专利名称：隔声量与内部温度可控的双层智能隔声罩的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种隔声设备，尤其是一种隔声量与内部温度可控的双层智能隔声罩，属于振动与噪声控制领域。
背景技术：
目前大多数工业设备在使用中都会产生严重的噪音污染，如由电动机、联轴器、减速器、压缩机等组成的大型气体压缩设备，经测试其噪声有的高达100 120dB(A)，远远超过国家相关的噪声控制标准85-95dB (A)的要求，这不仅危及操作工人的身心健康，而且对周围环境造成严重的噪声污染。因此，降低设备的噪声是目前国内外噪声控制领域重点研究的课题之一。中国专利申请《隔声量可智能化控制的隔声罩》(申请号200810165908. 2) 实现了对各频段噪声隔声量的智能化控制，满足对散热要求不严格设备的隔声，但仍有以不足1)隔声罩内被抽真空后会造成设备通风散热困难，罩内温度过高，不仅妨碍对散热有要求的设备正常运行，而且现场维修人员在进入罩内前，必须先恢复隔声罩内空气压力，然后才能执行检修任务。2)对于体积较大的隔声罩，离心式风机将隔声罩内空气抽到控制要求的真空度需要较长时间，工作效率低，消耗能量大。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种隔声量与内部温度可控的双层智能隔声罩，该隔声罩既能对隔声量大小进行控制又能满足散热要求，还能满足不同频率范围噪声源用户的要求，特别是低频噪声源，并同时解决了隔声罩内的通风散热问题， 具有人性化、智能化的优点。为实现上述目的，本发明采用下述技术方案—种隔声量与内部温度可控的双层智能隔声罩，包括隔声罩，隔声罩上设有隔声门，隔声罩外部设有声传感器，所述双层隔声罩包括内外嵌套的吸声散热间和真空隔声间， 在所述吸声散热间和真空隔声间均与进风装置和排风装置相连通，所述吸声散热间内设有温度传感器，所述进风装置、排风装置、声传感器和温度传感器均与隔声罩外部的控制装置相连，并且噪声源就安装在吸声散热间中，所述真空隔声间要密封良好，并且真空度可控。所述吸声散热间的顶部和真空隔声间的顶部之间有一定间隙。所述吸声散热间的顶部和真空隔声间的顶部共用隔声板。所述进风装置包括吸声散热间进风装置和真空隔声间进风装置；所述吸声散热间进风装置包括设置于吸声散热间的墙体上的吸声散热进风口消声器，吸声散热进风口消声器下部设有吸声散热间进风口消声器支撑架，吸声散热进风口消声器的进风口前部设有空气滤清器；所述真空隔声间进风装置包括设置于真空隔声间外墙体上的真空隔声间进风口
3消声器，在真空隔声间进风口消声器下部设有真空隔声间进风口消声器支撑架，真空隔声间进风口消声器的进风口前部设有密封性能良好的卷帘门，卷帘门通过传动机构与伺服或步进电机相连。所述吸声散热进风口消声器的进风口与其相应的排风装置的排风口呈对角线分布。所述真空隔声间进风口消声器的进风口与其相应的排风装置的排风口也呈对角线分布。所述吸声散热间和真空隔声间的排风装置均采用低噪音离心排风机，安装在隔声罩的地基上，其对应进风口的一端接到隔声罩内部的顶上，并分别与吸声散热间和真空隔声间相通，另一端与低噪音离心排风机的进风口相接，低噪音离心排风机的出口接在排风管道的进风口上，排风管道的出口通过总排气管通向厂房的外部，与大气相通。发明原理将隔声罩内的声源看成一个脉动球源，由于隔声罩内作了吸声处理，忽略声波的反射，由声波的传播机理可知，隔声罩内任一点的声压为
ρ _ PifiMi) Ua cj(wt-kr+0)
r小+ (kr0)2⑴这里Γ(ι和Ua分别是脉动球源的半径和表面的振动速度；P C1和Ctl是媒质的密度和声的传播速度；k和r分别是波数和隔声罩内任一点到脉动球源中心的距离；ω和θ分别是声源振动频率和初相位。对于理想气体，忽略声波产生的声压对媒质压力和密度影响，声速取平衡状态时的数值有co =一
"ο(2)其中Υ是理想气体绝热过程的绝热指数，Ptl和P0是平衡状态时气体的压力和密度。将式⑵带入式⑴有
^rp0P0r02uaP = I11 = ^
φ/k)2 +(T0)2
(3)根据波数、频率和声速的关系
