一種基于廣義聲子晶體半球殼聲波帶隙特性的隔聲罩的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種隔聲裝置，尤其涉及一種基于廣義聲子晶體半球殼聲波帶隙特性的隔聲罩。
【背景技術(shù)】
[0002]作為一種常見(jiàn)現(xiàn)象，振動(dòng)與噪聲廣泛存在于工業(yè)生產(chǎn)與日常生活中，其不僅會(huì)對(duì)精密儀器的正常工作造成影響，同時(shí)作為一種污染形式，還嚴(yán)重威脅噪聲環(huán)境中工作人員的身心健康。隨著生活水平的提高，人們對(duì)身處環(huán)境質(zhì)量要求越來(lái)越高，故減少或降低噪聲污染來(lái)改善人們的生活環(huán)境具有重要的意義，為改善聲環(huán)境，越來(lái)越多的噪聲控制方法得以應(yīng)用和研宄。在實(shí)際工程應(yīng)用中，噪聲控制主要有三種途徑:(I)對(duì)聲源的控制，即從聲源入手，改進(jìn)聲源結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，減少聲源發(fā)出的噪聲等級(jí)；(2)對(duì)聲場(chǎng)接收者的防護(hù)控制，即指暴露在噪聲環(huán)境中的人們?nèi)藶榈牟扇∫欢ǖ谋Ｗo(hù)措施保護(hù)自己不受到傷害，一般可以通過(guò)佩戴護(hù)耳器、減少暴露在噪聲環(huán)境中的時(shí)間等防護(hù)措施；(3)傳播途徑控制，即通過(guò)吸聲、隔聲、消聲等降噪措施降低聲波的傳播能量。
[0003]由于噪聲源頭很多，要從源頭上控制噪聲的產(chǎn)生是非常困難的，所以工程上常用被動(dòng)減振降噪的方法來(lái)抑制有害的振動(dòng)噪聲的傳播，比如在傳播途徑上，采取隔聲處理阻隔其傳播。就現(xiàn)有隔聲技術(shù)而言，隔聲罩是噪聲控制中最易實(shí)現(xiàn)、最經(jīng)濟(jì)的控制方式。隔聲罩將噪聲源封閉在罩內(nèi)，以減少向周圍的聲輻射。隔聲罩的主體結(jié)構(gòu)是罩壁，這就要求罩壁必須有足夠的隔聲量來(lái)阻礙聲波的傳播，根據(jù)質(zhì)量作用定律可知，罩壁密度越大隔音效果越好，故罩壁大多采用重質(zhì)材料來(lái)制造，如磚塊、混泥土、大理石、石膏板、鋼材等。在實(shí)際工程中，需要定期對(duì)隔聲裝置以及聲源設(shè)備的進(jìn)行檢修和維護(hù)，常常要求隔聲罩應(yīng)輕巧方便、便于裝拆及運(yùn)輸，但現(xiàn)有隔聲罩其結(jié)構(gòu)過(guò)于笨重，無(wú)法滿足上述要求。
[0004]采用現(xiàn)有的隔聲技術(shù)固然能使傳遞到結(jié)構(gòu)體上的振動(dòng)及其輻射的噪聲有一定的衰減，但目前在很多加壓設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的噪聲極大，就現(xiàn)有的隔聲罩而言，隔聲量較小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求。中國(guó)專利(授權(quán)公告號(hào)CN203583695U)提供一種模塊組裝式隔聲罩，由框架結(jié)構(gòu)、復(fù)合板模塊組成，框架結(jié)構(gòu)由承力鋼結(jié)構(gòu)、安裝槽結(jié)構(gòu)組成，復(fù)合板模塊的外形規(guī)格統(tǒng)一，包括復(fù)合吸隔聲模塊、隔聲門模塊等形式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了使得隔聲罩的隔聲量大、拆裝更簡(jiǎn)便而提供一種基于廣義聲子晶體半球殼聲波帶隙特性的隔聲罩。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:包括基體罩，基體罩是由五個(gè)基體板相互連接組成的方形殼體，且基體罩底端設(shè)置底邊連接板，底邊連接板上設(shè)置螺紋孔，基體罩通過(guò)底邊連接板與基座連接，每個(gè)基體板的內(nèi)表面上設(shè)置有半球型凹槽陣列，每個(gè)半球型凹槽里安裝一個(gè)廣義聲子晶體半球殼，每個(gè)廣義聲子晶體半球殼由內(nèi)至外至少設(shè)置兩個(gè)周期組元，每個(gè)周期組元由內(nèi)至外依次是非金屬層和金屬層，且非金屬層和金屬層是相互貼合的，每個(gè)周期組元之間是相互貼合的。
[0007]本發(fā)明還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征:
[0008]1.每個(gè)廣義聲子晶體半球殼有三個(gè)周期組元，每個(gè)廣義聲子晶體半球殼由內(nèi)至外依次是第一非金屬層、第一金屬層、第二非金屬層、第二金屬層、第三非金屬層和第三金屬層，各層之間相互貼合。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明將廣義聲子晶體半球殼引入到隔聲罩結(jié)構(gòu)中，利用其產(chǎn)生的聲波帶隙來(lái)抑制聲波在晶體罩內(nèi)的傳播，并可通過(guò)調(diào)節(jié)廣義聲子晶體半球殼的結(jié)構(gòu)參數(shù)、材料參數(shù)、周期組元的數(shù)量及尺寸來(lái)改變帶隙位置、帶隙寬度以及隔聲量，并能在帶隙頻率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)減振降噪的目的，本發(fā)明與現(xiàn)有的隔聲技術(shù)具有本質(zhì)區(qū)別，具有隔聲量大、便于裝拆及運(yùn)輸、設(shè)計(jì)制造成本低使用可靠并對(duì)工作環(huán)境要求低的優(yōu)勢(shì)。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本發(fā)明的外部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2是本發(fā)明基體罩的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖4是本發(fā)明具有三個(gè)周期組元的廣義聲子晶體半球殼的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖5是本發(fā)明基體板的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0015]圖6是本發(fā)明基體板上安裝廣義聲子晶體半球殼的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0017]本發(fā)明主要是針對(duì)中高頻域聲源的隔聲，本發(fā)明是基于廣義聲子晶體半球殼的聲波帶隙特性，而設(shè)計(jì)的隔聲罩。其原理是沿基體板內(nèi)表面X、Y方向周期布置廣義聲子晶體半球殼(基體板是方形形狀，垂直的兩邊分別設(shè)為X方向和Y方向)，當(dāng)聲波在廣義聲子晶體半球殼中傳播時(shí)，由于其內(nèi)部不同阻抗特性的分界面處反射相消(即徑向周期性)作用，形成聲波帶隙，此帶隙具有控制波的傳播特性進(jìn)而抑制了聲波的傳播。該結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了在帶隙頻率范圍內(nèi)的大幅度減振降噪的目的，且本發(fā)明的基體板的材料都選擇為非金屬材料。
[0018]實(shí)施案例一:結(jié)合圖1至圖6，本發(fā)明包括基體罩1，基體罩I是由五個(gè)基體板4、5、6、7、8相互連接組成的方形殼體，也即基體罩I由基體板4、5、6、7、8通過(guò)若干螺栓3連接所組成，基體罩I是隔聲罩的主體結(jié)構(gòu)。且基體罩底I端設(shè)置底邊連接板17，底邊連接板17上設(shè)置螺紋孔15，基體罩I通過(guò)底邊連接板17與基座連接，本發(fā)明是通過(guò)螺栓連接的連接方式將隔聲罩與基座相連接在一起，每個(gè)基體板的內(nèi)表面上設(shè)置有半球型凹槽陣列，也即半球型凹槽陣列在基體板4、5、6、7、8內(nèi)表面上以正方晶格周期排列，沿著基體板內(nèi)表面的X方向和Y方向均勻排列，沿著X方向和Y方向的半球型凹槽與半球型凹槽之間的間距都是相等的，每個(gè)半球型凹槽16里安裝一個(gè)廣義聲子晶體半球殼2，這樣使得廣義聲子晶體半球殼2也在基體板4、5、6、7、8內(nèi)表面上以正方晶格周期排列，而每個(gè)廣義聲子晶體半球殼2由內(nèi)至外至少設(shè)置兩個(gè)周期組元，每個(gè)周期組元由內(nèi)至外依次是非金屬層和金屬層，且非金屬層和金屬層是相互貼合的，每個(gè)周期組元之間是相互貼合的，各層之間的貼合和各周期組元間的貼合可以采用脹緊、粘連或其他合理的工藝方法。
