一种轻质隔声耐火壁板的制作方法

1.本发明属于船舶海洋减振降噪领域，具体涉及一种轻质隔声耐火壁板结构。


背景技术：

2.对于目前常用的船舶舱室壁板而言，在船舶海洋工程的科学技术与研究中常会遇到振动噪声与辐射噪声，并且在大多数工程实践中都存在隔声量增加伴随重量激增的质量定律问题，同时由于壁板应用于船舶内，船舱属于特殊的密闭空间，如遇火灾将会产生严重后果，所以壁板的耐火性能须符合要求。
3.目前常用的船舶舱室壁板多采用：金属层包裹耐火吸音棉形式，其隔声结果一般在33db左右，无法满足国际海事组织对船舶噪音的新要求。船舶海洋用的舱室壁板防火等级为b-15以上，防火测试的壁板表面温度在800℃以上，这就使得现有的壁板结构偏厚、质量较大，同时也存在隔声效果较差等问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明旨在提出一种轻质隔声耐火壁板，以解决现有技术中应用于船舶的壁板存在板结构偏厚、质量较大、隔声效果较差等问题。
5.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
6.一种轻质隔声耐火壁板，包括声学黑洞板，所述声学黑洞板的两侧均依次设置薄膜、吸声层、表层板，所述声学黑洞板的两侧具有声学黑洞腔，所述声学黑洞腔中至少设置质量块、阻尼块，所述质量块与薄膜连接，所述阻尼块与声学黑洞腔的腔体底部连接。
7.进一步的，所述薄膜靠近声学黑洞腔的一侧设置质量块，所述质量块的一侧与薄膜连接，另一侧延伸至声学黑洞腔中。
8.进一步的，所述薄膜靠近声学黑洞腔的一侧设置阻尼件，所述阻尼件的一侧与薄膜连接，另一侧延伸至声学黑洞腔中。
9.进一步的，所述声学黑洞板的板体表面与薄膜粘接。
10.进一步的，所述腔体底部为平面，所述阻尼块与腔体底部粘接。
11.进一步的，所述薄膜为金属片材，所述质量块为钢块或者铝合金块。
12.进一步的，所述吸声层为具有多孔结构的吸音纤维或气凝胶。
13.优选的，所述吸音纤维包括陶瓷纤维、岩棉。
14.进一步的，所述表层板为钢板、铁板、不锈钢板、镀锌铁皮、硬质复合材料板中的至少任意一种。
15.相对于现有技术，本发明所述的一种轻质隔声耐火壁板具有以下优势：
16.本发明所述的一种轻质隔声耐火壁板，将声学黑洞板与具有附加质量块的薄膜组成降噪系统，通过声学黑洞结构使得壁板具有良好的宽频带隔声效果，同时，通过对薄膜附加设置质量块，来改变薄膜的共振频率位置，提高在低频区间的降噪能力，并能够根据实际噪音频率情况，调整质量块的重量对共振峰位置进行调节，能够实现根据具体需求进行自
主可调的低频降噪目的。同时，由于声学黑洞腔的腔体底部会对声波产生汇聚效果，本技术在声学黑洞腔的腔体底部设置阻尼块，能够有效消耗聚集于腔体底部的声波振动能量，大幅减小声波反射，减小噪声传播，有利于进一步提高壁板的隔声效果。同时，随着隔声效果的提升，在满足一定的隔声要求的基础上，也有利于降低壁板的厚度。此外，也可以在薄膜设置阻尼块，在薄膜处增大其阻尼效果，提升隔声性能。
17.在所述降噪系统外继续设置吸声层，一方面对中高频区间进行降噪，另一方面设置低密度的吸声材料，有利于提高壁板的隔声效果，降低壁板在同体积下的质量，形成具备结构与材料双优势的新型轻质隔声耐火壁板结构，并在壁板的最外侧设置表层板，一方面对高频噪声进行隔断，提高壁板的隔声效果，另一方面表层板能够对壁板的外观提供装饰作用，提高壁板外观上的美观程度，最终形成创新美观实用的新型轻质隔声耐火壁板结构。
附图说明
18.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
