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隔声罩

用来阻隔机器向外辐射噪声的罩子。隔声罩可以和机器的外壳结合在一起,也可以是离开机器的单独的罩。隔声罩通常是具有隔声、吸声、阻尼、隔振和通风、消声等功能的综合体,也可以具有其中几项功能。有时也用隔声罩来防止外界噪声的透入,这种罩常称为隔声箱。

隔声罩的结构可以是完全封闭的,也可以留有必要的开口、活门或观察孔。特殊的隔声罩有一、二个面是能开启的,便于取放构件。小的隔声罩只有几个厘米大小,而最大的可高达几十米。

主要结构

外壳由一层不透气的具有一定重量和刚性的金属材料制成,一般用2~3毫米厚的钢板,铺上一层阻尼层。阻尼层常用沥青阻尼胶浸透的纤维织物或纤维材料(用沥青浸麻袋布、玻璃布、毡类或石棉绒等),有的用特制的阻尼浆。外壳附加阻尼层是为了避免发生板的吻合效应和板的低频共振。外壳也可以用木板或塑料板制作,轻型隔声结构可用铝板制作。要求高的隔声罩可做成双层壳, 内层较外层薄一些;两层的间距一般是6~10厘米,填以多孔吸声材料。罩的内侧附加吸声材料,以吸收声音并减弱空腔内的噪声。在这层吸声材料上覆一层穿孔护面板,其穿孔的面积约占护面面积的20~30%。在罩和机器、罩和基础之间,通常填以橡皮垫,以防止振动的传输。可以开启的活门和观察孔,要密封好。对于需要散热的设备,应在隔声罩上留有必要的通风管道。这种管道要有消声结构,或者装消声器。在设计隔声罩时,要注意满足工艺和维修的要求,有时要采取防止油污、粉尘和腐蚀等措施。不同构造的隔声罩及其所达到的效果如图所示。

图罩的隔声原理

衡量一个罩的降噪效果,经常用插入损失IL来表示。它表示在罩外空间的某点,在加罩前、后的声压级的差值,这相当于罩的实际降噪效果。插入损失的计算公式为:

式中α为罩内表面的平均吸声系数;τ为罩的平均透射系数。由此可见,为了提高罩的隔声效果,罩内应有比较大的声吸收。当α 等于τ时,IL为0。内表面吸声过小的罩子,降噪的效果很差。

对于靠近声源的罩,也就是罩的体积和声源的体积相差不多时,罩内的空间很小,罩与机器本身会成为一个振动耦合系统。为了防止罩的壳体振动和空间耦合共振,须要加阻尼层和较厚的吸声材料。为了防止低频共振,吸声材料的厚度应不小于罩和机器之间空腔厚度的一半。

对罩上开孔部分的漏声,严格计算比较复杂。它与孔的大小、位置、深度以及噪声的频率有关。在棱或角上的孔,要比板面中心的孔漏声多。一般估计孔的漏声时,可以认为孔的透射系数为1。具有总面积为S的罩,如果所有开孔的面积的总和为△S′,则罩的最高隔声量R为:

R =10 lg(SS′)对于一个有六个面的方罩,如果开口占两个面,则它的最高平均隔声量为 5分贝。如用于防止声音从罩外透入罩内(作为隔声箱),外部和内部声压级L1和L2的差值,即降噪量NR为:

NR=L1-L2=R +10 lgα

在考虑低频隔声时,理论分析与实验结果证明,罩的隔板和空腔的低频共振频率均应远离设备的工作频率。

许多设备,如球磨机、空气压缩机、发电机、电动机、柴油机等都可以采用隔声罩。

参考书目
    R.K.Miller & W.V.Montone,Handbook of Acoustical Enclosures and Barriers,The Fairmont Press,IEC.,1978.