專利名稱：一種微孔纖維復(fù)合吸聲板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于利用共振原理吸收噪聲的器械領(lǐng)域，具體講涉及一種微孔纖維復(fù)合吸聲板。
背景技術(shù)：
隨著城市化進(jìn)程的發(fā)展以及居民環(huán)保意識的增強(qiáng)，變電站噪聲問題逐步上升為電網(wǎng)運(yùn)行部門需要正視的問題。目前，無論是城市變電站還是鄉(xiāng)村變電站，隨著土地資源的日益緊張，變電站周邊建筑與人口密度都逐步上升，這也客觀上造成了變電站噪聲成為一些城市居民向環(huán)保部門投訴的熱點(diǎn)的原因，并由此引發(fā)的上訪和群體性事件與日劇增。在已出臺的《國務(wù)院環(huán)境宏觀戰(zhàn)略》中，電力行業(yè)變電站已被明確列為噪聲整治重點(diǎn)。目前，我國變電站(換流站)噪聲源主要為變壓器、電抗器、濾波器和風(fēng)機(jī)冷卻設(shè)備產(chǎn)生。其中，風(fēng)機(jī)噪聲以中高頻噪聲為主，采用巖棉等傳統(tǒng)降噪材料和措施可以得到有效治理。然而，變壓器、高壓電抗器和濾波器產(chǎn)生的噪聲以125-500HZ倍頻程范圍內(nèi)的中低頻電磁噪聲為主。從以往的研究治理經(jīng)驗來看，這種中低頻噪聲波長較大，隨距離衰減緩慢，對普通居民建筑物穿透力強(qiáng)，采用傳統(tǒng)降噪材料和隔聲措施將很難達(dá)到新頒布 GB12348-2008標(biāo)準(zhǔn)中的低頻噪聲排放限值。即使采取目前普遍使用較好的降噪材料和措施，距變電站較遠(yuǎn)的居民，其在家中受到的噪聲影響仍難達(dá)到新頒布的國家標(biāo)準(zhǔn)限值。有資料表明，在推廣特高壓輸變電技術(shù)后，這種超標(biāo)狀況將表現(xiàn)得更加明顯。按照我國法律，廠界噪聲超過國家規(guī)定的噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)，并干擾了廠界外他人正常生活、工作和學(xué)習(xí)，企業(yè)必須支付噪聲超標(biāo)排污處罰費(fèi)用，并對居民損失進(jìn)行賠償。因此為避免對企業(yè)經(jīng)濟(jì)造成損失以及避免噪聲對居民干擾，有必要采用新型吸聲材料或新型吸聲結(jié)構(gòu)進(jìn)行噪聲治理。凡具有較強(qiáng)的吸收聲能、減低噪聲性能的材料就可歸為吸聲材料，原則上吸聲系數(shù)應(yīng)大于0.2。通過變電站自身服役特點(diǎn)的調(diào)研可知，變電站噪聲治理所需的吸聲材料應(yīng)具備性能如下特點(diǎn)具有一定的機(jī)械強(qiáng)度；對于中低頻(主要在125 500Hz)具有優(yōu)良的吸聲效果；不受氣候環(huán)境影響，在高濕度地區(qū)吸聲系數(shù)不因潮濕而下降；傳熱效果好，利于設(shè)備散熱；服役壽命長，不易老化失效；安全環(huán)保，易于回收；質(zhì)量小，便于安裝布置；綜合使用成本低。傳統(tǒng)的吸聲材料一般包括玻璃棉、礦渣棉和巖棉等。這類材料具有良好的中高頻吸聲性能，而且具有質(zhì)輕、不燃、不腐、不易老化、價格低廉等特性，從而替代了天然纖維吸聲材料，在聲學(xué)工程中獲得廣泛的應(yīng)用。這類材料的主要缺點(diǎn)在于其微塵對于環(huán)境的污染。[0015]如巖棉/玻璃棉類吸聲材料沒有強(qiáng)度，容易受潮，受潮后基本不吸聲。