一种含有空心软质共振体的复合吸声结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及噪声处理领域，提供一种含有空心软质共振体的复合吸声结构。该含有空心软质共振体的复合吸声结构包括容纳体、空心软质共振体和防护体；容纳体中填充有多个空心软质共振体，且空心软质共振体之间形成空隙；容纳体包括敞口面，敞口面位置设置有防护体，且防护体上分布有通往容纳体内部的通孔。该方案中，噪声通过通孔进入到容纳体内部，容纳体内部的空心软质共振体不仅具有薄膜材料吸声的特点，而且空心软质共振体之间具有空隙，从而使得堆积在一起的空心软质共振单元形成了类似多孔吸声材料。由此，该方案的含有空心软质共振体的复合吸声结构同时具有共振吸声性能和多孔吸声的性能，以在较宽频带范围内获取较好的吸声效果。
【专利说明】
一种含有空心软质共振体的复合吸声结构
技术领域
[0001]本实用新型涉及噪声处理领域，尤其涉及一种含有空心软质共振体的复合吸声结构。
【背景技术】
[0002]随着现代工业和交通运输事业的发展，环境污染也随着产生，噪声污染是当今世界污染的三大问题之一。噪声不仅危害人的听觉系统，使人疲倦、耳聋，而且还会加速建筑物和机械结构的老化，影响设备及仪表的精度和使用寿命。因此吸声降噪逐渐演变成为一个有关高科技、环境以及人类协调发展急需解决的重要课题，而吸声降噪新材料的结构、声学特性及其应用是一个涉及多学科交叉的重要课题。
[0003]吸声材料按吸声机理分为共振吸声材料和多孔吸声材料两大类。
[0004]共振吸声材料主要吸收低频声音，工程中常用的有薄膜共振、薄板共振和穿孔板共振结构。薄膜共振结构是利用薄膜材料与其后封闭的空气层形成共振系统。薄板共振吸声结构是薄板在声波的作用下产生振动，振动时由于板内部在龙骨间出现摩擦损耗，使声能变成机械振动，最后转变为热能而起到吸声作用。穿孔板共振吸收结构，其穿孔板上每个孔后都有封闭空腔，相当于许多并联的“亥姆霍兹”共振器，当入射波的频率和系统的共振频率一致时，即产生共振。此时，穿孔板孔洞处的空气往复振动，其幅度达到最大值，且摩擦和阻尼也最大，声能因粘滞损失转变为热能，即声能耗散达到最大。这是穿孔板共振吸收结构的优点。但这种结构也有其固有的缺点，其主要缺点在于:频率的选择性强，也即是其吸声频带窄，仅在共振频率附近才会具有较好的吸声性能，而偏离共振频率，其吸声效果明显变差。马大猷曾指出，解决穿孔板问题不仅是技术上的实用新型创造，也是吸声材料和吸声结构的重大发展。因此，如何引入额外的共振吸收峰理所当然为克服共振结构自身局限性提供了一个思路。
[0005]多孔吸声材料是由于声波进入多孔材料后引起空气振动，由于振动受到曲折孔隙壁的阻挡，空气与孔隙壁发生摩擦和粘滞使相当一部分的声能转化为热能耗散。孔中的空气和孔壁之间的热交换引起的热损失，也使声能衰减，造成能量损失。
【实用新型内容】
[0006](一)要解决的技术问题
[0007]本实用新型的目的是:提供一种含有空心软质共振体的复合吸声结构，综合现有共振吸声材料和多孔吸声材料的优点，并解决现有技术中共振吸声材料频率的选择性强的问题。
[0008](二)技术方案
[0009]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种含有空心软质共振体的复合吸声结构，包括容纳体、空心软质共振体和防护体;所述容纳体中填充有多个所述空心软质共振体，且所述空心软质共振体之间形成空隙;所述容纳体包括敞口面，所述敞口面位置设置有防止所述空心软质共振体泄漏的所述防护体，且所述防护体上分布有通往所述容纳体内部的通孔。
[0010]优选地，所述空心软质共振体的材料为乳胶或硅胶。
[0011]优选地，所述空心软质共振体呈空心球状，或者呈空心椭球状。
