低频自净消声器及其制作方法转让专利
申请号 : CN200810157058.1
文献号 : CN101363346B
文献日 : 2010-06-09
发明人 : 杨于生 , 沈百元 , 张荣初
申请人 : 张荣初
摘要 :
本发明公开了一种低频自净消声器及其制作方法，包括外壳隔声板、超微孔吸声膜、气流通道和连接法兰；气流通道位于外壳隔声板内，在气流通道的四周外表面上包履有超微孔吸声膜；连接法兰设置在外壳隔声板两端并使气流通道与管道相通。本发明利用超微孔吸声膜作为吸声材料，金属或高分子板材作为外隔声板，具有重量轻、造价低、安装方便等特点；更适用于环境湿度大，净化、低频吸声要求高的场合；本低频自净消声器还可制作成防火、全透明的消声器。
权利要求 :
1.一种低频自净消声器，其特征在于：它包括外壳隔声板(1)、超微孔吸声膜(2)、气流通道(3)和连接法兰(4)；气流通道(3)位于外壳隔声板(1)内，在气流通道(3)的四周外表面上包履有超微孔吸声膜(2)；连接法兰(4)设置在外壳隔声板(1)两端并使气流通道(3)与管道相通；所述超微孔吸声膜(2)由高分子非金属材料制成；所述超微孔吸声膜(2)厚度范围在0.05～0.3mm之间，孔径在0.05～0.3mm之间；所述超微孔吸声膜(2)的表面经过纳米净化处理。
2.根据权利要求1所述的低频自净消声器，其特征在于：所述外壳隔声板(1)和超微孔吸声膜(2)由耐高温、防火、防腐材料制成。
3.根据权利要求1所述的低频自净消声器，其特征在于：所述外壳隔声板(1)和超微孔吸声膜(2)由透明或非透明材料制成。
4.一种权利要求1所述低频自净消声器的制作方法，其特征在于它包括以下步骤：
1)根据所要控制的空气动力噪声声场情况，设计所要加工的超微孔吸声材料的各项参数；
2)对声场频率和安装条件不同情况，进行理论模拟，确定所要加工超微孔吸声膜的材料厚度、孔径、穿孔率以及使用层数的技术参数；
3)根据不同的使用场合和使用要求确定选用材料的透明度、防紫外线、防潮、自净及防火的相关技术要求；
4)根据计算所得到的材料厚度、孔径、穿孔率参数，以及选用材料的要求，得到所要加工的超微孔吸声膜生产图纸，编制加工工艺流程；
5)不透明的低频自净消声器选用生产图纸中规定的材料，根据图纸上的尺寸采用数控剪板机下料，数控折弯机加工成形，整体制作方法参照金属阻性消声器的制作方法进行；
6)全透明的低频自净消声器也根据生产图纸中规定的材料及图纸上的尺寸，用数控裁板机下料，采用热熔与胶粘的方法加工成型；它与其它金属消声器的加工工艺基本相似，所不同的是用到比较厚的板材时，需要有一定的余量，先用机械裁剪，然后用机械磨平或手工修整方法修正至标准尺寸；
7)超微孔吸声膜根据设计需要，制作成吸声膜框架或直接固定在消声器的外隔声板上。
说明书 :
技术领域
本发明属于消声环保领域，具体地说是用一种用环保的超微穿孔共振吸声膜制作的低频自净消声器及其制作方法。
背景技术
目前国内外的消声器种类繁多，如：阻性消声器、抗性消声器、阻抗复合式消声器、微穿孔板消声器等，它们良好的消声性能在消声降噪方面取得了十分喜人的成绩。但由于阻性消声器一般使用多孔吸声材料制成，如：玻璃棉、矿棉板等材料，在使用过程中，存在着二次污染的问题。因而解决二次污染的问题成为各类消声器的一个发展方向。
微穿孔板消声器的开发与应用在解决二次污染问题上已经取得了理想的效果，但由于其吸声材料的吸声系数低，且主要吸声频率段在中高频。目前使用微穿孔板消声器一般使用穿孔率在1％～3％的微穿孔板材料。采用微穿孔板共振吸声结构的原理，是不用任何多孔吸声材料，而是在薄的金属板上钻许多微孔，这些微孔的孔径一般为1mm以下，为加宽吸声频带，孔径应尽可能小，但因制造工艺限制，故常用孔径为0.3～1.0mm，材料一般为厚度在0.5～1.0mm的铝板、钢板、不锈钢板、镀锌板、PC板、胶合板、纸板等。孔越小，声阻就大得多，结构的吸声系数就高，过去由于工艺的限制，加工的孔径还无法达到超微孔，并且无法保证在宽频带有较高的吸声系数。