易老化污染環(huán)境，在某些服役條件下，2 3年即開始巖棉微塵揮發(fā)，平均不到十年就會污染很嚴(yán)重。巖棉纖維對于人員危害是巨大的，接觸玻璃棉、巖棉、礦棉的工人均可出現(xiàn)χ線胸片改變，即塵肺改變，肺功能測定FVC(用力呼氣量)低于正常。對接觸玻璃纖維工人肺活檢病理檢查表明，肺組織內(nèi)有玻璃纖維塵細(xì)胞灶，膠元輕度增生，肺癌、肺膿腫。除上述環(huán)保問題外，礦物纖維吸聲材料還存在如下缺點(diǎn)導(dǎo)熱性差巖棉玻璃棉的導(dǎo)熱系數(shù)很低，常用作保溫材料，對于變電站設(shè)備的散熱不利；無強(qiáng)度、需要保護(hù)板巖棉玻璃棉的強(qiáng)度很低，不能獨(dú)自承受自身重量，需在外層包覆保護(hù)層及框架；中低頻吸聲系數(shù)低針對中低頻噪聲，尤其是500Hz以下頻率噪聲，其吸聲系數(shù)一般在0.3以下，效率較低；易受環(huán)境影響巖棉玻璃棉吸聲材料在受潮后對于高頻噪聲的吸聲系數(shù)下降較大，甚至完全無吸聲效果，由于保護(hù)層外板需大量開孔，以保證聲波傳入，故不可能完全將巖棉玻璃棉密封，即無法很好解決受潮問題。國內(nèi)目前廣泛采用傳統(tǒng)吸聲材料進(jìn)行吸聲治理，如巖棉、玻璃棉，在實際使用量上約占全部吸聲材料份額的90%以上。除傳統(tǒng)吸聲材料外，在部分重點(diǎn)工程或?qū)υ肼暱刂朴刑囟ㄒ蟮墓こ讨?，也采用了一些新型吸聲材料，如泡沫金屬、噴涂纖維等。泡沫金屬吸聲材料價格較高，不利于大規(guī)模推廣；噴涂纖維雖具有良好的低頻吸聲性能，但價格高、導(dǎo)熱差，同樣不利于輸變電領(lǐng)域服役。金屬纖維板具有傳熱優(yōu)良、質(zhì)輕、可通過工藝調(diào)整針對低頻噪聲吸聲等特點(diǎn)，且工藝相對簡單、綜合生產(chǎn)成本低，國外普遍應(yīng)用于交通降噪，目前，國內(nèi)也逐漸重視金屬纖維吸聲材料的發(fā)展，但針對變電站基頻125Hz 500Hz的低頻噪聲的吸聲效果仍然不足，通過調(diào)整工藝參數(shù)如面密度、滾壓間隙、纖維直徑等影響條件可以有效將吸收波峰移到中低頻， 但此時吸收頻帶較窄，一般在1000 1200Hz左右即出現(xiàn)吸收波谷，故還需要通過結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行調(diào)整。在吸聲結(jié)構(gòu)上，國內(nèi)在理論研究方面目前具有較好基礎(chǔ)，以馬大猷院士發(fā)表的微穿孔吸聲結(jié)構(gòu)理論為基礎(chǔ)開發(fā)了一批具有先進(jìn)水平的微穿孔吸聲結(jié)構(gòu)。并在此基礎(chǔ)上后續(xù)進(jìn)行了發(fā)展和優(yōu)化。共振吸聲結(jié)構(gòu)以各類穿孔板最為常見，微穿孔結(jié)構(gòu)是利用亥姆霍茲共振器原理，通過與聲波發(fā)生共振消耗聲波的聲能量，以減少噪聲。微穿孔結(jié)構(gòu)的孔徑尺寸、 分布方式、排布密度等很多因素均可對結(jié)構(gòu)的吸聲效果產(chǎn)生影響。單純的單層微穿孔吸聲板與背腔組合仍然無法達(dá)到較好的低頻吸聲效果。申請?zhí)?01010191493. 3、名為《一種微孔中穿纖維穿孔板及其制備方法》的發(fā)明專利，其技術(shù)方案提供了一種微孔中穿纖維穿孔板及其制備方法，其實施例所取得的效果在 125Hz，吸聲系數(shù)在0. 1以下，不能滿足低頻吸聲的要求。