ω
~
cQ(4)一般来说，隔声罩的容积是固定不变的，由克拉柏龙气体方程，隔声罩内的压力Ptl 和气体密度P ^关系为
^ —Ρ0μPo =
R“(5)这里y、R和Ttl分别是气体摩尔质量、气体摩尔常数和隔声罩内的绝对温度。将式(2)、⑷、(5)带入式(3)，经过整理有
^O V^7O Ua^jXojt-kr+θ)P=-1 t 7 2 , e
ΓΚΤ0^[χ/(ω2μ) + Γ02/(RT0)](6)由式(6)可知，隔声罩内任一点的声压与媒质的压强近似成正比。基于上述理论，本发明在传统隔声方法的基础上，将双层墙的隔声原理与真空隔
4声理论相结合，提出在真空隔声间内嵌套吸声散热间的一种新型双层智能隔声罩，通过一组智能可控风机将真空隔声间内空气排出，形成一定的真空度从而达到改变隔声罩隔声量的目的，另一组风机用来控制隔声罩内的温度，从而保证设备的正常通风散热，并利用计算机或PLC逻辑控制，数据采集，显示，报警，通信等功能，实现对声源如压缩机等设备的隔声量和温度进行监测和控制，设计出隔声量和内部温度可控的双层智能隔声罩。本发明解决了以下两个方面的问题1)隔声罩的隔声量可智能化控制，且适合各种频率范围的噪声源。当压缩机等设备的辐射噪声超过控制目标值(该目标值往往低于国家标准要求)，或因负荷增大等其它机械原因，声源辐射的噪声就会发生变化，本发明在外部安装的声传感器就能检测到声压或声强的实际值，将声传感器测量值与控制目标值的差值作为控制系统的输入，通过与控制目标量比较后进行功率放大，由交流或直流伺服电机(根据控制要求还可用步进电机) 通过联轴器和减速器，带动装于真空隔声间进风口的具有良好密封性能的卷帘门上下运动，从而控制进风量的大小，使真空隔声间形成不同程度的真空状态，达到隔声量智能控制的要求。2)隔声罩的内部温度可实时监测控制，当温度超过设定值时，通过计算机(或PLC 控制器)启动声光报警系统及吸声散热间的风机排风，从而避免温度过高影响设备运行。 双层智能隔声罩的声光报警及吸声散热间风机的启动、停止控制均为开关量，而温度传感器的输出信号为模拟信号。由于模拟信号的通道数量不多，故控制电路使用PLC附加模拟模块的方式。至于双层智能隔声罩真空隔声间进风口传动电机也可使用PLC附加模块的方式进行控制。最后，本发明还对控制系统的硬件电路和软件程序进行了模拟实验验证，结果表明整个系统安全可靠，满足技术指标要求，具有很强的实用价值。本发明在原有专利的基础上，将双层墙的隔声理论与真空隔声理论相结合，将隔声罩分为真空隔声间和吸声散热间，创新提出在真空隔声间内嵌套吸声散热间的一种新型双层智能隔声罩，实现隔声量与内部温度可控，能满足不同声源用户的要求。这种双重隔声罩的隔声量可智能化控制，对不同频率范围的噪声源能进行良好隔声，特别是困扰振动噪声领域的低频噪声控制问题，并同时解决了隔声罩内的通风散热问题，具有人性化、智能化的优点。
图1双层智能隔声罩的布置图；图2双层智能隔声罩真空隔声间进风口结构原理图；图3双层智能隔声罩吸声散热间进风口结构原理图；图4双层智能隔声罩真空隔声间进风口传动结构原理图；图5双层智能隔声罩真空隔声间进风口电器控制原理图；图6双层智能隔声罩吸声散热间排风系统电器控制原理图；图7隔声量与内部温度可控的双层智能隔声罩一种整体装配主视图；图8是图7的左视图；图9是图7的俯视图；图10是图9中A-A向剖视图11是图9中K向视图；图12是隔声量与内部温度可控的双层智能隔声罩另一种整体装配主视图；图13是图12的左视图；图14是图12的俯视图；图15是图14中A-A向剖视图；图16是图14中K向视图；其中1.隔声罩，2.隔声门，3.声传感器，4.吸声散热间，5.真空隔声间，6.进风装置，7.排风装置，8.温度传感器，9.控制装置，10.噪声源，11.真空隔声间进风口消声器， 12.真空隔声间外墙体，13.密封卷帘门，14.真空隔声间进风口消声器支撑架，15.吸声散热间进风口消声器，16.吸声散热间墙体，17.空气滤清器，18.吸声散热间进风口消声器支撑架，19.卷帘门轴，20.传动机构，21.步进或伺服电机。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。