一種阻尼復合式隔聲罩的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種機械隔聲罩的制備方法，特別是設及一種阻尼復合式隔聲罩的制 備方法。
【背景技術】
[0002] 球磨機是國內外工業生產中廣泛使用的高細磨機械設備，球磨機應用范圍很廣， 被廣泛用于選礦，水泥建材W及化工等行業，但球磨機在工作過程中會產生極大的噪聲，對 其附近的人員危害極大；當球磨機筒體裸露時，噪聲值可W高達110地(A)W上，是當今 世界各個工業生產中機械設備產生所產生噪聲污染最嚴重的噪聲源之一。因此，球磨機的 噪聲治理成為國內外學者廣泛關注的課題之一，同時在噪聲治理方面已經獲得了一定的效 果。但是目前應用球磨煤機隔聲罩的材料比較單一，結構也比較簡單，通常是W漸青基和橡 膠等材料作為阻尼減振材料，W石棉絨和玻璃棉等多孔性吸聲材料作為主體吸聲材料，因 此，球磨機的噪聲治理效果有所突破比較困難。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在于提供一種阻尼復合式隔聲罩的制備方法，該方法對球磨機噪聲 進行分析，根據所測噪聲信號，對其頻譜進行分析，判斷產生噪聲的主要頻率。同時對現場 的噪聲聲源和傳播路徑進行檢測分析，并從吸聲和隔聲兩個方面阻斷聲音傳播的噪聲治理 方案，使降噪達到理想效果。
[0004] 本發明的目的是通過W下技術方案實現的： 一種阻尼復合式隔聲罩的制備方法，所述方法包括隔聲罩=個方面設計，為聲學設計、 外觀設計、結構設計，聲學設計包括噪聲信號的測量、噪聲頻帶成分分析、噪聲源分析、噪聲 聲場的模擬W及吸聲隔聲結構的確定，應用小波提取噪聲的特征信號，然后應用盲分離技 術來分析設備不同組成部分的噪聲源特征；吸聲材料與穿孔板的復合有多種方式，出于增 加穿孔板空腔內聲阻的考慮，將吸聲材料緊貼穿孔板放置；對球磨機噪聲分析后，根據所測 噪聲信號，對其頻譜進行分析，判斷產生噪聲的主要頻率；同時對現場的噪聲聲源和傳播路 徑進行檢測分析，并從吸聲和隔聲兩個方面阻斷聲音傳播的噪聲治理方案；隔聲罩外殼由 一層不透氣的具有一定重量和剛性的金屬材料制成，用二毫米厚的鋼板，鋪上一層阻尼層； 阻尼層用漸青阻尼膠浸透的纖維織物或纖維材料，用漸青浸麻袋布、玻璃布、拉類或石棉 絨，有的用阻尼漿。 陽〇化]本發明的優點與效果是： 1.本發明使降噪達到理想效果，能完全滿足國家技術標準的要求，為其它球磨機的噪 聲處理提供了參考。
[0006] 2.本發明對現場的球磨機噪聲聲源和傳播路徑進行檢測分析，并從吸聲和隔聲兩 個方面闡述了阻斷聲音傳播的噪聲治理方案，使降噪達到理想效果。特別適合于汽輪機、風 力機、鼓風機等大型設備噪聲的治理，可大大降低設備的噪聲，經濟效益明顯。
[0007] 3.本發明應用在某企業球磨機機房，工程實踐表明，該隔聲罩降噪效果良好，完全 可W將各種類型的球磨機噪聲控制在國家規定的標準范圍W內。
[0008] 4.本發明對球磨機噪聲進行分析，根據所測噪聲信號，對其頻譜進行分析，判斷產 生噪聲的主要頻率。同時對現場的噪聲聲源和傳播路徑進行檢測分析，并從吸聲和隔聲兩 個方面阻斷聲音傳播的噪聲治理方案，使降噪達到理想效果。
【附圖說明】
[0009] 圖1為隔聲罩效果圖。
【具體實施方式】