實用新型內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種微孔纖維復(fù)合吸聲板，所述的微孔纖維復(fù)合吸聲板具有低頻吸聲效果好，在125Hz，其吸聲系數(shù)大于0. 5 ；較鋁纖維吸聲板具有更寬的吸收頻帶，在250Hz 1600Hz，吸聲系數(shù)不小于0.4 ；所述吸聲板為全鋁結(jié)構(gòu)，利于循環(huán)利用的環(huán)保特性，具有良好的回收特性，且不存在老化、脫落等問題；此外，所述吸聲板還具有良好的導(dǎo)熱特性，便于設(shè)備散熱。為實現(xiàn)本發(fā)明目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下一種微孔纖維復(fù)合吸聲板，其改進(jìn)之處在于所述吸聲板包括微穿孔板和鋁纖維板；所述微穿孔板和鋁纖維板平行設(shè)置，之間通過連接件連接且形成空腔，所述鋁纖維板通過支撐架固定于墻壁且形成背腔，所述鋁纖維板與墻壁平行設(shè)置。本實用新型的另一優(yōu)選技術(shù)方案為所述微穿孔板的板厚為0. 5 1mm，孔徑為 0. 5 1. 5mm,孑L間距為2 20mm。本實用新型的又一優(yōu)選技術(shù)方案為所述鋁纖維板的面密度為300 800g/m2，纖維直徑為70 150 μ m。本實用新型的再一優(yōu)選技術(shù)方案為所述鋁纖維板沿板面法線方向依次由鋁板網(wǎng)、鋁纖維、鋁箔和鋁板網(wǎng)四層材料組成。本實用新型的又一優(yōu)選技術(shù)方案為所述連接件與所述微穿孔板和鋁纖維板通過螺栓連接。本實用新型的又一優(yōu)選技術(shù)方案為所述支撐架與所述鋁纖維板通過螺栓連接。本實用新型的再一優(yōu)選技術(shù)方案為所述空腔的厚度為20 80mm。本實用新型的再一優(yōu)選技術(shù)方案為所述背腔的厚度為20 180mm。由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型的有益效果包括1)提高低頻吸聲系數(shù)所述吸聲板的結(jié)構(gòu)設(shè)置有空腔和背腔，空腔和背腔內(nèi)的空氣層以及微穿孔板和鋁纖維板的厚度構(gòu)成振動系統(tǒng)，其在125Hz吸聲系數(shù)為0. 523，顯著提高了低頻吸聲系數(shù)；2)拓寬吸聲頻帶由于本實用新型所述的吸聲板的吸聲材料及吸聲板結(jié)構(gòu)設(shè)計，使其振動系統(tǒng)的共振頻率在125Hz 1600Hz，最小吸聲系數(shù)為0. 42 ；3)具有循環(huán)利用的特點(diǎn)組成復(fù)合吸聲板的鋁纖維板和微穿孔板為全鋁結(jié)構(gòu)，具有良好的回收特性，且不存在老化、脫落等問題；4)散熱性能優(yōu)良鋁合金導(dǎo)熱性能優(yōu)異，便于設(shè)備的散熱。
以下結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步說明。


圖1是微孔纖維復(fù)合吸聲板結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是鋁纖維板結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是吸聲板1#吸聲系數(shù)曲線圖；圖4是吸聲板2#吸聲系數(shù)曲線圖；圖5是吸聲板3#吸聲系數(shù)曲線圖；[0052]圖6是吸聲板4#吸聲系數(shù)曲線圖；附圖標(biāo)記1-微穿孔板，2-鋁纖維板，3-連接件，4-空腔，5-背腔，6-支撐架，7-鋁纖維，8-鋁箔，9-鋁板網(wǎng)；SAC-吸聲系數(shù)。