双层智能隔声罩的布置如图1 ；双层智能隔声罩真空隔声间的进风口结构原理如图2 ；双层智能隔声罩吸声散热间的进风口结构原理如图3 ；双层智能隔声罩真空隔声间的进风口传动结构原理如图4 ；双层智能隔声罩真空隔声间的进风口电器控制原理如图5 ；双层智能隔声罩吸声散热间排风系统电器控制原理如图6。本发明的实施主要包括机械和电器控制两部分。其中机械部分主要是由隔声罩1、 隔声门2、可控低噪声离心排风系统(两套)、风量可控的进风口消声器以及普通进风口消声器等组成；而电器部分主要由控制部分和伺服机构等组成。隔声量与内部温度可控的双层智能隔声罩，包括隔声罩1，隔声罩1上设有隔声门 2，隔声罩1外部设有声传感器3，所述隔声罩1包括内外嵌套的吸声散热间4和真空隔声间 5，所述吸声散热间4和真空隔声间5均与进风装置6和排风装置7相连通，所述吸声散热间4内设有温度传感器8，所述进风装置6、排风装置7、声传感器3和温度传感器8均与隔声罩1外部的控制装置9相连。使用时，将该装置安装在噪声源10的外部，噪声源10位于吸声散热间4内，其四周要与吸声散热间墙体16留有适当距离。隔声量和内部温度可控的双层智能隔声罩整体装配图如图7-图16所示，其中图 7-图11所示结构为真空隔声间5与吸声散热间4顶部分别使用单独的隔声板，吸声散热间4的顶部和真空隔声间5的顶部之间有一定间隙，该结构适用于对隔声量控制要求较高的情况，其缺点是隔声罩的结构复杂；图12-图16所示结构为真空隔声间5与吸声散热间 4共用一个隔声板，该结构具有经济简便且结构稳定性较高的特点。1.机械部分实施方式隔声罩1 考虑到可靠性、密封、寿命等方面的问题，本发明所有隔声板均采用聚氨酯双面复合型保温板。由于板板之间在连接处有沟槽和挂钩，而且板厚可根据隔声要求选择，安装和拆卸方便，便于维修，同时隔声效果良好。在吸声散热间4内壁上装微穿孔吸声板，提高罩内对声能量的吸收。原则上讲，如果密封性能很高，该隔声罩可以完全消除声源噪音。隔声门2 市面上有标准的隔声门，本发明的两个隔声门2采用同一型号的聚氨酯双面复合型保温板制成的隔声门。可控低噪声离心排风系统(排风装置7两套)系统采用低噪音的离心式风机，安装在隔声罩1的地基上。进风口的一端接到隔声罩1内部的顶上，一套与吸声散热间4相通，另一套和真空隔声间5相通，它们的另一端分别与低噪声离心排风机的进风口相接，而排风机的出口接在排风管道的进风口上，排风管道的出口通过总排气管通向厂房的外部， 与大气相通。进风装置6包括吸声散热间进风装置和真空隔声间进风装置。真空隔声间进风装置包括真空隔声间进风口消声器11，该消声器11安装于真空隔声间外墙12上，它的下部安装有真空隔声间进风口消声器支撑架14，真空隔声间进风口消声器11的进风口前部设有密封卷帘门13，卷帘门轴19通过传动机构20与步进或伺服电机21相连。由伺服电机(根据控制要求还可用步进电机)通过联轴器和减速机构连接到具有良好密封性能的卷帘门轴19上，带动装于消声器进风口的具有良好密封性能的卷帘门13上下运动，这时低噪音离心排风系统(排风装置7)处于可控排风状态。当密封性能良好的卷帘门13向下运动时，消声器的进风口就被挡住，真空隔声间5的真空度提高，设备外部声传感器3测量的噪声源的声压或声强值就会因真空度的提高而降低；反之，密封卷帘门13向上运动，消声器的进风口就增大，减小真空隔声间5的真空度，使声传感器3测量信号增大。这样，使整个隔声罩的隔声量保持在设定的目标值上(具体见图2)。吸声散热间进风装置包括吸声散热间进风口消声器15，该消声器15安装于吸声散热间墙体16上，吸声散热间进风口消声器15下部设有吸声散热间进风口消声器支撑架 18，为了通风散热充分，进风口和排风口呈对角线分布。因吸声散热间4的进风口处于常开状态，为保证良好的隔声效果，吸声散热间进风口消声器15的各连接处要有较高的密封性，而且为了避免空气中的杂质(粉尘)进入隔声罩1内，吸声散热间进风口消声器15加装了空气滤清器17 (具体见图3)。2.电器部分实施方式1)智能双层隔声罩真空隔声间进风口电器控制原理如图5。