阀门式吸声构件的制作方法

专利名称：阀门式吸声构件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于吸声降噪领域使用的吸收声能的材料，具体地说是一种阀门式吸声构件。
背景技术：
常用的吸声材料有超细玻璃棉等超细纤维材料，这些材料由于纤维太细很容易断裂造成对环境的污染，故对人体健康不利。目前有一种共振吸声装置，此装置由一根短管与一个空腔组成，当声波传播到短管时，管口与管内的空气随声波一起来回振动，空腔内的声压随空气胀缩而变化，当空气在壁面附近来回振动时，会使声能损耗，从而达到吸声的目的。这类吸声装置当它的自身固有频率与外界声能频率接近时，吸声系数高，但在其它频率时吸声系数较低，故它的吸声频率范围窄，其厚度通常在100～200mm之间，占有空间大。

发明内容
本发明的目的在于提供一种结构紧凑、吸声频率范围宽、吸声系数高、可节约材料、不污染环境的阀门式吸声构件。
本发明的技术方案是在3～80毫米的板材上开有占板材面积0.5-30％的通孔，通孔孔径约为1～30毫米，通孔的中心线与板材的法线平行，另开有孔径大于通孔并与通孔相通的阀体室，在每一个或几个通孔上对应有一个体积小于阀体室并放置在阀体室内的阀体，板材后端用盖板复盖。
所述板材可以为高分子材料、金属、木材、泡沫塑料或以上材料的复合体或其它材料。
所述阀体室的中心线与通孔的中心线之间的倾斜角θ在0度至180度之间。
所述通孔的形状可以为圆孔状或槽状。
阀体室的形状与对应的通孔形状相同，即通孔形状为圆孔状时它也为圆孔状，当通孔形状为槽状时它也为槽状。
阀体室可以为一个相同直径的孔或槽，也可以为几段相通但不同直径的孔或槽串联而成。
所述阀体形状可以为球体，也可以为其它几何形状；其材料可用木材、泡沫塑料、聚氨酯及人工合成的材料制成。
其工作原理是在没有受到声波声压前，阀体由于自重，正停留在孔径较大的阀体室的孔或槽中，能阻挡噪声进出通孔的内侧，这个位置也叫平衡位置。此时通孔如同盲孔。当有声波传播到通孔时，声波的压力使得空气活塞首先推动通孔内的空气质量移动，此时，空气活塞与阀体之间压力升高，这时会有二种情况。
1.当声波声压P声≥P空+P阀时，式中P声-外界声波作用在通孔处的压力；P空-通孔内空气质量(空气活塞)移动的阻力；P阀-刚好能够推动阀体克服摩擦力运动的力；P阀＝m阀g(sinθ+fcosθ)m阀-阀体(活塞)质量；g-重力加速度；f-阀体与空腔材料的摩擦系数；θ-空腔的柱中心线与面板的法线夹角。
这时，阀体在声压力作用下，离开平衡位置移动，就是这个瞬时，通孔和阀体室连通，空气活塞和阀体之间的压力马上下降，阀体由于自重又返回到平衡位置，而堵住通孔，而穿透过去的声能遇到盖板反射回来时，进口已被阀体堵死，无法直接由孔口返回。从而室内声源传播到面板上的声能就在这种空气活塞和阀体在平衡位置附近运动转化损耗。
2、当声波声压P声＜P空+P阀时，这时，阀体正好堵住腔体声波通道的内孔，此时通孔如同盲孔。当声压P声作用在通孔时，孔内的空气活塞只能在盲孔内左右振动，将部分声能转化为动能，从而减少了反射的声能，起到吸声作用。
根据本吸声机理可知，当声源声能越高，吸声系数亦越高，即本吸声构件的吸声系数正比于声源的声能。而无论声源的频率是什么范围，本构件都能工作，所以吸声频率范围宽。
本发明克服了共振吸声装置吸声频率范围窄的不足，使吸声频率和吸声系数都得到了很大的提高；结构更加紧凑，当吸声频率相同时，20mm厚的本发明比200mm厚的共振吸声装置的吸声系数还要高，尺寸约为常规的1/10～1/20，从而节省了大量的空间、节约了材料和成本，也不污染环境。
本发明与现有产品对照表