具體實施方式
下面結(jié)合實例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。通過將微穿孔板與鋁纖維吸聲板相結(jié)合，通過必要的工藝控制與調(diào)整，可以達(dá)到既維持原鋁纖維吸聲板低頻吸聲效果，又展寬吸收頻帶的特點(diǎn)，達(dá)到在較寬范圍內(nèi)取得不低于0.4的吸聲系數(shù)。所述吸聲板由微穿孔板與鋁纖維吸聲板復(fù)合而成，其具體結(jié)構(gòu)為微穿孔板1為面板，其后布置鋁纖維板2，微穿孔板1與鋁纖維板2之間通過連接件3連接，微穿孔板1與鋁纖維板2之間留有一定共振空腔4，此處空腔4具體指微穿孔板1、鋁纖維板2和連接件 3形成的中空部分，中空部分的四周沒有封閉，共振空腔4示意的表示中空部分；沒有完全對照“腔”字的具體含義。鋁纖維板2后布置背板或通過支撐架6直接安裝于墻壁上。具體結(jié)構(gòu)參見示意
圖1。所述的微孔纖維板1，微穿孔板1與鋁纖維板2之間的面間距為20 80mm，鋁纖維板2與墻體或背板間的背腔5厚度20 180mm ；此處背腔5具體指鋁纖維板2、墻壁或背板和支撐架6形成的中空部分，中空部分四周沒有封閉，背腔5示意的表示中空部分，沒有完全按照“腔”字的具體含義。所述的微穿孔板1采用純鋁板材，其板厚在0. 5 1mm，孔徑0. 5 1. 5mm,孔間距 2 20mm ；所述的鋁纖維板2為市售鋁纖維吸聲板，具體參數(shù)可調(diào)整，其結(jié)構(gòu)由前后鋁板網(wǎng) 9，鋁纖維7、鋁箔8四層材料組成，面密度在300 800g/m2，纖維直徑在70 150 μ m，纖維種類為熔抽法制備鋁纖維，鋁纖維板2的結(jié)構(gòu)參見示意圖2 ；所述的微孔纖維復(fù)合吸聲板吸聲系數(shù)曲線一般隨頻率增大而遞增，達(dá)到波峰后逐漸遞減，遞減到波谷后吸聲系數(shù)曲線反彈上升。所以在125 1600Hz間，最小吸聲系數(shù)出現(xiàn)在125Hz處，而250 1600Hz，最小吸聲系數(shù)出現(xiàn)在波谷處。實施例1 吸聲板1#微穿孔板1 采用市售0. 5mm鋁板進(jìn)行微穿孔板1制備，其中孔間距為2mm，孔徑為 1. 5mm ；廠家名稱中州鋁業(yè)有限公司廠家地址河南省鞏義市小關(guān)鎮(zhèn)口頭工業(yè)區(qū)鋁板型號1050系列鋁板實施例2、實施例3和實施例4中鋁板均在上述廠家采購。鋁纖維板2 定制面密度為300g/m2鋁纖維板2，其中鋁纖維為熔抽法制備鋁纖維， 纖維直徑為120μπι;組合將微穿孔板1與鋁纖維板2進(jìn)行組合，通過連接件3進(jìn)行連接，微穿孔板1與鋁纖維板2間空腔4的距離為20mm，鋁纖維板2后背腔5的距離為180mm;此為吸聲板 1# ；吸聲板1#的吸聲系數(shù)曲線見圖3，圖中作為對比的鋁纖維吸聲板(AL-fibre board)吸聲系數(shù)曲線，其測試用鋁纖維吸聲板背腔采用與復(fù)合吸聲板相同距離180mm，圖中可見微孔纖維復(fù)合板(Composite board)吸聲系數(shù)曲線未出現(xiàn)如鋁纖維吸聲板吸聲系數(shù)曲線低于0. 4的波谷，其125Hz吸聲系數(shù)為0. 523 ；250 1600Hz最小吸聲系數(shù)為0. 