專利名稱：一種微孔纖維復合吸聲板的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于利用共振原理吸收噪聲的器械領域，具體講涉及一種微孔纖維復合吸聲板。
背景技術：
隨著城市化進程的發展以及居民環保意識的增強，變電站噪聲問題逐步上升為電網運行部門需要正視的問題。目前，無論是城市變電站還是鄉村變電站，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保部門投訴的熱點的原因，并由此引發的上訪和群體性事件與日劇增。在已出臺的《國務院環境宏觀戰略》中，電力行業變電站已被明確列為噪聲整治重點。目前，我國變電站(換流站)噪聲源主要為變壓器、電抗器、濾波器和風機冷卻設備產生。其中，風機噪聲以中高頻噪聲為主，采用巖棉等傳統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生的噪聲以125-500HZ倍頻程范圍內的中低頻電磁噪聲為主。從以往的研究治理經驗來看，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，采用傳統降噪材料和隔聲措施將很難達到新頒布 GB12348-2008標準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，距變電站較遠的居民，其在家中受到的噪聲影響仍難達到新頒布的國家標準限值。有資料表明，在推廣特高壓輸變電技術后，這種超標狀況將表現得更加明顯。按照我國法律，廠界噪聲超過國家規定的噪聲排放標準，并干擾了廠界外他人正常生活、工作和學習，企業必須支付噪聲超標排污處罰費用，并對居民損失進行賠償。因此為避免對企業經濟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構進行噪聲治理。凡具有較強的吸收聲能、減低噪聲性能的材料就可歸為吸聲材料，原則上吸聲系數應大于0.2。通過變電站自身服役特點的調研可知，變電站噪聲治理所需的吸聲材料應具備性能如下特點具有一定的機械強度；對于中低頻(主要在125 500Hz)具有優良的吸聲效果；不受氣候環境影響，在高濕度地區吸聲系數不因潮濕而下降；傳熱效果好，利于設備散熱；服役壽命長，不易老化失效；安全環保，易于回收；質量小，便于安裝布置；綜合使用成本低。傳統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，在聲學工程中獲得廣泛的應用。這類材料的主要缺點在于其微塵對于環境的污染。[0015]如巖棉/玻璃棉類吸聲材料沒有強度，容易受潮，受潮后基本不吸聲。易老化污染環境，在某些服役條件下，2 3年即開始巖棉微塵揮發，平均不到十年就會污染很嚴重。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，肺組織內有玻璃纖維塵細胞灶，膠元輕度增生，肺癌、肺膿腫。除上述環保問題外，礦物纖維吸聲材料還存在如下缺點導熱性差巖棉玻璃棉的導熱系數很低，常用作保溫材料，對于變電站設備的散熱不利；無強度、需要保護板巖棉玻璃棉的強度很低，不能獨自承受自身重量，需在外層包覆保護層及框架；中低頻吸聲系數低針對中低頻噪聲，尤其是500Hz以下頻率噪聲，其吸聲系數一般在0.3以下，效率較低；易受環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下降較大，甚至完全無吸聲效果，由于保護層外板需大量開孔，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。國內目前廣泛采用傳統吸聲材料進行吸聲治理，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。除傳統吸聲材料外，在部分重點工程或對噪聲控制有特定要求的工程中，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，不利于大規模推廣；噴涂纖維雖具有良好的低頻吸聲性能，但價格高、導熱差，同樣不利于輸變電領域服役。金屬纖維板具有傳熱優良、質輕、可通過工藝調整針對低頻噪聲吸聲等特點，且工藝相對簡單、綜合生產成本低，國外普遍應用于交通降噪，目前，國內也逐漸重視金屬纖維吸聲材料的發展，但針對變電站基頻125Hz 500Hz的低頻噪聲的吸聲效果仍然不足，通過調整工藝參數如面密度、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左右即出現吸收波谷，故還需要通過結構形式進行調整。在吸聲結構上，國內在理論研究方面目前具有較好基礎，以馬大猷院士發表的微穿孔吸聲結構理論為基礎開發了一批具有先進水平的微穿孔吸聲結構。并在此基礎上后續進行了發展和優化。共振吸聲結構以各類穿孔板最為常見，微穿孔結構是利用亥姆霍茲共振器原理，通過與聲波發生共振消耗聲波的聲能量，以減少噪聲。微穿孔結構的孔徑尺寸、 分布方式、排布密度等很多因素均可對結構的吸聲效果產生影響。單純的單層微穿孔吸聲板與背腔組合仍然無法達到較好的低頻吸聲效果。申請號201010191493. 3、名為《一種微孔中穿纖維穿孔板及其制備方法》的發明專利，其技術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，吸聲系數在0. 1以下，不能滿足低頻吸聲的要求。
實用新型內容為克服現有技術的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種微孔纖維復合吸聲板，所述的微孔纖維復合吸聲板具有低頻吸聲效果好，在125Hz，其吸聲系數大于0. 5 ；較鋁纖維吸聲板具有更寬的吸收頻帶，在250Hz 1600Hz，吸聲系數不小于0.4 ；所述吸聲板為全鋁結構，利于循環利用的環保特性，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熱特性，便于設備散熱。為實現本發明目的，本實用新型采用的技術方案如下一種微孔纖維復合吸聲板，其改進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置。本實用新型的另一優選技術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選技術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選技術方案為所述鋁纖維板沿板面法線方向依次由鋁板網、鋁纖維、鋁箔和鋁板網四層材料組成。本實用新型的又一優選技術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選技術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選技術方案為所述空腔的厚度為20 80mm。本實用新型的再一優選技術方案為所述背腔的厚度為20 180mm。由于采用了上述技術方案，本實用新型的有益效果包括1)提高低頻吸聲系數所述吸聲板的結構設置有空腔和背腔，空腔和背腔內的空氣層以及微穿孔板和鋁纖維板的厚度構成振動系統，其在125Hz吸聲系數為0. 523，顯著提高了低頻吸聲系數；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構設計，使其振動系統的共振頻率在125Hz 1600Hz，最小吸聲系數為0. 42 ；3)具有循環利用的特點組成復合吸聲板的鋁纖維板和微穿孔板為全鋁結構，具有良好的回收特性，且不存在老化、脫落等問題；4)散熱性能優良鋁合金導熱性能優異，便于設備的散熱。