微穿孔板消声器的开发与应用在解决二次污染问题上已经取得了理想的效果，但由于其吸声材料的吸声系数低，且主要吸声频率段在中高频。目前使用微穿孔板消声器一般使用穿孔率在1％～3％的微穿孔板材料。采用微穿孔板共振吸声结构的原理，是不用任何多孔吸声材料，而是在薄的金属板上钻许多微孔，这些微孔的孔径一般为1mm以下，为加宽吸声频带，孔径应尽可能小，但因制造工艺限制，故常用孔径为0.3～1.0mm，材料一般为厚度在0.5～1.0mm的铝板、钢板、不锈钢板、镀锌板、PC板、胶合板、纸板等。孔越小，声阻就大得多，结构的吸声系数就高，过去由于工艺的限制，加工的孔径还无法达到超微孔，并且无法保证在宽频带有较高的吸声系数。
发明内容
为了克服现有技术中消声器存在的问题，本发明的目的是提供一种用阻燃又能有效吸声的非金属吸声膜制作成的低频自净消声器及其制作方法。该低频自净消声器利用超微孔吸声膜作为吸声材料，不但具有金属和非金属微穿孔板优越的净化功能，而且还具备透明或不透明、重量轻、价格便宜等优点；充分利用吸声膜加工的超微孔对低频有良好的吸声性能，并适用于环境湿度大，净化、低频吸声要求高的场所；同时能满足现场需要防火阻燃、防静电、及防紫外线的要求。在非金属吸声膜材料表面采用纳米技术，对本身材料的表面自己具备相应的净化功能，有效去除材料表面的污渍与和灰尘。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种低频自净消声器，其特征在于：它包括外壳隔声板、超微孔吸声膜、气流通道和连接法兰；气流通道位于外壳隔声板内，在气流通道的四周外表面上包履有超微孔吸声膜；连接法兰设置在外壳隔声板两端并使气流通道与管道相通。
本发明中，所述超微孔吸声膜由聚碳酸酯或高分子非金属材料制成。
所述外壳隔声板和超微孔吸声膜由耐高温、防火、防腐材料制成。
所述外壳隔声板和超微孔吸声膜由透明或非透明材料制成。
所述超微孔吸声膜厚度范围在0.05～0.3mm之间，孔径在0.05～0.3mm之间。
超微孔吸声膜的表面可以经过纳米净化处理。
一种上述低频自净消声器的制作方法，其特征在于它包括以下步骤：
1)根据所要控制的空气动力噪声声场情况，设计所要加工的超微孔吸声材料的各项参数；
2)对声场频率和安装条件等不同情况，进行理论模拟，确定所要加工超微孔吸声膜的材料厚度、孔径、穿孔率以及使用层数等技术参数；
3)根据不同的使用场合和使用要求确定选用材料的透明度、防紫外线、防潮、自净及防火的相关技术要求；
4)根据计算所得到的材料厚度、孔径、穿孔率等参数，以及选用材料的要求，得到所要加工的超微孔吸声膜生产图纸，编制加工工艺流程；
5)不透明的低频自净消声器选用生产图纸中规定的材料，根据图纸上的尺寸采用数控剪板机下料，数控折弯机加工成形，整体制作方法参照金属阻性消声器的制作方法进行；
6)全透明的低频自净消声器也根据生产图纸中规定的材料及图纸上的尺寸，用数控裁板机下料，采用热熔与胶粘的方法加工成型；它与其它金属消声器的加工工艺基本相似，所不同的是用到比较厚的板材时，需要有一定的余量，先用机械裁剪，然后用机械磨平或手工修整等方法修正至标准尺寸；
7)超微孔吸声膜根据设计需要，制作成吸声膜框架或直接固定在消声器的外隔声板上。
本发明用透明聚碳酸酯薄膜或其它高分子非金属材料，按分布规律冲制一定大小、一定数量的超微孔，制成透明或不透明的非金属材料超微穿孔吸声膜。吸声膜可以选择不同厚度的材料、孔径、穿孔率、使用层数，达到调节控制其吸声效果。
