专利名称：非阻塞性微颗粒阻尼隔声套的制作方法
非阻塞性微颗粒阻尼隔声套技术领域
本发明针对目前采矿、炼钢工业中球磨机噪声治理中存在的问题，应用非阻塞性 微颗粒阻尼减振技术和隔声理论发明设计了非阻塞性微颗粒阻尼隔声套。本发明是通过削 弱球磨机筒体共振峰值，降低振动能量，从而达到大大减少噪声源发出的噪声的目的。非阻 塞性微颗粒阻尼隔声套不仅能隔除高频噪声，而且对低频噪声也能很好的隔除，有很强的 实用性、可靠性、经济性，属于噪声控制研究领域。
背景技术：
在采矿、炼钢工业中，球磨机作为一个粉碎机械，其噪声主要由筒体内钢球，矿石 物料与衬板之间的相互撞击和研磨产生的，并由筒体表面向外辐射噪声，具体见球磨机工 作原理图1。目前，球磨机噪声治理通常采用隔声罩、隔声屏等技术，这些措施对中、高频声 源的治理效果较好，但对于以低频噪声为主的球磨机而言隔声作用不大。而球磨机恶劣的 工作环境严重地影响工作人员的健康(具体见球磨机筒体噪声测试曲线图2)，所以迫切需 要解决其降噪问题。
非阻塞性微颗粒阻尼技术是传统的颗粒阻尼、冲击阻尼技术与现代振动理论、材 料科学相结合而发展起来的一项无源振动控制新技术。该技术结构具有减振降噪效果好、 耐恶劣环境、抗老化等一系列优点，已被国外用在航空、航天等领域。本发明针对球磨机噪 声特点，应用非阻塞性微颗粒阻尼技术和隔声理论设计出非阻塞性微颗粒阻尼隔声套，通 过弱削球磨机筒体共振峰值来降低其振动噪声的辐射能量。由于该发明具有阻尼减振的特 性，从根源上对噪声进行治理(振动是噪声的根源)，突破了以往隔声降噪设备的局陷，具 有可靠性、经济性、实用性等优点。发明内容
发明原理非阻塞性微颗粒阻尼是20世纪九十年代末提出的一种新的抗恶劣环 境阻尼技术。通过在结构体中填充非阻塞性微颗粒，当微颗粒在结构振动时对其产生反冲 击作用，可减小结构体的振动；同时微颗粒在运动中会产生干摩擦，或与振动着的器壁之间 发生动量转换，以及发热、粘滞剪切变形等，都有吸收或耗散振动能量的作用，其原理可用 摇晃装有一定体积比例的钨微颗粒瓶子来说明，具体原理如图3所示，与摇晃空瓶相比，有 很大阻力，需要更大的能量。经测试表明在梁的孔洞中以90%的填充率填充钨微颗粒，可 使梁的一阶固有频率处振幅降低60倍以上，梁的阻尼比由原来的0. 000148增加到0. 109， 提高了接近三个数量级，而填充的钨粉只占梁重的5%左右，足见非阻塞性微颗粒阻尼技术 的有效性。
非阻塞性微颗粒阻尼隔声套就是应用非阻塞性微颗粒阻尼技术发明设计的隔声 装置，本发明的具体内容用隔声钢板把球磨机的筒体包裹起来，形成一个隔声套，在该套 与球磨机筒体间的空隙(空隙一般在30-100mm)处填充一定体积比例和粒度的微颗粒体 (直径< 5mm)。为了防止非阻塞性微颗粒的泄漏，在周向和轴向筋板与球磨机筒体和隔声钢板的连接处都加了橡胶垫，既阻断了固体传声，又防止了微颗粒的泄漏。同时，随着筒体 的转动，隔声套也跟着转动，这样球磨机筒体周围始终有微颗粒包围，其运动与结构振动的 加速度方向相反，有阻碍振动的作用，且微颗粒之间不断撞击和摩擦，消耗掉筒体因振动而 辐射的噪声能，从而达到从根本上减少其噪声辐射的目的，具体结构见图4。该非阻塞性微 颗粒阻尼隔声套能很好地抑制筒体振动产生的噪声，尤其是低频结构的噪声。由于其实用 性、可靠性、经济性等优点，应用前景非常广泛。
图1球磨机工作原理；
图2球磨机筒体噪声测试曲线；
图3非阻塞性微颗粒阻尼原理示意图4非阻塞性微颗粒阻尼隔声套结构。
具体实施方式
基于隔声理论，结合球磨机筒体的结构特点，通过减少结构的振动能量来降低结 构的噪声辐射，设计出非阻塞性微颗粒阻尼隔声套。本发明主要分两部分，一是隔声套的结 构，二是在球磨机筒体与隔声套之间填充的非阻塞性微颗粒。通过选择合适的几何结构、制 作材料和填充微颗粒等措施可以进一步改善整个结构的隔声性能，达到对各种频段的噪声 都有很好隔声的效果。
1.非阻塞性微颗粒阻尼隔声套设计