42 ；實施例2:吸聲板姊微穿孔板1 采用市售0. 6mm鋁板進(jìn)行微穿孔板制備，其中孔間距為10mm，孔徑為 1. Omm ；鋁纖維板2 定制面密度為400g/m2鋁纖維板2，其中鋁纖維為熔抽法制備鋁纖維， 纖維直徑為70 μ m ；組合將微穿孔板1與鋁纖維板2進(jìn)行組合，通過連接件3進(jìn)行連接，微穿孔板1 與鋁纖維板2間空腔4的距離為40mm，鋁纖維板2后背腔5的距離為160mm ；此為吸聲板 2# ；吸聲板2#的吸聲系數(shù)曲線見圖4，圖中作為對比的鋁纖維吸聲板吸聲系數(shù)曲線， 其測試用鋁纖維吸聲板背腔采用與復(fù)合吸聲板相同距離160mm，圖中可見微孔纖維復(fù)合板吸聲系數(shù)曲線未出現(xiàn)如鋁纖維吸聲板吸聲系數(shù)曲線低于0. 4的波谷，其125Hz吸聲系數(shù)為 0. 768 ；250 1600Hz最小吸聲系數(shù)為0. 525 ；實施例3:吸聲板3#微穿孔板1 采用市售0. 8mm鋁板進(jìn)行微穿孔板制備，其中孔間距為15mm，孔徑為 0. 8mm ；鋁纖維板2 定制面密度為500g/m2鋁纖維板，其中鋁纖維為熔抽法制備鋁纖維， 纖維直徑為90 μ m ；組合將微穿孔板1與鋁纖維板2進(jìn)行組合，通過連接件3進(jìn)行連接，微穿孔板1 與鋁纖維板2間空腔4的距離為60mm，鋁纖維板2后背腔5距離為120mm ；此為吸聲板3# ；吸聲板3#的吸聲系數(shù)曲線見圖5，圖中作為對比的鋁纖維吸聲板吸聲系數(shù)曲線， 其測試用鋁纖維吸聲板背腔采用與復(fù)合吸聲板相同距離160mm，圖中可見微孔纖維復(fù)合板吸聲系數(shù)曲線未出現(xiàn)如鋁纖維吸聲板吸聲系數(shù)曲線低于0. 4的波谷，其125Hz吸聲系數(shù)為 0. 597 ；250 1600Hz最小吸聲系數(shù)為0. 564 ；實施例4:吸聲板4#微穿孔板1 采用市售1. Omm鋁板進(jìn)行微穿孔板制備，其中孔間距為20mm，孔徑為 0. 5mm ；鋁纖維板2 定制面密度為800g/m2鋁纖維板，其中鋁纖維為熔抽法制備鋁纖維， 纖維直徑為150μπι;組合將微穿孔板1與鋁纖維板2進(jìn)行組合，通過連接件3進(jìn)行連接，微穿孔板1與鋁纖維板2間空腔4的距離為80mm，鋁纖維板2后背腔5的距離為20mm ；此為吸聲板4# ；吸聲板4#的吸聲系數(shù)曲線見圖6，圖中作為對比的鋁纖維吸聲板吸聲系數(shù)曲線， 其測試用鋁纖維吸聲板背腔采用與復(fù)合吸聲板相同距離120mm，圖中可見微孔纖維復(fù)合板吸聲系數(shù)曲線未出現(xiàn)如鋁纖維吸聲板吸聲系數(shù)曲線低于0. 4的波谷，其125Hz吸聲系數(shù)為0. 757 ；250 1600Hz最小吸聲系數(shù)為0. 402 ；各實施例參數(shù)對比表如下
吸聲板1#吸聲板2#吸聲板3#吸聲板微穿孔板板厚(mm)0. 50. 60. 81微穿孔孔徑(mm)1. 51. 00. 80. 5微穿孔孔距(mm)2101520間隔空腔距離(mm)20406080復(fù)合吸聲板背腔距離(mn)18016012020鋁纖維板面密度(g/m2)300400500800鋁纖維板背腔距離(mm)180160160120鋁纖維直徑(μ m)1207090150鋁纖維種類熔抽熔抽熔抽熔抽125Hz吸聲系數(shù)0. 5230. 7680. 5970. 757250 1600Hz最小吸聲系數(shù)0. 42 (872Hz)0. 