通風隔聲門的製作方法

2023-06-15 00:07:52

本發明涉及噪聲汙染與防治領域，具體涉及一種通風隔聲門。

二、

背景技術：

有許多大型機器設備(如變壓器、壓縮機和電動機)安裝於室內，為了機器設備運輸和維護的需要，其所在房間的門均較大，如一些室內變壓器房間的大門為8m×8m或8m×6m。這些機器設備輻射出很大的噪聲，影響周圍的居民或工作人員的身心健康，其中房間大門是一個重要的噪聲傳播途徑。另一方面，大型機器設備運行過程中將產生較大熱量，若房間密封，長期運行可能造成安全隱患。使室內對流通風是常用的散熱手段，房間大門也常常被用作進風路徑之一。為實現大門的通風隔聲功能，目前有多種方案，以室內變壓器為例，有的大門採用衝孔不鏽鋼捲簾門，通過大量小孔通風；有的大門採用平開大鐵門，在鐵門上密布狹縫用於通風；有的大門採用隔聲門，在隔聲門下部安裝消聲百葉，通過百葉的通道進行通風。

在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題：

衝孔捲簾門一般為單層結構，隔聲量較小，特別對低頻噪聲隔聲效果很差，門上的小孔通風面積較小，且孔洞會嚴重影響大門的隔聲性能。採用單層板的平開鐵門的隔聲量也較小，門上的狹縫通風面積較小，狹縫也會嚴重影響大門的隔聲性能。採用多層結構的隔聲門有較大的隔聲量，密封條件好的情況下隔聲性能良好，但沒有通風功能。為了通風，有的隔聲門下部不密封，安裝消聲百葉，通風的同時也向外傳播機器設備噪聲，由於消聲百葉安裝於隔聲門上，長度有限(如50釐米)，即使對中高頻噪聲，其降噪效果也有限，對低頻噪聲降噪效果更差，因此影響了隔聲門整體隔聲性能。因此，現有技術不能滿足實際需求。

三、

技術實現要素：

為了解決現有技術中大型機器設備的大門隔聲效果差、通風量小，隔聲性能較好卻完全不通風的問題，本發明提供一種通風隔聲門。所述技術方案如下：

根據本發明，提供一種通風隔聲門，所述通風隔聲門包括：隔聲門主體、通風孔、消聲管道和有源降噪系統；所述隔聲門主體上有若干個通風孔，每一通風孔連接一條消聲管道，每一消聲管道內均安裝有源降噪系統。

進一步的，所述隔聲門主體為多層隔聲結構，包括鋼板、阻尼材料、吸聲材料和穿孔飾面板。

進一步的，所述通風孔個數根據通風量要求靈活增減。

進一步的，所述消聲管道安裝於所述隔聲門主體內側，平行於隔聲門主體，且緊貼隔聲門主體；所述消聲管道兩端開口均平行於隔聲門主體，一端開口連接通風孔朝向室外，另一端開口朝向室內。

進一步的，所述有源降噪系統為單通道有源控制系統，包括參考傳聲器、誤差傳聲器、次級聲源和控制器；所述參考傳聲器設置在所述消聲管道內靠近朝向室內的開口一側；所述誤差傳聲器設置在所述消聲管道內靠近所述通風孔一側；所述次級聲源設置在所述管道內；所述控制器設置在所述管道內，所述控制器分別連接所述參考傳聲器、所述誤差傳聲器和所述次級聲源。

進一步的，所述次級聲源與參考傳聲器距離為drc，需使drc/c＞t0的不等式滿足，其中c為空氣中的聲速，t0為有源控制系統存在的電路與算法時延。

進一步的，所述消聲管道的截面為長方形，所述截面長邊的長度不超過欲使用該有源降噪系統來有效控制的噪聲頻段的最高頻率對應波長的一半。

進一步的，所述消聲管道內安裝有吸聲材料。

進一步的，所述有源降噪系統可設置工作時間與停止時間，可根據環境噪聲變化啟動和停止工作。

本發明的有益效果是：(1)與衝孔捲簾門、單層結構的平開鐵門相比，本發明的隔聲性能、通風性能更好；(2)與多層結構的密封隔聲門相比，本發明保持同樣隔聲效果的同時，提供了通風功能；(3)與安裝消聲百葉的多層結構隔聲門相比，本發明的隔聲性能更優；(4)本發明的有源控制系統採用單通道有源控制系統，成本低，易實現；(5)本發明的通風口在隔聲門主體上橫向等距分布，消聲管道緊貼隔聲門主體等距安裝，外形美觀；(6)本發明的消聲管道及有源降噪系統安裝和拆卸均很方便，利於維護。

四、附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明實施例提供的通風隔聲門(一扇)的結構示意圖(外側正視圖)；