电器部分主要由控制部分和伺服机构等组成。由于安装在隔声设备外部的声传感器3能检测到声压或声强的实际值，电器控制部分将该测量值与控制目标值的差值作为计算机控制系统(或PLC)的输入，通过比较后进行功率放大，由交流或直流伺服电机(根据控制要求还可用步进电机) 通过联轴器和减速器，带动装于真空隔声间消声器进风口的具有良好密封性能的卷帘门13 上下运动，从而控制进风量的大小，实现对不同噪声源的智能化控制。2)双层智能隔声罩吸声散热间排风系统电器控制原理如图6。该电器控制部分主要有硬件电路和控制软件两部分组成，实现对温度的实时监测控制。当隔声罩1内的温度传感器8检测到温度超标时，将模拟信号通过模拟控制模块传给PLC，控制启动声光报警和风机的排风，从而实现对隔声罩1内温度的控制，保证良好的散热。上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式
进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
权利要求
1.一种隔声量与内部温度可控的双层智能隔声罩，包括隔声罩，隔声罩上设有隔声门， 隔声罩外部设有声传感器，其特征是，所述隔声罩包括内外嵌套的吸声散热间和真空隔声间，所述吸声散热间和真空隔声间均与进风装置和排风装置相连通，所述吸声散热间内设有温度传感器，所述进风装置、排风装置、声传感器和温度传感器均与隔声罩外部的控制装置相连。
2.如权利要求1所述的隔声量与内部温度可控的双层智能隔声罩，其特征是，所述吸声散热间的顶部和真空隔声间的顶部之间有间隙。
3.如权利要求1所述的隔声量与内部温度可控的双层智能隔声罩，其特征是，所述吸声散热间的顶部和真空隔声间的顶部共用隔声板。
4.如权利要求2或3所述的隔声量与内部温度可控的双层智能隔声罩，其特征是，所述进风装置包括吸声散热间进风装置和真空隔声间进风装置；所述吸声散热间进风装置包括设置于吸声散热间的墙体上的吸声散热进风口消声器，吸声散热进风口消声器下部设有吸声散热进风口消声器支撑架，吸声散热进风口消声器的进风口前部设有空气滤清器；所述真空隔声间进风装置包括设置于真空隔声间外墙体上的真空隔声间进风口消声器，真空隔声间进风口消声器下部设有真空隔声间进风口消声器支撑架，真空隔声间进风口消声器的进风口前部设有密封卷帘门，密封卷帘门通过传动机构与步进或伺服电机相连。
5.如权利要求4所述的隔声量与内部温度可控的双层智能隔声罩，其特征是，所述吸声散热进风口消声器的进风口与其相应的排风装置的排风口呈对角线分布。
6.如权利要求5所述的隔声量与内部温度可控的双层智能隔声罩，其特征是，所述真空隔声间进风口消声器的进风口与其相应的排风装置的排风口也呈对角线分布。
7.如权利要求6所述的隔声量与内部温度可控的双层智能隔声罩，其特征是，所述吸声散热间和真空隔声间的排风装置均采用低噪音离心排风机，安装在隔声罩的地基上，离心排风机对应进风口的一端接到隔声罩内部的顶上，并分别与吸声散热间和真空隔声间相通，另一端与低噪音离心排风机的进风口相接，低噪音离心排风机的出口接在排风管道的进风口上，排风管道的出口通过总排气管通向厂房的外部，与大气相通。
全文摘要
本发明公开了一种隔声量与内部温度可控的双层智能隔声罩，包括隔声罩，隔声罩上设有隔声门，隔声罩外部设有声传感器，隔声罩包括内外嵌套的吸声散热间和真空隔声间，吸声散热间和真空隔声间均与进风装置和排风装置相连通，吸声散热间内设有温度传感器，进风装置、排风装置、声传感器和温度传感器均与隔声罩外部的控制装置相连。本发明将双层墙的隔声原理与真空隔声理论相结合，提出在真空隔声间内嵌套吸声散热间的一种新型双层智能隔声罩，实现隔声量与内部温度可控，能满足不同声源用户的要求。这种隔声罩的隔声量可智能化控制，对不同频率范围的噪声源能进行良好隔声，并同时解决了隔声罩内的通风散热问题，具有人性化、智能化的优点。
文档编号G05D23/19GK102426833SQ201110419109
公开日2012年4月25日 申请日期2011年12月14日 优先权日2011年12月14日
发明者修瑶瑶, 梁森, 王辉 申请人:青岛理工大学