本发明设计的隔声套，要求基于球磨机筒体的结构形状，保证球磨机筒体与隔声 套之间的空隙一般在30 100mm，隔声套要根据球磨机筒体的长短和圆周的尺寸分成几 份，周向与轴向的每段长度不能超过2米，阻尼钢板的厚度一般为3 6mm。这些阻尼钢板 的固定是通过周向和轴向筋板来实现的，为了防止固体传声，在轴向和周向筋板的连接表 面上，加上橡胶垫。为了防止非阻塞性微颗粒的泄漏，在阻尼钢板的接缝处都加橡胶垫并用 钢板连结。为了方便加料，在每段筒体上都开有加微颗粒的料窗，其固定是通过紧顶螺丝来 实现的。为了增加非阻塞性微颗粒阻尼隔声套的阻尼，在隔声套的外表面上涂一层阻尼涂 料，涂料的厚度在0. 5 5mm内选取。这样就组成一个密闭的壳体，该密闭的壳体结构要能 尽量减少声音的泄漏，同时要满足强度和刚度的要求，还必须便于操作、维修和拆装。非阻 塞性微颗粒阻尼隔声套的具体结构如图4所示。
2.非阻塞性微颗粒阻尼隔声套的填充物
根据非阻塞性微颗粒减振阻尼技术，填充不同种类的颗粒，其减振效果不同，颗粒 的比重越大，效果越好。在非阻塞性微颗粒材质的选择上，它可以是一定粒度的沙粒、铁粉、 钨粉等，本发明选用沙粒作填充物，其粒度一般小于5mm，填充率一般在90 95%，根据需 要做到既能有效控制振动，降低噪声，又经济耐用。权利要求
1.非阻塞性微颗粒阻尼隔声套，针对球磨机噪声特点，基于非阻塞性微颗粒阻尼技术， 并结合隔声理论，创新设计出一种对各个频段噪声都能有效隔除的隔声装置，尤其对低频 噪声有很好的隔声效果。本发明是在球磨机筒体上围一层阻尼钢板，然后将一定粒度的沙 粒填充到筒体与阻尼钢板之间，填充率为90 95%。阻尼钢板是通过轴向和周向筋条固定 的。为了防止固体传声，在轴向和周向筋条的连接处作了柔性处理。本非阻塞性微颗粒阻 尼隔声套和筒体一同转动，能长时间有效减振降噪，应用前景十分广泛。
2.根据权利要求1所述的非阻塞性微颗粒阻尼隔声套，其特征是创新地将非阻塞性 微颗粒阻尼技术应用于球磨机噪声治理问题上，结合隔声理论，设计了非阻塞性微颗粒阻 尼隔声套，是低频结构隔声领域的一大突破。
3.根据权利要求1所述的非阻塞性微颗粒阻尼隔声套，其特征是球磨机筒体外侧围 一层钢板，本发明选择的阻尼钢板范围为3 6mm，在钢板的外表面涂上一层阻尼涂料，这 样对中高频噪声也有很好的隔除作用。
4.根据权利要求1所述的非阻塞性微颗粒阻尼隔声套，其特征是为了防止固体传声 和微颗粒泄漏，在筒体外围的隔声钢板和筒体的连接设计中，对轴向和周向筋条的连接处 都作了柔性处理，加上橡胶阻尼减振垫。
5.根据权利要求1所述的非阻塞性微颗粒阻尼隔声套，其特征是填充的非阻塞性 微颗粒可以是一定粒度的沙粒、铁粉、钨粉等粉体，直径一般小于5mm，填充率一般在90 95%，根据需要做到既能有效控制振动，降低噪声，又经济耐用。本发明经过比较采用沙粒 作填充微颗粒，经济实用，有很好的应用前景。
6.根据权利要求1到权利要求5所述的非阻塞性微颗粒阻尼隔声套，其特征是将非 阻塞性微颗粒阻尼技术、隔声原理、隔声套的几何结构以及轴向和周向筋条的柔性连接设 计等结合在一起，实现了非阻塞性微颗粒阻尼隔声套的功能。既能有效隔除中高频噪声，又 能通过非阻塞性微颗粒阻尼技术降低低频噪声，使本发明对各个频段噪声都有良好的隔除 效果。
全文摘要
炼钢、采矿工业中，球磨机的噪声可达100dBA以上，严重危害工作人员的身心健康。目前球磨机噪声治理的方法，大都采用隔声罩技术，但该技术能部分隔除中、高频噪声，对于以低频噪声为主的球磨机而言，治理效果不理想。本发明是针对球磨机噪声特点，采用声学理论和非阻塞性微颗粒阻尼技术，通过非阻塞性微颗粒阻尼削弱球磨机筒体共振峰值(具体见摘要附图1)和隔声套对噪声的阻断技术，创新设计出非阻塞性微颗粒阻尼隔声套，从根本上对球磨机的噪声进行治理，突破了以往隔声降噪设备的缺陷。研究表明这种阻尼减振降噪技术制造成本低，有很好的实用性能，尤其在低频隔声领域有很大的突破，有广阔的发展前景和应用空间。
文档编号G10K11/162GK102029211SQ20091000747
公开日2011年4月27日 申请日期2009年2月11日 优先权日2009年2月11日
发明者刘志红, 常园园, 李烜, 梁森 申请人:梁森