非金属材料超微孔吸声膜在确定材料的厚度、孔径、穿孔率和使用层数时，必须通过理论计算。可采用《微穿孔共振吸声系数计算软件》(南京常荣噪声控制环保工程有限公司提供)模拟，针对声场频率不同的情况，确定合理的吸声膜所需的加工参数。
本发明的外壳隔声板板剪切下料及折板成型的加工工艺与其它各类金属消声器的加工工艺基本相似，如全透明的消声器所不同的是用到比较厚的板材时，需要有一定的余量，先用机械裁剪，然后用机械磨平或手工修整等方法修正至标准尺寸。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1.利用聚碳酸酯和其它高分子材料良好的机械加工性能，调整材料厚度或冲孔孔径和穿孔率等参数，加工的超微孔，可以大幅度的提高吸声膜吸声性能。
2.除保留了微穿孔板共振吸声结构的优点外，超微孔圾声膜的声学性能又有所提高。
3.利用其超微孔吸声膜材料优良的机械物理性能和耐蠕变的优点，制成的消声器不易变形、结构强度高。
4.根据使用场合的不同，本发明所述的消声器能满足现场防潮、防火、防静电、自净要求；特殊场合可以做成全透明的消声器，且可具备防紫外线、防火的功能。
5.清洁，对人体不产生二次污染，净化程度高。
6.重量轻，运输和安装都很方便。
7.低频自净消声器中使用的超微孔吸声膜与金属吸声板相比，由于其使用材料的重量有了大幅度下降，其价格成本得到了有效控制，而吸声性能又有了较大的提高，充分体现了材料优越的性价比。
8.低频自净消声器中使用的超微孔吸声膜由于其良好的吸声性能，用其制作的消声器消声性能效果达到甚至超过用阻性材料制作的消声器，且可根据噪声频率的不同情况，针对特殊频率段进行设计，尤其对低频噪声明显的场所，达到控制噪声的最佳目的。
低频自净消声器可用于改善空气动力噪声的控制中，还具有如下优异的特点：
1.作为改善空气动力噪声的消声器，能有效在各个频率段得到很好的消声效果。
2.低频自净消声器清洁，对人体不产生二次污染，净化程度高。
3.低频自净消声器中使用的超微孔吸声膜不但有微孔吸声，还兼顾了膜的共振吸声等优点。
4.低频自净消声器可以是全透明的，也可以是不透明的。
5.低频自净消声器可以大量替换传统吸声材料，达到节约材料节约能源的目的；
6.低频自净消声器具有防潮、防火、防静电、防紫外线；
7.低频自净消声器使用的非金属吸声膜材料表面采用了纳米技术，对本身材料的表面自己具备相应的净化功能，有效去除材料表面的污渍与和灰尘，不会出现超微孔堵塞。
本发明是一种声学性能优越的低频自净消声器，能满足市场对环境湿度大，净化、低频吸声要求高的迫切需要，经济实用；可根据使用场合的不同，选择全透明或不透明的材料制成，其吸声结构且能兼有金属和非金属微穿孔板消声器的优点。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种低频自净消声器，其特征在于：它包括外壳隔声板、超微孔吸声膜、气流通道和连接法兰；气流通道位于外壳隔声板内，在气流通道的四周外表面上包履有超微孔吸声膜；连接法兰设置在外壳隔声板两端并使气流通道与管道相通。
本发明中，所述超微孔吸声膜由聚碳酸酯或高分子非金属材料制成。
所述外壳隔声板和超微孔吸声膜由耐高温、防火、防腐材料制成。
所述外壳隔声板和超微孔吸声膜由透明或非透明材料制成。
所述超微孔吸声膜厚度范围在0.05～0.3mm之间，孔径在0.05～0.3mm之间。
超微孔吸声膜的表面可以经过纳米净化处理。
一种上述低频自净消声器的制作方法，其特征在于它包括以下步骤：
1)根据所要控制的空气动力噪声声场情况，设计所要加工的超微孔吸声材料的各项参数；
2)对声场频率和安装条件等不同情况，进行理论模拟，确定所要加工超微孔吸声膜的材料厚度、孔径、穿孔率以及使用层数等技术参数；
3)根据不同的使用场合和使用要求确定选用材料的透明度、防紫外线、防潮、自净及防火的相关技术要求；