[0012]优选地，所述容纳体中填充有多种形状和多种尺寸的所述空心软质共振体。
[0013]优选地，所述容纳体为矩形盒体。
[0014]优选地，所述容纳体包括底板以及固定在所述底板上的侧围板，且所述底板和侧围板均为实心板且呈刚性。
[0015]优选地，所述容纳体包括底板以及固定在所述底板上的侧围板，所述侧围板为实心板且呈刚性，所述底板为弹性板。
[0016]优选地，所述容纳体是由侧围板围成的矩形安装框。
[0017]优选地，所述防护体为护网。
[0018]优选地，所述防护体为穿孔板。
[0019](三)有益效果
[0020]本实用新型的技术效果具有以下优点:本实用新型的含有空心软质共振体的复合吸声结构，包括容纳体、空心软质共振体和防护体;所述容纳体中填充有多个所述空心软质共振体，且所述空心软质共振体之间形成空隙;所述容纳体包括敞口面，所述敞口面位置设置有防止所述空心软质共振体泄漏的所述防护体，且所述防护体上分布有通往所述容纳体内部的通孔。该方案中，噪声通过通孔进入到容纳体内部，容纳体内部的空心软质共振体不仅具有薄膜材料吸声的特点，而且空心软质共振体之间具有空隙，从而使得堆积在一起的空心软质共振单元形成了类似多孔吸声材料。由此，该方案的含有空心软质共振体的复合吸声结构同时具有共振吸声性能和多孔吸声的性能，以在较宽频带范围内获取较好的吸声效果。
【附图说明】
[0021]为了更清楚地说明本实用新型实施例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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。
[0022]图1是实施例中含有空心软质共振体的复合吸声结构的立体结构示意图；
[0023]图2是实施例中含有空心软质共振体的复合吸声结构的剖视示意图；
[0024]图中:1、容纳体;11、侧围板;12、底板;2、空心软质共振体;3、防护体。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。
[0026]在本实用新型的描述中，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”、“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。
[0027]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“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。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中的具体含义。
[0028]请参见图1-2，本实施例的含有空心软质共振体的复合吸声结构，包括容纳体1、空心软质共振体2和防护体3。所述容纳体I中填充有多个所述空心软质共振体2，且所述空心软质共振体2之间形成空隙。所述容纳体I还包括敞口面，所述敞口面位置设置有防止所述空心软质共振体泄漏的所述防护体，且所述防护体3上分布有通往所述容纳体I内部的通孔。
[0029]将本实施例的含有空心软质共振体的复合吸声结构用于降噪时，噪声通过通孔进入到容纳体I内部，容纳体I内部的空心软质共振体2具有壁薄质软的特性，从而其软质的薄壁具有薄膜共振的特性。在此基础上，堆积的空心软质共振体2之间形成空隙，从而堆积在一起的很多空心软质共振体2形成类似多孔吸声材料。由此，本实施例的含有空心软质共振体的复合吸声结构同时具有共振吸声性能和多孔吸声的性能，以在较宽频带范围内获取较好的吸声效果。
