运行的情况下，对电工设备进行降噪，来减少噪声对电工设备和周围环境的影响，与传统降噪材料相比，大大的降低了降噪材料的厚度和占地面积，提高了降噪效率，可靠性高，降低了低频噪声的污染。
4.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
5.一种电工设备降噪的声子晶体隔箱，变压器，安装在变压器上的声子晶体隔箱，包括：两组第一组隔板、两组第二组隔板，两组第一组隔板、两组第二组隔板两端相互铰接，形成矩形形状安装在变压器周围；
6.每组隔板结构一致，每组隔板包括两个隔板，两个隔板通过滑动组件滑动连接；
7.每个隔板包括多个元胞结构，每个元胞结构包括基体、散射体和包裹层。
8.进一步的，所述基体采用硬质量材料，散射体采用软质量材料，包裹成采用硬质量材料。
9.进一步的，第一组隔板包括隔板一、隔板二，滑动组件为滑轨，两组滑轨对称安装在隔板一与隔板二之间。
10.进一步的，第二组隔板包括隔板三、隔板四，两组滑轨对称安装在隔板三与隔板四之间。
11.进一步的，第一组隔板的隔板一与第二组隔板的隔板三通过合页连接，第一组隔板的隔板二通过合页与第二组隔板的隔板四连接，两组隔板的两端均互相连接。
12.进一步的，隔板二的侧壁上安装有锁紧组件，锁紧组件包括调节头、调节杆、锁紧杆、锁紧头，调节头贯穿隔板二后与调节杆连接，调节杆通过轴承转动安装在隔板二上，调节杆的另一端设有外螺纹，锁紧杆的另一端设有与外螺纹相对应的内螺纹，调节杆一端与外螺纹螺纹连接，锁紧头固定在锁紧杆的另一端。
13.进一步的，调节杆上设有环形滑槽，锁紧杆端部设有与环形滑槽相对应的环形凸
台，环形凸台位于环形管滑槽内。
14.进一步的，锁紧头的一端安装有橡胶垫。
15.相对于现有技术，本实用新型所述的一种电工设备降噪的声子晶体隔箱具有以下有益效果：
16.(1)本实用新型所述的一种电工设备降噪的声子晶体隔箱，降噪装置采用新型丰富和材料设置隔箱——局域共振型声子晶体；从整体上判断降噪效果，进行声子晶体的元胞设计，通过对电工设备低频噪声的频段分布设计元胞的排列方式，利用其带隙特性，对电工设备的低频段噪声进行隔绝，从而降低低频噪声对电工设备的影响。
17.(2)本实用新型所述的一种电工设备降噪的声子晶体隔箱，隔箱通过滑动组件的安装可适应不同大小电工设备，安装方便，根据实际的实用情况调节大小即可。
附图说明
18.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
19.图1为本实用新型实施例所述的局域共振型声子晶体元胞结构图；
20.图2为本实用新型实施例所述的弹簧-质量系统等效模型图；
21.图3为本实用新型实施例所述的电力变压器振动噪声传播路径示意图；
22.图4为本实用新型实施例所述的变压器经声子晶体降噪效果图；
23.图5为本实用新型实施例所述的隔箱安装结构图；
24.图6为本实用新型实施例所述隔箱结构图；
25.图7为本实用新型实施例所述的锁紧组件结构图。
26.附图标记说明：
27.1、变压器；2、声子晶体隔箱；21、第一组隔板；22、第二组隔板；23、锁紧组件；24、滑轨；211、隔板一；212、隔板二；221、隔板三；222、隔板四；231、调节头；232、轴承；233、调节杆；234、环形滑槽；235、锁紧杆；236、锁紧头；237、橡胶垫。
具体实施方式
28.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
29.在本实用新型的描述中，需要理解的是，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的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
32.如图5至图7所示，一种电工设备降噪的声子晶体隔箱，变压器1，安装在变压器1上的声子晶体隔箱2，包括：两组第一组隔板21、两组第二组隔板22，两组第一组隔板21、两组第二组隔板22两端相互铰接，形成矩形形状安装在变压器1周围；
33.每组隔板结构一致，每组隔板包括两个隔板，两个隔板通过滑动组件滑动连接；
34.每个隔板包括多个元胞结构，每个元胞结构包括基体、散射体和包裹层。
35.所述基体采用硬质量材料，散射体采用软质量材料，包裹成采用硬质量材料。
36.第一组隔板21包括隔板一211、隔板二212，滑动组件为滑轨24，两组滑轨24对称安装在隔板一211与隔板二212之间。
37.第二组隔板22包括隔板三221、隔板四222，两组滑轨24对称安装在隔板三221与隔板四222之间。
38.第一组隔板21的隔板一211与第二组隔板22的隔板三221通过合页连接，第一组隔板21的隔板二212通过合页与第二组隔板22的隔板四222连接，两组隔板的两端均互相连接。
39.两组隔板均互相连接，调节大小时，通过拉动相对的隔板时，可调节隔板的长度或者宽度，例如调节时，首先拉动相对的隔板一211，隔板一211 与隔板二212发生滑动，将两组第二组隔板22之间的距离进行调节，当拉动相对应的隔板三221时，隔板三221与隔板四222发生滑动，此时将调节两个第一组隔板21之间的距离，从而可实现不同大小的调节，隔箱可用于多种不同宽度的电工设备，若高度不一致可根据实际情况在本结构的顶部添加与本结构类似的隔箱，以实现不同大小的电工设备降噪。