525(576Hz)0.564 (568Hz)0.402(1488) 此處已經(jīng)根據(jù)特定的示例性實施例對本實用新型進(jìn)行了描述。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說在不脫離本實用新型的范圍下進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶鎿Q或修改將是顯而易見的。示例性的實施例僅僅是例證性的，而不是對本實用新型的范圍的限制，本實用新型的范圍由所附的權(quán)利要求定義。
權(quán)利要求1.一種微孔纖維復(fù)合吸聲板，其特征在于所述吸聲板包括微穿孔板(1)和鋁纖維板 (2)；所述微穿孔板(1)和鋁纖維板( 平行設(shè)置，之間通過連接件C3)連接且形成空腔，所述鋁纖維板( 通過支撐架(6)固定于墻壁且形成背腔(5)，所述鋁纖維板( 與墻壁平行設(shè)置。
2.如權(quán)利要求1所述的一種微孔纖維復(fù)合吸聲板，其特征在于所述微穿孔板(1)的板厚為0. 5 1謹(jǐn)，孔徑為0. 5 1. 5謹(jǐn)，孔間距為2 20謹(jǐn)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種微孔纖維復(fù)合吸聲板，其特征在于所述鋁纖維板O)的面密度為300 800g/m2，纖維直徑為70 150 μ m。
4.如權(quán)利要求1或3所述的一種微孔纖維復(fù)合吸聲板，其特征在于所述鋁纖維板(2) 沿板面法線方向依次由鋁板網(wǎng)(9)、鋁纖維(7)、鋁箔(8)和鋁板網(wǎng)(9)四層材料組成。
5.如權(quán)利要求1所述的一種微孔纖維復(fù)合吸聲板，其特征在于所述連接件(3)與所述微穿孔板(1)和鋁纖維板( 通過螺栓連接。
6.如權(quán)利要求1所述的一種微孔纖維復(fù)合吸聲板，其特征在于所述支撐架(6)與所述鋁纖維板( 和墻壁通過螺栓連接。
7.如權(quán)利要求1所述的一種微孔纖維復(fù)合吸聲板，其特征在于所述空腔的厚度為 20 80mm。
8.如權(quán)利要求1所述的一種微孔纖維復(fù)合吸聲板，其特征在于所述背腔(5)的厚度為 20 180mm。
專利摘要本實用新型提供了一種微孔纖維復(fù)合吸聲板，屬于利用共振原理吸收噪聲的器械領(lǐng)域。所述吸聲板具有低頻吸聲效果好，在125Hz，其吸聲系數(shù)大于0.5；較鋁纖維吸聲板具有更寬的吸收頻帶，在250Hz～1600Hz，吸聲系數(shù)不小于0.4。所述的吸聲板由微穿孔板與鋁纖維板復(fù)合而成，微穿孔板和鋁纖維板之間通過連接件連接且形成空腔，鋁纖維板與墻壁或背板之間通過支撐架連接且形成背腔。微穿孔板的板厚為0.5～1mm，孔徑為0.5～1.5mm，孔間距為2～20mm，鋁纖維板的面密度為300～800g/m2，纖維直徑為70～150μm。本實用新型所述吸聲板為全鋁結(jié)構(gòu)，具有良好的回收再利用特性，不存在老化、脫落等問題；吸聲板還具有良好的導(dǎo)熱特性，便于設(shè)備散熱。
文檔編號E04B1/86GK202176026SQ20112021673
公開日2012年3月28日 申請日期2011年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月23日
發(fā)明者朱全軍, 李現(xiàn)兵, 楊富堯, 祝志祥, 聶京凱, 陳新, 韓鈺, 馬光 申請人:中國電力科學(xué)研究院