[0030]其中一种较常见的可以用来做空心软质共振体2的物质就是乳胶做成的气球。显然，气球在充入空气之后，其呈空心状，并且质地柔软。而为了使得气球具有薄膜共振的特性，那么只需要在此基础上，对气球在特定体积下的厚度进行设计，并使得其在不同情况下满足相应的降噪吸声要求。当然，除乳胶以外，空心软质共振体2的材料还可以采用硅胶、乳胶和硅胶形成的复合材料，以及其它满足要求的复合材料等。
[0031]通过上述描述可知，空心软质共振体2的薄膜共振吸声特性主要取决于其材质和厚度。在此基础上，将大量空心软质共振体2堆积在一起时，所有空心软质共振体2的排布关系将决定其多孔吸声特性。
[0032]本实施例中，为了便于空心软质共振体2的排布，并保证其获得较好的多孔吸声特性，优选空心软质共振体2呈空心球状，或者呈空心椭球状。该种情况下，空心球状和空心椭球状可以较好的保证堆积在一起的空心软质共振体2之间形成空隙。在此基础上，如果要保证空隙均匀，那么优选容纳体I中填充的空心软质共振体2形状相同大小相等。
[0033]当然，如果想保证空心软质共振体2形成的空隙多样，从而当声音进入时与孔隙壁发生摩擦和粘滞，并使得更多的声能转化为热能耗散，那么空心软质共振体2形状和尺寸都可以多样化。
[0034]由上可知，对于空心软质共振体2的形状和尺寸并没有特殊的要求，空心软质共振体2可以呈方形、梯形、菱形甚至任何形状，只要生产工艺上可以制造得到，并且在堆积的空心软质共振体2之间可以形成空隙即可。本实施例中只要从总体上而言，靠在一起的空心软质共振体2之间具有空隙，并使得所有堆积在一起的空心软质共振体2形成类似多孔吸声材料即可，不要求所有相邻的空心软质共振体2之间均存在空隙。
[0035]在上述基础上，容纳体I的作用是为了固定和安装空心软质共振体2，使其可以用于降噪设施，例如隔音墙、隔音板等。有鉴于此，在满足空心软质共振体2固定和安装的基本要求上，对容纳体I的结构和材质不作特殊限制。并且，将上述含有空心软质共振体的复合吸声结构用于隔音墙、隔音板等隔音设施时，容纳体I还可以是隔音墙支架，或者是隔音板骨架等，由此在施工现场只需要应用空心软质共振体2对墙壁支架或者隔音板骨架进行填充即可。
[0036]本实施例的容纳体I，从材料角度而言，容纳体I可以是金属材料也可以是非金属材料。此外，从结构上而言，容纳体I既可以采用规则的结构，还可以采用不规则结构，例如，容纳体I形成的容纳腔并不需要处处等深，也不需要处处等宽。
[0037]本实施例仅列举一种呈矩形盒体状的容纳体I，应当理解的是，矩形盒体状的容纳体I不构成对容纳体I结构的限制。
[0038]请进一步参见图1和图2，矩形盒体包括底板12以及固定在所述底板12上的侧围板11，且所述底板12和侧围板11均为实心板且呈刚性。其中，实心且呈刚性的侧围板11可以更好实现空心软质共振体2的填充，当然在满足固定空心软质填充的要求下侧围板11还可以采用空心的，或者表面设有开孔的。此外，采用实心刚性底板12，其本身也具有一定的噪声阻隔的效果。除了采用实心刚性的底板12以外，底板12也可以采用空心板，并且空心的底板12上还可以设置开孔。当然，此处底板12还可以采用弹性结构，例如是护网，或者是橡胶材料的实心板或者橡胶材料的空心板等，并且，橡胶材料的底板也具有一定的隔音效果。甚至，在侧围板11可以较好的实现空心软质共振体2堆积的效果时，可以省略底板12，从而容纳体I是由侧围板11围成的矩形安装框。
[0039]在上述基础上，为了引导声音进入容纳体I的容纳腔内，并和空心软质共振体2接触，那么容纳体I还包括敞口面。在降噪设施的施工或者制备过程当中，一般敞口面的朝向要考虑其和声音的传播关系，例如，将含有空心软质共振体的复合吸声结构用于隔音墙时，那么敞口面一般位于墙体的内表面上，从而可以将室内的声音引导进入容纳体I内部并吸收和消耗掉。