图1为实施例1的结构示意图；图2为实施例1的正面视图；图3为实施例2的正面视图；图4为实施例3结构示意图；图5为实施例6结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1，参见附图1和2本实施例的板材1选用材料是厚度为20毫米的高分子化合物，在板材上开有占板材面积2％的通孔4，通孔孔径为4毫米，通孔的中心线与板材的法线平行，本实施例的通孔的形状为圆孔状，另钻有孔径大于通孔并与通孔相通的阀体室5。
本实施例的阀体室与通孔的中心线的倾斜角θ为15度。一般情况下阀体由于自重而处在最底位置阻挡住通孔4的内侧。本实施例在每一个通孔上对应有一个孔径大于通孔小于阀体室并放置在阀体室内的阀体2，板材后端用盖板3复盖。
实施例2本实施例的板材1选用材料是厚度为15毫米的金属材料，在板材上加工有占板材面积8％的通孔4，通孔孔径为3毫米，通孔的中心线与板材的法线平行，本实施例的通孔形状为槽状，另设有孔径大于通孔并与通孔相通的阀体室5，本实施例的阀体室与通孔的中心线的倾斜角θ为30度。本实施例在每一个通孔上对应有一个体积小于阀体室并放置在阀体室内的阀体2，板材后端用盖板3复盖。
实施例3本实施例的板材1选用材料是厚度为10毫米的泡沫塑料，在板材上加工有占板材面积15％的通孔4，通孔孔径为2.5毫米，通孔的中心线与板材的法线平行，本实施例的通孔的形状为槽状，另设有孔径大于通孔并与通孔相通的阀体室5，本实施例的阀体室与通孔的中心线的倾斜角θ为0度，在每一个通孔上对应有一个孔径大于通孔小于阀体室并放置在阀体室内的阀体2，板材后端用盖板3复盖。
实施例4本实施例的板材1选用材料是厚度为12毫米的木材，在板材上加工有占板材面积10％的通孔4，通孔孔径为5毫米，通孔的中心线与板材的法线平行，本实施例的通孔的形状为二段相通但不同直径的圆孔串联而成，另设有孔径大于通孔并与通孔相通的阀体室5，本实施例的阀体室与通孔的中心线的倾斜角θ为60度，本实施例在每一个通孔上对应有一个孔径大于通孔小于阀体室并放置在阀体室内的阀体2，板材后端用盖板3连成一体。
实施例5本实施例的板材1选用材料是厚度为60毫米的金属材料，在板材上加工有占板材面积20％的通孔4，通孔孔径为25毫米，通孔的中心线与板材的法线平行，本实施例的通孔的形状为槽状，另设有孔径大于通孔并与通孔相通的阀体室5，本实施例的阀体室与通孔的中心线的倾斜角θ为80度。本实施例在每一个通孔上对应有一个孔径大于通孔小于阀体室并放置在阀体室内的阀体2，板材后端盖板3复盖。
实施例6本实施例的板材1选用材料是厚度为10毫米的金属材料+厚度为60毫米的泡沫塑料双层结构，在板材上加工有占板材面积11％的通孔4，通孔孔径为18毫米，通孔的中心线与板材的法线平行，通孔的形状为槽状，在几个通孔上钻有一个与通孔相通的阀体室，一个小于阀体室的阀体放置在阀体室内，阀体室与通孔的中心线的倾斜角θ为0度，板材后端用盖板3复盖。
实施例7本实施例的板材1选用材料是厚度为25毫米的木材加泡沫塑料双层结构，在板材上加工有占板材面积20％的通孔4，通孔孔径为12毫米，通孔的中心线与板材的法线平行，本实施例的通孔的形状为槽状，另设有孔径大于通孔并与通孔相通的阀体室5，本实施例的阀体室与通孔的中心线的倾斜角θ为50度。本实施例在每一个通孔上对应有一个孔径大于通孔小于阀体室并放置在阀体室内的阀体2，板材后端盖板3复盖。
权利要求
1.一种阀门式吸声构件，其特征在于在3～80毫米的板材上开有占板材面积0.5-30％的通孔，通孔孔径约为1～30毫米，通孔的中心线与板材的法线平行，另开有孔径大于通孔并与通孔相通的阀体室，在每一个或几个通孔上对应有一个体积小于阀体室并放置在阀体室内的阀体，板材后端用盖板复盖。
2.根据权利要求1所述的吸声构件，其特征在于所述板材为高分子材料、金属、木材、泡沫塑料或以上材料的复合体。
3.根据权利要求1所述的阀门式吸声构件，其特征在于阀体室的中心线与通孔的中心线之间的倾斜角θ在0度至180度之间。
4.根据权利要求1所述的吸声构件，其特征在于通孔的形状为圆孔状。
5.根据权利要求1所述的吸声构件，其特征在于通孔的形状为槽状。
6.根据权利要求1所述的吸声构件，其特征在于阀体室的形状与对应的通孔形状相同。
7.根据权利要求1所述的吸声构件，其特征在于阀体室为一个相同直径的孔或槽。
8.根据权利要求1所述的吸声构件，其特征在于阀体室为几段相通但不同直径的孔或槽串联而成。
9.根据权利要求1所述的吸声构件，其特征在于所述阀体为球体。
10.根据权利要求1所述的吸声构件，其特征在于所述阀体为其它几何形状。
全文摘要
本发明公开了一种阀门式吸声构件，是在3～80毫米的板材上开有占板材面积0.5－30％的通孔，通孔孔径约为1～30毫米，通孔的中心线与板材的法线平行，另开有孔径大于通孔并与通孔相通的阀体室，在每一个或几个通孔上对应有一个体积小于阀体室并放置在阀体室内的阀体，板材后端用盖板覆盖。阀体室的中心线与通孔的中心线之间的倾斜角θ在0度至180度之间。本吸声构件的吸声系数正比于声源的声能。无论声源的频率是什么范围，本构件都能工作，所以吸声频率范围宽。吸声系数得到了很大的提高；且结构更加紧凑，尺寸约为常规的1/10～1/20，节省了大量的空间。
文档编号G10K11/162GK1598922SQ200410045099
公开日2005年3月23日 申请日期2004年7月27日 优先权日2004年7月27日
发明者蒋安邦 申请人:蒋安邦