圖2是本發明實施例提供的通風隔聲門(一扇)的結構示意圖(內側正視圖)；

圖3是本發明實施例提供的通風隔聲門(一扇)的結構示意圖(側視圖)；

圖4是本發明實施例提供的隔聲門主體的結構示意圖；

圖5是本發明實施例提供的消聲管道的結構示意圖(側視圖)；

其中：1通風隔聲門，

12隔聲門主體，

121鋼板，

122阻尼材料，

123吸聲材料，

124穿孔飾面板

13通風孔；

14消聲管道，

141外開口，

142內開口，

15有源降噪系統，

151參考傳聲器，

152誤差傳聲器，

153次級聲源，

154控制器。

五、具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。

如圖1、圖2和圖3所示，本發明實施例提供一種通風隔聲門1，所述通風隔聲門1包括：隔聲門主體12、通風孔13、消聲管道14和有源降噪系統15；所述隔聲門主體12上有若干個通風孔13，每一通風孔13連接一條消聲管道14，每一消聲管道14內均安裝有源降噪系統15。

本發明實施例提供的通風隔聲門1為針對室內變壓器而設計的雙扇平開門。每扇平開門平面尺寸為：寬×高＝4m×6m，兩扇平開門結構對稱。

如圖4所示，所述隔聲門主體12為多層隔聲結構，包括鋼板121、阻尼材料122、吸聲材料123和穿孔飾面板124。所述鋼板121為不鏽鋼複合鋼板，厚度為1.5mm；所述阻尼材料122為阻尼橡膠板，厚度為10mm；所述吸聲材料123為離心玻璃棉板，容重48kg/m3，厚度為50mm，無紡布包裹；所述穿孔飾面板124為鋁板，厚度為1mm，穿孔率為20％。所述隔聲門主體12總厚度約為62.5mm，平均隔聲量超過30dBA。

所述通風孔13的個數根據通風量要求靈活增減。本發明實施例的室內變壓器所需通風量約為30000m3/h，變壓器室通過風機進行機械排風，通過所述通風隔聲門1自然進風，進風口風速取為3.8m/s，所需進風口面積為2.19m2。所述通風孔13的個數為14個，每扇平開門7個，尺寸為：寬×高＝0.4m×0.4m，總通風面積為2.24m2，滿足需求。所述通風孔13的位於所述隔聲門主體12下部，在所述隔聲門主體12靠近底部水平等距分布，所述通風口13底邊距離隔聲門主體12底邊0.2m。若還需增加通風面積，如增加1倍通風面積，則可以在所述隔聲門主體12中下部增加1倍數量的所述通風孔13。

所述通風口13若無任何消聲降噪處理，則所述隔聲門1的隔聲量大幅下降，故需安裝所述消聲管道14進行消聲。所述消聲管道14通過法蘭安裝於所述隔聲門主體12內側，垂直於地面，平行於隔聲門主體12，緊貼隔聲門主體12。所述消聲管道14兩端開口均平行於隔聲門主體12，一端開口即外開口141連接所述通風孔13朝向室外，另一端開口即內開口142朝向室內。所述消聲管道14的內部截面(可通風部分)與所述通風孔13形狀相同且大小相等，即截面尺寸也為0.4m×0.4m。所述消聲管道14的內部長度為1.4m。所述消聲管道14為3層結構，從外至內材料分別為：鍍鋅鋼板、阻性吸聲材料和穿孔飾面板。其中鍍鋅鋼板厚度為1mm；阻性吸聲材料為離心玻璃棉，容重48kg/m3，厚度為30mm，無紡布包裹；穿孔飾面板為鋁板，厚度為1mm，穿孔率為20％。因此所述消聲管道14截面外部輪廓尺寸約為0.46m×0.46m。所述消聲管道14可視為2個消聲彎頭和1條管道消聲器，對於500Hz、1000Hz倍頻程噪聲的消聲量超過30dBA，對於2000Hz、4000Hz倍頻程噪聲的消聲量超過30dBA，對於500Hz以下各倍頻程噪聲的消聲量約為10～15dBA。

變壓器本體噪聲主要分量在100Hz及其諧波，尤其以600Hz以下低頻為主，此外，變壓器噪聲還包括其冷卻系統風扇噪聲，一般在2000Hz以下頻段。由於所述消聲管道14對低頻噪聲的消聲量相對較小，故對變壓器噪聲的消聲量遠遠不足30dBA。需在每條消聲管道14中安裝一套有源降噪系統15來降低這些低頻噪聲。