[0010] 本發明根據噪聲治理現場情況的不同，將隔聲罩的設計過程分為聲學設計、外觀 設計、結構設計=個方面： 聲學設計主要包括噪聲信號的測量、噪聲頻帶成分分析、噪聲源分析、噪聲聲場的模擬W及吸聲隔聲結構的確定。一般大型動力設備的結構W及所處的環境都比較復雜，由一次 聲源W及一次聲源經反射等因素產生噪聲聲場非常復雜。為了準確的分析大型動力設備的 噪聲成分，我們應用小波提取噪聲的特征信號，然后應用盲分離技術來分析設備不同組成 部分的噪聲源特征。
[0011] 由于采集到的噪聲信號信噪比低、背景噪聲大且信號多是機組混合噪聲難W分辨 真實聲源，因此所采集的聲學信號中隱藏了大量虛假無用的信號影響我們的判斷。小波分 析由于其基函數的自動伸縮和平移特性，現在已經成為信號分析的重要工具，我們W小波 分析理論為基礎，對采集的噪聲信號進行特征提取，濾掉占總能量比例很小且對降噪效果 影響不大的干擾信號，提取的特征信號作為盲源分離的輸出信號，來分析機組不同部位的 噪聲源特性。
[0012] 大型動力設備產生的噪聲通常具有頻帶寬、幅值高的特點，而常見的吸聲材料，如 玻璃棉，巖棉等吸聲材料都是對高頻噪聲有較高的吸聲系數，而對低頻的吸聲效果并不理 想，針對大型動力設備產生的噪聲的特點，我們W優質的礦棉板為基材，W我國著名聲學專 家馬大獻院±的穿孔板共振吸聲理論為基礎，發明了對低頻具有較高吸聲性能的"寬頻帶 組合式吸聲板"，并已獲得國家知識產權局專利局的受理。
[0013] 寬頻帶組合式吸聲板是根據亥姆霍茲共振理論，在具有一定厚度的板材上穿孔并 結合一定厚度的空氣層可W提高結構對低頻噪聲的降噪能力。穿孔板可看成是大量短管的 并聯。
[0014] 亥姆霍茲共振器是一個密閉的內部為硬表面的容器，通過一個小的開口與外面大 氣相聯系的結構。單個共振器可看成由幾個聲學作用不同的聲學元件所組成，開口管內及 管口附近空氣隨聲波而振動，是一個聲質量元件。空腔內的壓力隨空氣的脹縮而變化，是一 個聲順元件。而空腔內的空氣在一定程度內隨聲波而振動，也具有一定的聲質量。空氣在 開口壁面的振動摩擦，由于粘滯阻尼和導熱的作用，會使聲能損耗，它的聲學作用是一個聲 阻。當入射聲波的頻率接近共振器的固有頻率時，孔頸的空氣柱產生強烈振動，在振動過程 中，由于克服摩擦阻力而消耗聲能。反之，當入射聲波頻率遠離共振器固有頻率時，共振器 振動很弱，因此聲吸收作用很小，可見共振器吸聲系數隨頻率而變化，最高吸聲系數出現在 共振頻率處。
[0015] 當聲波入射到赫姆霍茲共振吸聲器的入口時，容器內口的空氣受到激勵，將產生 振動，容器內的介質將產生壓縮或膨脹變形，根據等效線路圖分析，可W得到單個赫姆霍茲 共振吸聲器的等效聲阻抗為：
(1) 式中，％:為聲阻抗；二知J為赫姆霍茲共振吸聲器的聲質量。其中藏為空氣密 度，:1為人口管長度，S入口管面積；鱗-^ 為赫姆霍茲共振吸聲器的聲順，其中 為容器體積。
[0016] 由上式可W得到單個赫姆霍茲共振吸聲器的共振頻率友可由下式求得：
(2) 穿孔板的吸聲機理正是源于此，穿孔板上的孔與后面的空氣層正好構成亥姆霍茲共振 體，當入射的噪聲頻率與穿孔板共振吸聲結構的共振頻率一致時，消耗的聲能最大。考慮到 穿孔板是多個亥姆霍茲共振器并聯而成，當聲波垂直入射時，其共振吸聲頻率和吸聲系數 用W下公式計算：