19.图1为本发明实施例所述的一种轻质隔声耐火壁板的截面示意图；
20.图2为本发明实施例所述的一种轻质隔声耐火壁板中声学黑洞板的截面示意图。
21.附图标记说明：
22.1、表层板；2、吸声层；3、薄膜；4、质量块；5、声学黑洞板；51、板体表面；6、声学黑洞腔；61、腔体底部；7、阻尼块。
具体实施方式
23.下文将使用本领域技术人员向本领域的其它技术人员传达他们工作的实质所通常使用的术语来描述本公开的发明概念。然而，这些发明概念可体现为许多不同的形式，因而不应视为限于本文中所述的实施例。
24.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
25.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
26.在现有技术中，船舶舱室壁板往往采用金属层包裹耐火吸音棉形式，其隔声结果一般在33db左右，无法满足国际海事组织对船舶噪音的新要求。船舶海洋用的舱室壁板防火等级为b-15以上，防火测试的壁板表面温度在800℃以上，这就使得现有的壁板结构偏厚、质量较大，同时也存在隔声效果较差等问题。
27.为了解决现有技术中应用于船舶的壁板存在板结构偏厚、质量较大、隔声效果较差等问题，本实施例提出一种轻质隔声耐火壁板，如附图1-2所示，所述壁板包括声学黑洞板5，所述声学黑洞板5的两侧均依次设置薄膜3、吸声层2、表层板1，所述声学黑洞板5的两侧具有声学黑洞腔6，所述声学黑洞腔6中至少设置质量块4、阻尼块7，所述质量块4与薄膜3连接，所述阻尼块7与声学黑洞腔6的腔体底部61连接，和/或所述阻尼块7与薄膜3连接。
28.对于阻尼块7而言，可以如附图1所示，阻尼块7与声学黑洞板5连接，并位于声学黑洞腔6的腔体底部61；也可以在薄膜3靠近声学黑洞腔6的一侧设置阻尼块7，使得阻尼块7的一侧与薄膜3连接，另一侧延伸至声学黑洞腔6中。当然，对于任意一个声学黑洞腔6中，可以
在声学黑洞腔6的腔体底部61粘贴一块阻尼块7，在薄膜3靠近声学黑洞腔6的一侧粘贴另一块阻尼块7。为了区分两个阻尼块，也可以将与薄膜3连接的阻尼块7称为阻尼件。
29.对于质量块4而言，所述薄膜3靠近声学黑洞腔6的一侧设置质量块4，所述质量块4的一侧与薄膜3连接，另一侧延伸至声学黑洞腔6中。
30.对于声学黑洞板5、声学黑洞腔6而言，均可以直接采用现有技术；同时声学黑洞腔6的腔体形状按照现有技术中声学黑洞的结构函数式来设置。鉴于其均可以参考现有技术，不做赘述。
31.从而本技术将声学黑洞板5与具有附加质量块4的薄膜3组成降噪系统，通过声学黑洞结构使得壁板具有良好的宽频带隔声效果，同时，通过对薄膜3附加设置质量块4，来改变薄膜3的共振频率位置，提高在低频区间的降噪能力，并能够根据实际噪音频率情况，调整质量块4的重量对共振峰位置进行调节，能够实现根据具体需求进行自主可调的低频降噪目的。同时，由于声学黑洞腔6的腔体底部61会对声波产生汇聚效果，本技术在声学黑洞腔6的腔体底部61设置阻尼块7，能够有效消耗聚集于腔体底部61的声波振动能量，大幅减小声波反射，减小噪声传播，有利于进一步提高壁板的隔声效果。同时，随着隔声效果的提升，在满足一定的隔声要求的基础上，也有利于降低壁板的厚度。此外，也可以在薄膜3设置阻尼块7，在薄膜3处增大其阻尼效果，提升隔声性能。
32.在所述降噪系统外继续设置吸声层2，一方面对中高频区间进行降噪，另一方面设置低密度的吸声材料，有利于提高壁板的隔声效果，降低壁板在同体积下的质量，形成具备结构与材料双优势的新型轻质隔声耐火壁板结构，并在壁板的最外侧设置表层板1，一方面对高频噪声进行隔断，提高壁板的隔声效果，另一方面表层板1能够对壁板的外观提供装饰作用，提高壁板外观上的美观程度，最终形成创新美观实用的新型轻质隔声耐火壁板结构。