如圖5所示，所述有源降噪系統15為單通道有源控制系統，包括參考傳聲器151、誤差傳聲器152、次級聲源153和控制器154。所述參考傳聲器151設置在所述消聲管道14內靠近朝向室內的開口即內開口142一側。所述誤差傳聲器152設置在所述消聲管道14內靠近所述通風孔13即外開口141一側。所述次級聲源153設置在所述消聲管道14內。所述控制器154設置在所述消聲管道14內，所述控制器154分別連接所述參考傳聲器151、所述誤差傳聲器152和所述次級聲源153。所述有源控制系統15工作時，所述參考傳聲器151採集噪聲產生參考信號，然後傳遞給控制器154，所述誤差傳聲器152採集噪聲產生誤差信號，然後傳遞給控制器154，若所述有源控制系統15處於降噪狀態，則控制器154根據參考信號與誤差信號進行運算產生消聲信號，然後傳遞給次級聲源153，次級聲源153接收控制器154傳來的消聲信號發出相應的聲音，對原有噪聲進行抵消。所述控制器154產生消聲信號的原則是使誤差傳聲器152處的聲壓幅值平方最小。所述有源控制系統15使用經典的FxLMS算法，由於教科書中已有詳細說明，此處不贅述。

所述次級聲源153與參考傳聲器151距離drc需滿足不等式drc/c＞t0，其中c為空氣中的聲速，t0為有源控制系統存在的電路與算法時延。本發明實施例中t0小於0.5ms，drc取為0.4m。

所述消聲管道14的截面為長方形，所述截面長邊的長度不超過欲使用所述有源降噪系統15來有效控制的噪聲頻段的最高頻率對應波長的一半。本發明實施例中所述消聲管道截面長邊的長度為0.4m，對應的最高頻率為425Hz，即使用所述有源降噪系統15降低425Hz以下頻段的噪聲。對於變壓器噪聲的線譜100Hz、200Hz、300Hz、400Hz，所述有源降噪系統15均可降低至環境背景噪聲級。所述消聲管道14加上所述有源降噪系統15(工作在降噪狀態)，對變壓器噪聲的消聲量超過30dBA。此外，由於所述隔聲門主體12的隔聲量超過30dBA，故所述通風隔聲門的隔聲量超過30dBA。

作為優選，所述控制器154設置截止頻率為450Hz的低通濾波器，僅處理450Hz及以下頻段的噪聲。

所述有源控制系統15的各個組成部分，即參考傳聲器321、誤差傳聲器322、次級聲源323和控制器324安裝在一矩形盒子裡，再安裝到所述消聲管道14的側壁，該矩形盒子主體用鋁板製成，盒子朝所述消聲管道14內部一面為穿孔鋁板，穿孔率為25％，可以透聲，穿孔鋁板表面覆蓋防水透聲膜。

作為優選，所述有源降噪系統15可設置工作時間與停止時間，可根據天氣變化啟動和停止工作，可根據環境噪聲變化啟動和停止工作。具體而言，所述有源降噪系統15的工作狀態包括降噪狀態和休息狀態，處於降噪狀態時，控制器154根據參考信號與誤差信號進行運算產生消聲信號，然後傳遞給次級聲源153，次級聲源153接收控制器154傳來的消聲信號發出相應的聲音，對原有噪聲進行抵消；處於休息狀態時，控制器154不產生消聲信號，次級聲源153也不會發出相應聲音。本發明實施例中，所述有源降噪系統15設置晝間(7:00-22:00)為工作時間，所述有源降噪系統15處於降噪狀態，設置夜間(22:00-7:00)為休息時間，所述有源降噪系統15處於休息狀態，此時晝間和夜間均滿足環境噪聲標準，所述有源降噪系統15間斷性工作也延長了系統的使用壽命。所述控制器154事先存儲了變壓器正常工作情況下且所述有源降噪系統15不工作時的參考信號與誤差信號(多次採集平均得到)，控制器154在工作時，定時分析參考信號與誤差信號，若參考信號與存儲值比較變化較小(幅值比較，幅度頻譜特性比較)，而誤差信號與存儲值比較幅值增大較大或頻譜變化較大(100Hz及其諧波能量佔全頻帶能量變小很多)，可認為變壓器室外環境噪聲較大，所述有源降噪系統15可暫停工作，處於休息狀態；在休息狀態下，所述控制器154仍然定時分析參考信號與誤差信號，若誤差信號與存儲值比較恢復正常(變化較小)，則所述有源降噪系統15可重新啟動工作，處於降噪狀態；所述有源降噪系統15處於休息狀態時，定時分析的時間間隔為2s，處於降噪狀態時，定時分析的時間間隔為30s。

前面的詳細描述只提供了優選實施例，對本發明的範圍、使用性或構造不產生任何限制。前面對優選實施例的詳細描述只是為了使本領域的技術人員能夠實現本發明的優選實施例。應當理解，在不偏離所附權利要求限定的本發明的宗旨和範圍的前提下，可以在本發明的各組成部分的功能和布局上進行各種改變。