(3) (4) (5) 由上述公式可知，穿孔板的共振頻率和吸聲系數與穿孔率P，孔徑山穿孔板厚度h和空 氣層厚度D有關。由于大型動力設備本身的體積已經很龐大，如果空氣層厚度過大，則占用 空間過大，運對于結構設計是不利的，因而在實際工程中都要盡量減小空氣層的厚度。
[0017] 吸聲材料與穿孔板的復合有多種方式，出于增加穿孔板空腔內聲阻的考慮，將吸 聲材料緊貼穿孔板放置，如圖1所示。
[0018] 上面的運種復合吸聲結構已經在東北制藥總廠的噪聲治理工程中得到應用，效果 十分明顯，平均降噪量在十分貝W上，而且對于具有多個低頻噪聲幅值較高的情況，我們采 取具有不同孔徑的穿孔板共振吸聲結構，運種結構也在實際中得到應用，效果更佳。
[0019] 降噪工程中的隔聲構件通常采用的是阻尼漆加鋼板的組合方式，隔聲量主要取決 于材料的面密度，鋼板越厚，隔聲量越大，但隨之也產生了很多問題，如鋼板越厚，造價越 高，現場施工越困難，而且阻尼漆涂層越厚。兼顧到降噪效果、工程造價和施工等因素，在相 同的隔聲量下，運種阻尼隔聲板的重量要遠低于阻尼漆加鋼板的結構，而且由于減少了板 的厚度，大大降低了施工的難度和工程造價。
[0020] 采取治理后消聲量達30. 0地(A)。安裝隔聲罩后，整個壓縮機的噪聲明顯降低，同 時，在治理中考慮到了防水防火等環境要求，冷卻塔工作性能正常。經環保部口的現場監 ，距辦公樓1米處，白天的噪聲降至48. 5地(A)，夜間的噪聲降至44. 5地(A)，達到《城市區 域環境噪聲標準》中I類標準。實踐證明，運套噪聲控制方案的適用性很廣，效果明顯。
【主權項】
1. 一種阻尼復合式隔聲罩的制備方法，其特征在于，所述方法包括隔聲罩三個方面設 計，為聲學設計、外觀設計、結構設計，聲學設計包括噪聲信號的測量、噪聲頻帶成分分析、 噪聲源分析、噪聲聲場的模擬以及吸聲隔聲結構的確定，應用小波提取噪聲的特征信號，然 后應用盲分離技術來分析設備不同組成部分的噪聲源特征；吸聲材料與穿孔板的復合有多 種方式，出于增加穿孔板空腔內聲阻的考慮，將吸聲材料緊貼穿孔板放置；對球磨機噪聲 分析后，根據所測噪聲信號，對其頻譜進行分析，判斷產生噪聲的主要頻率；同時對現場的 噪聲聲源和傳播路徑進行檢測分析，并從吸聲和隔聲兩個方面阻斷聲音傳播的噪聲治理方 案；隔聲罩外殼由一層不透氣的具有一定重量和剛性的金屬材料制成，用二毫米厚的鋼板， 鋪上一層阻尼層；阻尼層用瀝青阻尼膠浸透的纖維織物或纖維材料，用瀝青浸麻袋布、玻璃 布、氈類或石棉絨，有的用阻尼漿。
【專利摘要】一種阻尼復合式隔聲罩的制備方法，涉及一種機械隔聲罩的制備方法，所述方法包括隔聲罩三個方面設計，為聲學設計、外觀設計、結構設計，聲學設計包括噪聲信號的測量、噪聲頻帶成分分析、噪聲源分析、噪聲聲場的模擬以及吸聲隔聲結構的確定，應用小波提取噪聲的特征信號，然后應用盲分離技術來分析設備不同組成部分的噪聲源特征；吸聲材料與穿孔板的復合有多種方式；該方法對球磨機噪聲進行分析，根據所測噪聲信號，對其頻譜進行分析，判斷產生噪聲的主要頻率。同時對現場的噪聲聲源和傳播路徑進行檢測分析，并從吸聲和隔聲兩個方面阻斷聲音傳播的噪聲治理方案，使降噪達到理想效果。
【IPC分類】B02C17/18
【公開號】CN105195273
【申請號】CN201510609993
【發明人】劉歡, 李金鳳, 童炳善, 侯勇, 段家鑫
【申請人】沈陽化工大學
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年9月23日