以下結合附圖對本實用新型進行進一步說明。
圖1是微孔纖維復合吸聲板結構示意圖；圖2是鋁纖維板結構示意圖；圖3是吸聲板1#吸聲系數曲線圖；圖4是吸聲板2#吸聲系數曲線圖；圖5是吸聲板3#吸聲系數曲線圖；[0052]圖6是吸聲板4#吸聲系數曲線圖；附圖標記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；SAC-吸聲系數。
具體實施方式
下面結合實例對本發明進行詳細的說明。通過將微穿孔板與鋁纖維吸聲板相結合，通過必要的工藝控制與調整，可以達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，達到在較寬范圍內取得不低于0.4的吸聲系數。所述吸聲板由微穿孔板與鋁纖維吸聲板復合而成，其具體結構為微穿孔板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。具體結構參見示意
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，具體參數可調整，其結構由前后鋁板網 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的結構參見示意圖2 ；所述的微孔纖維復合吸聲板吸聲系數曲線一般隨頻率增大而遞增，達到波峰后逐漸遞減，遞減到波谷后吸聲系數曲線反彈上升。所以在125 1600Hz間，最小吸聲系數出現在125Hz處，而250 1600Hz，最小吸聲系數出現在波谷處。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 ；廠家名稱中州鋁業有限公司廠家地址河南省鞏義市小關鎮口頭工業區鋁板型號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進行組合，通過連接件3進行連接，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)吸聲系數曲線，其測試用鋁纖維吸聲板背腔采用與復合吸聲板相同距離180mm，圖中可見微孔纖維復合板(Composite board)吸聲系數曲線未出現如鋁纖維吸聲板吸聲系數曲線低于0. 4的波谷，其125Hz吸聲系數為0. 523 ；250 1600Hz最小吸聲系數為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進行組合，通過連接件3進行連接，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#的吸聲系數曲線見圖4，圖中作為對比的鋁纖維吸聲板吸聲系數曲線， 其測試用鋁纖維吸聲板背腔采用與復合吸聲板相同距離160mm，圖中可見微孔纖維復合板吸聲系數曲線未出現如鋁纖維吸聲板吸聲系數曲線低于0. 4的波谷，其125Hz吸聲系數為 0. 768 ；250 1600Hz最小吸聲系數為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進行組合，通過連接件3進行連接，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#的吸聲系數曲線見圖5，圖中作為對比的鋁纖維吸聲板吸聲系數曲線， 其測試用鋁纖維吸聲板背腔采用與復合吸聲板相同距離160mm，圖中可見微孔纖維復合板吸聲系數曲線未出現如鋁纖維吸聲板吸聲系數曲線低于0. 4的波谷，其125Hz吸聲系數為 0. 597 ；250 1600Hz最小吸聲系數為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進行組合，通過連接件3進行連接，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#的吸聲系數曲線見圖6，圖中作為對比的鋁纖維吸聲板吸聲系數曲線， 其測試用鋁纖維吸聲板背腔采用與復合吸聲板相同距離120mm，圖中可見微孔纖維復合板吸聲系數曲線未出現如鋁纖維吸聲板吸聲系數曲線低于0. 4的波谷，其125Hz吸聲系數為0. 757 ；250 1600Hz最小吸聲系數為0. 402 ；各實施例參數對比表如下
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0. 5230. 7680. 5970. 757250 1600Hz最小吸聲系數0. 42 (872Hz)0. 525(576Hz)0.564 (568Hz)0.402(1488) 此處已經根據特定的示例性實施例對本實用新型進行了描述。對本領域的技術人員來說在不脫離本實用新型的范圍下進行適當的替換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利要求定義。
權利要求1.一種微孔纖維復合吸聲板，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( 與墻壁平行設置。
2.如權利要求1所述的一種微孔纖維復合吸聲板，其特征在于所述微穿孔板(1)的板厚為0. 5 1謹，孔徑為0. 5 1. 5謹，孔間距為2 20謹。
3.如權利要求1所述的一種微孔纖維復合吸聲板，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.如權利要求1或3所述的一種微孔纖維復合吸聲板，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(9)、鋁纖維(7)、鋁箔(8)和鋁板網(9)四層材料組成。
5.如權利要求1所述的一種微孔纖維復合吸聲板，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.如權利要求1所述的一種微孔纖維復合吸聲板，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.如權利要求1所述的一種微孔纖維復合吸聲板，其特征在于所述空腔的厚度為 20 80mm。
8.如權利要求1所述的一種微孔纖維復合吸聲板，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合吸聲板，屬于利用共振原理吸收噪聲的器械領域。所述吸聲板具有低頻吸聲效果好，在125Hz，其吸聲系數大于0.5；較鋁纖維吸聲板具有更寬的吸收頻帶，在250Hz～1600Hz，吸聲系數不小于0.4。所述的吸聲板由微穿孔板與鋁纖維板復合而成，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構，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熱特性，便于設備散熱。
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 優先權日2011年6月23日
發明者朱全軍, 李現兵, 楊富堯, 祝志祥, 聶京凱, 陳新, 韓鈺, 馬光 申請人:中國電力科學研究院