40.隔板二212的侧壁上安装有锁紧组件23，锁紧组件23包括调节头231、调节杆233、锁紧杆235、锁紧头236，调节头231贯穿隔板二212后与调节杆233连接，调节杆233通过轴承232转动安装在隔板二212上，调节杆233的另一端设有外螺纹，锁紧杆235的另一端设有与外螺纹相对应的内螺纹，调节杆233一端与外螺纹螺纹连接，锁紧头236固定在锁紧杆235的另一端。
41.调节杆233上设有环形滑槽234，锁紧杆235端部设有与环形滑槽234 相对应的环形凸台，环形凸台位于环形管滑槽内。
42.防止旋转过度，锁紧杆235与调节杆233脱离，因此设置环形滑槽234 与环形凸台的配合。
43.锁紧头236的一端安装有橡胶垫237；
44.橡胶垫237用于防滑，当调节隔箱至合适大小后通过旋转调节头231，调节头231带动锁紧杆235移动，使锁紧头236顶紧隔板一211，实现对隔板一211及隔板二212的限位，防止隔板一211与隔板二212移动。
45.具体安装结构如下：
46.安装时需要根据所使用的安装设备，将隔箱拉伸至大于需要降噪的设备，拉伸过
程如下：过拉动相对的隔板时，可调节隔板的长度或者宽度，例如调节时，首先拉动相对的隔板一211，隔板一211与隔板二212发生滑动，将两组第二组隔板22之间的距离进行调节，当拉动相对应的隔板三221时，隔板三221与隔板四222发生滑动，此时将调节两个第一组隔板21之间的距离；调节完成后将隔箱套接在设备外壁，然后在调节至合适大小，使其固定，通过调节旋转头，旋转头转动带动锁紧杆移动，锁紧杆向对面的隔板挤压，实现固定，从而实现每个隔板之间的固定，防止大小改变，不易于实验的问题。
47.电工设备低频噪声降噪实现方法具体如下：
48.如图1所示，本发明运用的局域共振型声子晶体的带隙主要有其材料的属性以及尺寸所决定的，其结构主要包括基体、散射体和包裹层。为了得到频率较低、带隙较宽的禁带，在本发明中我们选择高密度的散射体，很软但是剪切模量较大，密度很小的包裹层以及密度低的基体。这样就形成了“硬
ꢀ‑
软-硬”的共振单元结构，这种结构可用质量弹簧系统来类比(如图2所示)，基体和散射体相当于质量，包裹层相当于有质量的弹簧，共同组成弹簧质量系统。
49.如图2所示，对于本发明所用的三组元结构局域共振型声子晶体，其核心散射体所用的材料密度较大，而包裹层所用材料相对来说密度较小，比较柔软。其基体材料依旧使用密度较大的材料，如此这个组元就可以近似看成一个谐振子，其构成的“质量-弹簧”共振单元的共振频率为：其中k为弹簧系数(也称等效刚度)；各阶频率由质量m和等效刚度k决定。
50.如图3所示，为电力变压器噪声传播途径示意图，变压器噪声主要分为两大类：电磁类噪声和机械类噪声。其中电磁类噪声主要包括变压器内部的铁芯硅钢片、绕组等部件在交变磁场的作用下，产生麦克斯韦力和磁致伸缩力致使变压器硅钢叠片产生周期性振动，从而产生噪声，其主频为100hz的低频噪声；而机械类噪声主要是来源于变压器的内冷却风机和油泵等的运行噪声。
51.如图4所示，为变压器经声子晶体降噪的效果图，声子晶体是一种新型的降噪材料，由弹性固体周期性排列在另一个固体或流体介质中形成的。当弹性波在声子晶体中传播的时候，受到其内部结构的作用，在一定频率范围内阻隔弹性波的传播，而在其它的频率范围内的弹性波可无损传播。本发明所制备的声子晶体为存在带隙可专门阻隔低频段噪声的局域共振型声子晶体。如图所示，变压器噪声发出后经过声子晶体板后，透过其的噪声频段与经过声子晶体之前有了明显的变化。
52.如表1所示为补充图1所示的结构参数。
53.表1参数
[0054][0055]
降噪装置采用新型丰富和材料——局域共振型声子晶体。从整体上判断降噪效果，进行声子晶体的元胞设计，通过对电工设备低频噪声的频段分布设计元胞的排列方式，利用其带隙特性，对电工设备的低频段噪声进行隔绝，从而降低低频噪声对电工设备的影响。
[0056]
通过对变压器振动噪声频段的分析，设计此材料的元胞结构、排列方式以及厚度等，使其产生的带隙结构能够阻隔相应的低频噪声段，从而达到降噪效果。普通降噪材料，如便电厂常用的隔音降噪材料有各种混凝土墙、金属板、石膏板、复合板材等，由于它们大多都是均匀介质结构，其隔声量都遵循密度定理，即材料的隔音性能与面密度有关，而面密度每增加一倍隔声量将增加6分贝。但是这就会对变压器的散热和占地造成影响。相比之下，局域共振型声子晶体由于带隙特性，不仅对60-500hz倍频范围内的低频噪声具有较高的吸声、隔声效果，同时对中高频的噪声也有一定的降噪效果；声子晶体结构质量小，厚度薄，便于安装布置，且与目前国内外低频降噪材料相比，其在变压器低频噪声治理时综合成本低，具有良好的技术经济性；具有一定的机械强度，不受环境气候影响，在高海拔高湿度地区不会受太大的影响，同时传热效果好，利于设备散热，具有良好的耐候性，安全环保、易于回收。
[0057]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。