33.在本技术中，所述壁板可以采用对称形式进行设置，例如声学黑洞板5两侧的薄膜3、吸声层2、表层板1等结构，按照对称形式设置。也可以根据实际需求，调节各个板层的厚度，使得各个板层在尺寸上形成差异，用以控制不同区间噪声，具有较大灵活性，可根据实际情况自主调节。例如：薄膜3的厚度可以为0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm等，表层板1的厚度可以为1mm、1.5mm、2mm等。为了便于生产、加工，本技术中各个板层、部件之间均采用粘接方式进行连接。同时，在本技术中，对于壁板的各个部件而言，均采用耐高温材料，以确保整体壁板的耐火性能。
34.对于声学黑洞板5的两侧而言，设置薄膜3；具体的，声学黑洞板5的板体表面51与薄膜3粘接，使得声学黑洞板5与薄膜3之间围成多个封闭的声学黑洞腔6。在本技术中，声学黑洞腔6中除了可以设置质量块4、阻尼块7之外，可以保持声学黑洞腔6的空腔形式；也可以继续在声学黑洞腔6中富裕处的空间中填充适量的吸声材料，以提高声学黑洞板5与薄膜3构成的降噪系统的隔声性能。
35.所述腔体底部61为平面，所述阻尼块7与腔体底部61粘接，用于以吸收汇聚于此的声波振动能量，减小波的反射，达到降噪目的。
36.所述薄膜3为金属片材，例如钢片、铝箔等薄片状结构。所述质量块4为钢或者铝合金材料，通过调整附加质量块4的重量调节共振峰位置，以达到低频隔声作用。同时，可以在薄膜3额外粘贴阻尼块7，增大其阻尼效果，以进一步增大薄膜3的可控噪声频率区间。
37.所述吸声层2为吸音纤维或气凝胶，或者说，在薄膜3、表层板1之间填充吸音纤维，
而形成的吸声层2；一方面利用纤维的低密度性能，能够有效降低壁板在同体积下的质量，另一方面能够有效地对中高频区间进行降噪，有利于提高壁板的隔声效果。优选的，所述吸声层2为陶瓷纤维、岩棉等多孔纤维，或者称为具有多孔结构的陶瓷纤维、岩棉等材质，有利于增强对高频噪声的吸收作用。当然，所述吸声层2也可以包括气凝胶，具有较好的隔声绝热性能，不仅有利于提高壁板的隔声效果，还能够提高壁板的隔热保温性能。
38.所述表层板1为钢板、铁板或者不锈钢板、镀锌铁皮、硬质复合材料等材质，通过利用刚度、强度较大的材质作为表层板1，能够增强对高频噪声的隔断作用，同时具备一定的装饰作用，提高壁板的美观实用特性。
39.对本技术中的壁板在仿真实验中，通过改变两个薄膜3的厚度，使得两个薄膜3的厚度存在差异，可以有效减小壁板在吻合频率处的声穿透现象；同时，声学黑洞板5的声学黑洞截断位置越小，波的汇聚效果越明显，隔声性能越好。阻尼块7的阻尼系数越大，隔声性能越好。对于表层板1而言，在相同材料下，表层板1的厚度越厚，隔声性能越好，符合质量定律。
40.从而，本技术提出的轻质隔声耐火壁板，与传统的船用隔声板相比，在同隔声量情况下，本发明的面密度远小于传统单板或双板隔声结构的面密度，利用声学黑洞结构的良好宽频带隔声效果，具有附加质量块4的薄膜3的低频共振吸声作用，使得声学黑洞板5与具有附加质量块4的薄膜3组成的降噪系统，具有良好的低频区间降噪能力，同时，通过吸声层2和表层板1形成中高频区间隔声体系，使得本技术的整个壁板的隔声频带覆盖高中低各个频率区间，达到整频带降噪目的，能够显著地提高壁板的隔声性能。
41.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。