[0040]而为了防止空心软质共振体2从敞口面位置掉落，本实施例的含有空心软质共振体的复合吸声结构，敞口面位置设置有防护体3。其中，通过防护体3可以将空心软质共振体2固定在容纳体I内，从而对空心软质共振体2起到保护作用。此外，防护体3的设置不应当阻挡噪声进入到容纳体I中，因此在防护体3上分布有通往所述容纳体I内部的通孔。
[0041]本实施例中，防护体3可以采用护网的结构形式，从而护网的网孔就相当于上述提到的“通往所述容纳体I内部的通孔”。其中，对护网的材质没有特殊要去，既可以是金属材料也可以是非金属材料，只要可以对空心软质共振体2起到保护作用即可。此外，为了保证对空心软质共振体2的封闭效果，那么显然护网的网孔的最基本要求就是防止空心软质共振体2从网孔中泻露。在此基础上，网孔可以是圆形孔、方形孔、菱形孔、六角形孔、鱼鳞形孔、椭圆形孔或者其它任意形状。此外，网孔的尺寸也可大可小。
[0042]除了采用护网的结构形式，本实施例的防护体3还可以采用穿孔板的形式，其中穿孔板上的穿孔就相当于上述提到的“通往所述容纳体I内部的通孔”。穿孔板自身具有共振吸声的特点，从而可以进一步加强本实施例含有空心软质共振体的复合吸声结构的吸声效果。当然，穿孔板的成本会比护网高。
[0043]本实施例的含有空心软质共振体的复合吸声结构，通过空心软质共振体2的使用，使得含有空心软质共振体的复合吸声结构拓宽了吸声带宽，并且在较宽的频带范围内都具有良好的吸声效果。并且，空心软质共振体2结构相对简单，加工成本低;此外，由于空心软质共振体2对容纳体I和防护体3都没有特殊的要去，因此使得含有空心软质共振体的复合吸声结构具有较大的灵活性。并且，本实施例的含有空心软质共振体的复合吸声结构，还具有容易加工、重量轻、安装方便、成本较低等优点。
[0044]以上实施方式仅用于说明本实用新型，而非对本实用新型的限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种含有空心软质共振体的复合吸声结构，其特征在于，包括容纳体、空心软质共振体和防护体;所述容纳体中填充有多个所述空心软质共振体，且所述空心软质共振体之间形成空隙;所述容纳体包括敞口面，所述敞口面位置设置有防止所述空心软质共振体泄漏的所述防护体，且所述防护体上分布有通往所述容纳体内部的通孔。2.根据权利要求1所述的含有空心软质共振体的复合吸声结构，其特征在于，所述空心软质共振体的材料为乳胶或硅胶。3.根据权利要求1所述的含有空心软质共振体的复合吸声结构，其特征在于，所述空心软质共振体呈空心球状，或者呈空心椭球状。4.根据权利要求1所述的含有空心软质共振体的复合吸声结构，其特征在于，所述容纳体中填充有多种形状和多种尺寸的所述空心软质共振体。5.根据权利要求1所述的含有空心软质共振体的复合吸声结构，其特征在于，所述容纳体为矩形盒体。6.根据权利要求5所述的含有空心软质共振体的复合吸声结构，其特征在于，所述容纳体包括底板以及固定在所述底板上的侧围板，且所述底板和侧围板均为实心板且呈刚性。7.根据权利要求5所述的含有空心软质共振体的复合吸声结构，其特征在于，所述容纳体包括底板以及固定在所述底板上的侧围板，所述侧围板为实心板且呈刚性，所述底板为弹性板。8.根据权利要求1所述的含有空心软质共振体的复合吸声结构，其特征在于，所述容纳体是由侧围板围成的矩形安装框。9.根据权利要求1所述的含有空心软质共振体的复合吸声结构，其特征在于，所述防护体为护网。10.根据权利要求1所述的含有空心软质共振体的复合吸声结构，其特征在于，所述防护体为穿孔板。
【文档编号】G10K11/16GK205609210SQ201620424362
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月11日
【发明人】李贤徽, 盖晓玲, 邢拓, 张斌
【申请人】北京市劳动保护科学研究所