4)根据计算所得到的材料厚度、孔径、穿孔率等参数，以及选用材料的要求，得到所要加工的超微孔吸声膜生产图纸，编制加工工艺流程；
5)不透明的低频自净消声器选用生产图纸中规定的材料，根据图纸上的尺寸采用数控剪板机下料，数控折弯机加工成形，整体制作方法参照金属阻性消声器的制作方法进行；
6)全透明的低频自净消声器也根据生产图纸中规定的材料及图纸上的尺寸，用数控裁板机下料，采用热熔与胶粘的方法加工成型；它与其它金属消声器的加工工艺基本相似，所不同的是用到比较厚的板材时，需要有一定的余量，先用机械裁剪，然后用机械磨平或手工修整等方法修正至标准尺寸；
7)超微孔吸声膜根据设计需要，制作成吸声膜框架或直接固定在消声器的外隔声板上。
本发明用透明聚碳酸酯薄膜或其它高分子非金属材料，按分布规律冲制一定大小、一定数量的超微孔，制成透明或不透明的非金属材料超微穿孔吸声膜。吸声膜可以选择不同厚度的材料、孔径、穿孔率、使用层数，达到调节控制其吸声效果。
非金属材料超微孔吸声膜在确定材料的厚度、孔径、穿孔率和使用层数时，必须通过理论计算。可采用《微穿孔共振吸声系数计算软件》(南京常荣噪声控制环保工程有限公司提供)模拟，针对声场频率不同的情况，确定合理的吸声膜所需的加工参数。
本发明的外壳隔声板板剪切下料及折板成型的加工工艺与其它各类金属消声器的加工工艺基本相似，如全透明的消声器所不同的是用到比较厚的板材时，需要有一定的余量，先用机械裁剪，然后用机械磨平或手工修整等方法修正至标准尺寸。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1.利用聚碳酸酯和其它高分子材料良好的机械加工性能，调整材料厚度或冲孔孔径和穿孔率等参数，加工的超微孔，可以大幅度的提高吸声膜吸声性能。
2.除保留了微穿孔板共振吸声结构的优点外，超微孔圾声膜的声学性能又有所提高。
3.利用其超微孔吸声膜材料优良的机械物理性能和耐蠕变的优点，制成的消声器不易变形、结构强度高。
4.根据使用场合的不同，本发明所述的消声器能满足现场防潮、防火、防静电、自净要求；特殊场合可以做成全透明的消声器，且可具备防紫外线、防火的功能。
5.清洁，对人体不产生二次污染，净化程度高。
6.重量轻，运输和安装都很方便。
7.低频自净消声器中使用的超微孔吸声膜与金属吸声板相比，由于其使用材料的重量有了大幅度下降，其价格成本得到了有效控制，而吸声性能又有了较大的提高，充分体现了材料优越的性价比。
8.低频自净消声器中使用的超微孔吸声膜由于其良好的吸声性能，用其制作的消声器消声性能效果达到甚至超过用阻性材料制作的消声器，且可根据噪声频率的不同情况，针对特殊频率段进行设计，尤其对低频噪声明显的场所，达到控制噪声的最佳目的。
低频自净消声器可用于改善空气动力噪声的控制中，还具有如下优异的特点：
1.作为改善空气动力噪声的消声器，能有效在各个频率段得到很好的消声效果。
2.低频自净消声器清洁，对人体不产生二次污染，净化程度高。
3.低频自净消声器中使用的超微孔吸声膜不但有微孔吸声，还兼顾了膜的共振吸声等优点。
4.低频自净消声器可以是全透明的，也可以是不透明的。
5.低频自净消声器可以大量替换传统吸声材料，达到节约材料节约能源的目的；
6.低频自净消声器具有防潮、防火、防静电、防紫外线；
7.低频自净消声器使用的非金属吸声膜材料表面采用了纳米技术，对本身材料的表面自己具备相应的净化功能，有效去除材料表面的污渍与和灰尘，不会出现超微孔堵塞。
本发明是一种声学性能优越的低频自净消声器，能满足市场对环境湿度大，净化、低频吸声要求高的迫切需要，经济实用；可根据使用场合的不同，选择全透明或不透明的材料制成，其吸声结构且能兼有金属和非金属微穿孔板消声器的优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的截面示意图。