[0019]本發(fā)明的廣義聲子晶體半球殼2是由兩種不同材質(zhì)的同心半球殼交替連接所組成，各層之間、各周期組元之間貼合是指通過(guò)脹緊、粘連或其他合理的工藝方法連接在一起組成廣義聲子晶體半球殼；廣義聲子晶體半球殼的結(jié)構(gòu)尺寸、周期組元的數(shù)量可以根據(jù)使用環(huán)境的需要進(jìn)行調(diào)整。就本發(fā)明中的基體板與廣義聲子晶體半球殼陣列的組合體而言，此結(jié)構(gòu)相當(dāng)于傳統(tǒng)意義上的二維聲子晶體板，該二維板對(duì)機(jī)座的擾動(dòng)尤其是徑向振動(dòng)的傳播有明顯抑制作用，故本隔聲罩自身帶有隔振的功能。
[0020]實(shí)施案例二:基于上述實(shí)施例，結(jié)合圖4，每個(gè)廣義聲子晶體半球殼2有三個(gè)周期組元，每個(gè)廣義聲子晶體半球殼由內(nèi)至外依次是第一非金屬層9、第一金屬層10、第二非金屬層11、第二金屬層12、第三非金屬層13和第三金屬層14，各層之間相互貼合，第一非金屬層9、第一金屬層10、第二非金屬層11、第二金屬層12、第三非金屬層13和第三金屬層14通過(guò)脹緊、粘連或其他合理的工藝方法連接在一起組成三周期聲子晶體的廣義聲子晶體半球殼。
[0021]本發(fā)明在實(shí)際使用時(shí)應(yīng)考慮到以下幾種因素:
[0022]1.基體罩和周期組元的材料。根據(jù)工作環(huán)境不同，基體罩以及組成廣義聲子晶體半球殼的組元可以選擇不同的材料。例如非金屬層的材料可采用尼龍、增強(qiáng)型尼龍、聚合物復(fù)合材料等等，金屬層的材料可采用鋼、鋁及各種合金等。
[0023]2.周期組元的數(shù)量及尺寸。根據(jù)幾何尺寸要求、頻帶范圍等可以調(diào)整周期組元的數(shù)量和周期組元的尺寸。
[0024]應(yīng)該說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明而非限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例。一切不脫離本發(fā)明的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于廣義聲子晶體半球殼聲波帶隙特性的隔聲罩，包括基體罩，基體罩是由五個(gè)基體板相互連接組成的方形殼體，且基體罩底端設(shè)置底邊連接板，底邊連接板上設(shè)置螺紋孔，基體罩通過(guò)底邊連接板與基座連接，其特征在于:每個(gè)基體板的內(nèi)表面上設(shè)置有半球型凹槽陣列，每個(gè)半球型凹槽里安裝一個(gè)廣義聲子晶體半球殼，每個(gè)廣義聲子晶體半球殼由內(nèi)至外至少設(shè)置兩個(gè)周期組元，每個(gè)周期組元由內(nèi)至外依次是非金屬層和金屬層，且非金屬層和金屬層是相互貼合的，每個(gè)周期組元之間是相互貼合的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于廣義聲子晶體半球殼聲波帶隙特性的隔聲罩，其特征在于:每個(gè)廣義聲子晶體半球殼有三個(gè)周期組元，每個(gè)廣義聲子晶體半球殼由內(nèi)至外依次是第一非金屬層、第一金屬層、第二非金屬層、第二金屬層、第三非金屬層和第三金屬層，各層之間相互貼合。
【專利摘要】本發(fā)明提供的是一種基于廣義聲子晶體半球殼聲波帶隙特性的隔聲罩，包括基體罩，基體罩是由五個(gè)基體板相互連接組成的方形殼體，且基體罩底端設(shè)置底邊連接板，底邊連接板上設(shè)置螺紋孔，基體罩通過(guò)底邊連接板與基座連接，每個(gè)基體板的內(nèi)表面上設(shè)置有半球型凹槽陣列，每個(gè)半球型凹槽里安裝一個(gè)廣義聲子晶體半球殼，每個(gè)廣義聲子晶體半球殼由內(nèi)至外至少設(shè)置兩個(gè)周期組元，每個(gè)周期組元由內(nèi)至外依次是非金屬層和金屬層，且非金屬層和金屬層是相互貼合的，每個(gè)周期組元之間是相互貼合的。本發(fā)明具有隔聲量大、便于裝拆及運(yùn)輸、設(shè)計(jì)制造成本低等優(yōu)勢(shì)，且本發(fā)明對(duì)帶隙范圍內(nèi)的振動(dòng)具有良好的減振降噪的效果。
【IPC分類】G10K11-16
【公開(kāi)號(hào)】CN104575481
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410822020
【發(fā)明人】舒海生, 王興國(guó), 劉偉, 李曉剛, 史肖娜, 梁善軍, 趙磊, 董福臻, 許立環(huán)
【申請(qǐng)人】哈爾濱工程大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月25日