图2是本发明的截面示意图。
具体实施方式
一种本发明所述的低频自净消声器，它包括外壳隔声板1、超微孔吸声膜2、气流通道3、连接法兰4和风管5。气流通道3位于外壳隔声板1内，在气流通道3的四周外表面上包履有超微孔吸声膜2；两个连接法兰4分别设置在外壳隔声板1两端并使气流通道3与风管5相通，用来降低风管5内的噪声。
超微孔吸声膜2由聚碳酸酯或高分子材料制成。外壳隔声板和超微孔吸声膜能耐高温、防火、防腐、抗紫外线。
本发明所述的低频自净消声器的制作工艺如下：
第一步：
1.根据所要控制的空气动力噪声声场情况，设计所要加工的超微孔吸声材料的各项参数。
2.对声场频率和安装条件等不同情况，使用南京常荣噪声控制环保工程有限公司开发的《微穿孔共振吸声系数计算软件》理论模拟，确定所要加工超微孔吸声膜的材料厚度、孔径、穿孔率以及使用层数等技术参数。
3.根据不同的使用场合和使用要求确定选用材料的透明度、防紫外线、防潮、自净及防火的相关技术要求。
4.根据计算所得到的材料厚度、孔径、穿孔率等参数，以及选用材料的要求，得到所要加工的超微孔吸声膜生产图纸，编制加工工艺流程。
第二步：
1.不透明的低频自净消声器选用生产图纸中规定的材料，根据图纸上的尺寸采用数控剪板机下料，数控折弯机加工成形，整体制作方法参照金属阻性消声器的制作方法进行。
2.全透明的低频自净消声器也根据生产图纸中规定的材料及图纸上的尺寸，用数控裁板机下料，采用热熔与胶粘的方法加工成型；它与其它金属消声器的加工工艺基本相似，所不同的是用到比较厚的板材时，需要有一定的余量，先用机械裁剪，然后用机械磨平或手工修整等方法修正至标准尺寸。
3.超微孔吸声膜根据设计需要，制作成吸声膜框架或直接固定在消声器的外隔声板上。
本发明利用已加工好的超微孔吸声膜材料，设计制作成低频自净消声器，其超微孔吸声膜按分布规律要求冲制一定大小、一定数量的超微孔。超微孔吸声膜选择不同厚度的材料、孔径、穿孔率、使用层数，来达到调整消声频带的宽度或适应各种不同环境下的空气动力噪声的消声降噪。
超微孔吸声膜2由聚碳酸酯或高分子材料制成。外壳隔声板和超微孔吸声膜能耐高温、防火、防腐、抗紫外线。
本发明所述的低频自净消声器的制作工艺如下：
第一步：
1.根据所要控制的空气动力噪声声场情况，设计所要加工的超微孔吸声材料的各项参数。
2.对声场频率和安装条件等不同情况，使用南京常荣噪声控制环保工程有限公司开发的《微穿孔共振吸声系数计算软件》理论模拟，确定所要加工超微孔吸声膜的材料厚度、孔径、穿孔率以及使用层数等技术参数。
3.根据不同的使用场合和使用要求确定选用材料的透明度、防紫外线、防潮、自净及防火的相关技术要求。
4.根据计算所得到的材料厚度、孔径、穿孔率等参数，以及选用材料的要求，得到所要加工的超微孔吸声膜生产图纸，编制加工工艺流程。
第二步：
1.不透明的低频自净消声器选用生产图纸中规定的材料，根据图纸上的尺寸采用数控剪板机下料，数控折弯机加工成形，整体制作方法参照金属阻性消声器的制作方法进行。
2.全透明的低频自净消声器也根据生产图纸中规定的材料及图纸上的尺寸，用数控裁板机下料，采用热熔与胶粘的方法加工成型；它与其它金属消声器的加工工艺基本相似，所不同的是用到比较厚的板材时，需要有一定的余量，先用机械裁剪，然后用机械磨平或手工修整等方法修正至标准尺寸。
3.超微孔吸声膜根据设计需要，制作成吸声膜框架或直接固定在消声器的外隔声板上。
本发明利用已加工好的超微孔吸声膜材料，设计制作成低频自净消声器，其超微孔吸声膜按分布规律要求冲制一定大小、一定数量的超微孔。超微孔吸声膜选择不同厚度的材料、孔径、穿孔率、使用层数，来达到调整消声频带的宽度或适应各种不同环境下的空气动力噪声的消声降噪。